Меню

Почему телефонные провода не рекомендуется размещать рядом с проводами переменного тока

Почему гудят высоковольтные провода? Причины, фото и видео — «Как и Почему»

Содержание

  1. Причины звуков ЛЭП
  2. Звук издает воздух
  3. Вибрация жил
  4. Резонанс механической системы
  5. Вибрация в магнитном поле Земли
  6. Почему гудят высоковольтные провода – интересное видео

Пребывая около высоковольтных линий электропередач, можно услышать гудящий звук. Почему наблюдается такой эффект? Дать ответ на этот вопрос не просто, ведь для объяснения фиксируемого эффекта можно использовать целых четыре гипотезы.

Причины звуков ЛЭП

Звук издает воздух

Чаще всего приводят концепцию коронного разряда. Она заключается в том, что около провода ЛЭП электризуется воздух переменным электрическим полем. Вследствие этого разгоняются свободные электроны. Уже они ионизируют молекулы воздуха, приводя к возникновению коронного разряда. Частота его появления составляет около сотни раз в секунду! Именно столько раз он загорается и гаснет около провода.

При этом нагревается и остывает, расширяется и сжимается воздух, пребывающий в непосредственной близости. В результате этого получается звуковая волна, которая человеческим ухом воспринимается как гудение провода. Единственное что мешает её безоговорочно принять – коронный разряд сопровождается слабым свечением, которое не наблюдается (возможно, его просто не видно).

Вибрация жил

Следующая гипотеза опирается на вибрацию жил. Она гласит, что переменный ток, у которого частота составляет 50 Гц, может создавать переменное магнитное поле. Оно влияет на отдельные жилы в проводах (особенно это относится к стальным маркам), вынуждая их вибрировать, соударяя их друг с другом. В результате этого и создаётся характерный шум.

На этом гипотеза не заканчивается. В случае с ЛЭП необходимо учитывать, что рядом расположены провода разных фаз. Их токи пребывают в соседних магнитных полях и, как гласит закон Ампера, наблюдается взаимное действие силы. Частота изменений полей составляет 100 Гц. Поэтому, при вибрации проводов с учетом соседних магнитных полей и можно услышать звук около высоковольтных проводов.

Резонанс механической системы

Кроме рассмотренных выше ответов есть и не такие популярные объяснения звуков вблизи ЛЭП. Из них будет рассмотрено две наиболее вероятные и не лишенные смысла гипотезы. Ещё одной потенциальной причиной гудения называю обычно незаметное явление – резонанс механической системы. Колебания с частотой 50/100 Гц передаются на опору.

При совпадении ряда условий она может входить в резонанс и начинает издавать звук. На его громкость, а также резонансную частоту влияет диаметр, высота и плотность материала опоры. Дополнительно имеют значение длина и сечение провода. И последний важный параметр – сила натяжения. Есть попадание в резонанс по совокупности факторов, значит, будет слышен шум. И наоборот.

Вибрация в магнитном поле Земли

И последняя рассматриваемая гипотеза во краю угла ставит вибрацию в магнитном поле Земли. Поскольку провода пребывают в состоянии вибрации с частотой 100 Гц, то это значит, что они подпадают под действие переменной поперечной силы, связанной с протекающим током в проводах, его направлением и величиной.

Гипотетически на высоковольтные провода влияет внешнее магнитное поле, которое охватывает всю Землю. Это предположение имеет под собой значительно более серьезную основу, чем может показаться на первый взгляд. Токи, протекающие в высоковольтных проводах, могут достигать амплитуды в несколько сотен Ампер.

При этом протяженность линий электропередач… очень немаленькая. И магнитное поле Земли, несмотря на относительно небольшой показатель (в средней полосе Российской Федерации его индукция колеблется около 50 микротесл), действует по всей планете. Оно обладает горизонтальной и вертикальной составляющей. Вот вторая компонента и позволяет им пересекать ЛЭП, вступая во взаимодействие и сопровождая этот процесс слышимым звуком.

Чтобы понять суть описываемого процесса, каждый желающий может провести небольшой эксперимент. Необходимо взять автомобильный аккумулятор и акустический гибкий провод с сечением 25 квадратных миллиметров, длина которого будет хотя бы 2 метра. Стоит присоединить его на миг к клеммам аккумулятора и провод подпрыгнет. Это будет импульс силы Ампера, которая подействовала на провод с током в магнитном поле Земли (или в своём собственном, точного ответа нет).

Читайте также:  Линейный ток это ток протекающий по линейному проводу

Давайте подытожим всё вышесказанное. Точного ответа на вопрос, почему гудят высоковольтные провода нет. Есть ряд гипотез, среди которых наиболее популярными и признанными являются предположения о коронном разряде и вибрации жил проводов благодаря грамотному научному обоснованию. Возможно, в будущем, когда исследователи разберутся в сути процесса, эти гипотезы будут объединены в одной теории как взаимодополняющие друг друга.

Источник



Правила совместной прокладки слаботочных и электрических кабелей в структурированных кабельных системах

Ни в российском ГОСТ Р 53246-2008, ни в американском TIA/EIA-568B, ни в международном ISO 11801 стандартах на структурированные кабельные системы нет никаких данных о том, как правильно осуществлять совместную прокладку витой пары и электрических кабелей. Какими стандартами руководствуются специалисты, прокладывающие кабельные магистрали?
Ранее таблицу с расстояниями, допустимыми для совместной прокладки кабелей при различных мощностях и экранах, можно было найти в приложении к TIA/EIA-569, но из обновленной версии этого стандарта ее исключили по причине недостаточно хорошего понимания экспертами этой проблемы.
Именно поэтому ссылаться на подобную таблицу не имеет фактически никакого смысла, так как приведенные там данные могут не полностью соответствовать действительности.
Исходя из опыта многих специалистов по СКС, приведем несколько рекомендаций по монтажу и проектированию, которых следует придерживаться всем желающим провести подобные работы.
1) Для того чтобы снизить уровень воздействия внешнего поля на кабель, рекомендуется применять экранированную витую пару, либо заключать ее в металлическую трубу.
2) Необходимо всегда устанавливать перегородку между электрическим кабелем и слаботочным, так как в противном случае они довольно скоро выйдут из строя. Кроме того, при условии несоблюдения этого правила существенно возрастает риск возникновения пожара.
3) При прокладке в коридорах следует разделять электрические и слаботочные кабели по разным каналам, по противоположным стенам.
4) Желательно располагать оборудование, распределяющее и потребляющее электрическую мощность, как можно дальше от электрического кабеля. Это снизит негативное воздействие на витую пару.
5) Если необходимо пересечь слаботочный и электрический кабель, следует сделать это перпендикулярно.
Для самостоятельной разводки кабельных трасс в доме или в малом офисе этих рекомендаций вполне достаточно. При осуществлении проектных работ с утверждением проекта в контролирующих организациях можно пользоваться следующими нормативами:
• В одном кабелепроводе допускается прокладка электрических кабелей и витых пар только в секциях со сплошными продольными перегородками, имеющими огнестойкость 0,25 ч. и более, и сделанными из несгораемого материала. При этом электрическая мощность не должна превышать 5 кВ, а расстояние рабочей зоны — 15 метров.
• Параллельная прокладка электрических и слаботочных кабелей допускается, только когда расстояние между ними составляет не менее 50 миллиметров, и при этом они находятся в разных кабелепроводах либо в отдельных секциях. Напряженность поля не должна превышать 3 В/м, в противном случае необходимо еще сильнее отдалить друг от друга два кабеля либо каким-то образом устранить электромагнитные помехи.
• Для неэкранированных витых пар расстояние от люминесцентных ламп и прочих устройств с разрядниками, находящихся под высоким напряжением, должно составлять 125 миллиметров либо больше.
• Следует прокладывать неэкранированные витые пары как можно дальше от источника электромагнитных помех, создающего поле напряженностью более 3 В/м. Минимальное расстояние в этом случае — 1,5 метра.
• Аналогичное правило действует и на распределительные устройства, содержащие в своей конструкции заделанные неэкранированные витые пары. Разница лишь в том, что в случае со сложными приборами расстояние увеличится до трех метров.
Практический опыт показывает, что соблюдение этих норм позволяет не только защитить сеть от электромагнитных наводок, но и подтвердить соответствие правилам безопасности в проверяющих инстанциях.

Читайте также:  Лучший провод для соединения колонок

Источник

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1794. Магнит входит в центр замкнутой рамки. Что при этом будет происходить в рамке, если она сделана из:
а) пластика,
б) железа?

1795. К неподвижному железному кольцу приближают магнит так, как показано на рисунке 252. Найдите направление индукционного тока в кольце. Что нужно сделать, чтобы индукционный ток стал противоположного направления?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1796. С некоторой высоты свободно падает намагниченный стальной стержень. При своем движении он проходит сквозь отверстие в катушке с проволокой, и, выходя из нее, продолжает падение. Опишите изменения в движении стержня.

1797. На рисунке 253 изображена установка, в которой груз при падении вращает машину, дающую электрический ток. Этим током можно питать несколько небольших лампочек, включенных параллельно. Когда лампочки все выключены, то груз, вращая машину, быстро падает вниз. Включая в цепь машины по одной лампочке, можно заметить, что при каждом включении новой лампочки скорость падения груза уменьшается. Объясните это явление.
Если в школе имеется возможность, соберите такую установку и проделайте с ней опыт.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1798. На рисунке 254 изображено сечение проводника, расположенного перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (проводник замкнут). Стрелкой показано направление движения проводника. Пользуясь правилом правой руки, определите направление индукционного тока в нем и докажите на этом случае индукции, что правило правой руки непосредственно вытекает из закона Ленца.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1799. На рисунке 255 изображены два проводника АВ и СD. Проводник АВ включен в цепь источника тока, концы же проводника CD присоединены к гальванометру. При замыкании и размыкании цепи проводника АВ в проводнике CD возникает индукционный ток. Пользуясь законом Ленца, определите в каждом отдельном случае направление индукционного тока в проводнике CD.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1800. Что происходит с незакрепленным металлическим кольцом, когда внутрь его вдвигают магнит северным полюсом (см. рис 252)?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1801. В однородное магнитное поле помещена проволочная рамка (рис. 256). Будет ли возникать индукционный ток в рамке, если ее:
а) перемещать поступательно;
б) вращать вокруг любой оси, параллельной магнитному полю;
в) вращать вокруг любой оси, перпендикулярной магнитному полю?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1802. Рама грузовика представляет собой замкнутый контур. Будет ли в ней возникать индукционный ток при движении машины?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор


1803. Чтобы обнаружить индукционный ток, используют замкнутый проводник, но не в виде одного витка провода, а в виде катушки. Почему катушка лучше?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1804. Можно ли получить индукционный ток на установке, изображенной на рисунке 257, не двигая магнит и навитый на него провод?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1805. Имея лишь катушку проволоки и постоянный магнит, как добиться, чтобы стрелка амперметра двигалась?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1806*. В какой момент может искрить комнатный выключатель света: при включении или при выключении? Почему?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1807*. Предохранители в аудио- и видеоаппаратуре перегорают обычно не во время работы, а при включении или выключении. Объясните явление.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1808*. Чем объясняется, что при включении электромагнита в цепь ток устанавливается не сразу, а некоторое время испытывает колебания?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1809*. В момент замыкания цепи энергия источника тока затрачивается не только на преодоление сопротивления цепи. На что еще затрачивается энергия?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1810*. Если водитель трамвая выключит электродвигатель и ток будет идти только через лампы освещения, искры, возникающие в месте контакта трамвайной дуги и провода, значительно уменьшатся. Почему?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1811*. Для устойчивого горения дуги при электросварке применяют стабилизатор — катушку со стальным сердечником. Ее включают последовательно с дугой. Почему стабилизатор помогает?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1812*. Для подачи переменного тока на предприятия и в жилые дома можно использовать подземный кабель, но категорически не разрешается прокладывать его вблизи газовых, водопроводных и канализационных труб, а также вблизи труб отопления. Почему?

Читайте также:  Герметичные разветвители с винтовым монтажом проводов

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1813*. Почему телефонные провода не рекомендуется размещать рядом с проводами переменного тока?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1814. На старых кораблях компасы обязательно устанавливались на массивных медных основаниях. Для чего это делалось?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1815*. Почему сердечник трансформатора делают не из сплошного железа, а из листового, причем отдельные листы изолированы друг от друга?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1816. При передаче электрической энергии на большие расстояния используется ток высокого напряжения. Почему?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1817. Районная станция, находящаяся на расстоянии 130 км от Москвы, подает в Москву ток мощностью в 48 ООО кВт. Какова должна быть сила тока для передачи энергии этой мощности при напряжении в 110 В и в 115 000 В?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1818. На рисунке 258 изображена схема индукционной электроплавильной печи, представляющей собой трансформатор, в котором первичная обмотка 2 состоит из нескольких витков провода. Вместо вторичной обмотки на сердечник трансформатора 1 надет кольцевой тигель 3 с металлом 4. При пропускании тока в первичной катушке сила тока, получаемая в тигле, достигает такой величины, что теплота, развиваемая этим током, расплавляет металл. а) Рассчитайте, какое количество теплоты получает металл в каждую секунду, если в первичную обмотку подводится ток мощностью в 100 кВт и коэффициент полезного действия всей установки 80%. б) Рассчитайте силу тока, протекающего по вторичной обмотке, если число витков первичной обмотки 500, а подводимое к ней напряжение 2000 В.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1819. В медицине для лечения применяется большой соленоид из 12-20 витков. Внутрь него помещается, например, больная рука пациента. По соленоиду пропускают ток высокой частоты, и рука прогревается. За счет чего выделяется тепло?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1820*. Рамку вращают по часовой стрелке в магнитном поле (рис. 259). Каково направление тока в ней?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1821. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка понижающего трансформатора (рис. 260), первичная обмотка которого имеет 1200 витков, если напряжение должно быть понижено от 120 В до 4 В?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1822. Первичная обмотка трансформатора, включенная в сеть 110 В, имеет 550 витков. Какое число витков должна иметь вторичная обмотка, если необходимо получить 440 В?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1823. Катушки трансформатора имеют: первичная — 1200 витков, вторичная — 6000 витков. Какое напряжение получим на клеммах вторичной обмотки, если на клеммы первичной подаем напряжение 80 В?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1824. Каково должно быть напряжение для передачи мощности в 1000 кВт током в 100 А?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1825. Почему при передаче электрической энергии на большие расстояния экономнее пользоваться током высокого напряжения?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1826. Мощность в 500 кВт передают при помощи трансформатора, причем после трансформатора идет ток уже 50 А. Рассчитайте, каково напряжение на клеммах первичной и вторичной обмоток (при отсутствии потерь), если отношение числа витков первичной и вторичной обмоток 1 :100.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1827. Изменится ли соотношение между напряжениями на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора, если железный сердечник вынуть или если вместо него вставить медный?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1828. Что изменится в трансформаторе, если его железный сердечник заменить алюминиевым?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор
1829. Трансформатор, коэффициент полезного действия которого 96%, используется для передачи энергии мощностью в 25 кВт с генератора, напряжение на зажимах которого 500 В. Сколько киловатт будет действительно переда¬но по линии, если число витков в первичной и вторичной обмотках 500 и 1000 соответственно, а сопротивление линии 3 Ом?

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Трансформатор

1830. Первичная обмотка трансформатора имеет 500 витков, а вторичная — 5000. Напряжение на первичной обмотке — 220 В. Каково будет напряжение на вторичной? Какова будет сила тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора, если по линии передавать энергию мощностью в 11 кВт?

Источник