Преобразование напряжения
Как правило, генераторы источника и потребители работают с низким номинальным напряжением. Потери энергии в линиях обратно пропорциональны квадрату напряжения, поэтому для снижения потерь электроэнергию выгодно передавать на высоких напряжениях. Для этого на выходе от генератора его повышают, а на входе потребителя его понижают при помощи трансформаторов.
Структура сети
Электрическая сеть может иметь сложную структуру, обусловленную территориальным расположением потребителей, источников, требованиями надёжности и другими соображениями. В сети выделяют линии электропередачи, которые соединяют подстанции. Линии могут быть одинарными и двойными (двухцепными), иметь ответвления (отпайки). К подстанциям, как правило, подходит несколько линий. Внутри подстанции происходит преобразование напряжения и распределение потоков электроэнергии между подходящими линиями. Для соединения линий и оборудования внутри подстанций используются электрические коммутаторы различных типов.
Для наглядного представления структуры сети используется специальное начертание схемы сети, однолинейная схема, представляющая три провода трёх фаз в виде одной линии. На схеме отображаются линии, секции и системы шин, коммутаторы, трансформаторы, устройства защиты.
Структура сети электроснабжения может динамически изменяться путём переключения коммутаторов. Это необходимо для отключения аварийных участков сети, для временного отключения участков при ремонте. Структура сети также может быть изменена для оптимизации электрического режима сети.
Основные компоненты сети
Сеть электроснабжения характерна тем, что связывает территориально удалённые пункты источников и потребителей. Это осуществляется при помощи линии электропередачи − специальных инженерных сооружений, состоящих из проводников электрического тока (провод − неизолированный проводник, или кабель − изолированный проводник), сооружений для размещения и прокладки (опоры, эстакады, каналы), средств изоляции (подвесные и опорные изоляторы) и защиты (грозозащитные тросы, разрядники, заземление).
Схема планетарного круговорота биомассы.
Биома́сса (биоматерия, биота) − совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе в момент наблюдения.
Биогеоценоз (от греч. βίος − «жизнь» + γη − «земля» + κοινός − «общий») − система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах определенной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Биогеоценоз представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры биогеоценозов: озеро, сосновый лес, горная долина.
Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году. В зарубежной литературе − малоупотребимо.
Зачастую под биомассой понимается количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:
− биомассу продуцентов
− биомассу консументов
− биомассу редуцентов
Биотический круговорот – возникший одновременно с появлением жизни на земле круговорот химических элементов и веществ, осуществляемый жизнедеятельностью организмов: поступления элементов из почвы и атмосферы в живые организмы; превращение в них поступающих элементов в новые сложные соединения и возвращение их в почву и атмосферу (а также в воду) в процессе жизнедеятельности с ежегодным отпадом части органического вещества или полностью отмершими организмами, входящими в состав биогеоценозов. Основную роль в биотическом круговороте играют первичные продуценты (зеленые растения и хемосинтезирующие микроорганизмы), консументы (животные) и редуценты (сапрофитные организмы, преимущественно бактерии). Биотический круговорот тесно взаимодействует с биогеохимическим круговоротом. Полного круговорота веществ в пределах биогеоциноза не происходит, так как часть веществ всегда уходит за его пределы. Обмен веществ сопровождается передачей и превращением энергии, однако о круговороте энергии говорить нельзя, поскольку она практически не возвращается от редуцентов к продуцентам (коэффициент круговорота энергии 0,24%) и заново она потом не может быть использована организмами.
Все преобразования веществ в процессе круговорота требуют затрат энергии. Ни один живой организм не продуцирует энергию − она может быть получена только извне. В современной биосфере главнейший источник энергии, утилизируемой в биогенном круговороте − это энергия солнечного излучения. Соответственно первый этап использования и преобразования энергии в цепях круговорота − фотосинтез, в процессе которого создаются вещества для построения тела растительного организма. Энергия, полученная в виде солнечной радиации, в процессе фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей. Процесс аккумуляции энергии в организме фотосинтетиков сопряжен с увеличением массы организма. Массу веществ, созданных продуцентом-фотосинтетиком, обозначают как первичную продукцию; это биомасса растительных тканей.
Продуце́нты (автотрофные организмы или автотрофы) − организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. Это, в основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света.
Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.
Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.
Консументы (лат. consumo − потребляю, также гетеротрофные организмы, гетеротрофы, аллотропные организмы) − организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических. Потребляют органические вещества в готовом виде (1-го порядка — растительноядные, 2-го и больших порядков — плотоядные и хищники; всеядные животные). Являются вторым, третьим и далее звеньями пищевой цепи.
По стратегии питания плотоядных животных можно условно разбить на два класса — хищников и падальщиков, которые однако не взаимоисключающие.
Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения.
Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот).