Потеря напряжения в проводах

При передаче электрической энергии по коротким проводам сопротивлением их можно пренебречь. При большей длине их (l > 10 м) сопротивлением проводов пренебрегать нельзя, так как прохождение тока вызовет в них заметное падение напряжения:

Разность напряжений в начале и конце линии (рис. 2-5) U₁ — U₂, равная падению напряжения в проводах, называется потерей напряжения.

При неизменном напряжении в начале линии напряжение в конце линии, т. е. на приемнике, изменяется от U₂ = U₁ при I = 0 до U₂ = U₁ — ΔU при нагрузке.
Колебание напряжения для осветительной нагрузки не должно превышать — 2,5, +5%, а для силовой ±5 и иногда + 10% номинального. Поэтому допускаемая потеря напряжения в линии не должна превышать тех же значений.
При заданной допустимой потере напряжения, используя формулу (2-31), можно определить необходимое сечение проводов линии

Найденное по формуле (2-33) сечение должно быть проверено на допустимое нагревание
(табл. 2-3).
Мощность потерь в линии определяется произведением потери напряжения и тока, т. е.

Коэффициент полезного действия линии

с увеличением нагрузки уменьшается.
При потерях напряжения 2—5% к. п. д. линии составляет 98—95%.

Источник

Любого обывателя больше всего беспокоит тот отрезок цепи, который расположен между счетчиком и потребителем, ведь именно за насчитанные счетчиком ватты нам и приходится платить. И лучше бы, чтобы бесполезных потерь энергии было бы как можно меньше.

Но уже здесь за бесполезные потери энергии отвечают как проводка, так и соединительные провода (шнуры), идущие от приборов к вилкам (и в конце концов — к розеткам). Дело в том, что провода эти, по закону Джоуля-Ленца, нагреваются, особенно если потребитель достаточно мощный. В общем и целом, нагрев проводов — это следствие падения напряжения на них, поскольку провода наши вполне реальны и обладают конечным электрическим сопротивлением R.

Для наглядной демонстрации предлагается устроить следующий эксперимент. Включите в сеть водонагреватель мощностью 2 кВт, и через минуту потрогайте провод, соединяющий его с розеткой. Провод ощутимо теплый, не так ли? Еще бы, ведь через него идет ток около 9 ампер.

В конце концов каждый провод, соединяющий какой бы то ни было прибор с розеткой, сам по себе всегда расходует определенную активную мощность, которую безжалостно учитывает счетчик. Мы уже и не говорим о сечении электропроводки, на меди в которой порой желают сэкономить бережливые хозяева. Начнем с того, что сопротивление любого реального проводника можно легко вычислить по следующей формуле:

Итак, в чем же суть потерь энергии на проводах, как эти расходы прикинуть, и как их в конце концов уменьшить? Начнем с того, что в проводах, шнурах, кабелях, принято использовать медь.

Медь имеет удельное электрическое сопротивление 0,018 Ом*м/кв.мм. Это значит, что сопротивление одной жилы медного провода сечением 1 кв.мм, длиной 1 км составит 18 Ом. А если провод двухжильный, то сопротивление окажется 36 Ом. А один метр ДВУХЖИЛЬНОГО провода сечением 1 кв.мм даст сопротивление 0,036 Ом.

Падение напряжения на проводе зависит от электрического тока, который по нему в данный момент течет. Зная ток (поделив мощность прибора на напряжение в сети), из Закона Ома для участка цепи можно найти это падение напряжения:

Умножив падение напряжения на номинальный ток прибора, находим мощность, рассеиваемую на проводе. Вывод напрашивается сам собой: чем меньше сечение соединительного провода и чем он длиннее — тем больше падение напряжения на данном проводе, и, соответственно, — больше электрические потери, получаемые в форме тепла.

Вредные последствия неадекватно большого падения напряжения на проводах давно известны электрикам.

Во-первых, перегревается проводка, что практически повышает вероятность возгорания и возникновения пожара в помещении.

Во-вторых, расход энергии на бесполезный нагрев проводки ведет к лишним материальным расходам на оплату счетов за электричество.

В-третьих, падение напряжения на проводах отнимается по сути у прибора, который должен получить все напряжение полностью.

В-четвертых, ресурс проводов из-за их перегрева тратится быстрее, как и ресурс импульсных блоков питания потребителей, получающих напряжение меньше номинала, и поэтому вынужденных потреблять больше тока.

В заключении хотелось бы отметить, что никогда не стоит экономить на площади сечения медных проводов при выполнения проводки в помещении. К примеру: двухжильный медный провод сечением 2,5 кв.мм на 5 метрах даст 7,2 Вт тепла уже при токе в 10 А. Насколько это экономично? Лучше выбирать сечение провода таким образом, чтобы при максимальной нагрузке на сеть плотность тока была бы не более 4 А на кв.мм жилы.

Источник

Потери напряжения в проводах

При передаче электрической энергии по коротким проводам сопротивлением их можно пренебречь. При большой длине их (L>10 М) сопротивлениемпроводов пренебрегать нельзя, так как электрический ток вызовет в них заметное падение напряжение.

Разность напряжений в начале и в конце линии равна

падению напряжению в проводах и называется

При неизменном напряжении в начале линии

напряжение в конце линии, т. е. на приёмнике,

Чтобы линия была экономичной, необходимо выбирать сечение проводов S в зависимости от:

ρ — удельного сопротивления материала жилы: медь или алюминий;

l – длины линии, определяется удалённостью потребителя от источника тока.

Взаимосвязь параметров определяется формулой:

При заданной допустимой потери напряжения определяют необходимо сечение проводов линии

по формуле:

Найденное по формуле сечение, округляют до ближайшего большего стандартного. Это сечение должно быть проверено на допустимое нагревание проводов.

При передаче электроэнергии нужно выбрать так сечение проводов линии передачи, чтобы обеспечить нормальное рабочее напряжение U_ном (номинальное напряжение) на зажимах приемников электроэнергии. В особенности это важно для осветительных установок, так как при повышении напряжения только на 5% по отношению к номинальному, длительность горения нормальной лампы уменьшается на 50%; при понижении напряжения на те же 5% световой поток этой лампы уменьшается на 18%.

Согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок):

– на зажимах приборов рабочего освещения производственных помещений и общественных зданий, а так же в прожекторных установках наружного освещения допускается отклонения напряжения (потеря напряжения):

ΔU, % ≤ 2,5% Uн

— на зажимах электродвигателей:

Мощность потерь в линии электропередач (ЛЭП) определяется

Коэффициент полезного действия линии (КПД)

с увеличением нагрузки уменьшается

Основным метод снижения потерь напряжения – увеличение напряжения ЛЭП.

В нашей стране существует стандартная шкала переменных напряжений, при которых производится передача энергии на дальние расстояния: 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ. Например – при повышении напряжения в два раза, если сохранить процент потерь мощности неизменным, можно или уменьшить сечение проводов линии в четыре раза или удлинить линию электропередач в четыре раза.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Потеря напряжения в проводах линии электропередачи

Разность напряжений в начале и конце линии U₁-U₂, равная падению напряжения в линии, называют потерей напряжения:

где R_пр – сопротивление проводов в линии

Мощность потерь в линии (выражают в Вт):

Р=I ·∆U = I 2 ·R_пр

Коэффициент полезного действия линии

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется электрической цепью? Из каких элементов она состоит?

2. В чем различие тока проводимости и тока поляризации?

3. Что такое мощность источника? Мощность приемника?

4. Что такое падение напряжения?

5. Дайте определение электрического сопротивления. От каких факторов оно зависит?

6. Как связаны электрическое сопротивление и проводимость?

7. Приведите определение ЭДС источника. Чем отличается ЭДС от напряжения на выводах источника?

8. Запишите закон Ома для всей цепи и для участка цепи.

9. Чему равны напряжения на выводах цепи в режимах холостого хода и короткого замыкания?

10. Запишите закон Джоуля-Ленца. Во сколько раз увеличится количество выделяемой теплоты в цепи при увеличении вдвое силы тока?

11. Какие закономерности характеризуют последовательное соединение сопротивлений, а какие параллельное?

12. Какова последовательность расчета токов при смешанном соединении сопротивлений?

Лабораторная работа №1 «Виды соединения резисторов»

Лабораторная работа №2 «Определение потери напряжения в проводах»

Тема 1.2. Электромагнетизм

Магнитное поле и его характеристики. Взаимодействие магнитного поля и проводника с током. Электромагнитная сила. Ферромагнитные вещества и их намагничивание. Магнитная проницаемость. Кривые намагничивания.

Магнитная цепь. Электромагниты и их применение. Электромагнитная индукция. Правило правой руки. Закон Ленца. Преобразование электрической энергии в механическую. Самоиндукция. Индуктивность. Вихревые токи и их значение.

Методические указания

Магнитная индукция. Магнитный поток.

Интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукцией В. Единица магнитной индукции – тесла (Тл).

Магнитная индукция – векторная величина. Направление этого вектора совпадает с направлением поля в данной точке.

Произведение магнитной индукции В на площадь S, перпендикулярную вектору магнитной индукции, называют магнитным потоком Ф, который выражают в веберах (Вб):

Ф=В ·S

Ф=В ·S ·cos α

где α – угол между вектором В и перпендикуляром к поверхности.

Электромагнитная сила.

На проводник с током длиной l, находящийся в магнитном поле, перпендикулярно направлению поля действует сила F, выражаемая в ньютонах (Н):

Если проводник с током расположен под углом α к вектору магнитной индукции В, то

Направление электромагнитной силы определяют по правилу левой руки.

Механическую работу по перемещению проводника с током в магнитном поле на расстояние a вычисляют по формуле

Работу выражают в джоулях (Дж).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Потеря напряжения в проводах линий электропередач

Передача электроэнергии на расстояния выполняется с помощью линии электропередач (ЛЭП), которые делятся на воздушные и кабельные. При передаче энергии часть ее расходуется на нагрев проводов, образование

ЛЭП состоят из проводов, которые в свою очередь изготавливаются из проводников, в основном из меди или алюминия. Все материалы, даже проводники, имеют сопротивление. При передаче электроэнергии по проводам длиной более 10 м сопротивлением провода пренебрегать нельзя, так как ток в них вызывает заметное падение напряжения согласно закону Ома.

С целью экономии энергии и обеспечения незначительного колебания напряжения на зажимах приемника при изменении сопротивления или тока приемника потеря напряжения должна быть невелика при сравнении с номинальным напряжением приемника. Ток потребителя (или нагрузки) при различных сопротивлениях приемника изменяется от нуля до наибольшего своего значения. Потеря напряжения при этом тоже колеблется от нуля до своего максимального значения.

Отклонение напряжения нежелательны как в сторону увеличения так и в сторону уменьшения по отношению к номинальной напряжения. При больших отклонениях напряжения наблюдается потерь мощности и энергии, изменяются нагрузки потребителей, ухудшается качество продукции, возможно браковки продукции, сокращение срока работы элементов сети и оборудование, нарушение нормальной деятельности устройств автоматики и релейной защиты, что может привести к авариям и отключениям потребителей. Например, для ламп накаливания при освещенность возрастает на 40%, а срок работы уменьшается в 3 раза, при освещенность уменьшается на 30%, а срок работы увеличивается в 2 раза, но уменьшается производительность труда и ухудшается состояние и здоровье человека.

В случае если сеть имеет несколько приемников, присоединенных к разным городам линии, потерю напряжения во всей сети определяется как сумма потерь напряжения на отдельных ее участках:

Под наибольшей потерей напряжения понимают потерю напряжения на пути от источника питания до наиболее удаленного потребителя электроэнергии сети одного класса напряжения. Причем определяют наибольшую потерю напряжения как в нормальном режиме работы электросети, так и в аварийном (например, при отключении одного ЛЭП из двух параллельных). Расчетные наибольшие потери напряжений должны быть меньше наиболее допустимые, как в нормальном, так и в аварийном режиме.

Источник