美国有超过50万英里的高压输电线路纵横交错。如果你曾经对那些若隐若现的塔和它们之间的电线感到好奇,下面的教程将让你知道。
沿着这些高压线路运行的功率是惊人的。与普通的12伏汽车电池相比,通过这些电线传输的电力很容易达到数十万伏。为什么电力是这样分配的,而不是通过同样的低压电线贯穿我们的家?
答案,一句话,就是效率。
上面的模型描述了高压传输线的优点。交流电沿2米的迂回路线从图的左侧向右侧移动镍铬合金线.移动开关的位置滑块从从到中间低压位置可以看到110伏特的电流通过电线。的60瓦的灯最近的电源以其正常亮度发光。但是当电流通过两米长的电线传到这个装置最右边的灯时,它已经失去了很多能量,因为电阻在电线中,发光的亮度只有正常亮度的70%。这是大量的能源浪费。
现在我们来介绍几个变形金刚对这种安排。将开关位置滑块再向右移动到高压设置。低压电流现在通过a重定向升压变压器这将电压增加到750伏左右。在这样高的电压下,电流穿过2米长的导线,直到它遇到a降压变压器,使线路中的电压恢复到原来的110伏。现在最右边的灯和左边的灯一样亮。
为什么会发生这种情况?
电流在电线中由电子传递。除非导线是超导的,否则电子就会遇到电阻,相互碰撞,也会碰撞它们所穿过的电缆或电线。当这种情况发生时,发电厂产生的一些果汁会以热量的形式释放出来并浪费掉,这种现象被称为线损.事实证明,增加这条线上的电压可以让你减少电流(因此线路损耗),而不牺牲你传输的电量。
电流和电压有一种因果关系。电压是原因,电流(移动的带电电子)是结果。电压也叫电位差:导线上两点之间的电荷差越大,所施加的电流就越大。
计算功率损耗有一个简单的公式:电流的平方乘以电阻。所以如果你减小电流,就会减小电阻。如果你在提高电压的同时降低电流,你可以在不牺牲传输功率的情况下保持低电阻。