Che cos'è una caduta potenziale?
La caduta potenziale, chiamata anche caduta di tensione, è la differenza di potenza tra due punti dello stesso sistema. Il materiale conduttivo ha una resistenza intrinseca al flusso elettrico. Mentre la corrente si muove attraverso il conduttore, questa resistenza trasforma una parte della potenziale energia elettrica in calore. La quantità di perdita è la quantità con cui la potenziale energia elettrica cambia tra le due estremità del conduttore o la potenziale caduta. Mentre questa caduta è indesiderabile in molte parti di un sistema elettrico, è molto importante per altre parti.
In un semplice filo, la potenziale caduta si basa esclusivamente sulla resistenza del conduttore. Mentre la corrente si muove attraverso il filo, una determinata quantità di energia viene trasformata in calore. Questa è generalmente una proprietà nota del conduttore, il che significa che è semplice trovare la potenziale caduta semplicemente sapendo quanto è lungo e spesso il filo. Mentre lievi impurità nel conduttore o irregolarità nella tensione modificheranno questo valore, generalmente è solo una differenza trascurabile.
Quando si trasferiscono grandi quantità di tensione, la potenziale caduta è un grave problema. Se il 50% dell'elettricità trasmessa a un quartiere scompare semplicemente, la compagnia elettrica avrebbe un grosso problema. I clienti potrebbero non avere energia sufficiente per le loro case e attività commerciali e le tariffe dovrebbero aumentare per compensare la perdita di energia.
Il modo più semplice per limitare la potenziale caduta è semplicemente aumentare il diametro del filo. Maggiore è il diametro, maggiore è lo spazio che la potenza deve spostare attraverso il sistema, con conseguente riduzione dell'elettricità persa per calore. Mentre questo funziona bene fino a un certo punto, è una misura passiva e spesso le misure attive sono più efficienti. Questi di solito si concentrano sull'uso di tensioni iniziali più elevate e sull'accorciamento delle distanze tra i carichi di potenza.
Un uso secondario della potenziale caduta è utilizzato nella fluidodinamica. Questo utilizzo descrive una situazione quasi identica al significato elettrico, così come si applica a tubi e fluido. L'uso fluido è la differenza tra le pressioni di un fluido in due diversi punti di un sistema.
In entrambi i casi, il potenziale è la descrizione di ciò che l'energia ha la capacità di fare piuttosto che ciò che sta facendo. Quando l'elettricità viene persa per resistenza, perde energia potenziale; essenzialmente l'elettricità ha meno capacità a un'estremità di un filo rispetto all'altra. Nel descrivere la pressione del fluido, anche il liquido ha meno energia potenziale. Poiché ha una pressione inferiore, richiede più liquido per svolgere lo stesso compito di un fluido con una pressione più elevata.