Przesyłanie energii elektrycznej – kilka ciekawostek

Energia elektryczna jest bardzo przydatna – chyba każdy się z tym zgodzi. Pomaga ona oświetlać i ogrzewać mieszkania, zasila silniki oraz wszędobylskie urządzenia elektroniczne, bez których nasza cywilizacja wyglądała by znacznie inaczej.

W obecnych czasach praktycznie każdy ma dostęp do sieci elektroenergetycznej. Zanim jednak prąd trafi do odbiorcy, pokonuje on spory dystans po liniach energetycznych, zmniejszając stopniowo swoje napięcie w stacjach transformatorowych. Dlaczego tak się dzieje?

Dlaczego nie opłaca się przesyłać prądu pod napięciem 230V wprost z elektrowni?

Odpowiedź jest prosta – z powodu strat energii. Z wzoru na moc wydzielającą się na oporniku:

P=(I^2)*R

P – moc, I – prąd, R – opór

Wynika jasno, że im większy prąd, tym większa wydzielająca się moc  – do tego w postępie kwadratowym! Rezystancja również odgrywa dużą rolę, dlatego linie energetyczne buduje się z materiałów dobrze przewodzących prąd elektryczny.

Jak zaradzić tym ogromnym stratom? Należy zmniejszyć prąd i podwyższyć napięcie. Dzięki temu starty są dużo mniejsze, a przesyłana ilość energii taka sama.

Jakie napięcia panują w sieci energetycznej?

Napięcia są zależne od odległości danego odcinka sieci od elektrowni. Zaraz przy niej napięcie jest największe, gdy dociera do odbiorców ma kilkaset wolt.

Sieć wysokiego napięcia

Tego typu sieć służy do transportu energii na duże odległości. Napięcie panujące w niej też jest duże – zawiera się w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy woltów (kV).  Problematyczne jest izolowanie tak dużych napięć, dlatego dla bezpieczeństwa linie są umieszczone w dużych odległościach od ziemi oraz od siebie.

Sieć średniego napięcia

Jest używana jako sieć pośrednia. Płynie nią napięcie od jednego do kilkudziesięciu kilowoltów, w Polsce najczęściej stosowane jest napięcie 15kV. Niektóre maszyny elektryczne, wymagające szczególnie dużych ilości energii są zasilane z sieci średniego napięcia.

Sieć niskiego napięcia

Za jej pomocą dostarcza się energię elektryczną do odbiorców końcowych. Jest budowana w różny sposób zależnie od miejsca – w miastach przewody prowadzone są pod ziemią, na terenach o rzadszej zabudowie po słupach.

Dlaczego w różnych państwach używa się innych standardów dostarczania energii elektrycznej?

Głównie z powodów historycznych. Gdy maszyny elektryczne dopiero wchodziły do użycia, istniało wiele standardów napięć i częstotliwości. Innych używało się przy oświetleniu, innych przy zasilaniu maszyn przemysłowych.

Różnice były nawet na polu rodzaju prądu. Wynalazca żarówki i budowniczy pierwszej elektrowni – Thomas Edison, był zagorzałym zwolennikiem prądu stałego, który uważał za lepszy i bezpieczniejszy. Jego konkurenci obstawali przy prądzie zmiennym. Po jakimś czasie sytuacja się ustabilizowała i zaczęto powszechnie używać napięcia 110V, zwiększonego niedawno do 120V.

W Europie i większości pozaeuropejskich państw zwyciężyła częstotliwość 50Hz i napięcie 220V, również niedawno zwiększone do 230V.

Napięcia i częstotliwosci prądu używane na świecie

Dlaczego ptakom siedzącym na liniach energetycznych nic się nie dzieje?

Aby prąd elektryczny mógł wyrządzić żywemu organizmowi jakąkolwiek krzywdę, musi przez niego przepływać. Mały ptak dotykający tylko przewodu jest bezpieczny, ponieważ nie tworzy obwodu elektrycznego. W większym niebezpieczeństwie jest ptactwo o większej rozpiętości skrzydeł – dotknięcie dwóch przewodów na raz potrafi zabić. Źle może się też skończyć dotykanie jednocześnie linii i ziemi lub słupa – zwłaszcza gdy te są wilgotne.

Przy pracy z wysokimi napięciami (czyli także i tymi występującymi w gniazdkach), należy zachować szczególną ostrożność – jeśli to możliwe, należy odłączyć zasilanie. Gumowe, izolowane rękawice i narzędzia na pewno nie zaszkodzą.

firma AEG

  • Pingback: Zasilacze – jak dobierać? | Wortal Majsterkowicza()

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-0.html Gość

    Czy zamiast P=(I^2)/R nie powinno być P=(I^2)*R?

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Dzięki za zauważenie błędu, już poprawiam.

  • ewgdn

    nic mnie nie obchodzi