Затраты на электроэнергию (страница 1)

1. Какую наибольшую мощность может иметь приемник энергии, присоединенный к линии при напряжении на ее конце: а) 110 В, б) 220 В, если медные провода имеют площадь поперечного сечения и наибольший допускаемый ток 170 А?

Решение:
Наибольший допускаемый ток 170 А для медных проводов сечением определяется условиями нагревания. Мощность в цепи постоянного тока равна произведению напряжения и тока:

Отсюда можно видеть выгодность применения более высокого напряжения при использовании проводов для передачи электрической энергии.

2. На строительной площадке при потреблении электроэнергии от сети мощности отдельных потребителей составляли: растворного узла 30 кВт, башенного крана 10 кВт, деревообделочной мастерской 15 кВт, механической мастерской 25 кВт, арматурно-сварочного участка 50 кВт, освещения 5 кВт.
Определить электрическую энергию, соответствующую непрерывному потреблению в течение двух часов.

Решение:
Суммарная мощность

Искомая электрическая энергия

3. При каком соотношении цен на медь и алюминий будут равны затраты на материал проводов двухпроводной линии длиной 1 км, сопротивление которой должно быть равно r Ом?

Решение:
Равные сопротивления r Ом при одинаковой длине l км обе линии могут иметь лишь при различных площадях поперечных сечений проводов, так как удельные сопротивления меди и алюминия неодинаковы. Это следует из равенства

откуда после сокращения на l получим

т. е. площади поперечных сечений проводов обратно пропорциональны удельным электропроводностям.
Отсюда

, где (в единицах измерения )

т. е. сечение алюминиевых проводов линии должно быть в этом случае в 1,66 раза больше, чем медных. Однако плотность алюминия много меньше плотности меди . Поэтому вес алюминиевых проводов линии будет меньше медных:

Представим их веса G как произведение объемов (V = Sl) на плотность, тогда

Итак, вес медных проводов в рассматриваемом случае в два раза больше алюминиевых.
Цена на металлы устанавливается применительно к единице веса. Обозначим цены за единицу веса соответственно через . Тогда условие одинаковости затрат на материал проводов представится в следующем виде:

т. е. медь должна быть в два раза дешевле алюминия, чтобы затраты на материал проводов линии были одинаковы.

4. Сушильная камера имеет размеры: 4X2X2 м. Каждые четверть часа воздух камеры заменяют холодным (+ 10 °С).
Сколько требуется уплатить за электрическую энергию, затраченную на нагрев воздуха в камере электропечи за 7-часовой рабочий день, если воздух в ней нагревается до 60 °С, тариф , теплоемкость воздуха и плотность воздуха ?