Esistono diversi fattori chiave che limitano la trasmissione dell’elettricità, come la distanza tra il generatore e l’utente finale, la potenza della trasmissione originale, il materiale utilizzato per trasportare l’elettricità e la posizione dei trasmettitori e dei condensatori. Ognuno di questi fattori può limitare la potenza dell’energia elettrica per l’utente finale. Tutti questi problemi devono essere attentamente monitorati in ogni momento per garantire una trasmissione sicura dell’elettricità.
Quando l’energia viene trasmessa lungo un circuito, una certa percentuale della potenza viene persa. Ciò è dovuto all’energia necessaria per spostare l’elettricità dalla fonte di generazione di energia all’utente. Il tasso di perdita è definito nella legge di Joule. Questa legge afferma che la quantità di energia persa è proporzionale al valore al quadrato della tensione attuale.
Al fine di garantire la fornitura di un determinato livello di elettricità all’utente finale, l’elettricità viene trasmessa ad altissima tensione. Se la tensione è superiore a 2,000 kilovolt, è necessario prendere in considerazione la perdita per scarica corona. La perdita di scarica corona è la quantità di energia persa attraverso la creazione di un campo elettrico che circonda la linea elettrica mentre trasporta l’elettricità. Questa scarica avviene naturalmente ed è la causa del ronzio emesso dalle linee elettriche ad alta tensione. In media, c’è un tasso di perdita di energia del 7.2% che può essere attribuito al movimento dell’elettricità e questo limita la trasmissione dell’elettricità su lunghe distanze.
L’elettricità viene trasmessa utilizzando una serie di cavi ad alta tensione per trasportare la corrente elettrica dalla centrale di generazione di energia a una serie di trasformatori. Questi cavi sono molto spessi e sono progettati per resistere all’elevata quantità di calore generata dall’elettricità mentre si muove attraverso i cavi. La soglia di calore dei cavi è un fattore che limita le velocità di trasmissione dell’energia elettrica. All’aumentare del volume di elettricità trasportata lungo i cavi, aumenta anche la temperatura.
Le utility di alimentazione in genere aggiungono banchi di condensatori, trasformatori di sfasamento e conduttori di fase in posizioni strategiche per controllare il flusso di energia, ridurre al minimo la perdita di potenza e gestire i problemi noti che limitano la trasmissione di elettricità. La lunghezza dei cavi di alimentazione ininterrotti è stata notevolmente ridotta nel tentativo di gestire il livello di perdita di energia. Questo cambiamento ha l’ulteriore vantaggio di incoraggiare lo sviluppo di una rete elettrica distribuita. Questa rete riduce il rischio di interruzioni di corrente prolungate su una vasta area se un particolare cavo viene danneggiato. L’interruzione sarebbe limitata a un’area più piccola che può essere servita da una linea di distribuzione elettrica alternativa.
Una volta ricevuta l’alimentazione su un circuito domestico, l’elettricità può essere fatta passare lungo prolunghe per aumentare la lunghezza della trasmissione. Quando l’energia viene trasmessa lungo il cavo, una certa percentuale della potenza viene persa. La perdita è dovuta all’energia necessaria per spostarsi lungo la distanza dalla fonte di generazione all’utente e limita la trasmissione di energia elettrica.
Se la tensione della corrente elettrica in un circuito è di 110 volt, la corrente elettrica persa è un fattore 10. Per comprendere questo concetto, prova il seguente esperimento. Collega un cavo di alimentazione standard da 100 piedi (30.48 metri) e collegalo a una lampada con una lampadina da 100 watt. Se colleghi altre nove prolunghe da 100 metri tra la lampada e la presa di corrente, la distanza totale che l’elettricità dovrebbe percorrere è 30.4 metri di 1,000 piedi. A causa della quantità di corrente elettrica persa percorrendo questa distanza, non ci sarebbe abbastanza energia disponibile per accendere la lampadina da 304.8 watt.