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討論區首頁 >>物理課程相關問題(分成國中/高中/大學等區) >>國中物理教材內容討論>>為何用高壓輸電的疑問
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電子/電路 標題:為何用高壓輸電的疑問
1:Songsi張貼:2005-04-16 21:22:12:

高壓輸電是為了避免太多能量以熱的型態散失,

課本採用的是  E = I 平方 R t 和 P = I V 的公式說明,

為了使能量消耗降低 , 必須減小電流 ,

又為了維持一定的功率 , 所以加大電壓 ,

所以現在就是屬於低電流高電壓的系統 ,

但是~  那 V = I R 這公式似乎說的不是這樣 ,

相同導線應該是 R 固定 , 所以 V 和 I 成正比 ......... 囧rz

這不就說了 , 高電壓應該就有高電流啊 ? 怎麼弄得出低電流呢 ?

SORRY~  一個半熟的非本科系實習老師的疑問......     請幫忙了~ 感激~


2:billy6404 (國中)張貼:2005-04-16 22:48:57: [回應上一篇]

 V = I R 應該是在功率不固定時使用,而高壓電再輸出時功率以固定,所以要用 P = I V

以上內容僅供參考,  因為本人只是國三生而已


3:黃德業榮譽點數11點 (研究所)張貼:2005-04-16 22:54:15: [回應第1篇]

課本採用的是  E = I 平方 R t 和 P = I V 的公式說明,

為了使能量消耗降低 , 必須減小電流 ,

又為了維持一定的功率 , 所以加大電壓 所以現在就是屬於低電流高電壓的系統 ,(I和V成反比囉,注意;維持一定的功率喔~)

但是~  那 V = I R 這公式似乎說的不是這樣 ,(但他沒有固定功率喔,要記得是要固定功率,這公式說V和I成正比沒錯,但是此時功率並沒有固定,做這實驗的情形是拿一條電阻固定的電線然後不斷加大電壓或電流,而發現他們有正比關係)


4:Jalen (國中)張貼:2005-04-16 23:25:38: [回應上一篇]

這個問題是我問的~那位是我的表哥

我目前聽到2種說法

不知哪種是正確的

1.用電感解釋~但我不知道那是啥麼

http://sun.cis.scu.edu.tw/~lab/knowledge/l.htm

2.把導線沏成一小段一小段當電阻

然後用P = V^2/R = I^2 R代入.....


5:老鷹 (高中)張貼:2005-04-17 08:54:22: [回應上一篇]

我們老師說過電線的電阻很小,所以經常將其忽略.

說法2.把導線沏成一小段一小段當電阻

我們老師有提過=I2R=V2/R,但是若你用此時的電壓帶入公式,就表示你對R=V/I不了解

因為電壓為電位差,你若用此時電廠的電壓帶入,就變成你將導線視為一個超級大電阻(幾百萬伏特)


6:黃福坤(研究所)張貼:2005-04-17 15:51:27: [回應上一篇]

這個問題已經討論過好多次
網友會產生疑惑 都是因為沒有分清楚傳輸功率消耗功率



傳輸功率 P傳輸=V*I (傳輸電壓*傳輸電流)

導線消耗功率 P消耗= I2*R (R是傳輸線電阻)

在固定傳輸功率下 P消耗=(P傳輸/V)2*R 因此以高壓傳輸消耗功率會減小




台電平均發電功率約 107kW=1010W

銅線電阻係數是 1.7× 10-8 Ω-m, 估算直徑 5 cm的導線,

每一公里長度的電阻約是 0.0086 Ω

若傳輸線長度是 115公里 則電阻約1Ω (約台北傳送到新竹)

已知台電傳輸功率約P=1010W
若是傳輸電壓是V=105V (100kV), 則傳輸電流 I= P/V = 105A
利用以上1Ω電阻傳輸 則消耗功率 P消耗= I2R= 1010W
消耗的功率等於傳輸功率, 因此電能根本無法傳輸



若是傳輸電壓是V=5*105V (100kV), 則傳輸電流 I= P/V = 2*104A
利用以上1Ω電阻傳輸 則消耗功率 P消耗= I2R= 4*108W

則消耗的功率僅佔 4% 這樣還可以接受



透過以上實際運算 應該可以釐清疑惑 其實網友們的問題在於沒有親自算過一便

而又將 消耗功率與傳輸功率混在一起 而造成困惑


歡迎參考 為何高功率電源傳輸需要使用高電壓 (以實際電路模擬或許可以讓網友更容易了解)

7:is0518 (大學)張貼:2011-08-13 15:41:08: [回應上一篇]

Quote:

在 2005-04-17 15:51:27, 黃福坤 寫了:

這個問題已經討論過好多次
網友會產生疑惑 都是因為沒有分清楚傳輸功率消耗功率



傳輸功率 P傳輸=V*I (傳輸電壓*傳輸電流)

導線消耗功率 P消耗= I2*R (R是傳輸線電阻)

在固定傳輸功率下 P消耗=(P傳輸/V)2*R 因此以高壓傳輸消耗功率會減小




台電平均發電功率約 107kW=1010W

銅線電阻係數是 1.7× 10-8 Ω-m, 估算直徑 5 cm的導線,

每一公里長度的電阻約是 0.0086 Ω

若傳輸線長度是 115公里 則電阻約1Ω (約台北傳送到新竹)

已知台電傳輸功率約P=1010W
若是傳輸電壓是V=105V (100kV), 則傳輸電流 I= P/V = 105A
利用以上1Ω電阻傳輸 則消耗功率 P消耗= I2R= 1010W
消耗的功率等於傳輸功率, 因此電能根本無法傳輸



若是傳輸電壓是V=5*105V (100kV), 則傳輸電流 I= P/V = 2*104A
利用以上1Ω電阻傳輸 則消耗功率 P消耗= I2R= 4*108W

則消耗的功率僅佔 4% 這樣還可以接受


..




[若引言處看不懂,可再參考此篇,以幫助理解].

0前言:
此問題也曾讓我困惑,盲點也如同許多看不懂的網友,
即使網路有些高手有回應答案,但我仍不解.
但之後我弄懂了,∴我在此說明我看懂的簡易方法.

(1)
電源,代號簡記為a(a寫在英文右下方):
Pa=VaIa=(Ia)^2Ra=(Va)^2/Ra

(2)
導線,代號簡記為b:
Pb=I^2Rb=(Vb)^2/Rb=IbVb

(3)
其中:
^2 :代表「平方」.
Pa=電源端(供給)的功率.
Va=電源端的電壓.
Ia=電源端的電流.
Ra=電源端的電阻(內阻).

Pb=導線(消耗)的功率.
Vb=導線的電壓降.
Ib=電線上的電流.
Rb=電線上的電阻.

∵電路上,各處電流皆相等.
∴Ia=Ib=I.

(4)
例題參考引言的題目,
可發現Pa,Va,Rb通常為已知,
I,Pb為待求,
Ra為未知.

∵Ra未知,
∴公式(1)我們「只能」用Pa=VaI,
以求出I.

∵有I,Rb,
∴建議公式(2)可採Pb=I^2Rb,
以快速求出Pb.

nt.那麼,Pb能否用Pb=(Vb)^2/Rb=VbI來求?
可以,但是較麻煩,∵要額外花時間求出Vb.
作法如下:

Vb=I/Rb,求出Vb後,代入公式(2)即可.

(5)
以上,
希望藉由符號的釐清,解決大多數人的困惑.





[ 這篇文章被編輯過: is0518 在 2011-08-13 15:42:11 ]
8:Valkyrie榮譽點數182點 (大學物理系)張貼:2011-08-14 01:52:27: [回應上一篇]
補充一下,
ohm's law不是用在變壓器上的,
提高電壓跑出低電流和ohm's law無關,  是能量守恆的結果,
學完變壓器的原理應該分得清電源的電路和電纜的電路XD。



9:keat榮譽點數20點 (大學)張貼:2011-09-21 09:16:54: [回應第6篇]

黃教授 您好:

請問在「為何高功率電源傳輸需要使用高電壓」的電路模擬動畫中,
當傳輸電壓 V 調升後,為讓使用者端的電壓固定100V,
為何變壓器一次側的圈數不變,反而顯示二次側圈數增加的示意圖呢?

不明處,還請教授指導。



10:黃福坤(研究所)張貼:2011-09-21 14:36:44: [回應上一篇]
當初是為了顯示負載與圈數的改變

確實當初的設計可能造成困擾
已經修正動畫 改為顯示一次圈的改變 或許比較不會造成困擾
因為電壓改變範圍很大 圈數比只是示意 無法造實際比例 繪製



11:keat榮譽點數20點 (大學)張貼:2011-09-21 15:41:41: [回應上一篇]
瞭解了,感謝教授指導。
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