Valaki elmagyarázná ezt nekem?

Az elektromos hálózaton energiát akarunk átvinni (energia forrás). Ez praktikusan teljesítményt jelent. Pl. azt szeretnéd, hogy a 60W-os égőd világítson, az 1000W-os porszívód szívja a port stb. A sok kicsi sokra megy alapon már egy utcában is, de egy városban még nagyobb az energia igény. Pl. most Magyarország igénye 5110 MW (2019.09.22, 20:20 forrás MAVIR.hu).

1./ A teljesítményt P-vel jelöljük, a feszültséget U-val, az áramot I-vel. Alapvetően P=U*I. A háztartásokban a feszültség 230V (egyszerűsítésekkel, és köszi a lepontozást előre is).

2./ Ebből adódik, hogy I=P/U azaz fordított arányosság, minnél nagyobb a feszültség annál kisebb áram szükséges ugyanahhoz a teljesítményhez.

3./ És itt jön a "csavar" amit sokan nem értenek és "bonyolult", egy vezetéknek amin az energiát vezetjük annak is van ellenállása, az ellenállása függ a keresztmetszetétől. A vezeték ellenállása miatt a vezeték is "fogyasztóként" viselkedik, ezt hálózati veszteségnek hívjuk, a vezeték melegszik. Illetve a vezeték fogyasztó felöli végén kisebb lesz a feszültség mint a szolgáltatói végén ezt feszültség esésnek hívjuk. Mind a melegedés mind a feszültség esés a vezeték ellenállásától (anyag, keresztmetszet, hossz) és az átfolyó áramtól függ. A vezeték hosszal sokat nem tudunk kezdeni mert az erőmű helye adott, Józsi bácsi házának a helye adott odáig el kell vezetni az áramot. Kezdetben voltak próbálkozások a sok kis erőmű egymáshoz közel, de nem volt megfelelő. Ekkor találták fel a transzformátort amivel egy magasabb feszültségből tudtak alacsonyabbat csinálni. Miért jó ez? Mert ahol nagyobb távolságra kell vinni az energiát megnövelik a feszültséget ezzel a szükséges áram lecsökken, a fogyasztóhoz közel egy transzformátor lecsökkenti a feszültséget és a kisebb feszültségszinten megy be a házba. Egy vezeték veszteségi teljesítmény P=I*I*R azaz az átfolyó áram négyzetével arányos, ha fele az áram negyede a veszteség (ugyanazon a vezetekén). Teljesen jó, mert vigyük nagyfeszültségen az energiát és akkor minden szuper, kicsi az áramerősség, kicsi a vezeték vesztesége... DE

4./ a nagyfeszültségen szigetelési problémák vannak, minnél magasabb a feszültség annál vastagabb szigetelő kell a vezeték köré, az egyik legjobb szigetelő a levegő. Kellett találni egy optimális megoldást és erre a 230V körüli feszültség tűnt jónak és ezért ez a feszültség megy be a lakásokba, ott még a szigetelők nem túl vastagok, kényelmesen szerelhető stb. Az áramok sem túl nagyok egy átlagos háztartás esetén. Így alakult ki ez a feszültség szint. Városi elosztó hálózatok esetén ez már túl kevés, mert nagyon hamar túl nagy lesz az áramerősség. A korábbiak szerint a vezeték vesztesége P=I*I*R vagy az áramot csökkentjük (feszültség növelésével) vagy az ellenállást ez a vezeték keresztmetszetének (átmérő) növelésével lehet elérni, van egy határ ami fölött már nem igazán tudjuk az átmérőt tovább növelni mert olyan méretű vezeték kéne ami nem gyártható vagy túl drága. Marad az áram csökkentése, és le teszünk egy trafót egy-egy körzetbe. így kialakul a városi elosztó hálózat, majd a városok között még nagyobb távolságokra az országos hálózat belátható, hogy itt még nagyobb feszültség célszerű.

Ha nő a feszültség szint, növekszik a szigetelő vastagsága mivel a levegő az egyik legjobb szigetelő úgy lehet növelni a "vastagságot", hogy egyre távolabb rakjuk egymástól (és a földtől) a vezetékeket ezért nagyobb oszlopok kellenek.

Hogy ezt hogyan láthatod: megnézed otthon a vezetéket amivel bekötöd a számítógépet a konnektorba kb. 6-8mm átmérőjű szigeteléssel mindennel együtt, a konnektorbe (ott légszigetelésű az egész) kb. két ujjnyi távolságra van egymástól a két vezeték. Ha kinézel az utcára és elsétálsz előbb utóbb látni fogsz egy transzformátort (vidéken néhány utcánként van egy, kis faluk esetén lehet, hogy az egész faluban van 1 vagy 2 db.) a transzformátor egyik oldalán látni fogod, hogy nagyobb távolságokra vannak a vezetékek, az ún. tartó szigetelők mérete is nagyobb (ez egy ilyen hengeres "bordás" cucc az oszlopon) és láthatóan a vezeték átmérője kisebb mint a transzformátor másik oldalán. Ez az ún. középfeszültségű városi elosztó hálózat. Pl ilyesmit látsz (Magyarországon nem pont ilyen, de hasonló) [link] itt alul van a "kisfeszültségű" oldal ez jellemzően 230V látszik a több fekete, nagyobb átmérőjű vezeték, a transzformátor fölött (ez a szürke doboz az oszlop tetején ezen a képen AL felirattal) pedig látszanak a nagyobb távolságra lévő de kisebb átmérőjű vezetékek ez a középfeszültségű oldal.

(másik fotó: [link] )

Ha még tovább mész előbb utóbb eljutsz a területi elosztó hálózathoz ahol mégnagyobb oszlopok vannak ez már nagyfeszültség ezeket látod a városok közelében. És vannak a mégnagyobb feszültségű nagy ellátó távvezetékek ezek még nagyobbak.

"Az elektromos hálózaton energiát akarunk átvinni (energia forrás). Ez praktikusan teljesítményt jelent."

Az energia (Wh) sehogy nem jelent teljesítményt (W).

Két külön fogalom.

Kicsit dolgozz még ezen!

# 5

Akármit is mondott vagy gondolt, nekem nem jön be ez a körülményeskedő fogalmazás, "energiaforrás" és hasonlók.

Lehetne feszegetni azt is, hogy miért pont 230-240 V-nál állt meg, ami korábban 110 is volt.

Kíváncsi lennék, tudja-e valaki a jó megfejtést!

"El tudnátok magyarázni a leírtakat konyhanyelven, érthetőbben egy laikus számára?" Ez volt a kérdés. Nem akadémiai székfoglalót és nem tudományos disszertációt akartam írni, hanem egy olyan, még érthető, de szakmailag is "vállalható" választ amiből a kérdező megérti amit szeretne. Lehetne erről a kérdésről egy egész tankönyvet írni gyönyörű levezetésekkel, de a kérdező egy egyszerű, laikus számára érthető leírást kért. Ez az oldal nem arról szól, hogy akadémiai vitákat nyissunk egy-egy kérdésről. Felírhatnánk az egész problematikát két szép egyenletrendszererrel, de nem sokra menne vele a kérdező.

És szintén kérdés, hogy akkor honnan kezdjük a felírást. Elfogadjuk Ohm törvényét és a Kirchoff törvényeket, vagy induljunk ki a feszültség defincióból, és az energia megmaradás törvényéből? Vagy fogadjuk el, hogy a Maxwell egyenletek igazak és abból válaszoljak a kérdésre?