joule heat - ¿transmitir potencia a voltajes más altos reduce la pérdida por resistencia?

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ingeniería eléctrica esperanzada aquí.

¿Puede alguien explicar con matemáticas cómo la transmisión de potencia a voltajes más altos reduce la pérdida por resistencia?

Conozco la Ley de Joule

El poder es proporcional a (I ^ 2) * R

digamos que tenemos dos líneas de alimentación de corriente continua idénticas: 1000 pies y la resistencia es de 2 ohmios.

Un cable funcionará a 1,000 voltios, y el otro 10,000 voltios. si ambos tienen una carga de 500 vatios, ¿cómo se puede demostrar que la línea de mayor voltaje con menos pérdida de calefacción?

mi intento fallido de resolver esto, sé que la mitad de cada paso que hago es probablemente incorrecto:

cable 1: 1,000v carga = 500w, entonces 500w / 1000v = .5a = amperios del dispositivo 1000v / .5a = 2,000 ohms 2000 + 2 = 2002 resistencia en serie de ohmios. 1000v / 2002r = .49a amperios de circuito (menos corriente

cable 2: 10,000v carga = 500w, por lo tanto 500w / 10,000v = .05 ohms = resistencia del dispositivo 2. .05 + 2 = 2.05 ohmios de resistencia del circuito en serie.
10,000 / 2,05 ohm = 4878a * 10,000v = 48,780,000 vatios

    
pregunta Maximilian89

1 respuesta

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Cable 1:

V = 1000V

P = 500W

I = P / V = 500W / 1000V = 0.5A

R_wire = 2 Ohm

Pérdida en el cable 1 = I ^ 2 * R = 0.5A ^ 2 * 2 Ohm = 0.5W

Cable 2:

V = 10000V

P = 500W

I = P / V = 500W / 10000V = 0.05A

R_wire = 2 Ohm

Pérdida en el cable 2 = I ^ 2 * R = 0.05A ^ 2 * 2 Ohm = 0.005W

ACTUALIZACIÓN:

Para calcular la pérdida exacta, asumiendo que el voltaje se mide al inicio del cable:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Corriente total, I = V1 / (R1 + R2)

Potencia de carga, P2 = 500W = I ^ 2 * R2 = (V1 ^ 2 R2) / (R1 + R2) ^ 2

Esta ecuación se puede reorganizar en una forma cuadrática y R2 se puede resolver. Una vez que se encuentra el R2, la pérdida en el cable se puede encontrar en I ^ 2 * R1

Para encontrarlo usando la fórmula P = VI, calcule V2 como I * R2, la pérdida viene dada por (V1 - V2) * I.

    
respondido por el geometrikal

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