kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » İlginç gerçekler
Görüntülenme sayısı: 81420
Makale hakkında yorumlar: 14
Elektrik endüstrisinde neden 50 hertz frekans standardı seçiliyor?
Neden enerji endüstrisinde bugüne kadar elektriğin her yere iletimi ve dağıtımı için 50 ve 60 Hz frekansları seçildi ve kabul edilmeye devam etti? Bunu hiç düşündün mü? Ama bu hiç de tesadüf değil.
Avrupa ve BDT ülkelerinde standart 220-240 volt 50 hertz, Kuzey Amerika ülkelerinde ve ABD'de - 110-120 volt 60 Hz ve Brezilya'da 120, 127 ve 220 volt 60 Hz kabul edilmiştir. Bu arada, doğrudan ABD'de prizde bazen 57 veya 54 Hz diyebiliriz. Bu sayılar nereden geliyor?
Bu konuyu anlamak için hikayeye dönelim. 19. yüzyılın ikinci yarısında, dünyanın birçok ülkesinden bilim adamları aktif olarak elektrik okudu ve bunun için pratik uygulamalar aradı. Thomas Edison ilk ampulünü icat etti, böylece elektrik aydınlatması getirdi. İlk DC elektrik santralleri inşa edildi. ABD'de elektrifikasyonun başlangıcı.
İlk lambalar arktı, açık havada yanan bir elektrik deşarjı ile parladılar, iki karbon elektrot arasında ateşlendi. O zamanın deneycileri, 45 voltta arkın daha kararlı hale geldiğini keşfettiler, ancak güvenli ateşleme için lambayla seri olarak rezistif bir balast bağlandı ve lambanın çalışması sırasında yaklaşık 20 volt düştü.
Böylece, uzun bir süre için 65 voltluk sabit bir voltaj uygulandı. Daha sonra ağa aynı anda iki ark lambasının bağlanabilmesi için 110 volta yükseltildi.
Edison, DC sistemlerinin fanatik bir destekçisiydi ve Edison'un DC jeneratörleri başlangıçta bu şekilde çalıştı ve tüketici ağlarına 110 volt DC sağladı.
Ancak Edison’un DC teknolojisi çok, çok maliyetli, ekonomik olarak kârsızdı: çok kalın tel döşemek gerekiyordu ve elektrik santralinden tüketiciye iletim birkaç yüz metrelik bir mesafeyi aşmadı, çünkü iletim kayıpları çok büyüktü.
Daha sonra, üç telli 220 voltluk bir DC sistemi tanıtıldı (her biri 110 voltluk iki paralel hat), ancak böyle bir iletimin verimliliği ile ilgili durum önemli ölçüde iyileşmedi.
daha sonra Nikola Tesla Kendi, tamamen yenilikçi alternatörlerini geliştirdi ve birkaç bin voltluk yüksek voltajlarda elektrik iletimi için uygun maliyetli bir sistem geliştirdi ve elektrik binlerce metreden iletilebilir, iletim kayıpları onlarca kez azaldı. Edison'un doğru akımı Tesla'nın alternatif akımı ile rekabete dayanamadı.
Demirdeki transformatörler, yüksek gerilimi üç fazın her birinde 127 volta düşürdü ve tüketiciye alternatif akım şeklinde sağladı. Buhar veya düşen su ile çalışan alternatörlerin çalışması sırasında rotorları 3000 rpm ve daha fazla bir frekansla döndü.
Bu, lambaların titrememesine, asenkron motorların normal çalışmasına, nominal hıza dayanmasına ve transformatörlerin elektriği dönüştürmesine, voltajı artırmasına ve azaltmasına izin verdi.
Bu arada, SSCB'de, 60'lara kadar ağların voltajı 127 volt seviyesinde kaldı, daha sonra üretim kapasitelerinin artmasıyla, şimdi bize tanıdık gelen 220 volta yükseltildi.
Alternatif akım olasılıklarını inceleyen Tesla gibi Dolivo-Dobrovolsky, elektrik iletimi için sinüzoidal akım kullanılmasını önerdi ve frekansın 30 ila 40 hertz aralığında ayarlanmasını önerdi. Daha sonra SSCB'de 50 hertz ve ABD'de 60 hertz üzerinde birleştiler. Bu frekanslar, birçok fabrikada çalışan AC ekipmanı için optimaldi.
İki kutuplu bir alternatörün dönme frekansı 3000 veya dakikada maksimum 3600 devirdir ve üretim sırasında sadece 50 ve 60 Hz frekanslarını verir. Alternatörün normal çalışması için frekans en az 50-60 Hz olmalıdır. Endüstriyel transformatörler, verilen bir frekansın alternatif akımını kolayca dönüştürür.
Bugün, prensip olarak, birçok kilohertz'e elektrik enerjisi iletim frekansını arttırmak ve böylece güç iletim hatlarındaki iletken malzemelerinden tasarruf etmek mümkündür, ancak altyapı 50 Hz'lik akım frekansına özel olarak uyarlanmış olarak kalır, başlangıçta dünya çapında tasarlanmıştır, nükleer enerji santrallerindeki jeneratörler aynı şekilde döner 3000 rpm hızında hala aynı kutuplara sahipler. Bu nedenle, enerji üretimi, iletimi ve dağıtım sistemlerinin değiştirilmesi uzak bir geleceğe bağlıdır. Bu yüzden 220 volt 50 hertz şimdiye kadar standardımız olmaya devam ediyor.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: