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远距离输电为什么要用交流电「远程输电公式」

时间:2023-03-20 18:45:03来源:搜狐

今天带来远距离输电为什么要用交流电「远程输电公式」,关于远距离输电为什么要用交流电「远程输电公式」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

远程输电要用高压交流电,而不是高压直流电,是因为截止当前,高压交流电要比直流电更容易制造,而且技术完善,也容易操作与实施。

为了实现远程输电,或者说使远程输电成为可能,并减少传输过程中电能的损耗,现在多选用的是高电压远距离输电系统。

下面我们结合物理知识,从减少能耗和可行性这两方面具体谈谈为什么远程输电采用高压输电的方案是最优的?

根据焦耳定律,当电流I通过电阻值为R的电阻时会产生热量,产生的热量为Q=I²Rt。由上述公式可知:电流通过导体产生的热量Q

①和电流的二次方I²成正比,

②和导体的电阻值R成正比,

③和通电的时间t成正比。

电线存在电阻,因此输电的时候就会必然发热损耗一部分能量。

根据电阻的决定式R=ρL/S(其中:L——电线的长度,S——电线的横截面积,ρ——电线的电阻率)可知电线越长,电阻越大,损耗的能量就越多。

从公式Q=I²Rt来看,降低R或者降低I都可以减小Q,那么是降低R还是I呢?具体分析如下:

1.对于降低R来说,因为输送电的导线长度L基本是无法改变的,如果依靠增加电线横截面积S来降低R却是不现实的,这不仅会花费大量的金钱,而且还需要力大无比的超人才能将又粗又重的电缆架起来。因此,想通过降低导线电阻而实现降低Q的做法是有限和不理想的,也是不可行的。

2.既然想通过降低导线电阻控制电能损失的方法行不通,那就需要另觅新法,这个新法就是想法降低线路中的电流I。而要降低电流I,就需要提高长距离送电的电压。(关于长距离送电的问题,我们无比崇拜的大发明家爱迪生曾经是费尽心力想要扼杀这个绝妙的点子,在这里我们先不说此事,将会在《特斯拉大战爱迪生》文章中在详细描述)。

这是因为发电厂发出的电功率(P)是一定的,它取决于发电机组的发电能力,根据 P=UI,若提高输电线路中的电压U,那么线路中电流I一定会减小,因此能量损耗就可以减小。

这就是通过提高输电线路中的电压实现降低输电过程中的能损的理论依据,尤其对于交流电更具有可操作性和可行性。

采用高电压传送电力,让它能用很小的电流就可以进行长距离供电,而电流比较小,也就表示可以用比较细的电线,实现了经济与实操双好的目标。

当然,要把发电厂的电长距离输送到工厂、学校和居民家等,还需要一整套设施设备来完成。


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