Transmisión de alta tensión, transformadores y ley de Ohm

Tengo dificultades para comprender el proceso de trabajo de la transmisión de alto voltaje y los transformadores. Particularmente con esta expresión: "cuanto mayor sea el voltaje de la línea de transmisión, menor será la corriente".

Voy a intentar de explicar:

El primer caso: tenemos la transmisión de línea habitual, sin transformadores:

ingrese la descripción de la imagen aquíAquí todo es sencillo: tenemos circuito, con

R = 50 Ω; 
V = 1000 v; 
I = 20 A

Todo es claro y comprensible.

Ahora, el segundo caso: tenemos transmisión de línea de alto voltaje con transformadores:

ingrese la descripción de la imagen aquíSe añadieron dos transformadores: step up y step down. ¿Por qué se hizo? Sé la respuesta, está escrita en todas partes en Internet: se hizo para disminuir la corriente en la línea de transmisión, a fin de reducir las pérdidas causadas por la alta corriente. El voltaje ha aumentado, pero la potencia debe permanecer igual, por lo tanto, la corriente debe disminuir, la fórmula P = I*V, la ley de Joule-Lenz ... etc. Está todo claro.

¡Pero! Ahora tenemos diferencia de potencial 10 000 volten nuestra línea de transmisión. La resistencia se mantiene igual. Aplique la ley de Ohm y obtenga:

I = 10000 v 20 Ω = 500 A

500 amperesen lugar 20 amperesdel primer esquema. Entiendo, que no puede ser la verdad, porque entonces no existirían líneas de alta tensión. Pero, ¿dónde cometí un error?

Edit1:

He encontrado una buena discusión sobre este tema aquí . Están trabajando en esta pregunta a fondo. Mire allí, si también está interesado en la respuesta detallada (se necesitan las primeras tres páginas para leer).

Edit2:

Alguien puede explicar este momento:

  1. Estamos encendiendo el generador (fuente de CA)
  2. Comienza a producir corriente alterna
  3. Esta acción afecta al transformador elevador por el campo magnético en su bobina primaria y el arranque del transformador elevador también funciona, generando corriente en su bobina secundaria.
  4. Entonces la corriente va a la línea de alto voltaje.
  5. Después de la línea de alto voltaje, se trata del transformador reductor
  6. El transformador reductor también comienza a funcionar
  7. Y recién ahora es el turno de 'Load' .

Lo que pienso: 'Cargar' es una entidad pasiva, es tomar lo que se le da. ¿Cómo puede dictar y regular la magnitud de la corriente que pasa a través de la línea de alta tensión ? La 'carga' simplemente se sienta en su lugar y espera qué corriente habrá en el transformador reductor y usa lo que ha llegado. No puede chupar corriente, como quiera. Además, incluso si la 'Carga' está apagada, el circuito se cerrará y funcionará. ¿Bien?

En el primer caso (sin transformadores), no estamos teniendo circuito cerrado, antes de que se encienda 'Cargar' . Pero en el segundo caso tenemos circuito cerrado sin 'Carga' .

Segunda pregunta: ¿cómo la 'Carga' puede determinar y afectar a la corriente en la línea de alta tensión, cuando es una entidad pasiva (en mi opinión)? ¿La corriente en la línea de alto voltaje depende de la carga después del transformador reductor?

Encontré la respuesta a la segunda pregunta aquí . Muy buen artículo.

No. Transforme todas las impedancias a un nivel de voltaje y calcule desde allí o configure la ecuación para la carga según el voltaje secundario que depende de la caída de voltaje en la línea de transmisión. O, para comenzar, ignore las pérdidas en los cables, asuma el voltaje total en la carga, calcule la corriente y superpóngase al revés.
Calculó la corriente de cortocircuito y cuando la compara con la impedancia de carga efectiva de potencia nominal V ^ 2 / P_rated = R_rated usando R / R nominal, obtiene la impedancia por unidad (pu) Zpu a veces llamada Zo, normalmente entre 2 y 10% que implica a su vez el % de ineficiencia de pérdidas y también la corriente de cortocircuito = relación I nominal/Zpu= Isc

Respuestas (2)

Que los 20 ohmios de la línea estén en serie con la carga, no en paralelo.

En el primer caso, la carga de 30 ohmios se conduce a través de la línea en serie de 20 ohmios. El voltaje de carga se reduce a 30/50 del voltaje de envío, por lo que 600v, los 400v restantes se reducen a través de la línea. Eso es el 40% de la potencia de entrada perdida como calor en la línea.

En el segundo caso, el transformador 10:1, cuando se carga con 30 ohmios, presenta una carga de 3000 ohmios a la línea. En el transformador, el voltaje de entrada es cargax10, la corriente de entrada es carga/10, lo que explica el cambio x100 en la resistencia aparente. El voltaje de envío ahora se reduce a una proporción de 3000/3020, un factor de 0,993, con los 7 V restantes caídos en la línea, perdiendo solo el 0,7 % de la potencia de entrada.

No está del todo clara esta oración "En el segundo caso, la carga de 30 ohmios 'parece' 3000 ohmios, se transforma por el N2, la relación de vueltas al cuadrado, del transformador". ¿Porqué es eso? Y la siguiente pregunta: si estamos apagados Load, solo quedan 20 Ω (resistencia de línea), ¿qué será entonces? Estoy hablando del segundo caso.
@MiniMax modificó ligeramente la respuesta para que quede más clara
¿ Puedes mirar mi Edit2 ? Tal vez también sepas la respuesta a mi segunda pregunta.

Suponiendo transformadores ideales.

I L o a d = 1 , 000 V 30 Ω = 33.33 A

PAG L o a d = ( 33.33 A ) 2 × 30 Ω = 33.333 k W

Transformador reductor 10,000V:1,000V significa relación de transformación α = 10. Si el voltaje disminuye, la corriente aumenta.

I L i norte mi = 33.33 A 10 = 3.333 A

PAG L i norte mi = ( 3.333 A ) 2 × 20 Ω = 222.2 W

PAG T o t a yo = 33.333 k W + 222 W = 33 , 556 W

Entonces, el 99,338 % de la energía que ingresa al sistema se carga, y el 0,662 % se pierde en la línea de transmisión. Esto se compara con el 40 % perdido en la línea de transmisión en el caso inicial.

Esto debería aclarar cualquier concepto erróneo de la respuesta de Neil_UK.

PAG L i norte mi = ( 0.3333 A ) 2 × 20 Ω = 222.2 W - error aquí? Debería ser 3.333A.
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