קטגוריות: מאמרים מוצגים » עובדות מעניינות
מספר צפיות: 81420
הערות לכתבה: 14
מדוע בחר בתקן התדרים של 50 הרץ בתעשיית הכוח החשמלי
מדוע עד היום בענף האנרגיה להעברת חשמל והפצתו בכל מקום, נבחרו תדרים של 50 ו 60 הרץ ונשארו מקובלים? האם אי פעם חשבת על זה? אבל זה לא מקרי בכלל.
במדינות אירופה ובמדינות חבר העמים אומץ התקן 220-240 וולט של 50 הרץ, במדינות צפון אמריקה ובארה"ב - 110-120 וולט של 60 הרץ, ובברזיל 120, 127 ו 220 וולט של 60 הרץ. אגב, ישירות בארצות הברית בשקע לפעמים זה יכול להתברר, למשל, 57 או 54 הרץ. מאיפה המספרים האלה מגיעים?
בואו נפנה לסיפור כדי להבין נושא זה. במחצית השנייה של המאה ה -19 חקרו מדענים ממדינות רבות בעולם חשמל באופן פעיל וחיפשו יישומים מעשיים לכך. תומאס אדיסון המציא את הנורה הראשונה שלו ובכך הציג תאורה חשמלית. תחנות הכוח הראשונות של DC הוקמו. התחלת החשמל בארצות הברית.
המנורות הראשונות היו קשתות, הן זוהרו עם פריקה חשמלית שנשרפה באוויר הפתוח, והציתו בין שתי אלקטרודות פחמן. הנסיינים של אותה תקופה גילו במהרה כי בקצב של 45 וולט הקשת הפכה יציבה יותר, אולם, לצורך הצתה בטוחה, נקשר נטל התנגדות בסדרה עם המנורה, עליה נפלו כ -20 וולט במהלך פעולת המנורה.
אז במשך זמן רב הוחל מתח קבוע של 65 וולט. ואז הוא הוגדל ל 110 וולט, כך שניתן לחבר שתי נורות קשת לרשת בו זמנית.
אדיסון היה תומך קנאי במערכות DC, וגנרטורים של DC של אדיסון עבדו בתחילה ככה, וסיפקו 110 וולט DC לרשתות צרכניות.
אבל טכנולוגיית ה- DC של אדיסון הייתה מאוד, יקרה מאוד, חסרת רווחיות מבחינה כלכלית: היה צורך להניח הרבה חוטים עבים, וההעברה מתחנת הכוח לצרכן לא עברה את המרחק של כמה מאות מטרים, מכיוון שהפסדי ההעברה היו אדירים.
מאוחר יותר הוצגה מערכת DC עם שלושה חוטים 220 וולט DC (שני קווים מקבילים של 110 וולט כל אחד), אך המצב ביחס ליעילותה של הולכה כזו לא השתפר משמעותית.
בהמשך ניקולה טסלה הוא פיתח אלטרנטורים חדשניים לחלוטין משלו, והציג מערכת חסכונית להעברת חשמל במתח גבוה של כמה אלפי וולט, וניתן היה להעביר חשמל אלפי מטרים, הפסדי ההעברה פחתו בעשרות פעמים. הזרם הישיר של אדיסון לא יכול היה לעמוד בתחרות עם הזרם המתחלף של טסלה.
רובוטריקים על ברזל הורידו את המתח הגבוה ל 127 וולט בכל אחד משלושת השלבים, וסיפקו אותו לצרכן בצורה של זרם חילופי. במהלך הפעלת אלטרנטורים, מונעים על ידי קיטור או מים נופלים, הרוטורים שלהם הסתובבו בתדר של 3000 סל"ד ואפילו יותר.
זה איפשר למנורות לא להבהב, מנועים אסינכרוניים לפעול כרגיל, לעמוד בפני מהירות מדורגת, ושנאים להמרת חשמל, להגדיל ולהוריד מתח.
בינתיים, בברית המועצות מתח הרשתות עד שנות ה 60 נשאר ברמה של 127 וולט, אז עם צמיחת יכולות הייצור הוא הועלה ל 220 וולט שאנחנו מכירים כעת.
דוליבו-דוברובולסקי, כמו טסלה, שחקר את האפשרויות של זרם חילופין, הציע להשתמש בזרם סינוסואלי להעברת כוח חשמלי, והציע להגדיר את התדר בטווח 30-40 הרץ. מאוחר יותר הם התכנסו על 50 הרץ בברית המועצות ועל 60 הרץ בארצות הברית. תדרים אלה היו אופטימליים עבור ציוד AC, שעבד במפעלים רבים.
תדר הסיבוב של אלטרנטור דו קוטבי הוא 3000 או מקסימום של 3600 סיבובים לדקה, ומעניק בדיוק את התדרים של 50 ו 60 הרץ במהלך הדור. להפעלה רגילה של האלטרנטור, התדר צריך להיות לפחות 50-60 הרץ. רובוטריקים תעשייתיים ממירים בקלות זרם חילופין בתדר נתון.
כיום, באופן עקרוני, ניתן להגדיל את תדירות העברת החשמל לקילוהרץ רבים, וכך לחסוך בחומרים של מוליכים בקווי העברת כוח, אולם התשתית נותרה מותאמת במיוחד לתדר הנוכחי של 50 הרץ, היא תוכננה כך בתחילה ברחבי העולם, גנרטורים בתחנות כוח גרעיניות מסתובבים עם אותו דבר במהירות של 3000 סל"ד, הם עדיין בעלי אותו זוג מוטות. לפיכך, שינוי ייצור מערכות ההולכה, ההולכה וההפצה הוא עניין של העתיד הרחוק. לכן 220 וולט של 50 הרץ נותרו הסטנדרטים שלנו עד כה.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: