Producător de cablu de alimentare și sârmă electrică cu 15 ani de experiență.
Ce este o linie de transmisie a energiei electrice?
De ce sunt centralele electrice atât de departe?
Producerea de electricitate este o muncă imensă! Construirea și funcționarea centralelor electrice costă mulți bani. În plus, multe centrale au nevoie de iazuri mari pentru a se răci și, să fim sinceri, majoritatea oamenilor nu își doresc o fabrică industrială gigantică chiar alături! Așadar, acestea sunt de obicei construite în zone rurale, unde terenul este mai ieftin și există mai mult spațiu.
Asta înseamnă că tone de electricitate trebuie să călătorească pe distanțe lungi de la locul unde este produsă până la locul unde o folosim. Liniile electrice sunt răspunsul evident, dar simpla amplasare a firelor nu este suficientă dacă vrem să fim eficienți.
Marea problemă: Energie risipită!
Chiar și firele bune, precum cele din cupru sau aluminiu, rezistă puțin la curgerea electricității. Puteți vedea asta acasă:
- Conectați un uscător de păr direct la o priză și funcționează excelent.
- Conectați-l la un prelungitor foarte lung și subțire și s-ar putea să nu funcționeze la fel de bine sau chiar cablul s-ar putea încălzi!
Această căldură înseamnă că energia se irosește sub formă de căldură din cauza rezistenței firului. Companiile de energie electrică sunt plătite doar pentru energia electrică care ajunge la contor, nu și pentru energia care se pierde pe parcurs. Așadar, vor cu adevărat să evite risipa!
Soluția super inteligentă: Înaltă tensiune!
Iată trucul ingenios: Cantitatea de energie pierdută sub formă de căldură depinde foarte mult de câtă electricitate circulă (pe care o numim „curent”) și de cât de mult opun firul. De fapt, dacă reduci curentul la jumătate, pierzi de patru ori mai puțină energie sub formă de căldură! Este o diferență uriașă!
Deci, cum reducem curentul, dar trimitem în continuare aceeași cantitate de putere? Creștem tensiunea ! Gândiți-vă la tensiune ca la „împingerea” sau „presiunea” electricității. Dacă aveți multă „împingere”, nu aveți nevoie de la fel de mult „flux” (curent) pentru a obține aceeași cantitate de lucru mecanic.
La centralele electrice, dispozitive speciale numite transformatoare cresc tensiunea considerabil – uneori până la sute de mii de volți! Acest lucru reduce curentul din linii, ceea ce reduce dramatic energia irosită, asigurându-ne că cât mai multă energie electrică ajunge în casele noastre.
Se poate chiar demonstra acest lucru! Dacă cineva încearcă să alimenteze un uscător de păr cu fire foarte subțiri, acestea se vor topi deoarece circulă prea mult curent, creând prea multă căldură. Dar dacă se folosește un transformator pentru a crește tensiunea înainte de firele subțiri și apoi un alt transformator pentru a o reduce după ele, uscătorul de păr funcționează perfect! Firele subțiri pot suporta puterea deoarece curentul este mult mai mic.
Siguranță: Îmblânzirea tensiunii înalte
Dar stai, există o problemă! Tensiunea înaltă este extrem de periculoasă. Înseamnă că electricitatea chiar vrea să se miște și poate chiar sări prin lucruri despre care de obicei credem că nu conduc electricitatea, cum ar fi aerul!
Inginerii trebuie să fie foarte atenți atunci când proiectează aceste linii:
- Turnuri înalte: Turnurile de transmisie sunt foarte înalte, astfel încât nimeni de la sol să nu se poată apropia accidental prea mult de fire și să provoace întreruperi de curent electric.
- Spații de aer: Majoritatea liniilor electrice de lungă distanță nu au o izolație groasă în jurul lor. În schimb, acestea folosesc aerul în sine ca izolație, pur și simplu distanțând toate firele unul de celălalt.
- Izolatoare: Conductorii sunt conectați la turnuri folosind șiruri lungi de discuri ceramice. Aceste discuri sunt ca niște bariere super-puternice care țin firele energizate departe de turnul metalic împământat. Dacă se udă, electricitatea trebuie să parcurgă o cale mult mai lungă și sinuoasă pentru a scăpa, ceea ce îngreunează procesul. (Fapt interesant: Vă puteți face o idee aproximativă despre tensiunea unei linii electrice numărând discurile ceramice de pe izolatoarele sale! Înmulțiți pur și simplu numărul de discuri cu 15. Deci, dacă vedeți 9 discuri, probabil este o linie de 138 de kilovolți!)
- Fire de ecranare: Veți vedea adesea fire mai mici care trec de-a lungul vârfului turnurilor. Acestea nu transportă curent electric; sunt acolo pentru a proteja liniile electrice principale de trăsnet!
Mai mult decât simple fire: Provocările de design
Nu este vorba doar de a aduce electricitatea acolo; este vorba de a ne asigura că liniile rămân acolo și nu cauzează probleme!
- Forță vs. Rezistență: Inginerii trebuie să aleagă materiale care sunt suficient de rezistente pentru a se întinde pe distanțe lungi, dar care conduc și foarte bine electricitatea.
- Căldură și căderi de tensiune: Când circulă multă electricitate, firele se pot încălzi foarte tare și se pot lăsa (lăsați) și mai mult. Aceasta poate fi o problemă dacă se apropie prea mult de copaci!
- Vânt: Vântul poate face ca firele să se clatine și să se miște, ceea ce le poate deteriora în timp. Este posibil să vedeți greutăți mici numite „amortizoare Stockbridge” pe linii - acestea ajută la oprirea oscilației!
- Câmpuri magnetice: Liniile de înaltă tensiune creează câmpuri magnetice invizibile care uneori pot face ca electricitatea să circule în obiecte metalice din apropiere, cum ar fi gardurile, sau chiar să afecteze dispozitivele electronice. Inginerii proiectează turnurile pentru a menține aceste câmpuri joase, acolo unde s-ar putea afla oamenii.
- Zgomot: Uneori, aceste linii pot scoate chiar și un bâzâit, așa că inginerii trebuie să ia în considerare și acest lucru!
Viitorul puterii
Modul în care obținem electricitate este în continuă schimbare. Tot mai mulți oameni își instalează panouri solare în case, producând o parte din electricitate și chiar trimițând suplimentară înapoi în rețea! Aceasta înseamnă că trebuie să circule mai puțină electricitate pe acele linii lungi de transport.
Pe de altă parte, electricitatea este cumpărată și vândută acum pe distanțe uriașe, așa că acele „superautostrăzi electrice” sunt încă extrem de importante.
Așadar, data viitoare când vedeți acele turnuri gigantice de linii electrice întinzându-se pe peisaj, amintiți-vă că nu sunt doar niște simple fire. Sunt un exemplu fascinant de inginerie inteligentă, care ne asigură că toți avem energia de care avem nevoie!
