Почему электрическую энергию передают на большие расстояния под высоким напряжением
Перейти к содержимому

Почему электрическую энергию передают на большие расстояния под высоким напряжением

  • автор:

Почему электрическую энергию передают на большие расстояния под высоким напряжением?

Физика Класс - Учебники, статьи, иллюстрации по физике для 10-11 классов, физическая энциклопедия

Главная причина потерь при передаче электроэнергии — нагревание проводов, то есть превращение электрической энергии во внутреннюю.

Напомним, что согласно закону Джоуля-Ленца при прохождении тока в проводнике выделяется количество теплоты где — сила тока, — сопротивление проводника, — время прохождения тока (см. § 10. Работа и мощность постоянного тока). Следовательно, чтобы уменьшить нагревание проводов, надо уменьшать их сопротивление и силу тока в них.

Чтобы уменьшить сопротивление проводов, увеличивают их диаметр, но очень толстые провода слишком тяжелы и, кроме того, на них пошло бы много дорогой меди. Так что «главный резерв» борьбы с потерями — уменьшение силы тока в проводах.

Силу тока действительно можно уменьшить, причем многократно, но — ценой повышения напряжения во столько же раз, так как передаваемая потребителю мощность равна произведению где — напряжение в сети.

При заданной мощности сила тока Подставляя это выражение в выражение получаем откуда следует, что при заданной передаваемой мощности и заданном сопротивлении проводов «тепловые потери» в проводах обратно пропорциональны квадрату напряжения

А это значит, что при повышении напряжения в тысячу раз потери на нагревание проводов уменьшаются в миллион раз!

Смотрите также похожие статьи.

  • Вопросы и задания к параграфу § 16. Производство, передача и потребление электроэнергии
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • 2. Передача и потребление электроэнергии
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему при ударе возникают большие силы?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • НЬЮТОН ИСААК
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • Почему поезд трогается с места плавно?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Использование солнечной энергии
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему скрипки и гитары имеют продолговатую форму?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Механические колебания и волны
  • Отдача пушки
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Груз и тележка
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Перетягивание каната
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Столкновение одинаковых шаров
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Работа постоянной силы, направленной под углом к перемещению
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Закон сохранения импульса
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Законы сохранения в механике
  • Почему мы не ощущаем движения Земли?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Динамика
  • Как можно использовать внутреннюю энергию?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Измерение скоростей молекул
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Почему движение молекул никогда не прекращается?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Почему скрипки и гитары имеют продолговатую форму?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Переносят ли волны вещество и энергию?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Работа постоянной силы, направленной под углом к перемещению
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Почему при ударе возникают большие силы?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Как зависит сила притяжения тел от расстояния между ними?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Почему мы не ощущаем движения Земли?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Решение к задаче 3. Поворот автомобиля на горизонтальной дороге.
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Вопросы к параграфу § 12. Сила тяжести. Движение под действием силы тяжести
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Движение по параболе под действием силы тяжести (вблизи поверхности Земли)
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Поставим опыт к теме По какой траектории движется тело, брошенное горизонтально или под углом к горизонту?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
  • Как определили расстояния до квазаров?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Строение и эволюция Вселенной
  • Как были определены расстояния до далеких звезд?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Строение и эволюция Вселенной
  • Расстояния до ближайших звезд
    Учебник по Физике для 11 класса -> Строение и эволюция Вселенной
  • 1. Расстояния до звезд
    Учебник по Физике для 11 класса -> Строение и эволюция Вселенной
  • 2. «Ультрафиолетовая катастрофа»
    Учебник по Физике для 11 класса -> Квантовая физика
  • Сколько цветов на экране телевизора и дисплее компьютера?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Зачем нужны телебашни и спутники связи?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Где производят электроэнергию?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Определение направления индукционного тока
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему между проводниками с током есть только магнитное взаимодействие?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему электрическое поле действует на незаряженные предметы?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему волны должны были бы отобрать у частиц всю энергию теплового движения?
    Иллюстрации по физике для 11 класса -> Квантовая физика
  • Почему небо голубое, а Солнце — желтоватое?
    Иллюстрации по физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Почему мыльные пузыри кажутся разноцветными?
    Иллюстрации по физике для 11 класса -> Электродинамика
  • Расстояния до звезд
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
  • Движение тела, брошенного под углом к горизонту
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
  • Движение под действием силы тяжести
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
  • Импульс
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
  • ФАРАДЕЙ МАЙКЛ (1791-1867)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • ПОПОВ АЛЕКСАНДР СТЕПАНОВИЧ (1859-1906)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • ОМ ГЕОРГ СИМОН (1789-1854)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • МАКСВЕЛЛ ДЖЕЙМС КЛЕРК (1831-1879)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • ГЕРШЕЛЬ УИЛЬЯМ (1738-1822)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • МАЙЕР ЮЛИУС РОБЕРТ (1814 –1878)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • КАВЕНДИШ ГЕНРИ (1731 – 1810)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
  • Изменение внутренней энергии посредством совершения работы
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Термодинамика
  • Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Термодинамика
  • Притяжение двух материальных точек
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Динамика
  • Движение земли вокруг солнца
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
  • Перелет самолета между двумя городами
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
  • Ход лабораторной работы 2. Изучение движения тела, брошенного горизонтально
    Учебник по Физике для 10 класса -> Лабораторные работы
  • Изменение внутренней энергии посредством совершения работы
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Главное в главе 6. Термодинамика
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Пример к теме Удельная теплота плавления
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Способы изменения внутренней энергии
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Вопросы к параграфу § 32. Второй закон термодинамики. Охрана окружающей среды
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
  • Примеры изменений внутренней энергии
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика

Электродинамика

Copyright © 2013-2024 Физика Класс. FizikaKlass.ru. Сайт, посвященный науке физике. Статьи, иллюстрации, вопросы и ответы по физике. Рассказы об ученых физики, а также большая физическая энциклопедия.

Почему электроэнергию передают на большие расстояния при высоком напряжении, но маленьком токе.

Мощность является произведением напряжения на ток. То есть одну и ту же мощность можно передать большим током и низким напряжением, а можно наоборот. Для уменьшения потерь при прохождении тока (потери на нагрев проводов) нужно уменьшить сопротивление проводов. Это можно сделать увеличив их площадь сечения. Это позволит увеличить пропускаемый ток и таким образом увеличить передаваемую мощность.
Можно увеличить напряжение, сделав более надежную изоляцию. При этом увеличивать сечение проводов не обязательно, так как величина тока остается прежней.
Делаем вывод, что выгодней усилить изоляцию проводов и поднять напряжение, чем увеличивать толщину проводов и поднимать ток.

Остальные ответы
Вспомни Ждоуля с Ленцем, точнее их закон для тепла, выделяемого при прохождении тока
По закону Ома
Теслу еще вспомни) , передал, так передал)

Главная задача это передача мощности на расстоянии. Для электричества, мощность — произведение тока на напряжение. Нагрев проводов и лишняя потеря мощности при передаче, напрямую зависит только от величины протекающего тока. Поэтому при передачи энергии электричеством стараются уменьшить ток, уменьшая потери, но увеличить напряжение, чтобы в сумме получить как можно большую мощность.

Дело в том, что при большом токе — больше падение напряжения.
Мощность- произведение тока и напряжения.
Чтобы передать одну и ту же мощность надо увеличить либо напряжение, либо ток.
Если увеличить ток, то падение напряжения в конечной точке будет тем больше, чем больше ток.

для примера возьмем сеть 220 вольт. .
сопротивление провода 0,1 ом
ток 10 Ампер
узнаем напряжение, которое будет затрачено на проводах (падение напряжения)
ток умножаем на сопротивление: 10*0,1=1 Вольт, т. е.
к потребителю придет
220-1= 219 Вольт
теперь представим что ток не 10, а 1000 Ампер
1000*0,1=100 Вольт
т. е. придет
220-100= 120 Вольт
улавливаете разницу?
Если в начале цепи мощность была 220*1000=220000 Ватт,
то в конце она будет 120*1000=120000 Ватт
т. е. почти в 2 раза меньше
А вот если увеличивать напряжение, а ток оставлять прежним, то потерь практически нет, т. к. ток одинаков на протяжении всей цепи и не падает как напряжение

Источник: электротехника

Это вопрос экономического характера. Давайте рассмотрим пример передачи энергии S=11мVA на некоторое расстояние, допустим 10 км. Выбираем величину напряжения ЛЭП 10 кВ или 110 кВ. Сечение проводов ЛЭП выбирается по току.
В случае 10 кВ I = 11000000/10000=1100A, этому току соответствует алюминиевый провод сечением 600 мм. кв.
В случае 110 кВ I = 11000000/110000 = 100A, этому току соответствует алюминиевый провод сечение 16 мм. кв.
Теперь подумайте сами, что дешевле, Лэп указанной длины и сечением провода каждой фазы в 600 мм. кв. или сечением 16 мм. кв. и какое напряжение в данной ситуации предпочтительней.

Почему передачу электроэнергии на расстояние выполняют на повышенном напряжении

Сегодня передачу электрической энергии на расстояние всегда выполняют на повышенном напряжении, которое измеряется десятками и сотнями киловольт. По всему миру электростанции различного типа генерируют электричество гигаваттами. Это электричество распределяется по городам и селам при помощи проводов, которые мы можем видеть например вдоль трасс и железных дорог, где они неизменно закреплены на высоких опорах с длинными изоляторами. Но почему передача всегда осуществляется на высоком напряжении? Об этом расскажем далее.

Представьте что вам необходимо передать по проводам электрическую мощность хотя бы в 1000 ватт на расстояние 10 километров в форме переменного тока с минимальными потерями, чтобы запитать мощный киловаттный прожектор. Что вы предпримете? Очевидно, что напряжение необходимо будет так или иначе преобразовывать, понижать или повышать при помощи трансформатора.

Допустим, источник (небольшой бензиновый генератор) выдает напряжение 220 вольт, при этом в вашем распоряжении есть двухжильный медный кабель с сечением каждой жилы по 35 кв.мм. На 10 километров такой кабель даст активное сопротивление около 10 Ом.

Нагрузка мощностью 1 кВт имеет сопротивление около 50 Ом. И что если передаваемое напряжение оставить на уровне 220 вольт? Это значит, что шестая часть напряжения придется (упадет) на передающий провод, который окажется под напряжением около 36 вольт. И вот, порядка 130 Вт потеряно по пути — просто подогрели передающие провода. А на прожекторе получим не 220 вольт, а 183 вольта. КПД передачи оказалось 87%, и это пренебрегая еще индуктивном сопротивлении передающих проводов.

Дело в том, что активные потери в передающих проводах всегда прямо пропорциональны квадрату тока (см. Закон Ома). Следовательно если передачу той же самой мощности осуществить при более высоком напряжении, то падение напряжения на проводах не окажется столь губительным фактором.

Допустим теперь иную ситуацию. У нас имеется тот же самый бензиновый генератор, выдающий 220 вольт, те же 10 километров провода с активным сопротивлением 10 Ом, и тот же самый прожектор на 1кВт, но плюс ко всему еще есть два киловаттных трансформатора, первый — повышающий 220-22000 вольт, расположенный возле генератора и подключенный к нему обмоткой низкого напряжения, а обмоткой высокого напряжения — присоединен к передающим проводам. А второй трансформатор, на расстоянии 10 километров, — понижающий 22000-220 вольт, к обмотке низкого напряжения которого присоединен прожектор, а обмотка высокого напряжения — получает питание от передающих проводов.

Итак, при мощности нагрузки 1000 ватт при напряжении 22000 вольт, ток в передающем проводе (здесь можно обойтись без учета реактивной составляющей) составит всего 45мА, а значит на нем упадет уже не 36 вольт, (как было без трансформаторов) а всего 0,45 вольт! Потери составят уже не 130 Вт, а всего 20 мВт. КПД такой передачи на повышенном напряжении составит 99,99%. Вот почему передача на повышенном напряжении более эффективна.

В нашем примере ситуация рассмотрена грубо, и использовать дорогие трансформаторы для такой простой бытовой цели было бы конечно нецелесообразным решением. Но в масштабах стран и даже областей, когда речь идет о расстояниях в сотни километров и об огромных передаваемых мощностях, стоимость электроэнергии, которая могла бы потеряться, тысячекратно превышает любые затраты на трансформаторы. Вот почему при передаче электроэнергии на расстояние всегда применяется повышенное напряжение, измеряемое сотнями киловольт — чтобы снизить потери мощности при передаче.

Почему электроэнергию на большие расстояния передают под высоким напряжением?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

  • Все категории
  • экономические 43,679
  • гуманитарные 33,657
  • юридические 17,917
  • школьный раздел 612,713
  • разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

  • Обратная связь
  • Правила сайта

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *