Όταν μιλάμε για ηλεκτρική ενέργεια, σύντομα φοβόμαστε λίγο, γιατί μας έρχεται στο μυαλό η ηλεκτροπληξία. Αλλά αν σταματήσουμε να σκεφτούμε... πώς φτάνει το ρεύμα στα σπίτια μας; Φτάνει μέσω γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Μπορούμε να υπολογίσουμε την απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της ισχύος που διαχέεται στα καλώδια με την ακόλουθη έκφραση:
P = R.i2
Στην παραπάνω έκφραση πρέπει R και το ηλεκτρική αντίσταση του ίδιου του νήματος και Εγώ και το ηλεκτρικό ρεύμα που το περνάει. Σύμφωνα με την έκφραση, όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του ηλεκτρικού ρεύματος που θέλουμε να μεταφέρουμε, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ενέργειας μέσω της απαγωγής ενέργειας στα καλώδια. Επομένως, είναι πιο συμφέρουσα η μεταφορά σε πολύ υψηλές τάσεις με χαμηλότερα ρεύματα.
Όπως οι γραμμές μεταφοράς του υδροηλεκτρικού σταθμού Itaipu, οι γραμμές μεταφοράς μπορούν να λειτουργούν με τάσεις έως και 750 kV.
Οι πύργοι μετάδοσης πρέπει να υποστηρίζουν καλώδια με τάσεις εκατοντάδων kV.
Σαν P = R.i2, πρέπει: για να έχουμε λιγότερες απώλειες ενέργειας μέσω της διασποράς στα καλώδια, πρέπει να κρατάμε το ηλεκτρικό ρεύμα και την αντίσταση των συρμάτων πολύ μικρή. Πρέπει επίσης να δώσουμε προσοχή στο γεγονός ότι η ηλεκτρική αντίσταση των συρμάτων είναι ανάλογη με το μήκος τους και αντιστρόφως ανάλογη με το εμβαδόν της διατομής τους. Έτσι, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν παχύτερα καλώδια για τη μείωση της απώλειας ενέργειας, γεγονός που που δεν συμβαίνει λόγω του υψηλού κόστους αλλά και της μεγάλης ποσότητας υλικού που θα ήταν μεταχειρισμένος.
Όπως γνωρίζουμε, η τάση λειτουργίας αυτών των γραμμών μεταφοράς είναι πολύ υψηλή, επομένως πρέπει να είναι καλά μονωμένο, έτσι ώστε να μην υπάρχουν βραχυκυκλώματα ή ακόμη και ηλεκτρικές εκκενώσεις μεταξύ του εδάφους και του γραμμές. Για το λόγο αυτό, βλέπουμε ότι οι πύργοι στήριξης σύρματος είναι αρκετά ψηλοί και φαρδιοί. Τα καλώδια πρέπει να στερεώνονται σε μονωτήρες (γυαλί ή πορσελάνη) πολύ μακρύ, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Γενικά, αυτοί οι μονωτές έχουν σχήμα «ακορντεόν» για να αυξήσουν την ηλεκτρική διαδρομή μεταξύ των άκρων τους. Με αυτόν τον τρόπο, η βρωμιά (που μπορεί να εναποτεθεί) και το νερό της βροχής δεν παράγουν χαμηλό δρόμο αντίσταση, η οποία θα μπορούσε να προκαλέσει ηλεκτρικές εκκενώσεις μεταξύ του καλωδίου υψηλής τάσης και του πύργου που είναι γειωμένος.
Γυάλινοι μονωτές που χρησιμοποιούνται για τη μόνωση κυκλωμάτων υψηλής τάσης.
Του Domitiano Marques
Πτυχιούχος Φυσικής
Σχολική ομάδα Βραζιλίας
Ηλεκτρομαγνητισμός - Η φυσικη - Σχολή Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transmissao-energia-eletrica.htm