Parę faktów o energii elektrycznej i jej przesyłanie

 

Energia elektryczna jest bardzo przydatna – chyba każdy się z tym zgodzi. Pomaga ona oświetlać i ogrzewać lokalu, zasila silniki oraz dodatkowo wszędobylskie urządzenia elektroniczne, bez których nasza cywilizacja wyglądała żeby znacznie całkiem inaczej.
W obecnych czasach w praktyce właściwie każdy posiada dostęp do sieci elektroenergetycznej. Zanim natomiast prąd trafi do odbiorcy, pokonuje on niemały dystans po liniach energetycznych, zmniejszając stopniowo spersonalizowane napięcie w stacjach transformatorowych. Dlaczego tak się dzieje?
Dlaczego nie opłaca się przesyłać prądu pod napięciem 230V wprost z elektrowni?
Odpowiedź jest prosta – z powodu strat energii. Z wzoru na moc wydzielającą się na oporniku:
P=(I^2)*R
P – moc, I – prąd, R – opór
Wynika jasno, że im większy prąd, tym większa wydzielająca się moc  – do tego w postępie kwadratowym! Rezystancja również odgrywa dużą rolę, dlatego linie energetyczne buduje się z materiałów dobrze przewodzących prąd elektryczny.
Jak zaradzić tym ogromnym stratom? Należy zmniejszyć prąd i podwyższyć napięcie. Dzięki temu starty są dużo mniejsze, a przesyłana ilość energii analogiczna.
Jakie napięcia panują w sieci energetycznej?
Napięcia są zależne od odległości danego odcinka sieci od elektrowni. Zaraz przy niej napięcie jest największe, gdy dociera do odbiorców ma kilkaset wolt.
Sieć wysokiego napięcia
Tego typu sieć służy do transportu energii na duże odległości. Napięcie panujące w niej też jest duże – zawiera się w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy woltów (kV).  Problematyczne jest izolowanie tak dużych napięć, dlatego dla bezpieczeństwa linie są umiejscowione w dużych odległościach od kuli ziemskiej , a ponadto od siebie.
Sieć średniego napięcia
Jest używana jako sieć pośrednia. Płynie nią napięcie od jednego do kilkudziesięciu kilowoltów, w Polsce w większości stosowane jest napięcie 15kV. Niektóre maszyny elektryczne, wymagające w szczególności dużych ilości energii są zasilane z sieci średniego napięcia.
Sieć niskiego napięcia
Za jej radą dostarcza się energię elektryczną do odbiorców końcowych. Jest budowana w różny sposób zależnie od miejsca – w miastach przewody prowadzone są pod ziemią, na terenach o rzadszej zabudowie po słupach.
Dlaczego w różnych krajach używa się innych norm dostarczania energii elektrycznej?
Głównie z powodów historycznych. Gdy maszyny elektryczne dopiero wchodziły do wykorzystania, istniało kilka standardów napięć i częstotliwości. Innych używało się przy oświetleniu, innych przy zasilaniu maszyn przemysłowych.
Różnice zostały wręcz na polu stylu prądu. Wynalazca żarówki i budowniczy pierwszej elektrowni – Thomas Edison, był zagorzałym zwolennikiem prądu stałego, który uważał za lepszy i bezpieczniejszy. Jego konkurenci obstawali przy prądzie zmiennym. Po jakimś czasie sytuacja się ustabilizowała i zaczęto powszechnie używać napięcia 110V, zwiększonego jakiś czas temu do 120V.
W Europie i większości pozaeuropejskich państw zwyciężyła częstotliwość 50Hz i napięcie 220V, także jakiś czas temu zwiększone do 230V.
Napięcia i częstotliwosci prądu używane na świecie
Dlaczego ptakom siedzącym na liniach energetycznych nic się nie dzieje?
Aby prąd elektryczny mógł wyrządzić żywemu organizmowi jakąkolwiek krzywdę, musi przez niego przepływać. Nieduży ptak dotykający tylko przewodu jest bezpieczny, ponieważ nie produkuje obwodu elektrycznego. W większym niebezpieczeństwie jest ptactwo o większej rozpiętości skrzydeł – dotknięcie dwóch przewodów na raz potrafi zabić. Źle może się także skończyć dotykanie jednocześnie linii i globu albo słupa – zwłaszcza gdy te są wilgotne.
Przy pracy z wysokimi napięciami (czyli również i tymi występującymi w gniazdkach), trzeba zachować priorytetową ostrożność – jeśli to możliwe, należy odłączyć zasilanie. Gumowe, izolowane rękawice i narzędzia z całą pewnością nie zaszkodzą.

Energia elektryczna jest bardzo przydatna – chyba każdy się z tym zgodzi. Pomaga ona oświetlać i ogrzewać lokalu, zasila silniki , a oprócz tego wszędobylskie urządzenia elektroniczne, bez których nasza cywilizacja wyglądała żeby znacznie zupełnie inaczej.

 

W obecnych czasach praktycznie każdy ma dostęp do sieci elektroenergetycznej. Zanim natomiast prąd trafi do odbiorcy, pokonuje on dość znaczny dystans po liniach energetycznych, zmniejszając stopniowo indywidualne napięcie w stacjach transformatorowych. Dlaczego tak się dzieje?

 

 

Dlaczego nie opłaca się przesyłać prądu pod napięciem 230V wprost z elektrowni?

Odpowiedź jest prosta – z powodu strat energii. Z wzoru na moc wydzielającą się na oporniku:

 

P=(I^2)*R

 

P – moc, I – prąd, R – opór

 

Wynika jasno, że im większy prąd, tym większa wydzielająca się moc  – do tego w postępie kwadratowym! Rezystancja również odgrywa dużą rolę, dlatego linie energetyczne buduje się z materiałów dobrze przewodzących prąd elektryczny.

 

Jak zaradzić tym ogromnym stratom? Trzeba zmniejszyć prąd i podwyższyć napięcie. Dzięki temu starty są dużo mniejsze, a przesyłana ilość energii podobna.

 

Jakie napięcia panują w sieci energetycznej?

Napięcia są zależne od odległości danego odcinka sieci od elektrowni. Od razu przy niej napięcie jest największe, gdy dociera do odbiorców posiada kilkaset wolt.

 

Sieć wysokiego napięcia

Tego typu sieć służy do transportu energii na duże odległości. Napięcie panujące w niej też jest duże – zawiera się w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy woltów (kV).  Problematyczne jest izolowanie tak dużych napięć, dlatego dla bezpieczeństwa linie są zamieszczone w dużych odległościach od globu , a ponadto od siebie.

 

Sieć średniego napięcia

Jest używana jako sieć pośrednia. Płynie nią napięcie od jednego do kilkudziesięciu kilowoltów, w Polsce w większości przypadków stosowane jest napięcie 15kV. Niektóre maszyny elektryczne, wymagające szczególnie dużych ilości energii są zasilane z sieci średniego napięcia.

 

Sieć niskiego napięcia

Za jej radą dostarcza się energię elektryczną do odbiorców końcowych. Jest budowana w różny sposób zależnie od miejsca – w miastach przewody prowadzone są pod ziemią, na terenach o rzadszej zabudowie po słupach.

 

Dlaczego w różnorakich krajach wykorzystuje się innych norm dostarczania energii elektrycznej?

Głównie z powodów historycznych. Gdy maszyny elektryczne dopiero wchodziły do zastosowania, istniało wiele norm napięć i częstotliwości. Innych używało się przy oświetleniu, innych przy zasilaniu maszyn przemysłowych.

 

Różnice były dosłownie na polu stylu prądu. Wynalazca żarówki i budowniczy pierwszej elektrowni – Thomas Edison, był zagorzałym zwolennikiem prądu stałego, który uważał za lepszy i bezpieczniejszy. Jego konkurenci obstawali przy prądzie zmiennym. Po jakimś czasie sytuacja się ustabilizowała i zaczęto powszechnie używać napięcia 110V, zwiększonego ostatnio do 120V.

 

W Europie i większości pozaeuropejskich państw zwyciężyła częstotliwość 50Hz i napięcie 220V, także jakiś czas temu zwiększone do 230V.

 

 

Napięcia i częstotliwosci prądu używane na świecie

 

Dlaczego ptakom siedzącym na liniach energetycznych nic się nie dzieje?

By prąd elektryczny mógł wyrządzić żywemu organizmowi jakąkolwiek krzywdę, musi poprzez niego przepływać. Mały ptak dotykający jedynie przewodu jest bezpieczny, ponieważ nie produkuje obwodu elektrycznego. W większym niebezpieczeństwie jest ptactwo o większej rozpiętości skrzydeł – dotknięcie dwóch przewodów na raz potrafi zabić. Źle ma możliwość się też skończyć dotykanie jednocześnie linii i kuli ziemskiej lub słupa – zwłaszcza gdy te są wilgotne.

 

Przy pracy z wysokimi napięciami (czyli także i tymi występującymi w gniazdkach), należy zachować wyjątkową ostrożność – jeśli to możliwe, należy odłączyć zasilanie. Gumowe, izolowane rękawice i narzędzia ze 100% pewnością nie zaszkodzą.

 

2 odpowiedzi do “Parę faktów o energii elektrycznej i jej przesyłanie”

  1. Pamiętam to wszystko ze szkoły, uczyłem się na elektryka Warszawa i szczerze potrafię co nie co sam zrobić czy naprawić, ale w zawodzie nie zostałem. Pociągnęło mnie co innego, jednak pogrzebać zawsze lubię.

Dodaj komentarz