Электрофак. Вопросы и ответы по электрике.

[Amur]

Передачу киловольт по ЛЭП не понимаю, с того момента, как об этом узнал в 90-м году. Напряжение выше, сопротивление такое же. Падение напряжения на отрезке провода больше, значит потери мощности выше. Реально, до сих пор не понимаю, но т.к. не в электроотрасли, и не заморачиваюсь.

цель электричества - получить работу, мощность.
мощность = "напряжение * ток" .
можно получить 1 киловатт как "200 вольт * 5 ампер", а можно тот же 1 квт как "10 вольт * 100 ампер".
но тема в том, что пропусная способность проводов ограничена именно по току, потери тоже от тока. Потому вариант "200в * 5А" будет дешевле по толщине проводов и меньше по потерям, чем "10в * 100А"
Так же и на ЛЭП для передачи задирают напряжение для уменьшения тока.

 

[Palermo]

цель электричества - получить работу, мощность.
мощность = "напряжение * ток" .
можно получить 1 киловатт как "200 вольт * 5 ампер", а можно тот же 1 квт как "10 вольт * 100 ампер".
но тема в том, что пропусная способность проводов ограничена именно по току, потери тоже от тока. Потому вариант "200в * 5А" будет дешевле по толщине проводов и меньше по потерям, чем "10в * 100А"
Так же и на ЛЭП для передачи задирают напряжение для уменьшения тока.

Мысль о уменьшении диаметра/массы проводов таки хот что-то объясняет. Спасибо.
А вот "потери от тока" - ток - это функция от напряжения и сопротивления. Сопротивление более тонких проводов выше (ом/метр), более высокое напряжение на ЛЭП, скорее всего все же увеличивает потери электричества, но экономит на конструкции ЛЭП

 

[Palermo]

Напряжение выше = ток меньше при той же мощности.

Меньше ток - меньше потери мощности на погонный метр участка, меньшие габариты приборов, меньше вредное излучение и так далее.

Утверждение: "меньше ток - меньше потери мощности" правильно и однозначно, только в частном случае, когда речь о конструкции с одинаковым напряжением. В моем непонимании напряжение разное.

 

[ybr_pnz]

Утверждение: "меньше ток - меньше потери мощности" правильно и однозначно, только в частном случае, когда речь о конструкции с одинаковым напряжением. В моем непонимании напряжение разное.

какраз нет!
коротко - у нас напруга источника 12v ток в линии 1A , сопротивление проводов (паразитное) 1 ом.
моща источника 12v*1A=12W
потери в проводах: падение напряжения 1ом*1А=1V, моща 1А*1V=1W
дошло до потребителя: (12-1)v*1A=11W
КПД линии : 11/12=0.916(6) тоесть 91.6(6)%

повысим напряжение в 2 раз и рассчитываем тоже самое для 24V, ток 1A , сопротивление проводов (провода теже самые) 1 ом.
моща источника 24v*1A=24W
потери в проводах: падение напряжения 1ом*1А=1V, моща 1А*1V=1W (!!! НЕ ИЗМЕНИЛИСЬ)
дошло до потребителя: (24-1)v*1A=23W
КПД линнн: 23/24=.9583(3) тоесть 95.83(3)%

при дальнейшем повышении напряжениия - всё ещё лучше

коротко - потери зависят только от ТОКА и сопротивлениия приводов. падение напрядения I*R, мощьность в проводах I*I*R. напряжения линии в формулах нет
проведите мои рассчеты для источника скажем в 2 вольта

 

[evil_laugh]

Утверждение: "меньше ток - меньше потери мощности" правильно и однозначно, только в частном случае, когда речь о конструкции с одинаковым напряжением.

Меньше ток - меньше потери мощности всегда.

По законам Ома и Джоуля-Ленца мощность, теряемая при токе в линии I на сопротивлении проводов R, равна P = I^2/R.

Уменьшив ток в два раза, мы снизим мощность, теряемую в проводах, в четыре раза.

А чтобы оставить мощность источника энергии прежней, то при уменьшении тока в два раза мы должны в два раза повысить напряжение.

Поэтому большие мощности (порядка мегаватт) гораздо экономически выгодней передавать потребителю малыми токами, но высоким напряжением. Мощность в мегаватт гораздо выгодней передать как 100 кВ*10 А, чем как 1000 В * 1000 А.

 

[Palermo]

какраз нет!
коротко - у нас напруга источника 12v ток в линии 1A , сопротивление проводов (паразитное) 1 ом.
моща источника 12v*1A=12W
потери в проводах: падение напряжения 1ом*1А=1V, моща 1А*1V=1W
дошло до потребителя: (12-1)v*1A=11W
КПД линии : 11/12=0.916(6) тоесть 91.6(6)%

повысим напряжение в 2 раз и рассчитываем тоже самое для 24V, ток 1A , сопротивление проводов (провода теже самые) 1 ом.
моща источника 24v*1A=24W
потери в проводах: падение напряжения 1ом*1А=1V, моща 1А*1V=1W (!!! НЕ ИЗМЕНИЛИСЬ)
дошло до потребителя: (24-1)v*1A=23W
КПД линнн: 23/24=.9583(3) тоесть 95.83(3)%

при дальнейшем повышении напряжениия - всё ещё лучше

коротко - потери зависят только от ТОКА и сопротивлениия приводов. падение напрядения I*R, мощьность в проводах I*I*R. напряжения линии в формулах нет
проведите мои рассчеты для источника скажем в 2 вольта

В Ваших расчетах предполагается, что при повышении напряжения в 2 раза, падение напряжения на проводах осталось тем же.
На самом деле, если речь о одинаковой схеме, то оно увеличится тоже вдвое.
Поясню
Общее сопротивление цепи в описанном Вами случае - 12 ом.
Падение напряжения на проводах пропорционально соотношению сопротивлений. 1/11
При 24 вольтах на проводах будет проседать не вольт, а два
И ток, при той же схеме, будет не ампер, а два.
Соотв, рассеиваемая мощность уже не ватт, а 4

 

[Palermo]

Преимущества высоковольтной передачи в экономии меди и стали при изготовлении магистральных сетей

 

[Amur]

Общее сопротивление цепи в описанном Вами случае - 12 ом.
Падение напряжения на проводах пропорционально соотношению сопротивлений. 1/11

это если взять конечные 11ватт, которые идут в дело, как сопротивление 11ом?
ок, во втором у нас уже 24 ватта, значит, 23ом? И соотношение 1/23 - лучше, чем 1/11

 

[Amur]

При 24 вольтах на проводах будет проседать не вольт, а два
И ток, при той же схеме, будет не ампер, а два.
Соотв, рассеиваемая мощность уже не ватт, а 4

если бы это так работало - увеличивая потери в геометрической прогрессии от вольтажа - то высоковольтных линий не могло бы существовать, т.к. все электричество по такой логике ушло бы в нагрев проводов. )

 

[Palermo]

если бы это так работало - увеличивая потери в геометрической прогрессии от вольтажа - то высоковольтных линий не могло бы существовать, т.к. все электричество по такой логике ушло бы в нагрев проводов. )

В описанной выше схеме общая потребляемая мощность 48 Вт, и соотношение потерь на проводах к полезному осталось таким же - 1/11

 

[Amur]

откуда 48, когда

моща источника 24v*1A=24W

 

[Palermo]

откуда 48, когда

Источник, скорее всего, сгорит

 

[Amur]

это физика: энергия не берется из ниоткуда и не пропадает в никуда
у нас есть ТОЛЬКО 24 ватта. И мы прикидываем, что всё, что не потерялось в проводах, пойдёт в дело.
24 ватта = 100%.
потери, например, 10%, полезное действие - например, 90%.
В сумме всегда 100%, без вариантов.
а 48 ватт - это уже 200%. )
знаешь заклинание 80ого уровня "+100% мощности из параллельного пространства"?

 

[Palermo]

это физика: энергия не берется из ниоткуда и не пропадает в никуда
у нас есть ТОЛЬКО 24 ватта. И мы прикидываем, что всё, что не потерялось в проводах, пойдёт в дело.
24 ватта = 100%.
потери, например, 10%, полезное действие - например, 90%.
В сумме всегда 100%, без вариантов.
а 48 ватт - это уже 200%. )
знаешь заклинание 80ого уровня "+100% мощности из параллельного пространства"?

Сгорит блок питания. Его выходные цепи рассчитаны на ток 1а, а при сопротивлении цепи 12 ом и U =24v ток будет равен 2 А.
Все пропускают из внимания следующий момент: Напряжение и сопротивление это данность, ток - это функция от этих данностей. При одинаковом сопротивлении, при повышении напряжения ток и потребляемая мощность растут.

 

[Amur]

во втором случае у нас данность 24 вольта и 1 ампер. Соответственно, сопротивление высчитывается (или можно сказать, что это подгоняется по цифрам полезная нагрузка) 24ом, из которых 1ом тот же самый проводник, и 23 полезная нагрузка

в реальности подгонки нет, но и высоковольтные линни заканчиваются понижающими подстанциями.

 

[ybr_pnz]

В Ваших расчетах предполагается, что при повышении напряжения в 2 раза, падение напряжения на проводах осталось тем же.
На самом деле, если речь о одинаковой схеме, то оно увеличится тоже вдвое.
Поясню
Общее сопротивление цепи в описанном Вами случае - 12 ом.
Падение напряжения на проводах пропорционально соотношению сопротивлений. 1/11
При 24 вольтах на проводах будет проседать не вольт, а два
И ток, при той же схеме, будет не ампер, а два.
Соотв, рассеиваемая мощность уже не ватт, а 4

нас не интересует сопротивление ЦЕПИ. нигде и никто не ставил её сопротивление как константу... нас только провода и потери в них интересуют. повышая напряжение источника, мы можем взять потребитель с более большим сопротивлением который выдаст туже мощьность. при этом ток в цепи будет меньше и потери в проводах меньше (провода теже самые). А вот передача мощи будет с большим КПД.

 

[Palermo]

....знаешь заклинание 80ого уровня "+100% мощности из параллельного пространства"?

На экзамене:
-Вы готовились?
-Да. Я читала.
-Что читали?
-Отче наш.
Препод ставит в зачётку "не зачёт".
Студентка, видя это:
-Почему Вы так не любите нас, православных?

 

[evil_laugh]

При одинаковом сопротивлении, при повышении напряжения ток и потребляемая мощность растут.

Ага, только ток растёт линейно, а теряемая в проводах мощность - как корень.

Я уже объяснил, ток падает вдвое - теряемая в проводах мощность падает вчетверо. Вот и вся выгода. Что здесь неясно?

Я не понимаю, какой смысл спорить и обсуждать/объяснять прописные истины. Андрей, при всём уважении, открой любой учебник по ТОЭ для второго курса вуза и всё станет понятно. Там всё расписано, и про передачу мощности по ЛЭП, и про согласование мощностей источника и потребителя, и всё подобное.

 

[Palermo]

Эвил. Я ТОЭ учил/сдавал 3 раза(техникум, бурса, институт). Все три раза на отлично.
Про "передачу по ЛЭП"
Сегодня, прикола ради", приблизительно посчитал передачу приведенного тобой в пример мегаватта при напряжении 220.
Вес метра провода 4 кг. (Диаметр - 38 мм, при расчете 10А/мм2 для меди ). При пролете между вышками 200 м - между ними будет висеть 2 провода, по 800 кг каждый. Медь будет тянуться от собственного веса.
Пролеты между магистральными вышками больше.
А теперь, о умнейшие, задачка со звёздочкой:
Увеличивая напряжение, мы получаем при передаче той же мощности меньший ток, и диаметр и вес провода можем уменьшить, и диаметр таки уменьшают, т.к. проводов диаметром 4 см на лэп-ах нет. Уменьшая диаметр - увеличиваем сопротивление проводов, в сравнении с вариком 220, падение напряжения на них, а значит и потери энергии. Вопрос задачи, как Вы "на глазок" определили эффективность?
Кароч, перестаньте писать без цифр. Это как о коне в вакууме

 

[Amur]

Вес метра провода 4 кг. (Диаметр - 38 мм, при расчете 10А/мм2 для меди ). При пролете между вышками 200 м - между ними будет висеть 2 провода, по 800 кг каждый. Медь будет тянуться от собственного веса.

уверен, что там не медь, а что-то типа СИПа: алюминь + сталь в качестве арматуры. Дешевле, легче и не тянется.

Вы "на глазок" определили эффективность?
Кароч, перестаньте писать без цифр. Это как о коне в вакууме

а смысл?..
главное, логика происходящего:
"тепло, выделяемое на проводе, обратно пропорционально квадрату напряжения на потребителе. Повышая напряжение, мы снижаем тепловые потери в проводах. Это, однако, снижает электробезопасность"
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Джоуля_—_Ленца)
Ну и, в общем-то, постом выше об этом уже было сказано.

Если очень надо цифры - есть калькуляторы .
Возвращаясь к теме про YBR, потыкав калькулятор и навскидку представив, что вся проводка - это 4м кабеля 1мм сечения, и мы вваливаем через него 100 ватт, потери - ~1 вольт. Если проводка толще, короче, нагрузка не 100 ватт - падение меньше. Должно быть меньше, потому как иначе это всё бы ощутимо грелось. Короче, имхо, не тот случай, чтоб лезть менять проводку.