Què és l'efecte Ferranti?
Què és l'efecte Ferranti?
Definició de l'efecte Ferranti
L'efecte Ferranti es defineix com el creixement de tensió al final receptor d'una línia de transmissió llarga en comparació amb el final emissor. Aquest efecte és més notable quan la càrrega és molt petita o no hi ha càrrega (circuït obert). Es pot descriure com un factor o un percentatge de creixement.
En la pràctica general, la corrent flueix des del potencial més alt al més baix per equilibrar la diferència de potencial elèctric. Normalment, la tensió al final emissor és més alta que la tensió al final receptor degut a les pèrdues de línia, i per tant la corrent flueix des del final de subministrament cap a la càrrega.
Però Sir S.Z. Ferranti, l'any 1890, va proposar una teoria sorprenent sobre les línies de transmissió mitjanes o de llarga distància, suggerint que en cas de càrrega lleugera o operació sense càrrega del sistema de transmissió, la tensió al final receptor sovint augmenta més enllà de la tensió al final emissor, donant lloc a un fenomen conegut com a efecte Ferranti en un sistema elèctric.
Efecte Ferranti en la Línia de Transmissió
Una línia de transmissió llarga té una capacitància i inductància significatives a llarg de la seva longitud. L'efecte Ferranti ocorre quan la corrent absorbida per la capacitància de la línia és major que la corrent de càrrega al final receptor, especialment durant condicions de càrrega lleugera o sense càrrega.
La corrent de càrrega del condensador provoca una caiguda de tensió a través de l'inductor de la línia, que està en fase amb la tensió al final emissor. Aquesta caiguda de tensió augmenta a llarg de la línia, fent que la tensió al final receptor sigui més alta que la tensió al final emissor. Això és conegut com a efecte Ferranti.
Així, tant la capacitància com l'inductància de la línia de transmissió són igualment responsables d'aquest fenomen, i per tant, l'efecte Ferranti és negligible en cas de línies de transmissió curtes ja que l'inductor d'aquestes línies es considera pràcticament proper a zero. En general, per a una línia de 300 km operant a una freqüència de 50 Hz, s'ha trobat que la tensió al final receptor sense càrrega és un 5% més alta que la tensió al final emissor.
Ara, per a l'anàlisi de l'efecte Ferranti, considerem els diagrames fasors mostrats a dalt.
Aquí, Vr es considera el fasor de referència, representat per OA.
Això es representa pel fasor OC.
Ara, en cas d'una "línia de transmissió llarga," s'ha observat pràcticament que la resistència elèctrica de la línia és negligiblement petita en comparació amb la reactància de la línia. Per tant, podem assumir que la longitud del fasor Ic R = 0; podem considerar que el creixement de la tensió només és degut a OA – OC = caiguda reactiva a la línia.
Si considerem c0 i L0 com els valors de capacitància i inductor per km de la línia de transmissió, on l és la longitud de la línia.
Com que, en cas d'una línia de transmissió llarga, la capacitància està distribuïda a llarg de la seva longitud, la corrent mitjana que circula és,
De l'equació anterior, és evident que el creixement de tensió al final receptor és directament proporcional al quadrat de la longitud de la línia, i per tant, en cas de línies de transmissió llarges, continua augmentant amb la longitud, i fins i tot supera la tensió aplicada al final emissor, donant lloc al fenomen conegut com a efecte Ferranti. Si vols ser interrogat sobre l'efecte Ferranti i temes relacionats amb els sistemes elèctrics, consulta les nostres preguntes de múltiple elecció (MCQ) sobre sistemes elèctrics.
És clar que el creixement de tensió al final receptor és directament proporcional al quadrat de la longitud de la línia. En línies de transmissió llarges, aquest increment pot arribar a superar la tensió al final emissor, donant lloc a l'efecte Ferranti. Si vols provar els teus coneixements, consulta les nostres preguntes de múltiple elecció (MCQ) sobre sistemes elèctrics.
