下面是一個最基本的電路 , 由一個電壓源 V 和一個電阻 R 組成的迴路 , 因為有迴路所以有電流 I


 



 


 


V  是固定的電壓源


根據歐姆定律 她們三者的關係是 V=I *  R


也就是 R越大 ,  I  就越小 ; R  越小 ,  I  就越大


R可以大到使  I  接近0  ( 開路狀態 ) , R  也可以小到使  I  接近無限大( 短路狀態 ) .


 


但是如果電阻( 負載 ) 是接到很遠的地方 , 線路會拉很長


 


 



 


因為電線也是有電阻 , 如果太長了就必須考慮線路電阻 ,


 


RL 是線路電阻的總合 , 線路越長 RL 就越大 !


 



 


當 RL 大到一定程度時 , 就會影響到R的正常使用電壓 :


如下圖 , V = VRL + VR


 


 



VRL越大時 , VR就越小 ,


也就是線路太長時會使 VR 變得太小 , 如果他是正常電器 , 會因電壓不足而無法使用 !


為了補正著個問題只好提高電源電壓 , 使 R 得到正常電壓  .


但是那個稱為線路損失的 VRL 也會跟著變大, 這是無法忍受的損失 .


在長距離的輸電線路 , 這個損失是很巨大的 !


 


於是發展出利用變壓器來解決這個問題


 



 


如此 , 電壓源可以提得很高 , 然後在遠處的終端利用變壓器將電壓降到合適的電壓給用戶


它的目的是降低電流  I  , 使線路損失 I 平方 * RL 降低 .


  





根據能量轉換原理 , 變壓器右邊的電能需求會由左邊的電源側全數供應 ,


因此 V * I = V2 * I2


右邊的電能需求是固定的 P =V2 * I2


所以左邊的電源側也提供固定的 P = V * I


 


有這層關係 就變成  V 越大則  I  越小  !


也就是說 電源側的電壓越高 , 線路損失 (   I 平方 * RL  )  就越小


所以從發電廠到用戶端的遠距離輸電線路都要使用高壓輸電 .


 


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常有人會問 :


1   這不是違反歐姆定律了嗎 ?  負載是固定的 , 電壓提高 電流也會跟著提高呀 !!


2   變壓器的電源側電壓提高 , 那負載側的電壓也會跟著提高呀 ???


 


其實是靠變壓比來解決這些問題 !


例如下面的電路 , 右邊的 110v , 11000負載 電流是 100a


左邊因為是11000v , 所以 I=P/V = 11000W/11000V = 1a


11000v * 1a = 110v * 100a


 


 






如果將電源側的電壓提高了 , 但是此時電力公司也會將變壓器的變壓比提高


如下圖 :


 




 


變壓器的變壓比由原來的 11000/110 換成 22000/110 !


電流還是 11000w/110v = 100a


變壓器右邊還是提供 110v 給 11000w負載 , 然而電源側則是 22000v 提供 11000w 負載


因此 電源側 的電流會是 11000w / 22000v = 0.5a


可以因電壓升高而降低電流 , 減少線路損失 .


 


 


 



 


 


 


 


 

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留言列表 (4)

發表留言
  • Tim
  • <p>請問妥當大大</p>
    <p>我家是透天屋,一樓有一個電表2~4樓共用另一個電表</p>
    <p>假設1F 用100度2~4F用200度,如果將兩個電表的輸出端並聯</p>
    <p>會不會兩個電表通通用150度還是300度?</p>
    <p>謝謝</p>
    [版主回覆04/02/2013 09:03:43]<p>您好</p>
    <p>我是沒做過這樣的實驗 !  但是依常理判斷 , 兩個電表的線圈組抗不可能一樣大 , 所以分流的結果, 兩個電表的讀數會不一樣 , </p>
    <p>應該都在 150度左右</p>
  • 阿洺
  • <p>真好的電學觀念文章</p>
    <p>妥大可寫一篇變壓器的文章嗎....例如三相220V透過三入四出變壓器如何得到110V</p>
    <p>感謝您</p>
  • 小歪
  • 請問妥當師:電能另一個公式:P=V平方/R,若將左邊電源電壓提高2倍,相同傳輸線(R不變),線路損失不就變成4倍了?這個問題一直困惑我!
    [版主回覆02/17/2013 10:42:09]<p>其實 P= V 平方 / R  那個 V並不是電壓源的 V , 而是RL的電壓降 , 也就是 VRL , 也是 I * RL</p>
    <p>電壓源 V 提高2倍 , 但是電流 I 也降低兩倍 , I * RL  (  V RL  )   一樣降低兩倍 , </p>
    <p>所以 VRL 平方 / R 應該是降低 4 倍 , 不是您說的提高4 倍 !!</p>
    <p> </p>
  • 徐大雄
  • 請問妥當師:
    可以請你寫一篇如何把電池驅動的設備改成插電的嗎~
    比方說本來用電池的夜燈.時鐘或玩具,改成用插電的,謝謝~
    因為網路上好像都找不到較清楚的說明,
    找啊找.繞呀繞又繞回這裡,看到還有在更新,好感動喔~~~
  • 只要找到合適的變壓器 + 整流器 就可以了 !

    至於發文就要考慮看看 !!

    妥當 於 2014/04/06 20:04 回覆

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