Trasformatori di potenza. Trasmissione di elettricità. Schema, descrizione

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I consumatori di elettricità sono ovunque. Viene prodotto in relativamente pochi luoghi vicini a fonti di carburante e risorse idriche. Pertanto, diventa necessario trasmettere l'elettricità su distanze che raggiungono talvolta centinaia di chilometri.

Ma la trasmissione di elettricità su lunghe distanze è associata a perdite significative. Il fatto è che, scorrendo attraverso le linee elettriche, la corrente le riscalda. Secondo la legge Joule-Lenz, l'energia spesa per riscaldare i fili della linea è determinata dalla formula

dove R è la resistenza di linea.

Con una linea lunga, la trasmissione di potenza può diventare generalmente antieconomica. Per ridurre le perdite, ovviamente, puoi seguire il percorso di riduzione della resistenza R della linea aumentando l'area della sezione trasversale dei fili. Ma per ridurre R, ad esempio, di un fattore 100, anche la massa del filo deve essere aumentata di un fattore 100. È chiaro che non è possibile consentire una spesa così elevata di costosi metalli non ferrosi, per non parlare delle difficoltà di fissare cavi pesanti su alberi alti, ecc.

Pertanto, le perdite di energia nella linea si riducono in un altro modo: diminuzione della corrente nella linea.

esempio. Riducendo la corrente di un fattore 10 si riduce la quantità di calore rilasciata nei conduttori di un fattore 100, cioè si ottiene lo stesso effetto di un peso centuplicato del filo.

Poiché la potenza attuale è proporzionale al prodotto dell'intensità di corrente e della tensione, per mantenere la potenza trasmessa è necessario aumentare la tensione nella linea di trasmissione. Inoltre, quanto più lunga è la linea di trasmissione, tanto più vantaggioso è utilizzare una tensione maggiore. Quindi, nelle lunghe linee di trasmissione (ad esempio, nella linea di trasmissione ad alta tensione Volzhskaya HPP - Mosca), viene utilizzata una tensione di 500 kV.

Nel frattempo, i generatori di corrente alternata sono costruiti per tensioni non superiori a 16-20 kV, poiché una tensione più elevata richiederebbe misure speciali più complesse per isolare gli avvolgimenti e altre parti dei generatori.

Pertanto, nelle grandi centrali elettriche hanno messo trasformatori step-up. Il trasformatore aumenta la tensione nella linea tanto quanto riduce la corrente. La perdita di potenza in questo caso è piccola.

Per l'utilizzo diretto dell'elettricità nei motori dell'azionamento elettrico delle macchine utensili, nella rete di illuminazione e per altri scopi, la tensione ai capi della linea deve essere ridotta. Ciò si ottiene utilizzando trasformatori step-down.

Inoltre, di solito si verifica una diminuzione della tensione e, di conseguenza, un aumento dell'intensità di corrente in più fasi. Ad ogni fase, la tensione si riduce e l'area coperta dalla rete elettrica si amplia.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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