1. Обоснуйте, что сопротивление каждого однокилометрового участка ЛЭП, состоящего из двух проводов из алюминия

Мишка

6

1. Для обоснования сопротивления каждого однокилометрового участка ЛЭП, состоящего из двух проводов из алюминия диаметром 1 мм, воспользуемся формулой для расчета сопротивления провода:

$$R=\frac{\rho \cdot L}{S}$$

где:
R - сопротивление провода,
\rho - удельное сопротивление материала (для алюминия примерно 0,028 МкОм·мм²/м),
L - длина провода,
S - площадь поперечного сечения провода.

Для каждого провода, диаметром 1 мм, радиус будет равен $\frac{1mm}{2}=0.5mm$. Тогда площадь поперечного сечения $S$ можно выразить следующим образом:

$$S=\pi \cdot r^2=\pi \cdot (0.5mm{)}^2$$

Сопротивление каждого однокилометрового участка ЛЭП будет равно:

$$R=\frac{\rho \cdot L}{S}=\frac{0.028\text{МкОм}\cdot {\text{мм}}^2/\text{м}\cdot 1000\text{м}}{\pi \cdot (0.5\text{мм}{)}^2}\approx 20\text{Ом}$$

Таким образом, сопротивление каждого однокилометрового участка ЛЭП, состоящего из двух проводов из алюминия диаметром 1 мм, составляет примерно 20 Ом.

2. Чтобы рассчитать уменьшение потерь электроэнергии при увеличении напряжения с 12 кВ до 400 кВ, воспользуемся формулой:

$$P=I^2\cdot R$$

где:
P - потери электроэнергии,
I - сила тока,
R - сопротивление.

Поскольку напряжение в два раза увеличивается (с 12 кВ до 400 кВ), то сила тока будет в два раза меньше, если ничего другого не изменится.

Таким образом, сила тока при напряжении 400 кВ будет в 33.33 раза меньше, чем при напряжении 12 кВ.

Подставляя значения в формулу, получаем:

$$\frac{I_{400}^2}{I_{12}^2}=\frac{P_{400}}{P_{12}}$$

$$\frac{(I_{12}\cdot 0.03{)}^2}{I_{12}^2}=\frac{P_{400}}{P_{12}}$$

$$0.0009=\frac{P_{400}}{P_{12}}$$

$$P_{400}=0.0009\cdot P_{12}$$

Таким образом, потери электроэнергии при увеличении напряжения с 12 кВ до 400 кВ составят 0.09% от исходных потерь.

3. Принципиальная схема линии электропередачи, изображенная на рисунке, включает в себя следующие основные компоненты:

- Источник электроэнергии: Обычно это электростанция, которая производит электрическую энергию для передачи по линиям электропередачи.

- Передающая линия (ЛЭП): Это система проводов, которая прокладывается на опорах и служит для передачи электроэнергии от источника к потребителям.

- Трансформаторы: Используются для изменения напряжения электроэнергии на разных участках передающей линии. Трансформатор повышает или понижает напряжение для более эффективной передачи электроэнергии.

- Потребители: Это места, где электроэнергия используется для питания различных электроприборов и систем.

- Заземление: Основная функция заземления - обеспечить безопасность работников и оборудования, предотвратить статическое накопление энергии.

Схема линии электропередачи позволяет эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния от места ее производства к местам потребления. Она основана на использовании определенных принципов физики и электротехники для обеспечения максимальной эффективности и безопасности электроэнергетической системы.