Step Up Transformer: Kveikir á orkunýtni í iðnaði

Mynd af því að reyna að úða vatni úr garðslöngu yfir heilan fótboltavöll. Þegar það er komið á hina hliðina er þetta bara aumkunarverður lítill dribb. Það er nokkurn veginn það sem gerist um rafmagn þegar það reynir að ferðast langar vegalengdir á lágspennu.

Til baka í árdaga raforkunetsins, áttuðu verkfræðingar sig á því að þeir gætu ekki sent rafmagn meira en 1 mílu eða svo án þess að missa mest af því sem hita í vírunum. Vír berjast gegn straumflæðinu og ef spennan (þessi „þrýstingur“) er of lág, lekur bara tonn af orku í burtu sem sóun á hita.

Þar koma upp-uppstreymisspennar. Þeir taka rafmagnið sem framleitt er í virkjuninni og hækka spennuna - stundum upp í geðveikt stig. Þessi háþrýstiþrýstingur gerir kraftinum kleift að ferðast hundruð kílómetra án þess að hverfa. Án þeirra myndu ljósin þín varla loga þegar rafmagnið kæmi loksins í húsið þitt. Þökk sé þessum tækjum sóum við miklu minni orku í að hita upp raflínurnar í stað þess að nota hana í raun.

Ef þú hefur einhvern tíma keyrt framhjá stórri rafstöð hefur þú sennilega séð þessi suðandi málmmannvirki. Inni í þrepa-spenni er þetta í raun frekar einfalt: tvær aðskildar vírspólur vafðar utan um málmkjarna. Þeir snerta aldrei líkamlega.

Svo hvernig kemst krafturinn frá einum spólu til annars? Það er allt að þakka rafsegulörvun. Þegar rafmagn flæðir í gegnum fyrstu spóluna (aðalspóluna) myndar það sterkt segulsvið. Það ósýnilega sviði framkallar síðan straum í seinni spóluna (sekúndu).

Raunverulegi galdurinn við að auka spennuna er í fjölda lykkja. Auka spólan hefur mun fleiri snúninga af vír en aðal. Hver auka lykkja virkar eins og annað þrep á stiga og eykur spennuna hærra og hærra. Þetta er sniðugt bragð byggt á lögmáli Faradays - fleiri lykkjur á úttakshliðinni þýðir að meiri „þrýstingur“ kemur út.

Veistu hvernig hleðslutækið þitt hitnar eftir smá stund? Sá hiti er sóun á orku. Því meiri straumur (raunverulegt „flæði“ rafmagns) sem fer í gegnum vír, því meiri núningur og hiti færðu - eins og að þvinga of miklu vatni í gegnum mjóa slöngu.

Stíga-spennir leysa þetta með því að auka spennu á meðan þeir lækka sjálfkrafa strauminn. Minni straumur þýðir minni núning, kaldari víra og mun minni orka tapast sem hiti á ferðalaginu. Það er snjöll viðskipti-: hár þrýstingur, lítið magn. Þess vegna getum við sent straum yfir heilu fylkin án þess að brenna fáránlegu magni af eldsneyti bara til að koma í veg fyrir að línurnar snarka.

Til að láta rafmagn lifa af hundruð kílómetra ferðalags nota virkjanir stórfellda-uppstreymisbreyta beint við upptökin. Þeir auka spennuna frá tiltölulega hóflegu stigi upp í 500.000 volt eða meira. Það er alvarleg þrýstingur - sem er nógu mikill til að ýta kraftinum yfir fjöll, yfir sléttur og í gegnum borgir án þess að það deyi út.

Þú munt sjá þessar háspennuflutningslínur- á þessum risastóru turnum meðfram þjóðvegum. Þegar rafmagnið er komið nálægt þeim stað sem þess er þörf, lendir það á tengivirki þar sem aðrir spennar lækka spennuna aftur til staðbundinnar notkunar.

Fegurð spennubreyta er hversu einfalt spennubreytileikurinn-er í raun. Það kemur niður á snúningshlutfallinu - hversu oft vírinn er lykkaður á hvorri hlið.

Tvöfalt fleiri lykkjur á úttakinu? Spenna tvöfaldast.

Tíu sinnum fleiri? Spennustökk tíu sinnum.

Færri lykkjur? Spennufall.

Að innan nota þeir lagskipt járnkjarna - þunnar stálplötur staflað saman - til að leiðbeina segulsviðinu á skilvirkan hátt og draga úr sóun á orku inni í spenni sjálfum.

Þó að þeir stóru sjái um langa-fjarskiptasendingu, eru smærri uppþrepaspennar líka gagnlegir í húsinu. Flestar bandarískar innstungur gefa þér 120 volt, sem er fínt fyrir lampa og sjónvörp. En sum tæki þurfa meira - eins og 240 volt.

Það er þegar 120V til 240V stepup-spennir kemur sér vel. Þú munt sjá þau notuð fyrir:

Rafmagns þurrkarar

Bogasuðuvélar í bílskúrum

Evrópskir katlar eða tæki

Hraðvirkari rafhleðslutæki

Að ferðast í hina áttina virkar líka. Ef þú kemur með 240V evrópska græju til Bandaríkjanna gæti það þurft skref upp-til að keyra almennilega í stað þess að haltra bara veikt.

Næst þegar þú ert úti að keyra skaltu fylgjast með þessum afgirtu tengivirkjum með stórum málmspennum sem eru þaktir kæliuggum. Þessir uggar hjálpa til við að losna við hitann sem myndast við alla þessa segulvirkni inni.

Þessi tæki eru hljóðlátur burðarás alls rafkerfisins okkar. Án þess að auka-spennubreytir sem auka spennuna beint við virkjunina myndi nútímalíf eins og við þekkjum það - áreiðanlegt afl með því að smella á rofa - einfaldlega ekki virka.

Svo næst þegar þú kveikir ljós eða hleður símann þinn, mundu: að rafmagnið fór líklega hundruð kílómetra á brjálæðislega háspennu, allt þökk sé snjöllum spólum og ósýnilegum segulmagnuðum handabandi.

Frekar villt þegar þú stoppar og hugsar um það, ekki satt?

Hafðu samband núna