Sut mae trawsnewidyddion yn gwneud dosbarthiad pŵer yn fwy effeithlon
Dyma'r peth: mae trydan mewn gwirionedd yn colli egni wrth iddo deithio trwy wifrau. Mae'r ceblau metel yn ymladd yn ôl gyda rhywbeth o'r enw gwrthiant - math o ffrithiant tebyg. Dychmygwch lithro ar draws carped yn eich sanau; mae'r llusgo hwnnw'n troi egni defnyddiol yn wres sy'n cael ei wastraffu. Pe baech yn ceisio gwthio trydan cartref arferol ar draws pellteroedd hir, byddech yn colli'r rhan fwyaf ohono fel gwres, a byddai'r gwifrau'n mynd yn beryglus o boeth.
Felly, sut mae cyfleustodau yn datrys hyn? Maen nhw'n crank up the "pressure" - yr hyn rydyn ni'n ei alw'n foltedd. Meddyliwch amdano fel dŵr mewn pibell: mae pwysedd uwch yn gadael i chi wthio'r un faint o ddŵr yn llawer pellach gyda llai o ymdrech. Dyna pam mae llinellau pŵer yn cludo trydan ar folteddau chwerthinllyd o uchel ar gyfer y pellter hir. Yna, cyn iddo gyrraedd eich cartref, mae trawsnewidyddion yn lleihau'r pwysau hwnnw i lefelau diogel fel nad yw'ch tostiwr yn ffrwydro.
Y -Trick Pwysedd Uchel: Pam Rydym yn Defnyddio 115,000 Folt ar gyfer Pellteroedd Hir
Nid yw anfon trydan o orsaf bŵer bell i'ch cymdogaeth yn syml. Wrth iddo deithio, mae gwrthiant yn troi llawer o'r egni hwnnw yn wres. Pe baem yn ei anfon ar foltedd cartref arferol (tua 120 folt), byddai dros 90% o'r pŵer yn cael ei golli fel gwres cyn iddo fynd yn agos at eich tref hyd yn oed.
Yr ateb clyfar? Rhowch hwb i'r foltedd ffordd i fyny - weithiau i 115,000 folt neu fwy - tra'n gollwng y ffordd bresennol i lawr. Gan mai cerrynt amseroedd foltedd yw pŵer yn y bôn, gallwch chi ddarparu'r un egni gyda llawer llai o "lif." Mae llai o gerrynt yn golygu llai o ffrithiant yn erbyn y gwifrau, felly mae llai o wres yn cael ei wastraffu. Nid yw'r arwyddion rhybudd "Foltedd Uchel" mawr hynny ar dyrau trawsyrru ar gyfer diogelwch yn unig - maent mewn gwirionedd yn ffordd graff o arbed ynni.
Wrth gwrs, ni allwch chi ffrwydro 115,000 folt yn syth i'ch tŷ. Dyna lle mae trawsnewidyddion yn dod i mewn. Maen nhw'n ymddwyn fel gêr beic ar gyfer trydan, gan symud rhwng foltedd uchel/cerrynt isel ar gyfer teithio a foltedd isel/cerrynt uwch i'w ddefnyddio go iawn - ac maen nhw'n ei wneud heb unrhyw rannau symudol.
Cam-Fyny yn erbyn Camu i Lawr-Lawr: Trading Amps for Volts
Llun yn reidio beic i fyny'r allt. Rydych chi'n symud gerau i fasnachu cyflymder i gael mwy o bŵer gwthio. Mae trawsnewidyddion yn gweithio ar syniad tebyg, ond yn lle cyflymder a torque, maen nhw'n masnachu llif trydanol (amps) am bwysau (foltiau).
Daw'r cyfan i lawr i nifer y dolenni gwifren yn y ddau coil y tu mewn. Mae mwy o ddolenni ar yr ochr allbwn yn golygu foltedd uwch (cam-i fyny). Mae llai o ddolenni yn golygu foltedd is (cam-i lawr). Mae'r "cymhareb gêr" syml honno'n gadael iddynt newid y foltedd yn effeithlon heb unrhyw rannau mecanyddol.
Dyma'n fras sut mae'r daith yn gweithio:
Yn y pwerdy: Cam-mae trawsnewidyddion camu i fyny yn rhoi hwb i'r foltedd ar gyfer y daith pellter hir.
Mewn is-orsafoedd mawr: Mae trawsnewidyddion mawr yn camu i lawr i lefelau canolig ar gyfer yr ardal leol.
Ar bolion cymdogaeth neu mewn blychau gwyrdd: Mae trawsnewidyddion llai yn ei ollwng un tro olaf i'r 120 neu 240 folt diogel sydd ei angen ar eich cartref.
Yn rhyfeddol, ychydig iawn o ynni y mae'r broses gyfan hon yn ei wastraffu. Mae trawsnewidyddion dosbarthu yn cael eu hadeiladu i fod yn hynod effeithlon.
Yr Ysgydiad Dwylo Anweledig: Sut Mae Cyfraith Faraday yn Ei Wneud Y cyfan yn Bosib
Felly sut mae pŵer yn neidio o un coil i'r llall pan nad yw'r gwifrau byth yn cyffwrdd mewn gwirionedd? Mae'r cyfan diolch i gyfraith sefydlu Faraday.
Pan fydd trydan yn llifo trwy'r coil cyntaf, mae'n creu maes magnetig cryf. Mae'r maes magnetig anweledig hwnnw'n ymestyn ar draws y bwlch ac yn achosi cerrynt newydd yn yr ail coil. Er mwyn sicrhau nad oes bron dim o'r egni yn mynd ar goll, mae'r ddau coil yn cael eu lapio o amgylch craidd haearn trwm sy'n gweithredu fel priffordd ar gyfer y magnetedd, gan ei arwain yn syth o un ochr i'r llall.
Mae'r gwahaniad corfforol hwn hefyd yn fonws diogelwch enfawr. Os bydd mellt yn taro'r llinellau pŵer, mae'r bwlch yn helpu i atal yr ymchwydd enfawr hwnnw rhag ffrio popeth yn eich tŷ.
Mae hyd yn oed eich gwefrydd gliniadur yn drawsnewidydd bach
Ydych chi erioed wedi sylwi ar y bloc bach trwm hwnnw ar linyn eich gliniadur? Dyna newidydd mini. Mae trydan cartref ar 120 folt yn dal yn ormod ar gyfer electroneg sensitif, felly mae'r "brics pŵer" hyn yn ei leihau ymhellach:
Allfa wal: 120 folt
Gliniadur: tua 19 folt
Ffôn clyfar: 5 folt fel arfer
Yn wahanol i'r rhai mawr ar bolion (sy'n aml yn cael eu llenwi ag olew ar gyfer oeri), mae'r gwefrwyr bach hyn yn sych -math- maen nhw'n defnyddio aer ac esgyll i gadw'n oer. Dyna pam maen nhw'n cynhesu pan fyddwch chi'n codi tâl am ychydig. Os gwrandewch yn astud, efallai y byddwch hyd yn oed yn clywed bwrlwm gwan. Dyna'r rhannau metel mewnol sy'n dirgrynu o'r meysydd magnetig cyfnewidiol.
Cadw Pethau'n Cŵl ac yn Effeithlon
Mae'r trawsnewidyddion anferth hynny ar bolion yn gorfod delio â llawer mwy o wres. Maen nhw wedi'u llenwi ag olew arbennig ac mae ganddyn nhw esgyll metel fel rheiddiadur car i helpu i wasgaru'r cynhesrwydd. Mae peirianwyr yn cyfrifo'n ofalus faint o lwyth y gall pob un ei drin fel nad ydyn nhw'n gorboethi, yn enwedig ar ddiwrnodau poeth yr haf pan fydd pawb yn rhedeg eu AC.
Diolch i'r holl beirianneg glyfar hon, gall trawsnewidyddion modern gyrraedd effeithlonrwydd o 98% neu uwch. Mae hynny'n golygu bod bron yr holl bŵer sy'n mynd i mewn yn cyrraedd eich allfeydd mewn gwirionedd.
Y Gwarcheidwaid Tawel yn Llunio Ein Dyfodol Ynni
Ar ddiwedd y dydd, trawsnewidyddion yw'r rheswm y gallwn symud trydan yn effeithlon dros bellteroedd hir heb wastraffu llawer iawn o ynni. Pan wthiodd Nikola Tesla am gerrynt eiledol yn ôl yn yr enwog "War of the Currents," roedd y dechnoleg hon yn rhan fawr o pam enillodd.
Heddiw, mae'r dyfeisiau tawel hyn hyd yn oed yn bwysicach. Drwy leihau colledion ynni, maent yn helpu i leihau ein hôl troed carbon a gwneud ffynonellau ynni adnewyddadwy yn fwy ymarferol.
Y tro nesaf y byddwch chi allan am dro, rhowch gynnig ar ychydig o "sbotio trawsnewidyddion." Chwiliwch am y silindrau llwyd ar bolion pren, y blychau gwyrdd ar y ddaear, neu'r is-orsafoedd mawr wedi'u ffensio. Maen nhw i gyd yn dawel bach yn gwneud yr un gwaith - yn cydbwyso foltedd a cherrynt fel y gallwch chi wefru'ch ffôn heb feddwl ddwywaith.
Mae'n syfrdanol{0}}wrth feddwl am y peth: dyfais wych o'r 19eg ganrif yw calon curiad ein grid pŵer yn yr 21ain ganrif o hyd.
