Corriente vs tensión en líneas de transmisión de alta tensión

la gente suele hablar del "poder" que genera la fuente. No entiendo por qué no podemos pensar en esto como una batería.

Puede. Pero solo una batería real, no una fuente de voltaje ideal. Si cortocircuitas una batería y revisas los terminales con un voltímetro, no registrará 1.5V. Será más bajo. Lo mismo sucede con una central eléctrica sobrecargada. Tiene una entrega de potencia máxima. Si la carga es mayor que eso, el voltaje caerá (y un generador de energía real puede dañarse).

me parece que todo lo que necesitamos saber es la resistencia de este transformador.

Los transformadores no son dispositivos óhmicos. No tiene una "resistencia" como la tiene una resistencia normal. Si intentara medir su resistencia de forma ingenua (con corriente alterna), encontraría que tiene una resistencia muy alta si el lado secundario pudiera hundir una carga, y tendría una resistencia muy baja si el lado secundario no lo hiciera ( por ejemplo, si el lado secundario fuera un circuito abierto).

El comportamiento del lado secundario afecta el comportamiento del lado primario, el cual afecta el comportamiento del circuito primario.

"quieres que la resistencia de los cables sea baja en relación con el transformador".

Más bien "quieres que la pérdida de energía en los cables sea lo suficientemente baja como para que puedas vivir con ella". Dada una entrega de energía particular y una resistencia del cable, puede calcular cuáles serán sus pérdidas en el cable para diferentes voltajes.

Sus clientes exigen una determinada cantidad de energía. Si no entrega tanta energía, el voltaje en la línea se hundirá. Dada nuestra entrega objetivo, podemos dividir ese poder con cualquier combinación de voltaje y corriente que tenga sentido. Pero la corriente más alta tendrá mayores pérdidas.

Imaginemos que necesitamos entregar un megavatio de potencia a un barrio, la resistencia total en la línea es de 5 ohmios. Veamos cuánta energía se pierde en esas líneas según nuestra elección de voltaje:

Ninguno de estos depende de las características del transformador (aparte de suponer que lo estamos usando de una manera razonablemente eficiente).

¿Podría decirse que el voltaje de la fuente de una batería también determina la potencia, al menos en un escenario idealizado?

Es un factor, no lo determina . Y no es un escenario idealizado donde eso es cierto, es un escenario diferente donde eso se mantiene.

En un circuito simple con un voltaje ideal y una resistencia óhmica, cualquier voltaje dado produce una cantidad específica de potencia en el resistor. Puedes hacer tus cálculos y se mantienen.

La gran diferencia aquí es que la resistencia consume toda la energía. En el caso de las líneas de transmisión, estamos tratando de entregar energía en otro lugar (la carga final). El objetivo es que las líneas consuman menos y que la carga final consuma más.

En ese escenario, nuestro voltaje no determina la potencia total, porque tendremos dispositivos entre los cables y la carga (los transformadores) que cambian el circuito.

Piense en su computadora con una fuente de alimentación universal. Conéctelo a una línea de 120V y consume 150W. Conéctalo a una línea de 240V y consume 150W. No es una simple resistencia y no sirve para predecir la potencia que consume por el voltaje suministrado.

Me confunde cómo se sigue mencionando el poder como lo que se está generando. Puedo imaginar que es importante como algo que se usa como algún tipo de invariante, pero al menos al principio, antes de usar cualquier transformador, tengo la impresión de que es esta diferencia de voltaje de fuente lo que determina la potencia.

En un circuito simple donde tenemos exceso de suministro y resistencia simple, sí, la potencia consumida es una función simple del voltaje suministrado. En esos casos, adelante.

Pero si quiere hablar sobre por qué las líneas de transmisión se benefician del alto voltaje, esa visión no es útil. La carga no es óhmica y la potencia entregada no varía con la cuadrática del voltaje.

desea que la resistencia de la línea de transmisión sea lo más pequeña posible en todos los casos, pero esto tiene límites. Podrías hacer las líneas de cobre puro, pero entonces no serían lo suficientemente fuertes para soportar su peso a lo largo de tramos largos, y tendrías que gastar más dinero en torres, etc.

La ley de Ohm siempre nos dice que para minimizar la disipación resistiva, debe minimizar la corriente. Para la alimentación de CA, esto significa generar la energía al voltaje más alto posible (esto minimiza las pérdidas dentro del generador) y luego minimizar las pérdidas en las líneas de transmisión colocando transformadores en el extremo del generador para aumentar el voltaje y reducir la corriente, y en el use end para bajar el voltaje y restaurar la corriente.

Los transformadores necesarios son menos costosos que agregar torres para permitir el uso de alambre de cobre puro.

Tenemos alguna fuente. Hay varias formas de pensar en esta fuente, pero la forma más fácil para mí es simplemente interpretarla como si fuera una batería: tiene algún tipo de diferencia de potencial asociada, y podemos suponer que este valor es fijo. Sin embargo, es posible que esto ya sea incorrecto, porque la gente suele hablar sobre el "poder" que genera la fuente. No entiendo por qué no podemos pensar en esto como una batería.

Desde la fuente, la corriente viajará a través de los cables y luego llegará a un punto donde ocurrirá la transformación, y me parece que todo lo que necesitamos saber es la resistencia de este transformador.

Sí. Eso es todo.

He aquí un ejemplo de cálculo:

La resistencia de nuestra línea eléctrica es de un ohmio. ¿Cómo logramos una pérdida del uno por ciento de energía en la línea eléctrica?

Respuesta: Conectamos una carga de 100 Ohm al final de la línea.

Aquí hay otro cálculo de ejemplo, ya que esto es muy difícil para muchas personas por alguna razón:

La resistencia de nuestra línea eléctrica es de un MOhm. ¿Cómo logramos una pérdida del uno por ciento de energía en la línea eléctrica?

Respuesta: Conectamos una carga de 100 MOhm al final de la línea.

Un ejemplo más:

Nuestro cliente conectado a nuestra línea eléctrica es una carga de 100 ohmios. ¿Cuál debe ser la resistencia de nuestra línea eléctrica si queremos que la pérdida de energía sea como máximo del uno por ciento?

Respuesta: a lo sumo un ohmio