Естественные науки

Для чего электричество передается по высоковольтным линиям, а не низковольным? Физическое обоснование?

Раз есть термин "падение напряжения", то нет причин запрещать аналогичный "потеря мощности"
Потеря мощности на последовательно соединенных участках цепи (на линии и на потребителе), очевидно, пропорциональна их сопротивлениям - закон Ома-Джоуля-Ленца в исторической формулировке)
Удобно сопротивление потребителя загнать в бесконечность - тогда и потери при передаче по отношению к полезной мощности обнулятся.
Ну, т.к. потребляемая полезная мощнгсть U^2/R_потребителя - инвариант, то и напряжение на линии в бесконечнгсть загонять приходится. А что поделаешь...
Симоночка! !!!!
Симоночка! !!!!
34 449
Лучший ответ
Увеличиваем напряжение в 2 раза - сокращаем потери в 4 раза при прочих равных. Школьная физика же.
Sa
Sarmantai*
75 847
Наталья Горохова Я догадываюсь почему. Но вы ответьте, как это соотносится с законом Ома? Чем больше напряжение, тем выше сила тока. I=U/R
Если бы напряжение в линиях передачь оставалось бы ~220 , то провода были бы диаметром – как столбы ! А столбы...
Вадим Гусев
Вадим Гусев
85 107
Если передавать по низковольтным, то будет большой ток, а значит толстые нужны провода
Юлия Гомонова
Юлия Гомонова
54 010
Наталья Горохова Почему будет большой ток? По закону Ома I = U/R, значит чем выше напряжение, тем больше будет сила тока.
Цель линии электропередачи - передать заданную электрическую мощность потребителю. Эта мощность определяется произведением напряжения на ток.

Для заданной передаваемой мощности либо нужно использовать большой ток при относительно низком напряжении, либо большое напряжение при относительно низком токе.

Большой ток - зло. Потери мощности в линии электропередачи пропорциональны квадрату силы тока. Эти потери не доходят до конечных потребителей; они уходят на нагрев проводов.
Поэтому более выгодно использовать большое напряжение, снижая силу тока. Хоть это и требует для ЛЭП высоких башен-опор и гигантских изоляторов.

Предположим, для заданной мощности напряжение, в ЛЭП повышается десятикратно. Рост напряжения позволяет уменьшить силу тока в десять раз, что означаетснижение потерь мощности в 100 раз.
Наталья Горохова Потери так же пропорциональны квадрату напряжения P=U^2/R
Виктория Волобуева Это передаваемая мощность пропорциональна квадрату напряжения, а потери пропорциональны квадрату силы тока.
Виктория Волобуева Да, правильная для передаваемой мощности.
Катя Цой Потери на коронный разряд вы не указали
у тебя чайник 1.5 кВт, при 220 В это 7 ампер, при 100 В нужно будет 15 ампер и по проводам пойдет 15 ампер вместо 7, а потери в проводах зависят от силы тока
Mavlyuda Yuldashova
Mavlyuda Yuldashova
96 932
Ниже ток = ниже потери.
Наталья Горохова Почему ток ниже? Сопротивление одинаковое, значит чем выше напряжение, тем прямо пропорционально выше сила тока.
Надежда Мироненко При одной и той же передаваемой мощности! Закон Ома...
Надежда Мироненко В первом случае передаваемая мощность 1 кВт, во втором 10 МВт...
Этот вопрос был задан в учебнике или учебном пособии для 10-иклассников Г.Я.Мякишева (Физика, 80-е годы). К сожалению, там этот "парадокс" не был объяснен. А очень понятное объяснение было приведено в те же годы в ж-ле "Физика в школе". Опять к сожалению, его я не сохранил.
Дело в активном и реактивном сопротивлениях, имеющих место при переменном токе. Я не электрик, а механик; поэтому деталей не помню. Но кажется, смещение фаз напряжения и силы тока приводит к тому, что в передающей линии с ростом напряжения сила тока уменьшается и наоборот.
Наталья Горохова Тут суть в том, что в высоковольтной сети сопротивление приемника больше, поэтому и сила тока меньше. Вы больше всех приблизились к ответу. До вас никто не анализировал сопротивление полной цепи, упирали только на мощность.
Чтобы провод не украли

По этой же причине нету ЛЭП 0.22 (220), а только ЛЭП 0.4 (380)
То есть помимо фазы и нуля есть ещё две фазы, чтобы вор упал и потерял сознание
чем выше напряжение тем меньше сила тока при одной и той же мощности нагрузки, тем тоньше кабель, тонкий кабель легче и дешевле...
Сергей Яковлев
Сергей Яковлев
91 230
Наталья Горохова I = U/R - где меньше-то?
Физических оснований нет никаких. Они все
... экономические.
Так дешевле.
Процент энергии уходит на нагрев проводника.
Наталья Горохова Выше напряжение - сильней нагрев.
экономия
Наталья Горохова В чем экономия?
Чтобы не путаться в разных трансформаторах, преобразованиях и прочее:

У вас в одном гараже есть несколько аккумуляторов 12 вольт, в другом гараже - десяток ламп на 12 вольт каждая на 12 ватт. Между гаражами кабель с общим сопротивлением 1 ом.

1 вариант, подключаем все аккумуляторы параллельно, и через кабель запитываем все лампы, которые естественно тоже подключены параллельно. Одна лампа потребляет 1 ампер. 10 ламп - 10 ампер. Таким образом по кабелю идет ток примерно в 10 ампер, и на этом одном оме в кабеле теряется около 10 ватт (почти как еще 1 лампа).

2 вариант, подключаем 10 аккумуляторов последовательно, лампы - тоже последовательно. Напряжение 120 вольт, суммарная мощность ламп - те же 120 ватт. Потребный ток = 1 ампер по кабелю. Потеря 1 ватт - в 10 раз меньше при той же передаваемой мощности.
Двух мнений быть не может -- Заговор Учёных.

От нас скрывают, что если взять обыкновенную соду...
Так потери меньше. Мощность не теряется. Если маленькое напряжение и большой ток , тогда потери будут максимальные.
Наталья Горохова Как это соотносится с законом Ома? Чем выше напряжение, тем больше сила тока в одном и том же проводнике.
Наталья Горохова И принятая мощность будет равна Pполезная = 9 990 В * 0,01А = 99,9 Вт.
У вас ошибочка там с запятой. Мощность источника была 100 Вт.
Наталья Горохова Кстати, активное или реактивное?
Наталья Горохова индуктивное
Наталья Горохова = 2Пf*L, где L - индуктивность, f - частота
Чем больше напряжение - тем меньше потери в проводах
Наталья Горохова Формулу пожалуйста.
Наталья Горохова Никто еще не нарисовал полную цепь, вот в чем вопрос.
При высоком напряжении на ту же мощность будет меньше ток.
И как следствие меньше потери на нагрев проводов, плюс экономия на более тонких проводах.
читайте учебник физики за 8-й класс : чем выше напряжение на линии , тем меньше потери в ней
В*
Викуля ***
19 894
Наталья Горохова Я знаю. Но по формуле закона Ома получается наоборот. Чем выше напряжение, тем больше сила тока на том же самом проводе.
Наталья Горохова Причем здесь диэлектрик?
Викуля *** диэлектрик между проводами
Наталья Горохова И чем выше напряжение, тем больше потери за счет перетекания высоковольтного заряда по диэлектрику.
Наталья Горохова (треск высоковольтных разрядов в проводах)
Q=I^2Rt
P=IU
Вот две формулы, дающие ответ.
Работа тока и мощность.
Rt мы поменять не можем (ну считаем некоторой постоянной), I^2 - уменьшаем ток в 2 раза, греем воздух в 4 раза меньше.
Можно возразить законом Ома, I = U/R
Типа, ага - напряжение тоже в квадрате! Но для ЛЭП характерна большая протяженность и большое R, а оно в знаменателе тоже в квадрате!
С мощностью тоже все просто.
Если рассматривать ее как функцию двух переменных, то максимум будет при I = U, если учитывать закон Ома. А значит, логично одну из величин уменьшить, а вторую увеличить как можно больше.
NB: все же сила тока, есть поток зарядов за единицу времени, если моделировать, то это шарики-заряды, что толкаются по кристаллической решетки проводника, то чем меньше шариков, тем меньше потери. Там правда скорость шариков больше потому и есть некий разумный предел уменьшения силы тока..
Наталья Горохова "Но для ЛЭП характерна большая протяженность и большое R, а оно в знаменателе тоже в квадрате!"
Не совсем понял, что в квадрате в знаменалете?
Наталья Горохова "С мощностью тоже все просто.
Если рассматривать ее как функцию двух переменных, то максимум будет при I = U"
Где этот график посмотреть? Что по осям?