Warum Hochspannungsleitungen?

Dies ist eine Frage, die ich anscheinend mehrmals angegangen bin, jedes Mal gelöst, nachdem ich eine zwielichtige Internet-Erklärung gelesen, dann teilweise vergessen und ein halbes Jahr später erneut angegangen bin. Es ist an der Zeit, dem ein Ende zu setzen.

Im Kraftwerk wird also zunächst eine festgelegte Leistung erzeugt. Nennen wir das P G . Dann gibt es einen Transformator, der diese Leistung hypothetisch in eine beliebige Spannung umwandeln kann und daher der Gleichung folgt v = ICH R , jeder gewünschte Strom. Cool bis jetzt.

Hier

Stellen Sie sich den Fall vor, in dem Sie einfach alle Stromleitungen zu einem einzigen Widerstand R verdichten. Jetzt können wir die durch den Widerstand verlorene Leistung in Beziehung setzen P l als P l = ICH 2 R . Da der Widerstand eine Konstante ist, verringert das Verringern des Stroms den Leistungsverlust drastisch. Das ist großartig, da das Senken des Stroms das Erhöhen der Spannung bedeutet, was ganz praktisch zu sein scheint.

Aber warten Sie: Hier ist mein Problem. Kann die Gleichung für den Leistungsverlust nicht wie folgt übersetzt werden:

P l = ICH 2 R

P l = ICH v

P l = v 2 R

BAM. Jetzt scheint die Leistung allein von der Spannung abzuhängen, da sich der Widerstand nicht ändert, so dass es ziemlich logisch erscheint, dass das REDUZIEREN der Spannung den Leistungsverlust verringert. Nüsse. Offenbar habe ich etwas falsch gemacht. Nehmen wir einen einfachen Fall, P G = 10 . Nehmen wir an, ich setze die Spannung auf 10, den Strom auf 1 und den Widerstand ebenfalls auf 1. Das scheint ok, wie P = v ICH . Lassen Sie uns nun die beiden Gleichungen verwenden, die wir haben, um den Leistungsverlust zu bestimmen.

P l = ICH 2 R = 1

Scheint logisch, der Strom ist definitiv 1 und der Widerstand ist definitiv 1, also ist der Leistungsverlust eins. Macht auch Sinn.

P l = v 2 R = 100

WAS IST LEBEN!! Aber das erscheint mir auch ziemlich logisch, die Spannung über dem Widerstand ist 10 (nicht wahr? Ich könnte hier etwas Grundlegendes vergessen? nicht sicher), und der Widerstand ist 1.

Jede Hilfe ist hilfreich, ich bin wahrscheinlich nur bei dem einen oder anderen Schritt dumm.

BEARBEITEN

Nun, ich hatte Recht, ich war dumm, denke ich. Ich habe die Tatsache so ziemlich völlig ignoriert v = ICH R , also in dem Fall wo P G ist 10, und der Widerstand war 1. Ich scheine jetzt auf eine Komplikation gestoßen zu sein. Wenn ich die Spannung auf 10 stelle, gem P = v ICH der Strom sollte eins sein, aber gem v = ICH R der Strom sollte 10 sein. Ich stoße auf ein Rätsel? Ich bin jetzt gründlich verwirrt. Jede Hilfe ist hilfreich.

Es gibt mehrere Duplikate davon, aber das einzige, das ich finden kann, wo die Rolle des Transformators detailliert beschrieben wird, ist Wärmeverlust durch Wechselstrom . Joshua, geht das auf deine Frage ein? Wenn ja, werde ich es als Duplikat kennzeichnen.
Andere Duplikate mit meiner Meinung nach unbefriedigenden Antworten sind Warum sind Hochspannungsleitungen „Hochspannung?“. und Verlustleistung in Hochspannungskabeln .
Diese Antworten helfen sehr, die reale Situation zu klären, da die Hochspannungsleitungen nicht die einzige Widerstandsquelle in der Schaltung sind, sodass meine Logik nicht wirklich zutrifft. Aber was ist mit dem Fall, den ich hier skizziert habe? Sollte der Spannungsabfall über dem Widerstand für diese einfache Situation nicht die ganzen zehn Volt betragen, da es sonst nichts gibt? Wie kommt es dann, dass eine Gleichung eine 1 ausgibt und die andere eine 100?
Im realen Fall sind sowohl der Widerstand des Kabels als auch die Leistung der Anlage Konstanten. In Ihrer Schaltung können sie nicht beide konstant sein. Wenn Sie die Spannung bei konstantem Widerstand erhöhen, erhöhen Sie gleichzeitig die erzeugte (und verlorene) Leistung.
P G wurde meine Kraft erzeugt, eine Konstante angenommen, P l war die verlorene Kraft, die ich minimieren wollte
V=10 und R=10. Das ist also nicht wahr: "Nach P=VI sollte der Strom eins sein, aber nach V=IR sollte der Strom 10 sein". Beide Gleichungen ergeben den Strom von 1
Es ist in Ordnung, Ihre eigenen Fragen zu beantworten, aber halten Sie sich an das Format der Website. Fügen Sie unten Ihre eigene Antwort hinzu und lassen Sie nur die Fragen im Fragenbereich.
Ihre Gleichung P = v 2 / R gilt für den Spannungsabfall in der Übertragungsleitung, NICHT für die Spannung, mit der die Leistung übertragen wird. Je geringer der Stromfluss in der Übertragungsleitung ist, desto geringer ist der Spannungsabfall. Machen Sie sich BITTE auch Notizen von diesen Antworten, da das wiederholte Stellen derselben Frage unnötig Bandbreite und Computerspeicherplatz beansprucht.

Antworten (2)

Sie haben damit begonnen:

P l = ICH 2 R

P l = ICH v

Das ist richtig, aber die v hier ist nicht die Netzspannung, sondern der Spannungsabfall über dem betrachteten Widerstand. Eine Erhöhung der Netzspannung erhöht den Spannungsabfall nicht.

Ihr Diagramm mit einem einzelnen Widerstand und einem Kraftwerk impliziert, dass der Strom in der Leitung von diesem Widerstand und der Leitungsspannung abhängt. In Wirklichkeit tut es das nicht. Der Widerstand ist nur ein (normalerweise kleiner) Teil der Schaltung.

seufz , ich lasse das obige stehen, aber ich hatte deine Frage falsch gelesen. Ich dachte, das Diagramm sei zu stark vereinfacht, aber das ist eigentlich die Situation, nach der Sie gefragt haben.

Da es nur eine Verlustquelle gibt (den Widerstand), ist der Leistungsverlust gleich der erzeugten Leistung. P l = P G . Das können Sie jetzt nicht behaupten P G ist eine Konstante, der Widerstand ist eine Konstante und die Spannung ist variabel.

Das ist großartig, da eine Verringerung des Stroms eine Erhöhung der Spannung bedeutet.

Es reicht für konstante Leistung. Aber Sie möchten stattdessen einen konstanten Widerstand haben. Sie können nicht beide haben, während Sie die Spannung variieren.

"seufz" Haha danke, dass du es für mich aufgeschrieben hast. Ok, im Grunde können Sie nicht sowohl die erzeugte Leistung als auch den Widerstand konstant halten, während Sie die Spannung variieren, also bricht mein gesamtes Szenario zusammen. Bedeutet das im wirklichen Leben, dass der Widerstand auch eine Variable ist und dass sie ihn abhängig von der erzeugten Leistung ändern? Also kann ich eines Tages nicht einfach einen Teil der Übertragungsleitungen herausnehmen und erwarten, dass es funktioniert?
Es ist anders herum. Ihre Verwendung von elektrischen Geräten verändert den Widerstand. Die Stromerzeugung ändert sich als Reaktion darauf, um die Spannung konstant zu halten.
Okay, warte, das ändert meine Sicht auf die Welt. Ich dachte, Stromgeneratoren in ihrer einfachsten Form wären wie "Ok, ich werde 10 Kohlen pro Minute verbrennen, um etwas Dampf zu erzeugen, um einige Generatoren anzutreiben, um eine bestimmte Ausgangsleistung zu erzielen?" Wie kann die Stromerzeugung dynamisch an Ihre Nutzung elektrischer Geräte angepasst werden?
Den Bedienern ist eine gewisse Spannungsabweichung gestattet, sodass bei kleinen Laständerungen nichts passiert. Aber wenn es eine ausreichende Nachfrageänderung gibt, müssen Kraftwerke online oder offline gebracht werden, um die Spezifikationen zu halten.
Das Erhöhen der Leitungsspannung erhöht nicht den Spannungsabfall . Tatsächlich verringert das Erhöhen der Versorgungsspannung den Spannungsabfall in der Übertragungsleitung, weil es den Strom verringert. Der Spannungsabfall und der Strom sind nach dem Ohmschen Gesetz umgekehrt proportional zueinander.

Hochspannung, weil:

Die Spannung, die ein Kraftwerk ausstrahlt, wird von Kabeln (Verlust) und einer Maschine (gewünscht) verbraucht. Je weniger Spannung die Drähte verbrauchen, desto geringer ist der Verlust.

Um die Verluste zu minimieren, müssen Sie den Spannungsanteil der Leitungen minimieren.

Die von den Drähten verbrauchte Spannung ist v = R ICH ( R ist der Leitungswiderstand). Wie Sie sehen können, je niedriger der Strom ( ICH ), desto niedriger wird die von den Drähten verbrauchte Spannung.

Als P = v ICH Um einen niedrigen Strom zu erhalten, müssen Sie eine hohe Spannung erhalten, damit die Gesamtleistung des Systems erhalten bleibt. In dieser letzteren Gleichung ist V die vom Triebwerk getriebene Spannung.

Warum Hochspannungsleitungen?
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