Pérdida de potencia en la contradicción del cable de alimentación

Para minimizar la pérdida de energía en los cables de alimentación de larga distancia, es mejor minimizar la corriente y maximizar el voltaje. Esto se debe a que la pérdida de potencia en el cable se calcula mediante PAG = V I , que también podemos expresar como I 2 R mediante el uso de la ley de Ohm. Pero por el mismo razonamiento, la pérdida de potencia también se puede expresar como V 2 / R , lo que muestra claramente que la pérdida de potencia se minimiza cuando se minimiza el voltaje. ¿Cómo puedo explicar la contradicción? ¿Por qué no puedo usar V 2 / R ?

Respuestas (1)

La pérdida de potencia en los cables (calentamiento Joule) no se puede calcular como PAG = V I dónde V es el voltaje entre las líneas. El voltaje apropiado para usar en caso de pérdida de energía en algún segmento de cable es la caída de voltaje en este segmento, que es mucho menor que V y viene dada por la ley de Ohm (el cable utilizado para transferir corriente a largas distancias suele ser de aluminio):

V d r o pag = R I .

Aquí R es la resistencia óhmica del segmento de alambre y I es la corriente que fluye a través del alambre.

Ahora podemos usar la fórmula

PAG yo o s s = V d r o pag I
y obtenemos
PAG yo o s s = R I 2 .

Entonces, cuanto menor sea la corriente utilizada, menor será la pérdida de potencia en los cables.

Podríamos expresar esta pérdida en términos de V d r o pag , pero esto no es común en la práctica de la ingeniería.

La moraleja de la historia habitual es que para minimizar las pérdidas, necesitamos minimizar la corriente (o, en la expresión alternativa, la caída de voltaje) y la forma habitual de hacerlo mientras se mantiene la potencia neta transmitida. V I a la mano es aumentar el voltaje entre las líneas eléctricas V .

Siempre he tenido dificultad para entender esto. ¿Cómo es que el voltaje es alto pero la corriente es baja? Entiendo que se debe a la conservación de la energía, pero ¿cuál es la razón con más detalle? Hubiera pensado que la corriente depende solo del voltaje y la resistencia. Entonces, si me dijera el voltaje a través de una resistencia y la resistencia, calcularía la corriente a través de la ley de ohm. ¿Por qué no se aplica la ley de ohm en este caso?
La ley de Ohm es aplicable a una línea eléctrica, pero solo a la caída de voltaje a lo largo de un solo cable. V d r o pag , consulte la fórmula anterior. Pero el voltaje V lo que aparece en la historia habitual sobre las líneas de transmisión de alto voltaje es un voltaje diferente: es el voltaje entre los diferentes cables del grupo. No existe una forma útil de aplicar la ley de Ohm a este voltaje, ya que los cables están aislados galvánicamente entre sí por aire, por lo que casi no fluye corriente de uno a otro lateralmente.
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