¿Qué limita la transmisión de electricidad?
Hay varios factores clave que limitan la transmisión de electricidad, como la distancia entre el generador y el usuario final, la potencia de la transmisión original, el material utilizado para transportar la electricidad y la ubicación de los transmisores y condensadores. Cualquiera de estos factores puede limitar la fuerza de la energía eléctrica al usuario final. Todos estos problemas deben ser monitoreados cuidadosamente en todo momento para garantizar una transmisión segura de la electricidad.
A medida que la energía se transmite a lo largo de un circuito, se pierde un cierto porcentaje de la energía. Esto se debe a la energía requerida para mover la electricidad de la fuente de generación de energía al usuario. La tasa de pérdida se define en la Ley de Joule. Esta ley establece que la cantidad de energía perdida es proporcional al valor cuadrado del voltaje actual.
Para garantizar la entrega de un nivel específico de electricidad al usuario final, la electricidad se transmite a un voltaje muy alto. Si el voltaje es superior a 2,000 kilovoltios, se debe tener en cuenta la pérdida de descarga de corona. La pérdida de descarga de la corona es la cantidad de energía perdida a través de la creación de un campo eléctrico que rodea la línea eléctrica mientras transporta la electricidad. Esta descarga ocurre naturalmente y es la causa del zumbido emitido por las líneas de alta tensión. En promedio, hay una tasa de pérdida de energía del 7,2% que se puede atribuir al movimiento de la electricidad y esto limita la transmisión de electricidad a largas distancias.
La electricidad se transmite utilizando un conjunto de cables de alto voltaje para transportar la corriente eléctrica desde la estación de generación de energía a una serie de transformadores. Estos cables son muy gruesos y están diseñados para soportar la gran cantidad de calor generado por la electricidad a medida que se mueve a través de los cables. El umbral de calor de los cables es un factor que limita las tasas de transmisión de electricidad. A medida que aumenta el volumen de electricidad que se transporta a lo largo de los cables, también lo hace la temperatura.
Las empresas de servicios de energía suelen agregar bancos de condensadores, transformadores de cambio de fase y conductores de fase en ubicaciones estratégicas para controlar el flujo de energía, minimizar la pérdida de energía y gestionar los problemas conocidos que limitan la transmisión de electricidad. La longitud de los cables de alimentación ininterrumpida se ha reducido considerablemente en un esfuerzo por gestionar el nivel de pérdida de energía. Este cambio tiene el beneficio adicional de alentar el desarrollo de una red de energía distribuida. Esta red reduce el riesgo de cortes de energía prolongados en un área grande si un cable en particular se daña. El apagón se restringiría a un área más pequeña que puede ser atendida por una línea de distribución de energía alternativa.
Una vez que se recibe la energía en un circuito doméstico, la electricidad se puede pasar a lo largo de los cables de extensión para aumentar la longitud de la transmisión. A medida que se transmite energía a lo largo del cable, se pierde un cierto porcentaje de la energía. La pérdida se debe a la energía requerida para moverse a lo largo de la distancia desde la fuente de generación de energía hasta el usuario y limita la transmisión de electricidad.
Si el voltaje de corriente eléctrica en un circuito es de 110 voltios, entonces la corriente eléctrica perdida es un factor de 10. Para comprender este concepto, intente el siguiente experimento. Conecte un cable de alimentación estándar de 100 pies (30,48 metros) y conéctelo a una lámpara con una bombilla de 100 vatios. Si conecta otros nueve cables de extensión de 30.4 metros (100 pies) entre la lámpara y la toma de corriente, la distancia total que la electricidad tendría que recorrer es de 304.8 metros (1,000 pies). Debido a la cantidad de corriente eléctrica que se pierde al recorrer esta distancia, no habría suficiente energía disponible para encender la bombilla de 100 vatios.