Trasporto energia e legge di Ohm

Prima di tutto un saluto!
E veniamo al tema che non capisco, grazie a chi saprà aiutarmi a capirci qualcosa

Nel trasporto di energia elettrica in AC si usano i trasformatori per minimizzare le dissipazioni di corrente lungo la linea di trasmissione. Il vincolo da rispettare è che la potenza in uscita dal secondario non può eccedere la potenza in ingresso nel primario.

Il trasformatore permette il trasferimento di potenza (P=V·i) aumentando la tensione e diminuendo la corrente (l’importante è che il prodotto sia costante).

Trasportare l’energia elettrica ad alti voltaggi e a basse correnti diminuisce le perdite per effetto Joule (P=R·i^2 dove R è la resistenza della linea) lungo la linea di trasmissione.


Esempio: Supponendo che io voglia inviare una potenza di 5 megawatt lungo una linea che ha una resistenza di 4 Ohm e voglia farlo utilizzando una tensione di 250.000 Volt dovrò farlo con una corrente di 20 A perdendo lungo la linea solo 1600 Watt.



Semplificando al massimo il circuito di trasmissione (considero solo la resistenza e non le reattanze capacitive e induttive) lo si può pensare come un generatore di forza elettromotrice alternata (quella in uscita dal secondario) attaccato a una resistenza equivalente di carico che tiene conto sia della resistenza della linea sia del carico riconducibile a coloro che utilizzano la potenza trasmessa (diciamo 100 Ohm). In uscita dal secondario io ho una differenza di potenziale costante di 250.000 V e posso erogare una corrente massima pari a 20 A. Il carico è costante e pari a 104 Ohm (se le resistenze sono in serie).



Come faccio a trasferire la potenza stabilita se per la legge di Ohm (i=V/R) la corrente eccede di gran lunga l’amperaggio massimo imposto dal vincolo sulla potenza?

Linea e trasformatore a parte, che non hanno nulla a che fare con il tuo dubbio, ti ricordo che nella legge di Ohm non puoi scegliere arbitrariamente e contemporaneamente i valori di tensione, corrente¹ e resistenza.

Ovvero, trascurando l'impedenza del generatore primario, del trasformatore, e della linea, se su quei 100 ohm di carico vuoi che arrivino $P= 5\ \text{MW}$, la corrente dovrà risultare $I_2\approx 224\ \text{A}$ e la tensione secondaria del trasformatore $V_2 \approx 22.4\ \text{kV}$, trasformatore che dovrà avere un rapporto di trasformazione \(k=V_1/V_2\) tale da adattare la tensione fornita dal generatore $V_1$ che lo alimenta, alla $V_2$ e, ovviamente, nel suddetto caso ideale, la corrente erogata dal generatore primario sarà \(I_1=I_2/k\).

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Note

1. Ti consiglio di eliminare i termini "voltaggio" e "amperaggio" dal tuo vocabolario tecnico; ti assicuro che fanno venire l'orticaria. ↑