Передача электроэнергии на расстояние
Вставка
- Опубліковано 15 жов 2024
- Напряжение в линиях электропередач стараются сделать как можно более высоким, чтобы уменьшить ток и тем самым уменьшить тепловые потери в проводах.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass...
Новосибирский Государственный Университет
www.nsu.ru/n/
Физический факультет НГУ
Ну как так-то, на самом интересном месте!!! Меня этот вопрос уже четверть века ещё со школьной скамьи мучает. Так и помру невеждой :(
tok on vo vsej cepi, a naprjazhenije ono NA UCHASTKE.
jesli na provodax PADAJET ukazannoje naprjazhenije, to my poluchajem poteri po formule.
no kogda my povyshajem naprjazhenije na terminalax, to na provodax PADAJET vsjo menjshe i menjshe
Напряжение во второй формуле - это не напряжение сети, а напряжение НА том сопротивлении, которое входит в формулу. То есть на сопротивлении потерь. Именно поэтому максимально увеличивают напряжение сети, и минимизируют ток, чтобы напряжение, падающее на проводах, было минимальным, а напряжение на нагрузке, соответственно - максимальным.
@@sassas5121 Да. Во второй формуле это падение (потеря) напряжения на сопротивлении линии. Уменьшая ток мы не только снижаем нагрузочные потери мощности (первая формула), но и снижаем падение (потери) напряжения на этом сопротивлении (закон Ома). Во второй формуле надо было обозначить эту величину дельта U.
А везде один и тот же вопрос: никто ответа не знает, вот и ждут, что кто-то придумывает.
@@alexandervolkov8601 интересно другое, как можно повышать электрическое напряжение, не меняя силу тока или сопротивление?
формула через напряжение и сопротивление применяется при параллельном соединии проводников, когда напряжение на этих проводниках одинаковое, а токи разные. Сеть которую нарисовали вы на доске, да и ЕЭС России соединяется по "последовательной схеме", где напряжение постепенно падает (на нагрузке - сопротивлении провода, которое линейно растет от станции к потребителю), а ток по всей цепи бежит одинаковый. Поэтому в этом случае именно через ток и сопротивление.
@@МихаилТуринцев-с6д Я тоже так думал , получается , что если напряжение увеличим , ток уменьшится ,потому что по закону сохранения энергии мощность до трансформатора равна мощности после трансформатора? Значит, при увеличении напряжения уменьшается сила тока,следовательно и уменьшается падение напряжения на ЛЭП , так как I*R.... I уменьшается . Я правильно понял да?
@@and1488ifyСаламалекум , получается , что с уменьшением силы тока падение напряжения на ЛЭП тоже уменьшится да, так как I*R (I уменьшается)????
@@and1488ify Я спрсил , мне чуть было непонятно , из-за этого брат
@@and1488ify спасибо брат, будьте здоровы!
@@and1488ify ничего из того,что вы сказали понимать не нужно.
Все гораздо проще, U и R это не просто числа в уравнивании
I=U/R => U=IR
То есть
Р=(IR²)/R все, сразу становится очевидно почему. Ведь там не просто U а U².
В физике очень полезно использовать размерность в формуле вместе конкретных чисел.
Вы просто супер! Обожаю ваши видео!!! Молодцы!
Спасибо за лекцию!
Можно применить и вторую формулу. Только надо не забывать о напряжении на полезной нагрузке. Т.е. вычитать из входного напряжения выходное - полезное. Мы ведь изучаем ПОТЕРИ в проводах, а не мощности всей цепи.
И это более правильный подход. Никто не считает сопротивление проводов (берут из таблиц скорее всего), просто если линия с большими потерями или потребители сильно нагружают линию, то на понижающим трансформаторе подключают отвод с бОльшим напряжением.
Первая формула более наглядна, для понимания процессов и причин, проще применять её.
Джоуль и Ленц как раз и объяснили то, что нагрев происходит не напряжением, а ТОКОМ. Соответственно, при неизменном сопротивлении проводов, но увеличивая напряжение, ток будет пропорционально этому увеличению уменьшаться, что приведёт к уменьшению потерь именно в проводах.
"при неизменном сопротивлении проводов, но увеличивая напряжение, ток будет пропорционально этому увеличению уменьшаться" - новое слово а электродинамике, старик Ом перевернулся. I = U/R видали такую формулу? При увеличении напряжения сила тока, что? Правильно, увеличивается.
@@kolyakolin7945 мощность потребителя не меняется, поэтому эта формула Ома для замкнутой отделённой от СЭС цепи, где мощность потребителя изменяется пропорционально напряжению, то есть Р=U*I. Но в нашем случае СЭС мощность самой СЭС постоянная, отсюда, чтобы выразить ток I = Р/U. U мы увеличиваем, Р остаётся неизменной, значит ток уменьшается. Именно поэтому при передаче эл.эн. на большие расстояния увеличивают напряжение. Слышал о высоковольтных линиях электропередач: 10, 35, 110, 220, 500, 750, 1150, 2250 кВ? Так что иди учи матчасть, двоечник!
Во втором уравнении с ростом сопротивления мощность потерь будет уже падать, поэтому выгоднее уменьшать силу тока.
Долго искал ответ на этот вопрос. Спасибо🤗
Ответ уже дан, можно просто представить или задать два графика - все вопросы отпадут)
Ну охренеть видос: вот тут мы как бы что-то объяснили, а вот тут формула, которая вас запутает - решайте в комментариях
Все логично же. Поставь на каждой переменной условные 2 единицы. И реши 2 уравнения. При силе тока потери будут больше чем при напряжении
Супер! Спасибо за Ваш труд!
Можете проверить, правильно ли я рассуждаю:
U = I Rпровода + I R нагрузки = Uпровода + Uнагрузки
Pрассеивания провода = I^2 Rпровода = Uпровода^2 / Rпровода
Так как, Uпровода = I Rпровода, то большая часть нагрузки будет падать/доставляться Rнагрузки (Uнагрузки)
Но я этому очень рад!!!
У меня такая же кружка была лет 15 назад)))
Если интересно, то допустимый ток через провод определяется через рассеиваемую им мощность (погонную). Для долговременного тока это 5Вт/м, для кратковременного 10Вт/м (до 1 часа).
Увеличение падения напряжения на источники приводит к уменьшению падения на потребители и соответственно падению КПД? 🤔
Не знаю, откуда взялась вторая формула, но она должна показывать выделение тепла в зависимости от напряжения на концах проводника, и его споротивления. Это напряжение на концах проводника будет тем больше, чем больше сила тока, а значи её надо минимизировать, как и потери напряжения.
Всем не понятно одно, почему ток уменьшается, а ещё кпд выростает, то есть первичная обмотка конечно создаёт реактивное сопротивление, но оно не греется как резистор
правильный ответ по моему мнению : Надо увеличивать напряжение для передачи на дальние расстояния так как свойства электричество терять свою силу на длинных дистанций а силу тока надо уменьшать для того , если этого не сделать то ток будет сильно большой и проводник по которому идет ток , просто расплавиться.
Только на днях этим вопросом занимался. Тоже надо было доказать зачем нужно такое высокое напряжение. У меня видео конечно не столь профессиональное, да и формулы я не приводил, мне была нужна только наглядность. Может кому-то будет интересно
ua-cam.com/video/sKgRr7-3hRc/v-deo.html
Ну а в формулах 4:11 нет никакого парадокса. U - которое входит в эту формулу вторично, это напряжение не ЛЭП, а напряжение, которое падает на сопротивлении ЛЭП - то самое напряжение, которое не дошло до потребителя. Ток во всей ЛЭП естественно одинаковый, а вот какое напряжение будет падать на сопротивлении потерь зависит от этого тока. Чем он меньше, тем и U становится меньше.
на самом деле, это не единственный опыт. можно пропустить высокий ток и намеренно оплавить провода. или. использовать два трансформатора, для повышения и понижения напряжения. и те же провода останутся целыми :)
Сорри за дурацкий вопрос, но...
А насколько эффективно будет передавать энергию лазером, светя в фотоэлемент от которого запитывать следующий лазер? )))
КПД лазера ноль с гаком, извините. Фотоэлемента на порядок больше, но до сотни тоже далеко.
!!! Нигде нет видео с "вибростолом, на котором стоят высокие стеклянные капилляры разной толщины" При включении вибростола уровень жидкости в капиллярах РЕЗКО и СИЛЬНО повышается.
__
__
Нам на уроке физики в школе - показывали! 40 лет назад )
@@schetnikov Спасибо!
@@schetnikov только не надо вопросов, их и без вас хватает
Есть такое видео. Посмотри у Игоря Белецкого, как раз последнее.
Я не понимаю почему в этой формуле фиксируется мощность. Мощность же должна зависеть от напряжения. Т. Е. увеличивая напряжение мы увеличиваем и мощность.
А почему P = I^2 * R это мощность потерь, а не полная передаваемая мощность?
Или давайте так. Если P = I^2 * R это потери мощности на тепловой разогрев проводников то как тогда вычислить полную энергию?
Потери, это не dP=(dU)^2/R, где d - дельта, т.е падение напряжения на этом сопротивлении.
Ну или другой подход, в формуле P=U^2/R, под U подразумевается напряжение на сопротивлении. А в формуле P=I^2*R, под I подразумевается ток через сопротивление.
Хороший вопрос
Про закон Джоуля-Ленса недосказали: количество тепла которое выделяется в проводнике прямопропорц произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока. Т е выгоднее не уменьшить сопротивление, а уменьшит ток, ибо в эквивалентных выражениях где присутствует сопротивление, а сопротивление во всех проводниках, q=i2rt тепло пропорц квадрату тока, а где выражение исключает сопротивление q=iut, пропорц просто току и напряжению.
Спасибо))
Молодцы-фокусники: задали вопрос и никто не заметил, что голыми руками к оголенным проводам со 180 вольтами экспериментатор лезет.
в школу, изучать основы. :)
Вы упускаете очень много всего. К примеру, на очень большие расстояния выгоднее передавать постоянный ток. Так делают в кабелях по дну морей и на ЛЭП танго же Китая. Так же у кабелей нужно учитывать погонную емкость и индуктивность.
Ошибка в том, что ток по всей цепи одинаковый - по крайней мере от одной обмотки трансформатора к другой. А напряжение зависит от того, на какой девайс приходится ток: провод, резистор или трансформатор.
Можете в след видео объяснить, почему переменный ток лучше передаётся по ЛЭП чем постоянный ток? Заранее благодарю
@@schetnikov Я бы сказал, что передается гораздо хуже (корона, скин эффект, емкости итд)....
Переменный ТРЕХФАЗНЫЙ ток позволяет создавать очень простые по конструкции (без щёток) промышленные электродвигатели (асинхронные). Это основная причина использования в промышленности (а заодно и в быту) переменного тока.
@@schetnikov Не так же, а хуже. Настолько, что иногда (подводные линии, например) для снижения потерь таки переходят на постоянный ток.
Во второй формуле чем больше сопротивление тем меньше потери.
Почему напряжение не может быть бесконечным? Так и провода не понадобятся, нулевой толщины хватит.
В вики есть подробно про это. Если кратко, то для ультравысоких напряжений (более 110кВ) напряжение и пропускная способность ограничены фактором статической устойчивости приемо-передающих установок. Ну а просто поднять напряжение выше мегавольта тоже не просто - коронный разряд усиливается, нужно повышать радиус провода (и мы видим дистанцирующие кольца с пучками проводов). Причем потери на корону существенно зависят от погоды и в хорошую погоду достигают 12кВт/км для 500кВ и 80кВт/км для 1МВ, а в дождь и изморозь потери растут в разы. Линии в 1500км еще и излучают не плохо ). По этому сейчас в основном используют высоковольтные в 500кВ..1МВ. 110В для разводки по городским предприятиям и 10кВ для обычных потребителей.
@@101picofarad Не надо чушь писать, товарищ. Разводка в городе горсетью до ТП 6-10 кВ, от ТП до Подъздных щитов 0,4 кВ 3 фазы, до квартир 220 В 1 фаза. Межсистемные транзиты 220 кв - 500 кВ и десяток линий есть 750 кВ, есть и проложенные в габаритах 1150кВ (планировались когда-то и такие ВЛ). Расчёт статической и динамической устойчивости актуален на ЛЭП больше 220 кВ т.к. мощность передаваемая по ним, как раз и может упереться не в сечение по проводу, а в нарушение устойчивости и как следствие нарушение параллельной работы
Потому что изоляция бесконечной толщины не оставит пространства для существования.
Объясните пожалуйста почему вы объясняете снижение потерь увеличением напряжения на генераторе и уменьшением тока, ведь генераторы вырабатывают только напряжение, а ток в цепи уже определяется по закону Ома. И в законе Ома напряжение прямо пропорционально току, следовательно он увеличится.Как генератор может вырабатывать сразу и напряжение нужное нам, и ток. Заранее спасибо.
Андрей Щетников , то есть ответ на мой вопрос заключается в устройстве генератора? Просто если взять генератор переменного тока , то там вращающийся магнит создаёт именно напряжение в катушках , как тут оперировать понятием создания мощности мне не очень понятно, ведь ток в цепи (следовательно и на генераторе) уже определяется по закону Ома в зависимости от нагрузки в цепи.
@@chrisbale5002 работает ли генератор при разомкнутой цепи ?
Если мы хотим передать ЗАДАННУЮ мощность, УМЕНЬШАЯ НАПРЯЖЕНИЕ, то нам придётся соответственно УМЕНЬШАТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ, (длину проводов), то есть мы сможем передать эту мощность на МЕНЬШЕЕ РАССТОЯНИЕ.
можно сечение провода увеличить )
@@alexivch54 есть мнение, что если в мощном ПК преобразовать 230В в 1В для процессора и бросить медный провод к процессору, то цена провода будет больше чем цена блока питания ;)
Скин эффект при высоких напряжениях энергия движется по наружному диаметру провода поэтому выгодно передавать высоким напряжением.
@@schetnikov я только что хотел исправить а вы уже успели
У меня такая же кружка
Если представить сопротивление числом 2, то в первом случае потери будут в 2 раза больше, а во втором в 2 раза меньше
Потрясающее качество роликов!
Переменный ток хорошо передаётся, в отличии от постоянного.
😭😭😭😭😭😭😭😭
Можно как вариант перевозить электричество наливом в танкерах или в цистернах по ж д ....
Вполне реально если придумать аккумуляторы большого объема и малого размера, з огромным строком службы и кол-вом циклов разряда-заряда. Тогда можно будет возить ток как щебень.
Например щебинь можно перевозить на любое растояние с помощью конвеера, но это финансово не выгодно. Любое изобретение должно быть максимально эффективно. а собрать сетку из метала и протянуть кусок провода между ними - что может быть дешевле?
Разве не наоборот, чем выше напряжение тем выше сила тока?!
Тепловые потери в проводах зависят от потребителя, а мощность выделяемой энергии на потребителе сильно зависит от напряжения на нём. Зачем нам горячая проводка при холодном чайнике?!
Эврика! Ведь если понизить напряжение в линии до нуля вольт, то получится линия совершенно без потерь! Где моя нобелевка?
#сарказм
Шнобелевка
112amper a Когда нечего терять - все без потерь ))
А если энергия пойдёт обратно, от потребителя до электростанции, то получится вечный двигатель. Гениально! #сарказм
Из за низкого напряжения ток можно будет передать на меньшее расстояние, что не выгодно
А по закону Ома, чем больше напряжение тем больше сила тока, или закон Ома здесь не работает?
tok on vo vsej cepi, a naprjazhenije ono NA UCHASTKE.
jesli na provodax PADAJET ukazannoje naprjazhenije, to my poluchajem poteri po formule.
no kogda my povyshajem naprjazhenije na terminalax, to na provodax PADAJET vsjo menjshe i menjshe
Андрюхе привет
@@schetnikov Привет, Андрей!
Так и ничего не понял :D
Сложно.
Я вот все думаю: какой мудак ставит дизлайки? Что с этим человеком не так? Или может быть это какая то случайно залетевшая сюда блондинка, которой ничего не понятно и она таким образом пытается выразить возмущение? У кого какие соображения на этот счет?
Функция P = I^2 * R тупо быстрее растет, чем P = U^2/R при одинаковом сопротивлении R. Можно в гугле посмотреть по запросу: x^2 / 10 and x^2 * 10. А вот как объяснить это чисто физически - черт знает.
Нужно мерить напряжение на соседних участках провода, а там его и нет почти.
Чушь, формулы одинаковые, выведены выражением одной величины через другую по закону Ома. И растут одинаково, т.к. все параметры в ней линейные.
... всё возможно , НО ... учитываются ЦЕЛИ и ПРИОРИТЕТЫ ! Так , что, для владельца, всё ОКей ! А потребитель, он и в Африке потребитель ...
блин печально что всего 13 500 просмотров народ учиться не хочет
"Когда опыты сделаны - можно и формулы пописать" по уху резануло!
Вы объясняете законом Джоуля-Ленца, а физический смысл слабо объяснить?