Estoy teniendo una duda en por qué las líneas de transmisión se envían a un voltaje muy alto? También pasé por unas pocas fuentes que dijo que es para disminuir las pérdidas en las líneas. BUt No estoy muy satisfecho con las soluciones, alguien puede por favor, déjame la respuesta para esto en detalle. Su ayuda es muy apreciada.
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
El objetivo de transmisión de alto voltaje es minimizar las pérdidas de potencia.
¿Qué causa la pérdida de potencia?
El principal enemigo es la primera ley de Joule, o \$I^2R\$ de pérdidas. La resistencia de nuestra línea de transmisión causa una pérdida en la potencia con la plaza de la proporción a la actual.
¿Cómo podemos solucionarlo?
Digamos que queremos transmitir una cierta cantidad de energía, vamos a llamar a \$P\$.
Sabemos \$P=VI\$. Esto significa que 1 voltios y 1 amperio tiene la misma cantidad de energía en ella como 1000 voltios y 1 miliamperios.
Ahora, para minimizar nuestro \$I^2R\$ de pérdidas, es necesario minimizar tanto\$R\$\$I\$. \$R\$ es difícil de cambiar. Hemos de 1000 km si no más de alambre tendríamos que cambiar. También, \$R\$ es una relación directa, mientras que \$I\$ es en una plaza de la relación, por lo que cambiar \$I\$ tiene un mayor efecto. Lo que es más fácil cambiar para nuestra alimentación de CA del sistema es \$I\$.
Hacemos esto a través de un transformador. Un transformador ideal le permite poner en una cierta cantidad de energía en un determinado voltaje, y recibir la misma cantidad de energía en un voltaje diferente.
Ahora porque \$P=VI\$ que significa que también cambia nuestra actual. \ $V\$ \ $I\$ están en una relación inversa en el poder, si \$V\$ va para arriba, \$I\$ va hacia abajo.
Por lo tanto, podemos aumentar la \$V\$ a disminuir \$I\$. Haciendo que el voltaje en la línea de corriente superior, nos inferior a la actual, que, por tanto, reduce nuestro poder perdido \$I^2R\$.
Para un determinado poder que se quiere transmitir (\$P = VI\$), un voltaje más alto significa menos actual, lo cual significa que si utilizamos un voltaje más alto, podemos minimizar los corrientes, minimizando \$I^2R\$ de pérdidas.
¿Por qué no nos jack el voltaje manera?
Así aumentamos el voltaje y disminuir la pérdida, así que ¿por qué no doblar el voltaje tan alto como podamos? Resulta que es demasiado alta en realidad aumenta nuestras pérdidas, debido a un efecto diferente. Finalmente, llegamos a un punto donde el aire que rodea nuestro cable comienza a ionizar.
La ionización produce que el aire, dejar de actuar como un aislante y permite que la corriente fluya. Este proceso se conoce como descarga coronal, y significa, finalmente, empezamos a perder algo de poder, ya que hay una nueva ruta de acceso a suelo o a otro de la línea de transmisión, debido a la alta tensión. También se degrada lentamente nuestro alambre como los átomos son sacados de la superficie del alambre.
Si fuimos aún más, nos gustaría que nos eventualmente afectadas avería eléctrica, lo que significa que ahora tenemos arcos volando por el aire. Arco es muy mala, y ambos degradar nuestro alambre rápidamente, así como dar lo es para todos los intentos y propósitos de un corto, causando una rápida pérdida de potencia.
rubo77
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353
Trasmission utiliza líneas de muy alta tensión, ya que son más eficientes.
Sabemos que \$P = VI = V^2/R = I^2R\$.
La resistencia depende de la longitud, la sección y el material. Utilizamos cobre porque es el mejor compromiso entre el coste y la resistividad. La longitud no puede ser cambiado por lo que el único parámetro que puede ser cambiado es la sección. Podemos reducir la resistencia al aumentar la sección, pero el cobre costo, de manera que no podemos aumentar la sección hasta el infinito (y un mayor peso de la necesidad más robustas torres de alta tensión).
El resultado es que no podemos cambiar la resistencia por lo que necesitamos para funcionar con la corriente y el voltaje. Una corriente superior a generar más calor y el calor es la pérdida de energía. Esto se denomina Efecto Joule. A partir de las fórmulas que escribí, se puede deducir que el voltaje y la corriente es inversamente proporcional, de forma que 1 V y 10 tienen la misma potencia de 10 V y 1 A. con el fin De reducir las pérdidas es necesario reducir la corriente y se puede reducir el actual aumento de la tensión.
Ahora usted está pensando: "¿por Qué no podemos utilizar un voltaje más alto que lo que tenemos actualmente?". La respuesta es simple: superado un cierto límite de los costos de los transformadores y de los aisladores son más que el costo de cobre.
quackingduck
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Cualquier conductor tiene cierta cantidad de resistividad y esta resistividad es proporcional a las dimensiones del conductor. Cuando necesita transferir energía eléctrica a largas distancias, obviamente necesita conductores muy largos, lo que significa que la resistividad aumenta.
Para la misma potencia, un voltaje más alto significa una corriente más baja. Una corriente más baja significa pérdidas menores de I ^ 2R.
abby hairboat
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La mayoría de simple razón es que las líneas de energía tiene que proporcionar una gran cantidad de energía eléctrica.
La potencia puede ser calculada como un producto de la corriente y el voltaje (es decir, P=IV), lo que significa que para proporcionar una gran cantidad de energía, se necesita una corriente muy elevado, una muy alta tensión, o un bastante alto nivel de ambos.
Por ejemplo, si usted quiere apoyar una carga de 1MW (es decir, de 1.000.000 W), es posible que el balance de la corriente y el voltaje en las siguientes maneras:
- 100kV en 10A
- 10kA a 100V
- 1000A en 1000V
Debido a un efecto llamado de resistencia de calefacción (también conocido como el calentamiento de Joule), la cantidad de energía térmica emitida por un alambre debido al alambre de la resistencia eléctrica es proporcional al cuadrado de la corriente:
$$Q \propto I^2 \cdot R$$
Como tal, cada vez que se dobla la cantidad de corriente, se multiplica el desperdicio de energía térmica por un factor de cuatro. La más actual necesita, mayor es la cantidad de energía térmica. Si desea ejecutar su país de la infraestructura eléctrica de 120V en lugar de 120kV, tendría 1000 veces mayor que el actual, y por lo tanto producir 1.000.000 de veces la energía térmica. Con la infraestructura que tenemos hoy en día, que sería suficiente para , literalmente, se deshacen de las líneas de alimentación. Intentando compensar esto simplemente no tiene ningún sentido.
Alta tensión no tiene este problema. El aumento de la tensión permite disminuir la corriente a un nivel relativamente bajo, mientras que el mantenimiento de la misma cantidad de energía (recordar que P=IV), lo que reduce sus pérdidas térmicas drásticamente. Como tal, la forma más eficiente es la de proveer de energía es el uso de muy alta tensión y mantener la corriente muy baja.
