Транспортирование электричества и трансформаторы

Трансформаторы повышают напряжение, одновременно понижая силу тока в такое же число раз. Поэтому, прежде чем ток от генератора попадает в линию электропередачи, он трансформируется (преобразовывается) в ток высокого напряжения. Повысив напряжение с 10 кВ до 1000 кВ, то есть в 100 раз, мы в такое же число раз понизим силу тока. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, бесполезно выделяющейся в проводах, уменьшится в 100·100 раз, то есть сразу в 10 000 раз. Мощность же тока остается всегда неизменной.

На рисунке показано, что электроэнергия, выработанная генератором 1, по толстым проводам 2 поступает на трансформатор 3. После повышения напряжения ток передаётся потребителям по сравнительно тонким проводам 4. Для этого используют специальные прочные опоры 5 с гирляндами изоляторов 6.

Когда электроэнергия доходит по проводам 4 до главной подстанции, где в понижающем трансформаторе 7 ток понижается обычно до 35кВ. Под таким напряжением ток попадает в провода районной распределительной сети 8, соединяющей главную понижающую подстанцию со сравнительно близко расположенными местами потребления 9. В каждом таком месте устанавливаются вторичные понижающие подстанции, т. е. трансформаторы, снижающие напряжение до 3, 6 или 10 кВ. Отсюда по проводам местной распределительной сети ток попадает в многочисленные трансформаторные пункты, находящиеся на отдельных заводах или обслуживающие небольшую группу домов, а иногда и один большой дом. Тут напряжение снижается до 127, 220 или 380В и под этим низким напряжением энергия подводится в отдельные квартиры, к станкам и т. п. по так называемой внутренней сети. То есть, энергия, подающаяся в город по высоковольтной линии, проходит через три-четыре понижающих трансформатора. Они понижают напряжение каскадно, чтобы получались различные напряжения, необходимые как промышленным, так и бытовым потребителям. Это условно показано на схеме.

Однако существует такие потребители (например, трамваи и троллейбусы), для которых необходим постоянный ток. В таких случаях переменный ток "выпрямляют" посредством полупроводниковых диодных "мостов", которые можно сравнить с защёлкой дверного замка - в одну сторону пропускают, в другую - запираются. Но такой ток получается не ровным, а пульсирующим, как пулемётная очередь или отбойный молоток. Для сглаживания импульсов ставятся конденсаторы (ёмкость). Их принцип можно сравнить с большой полной бочкой, в которую льётся "рваная" и прерывистая струя, а из её крана снизу вода вытекает стабильно и ровно, и чем больше объём бочки - тем качественнее струя. Ёмкость конденсаторов измеряется в ФАРАДах.

Дата добавления: 2015-06-04