Fróðleiksmolar

Fróðleiksmolar

Hver er munurinn á afli og orku?

Hugtakið afl lýsir því hve mikil orka streymir á hverri tímaeiningu

Dæmi: Ef þú gengur upp á fjall notarðu til þess ákveðna orku sem ræðst af þyngd þinni og hæð fjallsins. Meðan á göngunni stendur beitir þú því afli sem þarf til að hækka þig smám saman. Ef þú hins vegar hleypur upp á fjallið, þá hefur þú varið álika mikilli orku til fjallgöngunnar en beitt miklu meira afli.

Annað dæmi: Til þess að hita pott fullan af vatni þarf ákveðna orku. Ef það er gert á lítilli eldavélarhellu (lítð afl) tekur það langan tíma en á stórri hellu (mikið afl) tekur það aðeins stutta stund. Að lokinni hitun hefur vatnið í sér fólgið jafn mikla orku, hvort sem notað var mikið afl í stuttan tíma eða lítið afl í langan tíma.

Mælieining afls er Watt en orka er mæld í Joule.

Hver er munurinn á straumi og spennu?

Lík

ja má rafstraumi við rennsli vatns í röri og spennu við þrýstinginn í rörinu.

Við vitum að ef mismunandi þrýstingur er við sitthvorn enda rörs leitast vatnið við að flæða frá hærri þrýstingi til lægri. Á sama hátt leitast rafstraumur við að flæða frá hærri spennu til lægri.

Þótt mikill spennumunur (eða þrýstimunur) sé milli enda verður straumurinn ekki mikill ef mótstaða er mikil. Mótstaða í vatnsröri getur verið vegna þrengingar eða stíflu en mótstaða í vír er venjulega vegna eðlislægrar rafstraumsmótstöðu (eðlisviðnáms) efnisins sem vírinn er gerður sult_ror1[1] úr. Oftast er kopar notaður í víra því eðlisviðnám kopars er mjög lágt. Flestir málmar eru góðir leiðarar (misgóðir þó) en flest önnur efni leiða straum mjög illa (t.d. gler og loft).

Ef við viljum að ákveðinn straumur fari um glerþráð þurfum við miklu meiri spennumun milli enda á þræðinum en ef um koparþráð væri að ræða.

sult_tengingar2[1] Lögmál Ohms segir að spennumunur sem þarf til að senda straum gegnum leiðara sé í réttu hlutfalli við margfeldi straumsins og viðnámsins (mótstöðunnar). Ef við viljum tvöfalda straum í leiðara þurfum við því tvöfalt meiri spennu. Ef við viljum senda sama straum gegnum leiðara með tvöfalt meira viðnám þurfum við líka tvöfalt meiri spennu.

Mælieining spennu er Volt en mælieining straums er Ampere.

Loftlínur og jarðstrengir

sult_ror2[1] Eðlilega hefur oft verið spurt hversvegna ekki séu lagðir fleiri jarðstrengir og loftlínum fækkað. Svarið hefur sennilega farið fyrir ofan garð og neðan hjá mörgum enda verður þetta atriði illa skýrt öðru vísi en að bregða smávegis eðlisfræði fyrir skýringarnar. En sá er munur á loftlínu og streng í jörðu að eðlismunur er á hvernig þau bregðast við því að rafstraumur á ákveðinni spennu og tíðni er fluttur eftir þeim. Í loftlínu er það loft (andrúmsloftið) sem einangrar leiðara hvern frá öðrum og frá jörð, en í jarðstreng þarf að hafa fast efni til að einangra á milli leiðaranna í þeim og frá þeim til jarðar. Þau föstu efni sem menn hingað til hafa notað mest til einangrunar í strengjum eru pappír, þegar um hærri spennur er að ræða, og svo plastefni á síðari árum sem nú er einnig farið að nota við hæstu spennur. Bæði andrúmsloftið og sult_turbinur3[1] einangrunarefnin sem notuð eru í jarðstrengjum "leka" þegar notaður er riðstraumur, þ.e.a.s. örlítill hluti rafstraumsins flæðir um einangrunarefnin og tapast til sult_ror4[1] umhverfisins. Því þynnra sem einangrunarlagið er þeim mun meiri er lekinn. Fjarlægð á milli leiðara í t.d. 220 kV loftlínum er meiri en 2,2 m. En fjarlægð á milli leiðara í streng er t.d. í 400 kV streng milli Finnlands og Svíþjóðar 2 * 17,5 mm því hver leiðari er með 17,5 mm þykka einangrun. Niðurstaðan er að riðstraum er ekki hægt að flytja nema takmarkaða vegalengd eftir streng, því að vegna lekans kemur enginn straumur í gegnum strenginn, þegar ákveðinni vegalengd er náð. Sé einangrunarlagið í strengnum haft þykkara kemur að því að kostnaður verður of mikill og hann verður ómeðfærilegri í allri vinnu.

Sé notaður jafnstraumur sem nú er gert við ákveðnar aðstæður, er flutningsvegalengd ekki sult_ror5[1] takmörkuð af leka, en á móti kemur að setja verður sérstakan búnað á báða enda strengsins sem hækka flutningskostnað svo mjög að þetta hefur ekki þótt fær leið kostnaðarlega, nema um mjög langar vegalengdir sé að ræða þ.e. nokkur hundruð kílómetra, eða yfir / undir vatn/sjó að fara og þá því aðeins að aflið sem svona er flutt sé orðið mikið t.d. einhver hundruð MW.
Lausleg athugun var gerð á kostnaði við afriðils- og áriðils-stöðvar 1993 og miðað við 200 MW og 220 kV. Búnaður á hvorn enda var þá metinn á 2.060 mkr (millión krónur). Kostnaður á hvern kílómetra af 220 kV línu var þá metinn á 15 mkr.
Þessi leið hefur þó verið farin í nánasta nágrenni nokkurra stórborga til þess að binda ekki land, sem við slíkar aðstæður er mjög hátt verðlagt.

Það verður að sjálfsögðu alltaf að fara fram mat til þess að forsendur hvers tíma séu teknar til greina, og sú staða gæti komið upp að kostnaður hefði ekki áhrif á val lausnar, en um það skal engu spáð, og alltaf er verið að takast á um og meta hvort sá hagur sem fæst af einni gerð er meiri eða minni en ef eitthvað annað eða öðruvísi er gert.

Verkis: Forsíða

Fróðleikur

neðraval

Leita á vefnum

Útlit síðu:

Tungumálaval

Tungumál