ÚBYTEK

NAPĚTÍ NA VEDENÍ

ÚBYTEK

NAPĚTÍ NA VEDENÍ

rozně t Rozhodli jsme se pro elektrický roznět. Musíme si však nejprve vybudovat základ. Tím základem je zde roznětnice, která nám umožňuje vyžhavení odporového vlákna (tzv. palník), které zažehne třaskavinu. K odpalu se nejčastěji používá buďto klasického zvonkového drátu, nebo dvojlinky. Čím je menší průřez vodiče (drátu), tím je

větší úbytek napětí

použít drát s na vedení. Jelikož pracovní napětí je pouze 12V, je lepší

větším průřezem.

Mezikontinentální pod oceánský kabelový spoj

První byl mezi Kanadou a Irskem zprovozněn na pouhých 26 dní v roce 1858

měděným

vedením. Dosažená rychlost byla 25 slov za hodinu. Spoj byl obnoven v roce 1866, kdy byla rychlost již 8 slov za minutu. Spojení bylo komerční a jeho cena se pohybovala kolem 100 USD za 20 slov.

Výrazný pokrok přinesly až kabely nové generace s elektronickými zesilovači používající

frekvenční multiplex.

Kabel TAT-1 (Transatlantik No. 1), spuštěný roku 1956 měl kapacitu 36 nezávislých hovorů najednou.

Poslední měděný

transatlantický kabel TAT-7 položený na dno v roce 1978 disponoval kapacitou 4000 telefonních kanálů, která byla zvýšená až na 10 500 kanálů.

Největší výzvou však stále zůstával Atlantik

Největší výzvou však stále zůstával Atlantik, oddělující Evropu od bouřlivě se vyvíjejících Spojených států. Roku 1857 se konečně podařilo dvěma lodím plujícím proti sobě ze Starého a Nového světa kabelem překlenout téměř 3000 km (1600 mil) mezi Irskem a New Foundlandem a krátce nato tak mohla britská královna Viktorie gratulovat americkému prezidentovi Buchananovi k uvedení do úřadu. Úspěch ale dlouho nevydržel, spojení se po několika týdnech přerušilo.

Odborníci se ale nevzdali. Rozhodli se však, že kabel musí být pokládán v jednom kuse. Na světě v té době existovala jen jediná loď, schopná něčeho takového, tedy pojmout izolovaný drát dlouhý několik tisíc kilometrů. Obří britský parník Great Eastern, plavidlo, které technicky předběhlo dobu, však mělo pověst prokleté lodi, protože jeho stavbu i provoz provázela spousta nehod a bankrotů. Ani pokládání kabelu se neobešlo bez potíží, když někdo, zřejmě s úmyslem sabotovat projekt, kabel poškodil. Později se kabel dokonce i přetrhl. Celý podnik se proto podařilo dokončit teprve roku 1867. Po více než sto letech byl odborníky označen za "projekt Apollo 19. století", neboť šlo bez nadsázky o přelomový moment nové éry. Následovaly další transoceánské

kabely a brzy byla celá planeta opředena kabelovou pavoučí sítí.

Úbytek napětí na vedení

Ukažme-si, jak se bude chovat el. vedení, kterým je ke zdroji el. energie připojen spotřebič: Zdroj napětí Uz el. vedení Spotřebič

Úbytek napětí na vedení

Co se v takovémto obvodu děje?

1. Obvodem protéká proud I 3. Tento úbytek způsobí na spotřebiči snížené napětí

Zdroj napětí Uz

2. Tento proud vyvolává na vedení úbytek napětí dle Ohmova zákna

Spotřebič

Úbytek napětí na vedení

Vyjádřeme si tento proces matematicky:

odpor vedení: (nezapomeňme vynásobit 2x)

R v

  2

l S

proud procházející obvodem:

I



R v U zdroje



R spotřebiče

Úbytek napětí na vedení

Vyjádřeme si tento proces matematicky:

napětí na spotřebiči:

U spotřebiče



I

*

R spotřebiče

proud procházející obvodem:

U spotřebiče



R spotřebiče R spotřebiče



R v

*

U zdroje

ve vztahu je zlomek vždy <1, proto i napětí na spotřebiči bude menší než napětí zdroje

Úbytek napětí na vedení

Vyjádřeme si tento proces matematicky:

rozdíl napětí si označme jako úbytek napětí: 

U



U zdroje



U spotřebiče



R v

*

I

tento úbytek se často vyjadřuj také v procentech: 

u

%  

U U zdroje

* 100 například může být požadavek na max. úbytek napětí 5%

Proč se k dálkovému přenosu elektrické energie používá co nejvyšší napětí?

Důvodem je snížení ztrát při přenosu. I nejlepší vodiče kladou elektrickému proudu odpor R, průchodem proudu se vodič zahřívá a část elektrické energie se mění na teplo. Velikost tepelných ztrát Q závisí nejen na odporu vodiče, ale především na druhé mocnině procházejícího proud (dvakrát větší proud způsobí čtyřikrát větší ztráty!): Q = R.I

2 .t

. Výkon elektrického proudu se určí ze vztahu P = U.I

. Máme-li například přenést výkon 10 000 W, můžeme použít malé napětí 10 V, ovšem vodičem bude procházet velký proud 1000 A. Jestliže však použijeme pro přenos napětí 10 000 V, bude vodičem procházet proud jen 1 A a tepelné ztráty klesnou milionkrát!.

Ekonomičtější je proto používat k přenosu na větší vzdálenosti co nejvyšší napětí, aby procházel co nejnižší proud. Teprve před místem spotřeby se napětí transformuje na

poměrně bezpečnou hodnotu 230 V a 400 V.

Distribuční síť

V transformační stanici se velmi vysoké napětí obcích a městských čtvrtích. Do našich

transformuje

na vysoké napětí 110 kV, část elektrické energie se přivádí do velkých podniků těžkého průmyslu a do měníren zajišťujících napájení elektrifikovaných železničních tratí. Zbývající část se distribuuje k dalším spotřebitelům (lehký průmysl, města, obce), kde se transformuje na napětí 22 kV. K poslední transformaci na nízké napětí 230V a 400 V dochází v samotných podnicích,

domácností

tak přichází elektrický proud nízkého napětí, který rozsvítí žárovku nebo pohání elektromotor vysavače.

Vybíjení sady NiCd

7x 2000mAh proudem 2A.

Úbytek napětí na vedení

Spotřebič o odporu 100Ω je připojen měděným vedením o průřezu 1,5mm2 a délce 50m na zdroj stejnosměrného napětí 110V. Vypočtěte procentní úbytek napětí na konci vedení.

Rv

  * 2

l S

 0 , 0178 * 100 1 , 5  1 , 187  

u

% 

I



R U z



R v

 110 11 , 187  9 , 83

A



U

* 100 

U z

9 , 83 * 1 , 187 * 100 110  10 , 6 %