¿Por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados? Para la transmisión de energía de plantas generadoras, más del 90% de todas las líneas eléctricas de alimentación llevan corriente alterna. En pocas aplicaciones se utiliza corriente directa en sistemas o redes de alimentación y alumbrado. Sin embargo, la corriente directa es importante en los circuitos electrónicos.
Existen muchas ventajas en el uso de corriente alterna pues es capaz de efectuar todo lo que no puede la corriente directa. Además, la transmisión de corriente alterna es más sencilla y económica. El voltaje se puede incrementar o disminuir sin que haya pérdida apreciable de potencia mediante el uso de transformadores.
En las estaciones generadoras de potencia, el voltaje se eleva mediante transformadores de elevación, y se distribuye a través de las líneas de transmisión. Luego, en el extremo opuesto de la línea de transmisión, otro transformador reductor reduce el voltaje a magnitudes que puedan usarse para alumbrado y alimentación.
La potencia transmitida por una línea de transmisión es el producto del voltaje (E) y la corriente (I) (P = EI). Para transmitir la potencia máxima es necesario que E x I sean tan grandes como sea posible.
El calibre del alambre utilizado limita la intensidad de corriente mientras que el aislamiento del alambre limita el voltaje. Es más fácil y económico fabricar una línea de transmisión con un aislamiento adecuado que permita el uso de un voltaje elevado, que fabricar un conductor de alambre capaz de transportar corrientes muy elevadas.
Ver también: Transmisión y distribución de la energía eléctrica
También existe una pérdida de energía en el alambre, la cual es proporcional al cuadrado de la corriente:
en donde P es la pérdida de energía y R es la resistencia del alambre.
¿Por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados?
Al utilizar un voltaje elevado se requiere menor cantidad de corriente para transmitir cierta cantidad de energía. La transmisión eficiente de energía demanda el uso de voltajes muy elevados.
Podemos ilustrar y analizar la utilización de transmisión de voltaje elevado y baja corriente por las empresas generadoras de energía eléctrica. Asimismo, podemos obtener un megawatt (un millón de watts) de dos formas, de acuerdo con la fórmula:
En donde V = voltaje
I = corriente
10,000 volts x 100 amperes = 1,000,000 watts
100,000 volts x 10 amperes = 1,000,000 watts
Si usamos la fórmula anterior de pérdida de energía P = I2R, podemos obtener lo siguiente, si consideramos una línea de transmisión de 10 ohms.
Para la línea de 10,000 volts y 100 amperes
P= (100)2 x 10 ohms = 100,000 watts
Para la línea de 100,000 volts y 10 amperes
P= (10)2 x 10 ohms = 1,000 watts
Se puede observar que la línea de transmisión con voltaje elevado tiene menores pérdidas que la de menor voltaje.
Por esta razón la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados y baja corriente. Una planta generadora puede generar la energía a 10 KV y 100 A, elevarla por medio de transformadores de elevación a 100 KV y 10 A para transmitirla a lo largo de áreas geográficas y en una subestación disminuirla con transformadores de reducción de nuevo a 10 KV y 100 A, para la distribución en áreas comerciales y residenciales. De nuevo, cerca de la residencia, en el transformador del poste, se reduce a los voltajes conocidos (120, 240, etcétera).
¿Conocías la razón de por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados?
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