¿La resistencia o el voltaje son más efectivos para reducir la pérdida de energía?

Si aumentamos la resistencia del componente, ¿no podemos reducir efectivamente la pérdida de energía a través del cable?

Esto es lo mismo que decir que diseñe el componente para que funcione con corriente baja de alto voltaje, que es exactamente lo que hacemos en las líneas eléctricas de alto voltaje.

Sin embargo, parece confuso a lo largo de su pregunta. Comienza a confundir la potencia entregada a la carga como potencia desperdiciada en la carga.

También habla de aumentar la resistencia de los componentes después de aumentar el voltaje para disminuir la pérdida de energía en el cable debido al aumento de corriente del voltaje más alto. Esto de pensarlo de la manera equivocada. Si tengo una carga de 100 W que funciona a 50 V a 2 A y quiero reducir las pérdidas en el cable, rediseño la carga para que tenga una resistencia más alta para que pueda producir la misma potencia con una corriente más baja. Eso significa que el voltaje debe ser mayor. Aumenté la resistencia porque eso es necesario para mantener la misma potencia de carga funcionando con una fuente de voltaje más alta.

Tomando la resistencia del alambre como$r$y la resistencia externa utilizada en el circuito$R$, entonces la resistencia total del circuito es$R+r$.

Ahora bien, si el voltaje suministrado es$V$entonces la corriente en el cable es

$I = \frac {V}{R+r}$.

Ahora la pérdida de potencia total en el circuito es

$I ^2 R + I^2r = \frac{V^2}{(R+r)^2} (R + r) = \frac{V^2}{R+r}$.

Entonces, al disminuir la diferencia de potencial a la mitad, la pérdida de potencia será un cuarto. Y aumentar la resistencia externa conducirá a una disminución de la corriente en el circuito, pero la caída en la pérdida de potencia será menor que en el caso anterior.

No está claro exactamente lo que estás preguntando. Pero si está preguntando si la fuente de voltaje o la resistencia tienen un efecto mayor en la disipación de potencia, entonces la forma de la ecuación de potencia que debería estar viendo es

Supongamos que la fuente de voltaje$V$es una batería conectada a través de la resistencia$R$. Supongamos además que la resistencia interna de la batería es insignificantemente pequeña en comparación con cualquier valor de$R$deseamos considerar.

De la ecuación vemos que la disipación de energía varía inversamente con la resistencia a través de la batería mientras que varía como el cuadrado del voltaje terminal de la batería$V$. Por lo tanto, una disminución en el voltaje da como resultado una mayor reducción en la disipación de energía que un aumento en la resistencia.

Si esto no es lo que quería saber, hágamelo saber y eliminaré mi respuesta o la revisaré.

Espero eso ayude.

Si aumenta el voltaje de la fuente, [entonces] aumenta la corriente a través del circuito...

En realidad lo entendiste exactamente al revés.

El problema es que malinterpretas el contexto en el que "aumentan el voltaje". No están hablando de aumentar el voltaje en algún circuito existente que alimenta, por ejemplo, alguna bombilla existente. Están hablando de modificar el diseño de un sistema de distribución de energía.

Suponga que desea entregar 100W a una bombilla. Si diseña un sistema en el que las bombillas esperan una fuente de alimentación de 10 V, entonces tendrá que suministrar 10 A para encender la bombilla. Pero si diseña el sistema para operar a 100V, entonces solo tendrá que suministrar 1A. "Subir" el voltaje de diseño le brinda un sistema en el que se necesitará menos corriente.

Comúnmente se afirma que aumentar el voltaje de la fuente reduce la pérdida de energía.

Allí se habla específicamente de potencia perdida en la red de distribución. Los cables que distribuyen la energía tienen resistencia. Es pequeño, pero es suficiente para importar. Suponga que el cable que conecta su bombilla a la estación generadora tiene 1/10 de ohmio de resistencia. Si el sistema suministra 1 A de corriente a su bombilla, entonces 1/10 de vatio ($1^2\times{}0.1$) se "perderá" en el cable. Pero si su sistema necesita suministrar 10A a la bombilla, entonces la pérdida será$10^2\times{}0.1$o 10W.

La red de distribución que utiliza$10\times{}$el voltaje tiene solo 1/100 del$I^2R$pérdidas.

El aumento del voltaje de la fuente no disminuye la pérdida de energía.

Creo que estás hablando de transmisión de energía eléctrica sobre altos voltajes. Pero ese caso es diferente del caso habitual (solo resistencia). Allí no puede usar la relación V = I * R porque transformar el bajo voltaje en alto voltaje es diferente de aumentar el voltaje de la fuente. El aumento en el nivel de voltaje en el transformador elevador se produce a expensas de la disminución de la corriente. Debe usar una relación de potencia constante que es P = I ₁ *V ₁ = I ₂ *V ₂ = constante para calcular la corriente con voltaje aumentado.

Pasando a la segunda pregunta, ¿cómo aumentará la resistencia del componente? Si agrega una resistencia externa con el componente en serie, definitivamente reducirá la corriente a través del circuito, pero luego habrá una pérdida de energía adicional en la resistencia agregada. También se reducirá la caída de tensión en el componente. Pero los componentes eléctricos requieren cierto nivel de voltaje para funcionar.

Así que no podemos reducir la pérdida de energía de esta manera.