Transformace napětí a proudu
Ahoj.
Prosím, vysvětlil by mi někdo stručně několik 'pojmů' k transformaci napětí a proudu?
1) Přenos el. výkonu při malém a velkém napětí
2) Napětí mezi fázovým a nulovým vodičem
3) Napětí mezi začátkem a koncem vedení (Tenhle potřebuju nejvíce vysvětlit)
Moc děkuju všem za pomoc :)
Prosím, vysvětlil by mi někdo stručně několik 'pojmů' k transformaci napětí a proudu?
1) Přenos el. výkonu při malém a velkém napětí
2) Napětí mezi fázovým a nulovým vodičem
3) Napětí mezi začátkem a koncem vedení (Tenhle potřebuju nejvíce vysvětlit)
Moc děkuju všem za pomoc :)
Odpovědi
Diskuze
P(elektrárny)=U(nízké)*I(vysoké)
Elektrické proudy by byly ve vodičích vysoké a zahřívaly by se -> další ztráty.
Při vysokém napětí platí:
P(elektrárny)=U(vysoké)*I(nízké)
Proudy jsou nízké a tím pádem jsou ztráty menší.
Navíc přenášený střídavý proud (a napětí) je možné snadno transformovat pomocí transformátoru nahoru i dolu. Tím zvítězil Nikola Tesla oproti Edisonovi. Edison propagoval stejnosměrné rozvody a dynama. Nikola Tesla střídavý proud a alternátory.
Bilance musí být vyrovnaná. Jak na straně výrobce (elektrárna), tak na straně spotřebitele (spotřebičů). A protože se tihle dva zpravidla nevyskytují na jednom místě, ale je třeba vést vedení i desítky/stovky Km, tak je třeba zakalkulovat ztráty na tom vedení (účinnost).
Ztráty jsou způsobeny převážně odporem vedení.
Čím vyšší je proud a nižší napění, tím vyšší jsou ztráty. Přitom je daná hranice, kolik proudu může daným průřezem protéci. To zase při vysokých proudech znamená zvyšovat průřez vedení.
Závislosti popisuje Ohmův zákon.
Takže k dosažení co nejnižších ztrát vedení se zvyšuje pro přenos napětí (trasformuje). Na požadovaný výkon je pak potřeba příslušně nižší proud. Po přenesení na místo spotřeby je zase třeba transformace na použitelné napětí. I v transformátorech vznikají ztráty, ale ty jsou mnohonásobně nižší, než kdyby k tomu nedošlo.
Transformovat lze pouze střídavý proud. Stejnosměrný proud potřebuje jiný způsob, náročnější.
Pro tvé otázky 1 a 3 platí vzorečky:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_odpor
Pro otázku 2, potřebuješ znát rozdíl v zapojení do hvězdy a do trojúhelníku: https://cs.wikipedia.org/wiki/T%C5%99%C3%ADf%C3%A1zov%C3%BD_transform%C3%A1tor.
Mohlo by se zdát, že přenos na nízkém napětí by byl možný supravodivým vedením (s odporem 0Ω). Teoreticky ano, ale musíme brát v potaz, že supravodiče ztrácejí svou supravodivost při určité velikosti mag. pole (i toho, které si samy vytváří). Vodiče, které by přicházely do úvahy, by musely být chlazeny na teplotu jednotek K kapalným He. Bez ohledu na cenu, technickou náročnost a provozní náklady, pro energetické účely bychom asi helia neměli dostatek. Třeba jednou vyvineme vysokoteplotní supravodiče (chlazené kapalným N), které budou mít dostatečně vysokou hodnotu kritické indukce.
2) Jestli hovoříme o 3fázové střídavé soustavě, pak nulovým vodičem nazýváme společný střed vinutí, zapojených do hvězdy (transformátoru, generátoru), který je spojený se zemí. Má tedy napětí země. Opačné konce 3 vinutí mají proti zemi napětí (např. 230V) a průběh jejich napětí je vzájemně fázově posunut o 120°. Fázovými napětími pak nazýváme napětí těchto 3 krajních vodičů proti nulovému vodiči, pokud měříme mezi dvěma krajními vodiči, říkáme tomu napětí sdružené, a je 1,73x (3E1/2) větší.
3) Úbytek napětí (ztráty na vedení) vzniká průtokem proudu vedením o nenulovém odporu. ΔU=R.I, přesněji řečeno Z.I, pokud se projevuje komplexní charakter impedance vedení. Jestliže je na začátku vedení třeba 235V a vedení má 1Ω a protéká jím 5A, je na konci vedení napětí 230V. Tady si musíme dát pozor, jestli se pohybujeme v 1fázové nebo DC soustavě, pak pořítáme s odporem tam i zpět, nebo ve 3f symetrické soustavě, kde nulákem neteče žádný proud a počítáme jen s odporem tam (zpětné proudy se na symetrické zátěži vyruší).