מה היא מטרת שימוש במתח גבוה ותדר נמוך בחשמל

מטרת שימוש במתח גבוה וברקמה נמוכה במערכות חשמל

המטרה העיקרית של שימוש במתח גבוה וברקמה נמוכה במערכות חשמל היא לשפר את יעילות ההעברה ולפחית עלויות. הנה הסיבות הספציפיות:

1. מתח גבוה

• פחתת הזרם: בהתאם לחוק אוהם V=IR, עלייה במתח יכולה להפחית את הזרם. בתנאי העברה זהים, מתח גבוה יותר פירושו זרם נמוך יותר.

• פחתת האובדן בקו: אובדני קו הם פרופורציונליים לריבוע הזרם, כלומר Ploss=I2 R. לכן, הפחתת הזרם מפחיתה משמעותית את אובדני הקו.

• גודל מוליך קטן יותר: עם הפחתת הזרם ניתן להשתמש במוליכים קטנים יותר, מה שמאפשר חיסכון בחומרים ועלויות.

• הגדלת מרחק ההעברה: מתח גבוה תומך בהעברה למרחקים ארוכים יותר כי אובדני קו וירידה במתח מופחתים.

2. רקמה נמוכה

• פחתת אובדי סיבובים: רקמה נמוכה מפחיתה אובדי סיבובים. אובדי סיבובים הם פרופורציונליים לריבוע הרקמה, כלומר Peddy∝f2 . לכן, רקמה נמוכה עוזרת לפחת את אובדי הסיבובים בטרנספורמרים ומוטורים.

• פחתת אובדי היסטרסיס: רקמה נמוכה גם מפחיתה אובדי היסטרסיס, שהם פרופורציונליים לרקמה.

• שיפור יציבות המערכת: רקמה נמוכה עוזרת לשפר את יציבות מערכות החשמל, במיוחד בהעברה למרחקים ארוכים ובמערכות בעלות קיבולת גבוהה.

האם רמות שונות של מתח ורקמה משנות את מהירות החשמל?

מהירות ההעברה של חשמל במוליכים נקבעת על ידי התכונות הפיזיות של המוליך, ולא ישירות על ידי המתח או הרקמה. ספציפית:

• מהירות ההעברה של חשמל: חשמל מתעבדר במוליכים במהירות קרובה למהירות האור, בערך 299,792 ק"מ לשניה. המהירות הזו היא בדרך כלל כ-60% עד 70% מהמהירות של האור במדיה.

• השפעת המתח והרקמה: המתח והרקמה אינם משפיעים ישירות על מהירות ההעברה של החשמל. הם משפיעים בעיקר על גודל הזרם, אובדני קו, גודל הציוד ויעילות.

סיכום

• מתח גבוה: מפחית זרם, מפחית אובדני קו, מפחית את גודל המוליך, מגדיל מרחק העברה.

• רקמה נמוכה: מפחית אובדי סיבובים, מפחית אובדי היסטרסיס, משפר יציבות מערכת.

• מהירות ההעברה של חשמל: אינה מושפעת ישירות ממתח ורקמה; נקבעת בעיקר על ידי התכונות הפיזיות של המוליך.

באמצעות שימוש במתח גבוה וברקמה נמוכה, מערכות חשמל יכולות להעביר אנרגיה חשמלית בצורה יעילה וכלכלית יותר, תוך הפחתת אובדנים ושיפור יציבות המערכת.