Categories: Articles destacats » Fets interessants
Nombre de visualitzacions: 81420
Comentaris sobre l'article: 14
Per què es selecciona l'estàndard de freqüència de 50 hertz a la indústria elèctrica
Per què fins avui a la indústria energètica per a la transmissió i distribució d’electricitat a tot arreu s’han seleccionat les freqüències de 50 i 60 Hz i segueixen sent acceptades? Alguna vegada has pensat en això? Però no és gens accidental.
Als països d’Europa i la CEI, s’adopta l’estàndard de 220-240 volts de 50 hertz, als països d’Amèrica del Nord i als Estats Units - 110-120 volts de 60 Hz, i al Brasil de 120, 127 i 220 volts de 60 Hz. Per cert, directament als EUA, de vegades, diguem-ne, de vegades, poden aparèixer 57 o 54 Hz a la presa de sortida. D'on provenen aquests números?
Passem a la història per entendre aquest tema. A la segona meitat del segle XIX, científics de molts països del món van estudiar activament l'electricitat i van buscar aplicacions pràctiques. Thomas Edison va inventar la seva primera bombeta, introduint així il·luminació elèctrica. Es van construir les primeres centrals de corrent continu. L’inici de l’electrificació als EUA.
Les primeres làmpades eren d’arc, brillaven amb una descàrrega elèctrica cremant a l’aire lliure, encès entre dos elèctrodes de carboni. Els experimentadors d’aquella època van comprovar ràpidament que l’arc es va fer més estable a 45 volts, però, per l’encesa segura, es va connectar un llast resistent en sèrie amb la làmpada, sobre la qual van caure uns 20 volts durant l’operació de la làmpada.
Així doncs, durant molt de temps es va aplicar una tensió constant de 65 volts. Després es va augmentar fins a 110 volts, de manera que es podrien connectar dues làmpades d’arc simultàniament.
Edison era un fanàtic partidari dels sistemes de corrent continu, i els generadors de corrent continu d'Edison funcionaven així, subministrant 110 volts de corrent continu a les xarxes de consumidors.
Però la tecnologia de corrent continu d’Edison va ser molt, molt costosa, econòmicament poc rendible: calia posar una gran quantitat de cables gruixuts i la transmissió de la central elèctrica al consumidor no va superar una distància de diversos centenars de metres, ja que les pèrdues de transmissió van ser enormes.
Més tard, es va introduir un sistema de tres volts de corrent continu de 220 volts (dues línies paral·leles de 110 volts cadascuna), però la situació sobre l'eficiència d'una transmissió no va millorar significativament.
Més endavant Nikola Tesla Va desenvolupar alternadors completament innovadors i va introduir un sistema rendible per transmetre electricitat a altes tensions de diversos milers de volts, i es va poder transmetre electricitat a milers de metres, les pèrdues de transmissió van disminuir desenes de vegades. El corrent directe d'Edison no va poder resistir a la competència amb el corrent altern de Tesla.
Els transformadors de ferro van baixar l’alta tensió fins a 127 volts en cadascuna de les tres fases, subministrant-la al consumidor en forma de corrent altern. Durant el funcionament dels alternadors, impulsats per vapor o aigua que cau, els seus rotors van girar amb una freqüència de 3000 rpm i encara més.
Això va permetre que les làmpades no parpellegen, els motors asíncrons funcionaven normalment, resistint les velocitats nominals i els transformadors per convertir electricitat, augmentar i disminuir la tensió.
Mentrestant, a l’URSS, la tensió de les xarxes fins als anys 60 es va mantenir al nivell de 127 volts, després amb el creixement de les capacitats de producció es va elevar a 220 volts, que ara ens són familiars.
Dolivo-Dobrovolsky, com Tesla, que va estudiar les possibilitats de corrent altern, va suggerir l’ús d’un corrent sinusoïdal per a la transmissió d’energia elèctrica i va suggerir establir la freqüència entre 30 i 40 hertz. Posteriorment van convergir a 50 hertzs a l’URSS i a 60 hertz als EUA. Aquestes freqüències eren òptimes per als equips de corrent alterna, que funcionaven a moltes fàbriques.
La freqüència de rotació d’un alternador bipolar és de 3000 o un màxim de 3600 revolucions per minut, i dóna només les freqüències de 50 i 60 Hz durant la generació. Per al funcionament normal de l’alternador, la freqüència ha de ser com a mínim de 50-60 Hz. Els transformadors industrials converteixen fàcilment el corrent altern d’una freqüència determinada.
Avui en dia, en principi, és possible augmentar la freqüència de transmissió d’energia elèctrica a molts quilohertz, i així estalviar en materials de conductors en línies de transmissió d’energia, no obstant això, la infraestructura roman adaptada específicament per a una freqüència actual de 50 Hz, que va ser dissenyada inicialment arreu del món, els generadors en centrals nuclears giren amb el mateix. a una velocitat de 3000 rpm, encara tenen el mateix parell de pals. Per tant, la modificació dels sistemes de generació, transmissió i distribució d'energia és una qüestió de futur llunyà. És per això que fins ara 220 volts de 50 hertz segueixen sent el nostre estàndard.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: