В современном мире, в каком бы населенном пункте каждый из нас не находился, мы имеем прекрасную возможность использования электроприборов.

Возможность просто подойти к розетке, вставить штепсельную вилку какого-нибудь электроприбора, и вуаля, всё работает.

Но, как вы понимаете, такое счастье было не всегда.
Во времена, когда электроэнергетика находилась у своих истоков, питание потребителей и электрооборудования электрической энергией, возможно, было только в местах производства (выработки) последней. А о том, чтобы ее использовать для питания удаленных потребителей, не могло быть и речи.

Иполит Фонтен
Иполит Фонтен

Но, ровно до того момента, пока в 1873 году во время международной выставки в Вене французскому электрику И. Фонтену, при проведении демонстрации свойств обратимости электрических машин не понадобилось решить вопрос передачи электрической энергии на расстояние. Вопрос заключался в необходимости включения привода насоса декоративного искусственного водопада, находящегося на значительном удалении от источника электрической энергии (генератора). Фонтену ничего не оставалось, кроме как использовать провод, протяженность которого составила приблизительно 1000 метров, для соединения генератора с электродвигателем.
В итоге И. Фонтен решил конкретную практическую задачу по передаче электрической энергии на расстояние. Хотя в последующем, он придерживался мнения о том, что данный вид передачи, не является экономически целесообразным.

И с ним можно было бы согласиться, но только если не учитывать закон Джоуля — Ленца.

Дело в том, что в передаче электрической энергии по проводам присутствует один существенный недостаток, с которым мы просто вынуждены считаться — это потери электрической энергии.

Закон Джоуля — Ленца можно записать:
где:

р — потери электрической энергии; r — сопротивление провода; I — ток; Р — передаваемая мощность; ρ — удельное сопротивление материала провода; l — длина провода; U — напряжение; q — сечение провода.

Из данного выражения прекрасно видно, что величина потерь электрической энергии напрямую зависит от квадрата величины тока, или пропускаемой по проводнику мощности.

Это говорит о том, что чем больше пропускаемая мощность по проводу, тем больше возникающие в нем потери.

Так же, как вы успели уже заметить, величина потерь находится в прямой зависимости от материала провода и его протяженности.

Что касаемо материала проводника, то в настоящее время широкое применение получили провода и кабели, выполненные из меди, обладающей гораздо лучшими свойствами проводимости, по сравнению со сталью и алюминием.

И как сказал один ученый, медь — это лучшее, что дала в руки электротехников природа.

Возвращаясь к закону Джоуля — Ленца невозможно не упомянуть о тех параметрах, которые находятся в обратной зависимости от потерь, а значит, влияют на их снижение. Согласно формуле, в обратной зависимости находятся квадрат напряжение и сечение проводника, то есть, для передачи электроэнергии на большие расстояния при небольших потерях необходимо увеличивать напряжение и сечение провода.

От Aleksandr