Вище було показано, як електрики вибирають лінію передачі з мінімальними витратами на передачу.

Але під визначення «лінія передачі» підходить не тільки багатокілометрова ланцюг провідників від районки ЦЕС до населеного центру. Провідники від батарейки кишенькового ліхтарика до лампочки – це також лінія передачі електричної енергії. А конструювати цю «лінію» треба насамперед так, щоб виводи не обривалися навіть при не дуже ніжному зверненні з батарейкою. При цьому виходить перетин провідників, у багато раз більше того, яке відповідає найекономічнішою щільності струму.

Є ще безліч конструкцій, в яких токоподводящіе частини повинні одночасно нести і механічоскую навантаження. У подібних лініях передачі часю застосовують дуже маленькі щільності струму – частки ампера на квадратний міліметр.

А ось ще приклад «лінії передачі» – це провідники від високочастотного генератора до нагрівального індуктора для поверхневого гарту стали. До индуктору розміром в декілька сантиметрів доводиться підводити великі потужності – десятки, а часто і сотні кіловат. Якщо вибирати рроводнікі за економічною щільності струму, то вони виходили б такими величезними, що їх не розмістити поблизу індуктора. У цій «лінії передачі »застосовуються щільності струму в десятки і навіть сотні ампер на квадратний міліметр перетину мідного провідника. Провідники робляться порожнистими, у вигляді трубок, і по них пропускають потужний потік води, щоб змивати виділяється тепло. А якщо припинити водяне охолодження на кілька секунд, то провідники зможуть розжаритися і розплавитися.

Є ще багато випадків, коли допустиме навантаження на провідники визначається не економією електроенергії, а тільки допустимим нагріванням цих провідників.

Бувають ще випадки, коли лінії передачі розраховуються на допустиме в них падіння напруги. Іноді це допустиме падіння задається у відсотках до напруги передавальної станції. В освітлювальних мережах, наприклад, допускається не більше 10% падіння, щоб вздовж по лінії не надто сильно змінювалася яскравість світла в лампочках.

Вирішити завдання на максимум і мінімум не так вже хитро. Але найважливіше для інженера – вміти скласти цю задачу, сформулювати, що саме від чого залежить, визначити, який саме максимум або мінімум треба шукати.

Інженер завжди повинен пам’ятати основний принцип соціалістичного господарства, соціалістичної економіки: нова конструкція тим цінніше, чим більше сил природи вона ставить на службу людині.

16. Узгодження навантаження в еквівалентній схемі

У розділі, присвяченому «мови електротехніки», багато уваги було приділено Т-подібної схемисхемі заміщення будь-якого каналу передачі електричної енергії

Фіг. 7-10. Схема заміщення каналу передачі електроенергії.

Фіг. 7-11. По осі ординат-ставлення втрачається при передачі енергії до корисної енергії на навантаженні. По осі абсцис-відношення середнього геометричного опору втрат в первинної та вторинної ланцюгах до опору зв’язку в еквівалентній Т-подібної схеми заміщення.

Опір навантаження підібрано оптимальне,

(Фіг. 7-10). Ця схема – важливий об’єкт екстремальних досліджень.

Одна група завдань формулюється таким чином. Задані величини всіх трьох опорів у схемі заміщення. Треба підібрати опір навантаження (опір приймальної ланцюга). Можна підібрати цей опір, виходячи з самих різних завдань, але найчастіше «найкраще» опір навантаження повинне відповідати або найбільшої потужності, одержуваної у вторинній ланцюга, або найменшим втрат енергії при її передачі (найбільшому к. п. д.).

Коли опір навантаження одно нескінченності – це режим холостого ходу, корисна потужність на навантаженні дорівнює нулю, в системі існують лише втрати і к. П. Д. Передачі також дорівнює нулю.

Коли опір навантаження дорівнює нулю -це режим короткого замикання, корисна потужність на навантаженні також дорівнює нулю і к. П. Д. Дорівнює нулю, бо в системі при цьому також існують лише втрати.

Існує певна величина опору навантаження, при якій к. П. Д. Виходить найбільшим, втрати – найменшими.

На фіг. 7-11 показано, як змінюється ставлення втрат в первинному ланцюзі W \ і у вторинному ланцюзі W2 до корисної переданої потужності Wо в залежності від ставлення опору зв’язку до опору втрат.

На фіг. 7-11 вгорі показані індуктивно пов’язані контури, але криві цього малюнка можуть бути справедливі і для схеми фіг. 7-10.

Тут не до чого приводити точну формулу для визначення опору навантаження, що дає найкращий к. П: д. Ця формула в загальному вигляді громіздка і мало наочна. Також громіздка і формула для обчислення опору навантаження, яке дає не найбільший к. п. д., а найбільшу корисну потужність на навантаженні. Важливо тільки підкреслити, що для отримання найвищого к. П. Д. Потрібно більше значення опору навантаження, ніж для отримання найбільшої потужності (фіг. 7-12 і 7-13).

Розбіжності цих «оптимальних» опорів тим більше, чем’Више максимальний досяжний к. П. Д. Всієї схеми передачі.

При дуже поганому к. П. Д. Передачі, вимірюваному відсотками або навіть частками відсотка, умови наи-

Фіг. 7-12. Корисна потужність на навантаженні (крива /) і к. П. Д. Передачі (крива 2) в Потужнострумові каналі залежно від величини відношення опору навантаження Я0 до опору зв’язку Ζ.

більшої потужності і найбільшого к. п. д. зближуються одне з іншим. Оптимальне опір навантаження одно шкідливому опору втрат вторинного контуру.

Це випадок передачі, коли в еквівалентній схемі заміщення великі плечі і мала ніжка.

В таких умовах зазвичай доводиться працювати слаботочник, зв’язківцям. Часто вони прагнуть зробити своє навантаження по опору рівний опору втрат приймальні ланцюга.

Коли активний опір навантаження одно активного опору приймального плеча еквівалентного Т, то це відповідає максимальній одержуваної на навантаженні потужності. При великих плечах і малої ніжці ця умова збігається і з оптимальним к. п. д. Це мож’ет бути дуже жалюгідний, нікчемний к. п. д менше одного відсотка, а, буває, і менше тисячної частки відсотка, але зв’язківці часто задовольняються і таким к. п. д.

Сільноточнікі-енергетики, навпаки, застосовують канали передачі електроенергії з к. П. Д., Як правило, великим 50%. Умови найменших втрат при передачі виконуються при цьому, коли в еквівалентній схемі активний опір навантаження дорівнює опору зв’язку в еквівалентному Т. При цьому потужність, відповідна максимальному к. п. д., т. е. одержувана при рівності опору навантаження і опору зв’язку, може бути менше 0,1 і навіть менше 0,01 ог максимальної досяжною на навантаженні потужності.

0us. 7-13. Корисна потужність на навантаженні і к. П. Д. Перед 1мі в слабкострумових каналі в залежності від величини опору навантаження.

Зі зменшенням опору навантаження одержувана на ній потужність зростає, але погіршується к. П. Д.

Часто трапляється, що опір зв’язку дуже велике. У цих випадках його навіть іноді приймають рівним нескінченності і малюють схему заміщення каналу передачі зовсім без ніжки у літери Т.

Оптимальний к. П. Д. Передачі при цьому буде відповідати дуже малою переданої потужності. При цьому оптимальному опорі навантаження невигідно експлоатіровать канал передачі. Енергетики навмисне йдуть на погіршення до п. д., так як цей погіршений к. п. д. ще досить високий. Для отримання досить великої потужності беруть опір навантаження, рівне лише декільком часткам від опору зв’язку.

У спрощеній схемі заміщення каналу передачі оптимальний к. П. Д. Відповідає опору навантаження, рівному нескінченності. Оптимальна потужність-це нескінченно мала потужність. Найбільша ж потужність відповідає рівності опору навантаження повного опору ланцюга. Це старовинне правило: опір споживача дорівнює опору генератора.

Але наближення це дуже грубе, їм можна було задовольнятися лише в ті часи, коли генераторами були лише гальванічні елементи. У наші дні все значно складніше і тонше.

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M