A váltóárammal működő, szállító nagyfeszültségű vezetékeknél miért kicsi a szállítás közbeni veszteség? Hogy kell ezt érteni?

Úgy, hogy a nagyfeszültségre történő transzformálásnál az áramerősség ugyanekkora mértékben csökken.

Kis áramerősségnél pedig alig van hőveszteség.

Vezsteseg: Tegyuk fel, megtermelsz 5 MWh aramot, de a fogyasztok csak 4.5 MWh-nyit fizetnek ki a meroora alapjan. Tegyuk fel, hogy senki sem lop. Akkor hova lesz 0.5 MWh aram? Valaminek el kell hasznalnia.

Tremeszetesen valami el is hasznalja: mivel a vezetekeknek van ellenallasuk, ezert futoszelkent viselkednek, azaz amellett hogy elviszik az aramot a lakasokhoz, valamennyit melegszenek. Na ez a melegedes az, amit nem tudsz eladni, ez elvesz. Ez a halozati veszteseg. (Olyan, mintha a benzinszallito tartalykocsibol csopogne a benzin.)

Namost minel magasabb a feszultseg, annal kevesebb aramot vesztesz el. Azaz ha feltranszformalod a feszultseget, akkor az 5 MWh arambol amit megtermelsz 4.9 MWh-t udsz eladni, azaz 0.1 MWh a veszteseged.

De miert is van ez? Az Ohm-torveny alapjan I =U/R, azaz az atfolyo aram a feszultseg es az ellenallas hanyadosa. A vezetek ellenallasa allando, igy ha noveljuk a feszultseget, akkor lecsokken az atfolyo aram. Az elektromos munkat (azaz vezetek eseteben a veszteseget) viszontW = I^2 * R * t keplettel szamolhatjuk ki, azaz az atfolyo aram negyzetesen szerepel benne. Vagyis ha tizedere csokkentjuk az atfolyo aramot (ami tizszeres feszultsget jelent), akkor szazada lesz a munka, azaz a veszteseg.

Ezt kissé benézted, ugyanis az Ohm törvénye alapján nagyobb feszültséghez nagyobb áramerősség tartozik.

Itt egész egyszerűen a transzformátorok működési elvét kell figyelembe venni.

A szállított energia egy része felhasználódik a magasfeszültségű vezeték melegítésére (ez a veszteség) a többit meg a transzformátor alakítja át úgy, hogy a magasfeszültséget letranszformálja az otthoni hálózati feszültségre. Bizonyos feszültségesés van a magasfeszültségű vezeték esetében is az Ohm törvénynek köszönhetően (ΔU = I*R), de ez is annál kisebb, minél nagyobb feszültségen van az energia továbbítva.

Pl. legyen a feszültség a vezeték elején 120 kV. A feszültségesés a vezeték végén ΔU = 1kV (ezt az értéket most csak úgy találomra írtam a példa kedvéért), a transzformátor tekercsén így 120 – 1 = 119 kV lesz (P = U*I = 119*I)

Kisebb feszültség esetében meg kellene növeni az áramerősséget, hogy ugyanannyi energiát lehessen továbbítani, így a ΔU nagyobb lenne.

Pl. legyen a feszültség a vezeték elején most csak 60 kV, az áramerősség meg a kétszerese az előzőnek. A feszültségesés a vezeték végén ΔU = 2 kV (mert most az áramerősség 2x nagyobb lesz: ΔU = 2*I*R), a transzformátor tekercsén így 60 – 2 = 58 kV lesz (P = 58*2*I = 116*I)

119*I > 116*I

Valahogy így kell elképzelni.