¿Qué voltaje y frecuencia se seleccionarían si no hubiera problemas heredados?
Puedo encontrar fácilmente cómo la selección de la frecuencia y el voltaje de la electricidad se basó en la compatibilidad con versiones anteriores y en elecciones bastante arbitrarias. Estoy impresionado por los japoneses que son capaces de mantener dos frecuencias en un solo país. La pregunta se relaciona con un nivel de tecnología de principios del 21 y cuál sería el más lógico en este momento.
Esta es la información relevante que encontré:
El ejército de EE. UU. usa 400 Hz, ya que permite rotores más pequeños, pero sería difícil usarlo en escalas mucho más grandes ya que las pérdidas de transmisión aumentarían.
Parece haber muy pocas muertes por electrocución y pérdidas de transmisión bastante graves en los sistemas de bajo voltaje, por lo que podría haber una tendencia a aumentar el voltaje para ahorrar energía. ¿Valdría la pena? ¿Sería lo suficientemente eficiente convertir el voltaje antes de entregarlo al hogar?
(Por favor, no Tesla, no guerra de corrientes... No me gustaría ver a los americanos teniendo aquí su guerra santa...)
Metas-
no mates a la gente
Transferir electricidad de forma económica y eficiente
La pérdida de potencia al transferir electricidad = P = IV (corriente * voltaje) y V = I*Rwire (corriente * resistencia del cable) o P = V^2 /R = I^2 *R
Entonces, para minimizar la pérdida de energía cuando tenemos una R alta (millas de cable), manejamos V muy alto
Entonces queremos maximizar la energía disponible para el consumidor por un R más pequeño. Se aplican las mismas ecuaciones, por lo que si podemos convertir el flujo de corriente baja de alto voltaje en un flujo de corriente alta de bajo voltaje, hacemos que haya mucha más energía disponible.
La conversión de High V low I a low V high I es muy fácil en corriente alterna, simplemente colocamos un inductor desigual entre ellos.
La conversión en DC es mucho más ineficiente. Es por eso que nos gustaría usar AC.
¿Qué parte de la electricidad mata a las personas? Bueno, tiene que tener suficiente voltaje para atravesar la piel humana (unos pocos voltios). La forma más fácil en que la electricidad mata a una persona activa los nervios y provoca espasmos en los músculos (incluidos el corazón y los pulmones) y provoca ataques cardíacos. La clave para hacer esto es tener electricidad pulsada a la misma frecuencia y pulso de las células nerviosas (que es de alrededor de 60 hz), que es la frecuencia de la corriente doméstica en los EE. UU.
Por lo tanto, desearía 2 voltajes, 1 alto voltaje para las líneas de transición y 1 bajo voltaje para las líneas domésticas, deberían ser de CA y muy lejos de los 60 Hz en frecuencia)
Una restricción en la frecuencia es que la desea lo suficientemente alta como para no causar un parpadeo molesto en su iluminación. Por lo tanto, probablemente no quiera caer demasiado por debajo de los 50 Hz del Reino Unido. Sé que las velocidades de fotogramas de las películas son de 24 fps, pero probar obturadores LCD de ojos alternativos con una frecuencia de actualización baja definitivamente parpadeó notablemente para mí.
También desea un voltaje lo suficientemente alto como para poder entregar suficiente energía (V x A) a sus dispositivos de alta demanda, como calentadores, cocinas y lavadoras, sin preocuparse por las pérdidas de I al cuadrado R en su cable de conexión: reduzca a la mitad el voltaje y necesita duplicar la corriente, lo que le da cuatro veces más pérdida si mantiene el mismo cable. O puede optar por un cable más grueso y caro...
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