Mi respuesta es un poco larga, pero quédate y obtendrás la respuesta discreta a tu pregunta.
Tratemos de verlo de una manera mucho más simple, hasta el nivel atómico .
Contestaré tus preguntas en tres partes
- ¿Qué es la energía eléctrica?
- ¿Qué es la resistencia en realidad (sugiero que comience desde aquí)
- La respuesta real
La energía eléctrica es lo que realmente funciona, el trabajo eléctrico.
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Bueno, sabemos que el potencial de cualquier cuerpo es su capacidad para trabajar. Cuando decimos que tenemos el potencial para completar una tarea, queremos decir que tenemos la capacidad, el poder, para hacer ese trabajo.
El potencial eléctrico, de manera similar, es propiedad de cada pieza de carga eléctrica para realizar el trabajo. Cuando se introduce otra carga cerca de ella, un campo eléctrico creado entre ellos hace que las cargas desarrollen fuerzas de repulsión o atracción. Esta repulsión o atracción hace que las cargas se muevan una hacia la otra o lejos una de la otra. Tan pronto como las cargas comienzan a moverse, constituyen una corriente eléctrica.
Si nos fijamos en la fórmula del trabajo en el caso de la mecánica,
[matemáticas] W = F * d [/ matemáticas]
o
[matemáticas] W = M * a * d [/ matemáticas]
Ahora, veamos esta fórmula en un ángulo ligeramente diferente:
M = masa del cuerpo
Masa del cuerpo, de hecho, es el potencial del cuerpo para hacer el trabajo . Esto es análogo al potencial eléctrico V en caso de electricidad.
El otro término,
a * d = aceleración del cuerpo por la distancia recorrida por él en la dirección de aplicación de la fuerza
Esta cantidad es análoga a los tiempos actuales la duración durante la cual fluye la corriente . (ESO). Los electrones que constituyen una corriente tienen una velocidad de deriva y una aceleración instantánea muy pequeña, y durante el tiempo durante el cual se mueven, da la cantidad análoga a [math] a * d [/ math].
Por lo tanto,
[matemáticas] W = V * I * T [/ matemáticas]
o
la tasa de trabajo, poder:
[matemáticas] P = V * I [/ matemáticas]
Ahora consultemos al Sr. Ohm y veamos si podemos modificar esta ecuación.
Yo: Hola, señor Ohm, ¿qué podemos hacer con esta fórmula?
Sr. Ohm : Bueno, ¿qué tal si reemplazas V con I * R? ¿Recuerdas la ley que formulé?
Yo: Gracias Sr. Ohm, resolvió la mitad de mi problema.
Entonces ahora tenemos
[matemáticas] P = I ^ 2 * R [/ matemáticas]
Esta es la pérdida de potencia cuando se transmite corriente eléctrica. Cuanto mayor es la corriente, mayor es la pérdida de potencia, debido a la resistencia del cable. Por qué ? Debido a la resistencia que ofrece el conductor, hace que se caliente. ¿De dónde viene este calor? Es una parte del poder (energía) que fluye en el conductor.
Espera genio.
[matemáticas] P = \ dfrac {V ^ 2} {R} [/ matemáticas]
(La audiencia es lo suficientemente inteligente como para contactar al Sr. Ohm también. |:)
La pérdida de potencia debe ser directamente proporcional a V también. Derecha ?
Espere. Vamos a bajar al nivel atómico.
Ahora, el voltaje es la propiedad característica de cada carga, ya sea estática o en movimiento.
Pero, la resistencia se ofrece solo cuando los cargos comienzan a moverse. La resistencia es la obstrucción ofrecida al flujo libre de iones / electrones a través de un conductor.
A menos que y hasta que la carga comience a moverse, no se ofrecerá resistencia, y no habrá pérdida de potencia.
El conductor puede permanecer allí, cargado, con voltajes de órdenes 10 ^ 10, simplemente no hará ningún trabajo (o perderá energía), a menos que ponga en marcha una carga.
Tan pronto como la corriente comienza a fluir en el conductor, se ofrece resistencia y aparecen pérdidas de energía. Solo por el tiempo que fluya la corriente.
Y esta es la razón por la cual la pérdida de potencia es una función de la corriente y la resistencia, NO del voltaje y la resistencia.
Por lo tanto,
Pérdida de potencia en un conductor [matemática] = I ^ 2 * R [/ matemática]
- Ahora supongamos que tenemos que transmitir 10 ^ 6 megavatios de potencia.
Probémoslo a 100V,
desde la función de potencia, la corriente en el conductor será
[matemáticas] I = \ dfrac {P} {V} = 10 ^ 5 amperios. [/ matemáticas]
Incluso si el cable está formado por el mejor conductor del mundo, poseerá cierta resistencia, aunque de menos de 0.001 ohm.
Pérdida de potencia [matemática] = 10 ^ 5 * 0.001 = 100 vatios [/ matemática]
Se desperdiciarán 100 julios de energía cada segundo. DIOS MIO !
Además, esto calentará el conductor bastante rápido, hasta que se convierta en plasma. (‘-‘) Para compensar, necesitaremos incluso resistencias bajas e incluso cables más gruesos. La mayoría de las líneas de transmisión están hechas de aluminio y ofrece una resistencia considerable.
Permite bombear esta CA a través de un transformador elevador que aumenta el voltaje a 10 ^ 5 voltios.
La corriente que se transmite en este caso será,
[matemáticas] I = \ dfrac {P} {V} = 10 amperios. [/ matemáticas]
Pérdida de potencia = [matemática] 10 * 10 * 0.001 = 0.1 vatios [/ matemática]
0.1 julios desperdiciados por segundo . |:
Bien, verdad? Felicitaciones al Sr. Tesla, por hacer inevitable este cambio de DC a AC.
Las corrientes alternas a altas frecuencias también producen corrientes parásitas en las líneas de transmisión, pero estas pérdidas en comparación con las pérdidas de calor debido a la resistencia son bastante insignificantes, y tampoco puede hacer nada a la frecuencia de CA una vez que se ha generado.
En un sentido amplio, la resistencia se reemplaza por la impedancia en los circuitos de CA, que es la oposición total ofrecida al flujo de corriente de CA. La impedancia es la suma de reactancia y resistencia de Pitágoras, y un ajuste de frecuencia fino puede eliminar el factor de reactancia, dejando solo la resistencia como la única fuerza opuesta .
Menos corriente significa cables más delgados y menores costos de producción y mantenimiento. Las torres no necesitan ser pesadas y resistentes para soportar cables extremadamente pesados y, sobre todo, las pérdidas de energía se reducen significativamente.
Aunque hay muchos peligros al transmitir tensiones tan altas, los ahorros son enormes. Además, la mayoría de estas líneas de alto voltaje pasan a través de áreas deshabitadas.