6. Законы Ома

Напряжение U на шинах электростанции равно 6,6 кВ. Потребитель находится на расстоянии l=10 км. Определить площадь S сечения медного провода, который следует взять для устройства двухпроводной линии передачи, если сила тока I в линии равна 20 А и потери напряжения в проводах не должны превышать 3%.

Для решения задачи воспользуемся законом Ома для двухпроводной линии передачи:

U = 2 * R * l * I / S,

где U - напряжение на линии, R - удельное сопротивление медного провода, l - расстояние между шинами, I - сила тока в линии, S - площадь сечения медного провода.

Выразим удельное сопротивление медного провода:

R = U * S / (2 * l * I)

Максимальные потери напряжения в линии составят 3% от напряжения на линии:

U_loss = 0.03 * U = 0.03 * 6.6 кВ = 198 В

Тогда максимальное сопротивление линии:

R_max = U_loss / I = 198 В / 20 А = 9.9 Ом

Так как сопротивление медного провода зависит от его длины и площади сечения, то выберем медный провод с наименьшим удельным сопротивлением, чтобы обеспечить максимально возможную площадь сечения и минимальные потери напряжения в линии.

Удельное сопротивление меди при комнатной температуре составляет примерно 0.017 Ом * мм2 / м, поэтому:

S = U * 2 * l * I / (0.017 * 10 км * 2) = 6.6 кВ * 20 А * 20 км / (0.017 * 10 км * 2) = 388,2 мм2

Ответ: необходимо взять медный провод с площадью сечения 388,2 мм2.