高電壓和低電壓同時對一物體做功,為什麼高電壓需要的電量少些?

時間 2022-01-06 10:08:08

1樓:

額,換個純電學的角度解釋一下這個問題吧。

巨集觀條件下,根據定義I=Q/t得出Q=I*tQ:電量,單位庫倫(C)

I:電流,單位安培(A)

t:時間,單位秒(s)

功率P=U*I*cosa,a是相位角

U:電壓,單位伏特(V)

當功率一定時,U越大,對應的I越小,從而Q越小因此得出高電壓對應的電量小這個結論。

PS:此結論僅在有無源負載的情況下成立。假設沒有無源負載,該問題需要在微觀環境下利用公式I=nqsv,從而Q=nqsvt,n是單位體積內的電荷數,s是導體的橫截面積,v是電荷運動的速度。

沒有負載則電流不做功,Q與電壓無關(電勢差可看作為0,產生不了所謂的高低電壓的差別)。假設有有源負載,考慮的東西就不簡簡單單的是電壓和功率的關係這麼簡單了。因此題主給的這個結論只是在一定條件下才可以成立的。

2樓:大王叫我來尋膳

嚴格的說,你題條件不完善。

對同樣物體做功,且達到同樣效果,才可以考慮是不是更節約電。

做為一名技術渣和理論渣,來回答一下。

首先,我們假設這個物體在低壓和高壓上都能正常使用。然而實際上很難找到。以下內容假設線路電阻和負載電阻都不變。

要達到同樣的效果,在低壓時要使用大電流,在高壓時要使用小電流,參考中學電功率公式P=UI,P乘以時間就是電能。

那麼問題來了,同樣的電路,低壓大電流的情況下,整個電路損耗更大,因為導線也是有電阻的。在高壓低電流時,導線損耗就更小。參考另乙個功率公式P=IR。

損耗越大,作用在物體上的電功率就越少,要達到同樣的效果,需要的時間就越多,電能也就越多。

這就是為什麼電網都是高壓輸電的原因。

在實際生產中,為了使鋼材更容易熔化,比如電焊或冶煉,都是使用低壓大電流,以便把盡可能的電能都集中在工件上。而為了減少傳輸損耗,都是使用高壓低電流,比如電力變壓器和電網。

很囉嗦,不知道能不能看懂。

3樓:秦芹

你說的電壓做功,其實也是電場力在做功,而電場力和重力一樣,是保守力,所以可以做一下模擬(要控制變數——做功相同,不然你的題設也是不成立的):

電壓(就是電勢差)相當於「高度差」,電場力相當於「重力」,電荷相當於「重物」。

那就好理解了,高電壓就相當於高度差很大,所以在做同樣功的時候,就不需要那麼多電荷了。

不知道這個答案能不能給題主解個惑。

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