| σύντομη περιγραφή: Είναι το τρίτο μάθημα θεωρίας στην πρώτη κατηγορία μεταβατικών φαινομένων, που είναι τα πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα, και είναι το τελευταίο μάθημα θεωρίας στην κατηγορία των πολύ γρήγορων μεταβατικών φαινόμενων. Είναι το τρίτο μάθημα θεωρίας στην πρώτη κατηγορία μεταβατικών φαινόμενων, που είναι τα πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα, και είναι το τελευταίο μάθημα θεωρίας στην κατηγορία των πολύ γρήγορων μεταβατικών φαινόμενων. Γιατί αμέσως μετά θα ξεκινήσουμε με τα βραχυκυκλώματα, που είναι η δεύτερη κατηγορία. Σήμερα, για άλλη μια φορά, θα συνδέσουμε τα μεταβατικά φαινόμενα της πρώτης κατηγορίας στα πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα. Και σήμερα, μια που είναι το τελευταίο μάθημα, θα μιλήσουμε, όσο γίνεται, για το επίπεδο του μαθήματος και για το χρόνο που έχουμε, για κάποια πρακτικά προβλήματα που συμβαίνουν σε στήματα ελεκτικής ενέργειας και τα οποία συνδέονται με τα πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα. Το πρώτο από αυτά είναι το ότι, όπως όλοι ξέρουμε, οι γραμμές μεταφοράς στην πράξη έχουν πεπερασμένο μήκος. Δεν υπάρχει ούτε άπειρη γραμμή μεταφοράς, ούτε ή μία άπειρη γραμμή μεταφοράς. Όλες οι γραμμές έχουν ένα μήκος, το οποίο το γνωρίζουμε καλά από τα ΣΕ2. Έχουμε μάθει, μάλιστα, να δουλεύουμε με διαφορετικά ισοδύναμα κυκλώματα ανάλογα με το μήκος της γραμμής μεταφοράς. Ξέρουμε πόσο σημαντικός παράγοντας είναι το μήκος και ξέρουμε ότι δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα που να μην χαρακτηριστεί από το μήκος της απόστασης από την οποία θέλουμε να μεταφέρουμε μία ηλεκτική ισχύ από το άκρο αποστολή στο άκρο παραλαβή. Επομένως, το επόμενο βήμα που θέλω να δούμε είναι το τι συμβαίνει, όσον αφορά τα κυματικά φαινόμενα, μια γραμμή μεταφοράς έχει και από τις δύο πλευρές μία ασυνέχεια, δηλαδή μεταφράζω το γραμμή πεπερασμένου μήκους σε γραμμή με ασυνέχεια δεξιά και αριστερά, να ορίσουμε τι είναι αυτή η ασυνέχεια και να δούμε πώς αντιμετωπίζουμε αυτά τα προβλήματα στην πράξη. Επομένως, αυτό που θέλω να δούμε σαν πρώτο αντικείμενο σήμερα είναι οι πολλαπλές ανακλάσεις των ροδευών δοκιμάτων σε γραμμές μεταφοράς πεπερασμένου μήκους. Μια γραμμή μεταφοράς πεπερασμένου μήκους θα τη δούμε στην επόμενη διαφάνεια. Έχει ένα άκρο αριστερά, ας πούμε, το 1 και ένα άκρο δεξιά, ας πούμε, το 2. Σε αυτά τα δύο άκρα μπορούμε να ορίσουμε, σύμφωνα με αυτά που είδαμε στο προηγούμενο μάθημα, δύο συντελεστές ανάκλασης R1 και R2, αντίστοιχα, οι οποίοι προσδιορίζονται από τις σχηματικές εξισώσεις Ζ1 από αριστερά, Ζ2 από δεξιά από τα δύο σημεία ασυνέχειας της γραμμής και Ζ0 από την κυματική αντίσταση της γραμμής που έχει το οδεύον κύμα και θέλουμε να εξετάσουμε. Ας δούμε στο πάνω μέρος και μόνο αυτό προς το παρόν, αφήνουμε λίγο το κάτω για να μην προτρέχουμε με έννοιες που δεν γνωρίζουμε, ας δούμε στο πρώτο μέρος μια γραμμή μεταφοράς πεπερασμένου μήκους. Τι έχω μια γραμμή που ξεκινάει στο σημείο 1, η γραμμή αυτή τελειώνει στο σημείο 2, η γραμμή αυτή επειδή την γνωρίζω και την έχω σχεδιάσει, έχει γνωστή κυματική αντίσταση Ζ0, με αυτή τη σειρά λογικά θα αντιμετωπίζουμε και τα προβλήματα που έχουμε να λύσουμε ως ασκήσεις, τα στοιχεία που γνωρίζω κάποια μεγέθη, καταγράφω τα μεγέθη που γνωρίζω. Αριστερά υπάρχει ένας διακόπτης Δ, ο οποίος θα κλείσει για να προσωμιώσει την πτώση ενός κεραυνού πάνω στο σημείο 1 αυτής της γραμμής μεταφοράς. Τι κάνει στην πραγματικότητα στο ισοδυναμό κύκλωμα, κλείνει το κύκλωμα μεταξύ μιας πηγής συνεχούς τάσης, δε συνεχές, η οποία βρίσκεται πίσω από μια ομική αντίσταση ίση με Ζ1. Αυτό θα δούμε στη συνέχεια σε τι μπορεί να αντιστοιχιστεί. Προς το πάνω είναι ένα απλό κύκλωμα αυτό που βλέπουμε. Στο τέλος αυτού του πολύ απλού κυκλώματος υπάρχει μια άλλη δεύτερη ομική αντίσταση ίση με Ζ2. Αυτό τώρα που βλέπουμε είναι το ισοδύναμο κύκλωμα ενός πραγματικού προβλήματος, όπου η γραμμή 1-2 πραγματικά φανταστείτε ότι είναι ένα υπόγειο καλώδιο, συνδέεται από αριστερά με μια εναέρια γραμμή μεταφοράς και από δεξιά με μια άλλη εναέρια γραμμή μεταφοράς. Φανταστείτε ότι στην εναέρια γραμμή μεταφοράς που είναι αριστερά από το σημείο 1, πέφτει ένας κεραυνός ο οποίος έχει μέγιστη τάση Β σταθερό και φανταστείτε για να απλοποιήσουμε λίγο τα πράγματα ότι αυτός ο κεραυνός έχει άπειρη διάρκεια. Μετά θα δούμε για κύματα πεπερασμένης διάρκειας. Είναι πιο απλό να το αντιμετωπίσουμε ως ένα κύμα άπειρης διάρκειας. Το ισοδύναμο αυτό το οποίο θα πρέπει να κάνω από την αριστερή πλευρά είναι το 1 από τα 2 ισοδύναμο που είδαμε σε προηγούμενο μάθημα. Η μία άπειρη γραμμή μεταφοράς είναι η γραμμή που είναι από το 1 και αριστερά, γιατί δεν μας ενδιαφέρει πού αρχίζει, η οποία έχει αναοδεύον κύμα και έχει κυματική αντίσταση Ζ1, θα έχει κάποιο ισοδύναμο όπως το είδαμε μία πηγή τάσης διπλάση αυτής της τάσης του κύματος του κεραυνού. Δεν έχω κεραυνό για αυτό βάζω αφαίρεται μία τάση τώρα. Πίσω από μία ομική αντίσταση είναι η κυματική της γραμμής αυτής, έστω λοιπόν ότι αριστερά είναι η γραμμή με Ζ1 κυματική αντίσταση. Το ίδιο ισχύει η δεξιά. Η δεξιά όμως ακόμα δεν έχω τερματισμό της γραμμής, άρα το ισοδύναμο που ισχύει από εκεί και δεξιά είναι το πρώτο από τα δύο ισοδύναμο που είδαμε χθες, η μιάπηλη μιάπηλη γιατί αρχίζει από το δύο, δεν με ενδιαφέρει που τελειώνει, η μιάπηλη γραμμή μεταφοράς πώς την βλέπω ως ισοδύναμο κυκλωματικό με μία αντίσταση ίση με την κυματική της. Άρα το πάνω είναι ένα πολύ απλό ισοδύναμο κύκλωμα, το οποίο θα με βοηθήσει να προσδιορίσω και τις R1 και R2 σχέσεις για τους συντελεστές ανάκλασης στα αντίστοιχα άκρα της γραμμής. Αυτό είναι κάτι πάρα πολύ απλό, αλλά αρχίζει να γίνεται σύνθετο να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε τι θα συμβεί σε αυτό το κύμα του κεραυνού ή τι θα συμβεί σε αυτό το ισοδύναμο τώρα που είναι πιο απλό, όταν κλείσει το διακόπτη Β, τι θα συμβεί, ένας παλμός άπειρης διάρκειας αλλά πλάτους Β σταθερό, θα αρχίσει να οδεύει πάνω στην γραμμή 1-2, θα φτάσει στο τέλος αυτής της γραμμής σε χρόνο τάφ μικρό, ίσο με το χαρακτηριστικό χρόνο όδευσης της γραμμής, που είπαμε είναι το μήκος L της γραμμής, διά την ταχύτητα όδευσης Β πάνω σε αυτή τη γραμμή και όταν θα φτάσει σε εκείνο το σημείο Β, τότε θα συμβεί τι από αυτά που ξέρουμε. Έχω ένα συνδυαστή ανάκλαση σε εκείνο το σημείο, ένα μέρος αυτού του κύματος θα γυρίσει προς τα αριστερά και ένα υπόλοιπο μέρος αυτού του κύματος θα συνεχίσει να οδεύει προς τα δεξιά από το Β και προς το τέρμα της ημιάπειρων γραμμής από το Β και δεξιά. Δεν με ενδιαφέρει αυτή η δεύτερη γραμμή προς το παρόν, μία-μία θα τις αντιμετωπίζουμε, με ενδιαφέρει το καλόδιο 1-2. Τι θα συμβεί στο καλόδιο 1-2, τη χρονική στιγμή τάφ-μικρό, που είναι ο χρόνος οδευσης, αν θεωρήσω 0 το χρόνο που κλείνω τον διακόπη Δ, τη χρονική στιγμή τάφ-0 θα δημιουργηθεί ένα ανακλόμενο στο σημείο 2. Αυτό το ανακλόμενο θα αρχίσει να οδεύει, πάλι με την ταχύτητα οδευσης, από το σημείο 2 προς το σημείο 1. Θα φτάσει το σημείο 1 μετά από χρόνο συνολικό 2 τάφ, έκανε τάφ το αρχικό να πάει, θέλει άλλο τάφ το ανακλόμενο να ξαναγυρίσει στην αρχή. Άρα για ένα παρατηρητή που βρίσκεται στο αρχικό σημείο 1, θα χρειαστεί ένα χρόνο 2 τάφ να φτάσει πιο το ανακλόμενο. Εκεί τι θα συμβεί, το ανακλόμενο θα δημιουργήσει ένα άλλο νέο ανακλόμενο, το οποίο θα πάει από το σημείο 1 προς τα δεξιά, και άλλο ένα κύμα το οποίο θα πάει ως διαθλόμενο από το σημείο 1 προς τα αριστερά. Δεν με ενδιαφέρει αυτή τη στιγμή πάλι αυτό το κύμα, γιατί με ενδιαφέρει τι γίνεται στο καλώδιο 1-2. Και αυτό το δεύτερο ανακλόμενο θα κάνει μια από τα ίδια. Σε χρόνο 3 τάφ θα φτάσει δεξιά, θα δημιουργήσει ένα τρίτο ανακλόμενο, ένα τρίτο διαθλόμενο και καλά να είμαστε, θα συνεχίσουμε συνεχώς να αντιμετωπίσουμε τέτοιες πολλαπλές ανακλάσεις. Το 1930 ένας ελεκτρολόγος μηχανικός μιας Αμερικάνικης εταιρείας της General Electric δημοσίευσε μια καταπληκτική ιδέα για μια γραφική αναπαράσταση αυτών των προβλημάτων. 1930 δεν είχαμε ακόμα ελεκτρονικούς οικολογιστές. Ο μηχανικός αυτός λέγονταν Μπιούλει και τα διαγράμματά του από τότε και μέχρι και το 2015 συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται για απλή και γρήγορη επίλυση τέτοιων προβλημάτων. Τα διαγράμματά του αυτά ή πλέγματα ονομάζονται σύμφωνα πάντα με το όνομα του διαγράμματα Μπιούλει και είναι η καταπληκτική εξής απλή ιδέα. Οι ιδέες που μένουν πολλά χρόνια να ξέρετε είναι οι πιο απλές. Οι σύνθετες κάποια στιγμή χάνονται γιατί εμφανίζεται μια πιο απλή που είναι καλύτερη. Τι σκέφτηκε ο Μπιούλει ότι αν κάνω ένα διάγραμμα με έναν οριζόντιο άξονα που αντιστοιχίζεται σε μήκος. Ξεκινάει από το μηδέν και τελειώνει στο έλλο που έλλεινε το μήκος της γραμμής. Και δύο κατακόρυφους άξονες δεξιά και αριστερά που αντιστοιχίζονται σε πολλαπλάσια του χρόνου όδευση σταθ μικρό, τότε μπορώ να ακολουθήσω πάρα πολύ απλά με τη μορφή βέλους τις πολλαπλές ανακλάσεις μιας γραμμής και με αυτόν τον τρόπο να μπορώ να υπολογίσω σε οποιοδήποτε σημείο όπως αυτό το σημείο X1 που θα το δούμε στη συνέχεια και για οποιοδήποτε χρόνο όπως είναι αυτή η χρονική στιγμή ταθ 1 ή σε ένα άλλο σημείο όπως είναι το μέσο της γραμμής και για μια άλλη χρονική στιγμή όπως είναι η χρονική στιγμή ταθ α, το συνολικό κύμα που υπάρχει εκεί. Με ποια πάρα πολύ απλή μέθοδο, το αρχικό κύμα είναι αυτό που οδεύει προς την πρώτη ανάκλαση, δημιουργείται αμέσως ένα πρώτο ανακλόμενο, συντελεστής ανάκλαση στο σημείο 2 είναι R2, άρα το πρώτο ανακλόμενο είναι R2 επί δε, αυτό το πρώτο ανακλόμενο όπως είπαμε τη χρονική στιγμή 2 ταθ θα φτάσει στο σημείο 1, εκεί θα δημιουργηθεί ένα ανακλόμενο αυτού του πρώτο ανακλόμενο όλα με το συντελεστή ανάκλαση αρένα, ποιο είναι αυτό το αρένα R2 δε, και ούτω καθεξής σε κάθε τέτοια από τις διαδοχικές πολλαπλές ανακλάσεις θα πολλαπλασιάζουμε με το αντίστοιχο συντελεστή ανάκλασης και θα μπορέσουμε να δώσουμε μια απάντηση τι τάση έχουμε τη χρονική στιγμή που μας ενδιαφέρει, στο σημείο που μας ενδιαφέρει ή τι γραφική παράσταση έχουμε για την τάση από έως μια χρονική στιγμή. Έχουμε μια ερώτηση, η ερώτηση είναι αν οι συντελεστές ανάκλασης είναι πάντοτε μικρότεροι της μονάδας. Θυμίζω ότι από το προηγούμενο μάθημα είπαμε ότι ο συντελεστής ανάκλασης σκημένεται από το πλήν 1 έως το 1 υπάρχει περίβολο να είναι ίσως και με το 0, άρα το εύρος τιμών είναι από πλήν 1 έως 1 με τα όλια να συμπεριλαμβάνονται. Να πάρουμε μια απλή περίπτωση πριν πάμε σε μια γραφική παράσταση. Έστω ότι κάποιος θέλει να μάθει την χρονική στιγμή τάφα α, την χρονική στιγμή τάφα α σας την δίνει η εκφώνηση ενός προβλήματος. Τι θα συμβεί στα 10 μικροσέκοντ για παράδειγμα. Και στο μέσον της γραμμής, άρα θα πάμε στο μέσον του οριζόντιου άξονα, μέχρι η κόμμα Ας το πούμε, να βγάλω κοινό παράγωνο το β, είναι το 1, σιν αρ 2, σιν αρ 1 αρ 2, σιν αρ 1 αρ 2 στο τετράγωνο, κλείνει παρένθεση επί β, είναι το άθλησμα των συνολικών κυμάτων που τη χρονική στιγμή τ α, ένας παρατηρητής που βρίσκεται στο μέσο της γραμμής, μετράει σε ένα παλμογράφο. Άρα, αρκεί όλα αυτά τα κύματα να συνεχίζουν να υπάρχουν. Στην περίπτωσή μας, και γι' αυτό είναι πάρα πολύ απλή περίπτωση για να την ξεκινήσουμε, έχουμε παλμό άπειρης διάρκειας, άρα και το αρχικό κύμα συνεχίζει να υπάρχει, και το πρώτο ανακλώμενο του πρώτου κύματος, το αρ 2 επί β, συνεχίζει να υπάρχει, και ούτω καθεξής. Αν το αρχικό κύμα είχε πεπερασμένη διάρκεια, τότε θα πρέπει να καθίσουμε και να υπολογίσουμε για τη χρονική στιγμή αυτή, πόσα από τα προηγούμενα κύματα έχουν πάψει πλέον να υπάρχουν. Και θα διαφοροποιηθεί φυσικά η γραφική παράσταση, ανάλογα με τη χρονική διάρκεια του αρχικού κύματος. Θα γυρίσω λίγο πάλι στον διάγραμμα, να το δούμε λίγο πιο μεγάλο για να ξεκαθαρίσουμε ορισμένα πράγματα. Ο οριζόντιος άξονας αφορά απόσταση. Είναι χιλιόμετρα. Οι κατακόρυφοι δύο άξονας δεξιά και αριστερά, είναι πολλαπλάσια του χρόνου όδευσης. Χρόνος όδευσης είναι σε μικροσέκοντ. Άρα είναι διαστασιολογημένο το διάγραμμα σε απόσταση χρόνο, και οι πολλαπλές ανακλάσεις μου επιτρέπουν τον υπολογισμό των διαφόρων τάσεων στο συγκεκριμένο σημείο, σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Λοιπόν, είναι κατανοητό το διάγραμμα? Δηλαδή, να κάνω μια απλή ερώτηση. Τη χρονική στιγμή τάφ μικρό, στο σημείο δύο της γραμμής, στο δεξιό άκρο. Πόσα κύματα υπάρχουν και γιατί? Όχι, το πράσινο είναι μια χρονική στιγμή πριν από το τάφ μηδέν, ενώ την χρονική στιγμή ακριβώς τάφ μηδέν, όταν έχει φτάσει το αρχικό κύμα στο σημείο δύο. Ακριβώς την χρονική στιγμή τάφ μικρό. Πόσα κύματα υπάρχουν και γιατί? Ακριβώς, θα είναι ένα αυτό που φτάνει εκείνη τη στιγμή, δηλαδή το β σταθερό και το R2 επιβέ, γιατί τη στιγμή που το μέτωπο του κύματος αυτού φτάνει στο σημείο δύο, αμέσως δημιουργείται το πρώτο ανακλώμενο. Τη χρονική στιγμή τάφ πάλι. Τελευταία ερώτηση, κάντε λίγο υπομονή, μια που τις απαντάτε σωστά δεν θα σας κουράσω πολύ. Και στο σημείο χ1, την χρονική στιγμή τάφ πάλι, τάφ μικρό, χρονοσόδευσης, και στο σημείο χ1, ποια κύματα υπάρχουν και γιατί? Ναι, μόνο το αρχικό, πολύ σωστά, γιατί το ανακλώμενο έχει δημιουργηθεί, αλλά για το σημείο πολύ σωστά που μας ενδιαφέρει δεν έχει φτάσει ακόμα. Ο Μπιούλε είπε πάρα πολύ απλά, τι να τα σκεφτόμαστε όλα αυτά, πάμε εκεί που μας ενδιαφέρει και προσθέτω όλα τα κύματα. Δεν έχει φτάσει πράγματι, γιατί δεν είναι το βέλος του ανακλώμενου. Το διάγραμμα Μπιούλε είναι ίσως η πιο απλή μέθοδος επίλυση προβλημάτων που έχετε μάθει σε αυτό το τμήμα εδώ και τέσσερα χρόνια. Όσο απλή είναι, τόσο χρήσιμη είναι και τόσο πολύτιμη για την κατανόηση προβλημάτων. Δυστυχώς, για να μπορέσουμε να λύσουμε σωστά μια άσκηση, η οποία βασίζεται σε κάτι πάρα πολύ απλό, επειδή έχουμε μάθει να αντιμετωπίζουμε πολύ σύνθετα προβλήματα με σύνθετες διαφορικές εξώσεις, θα πρέπει να μην υποτιμήσουμε αυτές τις ασκήσεις και να καθίσουμε να τις λύσουμε μόνοι μας. Κλείνω αυτή την παρένθεση, ερώτηση. Αρκεί να μην έχουν λήξει τα κύματα. Αρκεί να μην έχουν λήξει η διάρκεια τους. Σε αυτό το παράδειγμα, όχι. Γιατί έχει άπειρη διάρκεια. Για παράδειγμα όμως όπου το αρχικό μου κύμα είχε διάρκεια δύο τάφ μικρό, θα είχε λήξει. Δηλαδή έχει ακριβώς να κάνει με τη σχέση μεταξύ του χρόνου, όδευσης της γραμμής και της διάρκειας του κύματος του κεραυνού που προσπίπτει και επειδή πάντα στην πράξη, οι κεραυνοί έχουν περασμένοι και ευτυχώς για μας διάρκεια, τα προβλήματα τα οποία θα κλειθούμε να λύσουμε έχουν κύματα με πεπερασμένη διάρκεια. Βέβαια για να απλοποιήσουμε τα πράγματα συνήθως είναι τριγωνική υπαλμή ή τετραγωνική υπαλμή. Πάλι με πεπερασμένη διάρκεια. Ερώτηση. Να δούμε δειογραφικές συναρτήσεις στις οποίες μπορούμε να απαντήσουμε εύκολα χρησιμοποιώντας το διάγραμμα βιούλει για αυτό το πρόβλημα. Η πρώτη με την κόκκινη καμπύλη επάνω είναι η τάσης του σχήματος βάζοντας δύο αφαίρετους συντελεστές γιατί πρέπει να κάνω πράξεις R1e1 και R2e0.3 και για το σημείο xe της γραμμής. Ποιο είναι το σημείο xe? Το σημείο 2. Το δεξί άκρο της γραμμής. Τι μου λέει τώρα το διάγραμμα που έχω πάρα πολύ απλά να προσθέσω συνεχώς στα κύματα που υπάρχουν μέχρι τότε. Στην οικονομική στιγμή τάφ φτάνει στο σημείο 2 το αρχικό κύμα. Ας πούμε ότι είναι το 1 περγιονύτητο. Ταυτόχρονα που φτάνει το αρχικό κύμα δημιουργείται το πρώτο ανακλώμενο μια που έβαλα φέρετα το R2ε0.3. Σε εξετάσεις θα ξέρετε πόσο είναι το R2 γιατί θα ξέρουμε τα ζ0, ζ1, ζ2, κλείνει παρένθεση. Ταυτόχρονα δημιουργείται το 0.3 του αρχικού κύματος. Άρα ξαφνικά στο σημείο L τη χρονική στιγμή τάφ έχω το 1.3V. Για πόσο χρόνο το έχω το 1.3V μέχρι να ξανάρθει ένα κύμα σε μένα στο σημείο 2. Πόσο χρόνο θέλει να ξανάρθει ένα κύμα σε μένα για να διαφοροποιήσει την κατάσταση. Θέλει τάφ να πάει το πρώτο ανακλώμενο και άλλο τάφ να γυρίσει αυτό το ανακλώμενο του πρώτο ανακλώμενο. Άρα τη χρονική στιγμή 3 τάφ θα έχω τί αυτό που είχα μέχρι τώρα το 1.2V αλλά συν τα R1α2 και R1α2 τετράγωνο. Το R1α2 γιατί είναι το ανακλώμενο του ανακλώμενου που έρχεται. Το R1α2 τετράγωνο είναι το ανακλώμενο αυτού του ανακλώμενου του ανακλώμενου που έρχεται. Μας γλιτώνει από όλη αυτή τη διαδικασία το διάγραμμα και καταλαβαίνετε πόσο πολύτιμο είναι για κάποιον που βρίσκεται με ένα χαρτί και ένα μολύβι και είναι σε θέση να απαντήσει μετά από χρόνο τόσο τι θα συμβεί αν πέσει ένας κεραυνός με συγκεκριμένη κυματομορφή. Μπορούμε να συνεχίσουμε το διάγραμμα, νομίζω ότι δεν έχετε πρόβλημα κατανοήσεις. Το δεύτερο είναι μια αντίστοιχη περίπτωση για το σημείο X1. Πηγαίνω λίγο πίσω να θυμηθούμε το σημείο X1 είναι το σημείο το οποίο βρίσκεται στα δύο τρίλτα του μήκους της γραμμής. Γιατί στα δύο τρίλτα, γιατί έπρεπε να το βάλω κάπου για να κάνω το διάγραμμα. Ε, λοιπόν, τι συμβαίνει τώρα εδώ. Με ενδιαφέρει πάλι η τάση ασθάλισης του χρόνου της γραμμής μεταφοράς για τους ίδιους συντελεστές ανάκλασης R1-1 και R2-0,3 και για το σημείο X1 της γραμμής. Το σημείο X1 ο αρχικός παλμός θα φτάσει νωρίτερα από τον χρονοόδευσης. Γιατί, ε, γιατί είναι πριν από το τέλος της γραμμής. Άρα θα φτάσει μια χρονική στιγμή T1 που είναι ίση με δύο T3, μια από οι απόστασεις είναι ίση με δύο L3 από το συνολικό μήκος. Σε αυτό το σημείο τώρα θα μείνει για T3 και άλλα T3 σταθερή η τάση, γιατί αργεί όπως πολύ σωστά μου είπατε να φτάσει ο ανακλόμενος παλμός, ποιος είναι ο ανακλόμενος, ο R2 του V στο σημείο που βρίσκεται ο παρατηρητής, στο σημείο X1. Είναι ακριβώς το σημείο X1 και ουσιαστικά για να κάνω αυτό το διάγραμμα τι πρέπει να κάνω, να τραβήξω πάλι μια κάθετη, να δω σε ποια σημεία αλλάζει η τάση και εκεί που αλλάζει η τάση να πάω στο διάγραμμά μου και να αλλάξω και εγώ την τάση. Εδώ σας δείτε, το χρόνο αρκεί να την κάνω, την αλλαγήσω σωστό χρόνο. Θα ήταν καλό να κάνετε μέχρι να κάνετε κάποιες ασκήσεις ένα δικό σας παράδειγμα μόνοι σας για το ίδιο πρόβλημα τους ίδιους συνταλεστές με ένα κύμα το οποίο έχει πεπερασμένη χρονική διάρκεια, για λέξη μια δική σας διάρκεια, θα κάνετε αρκετά προβλήματα, θα λύσετε. Σε κάθε περίπτωση είναι μία μέθοδος η οποία χρησιμοποιεί τα κόμμα, είναι μία μέθοδος που υπάρχει ακόμα και στα σύγχρονα βιβλία που αναφέρονται σε μεταβατικά γενικότερα φαινόμενα, ιδιαίτερα στα βιβλία των κυματικών αποτελεί ένα ανεξάρτητο κεφάλαιο το διάγραμμα η πλέγμα βιούλι. Και θα μας απασχολήσει γιατί μου δίνει τη δυνατότητα να δω όταν πλησιάζω προς το τέλος σε μια συγκεκριμένη απόσταση που θέλω να βάλω εγώ ένα αλεξικέραυνο για να προστατεύσω άμετα σχηματιστή που βρίσκεται στο σημείο 2, ποια είναι η κυματομορφή της τάσης ανάλογα με το είδος του κεραυνού που θα πέσει, τι μέγιστο θα έχω για να διαστασιολογήσω σωστά το μέσο προστασίας. Θα αντιμετωπίσουμε σε προβλήματα τα οποία είναι καθαρά πρακτικά και αν δεν υπάρχει κάποια ερώτηση σε αυτό το πλέγμα ή διάγραμμα βιούλι, να πάμε στη συνέχεια των πρακτικών προβλημάτων που είναι τα οδεύοντα κύματα από ατμοσφαιρικές εκκαινώσεις. Δεν θα ασχοληθούμε καθόλου με την φυσική της εκκένωσης, ούτως η άλλος είναι θέμα που σας απασχολεί και θα συνεχίσει να σας απασχολεί στις υψηλές τάσεις. Θα ασχοληθούμε μόνο με τις επιδράσεις στο σύστημα, με τις επιδράσεις στη γραμμή μεταφοράς και πώς αυτές μπορούμε να τις αντιμετωπίσουμε για να τις εκτιμήσουμε. Οι εκκενώσεις των νεφών δημιουργούν γενικά υπερτάσεις, προτάσεις, λέξεις, κλειδιά αναφέρω. Οι υπερτάσεις δημιουργούν διάσπαση της μόνασης που σημαίνει βραχική κύκλωμα μεταβατικό φαινόμενο της δεύτερης κατηγορίας που θα αρχίσουμε να το βλέπουμε από τη δευτέρα. Που δημιουργούν όλα αυτά? Κατά κανόνα σε εναέριες γραμμές του συστήματος μεταφοράς, δηλαδή σε γραμμές των 150 κιλοβολτ και των 400 κιλοβολτ. Πολλές φορές και σε χαμηλότερους όπως θα δούμε, αλλά κατά κανόνα εκεί. Τι είναι καλό να γνωριζουμε σε γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης, ονομαστικής τάσης μεγαλύτερης των 750 κιλοβολτ. Οι υπερτάσεις λόγω κεραυνών είναι χαμηλότερες των υπερτάσεις λόγω χειρισμών. Σε αυτές τις περιπτώσεις το SI είναι μεγαλύτερο του LI γιατί αν περιμέναμε ένα διπλασιασμό της τάσης όπως θα δούμε στο επόμενο κομμάτι του C3 σε μια ζεύξη, ο διπλασιασμός μιας τάσης θα είναι 1,5 ΜV. Ο κεραυνός πολλές φορές είναι κάτω και από 1 ΜV το κύμα που δημιουργείται. Αν όμως η ονομαστική τάση είναι κάτω από 750, τότε στις περισσότερες περιπτώσεις οι υπερτάσεις λόγω κεραυνών θεωρούνται επικίνδυνες. Στην Ελλάδα έχουμε δύο επίπεδα τάσης βασικά 400 κιλοβολτ την υπέρ υψηλή και 150 κιλοβολτ την υψηλή τάση. Σε κάποια νησιά ακόμα, λίγο Ρόδο, λίγο Κέρκυρα έχουμε και 66, εκεί θα έχουμε πάντα πρόβλημα. Πού εκεί? Συστήματα, μεταφράσεις ελεύθερης ενέργειας, με ονομαστικές τάσεις όπως το ελληνικό. Άρα σωστά τα μαθαίνουμε, θα μας αποσχολήσει αυτό. Έχω τρία διαφαντικά πράγματα που θέλω να δούμε. Το πρώτο είναι η εκκένωση ενός νέφους πάνω στον αγωγό γης προστασίας που υπάρχει για την προστασία των φάσεων από τις εκκενώσεις. Άρα αυτό είναι το φυσιολογικό, το νέφος δημιουργεί μια εκκένωση προς τον αγωγό προστασίας. Τι θα συμβεί μετά? Πολύ περιγραφικά, μέρος του ρεύματος του κεραυνού θα πάει στη γη μέσω του πλησιαίστερου πυλώνου ο οποίος είναι γεωμένος. Αυτό είναι το καλό. Γι' αυτό βάζουμε τον αγωγό γης, γι' αυτό γεώνουμε τον πυλώνα για να πηγαίνει εκεί το ρεύμα του κεραυνού. Το υπόλοιπο του ρεύματος, το δεύεις τον αγωγό γης, δημιουργούνται δύο δεύοντα κύματα προς δύο κατευθύνσεις γιατί μπορεί όλο το ρεύμα δυστυχώς να πάει μέσω του πυλώνα προς τη γη. Όπως θυμόσαστε και από το σχήμα που είδαμε στο πρώτο μάθημα, αυτό θα δημιουργήσει ένα βραχικύκλωμα μεταξύ αγωγού γης και φάσης. Αγωγός γης, πυλώνας, γίωση είναι πλέον το ίδιο πράγμα. Ο αγωγός γης με το πυλώνα έχει το δυναμικό της γης, δηλαδή την αναφορά μας στο μηδέν στη μόνιμη κατάσταση της λειτουργίας, όταν όμως ρεύει ένα ρεύμα κεραυνού από εκεί το δυναμικό του αγωγού γης πυλώνα και της ίδιας της γης στην περιοχή μπορεί να ανέβει πάρα πολύ. Ανάλογα λοιπόν με το μέγεθος της τάσης που δημιουργείται στον αγωγό γης, θα δημιουργηθεί ένα βραχικύκλωμα μεταξύ αγωγού γης και φάσης, δηλαδή ένα βραχικύκλωμα μεταξύ της οριζόντιας τραβέρσας του πυλώνα και της φάσης, δηλαδή ο μονοτήρας αυτός ο οποίος βρίσκεται εκεί είναι διαστασιολογημένος για την ονομαστική τάση της δραμής μεταφοράς, είναι 150 κιλοβολ τη δραμή, είναι διαστασιολογημένος για να αντέχει διπλάσια τάση από τα 150. Πώς τα μετράμε αυτά, 152,3 φασική θέλουμε προς μηδέν, γιατί κανονικά είναι μηδέν η τραβέρσα, γιατί είναι γεωμένος ο πυλώνας. Όταν όμως περνάει αυτό το ρεύμα του κεραυνού και ανεβάσει το επίπεδο τάσης του πυλώνα στα 1-2 ΜV, όπου θα ανέβει αυτό ανάλογα με το μέγεθος του ρεύματος, τότε η διαφορά μεταξύ της τάσης που πρέπει να αντέξει ο μονοτήρας είναι 150-3 προς τα 1-2 ΜV, σε κάθε περίπτωση μεγαλύτερη από αυτή που αντέχει. Άρα με βεβαιότητα θα συμβεί ένα βραχικό κλωμακί, ακόμα και αν είμαστε τυχεροί και πέσει ο κεραυνός στον αγώγο προστασίας. Υπάρχει περίπτωση να είμαστε τόσο τυχεροί ώστε να έχουμε κένωση νέφους πάνω στον πυλώνα κατευθείαν. Ο πυλώνας, όπως ξέρετε, προεξέχει αρκετά, δηλαδή είναι το πιο ψηλό από τα αντικείμενα ανάμεσα από τα δύο ανοίγματα, σχεδόν πάντα. Όταν πέσει ένας κεραυνός πάνω σε ένα πυλώνα, δεν δημιουργείται πάντα ένα οδεύον κύμα-τάσεις. Υπάρχει περίπτωση να μην έχω κυματικό φαινόμενο και να φύγει το ρεύμα προς τη Γη. Υπάρχει περίπτωση να έχω κυματικό φαινόμενο, από τι εξαρτάται, από το πόσο μεγάλη είναι η ταχύτητα ανώδου του ρεύματος, από την παράγολα του ρεύματος του κεραυνού για το μέτωπο του μιλάω, από το μέγεθος του ρεύματος του κεραυνού και από τα ίδια τα στοιχεία τα κυκλοματικά του πυλώνα, δηλαδή από τη σύνθετη αντίσταση γείωσης του πυλώνα, δηλαδή από την ομική αντίσταση και από την αυτεπαγωγή. Το τρίτο που θέλω να δούμε είναι τι συμβαίνει όταν θα συμβεί μια διάσπαση, λόγω του ότι πλέον το επίπεδο της τάσης του πυλώνα είναι πολύ μεγαλύτερο από το επίπεδο αναφορά στο μηδέν που βρισκόμαστε και θα συμβεί ένα βραχικύκλωμα. Δυστυχώς και πάλι, το βραχικύκλωμα δεν δημιουργεί ταμέσως. Όταν λέω δεν δημιουργεί ταμέσως, χρειάζεται ένας χρόνος της τάξης των μικροσέκοντ. Αυτό μπορεί να είναι αναμεληταίο για ένα κύκλωμα χαμηλής τάσης, όσο αυτή η προστασία, αλλά δεν είναι αναμεληταίο για ένα κύκλωμα υψηλής τάσης, το οποίο αντιμετωπίζετε μόνο με κυματικές εξισώσεις. Επομένως, τι θα συμβεί, ένα μέρος του κύματος θα συνεχίσει να προχωρά ανενόχλητο με κομμένη την ουρά του, η ουρά του γιατί κόβεται, γιατί κάποια στιγμή αρχίζει να δημιουργείται το βραχικύκλωμα και πηγαίνει αυτό το κύμα προς την Γη. Επίσης, ένα μέρος του κύματος ανακλάται και επιστρέφει, όπως θα δούμε στο αμέσως επόμενο σχήμα, αυτό το κύμα είναι κομμένο, δηλαδή αυτό το κύμα, επειδή εκείνη τη στιγμή δημιουργείται το βραχικύκλωμα, έχει άπειλ παράγωγο, πάρα πολύ μεγάλη, γιατί άπειρο δεν υπάρχει στασία, πάρα πολύ μεγάλη ταχύτητα ανώδου του ρεύματος ως προς τον χρόνο. Τα κομμένα αυτά κύματα είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα, λέω για τους μετασχηματιστές, θα τους συζητήσουμε ξανά αμέσως μόλις δούμε το πρόβλημα. Στο αριστερό σχήμα έχω ένα κύμα που προσπίπτει και προκαλεί διάσπαση της μόνος σε ένα σημείο α της γραμμής. Ποιο είναι το σημείο α της γραμμής? Ένας μονωτήρας, πολύ σωστά. Διασπάται ο μονωτήρας αλλά δεν διασπάται αμέσως. Μέχρι να διασπαστεί το κύμα F1 συνεχίζει ως διαθλόμενο να προχωρά, μπορεί με κάποια παραμόρφωση, ανάλογα με ένα συντελεστή διάθλαση που θα έχω σε αυτό το σημείο, αλλά κάποια χρονική στιγμή ακαρία γίνεται το βραχικίκλομα. Εκείνη τη χρονική στιγμή ένα μέρος του ρεύματος πηγαίνει προς τη γη και δημιουργείται ένα ανακλόμενο το οποίο είναι το αρχικό κύμα συμμετρικό προς τα ανάποδα που επιστρέφει από το σημείο α προς τα αριστερά και αυτό το ανακλόμενο όπως βλέπουμε είναι ένα κομμένο κύμα το οποίο κάποια στιγμή θα συνεχίσει να οδεύει προς τα αριστερά και θα φτάσει στο σημείο 1 μιας γραμμής το άκρο αποστολής μιας γραμμής μεταφοράς το οποίο βρίσκεται πάντα ένας μετασχηματιστής. Αυτή η συνθήκη θα είναι η συνθήκη άπειρης αντίδρασης λόγω άπειρης συχνότητας αυτού του κομμένου κύματος κατά την άνοδο. Άρα βλέπουμε ότι μπορεί το κύμα ενός κεραυνού να έχει μια κύματομορφή η οποία είναι μια γνωστή κύματομορφή, αλλά λόγω της διάσπασης και του βραχικυκλώματος θα δημιουργηθεί ένα κομμένο κύμα το οποίο έχει πολύ μεγάλη ταχύτητα ανοδου του ρεύματος. Και εκεί θα φτάσουμε όπως είδαμε στο προηγούμενο μάθημα στον διπλασιασμό της τάσης του κύματος του κεραυνού πάνω στο μετασχηματιστή. Δηλαδή αν οδεύει 1 ΜV προς το μετασχηματιστή θα έχω ξαφνικά 2 ΜV. Αν οδεύουν 2, θα έχω ξαφνικά 4. Αυτά τα κύματα είναι που δεν πρέπει να φτάσουν στο μετασχηματιστή. Λοιπόν, ας δούμε πάλι όσο πιο απλά μπορούμε τι συμβαίνει στην τόση κεραυνού σε μια γραμμή μεταφοράς, δηλαδή την άμεση εκκένωση. Βλέπουμε το ηλεκτρικό κύκλωμα, το οποίο κύκλωμα ξεκινώντας από τον νέφος κλείνει μέσω της χωρητικότητας νέφους γης, της ίδιας της γης, της γείωσης, της κυματικής αντίστασης Ζ0 της γραμμής μεταφοράς και του ίδιου του ηλεκτρικού τόξου. Είναι καθαρά σχηματική η φορά του ρεύματος, δεν σημαίνει τίποτα, ξέρουμε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις το ρεύμα πηγαίνει από τη γραμμή προς τον νέφος. Θέλω απλώς να δείξω το κύκλωμα αυτή τη στιγμή, ούτως ή άλλως τα κάνετε πολύ πιο αναλυτικά και πολύ πιο σωστά σχετικά με το ίδιο το φαινόμενο στις ψηλές στάσεις. Θα δείξουμε εμείς εδώ και αυτό που μας ενδιαφέρει είναι αυτό που λέω τώρα, ότι από την τόση αυτή του ρεύματος του κεραυνού στο σημείο Ζ0 μιας γραμμής μεταφοράς, δημιουργούνται δύο δεύοντα κύματα, ένα που πηγαίνει προς τα δεξιά και ένα που πηγαίνει προς τα αριστερά. Και αν το ρεύμα του κεραυνού Ι το ξέρουμε σαν στιγμή του χρόνου, τα δύο αυτά κύματα είναι ΙΒΖ0 δια δύο το καθένα, απολύτως συμμετρικά. Πώς μπορούμε να δουλέψουμε εδώ, το ρεύμα του κεραυνού το θεωρώ γνωστό. Ακόμα και αν δεν είναι για τον κεραυνό που πρόκειται να πέσει μια μέρα, είναι γενικά γνωστό από μετρήσεις, στατιστική ανάλυση που έχει γίνει και μπορώ πάντα να έχω τη χειρότερη περίπτωση κεραυνού που έχει πέσει. Έστω λοιπόν ότι αυτό το ΙΤ είναι γνωστό και έστω ότι για να με ευολέψει να έχω συναντήσεις τάσης και όχι ρεύματος, αυτή η γνωστή συναντήση είναι μια γνωστή συναντήση τάσης Φ του χρόνου δια Ζ0. Αυτό σε κάθε περίπτωση, σύμφωνα με το συμβολισμό που έχουμε κάνει από το πρώτο μάθημα, είναι το ρεύμα στιχνωνική στιγμή Τ για το σημείο Ζ0. Αυτή είναι η οριακή συνθήκη δηλαδή για το ρεύμα της γραμμής στο σημείο Ζ0 που θεωρώ αφθέρεται ότι εκεί πέφτει ο κεραυνός. Η ερώτηση που τίθεται είναι αυτή η οριακή συνθήκη μπορεί να ικανοποιηθεί από μία λύση της μορφής που την γνωρίζουμε από την επίλυση των κυματικών εξώσεων που είδαμε στο πρώτο μάθημα. Μια λύση της μορφής άθρισμα, το ΣΝF2 για όσους θυμούντον ότι εδώ μέσα υπήρχε πλυν ΕΦ2, το θυμόταν κανείς. Το ΣΝF2 δεν σημαίνει απολύτως τίποτα, το πλυν ΕΦ2 έχει να κάνει με το αν η τάση μου έχει συν το ρεύμα είναι πλυν. Άρα απλώς θα μπέλευα τα πράγματα και δεν θα βοήθησα καθόλου γιατί μια που αναφέρουμε σε ρεύμα μπορώ να αναφερθώ εξ αρχής στην συνάλυση του ρεύματος. Η απάντηση από το νόμο ρευμάτων του Κύρκοφ στο κοινό κόμβο, δηλαδή στο σημείο X ίσο μηδέν, θα έχω το ρεύμα του κεραυνού, το οποίο το ονόμασα σαν συνάρτηση της γνωστής συνάρτησης F του τέβια Ζητα μηδέν. Θα είναι το άθρισμα των δύο ρευμάτων που πηγαίνουν σύμφωνα με τη σχέση ένα αριστερά και δεξιά στη γραμμή μεταφοράς. Αλλά αυτά τα δύο ρεύματα αφορούν το σημείο X ίσο μηδέν. Άρα, οι δύο αυτές συναρτήσεις F1 και F2 για το σημείο X ίσο μηδέν θα μου δίνω μια σχέση που τη συνδέει, άγνωστες οι δύο συναρτήσεις, με τη γνωστή συνάρτηση F του τέ. Ναι, αλλά η άπειλη γραμμή μεταφοράς δεξιά και αριστερά από το σημείο X ίσο μηδέν, δηλαδή δυό ή μη άπειλες γραμμές έχουμε, μία από δεξιά και μία από αριστερά, συμπεριφέρονται απολύτως συμμετρικά για τον κεραυνό αυτόν, αν αποκλείσουμε την περίπτωση του να βρίσκεται αμέσως σχεδόν εκεί ένας πυλώνας. Δηλαδή, ακόμα και λίγα μέτρα μακριά να είναι ένας πυλώνας, κατά την πτώση και την αρχική δημιουργία των δύο κυμάτων, δεν έχουν φτάσει κανένα από τα δύο σε ασυνέχεια για να δημιουργηθεί κάποιο ανακλώμενο. Άρα, στη γενική περίπτωση, αυτή η άπειλη γραμμή μεταφοράς δεξιά και αριστερά από το γκόμβο στο σημείο X ίσο μηδέν, θεωρείται συμμετρική. Άρα, οι γενικές σχέσεις για τις συναρτήσεις F1 και F2 θα έχουνε αυτή τη μορφή. Άρα, είναι ίσες μεταξύ τους. Οπότε, είναι ίσες μεταξύ τους με το F του τεβια-2. Άρα, τα δύο κύματα είναι πλέον γνωστά, αρχεί κάποιος να μου δώσει το γιώτασα στην άρχη του χρόνου. Και αυτό το οποίο συμβαίνει πολλές φορές σε ασκήσεις που ερχόμαστε να λύσουμε, είναι η εξής περίπτωση. Σας δίνει κάποιος ένα ρεύμα ενός κεραυνού. Γιατί αυτό θα ξέρουμε στην πραγματικότητα. Σας δίνει ένα σημείο μιας γραμμής στο οποίο λέμε ότι θα πέσει και σας δίνει τα στοιχεία της γραμμής. Λέει και σε ένα μονάδα μήκους. Εμείς θα πρέπει να φτιάξουμε αυτά τα δύο κύματα τάσης και από εκεί και πέρα να αρχίσουμε να δουλεύουμε με τα δύο ισοδύναμα που είδαμε στο προηγούμενο μάθημα. Δηλαδή, σιγά-σιγά θα δείτε, καλύτερα όταν θα αρχίσετε τις ασκήσεις, την ερχόμενη πέμπτη θα κάνετε πρώτο μάθημα ασκήσεων, θα δείτε πώς αντιμετωπίζουν αυτά τα προβλήματα, τα οποία ενώ είναι κυματικά, τα αντιμετωπίζουμε μέσω των ισοδυνάμων κυκλωματικά και μάλιστα με πολύ απλά κυκλώματα. Άρα συμπεράσματα, κατά την πτώση ενός κεραυνού, ο οποίος έχει γνωστό ρεύμα Ι σαν συνάλυση του χρόνου σε μια γραμμή μεταφοράς, η οποία έχει δεδομένη γνωστή κυματική αντίσταση Ζ0, δημιουργούνται δύο δεύοντα κύματα τάσης, το καθένα ίσο με Ι από τη Ζ0-2. Τα κύματα κινούνται από το σημείο πτώση του κεραυνού Ζ0 προς τις δύο κατευθύνσεις, ένα πηγαίνει δεξιά και ένα πηγαίνει αριστερά στη γραμμή. Και να τελειώσουμε λίγο πριν το διάλειμμα με το συμπληρωματικό πρόβλημα της εκκένωσης μεταξύ δύο φορτισμένων νεφών. Πώς τη λέμε με απλά ελληνικά την εκκένωση μεταξύ δύο φορτισμένων νεφών? Αστραπή. Δεν είμαι φυσικός για να σας πω αν απολύτως σωστός είναι αυτός ο όρος που αποδίδουμε, αλλά μιλάμε για αστραπές μεταξύ μας. Το προηγούμε μέχρι τώρα ήταν και κεραυνοί που πέφτουν, αυτά τα οποία θέλω να δούμε είναι αστραπές μεταξύ νεφών. Και τι μας ενδιαφέρουν αυτά? Έλα. Οι παράστατες χορητικότητες παίζουν ένα κάποιο ρόλο, αλλά πρέπει να τα βάλουμε λίγο σε μια σειρά. Δεν είναι λάθος ως απάντηση, αλλά θα περιμένεις λίγο να δούμε την ανάλυση και να μου πεις κατά πόσον ήταν ολοκληρωμένη. Αλλά όχι λάθος, είναι πολύ ωραία η απάντηση. Άλλο που φαντάζεστε τι μπορεί να είναι. Ηλεκτρομαντικά πεδία. Επίσης, αλλά αυτό που μας ενδιαφέρει αυτή τη στιγμή δεν είναι το ίδιο το πεδίο όσο το κυματικό φαινόμενο το οποίο θα δημιουργηθεί. Το πεδίο είναι αποτέλεσμα του κύματος το οποίο οδεύει, δηλαδή όσο οδεύει το κύμα έτσι οδεύει ένα ηλεκτρικό και αμαγτικό πεδίο τρέχοντας με μια ταχύτητα ή με την ταχύτητα όδευσης. Αυτό δεν μας απασχολεί όμως τόσο γιατί αυτό το πεδίο τρέχει με μια ταχύτητα περίπου 300 χιλιόμετρα δευτερόλεπτο. Δεν πρόκειται να το αντιληφθεί εύκολα ένα όργανο μέτρησης. Την υπέρταση όμως των 2 ΜV, για παράδειγμα, θα την αντιληφθεί πάρα πολύ εύκολα ένας μετασχηματής ο οποίος θα καταστραφεί αν δεν τον προστατεύσουν. Να τα πάρουμε λίγο ένα-ένα πάνω στην επιφάνεια των αγωγών μιας γραμμής μεταφαράς. Όταν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο εψηλών, θυμίζω από το πεδίο 1 είναι γνώσεις αυτές, το πεδίο σε volt ανά μέτρο. Από το τελευταίο μάθημα τον CO2 είναι το δεύτερο, είναι από 50-280 kV ανά μέτρο η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου της Γης. Τότε υπάρχουνε φορτεία που πάνω στην επιφάνεια των αγωγών μιας γραμμής μεταφοράς, όταν υπάρχει κάπου δίπλα ένα ηλεκτρικό πεδίο, υπάρχουνε φορτεία, θυμόμαστε την διελεκτρική μετατόπιση. Γιατί το χρησιμοποιούμε, είμαστε πολύ καλοί στο πεδίο, γιατί το χρησιμοποιούμε το δε σε σχέση με το εψηλών, για τον ίδιο λόγο που χρησιμοποιούμε στο μαγνητικό πεδίο το β αντί για το η, βοηθάω λίγο, περιλαμβάνει τις ιδιότητες του υλικού, περιλαμβάνει την ηλεκτρική σταθερία εψηλών. Άρα, για να τελειώσουμε λίγο με τον πανικό που δημιουργήσαμε με το πεδίο, ευτυχώς δεν το χρειαζόμαστε, γιατί το έχετε μάθει πλέον, αυτό που θέλω να δούμε είναι το αντίστοιχο ισοδύναμο κύκλωμα. Το νέφος αριστερά με τα αρνητικά φορτία, θεωρώ ότι είναι ακριβώς πάνω από τη γραμμή μου, ενώ το νέφος δεξιά με τα θετικά φορτία, θεωρώ ότι είναι έκεντρα από τη γραμμή. Ήθελα τριζιάστατο σχήμα για να το δείξω, νομίζω ότι καταλαβαίνετε τι εννοώ. Το νέφος αριστερά που έχει τα αρνητικά φορτία, δημιουργεί φορτία ίσα και αντίθετης πολυκότητας πάνω στη γραμμή μεταφοράς, τα οποία είναι εκεί και κάθονται ήσυχα. Κάποια χρονική στιγμή όμως, όπου αυτά τα δύο νέφη θα δημιουργήσουν μεταξύ τους ένα τόξο και θα εξοδευτερωθούν τα θετικά και τα αρνητικά φορτία τους, τότε αυτά τα φορτία που κάθονται εκεί ήσυχα γίνονται ανήσυχα. Γιατί δεν υπάρχει το αντίθετο φορτίο στο νέφος που τα δημιούργησε αρχικά. Άρα αυτή τη στιγμή αυτά τα φορτία είναι υποψήφια για να αρχίσουν να ξεκινάνε να πηγαίνουν κάπου. Σε μια κατάσταση προς τα που γίνονται όλα τα πράγματα στην γη, στον κόσμο, στο γαλαξία. Ισορροπία. Έλα, είσαι πολύ κοντά. Να γίνουν δέτερα, να έχουμε την ελάχιστη δυνατή ενέργεια, την καλύτερη δυνατή ισορροπία, να σηκωθούν να φύγουν από εκεί που βρίσκονται, για μας τώρα. Και με τι ταχύτητα θα φύγουν, θα φύγουν με την ταχύτητα ώδευσης που προσδιορίζει το L και το S της ίδιας της γραμμής. Δηλαδή θα αρχίσει να οδεύει ένα κύμα πάνω στη γραμμή μεταφοράς, ακριβώς με την ίδια λογική αν θεωρήσουμε το μέσο αυτού του σημείου, σημείου ίδιο με το Xο που είχαμε πριν, θα καταλήξουμε στα εξής συμπεράσματα. Οι παραδοχές μας τι λένε, πριν την εκένωση μεταξύ των δύο νεφών η γραμμή που βρίσκεται κοντά στο ελεκτρικό πεδίο των νεφών θέλει φορτία με χωρική κατανομή FQ σε κουλόμπ αναμονάδα μήκους. Για το συνολικό μήκος κάτω από τη γραμμή που βρίσκεται κάτω από τον νέφος, συνολικά FQ επί το μήκος του νέφους σε κουλόμπ. Τα φορτία προέρχονται από αντίθετες πολυκότητας φορτίας των νεφών που βρίσκονται από πάνω. Μετά την εκένωση τώρα και λόγω της υψητής αντίστασης της μόνος της, ποια είναι η μόνος, η αέρας, έχει πολύ καλή αντίσταση αυτό το μαγωτικό, αφήγουνε τα φορτία. Το φορτίο αντιστοιχίζεται αμέσως σε μία τάση κατά μήκος της γραμμής με κατανομή συγκεκριμένη F σε μονάδες τάσεις σαν στην άρτηση του χρόνου, δηλαδή το FQ γίνεται F. Φορτία μετασχηματίζονται σε τάση. Λόγω της συμμετρίας της γραμμής μεταφοράς, όπως είδαμε και την προηγούμενη περίπτωση, συμβιεργούνται δύο δεύοντα κύματα, είσαμε μεταξύ τους και είσαμε το μισό της F του χ, η οποία προέρχεται από το αρχικό FQ του χ. Τρία συμπεράσματα, μετά από εκένωση μεταξύ δύο νεφών κοντά σε γραμμή μεταφοράς, απαραίτητα το ένα από τα δύο να είναι κοντά για να δημιουργηθεί το FQ, δημιουργούνται πάλι δύο οδεύοντα κύματα τάσεις. Τα κύματα τάσεις αυτά είναι πολύ μικρότερα από τα κύματα τάσεις που έχουμε από την άμεση εκένωση, γιατί ας μην ξεχνάω να δεν έλχεται κάποιο ρεύμα, δημιουργούνται αποπαράσιτες χωρητικότητες. Δημιουργούνται από παράσιτες χωρητικότητες, και εδώ είναι η απάντηση στην απάντηση, ότι έχει σημασία η απάντησή σου, πάνω στη γραμμή μεταφοράς. Και επειδή τα κύματα αυτά είναι μικρότερα από αυτά που δημιουργούνται από πτώση κεραυνού, τα δίκτυα που καταπονούν ιδιαίτερα είναι τα δίκτυα διανομής, δηλαδή τα δίκτυα ονομαστικής τάσεις μικρότερες των 33 kV, για την Ελλάδα 20 kV και σε μερικές περιπτώσεις ακόμα 15 kV στο δίκτυο μέσες τάσεις. Γιατί, γιατί είναι μικρότερο το επίπεδο της τάσης. Δηλαδή, αν το επίπεδο της τάσης είναι 100 kV, μια γραμμή των 150 kV δεν κινδυνεύει ποτέ από μία τάση μικρότερη από την ονομαστική της, με την οποία διαστασιολογούνται οι μονοτήρες της. Οι ονομαστικές τάσεις για αυτές τις εκείνωσεις, οι στατιστικές είναι πολύ λιγότερες από τους κεραυνούς, γιατί δεν είναι τόσο εύκολο να μετρηθούν αυτά, επειδή οι επιδράσεις δεν είναι πάντα παρατηρήσιμες. Ενώ σε ένα κεραυνό η επίδραση δεν είναι τόσο εύκολη, δεν είναι πάντα παρατηρήσιμες, ενώ σε ένα κεραυνό η επίδραση είναι πάντα παρατηρήσιμη. Οι ονομαστικές τάσεις είναι λίγο πάνω από τα 40-45 kV και οπωσδήποτε κάτω από τα 200, σε κάθε περίπτωση, από όσες έχουμε μετρηθεί μέχρι τώρα. Έχει να κάνει με το μέγεθος του νέφους, με το μήκος της γραμμής. Δηλαδή, αν ένα τεράστιο νέφος βρίσκεται ακριβώς πάνω από μία πολύ μεγάλη γραμμή διανομής, προφανώς εκεί μπορεί να έχω και έναν αντιπλασιασμό αυτής της τάσης. Επίσης, αν συμβούνε, γι' αυτό σας είπα, το δεύτερο νέφος μεταθετικά, η όντα βρίσκεται έκεντρα, όχι πάνω από τη γραμμή, αλλά κάπου δεξιά ή αριστερά της, αν τη βλέπουμε από πάνω. Αν βρίσκονται ένα δεξιά και ένα αριστερά, τότε θα έχουμε ένα κύμα που θα έρχεται και ένα αντίθετο κύμα, τα οποία θα αλληλοεξουδετωρωθούν, γι' αυτό δεν μας αφορά πάρα πολύ αυτή η περίπτωση. Επομένως, για να ολοκληρώσουμε, έχουμε απαντήσει στο τι γίνεται όταν πέφτει ο κεραπνός πάνω στη γη, όταν δημιουργείται εκένωση με ταξίδι ο νεφών, και ουσιαστικά είμαστε έτοιμοι μετά το διάλειμμα να δούμε έναν άλλο σύμμαχό μας, που είναι η απόσβεση των δευών οικημάτων. Θα κάνουμε ένα μικρόδιάλειμμα και συνεχίσουμε. Μιλήσαμε στα ΣΙΕ2 για διάφορα φαινόμενα, τα οποία είναι κατά κανόνα ανεπιθύμητα στη μόνιμη κατάσταση της λειτουργίας. Ένα από αυτά τα φαινόμενα ήταν και το επιδερμικό φαινόμενο, το οποίο θυμίζω ότι είναι η ανομοιόμορφη κατανομή του ρεύματος πάνω στη διατομή ενός αγωγού, λόγω του πεδίου του ίδιου του αγωγού. Δηλαδή, με πολύ απλά λόγια θυμίζω ότι είναι, αν το ρεύμα μας ήταν συνεχές, θα είχαμε ακριβώς ομοιόμορφη κατανομή στη διατομή ενός αγωγού, αν κόβαμε με ένα ψαλίδι έναν αγωγό και βλέπαμε τη διατομή του και περνούσα από τον αγωγό αυτός συνεχές ρεύμα και βάζαμε χίλιες μικρές καλφίτσες αμπερόμετρα ή κάθε μία καλφίτσα αμπερόμετρα θα μετρώσε το ίδιο ρεύμα συνολικό διά χίλια. Αν στην ίδια διατομή περάσω ένα ρεύμα με συχνότητα, ένα αλλάσσόμενο ρεύμα, συγκεκριμένη F, τότε όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο οι καλφίτσες που βρίσκονται προς τα έξω θα μετράνε περισσότερο ρεύμα και οι καλφίτσες που βρίσκονται στο κέντρο θα μετράνε λιγότερο και κάποια σημεία θα μετράνε καθόλου. Αυτό σημαίνει ότι η ενεργή διατομή ενός αγωγού μειώνεται. Τι είναι ενεργή διατομή ενός αγωγού ή χρήσιμη διατομή, εκεί από όπου περνάει το ρεύμα. Και γι' αυτό πολλές φορές και στο εναλλασσόμενο ρεύμα χρησιμοποιούμε σωλινωτούς αγωγούς, γιατί και πλήρες να τους είχαμε, από το κέντρο δεν θα περνούσε πολύ ρεύμα. Όταν έχω ένα μεταβατικό φαινόμενο, το οποίο μου δημιουργεί πρόβλημα και ο στόχος μου πάντα είναι η απόσβεση του μεταβατικού αυτοφαινομένου, το επιδερμικό φαινόμενο είναι σύμμαχος μας. Και θυμίζω ότι όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο έντονο είναι το επιδερμικό φαινόμενο και τόσο πιο μικρό είναι το επιδερμικό βάθος, δηλαδή το βάθος από το οποίο περνάει το πραγματικό ρεύμα. Για ένα ρεύμα, σύμφωνα με μια τυπική ταχύτητα ανώδου του μετόπου του κεραυνού, που μου δίνει μια συχνότητα, ας πούμε 300-350-400 ΜΧ, γιατί για αυτή την περιοχή συχνοτήτων μιλάμε, το επιδερμικό φαινόμενο γίνεται τεράστιο. Δηλαδή, τι γίνεται? Η ενεργός διατομή, η χρησιμή να γίνεται πάρα πολύ μικρή και όλο αυτό το ρεύμα αναγκάζεται να περάσει από αυτή την πολύ μικρή διατομή, με αποτέλεσμα η ενεργή αντίσταση αυτής της πολύ μικρής διατομής πηγαίνει στα ύψη. Επισήμως, μεγαλώνει η αντίσταση στο εναλλασσόμενο αυτού του αγωγού. Όσο πιο μεγάλη είναι η συχνότητα, τόσο πιο μεγάλη είναι η αντίσταση και τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσβεση της τάσης κατά την πόδευση ενός κύματος. Όταν λοιπόν τρέχει ένα σπαλμός πάνω σε έναν αγωγό, προς την αρχή, προς το τέλος της δραμής, με ταχύτητα νόδου που μου δίνει μια συχνότητα με ανάλυση φουριέτης τάξης των 300MHz, τότε το επιβερμικό φαινόμενο για αυτό το μέτωπο και μόνο είναι τόσο μεγάλο που δημιουργείται έντονη απόσβεση, γιατί το κομμάτι του αγωγού από το οποίο περνάει το ρεύμα είναι πολύ μικρό. Το επιβερμικό βάθος γίνεται πολύ μικρό. Το μέτωπο λοιπόν εκ των πραγμάτων αμβλύνεται. Για τον ίδιο λόγο η ουρά του κύματος επιμηκίνεται, δηλαδή είναι σαν να το πατάμε προς τα κάτω. Όλα τα υπόλοιπα που είναι εχθροί μας στη μόνιμη κατάσταση είναι σύμμαχή μας στα κυματικά φαινόμενα. Η αντίσταση της γραμμής δημιουργεί και αυτή μια απόσβεση. Η αντίσταση του εδάφους δημιουργεί και αυτή μια απόσβεση. Η αντίσταση της μόνωσης δημιουργεί και αυτή μια απόσβεση, αν έχουμε ένα μονομένο καλώδιο. Μια απλή περίπτωση προσέγγισης της σχέσης είναι ότι η τάση μου στην απόσταση χ σε σχέση με την τάση μου στο σημείο μηδέν που πέφτει το ρεύμα του κεραυνού και δημιουργούνται τα δύο κύματα που ξέρουμε από σήμερα, ένα δεξιά και ένα αριστερά, μετά από απόσταση χ πέφτει εκθετικά σύμφωνα με μια σταθερή λάμδα. Επαναλαμβάνω, η απόσβεση των κεραυνών είναι ένα πολύ πλοκοθέμα, είναι καθαρά ερευνητικό, δεν πρόκειται να μπούμε ούτε σε ασκήσεις, ούτε σε σοβαρά προβλήματα που να σχετίζονται, αλλά είναι καλό να μάθουμε ότι πράγματι υπάρχει και ότι ό,τι σχεδιάζουμε στην πραγματικότητα, αγνοώντας την απόσβεση, μας οδηγεί στην ασφαλή πλευρά, γιατί η απόσβεση είναι σύμμαχος μας και μάλιστα από τους καλύτερους στη μεταβατική κατάσταση, στα κύματα. Να δούμε ένα παράδειγμα τώρα με αυτή τη σταθερή λάμδα και μια κατηγορία ορθογωνικών κυμάτων, ένα κύμα που οδεύει μεταξύ δύο χάλκινων αγωγών, φάσεις και αγωγής, φάσεις και δάφους. Η σταθερή αυτή λάμδα είναι 325, 24 και 12 χιόμετρα αντίστοιχα. Το λάμδα δια β δεν είναι ταχύτητα, άρα αυτό είναι χρόνος, είναι χιόμετρα 80 και 40 μικροσέκοντα αντίστοιχα. Αυτό μου δίνει πολύ εύκολα μια αίσθηση για την απόσβεση για συγκεκριμένες οριακές περιπτώσεις απλοποιημένες πάντα. Ο αγωγός γης είναι οτιδήποτε βρίσκεται ή συνδέεται στην γη. Άρα ο αγωγός γης μπορεί να είναι ο αγωγός προστασίας ο οποίος είναι υγιωμένος, ο αγωγός γης μπορεί να είναι οποιονδήποτε για κάποιο λόγο λόγο βραχικυκλώματος υγιωμένο επίσης κομμάτι της γραμμής μεταφοράς, αλλά δεν είναι το έδαφος γιατί το έδαφος είναι μια ξεχωριστή κατηγορία στο τέλος. Το λάμδα όταν ο κεραυνός οδηγείται μεταξύ της φάσης α και του εδάφους από κάτω και είναι ίσο με 12 χιλιόμετρα τι μπορεί να σημαίνει ότι σε απόσταση ίση με 12 χιλιόμετρα. Να πάμε λίγο να δούμε τη σχέση πίσω. Η τάση μου είναι η στην πλήνη 1 αυτής που είχα πριν. Όταν είναι μεταξύ φάσης και αγωγωγής που είναι η συνηθισμένη περίπτωση και είναι αυτή που θέλω γενικώς να πετύχω με τον κεραυνό να πέφτει πάνω στον αγωγωγής, θέλουμε περίπου 24 χιλιόμετρα. Πριν πάω στην τελευταία πρόταση να πάω στην ενδιάμεση. Λόγω του φαινομένου κορώνα έχω μέγιστη απόσβεση σε ένα έλλειο γραμμές μεταφοράς στο 1,3 της ονομαστικής τάσης. Εδώ λίγο να με βοηθήσετε να καταλάβω τι λέει αυτή η πρόταση. Και να ξεκουραστώ και λίγο. Τι είναι φαινόμενο κορώνα? Με τα δικά σας λόγια. Δεν μας εξετάζει κανένας, δεν μας ακούει κανένας. Ξεχνάμε τώρα τα πάντα τι είναι φαινόμενο κορώνα. Έλα. Η διάσπαση του αέρα, ναι, γύρω από τον αγωγό. Να το πω λίγο με τον δικό μου τρόπο, που δεν είναι απαραίτητα σωστός. Μικρές αυτοσυντηρούμενες εγκαινώσεις από τον αγωγό προς το μονοτικό του. Στην περίπτωσή μας είναι ο αέρας. Στην περίπτωσή μας είναι ο αέρας. Ορίστε. Από τον αγωγό προς τον αγωγό. Γειτονικό ή τον ίδιο αγωγό. Αυτό πώς μας επηρεάζει? Όταν πηγαίνει ένα ρέμα από τον αγωγό στον ίδιο τον αγωγό. Αν πηγαίνει από τον αγωγό στον ίδιο τον αγωγό, μας επηρεάζει πώς... Δεν έχει σχέση καθόλου με αυτό που ρωτάω, αλλά μια που το ανέφερες. Περισσότερες. Το προχωράμε πάρα πολύ. Θα πάμε και σε ηλεκτρονικά ισχύως. Αρχίζω να σε φοβάμαι, γιατί είναι και σωστές όλες οι απαντήσεις που δίνεις. Καταλάβεις? Εννοείται. Αλλά λίγο να σε φρενάρω, να πάμε λίγο πίσω. Ποιος είναι ο στόχος μας αυτή τη στιγμή να καταλάβουμε ότι το φαινόμενο κορώνα... Συζητάμε όλα αυτά που θέλεις κάποια άλλη στιγμή, αφού τελειώσει το μάθημα, για να μην τα μπλέξουμε. Το φαινόμενο κορώνα δημιουργείται από ένα επίπεδο τάσεις και πάνω, ανάλαβα με την γεωμετρία του αγωγού. Αυτό το επίπεδο της τάσης, δεν χρησιμοποιώ καθόλου ορολογία υψηλών τάσεων, είναι περίπου το 1,3 της ονομαστικής. Για κατασκευαστικούς λόγους. Γιατί δεν θέλω να έχω, αν ήταν το 1,2, πολύ πιθανό να έχω μια υπέλταση της τάξης του 0,2 per unit. Αλλά από ένα σημείο και μετά, κάπου πρέπει να το βάλουμε αυτό το κατόφλι, συνήθως δεν έχω στην μόνιμη κατάσταση της λειτουργίας, με φυσιολογικές συνθήκες ατμοσφαιρικές. Έχοντας αυτός δεδομένο, οποιαδήποτε τάση είναι πάνω από το 1,3 της ονομαστικής, τι δημιουργεί φαινόμενο κορώνα. Αν μία τάση ταξιδεύει με μία ταχύτητα πάνω στη γραμμή, τι δημιουργεί φαινόμενο κορώνα. Τι είναι το φαινόμενο κορώνα, ένα ρεύμα που φεύγει από τον αγωγό και πηγαίνει προς την μόνωση, προς τον αέρα, είναι απώλεια. Στην περίπτωσή μας είναι πάλι σύμμαχος, γιατί αυτό το ρεύμα που φεύγει είναι μέρος από το ρεύμα του αγωγού που οδεύει, για όσο χρονικό διάστημα η τάση που δημιουργείται, είναι πάνω από το 1,3 πελιούνιντ. Άρα μετά από ένα μικρό χρόνο, ο οποίος μικρός χρόνος αντισχίδεσαι σε μια αρκετά μεγάλη, αλλά όχι τεράστια απόσταση οδευσης κάποιων χιλιομέτρων, δεν υπάρχει τάση σε αυτό το κύμα πάνω από 1,3 πελιούνιντ. Γιατί αν υπήρχε θα είχα κορώνα και θα είχε αποσβεστή πάλι. Δηλαδή για άλλη μια φορά δημιουργώ ουσιαστικά συμμαχίες με οποιοδήποτε εχθρό είχα στη μόνη κατάσταση. Το φαινόμα κορώνα είναι καλό να υπάρχει όταν έχω κύματα. Είναι κακό σε οτιδήποτε άλλο. Ναι, δημιουργεί και αρμονικές, ναι, υπάρχει και από το αγωγό. Δεν μας ενδιαφέρει αυτό αυτή τη στιγμή, γι' αυτό τα ξεπερνάω λίγο. Εκτός από το φαινόμα κορώνα, υπάρχει και το επιδερμικό φαινόμα. Και αυτά τα δύο, στις περισσότερες των περιπτώσεων, μου δημιουργούν την κατάσταση που περιγράφω στην τελευταία πρόταση. Μετά από όντευση της τάξης των 20 έως 30 χιλιόμετρων, οδεύονται κύματα ως οδήποτε υψηλής τάσης αρχικά, υφίστανται απόσβεση και γίνονται ακίνδυνα. Δηλαδή, έχουνε τάση μικρότερη, είτε από το SI, είτε από αυτή που περιμένουμε από υπερτάσεις λόγω χειρισμών, είτε ακόμα και από την τάση που περιμένω για την τάση έναυσης του φαινομένου κορώνα. Όλα αυτά τα ξεχνάμε στα ΣΙΕΤΡΙΑ που έχουμε να εξετάσουμε, όλα αυτά τα ξεχνάμε στα ΣΙΕΤΡΙΑ που έχουμε να μελετήσουμε, και έξω από εδώ, για να είμαστε στην ασφαλή πλευρά. Και τα ξεχνάμε επίσης γιατί είναι πολύ υπλοκή η μέθοδος επαρκών υπολογισμών απόσβεσης. Τα περισσότερα από αυτά τα φαινόμενα είναι στατιστικά. Δεν υπάρχει βεβαιότητα ότι θα αρχίσει η κορώνα στο 1,3, αλλά υπάρχει βεβαιότητα ότι μετά από μια τέτοια όδευση πλέον θα έχουνε καταστεί τελείωσα κίνδυνα, όλα τα αρχικά επικίνδυνα οδεύοντα κύματα. Και θα τελειώσουμε αυτή την πρώτη ενότητα με δύο πολύ πρακτικά προβλήματα που βασίζονται κυρίως σε εκείνο που είπαμε στο προηγούμενο μάθημα για τον διπλασιασμό της τάσης όταν πέφτει ένα κύμα σε έναν μετασχηματιστή λόγω της μεγάλης ταχύτητας, ανώδου της μεγάλης συχνότητας. Οι συνθήκες είναι σαν να είναι ανοιχτό κύκλωμα λόγω της άπειλης αντίδροσης, διπλασιάζεται η τάση του κύματος του κεραυνού που πέφτει. Στο προηγούμενο μάθημα θα το δούμε και σήμερα, αυτή η κατανομή της διπλάσιας τάσης δεν είναι συμμετρική στα διάφορα τυλίγματα. Θυμίζω ότι όσο αυξάνεται η συχνότητα, τόσο αυξάνεται η αντίδραση σε μια αυτεπαγωγή και τόσο μειώνεται η αντίδραση σε μια χωρητικότητα. Το ρεύμα πηγαίνει γενικά από τις μικρές αντιβράσεις γιατί αν πάει από τις μεγάλες δυσκολεύεται. Άρα για να υπολογίσω σωστά μια κατανομή τάσης σε ένα κύκλωμα χρειάζομαι ουσιαστικά τις μικρές αντιβράσεις μια που το ρεύμα θα ρέει από τον ευκολότερο δρόμο άρα στην περίπτωση μιας μεγάλης συχνότητας από τις χωρητικότητες ενός κυκλώματος. Γιατί τα λέω όλα αυτά, θα δούμε ένα ισοδύναμο κύκλωμα ποινίων μια που μιλάμε για τυλίγματα χωρίς αυτεπαγωγές. Στο σχήμα που βλέπουμε και στο α έχουμε ένα, δύο, τρία, τέσσερα, πέντε τυλίγματα υψηλής τάσης ενός μετασχηματιστή. Πιο μέσα είναι τα τυλίγματα της χαμηλής και αμέσως δίπλα στα τυλίγματα της χαμηλής είναι ο πυρήνας. Το θυμόμαστε αυτό σχήμα. Γιατί τα τυλίγματα χαμηλής είναι πιο κοντά στον πυρήνα και τα τυλίγματα υψηλής πιο μακριά. Χρειαζόμαστε λιγό τελμόνωση με αυτή τη διάταξη άρα είναι οικονομικότερη η κατασκευή. Τι μπορώ να θεωρίσω για τα τυλίγματα χαμηλής που βρίσκονται κοντά στον πυρήνα ότι για ένα τέτοιο κυματικό φαινόμενο ουσιαστικά το δυναμικό αυτών των τυλίγματων είναι το ίδιο το δυναμικό του πυρήνα. Βλέπετε ότι το πυρήνα είναι πιο κοντά στον πυρήνα το δυναμικό αυτών των τυλίγματων είναι το ίδιο το δυναμικό του πυρήνα ο οποίος είναι γεωμένος. Άρα μπορώ να αγνοήσω τα τυλίγματα της χαμηλής και να δω μόνο τα τυλίγματα της υψηλής. Αυτό κάνω αυτή τη στιγμή. Ούτως ή άλλως τα τυλίγματα της υψηλής θα έρθει ο κεραυνός. Ο κεραυνός τον βλέπω με τη μορφή ενός κύματος δε με μέγιστη τιμή σύμφωνα με το κόκκινο βέλος πάνω αριστερά. Έρχεται στο πρώτο τυλίγμα. Στο σχήμα Β έχω τις αντίστοιχες χωρητικότητες μεταξύ των τυλίγματων και τις αντίστοιχες χωρητικότητες του κάθε τυλίγματος με το πυρήνα. Οι χωρητικότητες μεταξύ των τυλίγματων λόγω της συμμετρίας θεωρώ ότι είναι οι ίδιες στις W όλες και οι χωρητικότητες μεταξύ κάθε τυλίγματος και πυρήνα μια που είναι συμμετρική κατασκευή θεωρώ επίσης ότι είναι ίδια. Και μια που ο πυρήνας είναι γεωμένος θεωρώ ότι αυτή είναι μια χωρητικότητα ως προς την Γη γι' αυτό και το ε από το R, το W είναι από το Winding. Αυτό που βλέπουμε στο τρίτο σχήμα είναι με μπλε συνεχή γραμμή η ιδεατή κατανομή της τάσης του κεραυνού με κόκκινη γραμμή η πραγματική κατανομή της τάσης του κεραυνού και οι διαφορές τάσεις μεταξύ των τυλίγματων στο πάνω μέρος. Αυτό είναι προφανές γιατί γίνεται. Το ρεύμα του κεραυνού βλέπουμε το σχήμα Β έρχεται στο σημείο Α. Θα περάσει από τη χωρητικότητα του πρώτου τυλίγματος αλλά ένα κομμάτι του θα πάει προς την Γη μέσω της χωρητικότητας Ι μεταξύ των τυλίγματων και του πυρήνα. Το ίδιο θα συμβεί ακόμα πιο κάτω, το ίδιο θα συμβεί ακόμα πιο κάτω άρα μειώνονται τα ρεύματα που περνάνε από τα τυλίγματα 2, 3, 4 και 5 με αυτό το πενέπτου τυλίγμα 1 άρα μειώνεται και η πτώση τάσης. Αυτό που λέω πολύ απλά είναι αν η συνολική τάση του κεραυνού είναι 2 Μβ που φτάνει εκεί δηλαδή ένα του κεραυνού και άλλο ένα λόγω της ανάκλασης λόγω του φαινομένου που έχουμε και της μεγάλης αντίδρασης από αυτά τα 2 Μβ όπως βλέπω λίγο παραπάνω από το 1 Μβ η τάση ΒΑΒ θα πάει πάνω στο 1 από τα 5 τυλίγματα και θα το καταστρέψουμε βεβαίως όταν την αφήσω να φτάσει εκεί. Λέω απλώς τι βλέπαμε στο Ά βλέπουμε τα τυλίγματα του δευτερεύοντος, δηλαδή της υψηλής το πρωτεύον θεωρώ ότι έχει το δυναμικό του πυρήνα στο Β το ισοδύναμο κύκλωμα με χωρητικότητα και στο Γ την πραγματική κατανομή της τάσης με κόκκινη καμπύλη και την υποθετική ομοιόμορφη κατανομή της τάσης που θα θέλαμε να έχουμε την γαλάζια ευθεία. Πάμε λίγο πίσω ξανά για να έχω την γαλάζια ευθεία τι έπρεπε να έχω να μην υπάρχουν τα ασέψιλον. Πώς μπορεί να μην υπάρχουν τα ασέψιλον. Μπορεί. Πολύ σωστά δεν μπορεί αλλά γιατί. Πολύ σωστά δεν μπορεί αλλά γιατί. Ναι. Έχει να κάνει με τη γεωμετρία. Έχει να κάνει με τη γεωμετρία δηλαδή εντάξει να πάω το τύλιγμα της υψηλής στα 50 μέτρα μακριά από το πυρήνα αλλά μετά δεν θα είχα απεπλεγμένη ροή δεν θα ήταν μετασχηματιστής αυτό σωστά. Είμαστε αναγκασμένοι να είμαστε όσο γίνεται πιο κοντά για να μειώσουμε και τις αυτοπαγωγές σκέδασης και οτιδήποτε άλλη απώλεια έχουμε. Άρα το σε ύψλον είναι δεδομένο υπάρχει και μάλιστα το γνωρίζει και ο κατασκευαστής. Όλα αυτά που είπαμε απλώς με σχέση. XW είναι η άπειλη αντίδραση του τυλίγματος που έχει αυτοπαγωγή LW για τη συχνότητα Ω που προκύπτει από το BOPF της συχνότητας του κεραυνού F. CW είναι η χωρητικότητα του τυλίγματος της υψηλής ως προς τα γειτονικά τυλίγματα. CW είναι η χωρητικότητα του τυλίγματος της υψηλής ως προς τη γη. Και η πτώση τάσης θυμίζω κατά μήκος ενός πυκνωτή για συγκεκριμένα του CW που διαρρέται από αριομαγιότα είναι αυτή. Στο σημείο α έχω μεγαλεί το αρέμα το πρώτο τύλιγμα, δηλαδή για μας ο πρώτος πυκνωτής θα δεχτεί η ψηλότερη τάση από το δεύτερο κοιούτου καθεξής. Το τελευταίο τυλίγμα που βρίσκεται κάτω κάτω θα δεχτεί την χαμηλότερη τάση, θα καταστραφούν με βεβαιότητα κάποια από τα πρώτα τυλίγματα και αυτό είναι ακόμα ένα μεγαλύτερο πρόβλημα. Δηλαδή, αν μπορούσαν να ισοκατανεμηθούν αυτές οι πετάσεις, ενδέχεται κάποια τυλίγματα να αντέχαν. Δηλαδή, ισχύει αυτή η σχέση μεταξύ των τάσεων που είναι τμήματα της τάσης του κεραυνού και έρχονται πάνω στα τυλίγματα, θα είχαμε η όμορφη κατανομή πολύ σωστά όπως μου είπατε αν το ΣΕ ήταν ίσο με το μηδέν, αυτό δεν μπορεί να συμβεί. Ο κατασκευαστής συνήθως μας δίνει ένα συντελεστή με τη μορφή της ρίζας ΣΕ προς την τάβλογη ο οποίος μας επιτρέπει να κάνουμε κάποιους υπολογισμούς όταν γνωρίζουμε το ένα από το δύο για να βρούμε το άλλο ή για να βρούμε κάποιες κατανομές με βάση αυτής της σχέσης. Και τελειώνουμε με ένα αντίστοιχο πρόβλημα το οποίο έχει να κάνει με την κατανομή της τάσης μονοτήρες ανάρτησης μιας γραμμής μεταφοράς. Εδώ είναι το πρόβλημα που είχαμε πριν μόνο αντεστραμένο. Ο αγωγός Φάσης βρίσκεται εδώ και θεωρώ ότι έχει πέσει ένα σκεραυνό στον αγωγό Φάσης. Ταξιδεύει μια υπέρταση, φτάνει με μεγαλύτερη τιμή β εδώ κρατάω τους ίδιους συμβολισμούς, τους ίδιους δείκτες μόνο και μόνο για να μην αλλάξουμε τις σχέσεις γιατί είναι ακριβώς ίδιες με πριν άρα ισχύουν τα ίδια ισοδύναμα. Έχω ως CW τη χωρητικότητα του κάθε δίσκου του μονοτήρα παρότι δεν είναι win-win εδώ κρατάω μόνο τους συμβολισμούς για να έχουμε τις ίδιες σχέσεις και Cε που είναι σωστό εδώ τη χωρητικότητα μεταξύ των δίσκων και της γης. Η γη για μένα αυτή τη στιγμή ο πυλώνας, ο οποίος είναι γεωμένος. Ακριβώς με τη διαλογική τι συμβαίνει ο κάτω δίσκος δέχεται την μέγιστη κρουστική τάση. Άρα ο μονοτήρας αυτός δεν θα καταστραφεί ομοιόμορφα. Η κατανομή λοή είναι ανάλογα αυτής του σχήματος 2.22 όλα αυτά τα σχήματα έχουν να κάνουν με το βιβλίο το οποίο θα πάρετε και κρατάω ακριβώς τον ίδιο συμβολισμό τους ώστε να πηγαίνετε όσα αναφορά στο βιβλίο. Στο παράδειγμα που είδαμε ο κάθε μονοτήρας έχει τρεις επιμέρειους δίσκους με δύο σημεία σύνδεση σε ο κάθε δίσκος α, β, δίτα τόνος γ και γ τόνος δ. Πάμε να τα δούμε. α, β από κάτω προς τα πάνω τώρα δίτα τόνος γ και γ τόνος δ. Σε w είναι η χορητικότητα του σημείου σύνδεσης του δίσκου ως προς το γειτονικό σημείο ανάρτησης σε ε είναι η χορητικότητα του σύνδεσης του δίσκου ως προς τον πυλώνα ο οποίος είναι γεωμένος α ως προς την γ. Έχω δυστυχώς και πάλι ανομιόμορφη κατανομή της κρουστικής τάσης δηλαδή η μέγιστη κρουστική τάση αυτή στον πρώτο δίσκο στον κάτω δίσκο του μονοτήρα. Ελάτωσης ανομιομορφίας θα έχουμε αν ελατωθεί ο λόγος σι έψιλον προς σι τάβ λιού αν ελατωθεί η σι έψιλον πως μπορεί να ελατωθεί αν η ζόντια τραβέρσα του πυλώνα γίνει πολύ πολύ πολύ μεγάλη που σημαίνει πάλι μεγάλο κόστος. Άρα αφήνουμε τον κάτω δίσκο να καίγεται σε αυτές τις περιπτώσεις γιατί δεν καίγεται και πάντα γιατί φροντίζουμε είτε να προστατεύουμε τη γραμμή είτε φροντίζουν οι αποσβέσεις που έχουμε και είδαμε σήμερα να κάνουν τη δουλειά μας πριν προλάβουμε να την κάνουμε εμείς δηλαδή πριν φτάσουμε σε μια ασυνέχεια σε έναν τερματισμό. Λοιπόν αυτά είναι τα γενικά που ήθελα να δούμε για το πρώτο κομμάτι. Οι ασκήσεις του πρώτου κομματιού έχουν μια ποικιλία έχουν να κάνουν με θενόμενα που αντιμετωπίζονται με διαγράμματα βιουλή έχουν να κάνουν με τερματισμούς γραμμές σε αυτεπαγωγή σε χωρητικότητα χρησιμοποιούμε πάρα πολύ τα δύο ισοδύναμα που είδαμε στο προηγούμενο μάθημα όσον αφορά την γραμμή μεταφοράς και στα ισοδύναμα αυτά πολλές φορές και εδώ θέλει λίγο προσοχή και τελειώνω παρεμβάλλουμε συγκεντρωμένα στοιχεία. Δηλαδή μπορεί μια γραμμή να βρίσκεται από το σημείο 0 και αριστερά μια άλλη γραμμή από το σημείο 0 και δεξιά κυματικές εξισώσεις θέλουμε και για τις δύο αυτές γραμμές τα ισοδύναμα θα έχουν να κάνουν με κάποιος Ζ0 στο σημείο 0 μπορεί να έχω μια συγκεντρωμένη αυτεπαγωγή. Τι κάνουμε τώρα? Κάνουμε ισοδύναμα κυκλώματα. Η συγκεντρωμένη αυτεπαγωγή δεν μπορεί να γίνει διανεμημένο κύκλωμα άρα μαθαίνουμε πώς αντιμετωπίζουμε τις δύο πλευρές της γραμμής για την αρχή τους με τα δύο ισοδύναμα και για το σημείο που με ενδιαφέρει πάντα που υπάρχει ένα συγκεντρωμένο στοιχείο ισχύουν απόλυτα αυτά τα δύο ισοδύναμα. Δεν θα ισχύουν για 10 χιλιόμετρα μετά. Εκεί θα βάλουμε δύο άλλα ισοδύναμα. Θα έχουμε ασκήσεις στα διαγράμματα πλέγματα Μπιούλεη. Είναι οι πιο απλές ασκήσεις που υπάρχουν και είναι οι ασκήσεις που έχουμε τη μεγαλύτερη αποτυχία στις εξετάσεις γιατί κανένας δεν κάθεται να τις πάρει σοβαρά και αν τις δει μία φορά θα δει ότι είναι ό,τι πιο εύκολο μπορεί να κάνει κανείς από αυτά που έχει αντιμετωπίσει. Και το πιο σημαντικό συμπέρασμα που θέλω να κρατήσουμε πριν φύγουμε αυτή τη στιγμή από το τρίτο μάθημα είναι ότι ό,τι και να κάνουμε ένα κυματικό φαινόμενο της πρώτης κατηγορίας από τα πολύ γρήγορα θα δημιουργήσει ένα μεταβατικό φαινόμενο της δεύτερης κατηγορίας που είναι ένα βραχικό κύκλωμα. Τα βραχικυκλώματα θα αρχίσουμε να τα βλέπουμε σιγά σιγά από το επόμενο μάθημα τη Δευτέρα. Καλό μεσ |
