Потери электроэнергии — какие они бывают и в чем заключается их суть.
В чем заключается проблема потерь электрической энергии? Если мы говорим о потерях в городской сети, то в итоге нам приходится платить за электроэнергию больше, чем мы ее тратим. Если они возникают между аккумулятором, батарейками и электроустройствами, то мы теряем в продолжительности работы техники. Потери, к примеру, в автономных электрогенераторах (газовых, бензиновых, дизельных) приводят к неэкономному расходу топлива. Электрические потери также негативно влияют и на саму линию электропередач, перегружая ее, вызывая чрезмерный нагрев отдельных ее участков. В общем в этой проблеме нет ничего хорошего. Давайте в этой теме посмотрим, что собой представляют эти самые потери электроэнергии.
В первую очередь потери электрической энергии связаны с наличием сопротивления в цепях. Если вспомнить закон Ома (U=I*R), то можно увидеть, что напряжение зависит от силы тока и сопротивления. И чем больше это самое сопротивление в электрических цепях, тем меньше будет сила тока. В результате если на линии электропередач образовалось достаточно большое сопротивление, то в месте потребления может возникнуть сильное падение напряжения, что негативно влияет на работу большинства электротехники.
Если заглянуть внутрь электрических проводников, то можно увидеть причину этого самого сопротивления. Любые вещества состоят из атомов. Твердые тела имеют так называемую кристаллическую решетку. Движение электрического тока обусловлено перемещением свободных электронов внутри проводника. Эти заряды просто перескакивают с одного атома на другой (соседний). Когда подключается внешний источник питания движение электронов упорядочивается и образует однонаправленное движение. Но поскольку сами атомы имеют определенную температуру (а это внутриатомное движение самих элементарных частиц), то при движении электронов по проводнику им постоянно приходится сталкиваться с атомами (с их внутренним движением) кристаллической решетки на своем пути. И чем выше будет температура тела проводника, тем большим сопротивлением оно будет обладать. Тем сложнее будет двигаться электроном внутри проводника.
К этому еще стоит добавить, что сопротивление зависит от проводимости конкретного проводника. К примеру, если взять одинаковые куски повода из золота, меди, алюминия, то золото будет иметь наименьшее сопротивление, а алюминий наибольшее (сопротивление меди где-то между ними). Кроме этого проводимость зависит от сечения проводника. Чем тоньше будет проводник, тем большим сопротивлением он будет обладать.
Если теперь посмотреть на системы электроснабжения и электрические цепи в схемах, то многое станет понятным, касательно вопроса о потерях электроэнергии. Чем на более удаленном расстоянии находятся электростанция, подстанция от конечного потребителя, тем больше сопротивление линии передачи, тем больше потери на ней. Чем длиннее и тоньше провода, снабжающие электроэнергией конкретное электротехническое устройство, тем больше потери электроэнергии. Чем хуже контактное соединение (из-за окисления, искрового нагара), тем большим сопротивлением будет обладать это место в схеме, тем больше будет потеря электрической энергии на нем. Думаю общий смысл понятен.
Помимо этого электрическое сопротивление бывает активным и реактивным. Обычные нагреватели, лампы накаливания, электроплиты имеют активное сопротивление. Они потребляют практически всю электроэнергию (порядка 90%, их косинус фи стремится к единице). Но вот та электротехника, которая внутри себя содержит различные катушки и емкости уже обладает реактивным сопротивлением. А проблема реактивного сопротивления заключается в том, что не вся электроэнергия потребляется устройством, значительная ее часть отражается от нагрузки, не в полной мере поглощается, возвращается обратно в сеть.
При реактивной нагрузке косинус фи уже может быть равным от 0,3 до 0,8. При этом возникают дополнительные потери электроэнергии в проводах, всплески и скачки тока и напряжения, что негативно влияет на работу электротехники (особенно чувствительна к этому электроника). Реактивная нагрузка также негативно влияет и на показания электросчетчиков, они отображают неверные показания. Известно (из статистики), что по причине нескомпенсированной реактивной мощности потери электроэнергии могут достигать аж 30%, а это как бы не мало.
Ну и еще можно добавить такой факт. Если в вашем доме есть варишки электрической энергии, то за их халяву приходится расплачиваться другим добросовестным потребителям электричества. Помимо отдельных электрических счетчиков, что установлены у каждого конкретного потребителя (квартиры) имеются и общие электросчетчики. Так вот их показания вносится в учет по стоимости электроэнергии. Как бы тоже относится к теме потерь электроэнергии, хотя в силу человеческого фактора.
P.S. Большинство электрических потерь можно исключить, если правильно делать системы электроснабжения, как общего характера, так и сетей вблизи конкретных потребителей. К примеру, поставив медный провод вместо алюминиевого (подходящего сечения) на ввод вы избавитесь от лишнего сопротивления на этом участке сети. Проводя профилактику и модернизацию электропроводки у себя дома (затягивание ослабленных контактов в щитке, зачистка подгоревших контактов, использование новых, качественных устройств, замена старой алюминиевой проводки на новую, медную, установка устройств, компенсирующие реактивную мощность и т.д.) вы также можете значительно снизить затраты на электроэнергию, исключая лишние потери электрической энергии.
Источник: http://electrohobby.ru/pot_electr_sut_zmc.html
