1. Resistenza:
* Joule Riscaldamento: Quando l'elettricità scorre attraverso un conduttore, incontra resistenza. Questa resistenza fa sì che l'energia elettrica venga convertita in calore. La quantità di calore generata è proporzionale al quadrato della corrente che scorre attraverso il conduttore e alla resistenza del conduttore. Questo è noto come la legge di Joule.
* Fattori che influenzano la resistenza: La resistenza di un conduttore dipende dal suo materiale, lunghezza, area trasversale e temperatura. I cavi più spessi hanno una resistenza inferiore, riducendo la perdita di energia.
2. Induttanza e capacità:
* Induttanza: Le linee elettriche si comportano come induttori, che immagazzinano energia in un campo magnetico. Questa energia immagazzinata può essere persa come calore durante le variazioni di corrente, ad esempio quando il carico sulla linea cambia.
* Capacità: Le linee elettriche hanno anche capacità, il che significa che immagazzinano energia in un campo elettrico tra le linee. Questa energia immagazzinata può anche essere persa come calore durante le variazioni di tensione.
Altri fattori che contribuiscono alla perdita di energia:
* scarica corona: Ad alte tensioni, può verificarsi un fenomeno chiamato scarica corona, in cui l'elettricità perde dal conduttore nell'aria circostante, con conseguente perdita di energia.
* Effetto della pelle: Ad alte frequenze, la corrente tende a fluire principalmente sulla superficie del conduttore (effetto cutaneo), aumentando la resistenza e le perdite.
Riduzione al minimo della perdita di energia:
* Trasmissione di tensione più alta: Tensioni più elevate riducono la corrente per la stessa potenza, che a sua volta riduce le perdite resistive (in quanto proporzionali al quadrato della corrente). Ecco perché la potenza viene trasmessa a tensioni molto elevate.
* Conduttori più grandi: L'uso di cavi più spessi riduce la resistenza, minimizzando il riscaldamento di Joule.
* Transformers efficienti: I trasformatori vengono utilizzati per intensificare la tensione per la trasmissione e quindi calpestarla per la distribuzione. I trasformatori efficienti minimizzano la perdita di energia durante il processo.
* Design della linea corretta: Ottimizzazione della distanza tra i conduttori, il tipo di isolanti utilizzati e il layout complessivo della linea di trasmissione può ridurre al minimo le perdite dovute a induttanza, capacità e scarico della corona.
Conseguenze della perdita di energia:
* Efficienza ridotta: La perdita di energia durante la trasmissione riduce l'efficienza complessiva del sistema di alimentazione.
* Costi più elevati: La perdita di energia si traduce in costi più elevati per la generazione e la trasmissione di elettricità.
* Impatto ambientale: Il calore generato da perdite resistive può contribuire al riscaldamento ambientale.
Comprendendo questi fattori e impiegando strategie appropriate, gli ingegneri possono ridurre significativamente le perdite di energia durante la trasmissione di energia.
