EDITAR: También debería agregar, la generación de energía se realiza inherentemente a través de grandes generadores rotativos (sin embargo, se convierten en agua que cae, queman carbón para producir vapor, desgarran átomos para crear vapor …) que inherentemente producen formas de onda de salida sinusoidal. Es una coincidencia muy feliz que lo generado también sea la forma más eficiente de distribuirlo en un paradigma de transmisión y distribución basado en transformadores de CA. La respuesta original sigue:
Una sinusoide transporta su energía (de la fuente a la carga) solo a su frecuencia fundamental. En distribución de energía que es 50Hz o 60hz.
Cualquier otra cosa que no sea una sinusoide significa que una fracción de esa energía también se transporta en armónicos más altos del fundamental, dependiendo de las otras formas de onda que tenga en mente, ya sea armónicos principalmente extraños (150Hz, 250Hz, 350Hz (etc.) para un fundamental de 50Hz , o 180Hz, 300Hz, 420Hz, etc. para un fundamental de 60Hz), o para formas de onda menos simétricas, también habrá armónicos (100/200/300 / etc …, 120/240/360 / etc …).
El problema con transportar parte de su energía a esas frecuencias más altas es que disminuye la eficiencia de la transmisión, más energía se pierde cuanto mayor es la frecuencia. Esto se debe en gran parte a que las redes de distribución de energía de CA se basan fundamentalmente en transformadores para escalar los voltajes para reducir la corriente (a fin de reducir las pérdidas I ^ 2.R) y luego volver a los voltajes más seguros más cerca de la carga. Los transformadores de CA simples funcionan de manera más eficiente a una frecuencia diseñada específicamente. Un suministro que no sea solo el fundamental de 50/60 Hz no transformará esas frecuencias más altas (los armónicos) tan eficientemente: en realidad serán absorbidos por los transformadores como calor (de manera similar, algunos tipos de carga, como los motores eléctricos, no podrán utilizar la energía entregado a ellos en esos armónicos superiores, y simplemente se calientan más).
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El problema surge cuando considera la escala de las redes de distribución de energía: kilovatios, megavatios, gigavatios. Si se pierde una fracción significativa de la energía que genera porque está en esas frecuencias armónicas más altas, entonces es menos eficiente, su infraestructura de red de distribución de energía se calienta, lo que puede significar que es menos confiable o tiene una vida útil más corta, y usted gaste aún más dinero manteniéndolo fresco o reemplazándolo con más frecuencia, así como no poder facturar a sus consumidores por esa energía perdida.
En los sistemas de distribución de energía basados en transformadores de CA simples, la CA sinusoidal de baja frecuencia es la forma más eficiente de hacerlo.