2-21. ПОТЕРЯ МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО. ДЕЙСТВИЯ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Вместе с потерей напряжения в проводах и внутри гене­ратора происходит и потеря мощности.

Из выражения для мощности легко определить, что

Потеря мощности=току<,потеря напряжения^.

(«теряемая»)Потеря мощности может быть вычислена также по закону Пенца—Джоуля, так как эта бесполезно затрачиваемая

Мощность идет на нагревание проводов.

‘ При переменном токе этим выражением не всегда можно пользо — 83

полезная мощность

к. п. д.=Зная потерю мощности и мощность, полезно передан, ную, нетрудно вычислить коэффициент полезного действия (к. п. д.);

Полезная мощность + потерянная

Чтобы выразить к. п. д. в процентах, полученный ре­зультат нужно еще умножить на 100.

Пример 1. Вычислить к. п. д. генератора в примере 1 предыду. щего параграфа.

Решение. Напряжение на зажимах генератора £7 = 105 в, потеря напряжения 15 в, ток I= 150 А.

Следовательно,

Отдаваемая мощность = 105 β∙150 А = 15 750 βm;
Теряемая мощность =15 β∙150 а = 2 250 вот;

= 0,875к. п. д. =

15 750+ 2 250

15 750

Или, умножая на 100, К. п. д. = 87,5Y<,.

Пример 2. Вычислить к. п. д. линии передачи, рассмотренной

В примере 2 предыдущего параграфа.

Решение.

6 000к. п. д. =!Потребляемая мощность = 120 β∙50 α = 6 000 βt∏∙,
теряемая мощность
= 8 β∙50 а = 400 Вт,

6 000+ 400 — 0,938, или QS. S’/o.

Пример 3. Вычислим к. п. д. линии, по которой энергия пере­дается при высоком напряжении.

Длина линии Z=100κ∕(; провода линии — медные сечением S= 150 Мм\ напряжение у потребителя £7 = 200 000 в или 200 Кв (киловольт, т. е. тысяч вольт} передаваемая мощность P = = 80 000 Кет.

Решение. Прежде всего вычисляем сопротивление линии

21 200 000 M

Г=, p-^=0.0178-y5θ-^ = 23,8 Ом.

Заметим, что оно очень велико — ведь линия очень длинна®

Затем вычисляем ток

80 000 000 вт,200 000 в
: 400 а.

Потерю мощности в проводах можно вычислить по закон; Ленца — Джоуля.

P Р-г = 400 α∙400 α∙23,8 Ом = 3800 Кет.

Как видно из приведенного расчета, потеря мощности очень велика, этой мощности хватило бм для питания 50 000 лампочек мощностью примерно по 75 Вт каждая.

Однако по сравнению с огромной передаваемой мощностью /go ООО кет) потеря мощности не так велика.

‘ В самом деле. к. п. д. линии передачи:

P 80 000 Кет

p + p 80 000 кет + 3 800 кет= 0,955,

к. п. д. или 95,5’/о.Линия передачи электроэнергии. В Дореволюционной России была лишь одна линия длиной до 100 Км. Электри­ческая энергия передавалась по ней при напряжении 60 Кв.

В настоящее время Москва получает энергию, выраба­тываемую Волжской гидроэлектростанцией имени В. И. Ле­нина. Эта энергия передается при напряжении 400 Кв и про­ходит путь около 1 000 Км.

Первая линия электрической передачи энергии была осуществлена в России инж. Ф. А. Пироцким в 1875 г. Ее длина была всего лишь 1 Км, а передававшаяся мощность была около 5 Кет- Но это была первая в мире линия элек­трической передачи энергии.

За границей первая линия передачи (Германия) появи­лась только через 7 лет. Она была построена французским инженером Депре.

2-22. цепь c двумя генераторами
до сих пор во всех рассмотренных примерах мы имели дело c цепью, внутри которой включен только один гене

ратор. Рассмотрим теперь пример включено два генератора.

Два генератора включены так, как показано на рис. 2-37. Электро­движущая сила первого генератора 120 В, э. д. с. второго Эг = = 115 В.

Сопротивления, обозначенные на рисунке буквами Γι и Гг, представ­ляют собой внутренние сопротивле­ния первого и второго генераторов. Пусть эти сопротивления равны каждое 1 Ом.

Кроме того, между зажимами ‘’Операторов включено сопротивле-

цепи, в которой сразурис. 2-37. цепь из двух генераторов и сопротив- ления г. электродвижущие силы генераторов направлены навстречу. через г, и обозначены внут* ренине сопротивления генераторов.Равное 3 Ом.

Спрашивается: 1) чему равен ток в расматриваемой цепи; 2) чему равны напряжения на зажимах первого и второго генераторов?

Прежде всего необходимо обратить внимание на то, в какой последовательности соединены генераторы. Иначе говоря, в каком направлении стремится посылать ток пер­вый генератор и в каком направлении стремится посылать ток второй генератор.

Встречное включение. Знаки + и —, поставленные око­ло генераторов, показывают нам, что первый генератор стремится посылать ток так, чтобы он протекал по ходу часовой стрелки. Напротив, второй генератор стремится досылать ток в направлении, прямо противоположном.

, Электродвижущие силы генераторов (рис. 2-31} направлены навстречу друг другу.

Если бы э. д. с. генераторов при их встречном включе­нии были одинаковы, ток в цепи вовсе бы не мог протекать. Но в нашем примере э. д. с. первого генератора больше, и в цепи ток идет в том направлении, в каком его посылает первый генератор. Чему же равен этот ток?

Электродвижущая сила первого генератора должна теперь расходоваться не только на преодоление сопротив­ления проводов, но и на уравновешивание встречной э. д. с., развиваемой вторым генератором. В итоге в цепи будет протекать ток, равный по величине току, который мог бы создаваться э. д. с., равной разности э. Д. С. первого И Вто­рого генераторов.

Эта разность равна:

—^2=120 В — 115 β==5 В.

Общее сопротивление всех последовательно включен­ных участков цепи равно:

Ti4-Г-j-= 1 oπz-j-3 OM-j-1 OM-S Ом.

Следовательно, ток равен:

— 1 а.

5 om

Г 5 в

Теперь ответим на второй вопрос: чему равно напряже­ние на зажимах первого генератора?

Очевидно, оно равно э. д. с.’этого генератора (5ι = = 120 в) за вычетом того напряжения, которое теряется в сопротивлении этого генератора, т. е. за вычетом 1 В (τoι< 86 равен 1 А и сопротивление Γι = l Ом). Иначе говоря, напря­жение на зажимах первого генератора равно 119 В.

Напряжение на зажимах второго генератора будет меньше еще на величину напряжения, приходящегося на сопротивление, включенное между генераторами.

Это напряжение равно 3 В (ток I=X а, сопротивление R = 3 ом). Следовательно, напряжение на зажимах второго генератора равно:

119 в —3 β= 116 в.

Это напряжение оказывается больше э. д. с. второго генератора. Правильно ли мы выполнили решение?

Да, правильно: ведь источником энергии является толь­ко первый генератор, ток во втором генераторе течет в на­правлении, противоположном тому

рис. 2-38. цепь из двух генераторов и сопротив-ления г.
через Γι и обозначены
внутренние сопротивления ге-нераторов электродвижущие силы генераторов направлены согласно (в одну сторону)
Току, который посылал бы этот вто­рой генератор, если бы он работал отдельно от первого.

Второй генератор является те­перь потребителем (а не произво­дителем) электрической энергии, но таким потребителем, который обладает э. д. с. Из 116 В, подве­денных к зажимам второго генера­тора, 115 S расходуется на преодо­ление его э д. с. и 1 8 — на потерю напряжения в его обмотке.

Согласное включение. Рассмот­рим другой случай: два генератора включены согласно, т. е. так, что они оба стремятся посылать ток в одном направлении (рис. 2-38). Теперь картина получается иной: оба генера­тора стремятся посылать ток в одном и том же направле­нии (по часовой стрелке), и действие их э. д. с. склады­вается. В итоге в цепи должен протекать ток, равный сум­ме э. д. с. двух генераторов, деленной на общее сопротив­ление цепи.

Пусть э. д. с. генераторов и сопротивления цепи имеют прежние значения:

Э,= 120 В, Э,= 115 в;
г, Д — г Γj = 1 0MJ~3 OM-)- 1 OM = S ом.

235 в

=47 а.
г,+ г-p г,

В таком случае ток

S7

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *