Skilningur á Transformers: Af hverju þeir eru í raun ansi svalir (og hvers vegna fartölvan þín er með svona grófan múrstein)
Hefurðu einhvern tíma tekið eftir því hvernig hleðslutækið fyrir fartölvu er með þennan þunga „múrsteina“, en hleðslutækið fyrir síma er bara pínulítið flatt kló? Í ljós kemur að það er þessi ofurgamla en snilldar uppfinning á bak við: spennirinn. Það er satt að segja ein af rólegu hetjunum sem gerir allan nútíma rafmagnsheiminn okkar í raun og veru að virka.
Stóra vandamálið við rafmagn er að koma því frá orkuveri í hundruð kílómetra fjarlægð í innstunguna þína án þess að tapa mestu af því á leiðinni. Raflínur eru eins og mjög langar, mjóar slöngur-ýta of miklum straumi í gegnum þær og þær hitna eins og brjálæðingar og sóa tonn af orku sem hita. Það er þar sem spenni bjargar málunum.
Það gerir verkfræðingum í grundvallaratriðum kleift að leika sér með „þrýsting“ rafmagns (það er spenna) svo þeir geti sent orku langar vegalengdir á skilvirkan hátt, og hringt síðan aftur á öruggan hátt áður en það lendir á húsinu þínu. Án þessa brellu væri rafmagnsnetið okkar allt of sóun (og heiðarlega, soldið ómögulegt í mælikvarða).
Af hverju við getum ekki bara tengt beint í orkuverið
Sjáðu fyrir þér hvernig þú reynir að ýta vatni úr fjarlægu stöðuvatni í bæinn þinn með einni ofur-löngri, þuninni garðslöngu. Þegar það berst til þín færðu varla dropa vegna alls núningsins. Rafmagn hefur nákvæmlega sama vandamál yfir langar vegalengdir.
Sérhver vír hefur viðnám-hann „grípur“ í rafeindunum sem flæða. Því meiri straumur sem þú keyrir í gegnum (hærri magnara), því meiri hita sem þú sóar. Ef við reyndum að senda borgarafl- beint frá verksmiðjunni á venjulegri spennu myndi mest af því bara hita upp vírana í stað þess að ná heim. Fyrstu rafmagnsmenn lentu hart í þessum vegg og það neyddi þá til að verða skapandi.
Snjalla leiðréttingin: Háþrýstingur, lágt flæði
Rafmagn hefur tvennt í gangi: straumur („flæði“ eða magn sem hreyfist) og spenna („þrýstingurinn“ sem ýtir á það). Afl sjálft er í grundvallaratriðum straumur × spenna-þannig að þú getur skilað sama magni af krafti á tvo mjög mismunandi vegu.
Mikill straumur + lágspenna=fita, hæg áin (mikið af úrgangi yfir fjarlægð)
Lágur straumur + háspenna=mjór, há-þrýstiþota (mun minni sóun)
Rafmagnsfyrirtæki komust að: Snúðu spennunni upp fyrir langferðina. Það þýðir miklu minni straum, svo miklu minna hitatap í línunum. Ljómandi, ekki satt? En svo ertu með ofur-há-rafmagn sem öskrar um sveitina-áreiðanlega ekki eitthvað sem þú vilt stinga í brauðristina þína. Svo við þurfum leið til að koma því aftur niður.
Sláðu inn Transformer: The Grid's Voltage Wizard
Spennir er í grundvallaratriðum spennubreytir. Engir hreyfanlegir hlutar, engin fín rafeindatækni í grunnbúnaðinum-bara tvær vírspólur vafðar utan um sameiginlegan járnkjarna. Spólurnar snerta ekki einu sinni hvor aðra. Svo hvernig hoppar kraftur frá einum til annars?
Það er allt að þakka rafsegulvirkjun + riðstraumi (AC). AC snýr stöðugt í átt mjög hratt, sem skapar púlsandi segulsvið í kringum fyrstu spóluna („aðal“). Það breytilega segulsvið berst í gegnum járnkjarnann og „hristir“ rafeindirnar í seinni spólunni („sekúndu“) og framkallar þar alveg nýjan straum. Rafmagn fór yfir loftgap án þess að neinir vírar tengdu þá-nokkuð villt þegar þú hugsar um það.
Galdrahlutfallið? Hversu oft hver spóla er spóluð. Fleiri beygjur á aukahliðinni=hærri spennu út (stiga-upp). Færri snúninga=lægri spennu (stig-niður). Það er bókstaflega það. Stilltu beygjurnar, stjórnaðu þrýstingnum.
Skref-Upp á móti skrefi-niður: Persónuleikarnir tveir
Auka-spennabúa nálægt virkjunum. Þeir taka spennuna sem myndast og auka hana í brjálæðislega hátt (stundum hundruð þúsunda volta) svo hún getur rennt yfir flutningslínur nánast án taps.
Stígðu-neðar spennagera hið gagnstæða. Þeir byrja að virka eftir því sem rafmagn nálgast-stórar í aðveitustöðvum lækka það niður í miðlungsstyrk fyrir borgardreifingu, svo smærri í götunni þinni færa það niður í kunnuglega 120V eða 220–240V sem heimili þitt notar.
Ferðin í heild sinni: Orkuver → Innstungan þín
Þetta er eins og boðhlaup með spennum-afstökkum:
Orkuver framleiðir rafmagn → risastórt skref-upp spennir sveifla spennu himinhátt-.
Há-spennulínur (þessir risastóru málmturnar alls staðar) bera það hundruð kílómetra.
Nær þínu svæði → aðveitustöð með stórum spennum-niður lækkar það fyrir staðbundna dreifingu.
Lokaskrefið á blokkinni þinni → stöng-uppsett dós eða græn púði-uppsettur kassi færir hana niður á öruggt heimilisstig.
Þú hefur örugglega gengið framhjá tengivirkjum (stórir afgirtir garðar, „Hætta: Háspenna“ skilti) án þess að gera þér grein fyrir að þetta eru í grundvallaratriðum risastór spennuþrep-neðar.
Að koma auga á þá í hverfinu þínu
Horfðu upp á veitustangir-sérðu þessar gráu sívalu dósir nálægt toppnum? Þetta eru dreifispennar sem þjóna nokkrum húsum hvert. Á stöðum með grafnar línur eru þetta stóru grænu málmkassarnir sem sitja í garðinum hjá einhverjum á steyptum púða. Sama starf, annað útlit.
Þeir raula venjulega hljóðlega-það er eðlilegt. Ef maður byrjar að gera hávær, reiður suð, gæti það þó verið á síðustu fótunum.
Hvers vegna fartölvu múrsteinn og örlítið símahleðslutæki?
Þessi grófu „múrsteinn“ fartölvu er bara lítill spennir-niður (ásamt nútíma rafeindabúnaði). Það tekur veggspennu og lækkar það niður í það sem fartölvan þín vill. Hleðslutæki fyrir síma gera það sama núna, en þau eru geðveikt pínulítil og skilvirk þökk sé betri tækni-þarf ekki lengur stóran þungan járnkjarna.
Svo næst þegar þú tengir eitthvað í samband, gefðu smá andlega hámark-fimm í spenni. Það er hinn ósungi milliliður sem hefur hljóðlega gert rafmögnuð líf okkar mögulegt í meira en öld. Frekar sniðugt þegar þú stoppar og hugsar um það.
