Højspænding og tab

Hej

Jeg kom til at tænke på at i fysik lærte vi at man bruger højspænding fordi tabet i kablerne er mindre. Men vi lærte ikke hvorfor. Så jeg prøvede at regne lidt på det, og kom frem til at fysiklæreren havde ret (ikke overraskende)[3]. Men jeg bemærkede også en anden ting ved en mellemregning med de tal jeg havde valgt, som jeg studsede noget over...

Lad os forestille os at transformer-stationen ude ved kunden skal bruge 100 Watt. Hvor meget der er tab i transformerstationen og hvor meget der er til kunden er i og for sig ligegyldigt, den skal bare bruge 100 Watt.

Hvis vi forsyner den med 1 volt, skal den bruge 100W/1V=100 Ampere for at få 100 Watt.

Hvis den samlede modstand i kablet er 1 ohm, vil spændingsfaldet over kablet være 100A * 1Ohm = 100 Volt[1].

Kraftværket skal altså levere 101 Volt, for at vi har 1 Volt ude ved transformerstationen.

Forsyner vi i stedet transformerstationen med 100 Volt, skal den bruge 100W/100V=1A for at have de 100 Watt.

Kablet er stadig 1 ohm, så ved 1A er spændingsfaldet 1A*1 Ohm = 1V[2]. Kraftværket skal altså levere 101 Volt, for at vi har 100 Watt ude ved transformerstationen.

Her er det så jeg står af. Hvordan kan det give 101 Volt i begge tilfælde? Kablet ved da ikke om vi forsøger at levere 1V eller 100V ud til transformerstationen.

Er det mig der sidder og sover, eller mangler jeg noget grundlæggende?

Mvh Kent

[1] 100V * 100A = 10.000W bliver til varme i kablet. [2] 1V * 1A = 1W bliver til varme i kablet. [3] Og samme beregning med 10.000 V gav 0,0001W der bliver til varme.
--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis
Loading thread data ...

=E6nding

2].

Kablet ved hvor meget str=F8m der g=E5r... Regnestykket passer tilf=E6ldigvis fordi du dividerer det ene tal med 100 og ganger det andet med 100, hvorved vi er "hjemme" ved samme v=E6rdi igen. Forestiller man sig det f=F8rste eksempel hvor der tabes 100 V i kablet, vil det kun passe s=E5 l=E6nge vi bruger de 100 A. Bruger vi ingenting vil sp=E6ndingen ude ved kunden v=E6re 101V, det vil v=E6re en meget stor sp=E6nding hvis vi forventer 1 volt til forbrugerne. Gentager vi det med et kraftv=E6rk der leverer 100 V vil sp=E6ndingsvariationen fra ubelastet til nominel 100W belastning ude hos kunden v=E6re 1 V. Sp=E6ndingsvariationen set ud ehos kunden bliver i disse eksempler et udtryk for tabet i kablet.

Hilsen Kim

Reply to
Kim Christensen

Kent Friis skriver:

Ja, at spændingerne er givet på forhånd.

Prøv at regn med 1A ved 230 volt til forbrugeren og 10 kV på højspændingssiden af transformeren.

Klaus

--
  Modelbane Europas hjemmeside: http://www.modelbaneeuropa.hadsten.dk
     Min egen hjemmeside nu med nyt domæne http://www.moppe.dk
    Sælges 15" stålfælge med Michelin Alpin vinterdæk til VW Golf
Reply to
Klaus D. Mikkelsen

Den Fri, 22 Jan 2010 23:58:15 +0100 skrev Klaus D. Mikkelsen:

Ikke forstået. Spændingen fra kraftværket er givet, den er i beregningerne sat til 101 Volt. Kablerne er ligeglade med hvilken spænding de skal transportere, og i transformeren vil spændingen på sekundær-siden afhænge af spændingen på primær-siden - som kan være 1V eller 100V ved 101V. Spændingen på sekundær-siden er uinteressant for beregningen.

Mvh Kent

--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis

Kent Friis skriver:

Prøv at regn det igennem med 10kV.

Det er fordi du har brugt nogle komplet "umulige" tal at det passer.

Klaus

--
  Modelbane Europas hjemmeside: http://www.modelbaneeuropa.hadsten.dk
     Min egen hjemmeside nu med nyt domæne http://www.moppe.dk
    Sælges 15" stålfælge med Michelin Alpin vinterdæk til VW Golf
Reply to
Klaus D. Mikkelsen

Den Sat, 23 Jan 2010 00:22:43 +0100 skrev Klaus D. Mikkelsen:

Jeg er udemærket klar over at det er lige præcis de to tal der giver samme resultat (dog vil jeg mene at der tilsvarende kan findes andre par der også giver samme resultat).

Mvh Kent

--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis

Så det du siger er at hvis vi nu siger at kunden skal have 10V leveret, så skal vi med 100V bruge en transformator med 10x så mange viklinger på primærsiden, men hvis vi vender samme transformator om, vil den belaste elnettet så meget mere at spændingen falder til 1V, som den så kan transformere op til 10V? (Jeg ser lige bort fra tab i transformatoren).

Er det rigtigt forstået?

Mvh Kent

--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis

Det er ikke lige hele forklaringen. Tabet i kablerne betyder mindre når man transporterer højspænding fordi strømmen er det mindre.

Jo for det kan i forbindelse med forskel på jævn og veksel spænding.

Hvis man bruger et lidt mere jordnært regneeksempel kunne det se således ud:

Eks. 1 El værket laver 235 Volt og det sendes gemmen et kabel på 20 km og den kære forbruger skal bruge 1000 Watt. Forbrugeren kan leve med at han kun får 225 Volt når han trækker de

1000 Watt. Det giver en strøm på 1000/225 = 4,44 Ampare. Man har "råd" til at spændings tab på 20 Volt. Dvs. at modstanden i kablet må maksimalt være 20/4,44 (vi har jo 2 ledere i kablet) 4,5 ohm pr leder. det vil gi 0,225 miliohm pr meter kabel. Da kobber til ledningsbrug har en modstand pr mm2/m på 0,0175 ohm giver det et kabel på 2*77 mm2. Det bliver et meget dyrt kabel.

Eks. 2 El værket laver 10000 Volt og det sendes gemmen et kabel på 20 km og en transformator ude ved forbrugeren omsætter i forholdet 44:1, den kære forbruger skal bruge 1000 Watt. Forbrugeren kan leve med at han kun får 225 Volt når han trækker de

1000 Watt. Det giver en strøm på 1000/225 = 4,44 Ampare på lavVoltssiden og 0,1 Ampare på højspændingssiden. Man har "råd" til spændingstab på 100 Volt på højspændingssiden. Dvs. at modstanden i kablet må maksimalt være 100/0,1 eller 50 ohm pr leder. det vil gi 2,5 miliohm pr meter kabel. Da kobber til ledningsbrug har en modstand pr mm2/m på 0,0175 ohm giver det et kabel på 2*0,14 mm2. Det bliver et meget billigt kabel.

Ok der er nogle mindre regne fejl under vejs, men ideen ses vel tydeligt at fidusen er at der ved at benytte højspænding er at der derved kun kommer små strømme (ved samme effekt) og da strømmen skal transporteres over lange afstande er der et tab i kablerne som man kan minske ved at gøre kablerne tykkere (dyrere) eller sænke strømmen (benytte transformatorer og derved hæve spændingen)

Så det vi lærte i fyski var vist at vekselstrøm har den fordel at det kan transformeres op i spænding og deved ned i strøm og som følge deraf kan det transporteres over meget længere afstande end jævnspænding. (ovenstående gælder ikke ved brug af søkabler over lange afstande, men det er en anden snak)

/Hans

Reply to
Hans Kjaergaard

=E6nding

2].

jada den er s=F8d... man skal skam se lidt p=E5 den f=F8r ..

ved 1 volt.. s=E5 er din belastning 0,001 ohm.. s=E5 der l=F8ber 100A igennem modstanden p=E5 1 /100 ohm..og du f=E5r effekten 100A x 1 V=3D100 watt over belastningen.

ved den anden m=E5de har du en sp=E6nding p=E5 100 volt over belastningen.o= g det giver samme effekt ved 1 ampere.. s=E5 vi afs=E6tter samme effekt i begge tilf=E6lde. ikk men din forbrugs modstand er nu 100 / 1 =3D 100 ohm..

din 100 watt effekt skjuler umiddelbart at den modstand som effekten bliver br=E6ndt af i, varieres i eksemplerne.. og n=E5r man ser p=E5 ledningstabet ,ses at det jo netop f=F8lger forholdet mellem belastning og ledningsmodstande.. og dermed beviser fordelen ved at distribuere med h=F8j sp=E6nding . alex. alex

Reply to
Alex

Forbrugeren sidder bag en transformator, og skal have samme spænding uanset hvad el-nettet leverer. Det er bare et spørgsmål om hvor mange viklinger transformatoren skal have. Så jeg vil nærmere sige at det er transformatoren der skjuler det.

Problemet er så at hvis transformatoren skal levere fx 10V på sekundær siden, skal den så have 10x så mange viklinger på primærsiden (100V) eller 10x så mange viklinger på sekundærsiden (1V på primærsiden)? Det er måske bare fordi jeg ikke aner hvordan man beregner modstand over en transformator... Kommer modstanden i transformatoren til at passe uanset hvordan vi vender den, så spændingen på primærsiden dermed kommer til at passe? (forudsat naturligvis at vi ikke har noget tab i transformatoren).

Mvh Kent

--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis

Hvis det stadig er under foruds=E6tning af at kunden skal bruge en ydelse p=E5 100W er det korrekt. Ved 10 V kr=E6ver det 10 A at f=E5 afsat 100 W. Transformatoren agerer "gearkasse" og genererer de 10 V og 10 A ud fra 100 V, hvor der s=E5 kun skal bruge 1A (tabsfrit) Kablet har en modstand p=E5 1 ohm, det giver et sp=E6ndingsfald p=E5 1 V, og det er helt fint da kraftv=E6rket leverer 101 = V

Vender vi transformeren og det foruds=E6ttes at der p=E5 forbrugersiden stadig skal bruges 10 V og 10 A vil viklingstallet p=E5 1:10 betyde at der skal v=E6re 1 V over prim=E6ren, for at levere 100 V skal der tr=E6kke= s

100A. 100A gennem en kabelmodstand p=E5 1 ohm giver et sp=E6ndingstab p=E5 100 V, det, og prim=E6rsidens ene volt passer med at kraftv=E6rket leverer 101V.

Men i det tilf=E6de f=E5r forbrugeren en overraskelse hvis han "tr=E6kker stikket ud". For der vil transformeren teoretisk levere 10 * 101V, forudsat tabsfrit, og at den ikke g=E5r i m=E6tning.

Hilsen Kim

Reply to
Kim Christensen

det er fordi du bruger effekt som sammenligningen det ser m=E6rkelig ud.. for effekt er kvadrat p=E5 sp=E6nding gange modstand.. Der var jo ingen trafo includeret i dine regnestykker..s=E5 den kunne ikke skjule noget logisk .

hvis vi har 100 volt og skal have 10 volt ,s=E5 transformerer vi 10 gg ned ,og det g=F8res s=E5dan at prim=E6r har s=E5 og s=E5 mange vindinger, = og sekund=E6r har en tiendedel.. sp=E6ndingen pr vdg er ens, s=E5 antal vdg bestemmer hvor meget der =E6ndres i sp=E6ndingen.. og g=E5r sp=E6ndingen ned ,s=E5 stiger str=F8mmen med samme st=F8rrelse.. fordi; effekten jo skal v=E6re den samme der afs=E6ttes ,som der forbruges.. og dermed ser modstanden ogs=E5 forskellig ud.. men modstanden =E6ndres med kvadratroden af r prim / r sek.. dette m=E5 v=E6re s=E5dan da sp=E6nding str=F8m og effekt skal passe.. og nu hopper jeg af f=F8r jeg dummer mig for meget :) alex

Reply to
Alex

Jeg takker mange gange.

Mvh Kent

--
"The Brothers are History"
Reply to
Kent Friis

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.