Mfano wa Ferranti katika Mstari wa Kutuma: Ni nini?

Ni ni Nini Ferranti Effect?

Ferranti effect ni uundaji unaelezea ongezeko la umeme kwenye mwisho wa kupokea katika mstari mrefu wa kutumia umeme kulingana na umeme kwenye mwisho wa kutuma. Uundaji wa Ferranti unakuwa zaidi wakati ongezeko la tunda ni chache sana au hakuna tunda limelimilike (yaani, circuit fulani). Ferranti effect inaweza kuonyeshwa kama sababu, au kama asilimia ya ongezeko.

Kwa mtazamo wa kawaida tunajua, kwamba kwa majukumu yote ya umeme current inaenda kutoka eneo la potential zaidi hadi eneo la potential chache, ili kukabiliana na electrical potential difference iliyopo katika majukumu. Kwa maoni yote ya kawaida, umeme wa mwisho wa kutuma ni zaidi kuliko umeme wa mwisho wa kupokea kwa sababu ya hasara ya mstari, hivyo current inaenda kutoka chanzo au mwisho wa kutuma hadi tunda.

Lakini Sir S.Z. Ferranti, mwaka wa 1890, alitaja fikira nzuri kuhusu mstari mrefu wa kutumia umeme au mstari wa umbali mrefu ukisema kwamba wakati wa upatikanaji wa tunda chache au wakati wa kutumia mstari bila tunda, umeme wa mwisho wa kupokea mara nyingi huanza kuongezeka zaidi ya umeme wa mwisho wa kutuma, hii inaleta uundaji unaojulikana kama Ferranti effect in a power system.

Ferranti Effect in Transmission Line

Mstari mrefu wa kutumia umeme unaweza kuwa na capacitance na inductance vya kiwango kikubwa vilivyokolekwa kwa urefu mzima wa mstari. Ferranti Effect hutokea wakati current inayotumika na capacitance ya mstari inaingia zaidi kuliko current inayohusiana na tunda kwenye mwisho wa kupokea (wakati wa upatikanaji wa tunda chache au wakati wa kutumia mstari bila tunda).

Current hii ya capacitor inaleta tofauti ya umeme kwenye inductor wa mstari wa kutumia umeme ambayo inaonekana moja kwa moja na umeme wa mwisho wa kutuma. Tofauti hii ya umeme inaongezeka kwa kudumu kama tunapopanda kwenye mwisho wa tunda na mara nyingi umeme wa mwisho wa kupokea huongezeka zaidi ya umeme uliyotumika kuleta uundaji unaojulikana kama Ferranti effect in power system. Tunaelezea hii kwa kutumia diagramu ya phasor chini.

Hivyo capacitance na inductance za mstari wa kutumia umeme wanaweza kuwa na jukumu sawa sawa kwa uundaji huu, na hivyo Ferranti effect unakuwa chache sana kwa mstari mfupi kwa sababu inductor wa mstari huo unaweza kuonekana kuwa karibu na sifuri. Kwa maoni yote kwa mstari wa 300 Km unayotumika kwa ukuta wa 50 Hz, umeme wa mwisho wa kupokea bila tunda umefundishwa kuwa 5% zaidi ya umeme wa mwisho wa kutuma.

Sasa kwa analisi ya Ferranti effect tuangalie diagramu ya phasor zilizoelezwa chini.
Hapa, Vr imechaguliwa kuwa phasor rasmi, inayoelezwa kwa OA.

Hii imeelekezwa kwa phasor OC.

Sasa kwa mstari mrefu, imewahi kutambuliwa kwamba resistance ya mstari ni chache sana kilingana na reactance. Hivyo tunaweza kusaidia urefu wa phasor Ic R = 0; tunaweza kutathmini kwamba ongezeko la umeme ni tu kwa sababu ya OA – OC = reactive drop in the line.

Sasa kama tutathmini c0 na L0 ni thamani za capacitance na inductor kwa km ya mstari wa kutumia umeme, ambapo l ni urefu wa mstari.

Kwa sababu capacitance imegawanya kwa urefu mzima wa mstari, current inayofika kwa wastani ni,

Hivyo ongezeko la umeme kwa sababu ya inductor ni,

Kutokana na equation hii ni rahisi kuelewa, kwamba ongezeko la umeme kwenye mwisho wa kupokea ni sawa sawa kwa urefu wa mstari, na hivyo kwa mstari mrefu ongezeko hili linaongezeka na urefu, na mara nyingi linaweza kuongezeka zaidi ya umeme uliyotumika, hii inaleta uundaji unaojulikana kama Ferranti effect. Ikiwa unataka kujiandaa kwa maswali yasiyozingatiya kuhusu Ferranti effect na majukumu yanayohusiana, angalia maswali yetu ya power system MCQ (Multiple Choice Questions).

Taarifa: Hakikisha unatumia vyanzo halisi, maudhui mazuri yanayostahimili kushiriki, ikiwa kuna uhusiano wa haki zingatia uwasiliana ili kufuta.