Re: [問題] 高壓送電中能量守恆與歐姆定律的矛盾

看板Physics作者louis925 (稚空)時間8年前 (2016/02/24 14:57)推噓4(4推 0噓 17→)

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純粹就你給的電路來看左端的初級線圈提供功率 P_1 = I_1 * V_1 經過變壓器後，次級線圈的電壓被放大 N = N_2/N_1 倍: V_2 = N * V_1 右側的負載符合歐姆定律: V_2 = I_2 * R => N * V_1 = I_2 * R 負載消耗功率 P_2 = I_2 * V_2 = I_2^2 * R = (N * V_1)^2 / R 能量守恆給出 P_1 = P_2 = (N * V_1)^2 / R 但是因為電源是"固定功率"， P_1 為常數所以當 N 增加時，初級線圈的電壓 V_1 降低，使得次級線圈上的電壓 V_2、電流 I_2 仍然不變。負載消耗的功率不變，能量仍然守恆。 -- 但這不是使用高壓電時所考慮的情況傳輸電力時，我們想要避免的是電線的電阻所造成的消耗電線的電阻是串聯的，降低電流就可以降低分壓， P = IV 也就降低能量在電阻上的消耗電源提供的功率就可以少一些 (也就是不應該假設固定功率被消耗在電阻上) -- 再換個說法假設電線要提供裝置電源，該裝置固定消耗 P' = I_2*V_2，電線的電阻與裝置串聯並消耗 P_R = I_2*V_R = I_2^2 * R = (P'/V_2)^2 * R 電源必須提供的功率是 P = P' + P_R = P' + (P'/V_2)^2 * R P' 與 R 皆為常數，所以提供的電壓 V_2 越高，P 就越低，耗損越少 -- 很久沒玩電路學了，希望沒有錯得離譜~ ※ 引述《YmemY (*＊米)》之銘言： : 【出處】自己從學習國中課本即開始的疑惑 : 【題目】 : 借圖 : http://macao.communications.museum/images/exhibits/2_4_2_4.png

: 1. 假設左端初級線圈是一個功率固定的電源，因此次級線圈提供的功率也會固定 : 2. 當我們將次級線圈的匝數提高，電壓也隨之提高 : 3. 因為Ｐ＝ＩＶ，所以次級線圈上的電流下降了 : (這是課本告訴我們為什麼長途輸送電路要使用高壓電的原因。) : 【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導) : 我的考慮是： : 4. 以右端的負載電器來看，假如它是歐姆體，符合歐姆定律 : 5. Ｖ＝ＩＲ，當電壓提升時，電流應該要隨之提升 : 6. 這個電流與次級線圈的電流在同一條導線中，是一樣大的。 : 所以這裡產生了矛盾：電流究竟是提升還是下降呢？ -- 東西有時就是要大方得忘記他這樣下次你們見面時才會有更多的樂趣 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 104.175.196.67 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1456297070.A.368.html ※ 編輯: louis925 (104.175.196.67), 02/24/2016 15:17:21

推

YmemY

02/24 15:29, , 1^F

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※ 編輯: louis925 (104.175.196.67), 02/24/2016 15:38:18

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YmemY

02/24 15:30, , 2^F

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02/24 15:32, , 3^F