System zasilania energii elektrycznej

Energia elektryczna wytwarzana jest z paliw kopalnych, takich jak węgiel, ropa, gaz bądź uran lub poprzez konwersję energii słońca, wiatru albo wody. Elektryczność z kolei bardzo łatwo zamienić na inne formy energii, jak ciepło czy światło. Zapotrzebowanie na energię elektryczną zmienia się. Na wykresie obok pokazano dobowe zmiany konsumpcji energii elektrycznej w całej Anglii i Walii w typowe zimowe i letnie dni oraz w ciągu najchłodniejszego (11 grudnia) oraz najcieplejszego (28 lipca) dnia w roku.

Prąd przesyłany z pierwszych elektrowni w końcu XIX wieku mógł być stały lub zmienny, o różnych parametrach. Szybko stwierdzono, że należy znormalizować przesyłanie energii. Po standaryzacji parametrów produkowanej energii przyszedł czas na toby można było tworzyć szeroką sieć przesyłową, której zadaniem było dostarczenie energii z elektrowni do najdalszych zakątków kraju. Taka krajowa sieć energetyczna czyni cały system zasilania odporniejszym na awarie. Jeżeli na przykład uszkodzeniu ulegnie jeden z generatorów, to można bez problemu czerpać energię z innej elektrowni. Jeżeli wzrasta zapotrzebowanie na energię elektryczną, to możliwe jest też przyłączenie do sieci większej liczby generatorów normalnie pracujących na biegu jałowym.

Standardy jakości

Dziś energię elektryczną produkuje się i przesyła pod postacią prądu przemiennego, gdyż w tym wypadku można łatwo zmieniać napięcie w różnych częściach sieci przesyłowej oraz w zasilanych urządzeniach. Służą do tego transformatory urządzenia proste, niezawodne i efektywne.

W najprostszej swej formie transformator składa się z dwóch oddzielnych, elektrycznie izolowanych od siebie cewek, nawiniętych na ten sam metalowy rdzeń. Gdy do jednego z uzwojeń, zwanego uzwojeniem pierwotnym, przykładamy zmienne napięcie, to w obrębie rdzenia generowane jest zmienne pole magnetyczne. Ono z kolei indukuje zmienne pole elektryczne powstające w drugim z uzwojeń, zwanym wtórnym. Wartość tego napięcia zależy od napięcia w uzwojeniu pierwotnym oraz od stosunku liczby zwojów w obu uzwojeniach.

Transformatory obniżające napięcie

Urządzenia takie służą do tego. by w domach instalacja elektryczna działała pod stosunkowo niewielkimi napięciami, gdyż wtedy jest bezpieczniejsza w użytkowaniu. W Europie standardowy napięcie w instalacji domowej wynosi 220 V. W niektórych innych krajach (np. w USA) standardowe napięcie instalacji domowej to 110 V. Podobnie istnieją różnice w częstotliwości prądu w domowych instalacjach – Europa posługuje się częstotliwością 50 Hz (herców, czyli cykli w ciągu sekundy), podczas gdy Ameryka oraz Japonia – 60 Hz. Większość domowych urządzeń elektrycznych ma wbudowane własne transformatory.

Transformatory podwyższające napięcie

Transformatory podwyższające napięcie mają więcej zwojów w uzwojeniu wtórnym niż w pierwotnym  a więc napięcie wyjściowe jest wyższe od wejściowego. Transformatory tego typu są używane przykładowo do podwyższania napięcia na wyjściu generatorów w elektrowni.

Straty energii

Kable przesyłowe wykonane są z materiału o jak najmniejszym oporze elektrycznym. Jest to istotne, gdyż strata mocy na kablu o oporze R wynosi I-R gdzie I jest natężeniem prądu.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s