Paghahatid ng enerhiya sa isang wire

Ang isang de-koryenteng circuit ay binubuo ng hindi bababa sa tatlong elemento: isang generator, na pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya, tagatanggap ng enerhiya at mga wire na nagkokonekta sa generator at sa receiver.

Ang mga planta ng kuryente ay madalas na matatagpuan malayo sa kung saan natupok ang kuryente. Ang isang overhead na linya ng kuryente ay umaabot ng sampu at kahit na daan-daang kilometro sa pagitan ng planta ng kuryente at ng lugar ng pagkonsumo ng enerhiya. Ang mga konduktor ng linya ng kuryente ay naayos sa mga poste na may mga insulator na gawa sa isang dielectric, kadalasang porselana.

Sa tulong ng mga overhead na linya na bumubuo sa electrical grid, ang kuryente ay ibinibigay sa mga gusali ng tirahan at industriya kung saan matatagpuan ang mga mamimili ng enerhiya. Sa loob ng mga gusali, ang mga de-koryenteng mga kable ay gawa sa mga insulated na tansong kawad at mga kable at tinatawag na panloob na mga kable.

Kapag ang kuryente ay ipinadala sa pamamagitan ng mga wire, ang isang bilang ng mga hindi kanais-nais na phenomena ay sinusunod na may kaugnayan sa paglaban ng mga wire sa electric current. Kabilang sa mga phenomena na ito pagkawala ng boltahe, pagkawala ng kuryente sa linya, mga wire sa pag-init.

Pagkawala ng boltahe ng linya

Kapag dumadaloy ang kasalukuyang, lumilikha ng pagbaba ng boltahe sa paglaban ng linya. Ang paglaban ng linya Rl ay maaaring kalkulahin kung ang haba ng linya l (sa metro), ang cross-section ng conductor S (sa square millimeters) at ang paglaban ng wire material ρ ay kilala:

Rl = ρ (2l / S)

(ang formula ay naglalaman ng numero 2 dahil ang parehong mga wire ay dapat isaalang-alang).

Kung ang isang kasalukuyang l ay dumadaloy sa linya, kung gayon ang pagbaba ng boltahe sa linya ΔUl ayon sa batas ng Ohm ay katumbas ng: ΔUl = IRl.

Dahil ang ilan sa boltahe sa linya ay nawala, pagkatapos ay sa dulo ng linya (sa receiver) ito ay palaging mas mababa kaysa sa simula ng linya (hindi sa mga terminal ng generator). Ang pagbaba ng boltahe ng receiver dahil sa pagbaba ng boltahe ng linya ay maaaring pumigil sa receiver na gumana nang normal.

Ipagpalagay, halimbawa, na ang mga incandescent lamp ay karaniwang nasusunog sa 220 V at nakakonekta sa isang generator na nagbibigay ng 220 V. Ipagpalagay na ang linya ay may haba l = 92 m, isang wire cross-section S = 4 mm2 at isang resistance ρ = 0 , 0175.

Line resistance: Rl = ρ (2l / S) = 0.0175 (2 x 92) / 4 = 0.8 ohms.

Kung ang kasalukuyang dumadaan sa mga lamp Az = 10 A, kung gayon ang pagbaba ng boltahe sa linya ay magiging: ΔUl = IRl = 10 x 0.8 = 8 V... Samakatuwid, ang boltahe sa mga lamp ay magiging 2.4 V mas mababa kaysa sa generator boltahe : Ulamps = 220 — 8 = 212 V. Ang mga lamp ay isang dakot na hindi sapat na naiilawan. Ang pagbabago sa kasalukuyang dumadaloy sa mga receiver ay nagdudulot ng pagbabago sa pagbaba ng boltahe sa linya, na nagreresulta sa pagbabago sa boltahe sa mga receiver.

Hayaang patayin ang isa sa mga lamp sa halimbawang ito at ang kasalukuyang nasa linya ay bababa sa 5 A. Sa kasong ito, bababa ang pagbaba ng boltahe sa linya: ΔUl = IRl = 5 x 0.8 = 4 V.

Sa nakabukas na lampara, tataas ang boltahe, na magdudulot ng kapansin-pansing pagtaas sa ningning nito. Ipinapakita ng halimbawa na ang pag-on o pag-off ng isang indibidwal na receiver ay nagdudulot ng pagbabago sa boltahe ng iba pang mga receiver dahil sa pagbabago sa pagbaba ng boltahe sa linya. Ipinapaliwanag ng mga phenomena na ito ang mga pagbabago sa boltahe na madalas na sinusunod sa mga de-koryenteng network.

Ang epekto ng paglaban ng linya sa halaga ng boltahe ng network ay nailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na pagkawala ng boltahe. Ang ratio ng pagbaba ng boltahe sa linya sa normal na boltahe, na ipinahayag bilang isang porsyento na kamag-anak na pagkawala ng boltahe (na tinutukoy ng ΔU%), ay tinatawag na:

ΔU% = (ΔUl /U)x100%

Ayon sa umiiral na mga pamantayan, ang mga conductor ng linya ay dapat na idinisenyo upang ang pagkawala ng boltahe ay hindi lalampas sa 5%, at sa ilalim ng pag-load ng pag-iilaw ay hindi lalampas sa 2 - 3%.

Pagkawala ng enerhiya

Ang ilan sa mga de-koryenteng enerhiya na nabuo ng generator ay pumasa sa init at nasayang sa dayap, na nagiging sanhi ng pag-init sa pamamagitan ng pagpapadaloy. Bilang isang resulta, ang enerhiya na natanggap ng receiver ay palaging mas mababa kaysa sa enerhiya na ibinigay ng generator. Gayundin, ang kapangyarihan na natupok sa receiver ay palaging mas mababa kaysa sa kapangyarihan na binuo ng generator.

Ang pagkawala ng kuryente sa linya ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pag-alam sa kasalukuyang lakas at paglaban ng linya: Plosses = Az2Rl

Upang makilala ang kahusayan ng paghahatid ng kuryente, tukuyin ang kahusayan ng linya, na nauunawaan bilang ratio ng kapangyarihan na natanggap ng receiver sa kapangyarihan na binuo ng generator.

Dahil ang kapangyarihan na binuo ng generator ay mas malaki kaysa sa kapangyarihan ng receiver sa pamamagitan ng dami ng pagkawala ng kuryente sa linya, ang kahusayan (na tinutukoy ng letrang Griyego na η — ito) ay kinakalkula bilang: η = Puseful / (Puseful + Plosses)

kung saan, ang Ppolzn ay ang kapangyarihang natupok sa receiver, ang Ploss ay ang pagkawala ng kuryente sa mga linya.

Mula sa halimbawang tinalakay kanina na may kasalukuyang lakas Az = 10 Pagkawala ng kuryente sa linya (Rl = 0.8 ohms):

Pagkawala = Az2Rl = 102NS0, 8 = 80 W.

Kapaki-pakinabang na kapangyarihan P kapaki-pakinabang = Ulamps x I = 212x 10 = 2120 W.

Efficiency η = 2120 / (2120 + 80) = 0.96 (o 96%), i.e. ang mga receiver ay tumatanggap lamang ng 96% ng kapangyarihan na nabuo ng generator.

Pag-init gamit ang wire

Ang pag-init ng mga wire at cable dahil sa init na nabuo ng electric current ay isang nakakapinsalang phenomenon. Sa matagal na operasyon sa mataas na temperatura, ang pagkakabukod ng mga wire at cable ay tumatanda, nagiging malutong at bumagsak. Ang pagkasira ng pagkakabukod ay hindi katanggap-tanggap, dahil lumilikha ito ng posibilidad ng pakikipag-ugnay sa mga hubad na bahagi ng mga wire sa bawat isa at ang tinatawag na maikling circuit.

Ang pagpindot sa mga nakalantad na wire ay maaaring magdulot ng electric shock. Sa wakas, ang sobrang pag-init ng wire ay maaaring mag-apoy sa pagkakabukod nito at magdulot ng sunog.

Upang matiyak na ang pag-init ay hindi lalampas sa pinahihintulutang halaga, dapat mong piliin ang tamang cross-section ng wire. Kung mas malaki ang kasalukuyang, mas malaki ang cross-section na dapat magkaroon ng wire, dahil habang tumataas ang cross-section, bumababa ang resistensya at, nang naaayon, bumababa ang dami ng init na nabuo.

Ang pagpili ng cross-section ng mga heating wire ay isinasagawa ayon sa mga talahanayan na nagpapakita kung gaano karaming kasalukuyang maaaring dumaan sa wire nang hindi nagiging sanhi ng hindi katanggap-tanggap na overheating.va. Minsan ipinapahiwatig nila ang pinahihintulutang kasalukuyang density, iyon ay, ang halaga ng kasalukuyang bawat square millimeter ng cross section ng wire.

Ang kasalukuyang density Ј ay katumbas ng lakas ng kasalukuyang (sa amperes) na hinati sa cross-section ng conductor (sa square millimeters): Ј = I / S а / mm2

Ang pag-alam sa pinahihintulutang kasalukuyang density Јdagdag pa, mahahanap mo ang kinakailangang seksyon ng conductor: S = I / Јadop

Para sa panloob na mga kable, ang pinahihintulutang kasalukuyang density ay nasa average na 6A/mm2.

Isang halimbawa. Kinakailangan upang matukoy ang cross-section ng wire, kung alam na ang kasalukuyang dumadaan dito ay dapat na katumbas ng I = 15A, at ang pinahihintulutang kasalukuyang density Јadop - 6Аmm2.

Desisyon. Kinakailangang wire cross-section S = I /Јadop = 15/6 = 2.5 mm2