Кроме токов, текущих всё время: в одном направлении, в технике широко применяются также так называемые переменные токи. Направление переменного тока в цепи изменяется обычно много раз за секунду.

Рассмотрим здесь в общих чертах вопрос о том, что такое переменный ток, чем он отличается от постоян­ного.

Генератор постоянного тока создаёт в окружающем пространстве постоянное электрическое поле. В цепи, присоединённой к его электродам, это поле гонит элек­троны в одном направлении — от отрицательного элек­трода к положительному. У генераторов переменного тока заряды на электродах не остаются постоянными. Положи­тельный электрод через малую долю секунды становится отрицательным, затем снова положительным, опять отри­цательным и так далее. Одновременно перезаряжается и другой электрод.

При этом заряды на обоих электродах всё время про­тивоположны.

У генераторов переменного тока, питающих освети­тельную сеть и электродвигатели, электроды перезаря­жаются сто раз в секунду. Столько же раз в секунду изме­няется направление создаваемого ими в сети электриче­ского поля. Вслед за полем изменяется и направление электрического тока. В течение одной секунды через нить лампы, горящей на вашем столе, ток пятьдесят раз про­ходит в одном и пятьдесят раз в противоположном на­правлении.

В остальном переменный ток не отличается от постоян­ного. Это также упорядоченный поток электронов, но только направление этого потока много раз за секунду изменяется.

Широкое применение переменного тока в технике свя­зано с тем, что его можно трансформировать. С помощью специальных устройств — трансформа­торов — напряжение в цепи переменного тока можно повышать и понижать.

На рисунке 27 мы видим железный сердечник, на ко­торый надеты две катушки. Создадим в одной из катушек электрический ток, присоединив её к генератору. Вторую катушку замкнём на электрическую лампочку. Когда в первой катушке идёт постоянный ток, лампа не горит. Если же ток в первой катушке переменный, то лампа, при­соединённая ко второй катушке, где нет никакого гене­ратора, загорается.

Здесь мы имеем дело с тем же явлением электро­магнитной индукции, с которым познакомились, когда речь шла о генераторах. Когда в первой катушке идёт переменный ток, то создаваемое им магнитное поле также будет переменным. Таким образом, в этом случае вторая катушка, подобно якорю генератора, находится в переменном магнитном поле. Благодаря этому в нём создаётся электрическое поле и возникает электриче­ский ток.

Две катушки, надетые на общий сердечник, — это про­стейший трансформатор. Переменный ток в первой ка­тушке (она называется первичной обмоткой трансформатора) создаёт переменное магнитное поле. Переменное магнитное поле вызывает ток во второй ка­тушке (во вторичной обмотке).

Если увеличивать число витков вторичной обмотки, то лампочка в нашем опыте с переменным током будет го­реть всё ярче. Если уменьшать число витков, — лампа будет гореть более тускло. Когда число витков во вторич­ной обмотке больше, чем в первичной, напряжение на её концах больше, чем напряжение, созданное генератором на концах первичной катушки.

Трансформаторы, у которых во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, называются повы­шающими. Они позволяют получать более высокие на­пряжения, чем то напряжение, которое создаёт генератор. При этом сила тока во вторичной обмотке оказывается во столько же раз меньше, во сколько напряжение на её концах больше.

Трансформаторы, у которых во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, называются пони­жающими. С помощью понижающих трансформато­ров можно получать токи большой силы при низком на­пряжении.

Между электростанцией и потребителем электрической энергии — заводом, трамваем или квартирой — протя­нуты провода. Они обладают значительным сопротивле­нием. Ведь сопротивление тем больше, чем провод длин­нее, а здесь длина проводов измеряется обычно километ­рами, а то и сотнями километров - Если соединить этими проводами генератор и, скажем, электродвигатель, то

Лишь незначительная часть энергии, вырабатываемой ге­нератором, дойдёт до электродвигателя. Почти вся она бесполезно растратится на нагревание проводов или, как говорят, будет «потеряна на линии». Чтобы избежать этого, генератор соединяют с первичной обмоткой повы­шающего трансформатора, а провода, идущие к потреби­телю, присоединяют к концам вторичной обмотки (рис. 28). В таком случае сила тока в цепи очень мала, а значит, малы и потери энергии даже на длинных проводах. Но в сети создаётся высокое напряжение, опасное для жизни. Стоящий в месте потребления электроэнергии понижаю­щий трансформатор снижает напряжение.

Таким образом, благодаря трансформаторам можно передавать электрическую энергию с малыми потерями слабым током высокого напряжения, а потреблять её при обычных напряжениях, не требующих особых условий изо­ляции и не опасных для жизни. Это — одна из основных причин широкого развития электротехники переменных токов.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО НА СЛУЖБЕ СОВЕТСКОГО НАРОДА

ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА

Дореволюционная Россия занимала 15-е место в мире по выработке электроэнергии. В 1913 году мощность всех её электростанций составляла около 1 миллиона киловатт, а годовое производство электроэнергии не достигало и 2 миллиардов киловатт-часов.

Царское правительство не заботилось о создании элек­троэнергетической базы для промышленности. Иностран­ные концессионеры всячески тормозили развитие русской энергетики, так как её развитие привело бы к ослаблению зависимости хозяйства России от иностранного капитала. До Великой Октябрьской социалистической революции в России не было ни одной гидроэлектростанции крупного промышленного значения.

6 лет мировой и гражданской войны сильно раз­рушили электроэнергетическое хозяйство нашей Родины. В 1920 году производство электроэнергии составляло всего лишь полмиллиарда киловатт-часов. Именно в это время на VIII Всероссийском съезде Советов Владимир Ильич Ленин указал на электрификацию, как на основное и ре­шающее звено в построении коммунистического общества. «Коммунизм — это есть советская власть плюс электрифи­кация всей страны» — эти слова Ленина определили глав­ное направление в создании материальной базы коммуни­стического общества.

Что такое электрификация? На этот вопрос исчерпы­вающе отвечает товарищ Сталин: «...под электрифика­цией страны Ленин понимает не изолированное построение отдельных электростанций, а постепенный „перевод хо­зяйства страны, в том числе и земледелия, на новую тех­ническую базу, на техническую базу современного круп­ного производства", связанного так или иначе, прямо или косвенно, с делом электрификации».

Ленин и Сталин учат, что народное хозяйство комму­нистического общества — промышленность, транспорт, сельское хозяйство — должно быть основано на высшей технике. А энергетической базой высшей, передовой тех­ники является электричество. Без электрификации нельзя построить коммунизм.

Электрификация всей страны может быть осущест­влена только при социалистическом общественном строе. В условиях капитализма, при частной собственности на средства производства, невозможно создание единой энергетической базы, невозможно рациональное и ком­плексное производство и распределение электрической энергии.

Короли угля и нефти, компании, владеющие тепловыми электростанциями, прилагают все усилия, чтобы сорвать строительство гидроэлектростанций. Особенно ярко это видно на примере США. Значительные гидроэнергетиче­ские возможности остаются там неиспользованными из - за частной собственности на землю и фантастического по­вышения цен на земельные участки в районе возможного гидротехнического строительства. Огромные суммы, кото­рые необходимо было уплатить владельцам земель, зато­пляемых при сооружении гидроэлектростанций, заставля­ли в ряде случаев отказываться от самого строительства. Всё это является неизбежным следствием капиталисти­ческой системы хозяйства, в основе которого лежат част­ные интересы предпринимателей, погоня за наживой.

Широкое производство и использование электроэнергии могут быть последовательно осуществлены только при со­циалистическом строе, когда не частные, а общественные интересы руководят всеми мероприятиями по использова­нию природных богатств.

Первым этапом электрификации нашей Родины было осуществление плана ГОЭЛРО, о котором мы уже гово­рили. Этот грандиозный по тем временам план, предусма­тривавший создание 30 новых электростанций и рекон­струкцию всего энергохозяйства страны, был выполнен значительно раньше намеченного 15-летнего срока.

За годы первых сталинских пятилеток электроэнерге­тическая база социализма продолжала бурно расти. В 1940 году годовая выработка электроэнергии в Совет­ском Союзе составляла уже 48,3 миллиарда киловатт-ча­сов. Это в 5,5 раза больше, чем план ГОЭЛРО, в 25 раз больше производства электрической энергии в царской России (1913 г.) и в 100 раз больше, чем в 1920 году, когда Лениным и Сталиным были заложены основы электрифи­кации.

В годы Великой Отечественной войны гитлеровскими разбойниками были разрушены на нашей территории 61 крупная электростанция и много электростанций мест­ного значения. Фашисты уничтожили 10 тысяч километров высоковольтных линий, разрушили более 12 тысяч зданий электростанций и подстанций.

В эти тяжёлые для нашей Родины годы с особой силой проявились огромные созидательные возможности, мощь и жизненность социалистического общественного строя.

Реконструированная и электрифицированная за годы предвоенных сталинских пятилеток промышленность была в невиданно короткие сроки перебазирована в восточные районы страны. На Урале, в Сибири, в Средней Азии были расширены старые и построены новые крупные электро­станции, размещены на новых площадках эвакуированные предприятия, построены новые цехи и заводы.

В невиданно короткий срок — за 5 лет — было восста­новлено народное хозяйство нашей Родины, были ликви­дированы разрушения, причинённые войной. В 1950 году общий объём валовой продукции промышленности уже на 73% превышал довоенный, а в 1951 году промышленная продукция в два раза превысила продукцию 1940 года.

Как и в предшествующие годы социалистического строительства, важное звено восстановления и развития народного хозяйства СССР после Великой Отечественной войны составляет электрификация. К 1950 году были вос­становлены все электростанции. При этом электростанции были расширены, реконструированы, снабжены лучшей современной техникой. За годы войны и за послевоенное время были построены новые электростанции. По плану в 1950 году выработка электроэнергии должна была состав­лять 82 миллиарда киловатт-часов. Этот грандиозный план был перевыполнен советскими людьми — в 1950 году электростанции дали народному хозяйству нашей страны 90 миллиардов киловатт-часов, а в 1951 году—свыше 100 миллиардов. По производству электроэнергии Совет­ский Союз занимает сейчас второе место в мире и первое место в Европе.

Географическое размещение электростанций при плано­вом социалистическом хозяйстве производится в соответ­ствии с потребностями и перспективами хозяйственного и культурного строительства районов, областей, союзных республик.

Отдельные электростанции связываются в единые вы­соковольтные кольца. Так, например, высоковольтными линиями передачи связаны энергосистемы Донбасса, Ро­стова и Приднепровья. Весной, во время паводков, когда промышленность Приднепровья не в состоянии потреблять всей энергии полноводного Днепра, часть её передаётся в районы Донбасса и Ростова. В результате экономится топливо на мощных теплоэлектростанциях в этих районах. Зимой по тем же линиям высоковольтной передачи энер­гия теплоэлектростанций поступает на заводы Придне­провья. Так достигается более полное и эффективное ис­пользование энергетических ресурсов природы, обеспечи­вается бесперебойная работа промышленности огромных районов страны, удешевляется электроэнергия.

Советские электростанции снабжены лучшим в мире электрооборудованием, на них широко применяется авто­матическое управление и управление на расстоянии (те­лемеханика). Пуск и остановка генераторов осуще­ствляются человеком, нажимающим кнопку на щите управления за сотни километров от электростанции. Так электрический ток управляет электростанциями — фабри­ками электрической энергии.

Электрификация промышленности обеспечила огром­ный масштаб работ, создание поточного производства, вы­сокую механизацию и высокую производительность труда.

Ещё Ф. Энгельс указывал на электричество, как на средство устранения противоположности между городом и деревней в будущем социалистическом обществе. Ленин и Сталин неоднократно подчёркивали, что электрификация должна охватить не только промышленность, но и сельское хозяйство. Сейчас в нашей стране электрифицированы почти все МТС и совхозы и десятки тысяч колхозов.

Более 25% всей производимой в нашей стране электро­энергии идёт на удовлетворение коммунально-бытовых нужд трудящихся города и деревни. Электрический транс­порт, освещение, радио, телеграф, телефон, кино, быто­вые и медицинские электроприборы прочно вошли в жизнь советских людей.