远距离输电为什么用高压,物理方程式是什么???

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远距离输电为什么用高压,物理方程式是什么~

远距离输电之所以用高压,是因为下面这个物理方程式:
P=UI,由前面这个公式看出,因为输送的功率是一定的,提高了电压U,即减小电流I,在输送过程中,P=I2R,减小了电流,即减小了损耗的功率。
对于电源总的输出功率是UI,对于途中损耗是I^2*R,在相同的负荷(用户得到的功率)下,为了使损耗最小,只能通过减少总输送电流I,提高U,在UI不变的情况下就是I减少,这样我们在提高U送电就减少了电能在送电途中的损耗

因为在输电的功率不变的情况下,根据P=UI的公式,输出的电压越高,输出的电流就可以越小,输电线上的电流越小,根据焦尔定律,Q=(I)平方rt,在输电线上损失的电能就越小。

利用Q=I^2R和P=UI两个 ,I是电流,R是电阻,U是电压,P是电功率(你也可以理解为电能)。

根据P=IU可以得知,电能传输等于电流与电压的乘积,因此假设我需要每秒向目标传输1000的电能,那我可以把电流设定成10A,电压设定成100V,或者把电流设定成20A,电压设定成50V,只要它们的乘积是1000即可。

但在实际情况下,电线是存在电阻的,这种电阻会造成电能损耗成热能而浪费。而这种损耗只与电流有关,根据焦耳定律:Q=I^2R可以得知,损耗的电能等于电流的平方乘以电阻。

假设整段高压线的电阻是1欧姆,如果我选择用20A电流、50V电压的传输方式,那在传输过程中,根据焦耳定律,会有Q=I^2R=20^2 * 1=400W的电能被浪费,也就是会有40%的电能被中途浪费,而传输到目标处的电能只剩下600瓦。

如果我选择用10A、100V的传输方式,那么根据焦耳定律:Q=I^2R=100 * 1=100W,就只有100W的电能会浪费到电线上,目标处可以获得900瓦的电能。而如果我选用效率更高的1A、1000V的传输方式,那么只会浪费掉Q=I^2R=1*1=1W电能,大大提高传输效率。所以高压线一般会选择高电压、低电流的传输方式。

但也不能无限提高电压,电压太高,容易击穿电线之间的绝缘层,或者当持有金属物体的人靠近电线时发生短路,给周围环境造成极大危险,权衡考虑后,高压电的电压也会被控制在一定范围内,同时兼顾了效率与安全。

当高压电传输到目的地时(一般是变电站),变电站会通过把电压降低到家用电器的可承受范围(一般是220V),供居民使用。此时虽然电压降低会浪费电能,但是由于居家到变电站的电线长度较短(大城市也不过2到3公里),所以浪费的在通常情况下电能也可以忽略不计。而从发电站传输到变电站距离可远多了,西电东输传输距离会达到数千公里,因此为了有效传输电能,必须采用高压电的方式。

对于电源总的输出功率是UI,对于途中损耗是I^2*R,在相同的负荷(用户得到的功率)下,为了使损耗最小,只能通过减少总输送电流I,提高U,在UI不变的情况下就是I减少,这样我们在提高U送电就减少了电能在送电途中的损耗

电路热功是w=iir
电功率p=iu
可见同等输电功率下电流越小,热消耗越小。

p=UI


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