Power Transformers 101: Öruggt rafmagn fyrir heimili þitt

Þú hefur líklega gengið hundrað sinnum fram hjá þessum stóru grænu málmkössum í garðinum hjá einhverjum og varla tekið eftir þeim. Þeir sitja bara þarna, gefa kannski frá sér lágan suð af og til og líta út eins og hluti af landslaginu. En satt að segja, án þessara yfirlætislausu hlutanna, myndi rafmagnið sem kemur frá virkjunarkílómetra (eða hundruð kílómetra) fjarlægð annaðhvort koma gagnslaust veikt eða allt of hættulegt til að stinga einhverju í samband.

Hugsaðu um hvernig rafmagn kemst í húsið þitt. Virkjanir eru yfirleitt hvergi nálægt borgum-hugsaðu um fjarlæga staði með vatnsstíflum, vindorkuverum, kolum, gasi, hvað sem er. Það er flókið að senda kraft svo langt vegna þess að rafmagn tapar styrk yfir langar vegalengdir, eins og vatnsþrýstingur sem lækkar í mjög langri slöngu.

Spenna er í grundvallaratriðum „þrýstingurinn“ sem ýtir rafmagni áfram. Til að gera það að ferðast hundruð kílómetra án þess að hverfa niður í nánast ekkert, sveifla veitur það upp-oft í hundruð þúsunda volta. Háspenna=minna tap, svo einfalt er það.

En svo birtist það nálægt hverfinu þínu ... og allt í einu er þessi geðveiki þrýstingur það síðasta sem þú vilt að lendi í eldhúsinnstungunum þínum. Brauðristin þín, símahleðslutækið, ísskápurinn-þau myndu steikjast samstundis, eða þaðan af verra.

Þar kemur spenni inn og bjargar málunum. Það lækkar spennuna niður í eitthvað öruggt og nothæft-eins og 120V eða 240V eftir því hvar þú býrð. Það er þrýstijafnari netsins, sem tryggir að krafturinn sé nógu sterkur til að keyra þurrkarann ​​þinn en nógu taminn til að sprengja ekki fartölvuna þína.

Ef rafveitur reyndu að ýta 120 voltum frá fjarlægri raforkuveri alla leið til bæjarins þíns, myndi megnið af því étast upp á leiðinni. Vírarnir sjálfir skapa viðnám (hugsaðu núning í pípu), breyta orku í gagnslausan hita. Auk þess myndi spennan falla svo mikið eftir aðeins nokkra kílómetra að þú myndir varla fá flökt í lokin.

Þannig að beint við virkjunina nota þeir „stiga-upp“ spennubreyta til að auka spennuhimininn-háa-stundum 300 kV, 500 kV eða meira. Það er eins og að setja kraftinn í yfirgír svo hann geti farið langar vegalengdir með lágmarks tapi. Verkfræðingar kalla þennan langa-hluta „gírskiptingu“. Þessir risastóru málmturnar þvert yfir sveitina? Það er milliríkjahraðbraut rafmagnsins.

Nær heimilinu er önnur saga-það er „dreifingarstigið“. Það þarf að temja kraftinn aftur áður en hann nær götunni þinni.

Settu eyrað að spenni og þú munt heyra þetta stöðuga suð, en ekkert snýst eða dælir inni. Engir gírar, engir stimplar. Samt flytur það gríðarlegt magn af krafti yfir örlítið bil með því að nota... í grundvallaratriðum segulmagn.

Það er sama hugmyndin á bak við þráðlausa símahleðslutæki. Inni er aðalspóla sem fær innkomandi háspennu-rafmagnið. Sá straumur skapar breytilegt segulsvið -þenst út og hrynur 60 sinnum á sekúndu (eða 50, fer eftir þínu landi). Það púlssvið nær yfir til aukaspólunnar í nágrenninu (þeir snerta aldrei), og búmm- rafeindirnar í seinni spólunni byrja líka að hreyfast. Rafmagn hoppar yfir bilið án þess að neinir vírar tengi þá.

Þetta bragð er að þakka lögmáli Faraday um rafsegulvirkjun, sem uppgötvaðist aftur á þriðja áratugnum. Ein spólan "talar" við hina eingöngu í gegnum segulmagn. Frekar flott þegar maður hugsar um það.

Auðvitað er það ekki 100% fullkomið-sumt segulsvið lekur út og breytist í sóun á hita. Þess vegna eru verkfræðingar helteknir af því að lágmarka „flæðisleka“.

Til að halda því segulsviði einbeitt og skilvirkt er kjarninn ekki fastur stálklumpur. Það er búið til úr þúsundum ofur-þunnum stálblöðum sem er staflað saman-eins og síðum í bók. Hvers vegna? Fastur kjarni myndi skapa hringstrauma sem sóa orku sem hita. Lagskipin brjóta þessar lykkjur upp, þannig að segulmagnið fer þangað sem það á að vera í stað þess að elda spenni.

Vafðar utan um þann kjarna eru vafningar-vírs. Venjulega kopar vegna þess að það er besti leiðarinn, heldur hlutunum þéttum og keyrir kaldara... en það er dýrt og þungt. Fyrir stærri, jörðu-uppsettar einingar er ál algengt-ódýrara, léttara, þó þú þurfir meira af því til að þola sama straum.

Spennubreytingin snýst allt um fjölda snúninga í hverri spólu. Fleiri snúningar á há-spennuhliðinni, færri á lágspennuhliðinni=stíga- niður. Það er í grundvallaratriðum einföld stærðfræði: snúningshlutfall=spennuhlutfall.

Að halda því köldum: Olía á móti lofti

Allur þessi orkuflutningur skapar alvarlegan hita. Stórir spennar sitja oft í tanki með sérstakri jarðolíu sem dregur í sig hita frá vafningum og kjarna og ber hann síðan yfir í kæliugga að utan. Olían er ekki bara til að kæla-hún er líka frábær rafeinangrunarefni sem kemur í veg fyrir neista og boga að innan.

Sumir staðir geta ekki verið með stóra olíutanka (hugsaðu um staði innandyra,-háhýsi, skóla, verslunarmiðstöðvar eða umhverfisviðkvæm svæði). Þeir nota þurra-tegund umbreyta-lofts-kælt með sérstökum kvoða og loftopum. Þeir eru venjulega stærri, hlaupa heitari, en miklu öruggari þegar eldur eða leki er raunverulegt áhyggjuefni.

Þetta klassíska hum – það er ekki vandamál (venjulega)

Lága suðið sem þú heyrir er segulþröngur-stálkjarninn stækkar í raun og dregst saman örlítið þegar segulsviðið snýst fram og til baka. Hann titrar allan tankinn eins og risastór hátalarakeila. Venjulegt, stöðugt suð=heilbrigt. Skyndilega hátt skrölt, klingjandi eða óreglulegt suð? Það gæti þýtt lausa hluta, einangrunarvandamál eða ofhleðslu-tíma fyrir áhöfn veitunnar til að athuga það.

Krakkaskipti: Haltu spennu þinni stöðugri

Rafmagnsþörf breytist allan daginn-morgunkaffi, loftræsting á kvöldin, gangsetning í verksmiðju. Spennufall eða toppar geta eyðilagt tæki. Svo margir spennibreytar eru með kranaskipti sem stilla sjálfkrafa (eða stundum handvirkt) fjölda snúninga í spólunni til að halda útgangsspennubergi-stöðugri.

Þessir rifbeygðu gráu einangrunarefni sem standa út að ofan? Bushings. Þeir eru háspennuinngangs-/útgangspunktarnir og því miður einn algengasti bilunarstaðurinn- sem sprungur vegna aldurs, eldinga, mengunaruppbyggingar o.s.frv. Þegar þeir bila geturðu fengið ljósboga, olíuleka eða jafnvel sprunginn spennir.

Ef þú sérð einhvern tímann olíu renna niður hliðina, reyk, opna hurð eða undarlega hljóð skaltu halda þig langt aftur í -að minnsta kosti 30–40 feta fjarlægð-og hringja strax í neyðarþjónustu eða neyðarþjónustu.

Næst þegar þú ferð framhjá einum af þessum grænu kössum eða heyrir dauft suð frá stöng-uppsettri einingu, muntu vita hvað er í raun að gerast inni: tvær spólur skiptast hljóðlega á orku í gegnum ósýnilega segulbrú og temja villt há-afl þannig að síminn þinn hleðst, ísskápurinn þinn gangi og ljósin þín haldast kveikt.

Þetta eru sterkur, áreiðanlegur búnaður... en þeir höndla alvarlega hættulega orku. Komdu fram við þá af virðingu-ekki klifra upp á þá, ekki grafa nálægt, hafðu plöntur á hreinu til að komast að þeim-og ef eitthvað lítur út, láttu fagfólkið sjá um það.

Það er spenni sagan í hnotskurn. Frekar sniðugt hvernig eitthvað svo venjulegt heldur nútímalífi gangandi, ekki satt?

Hafðu samband núna