Зачем нужны линии высокого напряжения?

Читатель: Я не понимаю, почему ток на большие расстояния передают под высоким напряжением? Ведь чем выше напряжение, тем больше тепла выделяется в проводах: Р = U²/R.

Рис. 15.10

Автор: Давайте разберемся с этим вопросом. Пусть генератор тока создает напряжение U₀ и вырабатывает мощность N₀. Эту мощность необходимо передать потребителю с сопротивлением R (например, лампочке) при помощи проводов с общим сопротивлением r (рис. 15.10).

Выясним, какая же часть от той мощности N₀, которую вырабатывает генератор, «теряется» на проводах, т.е. найдем отношение мощности потерь N_пот к вырабатываемой генератором мощности:

, (15.23)

где I – ток в цепи. Поскольку N₀ = U₀I, то I = N₀/U₀. Подставляя это выражение в (15.23), получим

.

Итак, запомним:

. (15.24)

Таким образом, потери мощности на проводах обратно пропорциональны квадрату напряжения в линии электропередачи! Именно поэтому и строят высоковольтные ЛЭП.

Читатель: А какое же напряжение при этом «осядет» на проводах?

Автор: Его легко найти по закону Ома для участка цепи:

. (15.25)

А относительное падение напряжения на проводах к напряжению на генераторе: . Таким образом, получаем

. (15.26)

Иными словами, сколько процентов напряжения мы теряем на проводах, столько же процентов мы теряем и в мощности.

СТОП! Решите самостоятельно: А16, В28–В33, С20-С23.