तीसरी रेल बनाम ओवरहेड केबल: जो बिजली की खपत के मामले में अधिक कुशल है?

Question

मुझे अच्छी तरह पता है कि कई अलग-अलग कारकों पर विचार किया जा सकता है, जैसे कि इंस्टॉलेशन / रखरखाव में आसानी, एसी से डीसी में रूपांतरण, पर्यावरण, दूरी, गति, मोड़ों की आवृत्ति, और आगे।

अब के लिए उन सभी को अलग करते हुए, मान लीजिए कि हम कुछ पहाड़ियों के साथ 10 मील लंबे प्रदर्शन ट्रैक का निर्माण करते हैं और रास्ते में मुड़ते हैं और तीसरी रेल और ओवरहेड केबल दोनों की विशेषता रखते हैं। आगे मान लीजिए कि हमारे पास दो ट्रेनें हैं (एक पैंटोग्राफ से लैस है, दूसरी संपर्क के जूते के साथ)। उनके पास एक समान वजन है और एक ही दर से तेजी और मंदी करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है, और एक ही गति से चलता है।

दस मील की दौड़ के अंत में किसने अधिक बिजली का उपभोग किया होगा?

बोनस प्रश्न: एक तीसरा रेल ओवरहेड तार की तुलना में बहुत व्यापक और मोटा है। क्या इस तरह से अधिक बिजली बर्बाद होती है?

Comments

क्या आप मानते हैं कि दोनों एक ही आपूर्ति वोल्टेज हैं?

— Ariser

@ क्रिस: मैं कुछ भी नहीं मान। आपूर्ति वोल्टेज को किसी भी तरह से पुनर्व्यवस्थित करें, किसी भी तरह के ट्रिक का उपयोग करें, जिसके बारे में आप सोच सकते हैं, मज़े के स्कैड हैं, मुझे आप सभी का मजाक उड़ाएं, लेकिन कृपया अपनी बिजली कंपनी के उपयोग के लिए कहीं न कहीं एक मीटर लगा दें, उचित समय पर उचित रीडिंग करें , दो बिलों का प्रिंट आउट लें, और मुझे बताएं कि कौन सा बड़ा है।

— रिकी

दिलचस्प। मेरा आंत सोचा है कि अधिक कुशल है ... लेकिन मैं कोई इलेक्ट्रिकल इंजीनियर नहीं हूँ।

— ग्रैफ्रेजी

मुझे लगता है कि किसी भी बिजली के अंतर अन्य सभी विचारों की तुलना में बहुत कम होंगे। क्या आप वास्तव में विद्युत विशेषताओं की परवाह करते हैं या क्या आप सोच रहे हैं कि विद्युत अंतर मुख्य निर्णायक बिंदु हैं?

— hazzey

तीसरा रेल अधिक कुशल होगा, जैसा कि उत्तर कहता है, उसी वोल्टेज पर । हालांकि ओवरहेड केबल को छूने या उन पर कदम रखने के लिए कठिन होता है ... वे अक्सर बहुत अधिक वोल्टेज (जैसे 600v के बजाय 25kv) होते हैं और इससे उच्च दक्षता प्राप्त होती है।

— ब्रायन ड्रमड

Answer 1

आपका "बोनस प्रश्न" यहाँ उत्तर रखता है। यह मानते हुए कि दो ट्रेनें पूरी तरह से समान हैं, और यह कि बिजली की खपत समान है (जो, यदि आपके पास समान वजन, मोटर और आकार है, तो यह होगा), आप ट्रांसमिशन हानि के लिए नीचे हैं।

एक चालक का प्रतिरोध R = L * Rho / A है। L = लंबाई Rho = प्रतिरोधकता (भौतिक संपत्ति) A = पार अनुभागीय क्षेत्र

यह मानते हुए कि एल दोनों प्रणालियों के लिए समान है, यह क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के लिए नीचे आता है। रेल बड़ी है, इसलिए ट्रेन को बिजली स्थानांतरित करने में कम शक्ति खो जाती है।

पी = मैं ^ 2 * आर

पी = शक्ति, मैं = वर्तमान, आर = प्रतिरोध (ऊपर से)

तो, ट्रेन को करंट ट्रांसफर करने के कृत्य में, शक्ति खो जाती है। और वास्तव में ट्रेन को स्थानांतरित करने की तुलना में लाइनों / रेल में खो जाता है, और क्योंकि रेल में प्रतिरोध कम होता है, वे कम बिजली बर्बाद करते हैं।

नोट: आमतौर पर, जब ओवरहेड लाइनों का उपयोग बिजली गाड़ियों के लिए किया जाता है, तो यह सुरक्षा चिंताओं के कारण होता है। यदि लोग आस-पास हैं, और संभावित रूप से रेल पर चल सकते हैं, जैसे कि ऊपर-जमीन, सड़क के स्तर ("ट्रॉली") ट्रेन पर, रेल पर कदम रखते समय उन्हें इलेक्ट्रोक्यूट नहीं करना बहुत मायने रखता है।

Comments

या तो ओवरहेड बिजली लाइनों, या पटरियों। उन दोनों को "ट्रांसमिशन लाइन" माना जा सकता है जो ट्रेनों में जाती है।

— स्टैक ट्रेसर

इसके अलावा, ओवरहेड बनाम रेल की सुरक्षा के बारे में उपरोक्त उत्तर के अपडेट देखें।

— स्टैक ट्रेसर

हां, वह कह रहा है कि तीसरी रेल कम नुकसान के साथ ट्रेन को बिजली वितरित करेगी। जिस तरह से मुझे हमेशा याद रहता है कि विद्युत संचरण प्रतिरोध द्रव प्रवाह के अनुरूप है (शायद ऐसा इसलिए है क्योंकि मैं एक MechE हूं।) जैसे-जैसे पाइप छोटे और लंबे होते जाते हैं, उनके माध्यम से द्रव को धकेलना कठिन होता है, और आप अधिक ऊर्जा (दबाव) खो देते हैं। ऐसा करने से। तारों में विद्युत प्रवाह के साथ एक ही बात।

— ट्रेवर आर्चीबाल्ड

@ रेकी, हाँ। वह सही है।

— स्टैक ट्रेसर

यह मानता है कि दोनों एक ही सामग्री से बने हैं। ओवरहेड आपूर्ति के मामले में, आपके पास आमतौर पर एक स्टील संपर्क केबल होता है जो तांबे या एल्यूमीनियम आपूर्ति केबल से जुड़ा होता है, इसलिए यह मानने का कोई कारण नहीं है कि दोनों के बीच संचरण हानि काफी भिन्न होगी।

— क्रिस जॉन्स