Wat beperkt de transmissie van elektriciteit?
Er zijn verschillende sleutelfactoren die de elektriciteitstransmissie beperken, zoals de afstand tussen de generator en de eindgebruiker, de kracht van de oorspronkelijke transmissie, het materiaal dat wordt gebruikt om de elektriciteit te vervoeren en de locatie van zenders en condensatoren. Elk van deze factoren kan de sterkte van de elektrische stroom voor de eindgebruiker beperken. Al deze problemen moeten te allen tijde zorgvuldig worden gecontroleerd om een veilige transmissie van elektriciteit te garanderen.
Terwijl energie langs een circuit wordt overgedragen, gaat een bepaald percentage van het vermogen verloren. Dit komt door de energie die nodig is om de elektriciteit van de energieopwekkingsbron naar de gebruiker te verplaatsen. Het verliespercentage is vastgelegd in de wet van Joule. Deze wet bepaalt dat de hoeveelheid verloren energie evenredig is met de kwadraatwaarde van de huidige spanning.
Om de levering van een specifiek elektriciteitsniveau aan de eindgebruiker te garanderen, wordt elektriciteit met een zeer hoge spanning overgedragen. Als de spanning meer dan 2.000 kilovolt is, moet rekening worden gehouden met het verlies aan corona-ontlading. Het verlies van de corona-ontlading is de hoeveelheid energie die verloren gaat door het creëren van een elektrisch veld rond de elektriciteitsleiding terwijl het de elektriciteit vervoert. Deze ontlading vindt van nature plaats en is de oorzaak van het zoemende geluid dat wordt uitgezonden door hoogspanningsleidingen. Gemiddeld is er een energieverlies van 7,2% dat kan worden toegeschreven aan de beweging van elektriciteit en dit beperkt de elektriciteitstransmissie over lange afstanden.
Elektriciteit wordt overgebracht met behulp van een set hoogspanningskabels om de elektrische stroom van het energieopwekkingsstation naar een reeks transformatoren te transporteren. Deze kabels zijn erg dik en zijn ontworpen om de grote hoeveelheid warmte te weerstaan die door de elektriciteit wordt gegenereerd terwijl deze door de kabels beweegt. De warmtedrempel van de kabels is een factor die de transmissiesnelheid van elektriciteit beperkt. Naarmate het volume elektriciteit dat langs de kabels wordt getransporteerd toeneemt, neemt ook de temperatuur toe.
Energiebedrijven voegen typisch condensatorbanken, faseverschuivende transformatoren en fasegeleiders op strategische locaties toe om de stroomtoevoer te regelen, stroomverlies te minimaliseren en de bekende problemen te beheren die de elektriciteitstransmissie beperken. De lengte van ononderbroken stroomkabels is aanzienlijk verkort in een poging om het niveau van energieverlies te beheersen. Deze wijziging heeft als bijkomend voordeel dat het de ontwikkeling van een gedistribueerd stroomnetwerk aanmoedigt. Dit netwerk vermindert het risico op langdurige stroomuitval over een groot gebied als een bepaalde kabel beschadigd raakt. De storing zou beperkt blijven tot een kleiner gebied dat kan worden bediend door een alternatieve stroomverdeelleiding.
Zodra de stroom is ontvangen op een huishoudelijk circuit, kan de elektriciteit langs verlengsnoeren worden doorgegeven om de lengte van de transmissie te vergroten. Terwijl energie langs het snoer wordt overgedragen, gaat een bepaald percentage van de stroom verloren. Het verlies is te wijten aan de energie die nodig is om langs de afstand van de energieopwekkingsbron tot de gebruiker te bewegen en beperkt de elektriciteitstransmissie.
Als de elektrische stroomspanning in een circuit 110 volt is, is de verloren elektrische stroom een factor 10. Probeer het volgende experiment om dit concept te begrijpen. Sluit een standaard 100 voet (30,48 meter) voedingskabel aan en steek deze in een lamp met een lamp van 100 watt. Als u nog negen verlengkabels van 100 voet (30,4 meter) tussen de lamp en het stopcontact aansluit, is de totale afstand die de elektriciteit zou moeten afleggen 1000 voet (304,8 meter). Vanwege de hoeveelheid elektrische stroom die verloren gaat tijdens het reizen over deze afstand, zou er niet voldoende vermogen beschikbaar zijn om de lamp van 100 watt aan te steken.