Una de las principales preocupaciones en la transmisión de electricidad es la pérdida de energía en las líneas de transmisión, disipadas como calor debido a la resistencia de los conductores.
Las líneas de transmisión de alto voltaje se utilizan para transmitir energía eléctrica a largas distancias. Normalmente, las líneas de transmisión de alto voltaje (HV) están hechas de líneas de cobre y / o aluminio de alto voltaje (entre 138 y 765 kilovoltios).
Suponga que la potencia a transmitir es P, y la resistencia de la línea de transmisión es r.
Si la potencia se transmite con voltaje V, entonces el flujo de corriente a través de la línea de transmisión es I = P / V.
Dado que P y r son condiciones fijas, se perderá menos potencia si se usan voltajes altos V.
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Algunos estudiantes plantearán preguntas como: De la ley de Ohm. Si el voltaje aumenta, la corriente también aumentará. ¿Por qué la corriente es menor cuando se usa alto voltaje para transmitir la potencia?
Los libros de texto olvidaron decirles a los estudiantes que la línea de transmisión necesita un transformador para reducir el voltaje.
Y el transformador no tiene una impedancia fija. Si se usa un voltaje más alto para transmitir la potencia, la relación del transformador también cambiará, lo que cambiará la impedancia del transformador.
El siguiente applet fue desarrollado para ayudarlo a comprender la línea de transmisión de alta potencia.
Puede cambiar la potencia / voltaje V y la resistencia r en la línea de transmisión con controles deslizantes.
Mostraré el flujo de corriente a través de la línea de transmisión.
Z es la impedancia total de la línea de transmisión, Zt es la impedancia del transformador.
N: n muestra la relación del transformador de alta tensión (suponga que la tensión del usuario es de 100V).
La eficiencia de la línea de alimentación también se muestra en el lado derecho.
Para bajar las pérdidas. La alta corriente genera más calor y necesita conductores gruesos para la transmisión. Bajar la corriente requeriría una menor cantidad de conductor, lo cual es económico.
La alta corriente genera más calor y requeriría materiales que no solo transmiten más corriente, sino que también toleran altas temperaturas. Una menor cantidad de conductores significa menos peso para que las torres puedan soportar. Por lo tanto, las torres se pueden construir con menos material y requerirían menos espacio (esto es importante especialmente para las torres en las regiones forestales, ya que resulta en una menor deforestación).
En resumen, es más económico y más eficiente transmitir energía en baja corriente y alto voltaje.