Model hydroelektrárny – Kaplanova turbina: Na tomto modelu vidíme uložení Kaplanovy turbiny v hydroelektrárně. Na vertikálním hřídeli nahoře je generátor na výrobu elektřiny. Vidíme zde i další příslušenství o zařízení – regulátor turbiny, závěsné ložisko, spirálu, rozváděcí lopatky, lopatky oběžného kola. Spirálou proudí voda na rozváděcí lopatky turbiny a na lopatky oběžného kola.
Celkový pohled na tepelnou elektrárnu: Za vlády kapitalismu před druhou světovou válkou byla u nás výroba elektrické energie soustředěna převážně v elektrárnách tepelných. Nyní se budují tepelné elektrárny jen na místech, kde se těží podřadnější palivo. Typickým znakem tepelné elektrárny jsou veliké haldy uhlí, které se denně dováží a spaluje na topeništích parních kotlů, v nichž se tvoří pára pro pohon turbin. Dalším znakem takové elektrárny jsou vysoké komíny, aby bylo dosaženo velkého tahu pro dokonalé spalování topiva, a pojízdné jeřáby, dopravující uhlí ke spalovacím pecím.
Rozmělněné uhlí v tepelné elektrárně: Před dopravou ke spalovacím pecím se palivo nejdříve rozmělní a pak se automaticky pod velkým tlakem vhání do spalovacích pecí, kde se jeho spalováním vyvine velký žár. Spálením jednoho kilogramu uhlí získáme průměrně energii 1 kWh. V pozadí obrázku jsou vidět charakteristické chladící pece, v nichž se kondenzuje vodní pára.
Dolní a horní část parního elektrárenského kotle: Na dolním obrázku vidíte dolní část parního kotle s příslušným regulačním zařízením. Celý kotel je velmi složitá a rozměrná stavba, která zaujímá několik poschodí budovy. Vzniká v něm pára o velmi vysokém tlaku, jejíž energie se zužitkuje v parní turbině. Na horním obrázku je část s rozvodným parním potrubím, kterým se odvádí pára do parní turbiny.
Parní turbina s generátorem: Parní turbina je montována na společné ose s generátorem na výrobu elektrického proudu. Vysokým tlakem páry se uvádí oběžné kolo turbiny do velmi rychlého otáčení. Tím se roztočí také rotor generátoru. Generátor dodává střídavý proud o kmitočtu 50 c/sec a napětí 6 kV. Střídavé proudy je možno snadno transformovat. Aby byla energie vodní páry co nejlépe využita, bývá spojováno několik turbin za sebou tak, že vycházející pára z první turbiny roztáčí druhou konstruovanou pro nižší tlak páry – a z druhé je vedena pára ještě do třetí turbiny. Pára, jež uniká z posledního stupně, odvádí se do kondenzátoru, kde odevzdává své teplo při zkapalnění vodě, kterou jsou znovu plněny parní kotle. Někdy se této páry používá k ústřednímu vytápění budov.
Blokové schema tepelné elektrárny: Každá tepelná elektrárna se skládá ze tří podstatných částí (bloků): první blok tvoří kotelna s tzv. vodním a uhelným hospodářstvím. Do části „uhelné hospodářství“ se dováží uhlí, které se zde čistí, rozmělňuje a transportuje do spalovacích pecí v kotelně. Pro tepelnou elektrárnu je také důležité vodní hospodářství, kde se připravuje voda pro vysokotlaké kotle. Tepelnou elektrárnu poznáme také podle typických dřevěných věží tvaru komolého kužele, v nichž se kondenzuje pára. Ve vodním hospodářství se čerpá voda nejčastěji z rybníka, filtruje se, změkčuje, předehřívá a vhání do kotle. Pára, vyrobená v kotelně, odvádí se do druhého bloku, který tvoří strojovna a k ní přidružená dílna a olejové hospodářství. Ve strojovně jsou instalovány parní turbiny s elektrickými generátory, turbogenerátory, které vyrábějí elektrickou energii o napětí 6 kV. Důležitou částí je „olejové hospodářství“. Zde se čistí použitý olej a po ochlazení se přiváží znovu do strojovny. Potřebné opravy se provádějí ve vlastní dílně, poblíž strojovny. Ve třetím bloku je vyrobený elektrický proud transformován na vysoké napětí 220 kV a rozváděn do spotřebitelských oblastí.
Velín tepelné elektrárny: Výrobu a distribuci elektrického proudu kontroluje dispečer ve velínu. Řadou měřicích přístrojů je informován o okamžitém stavu výroby a spotřeby, popřípadě o závadách v provozu.
Schematický nákres rozvodu elektrické energie: Žádná jiná energie není tak dobře schopna přenosu na velké vzdálenosti jako energie elektrická. Lze ji snadno přenášet na vzdálenosti set kilometrů, takřka okamžitě a s malými ztrátami. Další velkou výhodou je, že ji lze snáze nežli kterýkoliv jiný druh energie měnit na energii mechanickou, tepelnou, světelnou, chemickou apod. Na obrázku je schematicky naznačen rozvod elektrické energie z místa výroby na místo spotřeby. V elektrárně vyrábějí generátory střídavý elektrický proud o napětí 6000 volt. Toto napětí se ihned v elektrárně transformuje na vysoké napětí 110 000 volt. Teprve toto napětí je rozváděno dálkovým vedením nejprve do tzv. oblastních transformoven, kde se snižuje napětí na 22 000 volt, a proudem o tomto napětí jsou zásobovány jednotlivé spotřebitelské oblasti. Z oblastních transformoven je přiváděno toto napětí na místa spotřeby, kde je znovu transformováno na běžné spotřební napětí 220/380 V v tzv. místních transformovnách.
Transformátory v elektrárně: Elektrický proud vyrobený v elektrárně je nejprve transformován na vysoká napětí, aby mohl být s malými ztrátami rozváděn na velké vzdálenosti. To se děje v zařízení, které se nazývá transformátor. Na obrázku je vidět dva mohutné elektrárenské transformátory, které přeměňují proud o napětí 6 kV na napětí 110 kV, přímo na místě výroby. Vinutí transformátoru se při provozu zahřívá a je nutno je chladit. Nejčastěji se používá chlazení cirkulujícím olejem. Chladící olej je v nádržích nad transformátorem.
Dálkové vedení vysokého napětí: Z elektrárny se rozvádí vyrobená elektrická energie na velké vzdálenosti dálkovým vedením do různých spotřebitelských oblastí. Poznáme je na první pohled podle vysokých železných sloupů s mohutnými porcelánovými izolátory, na nichž jsou zavěšena silná měděná lana. Vodič nahoře spojuje všechny stožáry. Je dokonale spojen se zemí a chrání vedení před poškozením bleskem.
Část oblastní spínací stanice: Na obrázku vidíme typickou část zařízení oblastní spínací stanice. Poznáme ji snadno podle velkých porcelánových izolátorů, upevněných na složité železné konstrukci. V této oblastní stanici se snižuje napětí proudu dodaného elektrárnou ze 110 kV na 22 kV a toto napětí je rozváděno do spotřebitelské oblasti.
Místní transformovna: Poblíž menších vesnic nebo větších průmyslových podniků vidíme sloupy s malými transformátory, které transformují přímo na místě spotřeby proud z 22 000 volt na 220/380 volt. Ve městech je vedení na sloupech nahrazeno kabely uloženými v zemi.
Válcovací stroj ve válcovnách: Elektrická energie, vyrobená v elektrárně vodní nebo tepelné, koná člověku neocenitelnou službu. Náš znárodněný průmysl je největším konzumentem elektrické energie, kterou spotřebuje při nejrozmanitějších procesech zhotovování svých výrobků. Mohutné elektromotory hravě uvádějí do pohybu těžké válcovací hutnické stroje, které snadno zpracují velké množství suroviny. Dělník jen kontroluje a sleduje práci stroje, který může být pouhým otočením vypínače uveden do pohybu nebo zastaven. Na dolním obrázku vidíme mohutný elektromotor, který je zpravidla umístěn v jiné místnosti nežli válcovací stroj.
Moderní obráběcí soustruh: U moderních obráběcích strojů je elektromotor přímo součástí stroje. Stroj se tím značně zjednoduší, zaujímá daleko menší prostor, odpadají složitá pomocná zařízení (transmise, spouštěcí zařízení). Pohonná energie je přiváděna jednoduše kabelem. Stroj je možno snadno uvést do činnosti, snadno lze změnit směr otoče nebo stroj zastavit. Provoz je čistý a bezhlučný.
Montážní hala: V továrnách, skladištích, slévárnách a v jiných průmyslových podnicích umožňuje elektrická energie snadné přemísťování i těch nejtěžších břemen. Na obrázku vidíme velkou montážní halu, kde právě jeřáb přenáší celou lokomotivu z jednoho montážního úseku na jiný. Na obrázku v levém horním rohu vidíme jeřábové navíjecí ústrojí, poháněné třemi elektromotory.
Schematický nákres indukční a obloukové elektrické pece: V elektrometalurgii je potřeba k získání vysokých teplot při tavení kovů velkého množství elektrické energie. Primární vinutí indukční pece je napájeno středně vysokým napětím. Sekundární vinutí je vytvořeno jediným závitem, který tvoří tavená ruda nasypaná do kruhového žlabu (ž) z těžce tavitelné ohnivzdorné hmoty. Silný proud, který tímto uzavřeným okruhem prochází, vyhřeje rudu až na bod tání. Ozubené zařízení naklání pec při vylévání roztaveného kovu. U obloukové pece je využito vysoké teploty elektrického oblouku, který vzniká mezi dvěma uhlíkovými elektrodami (E₁ a E₂), které zasahují do ohnivzdorné nádoby a jsou obsypány tavenou rudou. Oblouková pec bývá napájena stejnosměrným proudem a tavenina je současně elektrolyticky čištěna.
Schematický nákres odporové pece: Tavný kelímek je současně odporem, připojeným k sekundární cívce transformátoru. Sekundár transformátoru dodává sice nízké napětí, ale velmi silný proud, kterým se nádoba a v ní nasypaná tavenina rozpálí do bílého žáru. Všechny tyto druhy tavicích pecí mají sice velkou spotřebu elektrického proudu, práce s nimi je však pohodlná, přesná a rychlá.
Sváření elektrickým obloukem: Různé kovy, nejčastěji železo, je možno snadno svářet elektrickým obloukem. Jednou elektrodou je tyčinka z téhož materiálu jako svařovaný předmět, druhou elektrodou je předmět sám. Elektrický oblouk zahřívá svářený materiál až na bod tání a roztavený materiál elektrody zalévá svářené místo. Svářejí se tak železné desky až do síly 20 mm elektrickým proudem o intenzitě až 300 A.
Noční osvětlení města: Život člověka dnešní doby si nedovedeme představit bez elektrického osvětlení. Ulice velkých měst jsou elektrickým světlem a četnými reklamními trubicemi osvětleny tak, že se jimi můžeme i v noci procházet bezpečně jako ve dne. Pohádkovým dojmem působí na nás moře světel osvětleného velkoměsta. Velký význam má také osvětlení na pracovištích, ať už jsou to školy, továrny nebo kanceláře. Nedostatečné osvětlení snižuje pracovní výkon, zvyšuje únavu a může při práci u strojů způsobit i úrazy. Jednotlivé obráběcí stroje mívají proto své vlastní osvětlení.
Dispečer na nádraží: Důležitou úlohu má také elektřina při zabezpečování dopravy. Pouhým stisknutím knoflíku na manipulační desce v dopravní kanceláři ovládá jediný člověk různá zabezpečovací zařízení na trati.
Malá telefonní ústředna a část telefonní centrály: Elektřina umožňuje také okamžité spojení na velkou vzdálenost drátovým vedením. Ve školách, úřadech a v závodech se dnes neobejdeme bez telefonu. Vzájemné spojení účastníků je zcela automatické a obstarává je důmyslné zařízení v telefonní ústředně, jejíž část vidíme na obrázku.
Stožár vysílací antény: Elektrická energie slouží nejen k přenášení zpráv po drátě, ale také k bezdrátovému přenosu. Z vysílací antény se šíří elektrická energie daleko do prostoru a můžeme ji zachytit kdekoliv v rozhlasovém přijímači. Dnes přenášíme takto nejen telegrafní značky, ale i řeč, hudbu a dokonce obraz.
Elektrický vlak – elektrická lokomotiva: Elektrická energie stále vytlačuje parní pohon z našeho dopravnictví. Až bude dobudována síť našich hydroelektráren, budou elektrifikovány i naše železnice. Parní lokomotivy budou nahrazeny elektrickými, jejichž obsluha je mnohem jednodušší, provoz pohodlnější. Elektrická lokomotiva nemusí sebou vozit uhlí ani vodu, bude kdykoliv schopna okamžitého provozu. Naše velkoměstská nádraží a železniční tratě budou zbaveny nepříjemného kouře. Strojvedoucí i topiči budou zbaveni těžké dřiny.
Trolejbus – elektrická pouliční dráha: Ve větších městech pohání elektrická energie dopravní prostředky – trolejbusy, tramvaje. Tyto dopravní prostředky si odebírají pohonnou energii přímo z elektrického vedení, umístěného nad tratí nebo nad vozovkou. Provoz je nehlučný, spolehlivý a nejsou zde nepříjemné zplodiny, vznikající spalováním pohonných látek ve výbušných motorech, které by zamořovaly ulice našich měst.
Elektrická mlátička: Neocenitelné služby koná elektrická energie v zemědělství, kde umožnila velký pokrok v mechanizaci zemědělské výroby. Vytlačuje nejen ruční práci zemědělce ale vytlačuje i pohon parními a spalovacími motory. Na obrázku vidíme známý zjev, jak docela malý elektromotor nahradil parní pohon lokomobily. Hravě uvádí do pohybu velkou mláticí soupravu.
Diagnostický roentgen: Elektřina nám slouží nejen v průmyslu, dopravě a zemědělství, ale je také neocenitelným pomocníkem v lékařství. S pomocí elektřiny jednak zjišťuje lékař příčiny chorob a jednak je léčí. Na obrázku vidíme Roentgenův přístroj, kterým lékař zjišťuje stav vnitřních orgánů pacienta, aby mohl spolehlivě zařídit další léčení.
Therapeutický roentgen: Jiný Roentgenův přístroj, kterým se chorobné místo ozařuje a tím léčí.
Výkladní skříň s elektrickými potřebami pro domácnost: Nedovedeme si v dnešní době představit naše domácnosti, naše závodní kuchyně, rekreační střediska, lázně a hotely bez elektrické energie. Elektřina nám nejen svítí, ale také vaří, topí, pere, čistí, koná různé práce v kuchyni; škrábe brambory, míchá těsto, rozmílá kávu, mák, ořechy, maso, umývá nádobí, leští parkety atd. Tak v mnohých moderních domácnostech najdeme elektrická kamna, elektrické vařiče, elektrické pračky, leštiče parket, ždímačku, žehličku, vyssavač prachu, robota a dnes již takřka v žádné domácnosti nechybí rozhlasový přijímač a nebude trvat dlouho, kdy v každé domácnosti bude i přijímač televizní. Všechna tato zařízení ušetří našim hospodyním mnoho času a námahy.
Obraz cyklotronu: Elektřina má velký význam ve vědeckém bádání. Byly konstruovány zvláštní přístroje, tzv. cyklotrony, které používají elektrické energie k napájení cívek mohutných elektromagnetů a buzení silných elektrických polí. Tyto přístroje umožnily člověku stále hlouběji poznávat tajemství stavby hmoty.
Elektronový mikroskop: Jiným pomocníkem při výzkumu stavby hmoty je elektronový mikroskop. Zatímco obyčejný mikroskop dovoluje zvětšení asi 3000 násobné, lze dosáhnout elektronovým mikroskopem zvětšení tisícinásobné.
y
