Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe gaat energie verloren terwijl elektriciteit wordt overgedragen?

Energie gaat verloren tijdens elektriciteitstransmissie, voornamelijk als gevolg van weerstand in de draden. Hier is een uitsplitsing:

1. Weerstand:

* de wet van Ohm: Het fundamentele principe voor dit verlies is de wet van Ohm (v =ir), waar:

* V =spanning (elektrisch potentiaalverschil)

* I =stroom (ladingstroom)

* R =weerstand (oppositie tegen de huidige stroom)

* Warmte -generatie: Wanneer elektriciteit door een draad stroomt, ondervinden de elektronen weerstand van de atomen in de draad. Deze interactie zorgt ervoor dat de elektronen energie verliezen, die zich manifesteert als warmte. Hoe hoger de weerstand, hoe meer warmte wordt gegenereerd en hoe meer energie verloren gaat.

2. Factoren die de weerstand beïnvloeden:

* Materiaal: Verschillende materialen hebben verschillende elektrische geleidbaarheid. Koper en aluminium zijn uitstekende geleiders, terwijl materialen zoals hout en rubber slechte geleiders zijn (hoge weerstand).

* lengte: Langere draden bieden meer weerstand omdat de elektronen een grotere afstand moeten afleggen.

* Cross-sectioneel gebied: Dikkere draden hebben een groter dwarsdoorsnede, wat betekent dat elektronen meer ruimte hebben om te bewegen. Dit vermindert weerstand en energieverlies.

* Temperatuur: Hogere temperaturen verhogen in de meeste materialen in het algemeen de weerstand.

3. Verlagend energieverlies:

* hogere spanningstransmissie: Door elektriciteit op hogere spanningen te verzenden, wordt de stroomstroom verminderd (volgens de wet van OHM). Dit minimaliseert energieverlies als gevolg van weerstand. Transformatoren worden gebruikt om de spanning op te voeren voor transmissie en het opnieuw af te stappen voor gebruik in huizen en bedrijven.

* Dikke geleiders: Het gebruik van dikkere draden vermindert de weerstand, waardoor energieverlies wordt geminimaliseerd.

* Supergeleidende materialen: Deze materialen vertonen nulweerstand bij extreem lage temperaturen, waardoor energieverlies als gevolg van weerstand wordt geëlimineerd. Het handhaven van dergelijke lage temperaturen is echter duur en complex.

4. Andere bronnen van energieverlies:

* lekkage: Sommige energie kan uit stroomleidingen lekken vanwege onvolkomenheden in isolatie of elektrostatische velden.

* Corona -ontlading: Bij zeer hoge spanningen kan een fenomeen genaamd corona -ontlading optreden, waarbij wat energie verloren gaat als warmte en licht.

* magnetische velden: De magnetische velden die worden gegenereerd door elektriciteitsstroom kunnen stromen in nabijgelegen geleiders veroorzaken, wat leidt tot een klein energieverlies.

Samenvattend:

Energieverlies tijdens elektriciteitstransmissie is voornamelijk te wijten aan weerstand in de draden, wat leidt tot het genereren van warmte. Het verminderen van weerstand door hogere spanningstransmissie, dikkere draden en het minimaliseren van andere bronnen van verlies is cruciaal voor het maximaliseren van energie -efficiëntie.