Существует мнение, что линии электропередач (ЛЭП) переменного тока с длиной порядка четверти длины волны (1500 км для 50 Гц) будут работать как антенны и сильно излучать и, как следствие , возрастают потери.
Это написано даже в Википедии - кладезь народной мудрости и примет))
Но это не так❗❗
Расчет очень сложен, по этой причине остановимся на принципиальных моментах, почему длинные ЛЭП не излучают:
У любого вибратора на конце должен быть узел тока (ток в любой момент времени отсутствует). Такое реализуется только для разомкнутой линии. (рис.2)
- В рабочий ЛЭП идет бегущая волна, а не стоячая.
- Вообще говоря, нужен полуволновой вибратор, а не четвертьволновой. У четвертьволнового вторая половинка - это"его отражение в земле". (рис 4). То есть, линия должна идти на 1500 км... в космос!)) (рис.1)
В ЛЭП идет не один провод, а два (или три). Но в любой момент времени суммарный ток по всем проводам равен нулю. Поэтому, так как расстояние между проводами много меньше четверти длины волны и почти всё излучение сосредоточено между проводами, реактивно и не вырывается наружу.
Понять это можно очень просто. Издалека (больше чем четверть длины волны = 1500 км ) вы видите не 2 или 3 провода, с разнонаправленными токами, а все они сливаются в один провод, по которому ток вообще не течёт в любой момент времени в любой точке. Нет тока - нет излучения.
- ЛЭП переменного тока в четверть длины волны это все равно, что полуволновой вибратор сложенный пополам. Концы торчат в одну сторону и работают в противофазе. Интуитивно понятно, что такая антенна не будет излучать!)) (рис.3)
- Даже если взять отдельную фазу, то ее отражение в земле будет иметь противоположный знак зарядов, которые движутся в ту же сторону. То есть, у каждой фазы есть виртуальная противофаза, что также гасит излучение, как описано в пункте 3.
- Более корректно излучение длинной ЛЭП сравнивать с излучением рамочной антенны.
Но, как известно, рамочные антенны имеют низкий КПД и небольшую эффективную высоту.
- Если полуволновой (четвертьволновой) вибратор имеет эффективную высоту пропорциональную длине волны, то длинные ЛЭП (четверть волны) имеют эффективную высоту не зависящую от длины волны и пропорциональную расстоянию между фазами, что в ~100 000 раз меньше.
- Но даже слабое излучение рамочной антенны дополнительно подавлено её отражением в земле.
Надеюсь эти соображения понятны и никто более не будет писать о потерях ЛЭП на излучение.
Если же кто-то не согласен, прошу предоставить расчеты мощности излучения для длиной ЛЭП))
И хотя данный недостаток у переменного тока отсутствует, у него есть множество других недостатков, которые позволяют линиям на постоянном токе сегодня вырваться вперед. Но об это уже в следующей статье.
☢ Алексей
__________________________
Подписывайтесь на канал, впереди много интересного
Ставьте 👍🏻 чтобы мои статьи были у вас в ленте
_________________________
Мои статьи на тему экономики ищите по тегу
#экономика_и_энергетика_беседка
