Естественные науки

Задача по физике Поясните с какой целью повышается напряжение при передаче электрической энергии на большие расстояния ?

Итак. Вот видео: https://www.youtube.com/watch?v=Hrw1FlC4awA
Рекомендую посмотреть полностью, но по теме вопроса начинается с 15-о минуты, а если не интересно как получаются формулы, то ровно с 20-ой минуты начинают рассматривать как уменьшить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Если вкратце, то потери описываются формулой, где в знаменателе стоит U². Остальное нас не интересует, так как увеличение сечения проводов или изготовление их из серебра ведёт к значительным затратам.

Потому самый дешёвые метод уменьшить потери - увеличить напряжение в сети. Тогда с ростом напряжения затраты будут снижаться в квадратичной зависимости (увеличили в 10 раз U - потери уменьшились в 100 раз... увеличили U в 1000 раз - потери уменьшились в 1`000`000 раз). По этой причине по линиям электропередач передают переменный ток, кстати, ведь легче всего увеличить напряжение - поставить трансформатор, а на постоянном токе его не поставишь (по-моему это в том же видео рассказывалось, или может в каком-нить соседнем уроке)

В итоге система проста: ставим повышающий трансформатор с таким расчётом, что бы его самоиндукция не пропускала ток на холостом ходу (как известно катушка индуктивности имеет очень высокое сопротивление при переменном токе, и сильно зависит от частоты тока), а прямо перед нагрузкой (например перед городом или конкретным домом) ставим понижающий трансформатор, который даст нам нужное напряжение. Так при отсутствии нагрузки мощность в землю сливаться не будет, а как только появится активная нагрузка, ток потечёт по проводам, снабжая наш город электричеством.

Как говорил - вкратце. Если интересно, все подробности в видео. Уроки этого учителя просто божественны :))
ЕК
Елена Коновалова
42 958
Лучший ответ
Лиана Жамгарян Спасибо большое
Передаваемая мощность выражается формулой W = I*U, то есть произведению тока на напряжение. Потери в проводах - I*I*R (пишу "I*I" вместо "I-квадрат", поскольку не умею ставить на компе верхние индексы!). То есть потери в проводах пропорциональны квадрату тока, а ток, необходимый для передачи данной мощности, обратно пропорционален напряжению.
На стройках иногда применяют (или применяли лет 30-40 назад) освещение лампами накаливания на 36 вольт - из соображений безопасности. Приходится использовать провода большого сечения. и всё равно они греются.
В быту в Москве до середины 60х годов применяли напряжение не 220, а 127 вольт. Потом стандарт поменяли - именно потому, что стало больше электробытовых приборов, и с передачей нужной населению мощности имеющаяся проводка уже не справлялась. В США до сих пор бытовой стандарт 110 вольт - ну, они страна богатая, им не жалко прокладывать повсюду провода потолще...
В нашей стране к жилому дому или к деревне подают напряжение 10 киловольт, и только с понижающего трансформатора в деревне или во дворе городского дома в жилища граждан поступает бытовое напряжение 220 вольт. Магистральные высоковольтные линии обычно работают на напряжении 220 000 вольт.
Динка Фазлиева
Динка Фазлиева
63 885
чтоб меньше был ток.
Да потому что если у вас R полезное и R бесполезное подключены последовательно, и вы можете менять R полезное при фиксированном R бесполезном, то чем больше R полезное, тем больше КПД.

А чтоб полезное сопротивление сделать побольше при заданной мощности на нем, лучше на него и напряжение побольше подать.
минимизация потерь эл. энергии
Чтобы не терять электроэнергию на нагрев проводов. Дело в том, что эти потери зависят от величины тока, а она при той же мощности, будет меньше при более высоком напряжении. Ведь мощность равна произведению тока на напряжение.
Natаlia Natalia
Natаlia Natalia
4 100
Лиана Жамгарян Пока что самый лучший ответ
Ольга Медведская P = UI = U^2 *(1/R) = I^2*R
Если считать, что сопротивление R и проводимость (1/R) являются характеристиками только лишь проводника, то у нас все получается симметричным относительно одновременной перестановки U и I, а так же R и 1/R местами.
Совершенно непонятно, почему это мы должны увеличивать U, а не I.

Похожие вопросы