เมื่อคุณพบว่าตัวเองกำลังมองดูเสาไฟฟ้าสูงที่ทอดยาวจนสุดลูกหูลูกตาไปจนสุดสายตา สิ่งแรกที่คุณนึกถึงก็คงไม่ใช่ “ดูสายส่งที่หย่อนคล้อยพวกนั้นสิ” ทว่าการที่สายไฟโค้งลงมาระหว่างเสานั้นมีลักษณะเฉพาะของท่อร้อยสายไฟฟ้าประเภทนี้พอๆ กับเสา ตัวเอง
ในขณะที่สายไฟทั่วไปในละแวกของคุณเชื่อมต่อกันเกือบเป็นเส้นตรงไปยังเสาที่อยู่ติดกัน ระยะห่างระหว่างสายส่งไฟฟ้าแรงสูงระยะไกลที่มากขึ้นและน้ำหนักของสายไฟเหล่านั้น ออกกฎนี้ การจัด เป็นผลให้พวกเขาต้องได้รับอนุญาตให้ลดลงในระหว่างหรือเสี่ยงต่อการทำลายเนื่องจากสุดขีด ความตึงเครียด. ในทางกลับกัน ค่าเผื่อการลดลงที่มากเกินไปจะทำให้บริษัทผลิตไฟฟ้ามีค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากค่าที่ลดลงมากเกินไปนั้นใช้วัสดุมากขึ้นในรูปแบบของลวดเสริม
การคำนวณค่าย้อยระหว่างเส้นและการหาค่าที่เหมาะสมนั้นเป็นแบบฝึกหัดทางคณิตศาสตร์ที่ตรงไปตรงมา
เรขาคณิตของสายที่หย่อนคล้อย
ปล่อย หลี่ เป็นระยะทางแนวนอนระหว่างเสาที่อยู่ติดกัน (สมมติว่ามีความสูงเท่ากัน มักจะไม่ใช่สมมติฐานที่ถูกต้องในความเป็นจริง) W เป็นน้ำหนัก ต่อหน่วยความยาว ของตัวนำเป็น N/m และ ตู่ ความตึงในตัวนำ สำหรับแรงต่อความยาวหน่วยเป็น N/m อู๋ เป็นจุดตกต่ำที่สุดตรงกลางระหว่างเสา
เลือกบางจุด พี ตามสาย. หากคุณเลือก O เป็นจุด (0,0) ของระบบพิกัดมาตรฐาน พิกัดของจุด พี คือ (x, y) น้ำหนักของความยาวของส่วนลวดโค้ง OP = Wx และกระทำ (x/2) เมตร จาก อู๋เนื่องจากมวลของเส้นลวดมีการกระจายเท่าๆ กันที่จุดกึ่งกลางนี้ เนื่องจากส่วนนี้อยู่ในสภาวะสมดุล (ไม่เช่นนั้นจะเคลื่อนที่ได้) จึงไม่มีแรงบิดสุทธิ (แรงที่กระทำเพื่อหมุนวัตถุ) กระทำต่อเส้นลวด
แรงสมดุล: น้ำหนักและความตึงเครียด
แรงบิดที่เกิดจากความตึงเครียด ตู่ จึงเท่ากับความตึงเนื่องจากน้ำหนักเส้น line Wx:
ไท = Wx (x/2)
ที่ไหน y คือระยะทางแนวตั้งจาก อู๋ สูงเท่าไหร่ก็ได้ พี ตรงบริเวณ พบได้จากการจัดเรียงสมการใหม่ดังนี้
y = Wx^2/2T
ในการคำนวณการลดลงทั้งหมด ให้ตั้งค่า, x เท่ากับ หลี่/2 ซึ่งทำให้ y เท่ากับระยะทางจากยอดหอคอยทั้งสอง - นั่นคือค่า sag:
แซก = WL^2/8T
ตัวอย่าง: ยอดของสายไฟของเสาส่งสัญญาณที่อยู่ติดกันสูงเท่ากันอยู่ห่างกัน 200 เมตร ลวดนำไฟฟ้ามีน้ำหนัก 12 N/m และแรงดึง 1,500 N/m ค่าแซ็กคืออะไร?
ด้วย W = 12 นิวตัน/เมตร, หลี่2 = (200 ม.)2 = 40,000 m2 และ ตู่ = 1,500 N/m,
ลดลง = [(12)(40,000)]/[(8)(1,500)] = 480,000/12,000 = 40 ม.
ผลกระทบของลมและน้ำแข็ง
สายส่งจะสร้างและบำรุงรักษาได้ง่ายกว่ามาก หากไม่ใช่เพราะปรากฏการณ์ที่น่ารำคาญของสภาพอากาศ โดยเฉพาะน้ำแข็งและลม ทั้งสองอย่างนี้สามารถทำร้ายร่างกายได้แทบทุกอย่าง และสายส่งมักจะอ่อนไหวเป็นพิเศษเนื่องจากการเปิดรับแสงในพื้นที่เปิดสูงเหนือพื้นดิน
การเปลี่ยนแปลงสมการข้างต้นเพื่อพิจารณาสิ่งนี้ทำได้โดยการรวม wผม, น้ำหนักน้ำแข็งต่อหน่วยความยาว และ ww, แรงลมต่อความยาวหน่วย, ตั้งฉากกับทิศทางของสายไฟ. น้ำหนักรวมของเส้นลวดต่อความยาวหน่วยจะกลายเป็น:
w_{t} = \sqrt{(w + w_{i})^2 + (w_{w})^2}
ค่า sag จะถูกคำนวณเหมือนเดิม ยกเว้นว่า except wt ถูกแทนที่ด้วย W ในสมการหาความหย่อนคล้อยในกรณีที่ไม่มีแรงภายนอกอื่นนอกจากแรงโน้มถ่วง