電力系統中使用高壓輸電的優點?

2012-10-30 1:10 am
書上寫說可以增加輸電能力、降低線路損失,減少線路壓降以及減少用銅量
請問是為什麼?

電壓提高,輸電能力可以增加,看起來理所當然,但是又不知從電的角度要用什麼來解釋。

電壓提高,電流不是也會相對的增加嗎?那怎麼線路損失會是降低呢?線路的壓降又怎麼會減少呢?

至於用銅量減少更是不知原理為何...?
更新1:

1.請問電流越小,為什麼使用的線徑可以越細? 2.且R=ρl/A , 各位大大說線徑越細(截面積A越小)可以節省用銅量,也就是電組會變大,而從另一方面來看,增加 l 導線長度,一樣會讓電阻變大,但是增加導線長度不就是增加用銅量嗎?

更新2:

to 台灣東東: 你說一顆燈泡,電阻固定,接到越高的電壓時,電流的確就越大,你以這樣角度思考這問題,是錯的 請問為何原題目需固定瓦特數來思考,而不能固定電阻來思考呢?兩者的結果還相反,讓我一頭霧水...

回答 (7)

2012-10-31 6:06 pm
✔ 最佳答案
幾位先進所言就是答案

以下書內有另類的解說,僅供參考

★ 電源電壓高低的用意台灣早期為單相兩線式的110V,但50年代後因冷氣機、浴室用的電熱水器用電量更大,就要改用220V之電壓。所以目前台灣的住宅供電電壓絕大部份已改為單相三線式的110V與220V。

而大陸、東南亞、歐洲與大部份的國家,其住宅只供給220V或240伏的... 輸送到整個大樓的用電量相當大,通常採用三相11400V(11.4kV)或22800V(22.8kV)的高壓電供應,輸送到整個城市的用電量更驚人,需要採用69kV、154kV或345kV的超高壓供電,..
但若採用太高的交流電壓,會因絕緣材料與線路損失及交流高壓電場造成充、放電的無效電流驚人等的問題尚未突破,

所以中國宁夏銀川東至山東青島1333公里 的660kV超高壓,已突破交流而改用直流輸電,於2011年3月正式投運,...而三峽的葛州霸至上海1000公里 的500kV直流輸電早在2005年已投運。

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DIY 電+磁=力 與太陽能電池及LED的有趣實驗可訓練思考力、想像力、觀察力與創造力及執行力
何堃山著 www.powerman.com.twwww.diydiy.com.tw
第二章:常用元件之有趣實驗2-2、敲擊壓電式蜂鳴器,就可產生直流電壓2-3、用閃爍LED、聖誕母燈,魔法使銅線舞動2-4、超強稀土磁鐵13大用途簡介8.免電,只要取、放磁鐵,雙色LED點亮第三章:高、低壓弱電力的有趣實驗 3-1、不用花錢就可產生近萬伏特高壓之五種實驗1.用你的動力就可輕易的點亮日光燈第四章:滅蚊拍弱電力的神奇實驗7.滅蚊拍之高壓,就可驗證電場的吸、斥力2.高頻電壓只接一條線,就可點亮日光燈4-4、閃電放電球高週波強電場十種有趣的試驗5.隔空點亮日光燈LED氖泡、閃光放電管第五章:電話弱電力的有趣實驗5-1、電話線之弱電電力足夠當作停電照明嗎?5-2、電話電壓,可轉動電動機或小風扇嗎? 5-8、自製電話振鈴時,控制燈光,加大鈴聲第六章:享受自製樂趣的實驗6-4、自製磁簧〝電流電驛〞與閃爍電驛3.配合閃爍LED或聖誕母燈自製閃爍電驛6-5、自製溫度延時控制開關 6-7、自製光電式自動點滅器第七章:將市電變成弱電力的有趣實驗7-6、白光LED改串不發熱之電容來降壓與限流7-7、簡化白光LED,使用在市電之方法7-11、自製永遠的閃爍小氖燈。RC時間常數第八章:交流強電力之安全實驗8-1、串聯PTC可當作實驗用之短路保護8-5、以電話電壓串NTC自製延時動作電驛8-8、一般燈泡就可做磁動實驗2.神奇的魔術跳動燈第九章:萬用電表測試與使用方法 9-1、靜電的測量 ★沒有電表也可測量靜電9-3、超小超薄超強功能可量電容、頻率、相序AC/DC mA之進階型【鉗形電流 萬用表】 目 錄 第一章DIY超簡易的電動旋轉 線1-1、裸銅線架在電池上就可不停的旋轉17、太陽能電池也可不停的推動旋轉線(一片太陽能片,玩遍本書的每一個實驗)第二章DIY超簡易超炫的電動旋轉 燈21、超炫的DIYLED旋轉燈★一般LED變成亮麗的閃爍旋轉LED23、2.5V的豆型小燈泡,也可當作旋轉燈24、超美創意造型的旋轉七彩燈 第三章 旋轉的電池、木螺釘及吊鉤線 33、就這麼簡易的讓電池旋轉起來 第四章 太陽能電池 動態聲、光、搖擺燈42、動態聲光七彩搖擺LED燈 47、心心相印不停KISS的兩顆跳動的心410、110V也可做動態聲光搖擺燈84 第五章自製搖擺、搖晃發電手電筒第六章太陽能與電池DIY高速電動機第七章 一片磁鐵能做的簡易實驗 71、超強磁鐵可偵測家裡的用電與漏磁75、DIY磁簧開關作光電與溫度控制及電話摘機控制79、★(磁力線的八大特性就可解說電動的定則) 附錄1:電是什麼?人人可懂!
參考: 全民生活電學DIY科教館www.diydiy.com.tw台灣自強生活電學實驗教改協會 何堃山著 www.powerman.com.tw
2012-11-06 11:33 pm
你可能搞混了...
1.損失===>>因為功率被電線吃掉了(電線用發熱的方式來消耗功率),所以叫做損失。
2.而功率當然要用P=IxIxR來算囉,要降低功率,不就是要降I或降R,對吧??只是這裡是降低電線吃掉的功率罷了
3.根據V=IxR,要研究降I,當然R要固定,所以V要變小對吧,可是為何題目又說昇壓呢?
嘿嘿~~你的問題在這裡吧???
題目是說整個線路昇壓,所以整個線路的電流變小的對吧?
電流在一個迴路系統中是固定的,而電壓是迴路系統各項去加起來的,所以呀~~當電線電阻固定,電流又變小,那是不是電線吃掉的電壓也變小,所以對於系統而言,可降低損失

2012-11-06 15:35:54 補充:
所以呀,根據你學的那三個功率公式P=IxIxR或VxV/R或VxI都相同,算出來的是電線吃掉的功率,所以昇壓才能降低損失。

至於要研究電阻,那就跟電流相同....自己想想與分析吧~~
2012-11-05 7:29 am
其實這個問題很簡單 , 用兩張徒就可以解釋




圖片參考:http://imgcld.yimg.com/8/n/AC01018276/o/20121104224259.jpg







圖片參考:http://imgcld.yimg.com/8/n/AC01018276/o/20121104224234.jpg


變壓器右邊符合歐姆定律

變壓器左邊符合 p = v i

左邊的電壓提高 就必須提高變壓器的變壓比使右邊是固定的 110v

所以 , 變壓比是問題的癥結點 , 有了這個觀念您的問題就釐清了 .



2012-11-06 21:27:38 補充:
從另一個角度來說 , 若變壓器左邊的電壓升高了 , 勢必右邊的電壓也會跟著升高 , 但是我們家裡的電器一直都是110v 的 , 所以必須改變變壓器的變壓比使右邊仍然是110v.
右邊的負載是固定的 p , 經過變壓器轉換到左邊也是 p , 所以同樣的 p , 左邊的電壓越高電流就越小 ( p=v i )
如果變壓器的變壓比不隨著左邊的電壓而改變 , 就會跟您所想的一樣 .................. 固定的負載 ( 或電阻 ) , 電壓升高也會使電流升高 ( 歐母定律 )
所以左邊的輸電線路是電壓越高電流越小 ( p=v i ) , ~~~~~~~~這是變壓比的傑作 .

2012-11-06 21:28:09 補充:
電流越小 i 平方 r 的線路損失就越小 ,
以相同輸電距離及相同相同線路損失相比 , 當然是電壓比較高它的電阻可以比較高 , 截面積可以比較小 , 比較省銅線 .
2012-11-01 5:22 am
P = E * I
所以輸送相同功率的話, 電壓每提高一倍, 電流減少 1/2
以台電11KV 高壓輸電的話, 那電流只有110V的 1/100
電流變小則銅導線截面積可以減少
線路損失= 電流平方 * 導線電阻也可以減少
2012-10-31 1:29 am
一顆燈泡,電阻固定,接到越高的電壓時,電流的確就越大,你以這樣角度思考這問題,是錯的,你要這樣思考:
要冷卻5坪房間,需要1,100瓦電力的冷氣機,廠商供應有110V及220V型的機種,若買110V型時,家中電源線就要承受10A的電流,若改用220V,該電源線就只有5A流過,這種可通10A的電線現只通5A,線路損失就降低了,該電線也因而可以再接用一台冷氣,也就是說增加了這電線的輸電能力,若拆掉改用5A的細電線,用銅量就降低了。
結論是要傳輸固定的瓦數時(不是固定的電阻),若電壓拉越高,電流就越小(電壓拉高5倍電流就降低5倍,P=IE嘛),這電線就可以越細,線越細就越便宜,越好拉越好安裝。一樣的電線,若電流越小,線路壓降越小,損失就越少,備用的輸電能力也越大。
一個1100V:110V的變壓器,接110W燈泡時,次級流通1A,初級為0.1A,若改用11000V:110V變壓器,因次級輸出還是110V,所以電流還是1A,但是遠地送電到初級的整條傳輸線上只有0.01A在流通。

2012-10-30 17:34:57 補充:
第四行應該是:
買110V型時,家中電源線就要承受10A的電流,若改用220V機型時,同一條電源線就變成只有5A流過,其線路損失就降低了,

2012-10-31 11:05:31 補充:
由最後所述11000:110變壓器的實驗,就知道所謂拉高電壓,是指拉高輸送到變壓器初級線圈的電壓,而不是拉高輸給身為負荷的燈泡,給負荷的電壓拉高,電流就的確會相對變高,但變壓器只是一個元件,是一個自發電廠遠程送電到燈泡輸電電路中的一個元件,它並非是一個負荷,這一個觀念非常重要,是本提問的關鍵知識,許多人或老師說不出來,騷不到癢處,造成學生迷迷糊糊慘啊
熱心的自強電機何老師,看了你的實用電工技術問答第一集,內容有夠專業與實用,的確說到許多非常關鍵需要澄清,而且別的書無法找到的日常電工知識,若文筆能再改進一點,請不是學電半懂的人看(我),當他們很容易懂時,這書就有機會成為電工類暢銷第一名的書,讚

2012-11-02 20:00:34 補充:
1.因為銅用得少的細線一公尺5元,粗線30元,所以我們都希望線用越細越好,但是線越細,電阻越大,拿來送大電流,就會發熱燒掉,若送小電流,就不會發熱。若電流很小,當然就很高興地用很小的線接,誰會用粗線啊?但是接冷氣時,就不能用細線,只好忍痛買粗線,所以冷氣很貴。
2.對啊,增加導線長度就會增加用銅量,但你為何想要增加導線長度?距離日月潭發電廠100公里,線就是要100公里,增加長度幹嘛?若將電流降低,100公里線就可以細一點,錢就省一點。

2012-11-04 09:20:25 補充:
燈泡多亮看瓦數,而瓦數大小是拿電流乘電壓所得的積(兩個共同決定並非一個),P=IV,這與面積大小是由長與寬來決定是一樣的道理,所以只增加長度2倍,與原來沒變的寬相乘,面積就大2倍,若都大2倍,面積就會大2x2=4倍。
所以要輸送的瓦數P固定時,V拉高,I一定要變小,IV相乘出的P才會還是一樣,P=IV嘛。
而R=V/I,這裡I與V是相除,不再是相乘,與上面計算是相反的,當R固定時,V變大,I也要變大。
工廠會調整電器的R後才賣出
當電廠把電壓拉高輸到台北時,進入台北舊變壓器的電流就的確會變大,所以台北就會更換初級圈數較多、阻抗較高的新變壓器,長程電流就降下來了,PIVR計算依公式嘛。
2012-10-30 7:29 pm
P=iv
同樣功率
電壓愈高
電流愈低
線路損失低
壓降低
線徑細
節省銅量
省錢才是王道
2012-10-30 6:58 am
根據

圖片參考:http://harotecno.files.wordpress.com/2010/07/ohms-watts_law.jpg


I = P/V

同樣的功率,電壓越高電流就越低,電流越低電壓降就越少(損失就會小),電流越低導體(銅)就不必那麽大,銅越少就不必付那麽多的金錢,還有,電壓越高就越難偷電,損失當然就少了。

圖片參考:https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTOygaByWc_kKQTiu50UCkw2KGRp9c34jzhyIvEWvPm4D3IP5roMw





圖片參考:http://img1.soufun.com/album/2012_08/09/1344478206925_000.jpg



圖片參考:http://www.mercachina.com/userfiles/image/toudianzei.jpg



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2012-11-06 18:12:57 補充:
1。電阻不會固定的,就算你有固定的電阻,遇到溫差時也會改變它的電阻值,尤其是電纜電線越長電阻就越高,每當電流通過那電纜時就會產生電壓降,電流越大電壓降就越顯著,唯有提高電壓來輸送就可以減少電流,然後將電壓降囘我們要用的電壓,就可以減少那些電壓降的損失,而且我們用的電源是以功率計算不是以電阻計算,一顆燈泡的電阻會隨溫度而變化,所以你不可以以電阻來計算。


收錄日期: 2021-04-27 19:07:06
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