Kraftlinje: hvorfor ledningene har høy spenning

Et pedagogisk simuleringsspill. Et kraftverk sender effekten P langs en linje ved spenningen V, så linjen fører I = P ÷ V og taper P_loss = I²·R som varme. Forutsi tapet ved 1000 V og ved 10 kV, spenningen som bare taper 1 %, oppvarmingen av en linje og resistansen i en varmeovn.

Elektrisk effektKraftlinjer

KRAFTLINJE

Ved 1000 V

Klar
Slå på JavaScript for å sende effekten. Instruksjonene og det løste eksempelet kan fortsatt leses.
Strøm IElektroner (−), motsatt veiOppvarming av linjen, sterkere med større tapForutsigelsen din
LinjetapP_loss = I²·R, I = P ÷ V

Tid

0.00 s

t

Sendt effekt

— W

P = V·I

Linjestrøm

— A

I = P ÷ V

Tapt i linjen

— W

P_loss = I²·R

Forutsi før du starter

Skriv inn spådommen din for å gjøre forsøket klart. Start er av til det finnes et svar.

Forutsi linjetap og lag en linje.

Oppdragspoeng—

Hvert svar må være innenfor 2 %: hvert gir 100 poeng. Riktig på første forsøk gir 50 ekstra. Et forsøk teller så snart det starter.

✓ Riktig svar① På første forsøk

Slik spiller du Kraftlinje

  1. Velg en test og les effekten, spenningen og linjen på kortet.
  2. Finn linjestrømmen med I = P ÷ V, så tapet med P_loss = I²·R; i huset bruker du P = V² ÷ R.
  3. Skriv inn spådommen din og trykk på Start. Effekten fra kraftverket stiger, og linjen blir varm av tapet.
  4. Sammenlign målerne og søylene med den oransje spådommen din.

Å sende strøm over lange avstander

Et kraftverk må sende energi gjennom mange kilometer ledning, og hver ledning har resistans. Effekten som sendes, er P = V·I, så den samme effekten kan reise som en stor strøm ved lav spenning eller en liten strøm ved høy spenning. Linjen varmes opp med P_loss = I²·R, som avhenger av kvadratet av strømmen: ti ganger spenningen betyr en tiendedel av strømmen og en hundredel av tapet. Derfor transformerer man spenningen opp til titalls eller hundretalls kilovolt for reisen og ned til 230 V i byen, der apparatene følger P = V² ÷ R. Legg merke til at linjetapet bruker strømmen gjennom linjen, ikke linjespenningen: nesten hele den spenningen ligger over lasten i byen, ikke langs ledningen.

En avgrenset læringsmodell

Transformatorene er ideelle, linjens resistans gjelder hele veien fram og tilbake, og huset får 230 V gjennom nedtransformatoren. Effekten fra kraftverket stiger jevnt i 2 s og holder i 1 s. Linjen gløder varmere jo større del den taper, helt oransje ved 5 %. Dette er læringsverdier, ikke virkelige nettall. Elektronprikkene beveger seg med en fart som følger strømmen, ikke med den virkelige driftfarten. Svar innenfor 2 % er riktige.

Når du bytter språk, beholdes forsøket, forutsigelsen, forsøkene og forløpet.