Hola, a nivel físico aportan un ahorro de potencia y mayor duración a la transmisión (especialmente cadena), aunque en la práctica esa ganancia de potencia no lo vamos a notar en absoluto la inmensa mayoría de ciclistas (aficionados).
Respecto a la ganancia en potencia, cuanto mayor es la roldana la torsión de la cadena es menor (mayor diámetro de giro/torsión) y a su vez menos revoluciones de la roldana para una determinada RPM de pedaleo lo que se traduce en menor rozamiento, aunque insisto, son ganancias tan marginales que no vamos a notar nada.
Lo que sí podemos apreciar es precisamente por ese mayor aprovechamiento y menor rozamiento, que aumentemos la durabilidad de la cadena, tampoco nada extraordinario.
¿Compensa? Depende, como casi todo en la vida, a nivel aficionado (la mayoría de los que aquí estamos) siempre que te hagas con modelos relativamente económicos, puede que sí, si te vas a modelos del estilo Ceramic Speed (por mencionar la marca de referencia) pues para nada compensa a nuestro nivel. Sobre si puedes montar roldanas de más dientes/diámetro sin cambiar jaula, normalmente tienes un pequeño margen en casi todos los cambios, pero poco, por ejemplo de 11T puedes pasar a 12T o incluso 14T en algunos casos, poco más porque físicamente no entrará la roldana en dicha jaula, lo normal es cambiar la jaula completa, algunas hay que a nivel aficionado están bien por precio/calidad, tipo KCNC o algunas chinas que tienen buenas críticas.
Saludos.