diminuire la potenza dissipata - linee di trasmissione

[giovx24]

salve,
oggi leggevo che uno dei vantaggi dell'utilizzo della corrente alternata è la possibilità di gestirla utilizzando dei trasformatori.
a quanto ho capito, correggetemi se sbaglio, in una linea di trasmissione a parità di potenza erogata da una centrale elettrica è possibile diminuire la potenza dissipata sulle resistenze aumentando la tensione e diminuendo la corrente.

quindi una centrale di energia elettrica è in grado di erogare una potenza prestabilita?

se si, non capisco come facciano le centrali elettriche a implementare un generatore di potenza, tra l'altro in elettrotecnica non ho mai sentito parlare di generatori di potenza.

immagino che l'unica cosa che possa essere implementata sia un generatore di tensione, dall'equazione del generatore di tensione si ha che la corrente può essere qualsiasi e dipende dal resto del circuito (e quindi anche la potenza).

mi chiedo come facciano le centrali a fissare sia una corrente che una tensione.

probabilmente sto delirando
grazie

[RenzoDF]

... leggevo che uno dei vantaggi dell'utilizzo della corrente alternata è la possibilità di gestirla utilizzando dei trasformatori.

Certo, è uno dei motivi che hanno fatto vincere la distribuzione in alternata rispetto a quella in continua¹, anche se ultimamente la trasmissione in continua si sta prendendo una parziale rivincita.

... a quanto ho capito, correggetemi se sbaglio, in una linea di trasmissione a parità di potenza erogata da una centrale elettrica è possibile diminuire la potenza dissipata sulle resistenze aumentando la tensione e diminuendo la corrente.

Sì, però deve essere precisato che, alzando la tensione e quindi diminuendo la corrente (e quindi a parità di potenza trasmessa e di linea di trasmissione), diminuisce la potenza dissipata sulla parte resistiva dell'impedenza della sola linea; oltre alla diminuzione della potenza persa in linea per effetto Joule, c'è anche il vantaggio di una minore caduta di tensione (fra partenza e arrivo) della linea.

... quindi una centrale di energia elettrica è in grado di erogare una potenza prestabilita?

No, i generatori della centrale erogheranno una potenza che sarà funzione del carico alimentato alla fine della linea di trasmissione (e avranno solamente un limite massimo di potenza apparente erogabile).

... immagino che l'unica cosa che possa essere implementata sia un generatore di tensione, dall'equazione del generatore di tensione si ha che la corrente può essere qualsiasi e dipende dal resto del circuito (e quindi anche la potenza).

Proprio così, in centrale troverai dei generatori di tensione (reali); un trasformatore andrà ad elevare la loro tensione² (diciamo di un ordine di grandezza), questa tensione sarà trasmessa dalla linea e all'arrivo verrà poi ridotta attraverso (diciamo due) trasformazioni in cascata (normalmente di tre ordini di grandezza, tanto per fare un esempio), al fine di alimentare gli utilizzatori con tensioni dell'ordine della centinaia di volt.

... mi chiedo come facciano le centrali a fissare sia una corrente che una tensione. ...
probabilmente sto delirando

No, non stai delirando.

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Note

1. La famosa "Current War" fra Edison e Tesla. ↑
2. Che normalmente (per ragioni costruttive) è dell'ordine di $10^4$ volt. ↑

[giovx24]

grazie!
mi sfuggiva il trasformatore all'inizio delle linee di trasmissione

pultroppo sto cercando di capire queste cose in maniera intuitiva senza alcun manuale, affidandomi alla mia immaginazione.

ne approfitto per altri chiarimenti

noto dalla formula della potenza $ P = VI = RI^2$ che imponendo una tensione ai capi di una resistenza e diminuendo il valore della resistenza, la potenza dissipata su di essa aumenta, al contrario aumentandolo la potenza diminuisce. se integro la potenza tra due istanti ciò che ottengo è l'energia che viene dissipata sotto forma di calore (giusto?). Ho letto da qualche parte che più resistenza in genere implica più calore infatti molti elettrodomestici che necessitano di produrre calore sono implementati con delle resistenze. allora com'è possibile che se aumento la resistenza la potenza diminuisce?
Tra l'altro ho visto che spesso si usa modellare le perdite di energie che possono esserci in un dispositivo non dovute all'effetto joule(come ad esempio energia meccanica generata per mezzo di un motore) con delle resistenze. E allora di nuovo, com'è che io aggiungo la resistenza per sottolineare che l'energia dissipata aumenta e invece la potenza mi diminuisce?
questa cosa mi tormenta

inoltre riguardo alla questione corrente continua o alternata, mi chiedevo se in genere i dispositivi elettronici possono funzionare con entrambi i tipi di corrente, oppure certi dispositivi sono progettati per funzionare con un solo tipo?

grazie

[Dumbledore]

Allora, tutti i macchinari perfunzionare richiedono energia, ovvero potenz. Nello specifico, la potenza elettrica che serve a far funzionare i nostri macchinari si calcola per definizione come prodotto di differenza di potenziale ai capi del carico (=macchinario/macchina) per la corrente che attraversa il circuito qualunque complesso che lo definisce: p(t) =v(t)*i(t) .
Trattiamo il caso di corrente continua per semplicità di spiegazione.
La corrente che circola in un ramo conduttore è : I=V/R , dove V rappresenta la differenza di potenziale ai capi del conduttore e R la resistenza dello stesso. E' importante capire che la legge di Ohm mette in relazione le grandezze V,R,I di ogni elemento del circuito. Questo significa che se io dovessi usare un cavo con resistenza maggiore per trasferire corrente avrei meno corrente che circola nel circuito ma una caduta di potenziale maggiore ai capi dello stesso, pertanto la potenza dissipata dal resistore aumenta poiché, come hai scritto, P=V^2 /R e se la resistenza aumenta, la differenza di potenziale ai suoi capi aumenta, inoltre nella formula della potenza la V è elevata al quadrato.
Quindi per fornire una certa potenza P=V*I ad un elemento del circuito, conviene aumentare la tensione del generatore così da abbassare la corrente che circola nei cavi diminuendo contemporaneamente la caduta di tensione e la potenza dissipata ai capi dello stesso. Abbassando ulteriormente la resistenza del cavo il ∆V ai capi dello stesso sarà minore V=I*R, e si avrà un ulteriore diminuzione di perdite.

Per la seconda domanda non posso risponderti con esattezza, comunque posso dirti che ci sono elementi come condensatori e induttori che funzionano in maniera completamente diversa in base al regime di alimentazione, quindi suppongo che ogni dispositivo sia progettato per funzionare in un particolare regime.

Sono stato molo lungo perché a mio avviso é meglio spendere due minuti in più nel leggere una spiegazione (spero chiara) piuttosto che sbattere la testa contro il muro (ci sono passato molte volte).
Spero di esserti stato di aiuto!

[giovx24]

grazie,
ma ad esempio nelle nostre abitazioni la differenza di potenziale che otteniamo dalla presa è imposta pertanto qualsiasi dispositivo colleghiamo alla presa la corrente che scorre dipende dalla reistenza del dispositivo

mi domando in base a cosa un dispositivo consumi piu di un altro

ho sempre pensato intuitivamente che essendo che piu resistanza impica piu calore allora piu reistenza implica piu potenza dissipata, ma le formule dicono il contrario.