¿Cómo es posible tener alto voltaje y baja corriente? Parece contradecir la relación entre corriente y voltaje en E = IR

Estás confundiendo «alto voltaje» con «pérdida de alto voltaje». La ley de Ohm gobierna la pérdida de voltaje a través de una resistencia para una corriente dada que la atraviesa. Dado que la corriente es baja, la pérdida de voltaje es correspondientemente baja.

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• Y por » pérdida de voltaje «, quiere decir » voltaje en el componente «.
• Bueno, si eso ‘ es cierto (es decir, ohmios ‘ s ley que rige la pérdida de voltaje) , ahora tiene mucho más sentido para mí. Sin embargo, eso crea otra pregunta. En cuanto a las reglas del foro, ¿se supone que debo formular una nueva pregunta o simplemente formularla como parte de este hilo?
• Las nuevas preguntas deben tener una nueva pregunta abierta, pero si está relacionada con otra pregunta, entonces vincular a esa pregunta relacionada es aceptable.

Está confundido acerca de la carga de consumidores y la resistencia de los cables.

El punto es que la potencia es el producto del voltaje y la corriente. Para transmitir la misma potencia a una carga de consumo, puede aumentar el voltaje y disminuir la corriente.

Si la luz de su casa necesita 100 W, digamos 10 A a 10 V, esto se puede transferir directamente desde la planta de energía .

Digamos que el cable entre su casa y la planta tiene 10 ohmios. Si baja 10 A de la planta, la planta debe proporcionar 110 V: a 10 A, se produce una caída de voltaje de 100 V en el cable, más los 10V que necesita. Esto significa que consume 100W mientras que el cable desperdicia 1000W.

Ahora, digamos que su casa recibe 1000V.

Por supuesto , ¡necesita un transformador para convertir el voltaje entregado al voltaje que necesita la luz!

La corriente consumida de la planta ahora es de solo 0.1A.

El voltaje La caída del cable ahora es de solo 1 V, lo que significa una pérdida de 0,1 W para alimentar su luz de 100 W. Esto es mucho mejor.

El punto es el uso del transformador que permite convertir tensiones y corrientes manteniendo la potencia:

$$ U_1 \ cdot I_1 = U_2 \ cdot I_2 = const. $$

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• Supongo que ‘ estoy teniendo problemas para conceptualizar el voltaje como energía potencial.
• No, eso ‘ no es el punto (e incluso físicamente no es correcto).En realidad, es power = U*I, el hecho de que las altas corrientes en un cable provocan una caída de voltaje / pérdida de potencia y que se necesitan transformadores.
• Creo que es ‘ es mi culpa que no me entiendas. No estaba ‘ t buscando los beneficios del alto voltaje y baja corriente para las líneas eléctricas. Eso ya lo entendí. Estaba buscando cómo es posible crear la presión (voltaje) sin que los electrones aumenten en velocidad (corriente) (y por lo tanto, los cables se sobrecalientan y se derriten). Si está diciendo que pensar en el voltaje como energía potencial es incorrecto, ‘ va en contra de una tradición didáctica de gran alcance (porque esta analogía se hace mucho), pero yo ‘ Definitivamente estoy interesado en escuchar por qué dice que no es correcto.
• @MountainScott aumentando la resistencia (en el extremo del cable, no la resistencia del cable en sí mismo, lo que desperdiciaría energía)

Una palabra: Resistencia . Recuerde que el voltaje se calcula multiplicando la corriente por la resistencia. Puede tener una diferencia de potencial alta (que es lo que es el voltaje) y una corriente baja, simplemente por tener una alta resistencia para bloquear esa corriente.

Piense en ello. como una manguera de agua a todo trapo, con una pistola de manguera unida al extremo. La pistola de manguera actúa como una resistencia variable controlada por el usuario, por lo que, aunque hay un alto potencial de energía en la manguera (el agua quiere fluir), la resistencia es tan grande que poco o nada de agua fluye. Cuando el usuario presiona el botón disparador, la resistencia disminuye hasta que el agua fluye cada vez más.

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• Parece que si los transformadores crean más resistencia (o impedancia, supongo) , eso causaría una disminución tanto en el voltaje como en la corriente (haciendo que la salida sea inútil) … es que la corriente ya es relativamente alta y el » alto voltaje / baja corriente » ¿La relación en las líneas eléctricas también es relativa?

Tu confusión proviene del hecho de que «te estás olvidando de la resistencia del receptor». Básicamente se ve así:

power plant -> wire -> receiver -> return wire -> power plant 

El voltaje en el cable ( o central eléctrica) es alta y las resistencias de los cables es bajo, por lo que cree que la corriente debería ser alta. Bien, pero ahora considera que el receptor tiene una resistencia muy alta. Esto es lo que hace que la corriente en este circuito sea baja.

Entonces tienes alto voltaje y baja corriente debido a la alta resistencia del receptor entre los cables. Es totalmente consistente con la ley de Ohm: \ $ I = U / R \ $ y R es muy grande, entonces I es pequeño.

En este escenario simplificado si aumentamos el voltaje de la planta de energía, también debemos aumentar la resistencia del receptor, si queremos mantener constante la potencia del receptor.

En realidad, los receptores funcionan detrás de transformadores que convierten alto voltaje en bajo (constante, por ejemplo, 230 V en Europa). Por lo tanto, en el escenario anterior, cuando aumentamos el voltaje en la planta de energía, solo necesitamos cambiar los transformadores (su resistencia), no es necesario cambie la resistencia del receptor. Todo esto es transparente para el usuario final.

Esto explica cómo es posible tener alto voltaje y baja corriente. ¿Y por qué es mejor?

Recuerde la fórmula para potencia en relación con la resistencia y la corriente – es «s \ $ P = I ^ 2 * R \ $. Si tiene un cable que tiene alguna resistencia constante R, y luego reduce la corriente 2 veces (aumentando el voltaje 2 veces), la potencia perdida en este cable disminuye 4 veces. Por eso es bueno tener un voltaje alto.

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• No soy un experto, pero parece que esta es la respuesta directa a la pregunta

El sistema de distribución de energía usa transformadores para subir o bajar el voltaje.

Los transformadores manejan energía (voltaje multiplicado por corriente). La potencia alimentada a un transformador será igual a la potencia tomada del transformador (despreciando pequeñas pérdidas) por lo que podemos calcular el voltaje y la corriente en cada lado del transformador usando la fórmula

Vin x Iin = Vout x Iout

Usando esta fórmula, puede ver que si el voltaje de entrada es 10 veces el voltaje de salida, la corriente de entrada debe ser 1/10 de la corriente de salida.

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• A riesgo de crear confusión, ‘ añadiré más información: Un transformador también es un convertidor de impedancia. La impedancia de la fuente o la carga sube o baja a través de un transformador en la misma dirección en que el voltaje sube o baja, pero la relación de impedancia se eleva al cuadrado, mientras que las relaciones de voltaje y corriente son » recta «, en comparación con la relación de vueltas.Conéctelo a la ley de Ohm ‘ s para ver que compensa exactamente el cambio de voltaje en una dirección y el cambio de corriente en la dirección opuesta para mantener la potencia igual.
• El resultado de todo esto es que su casa, cuando » vista » por las líneas de distribución de alto voltaje a través de un transformador descendente, parece tener una impedancia mucho más alta de la que realmente tiene, y ‘ s esta impedancia más alta que entra en la ‘ s de Ohm para la línea de distribución. Por lo tanto, voltaje más alto, corriente más baja.

Bueno, los llamamos «líneas eléctricas» por un razón … lo que estamos transmitiendo es PODER. Y como \ $ P = VI \ $, podemos transmitir la misma cantidad de energía a \ $ 10,000 \ $ voltios usando una corriente de \ $ 0.1 \ $ amperios, oa \ $ 100 \ $ voltios y \ $ 10 \ $ amperios. ((\ $ 10,000 \ text {V} \ times 0.1 \ text {A} = 1000 \ text {Watts} \ $) es equivalente a (\ $ 100 \ text {V} \ times 10 \ text {A} = 1000 \ text {Watts} \ $)).

Entonces, una planta de energía puede transmitir la misma cantidad de energía (\ $ 1000 \ $ Watts en este ejemplo) usando \ $ 10,000 \ $ Volts y solo una décima parte de un Amp, o \ $ 100 \ $ Voltios a \ $ 10 \ $ Amperios. Entonces, ¿qué motiva su decisión? Dinero. La relación \ $ V = IR \ $ que mencionaste determina la caída de voltaje en los cables que transmiten energía. Naturalmente, esos cables están diseñados con la menor resistencia posible, pero esa resistencia no se puede eliminar. Recuerde que \ $ P = VI \ $, por lo que una caída de voltaje resulta en una caída de potencia. Cualquier pérdida de energía a lo largo de las líneas de transmisión es un desperdicio y la compañía eléctrica pierde dinero.

También tenga en cuenta que cuando combinamos estas dos ecuaciones, podemos escribir la ecuación de energía como \ $ P = I ^ 2R \ PS Esto ilustra que la pérdida de potencia es proporcional al CUADRADO de la corriente para una resistencia establecida. Entonces, si la compañía eléctrica puede reducir la corriente aumentando el voltaje, el beneficio de esa reducción se cuadra. En este ejemplo, reducir la corriente en un factor de \ $ 100 \ $ (desde \ $ 10 \ $ Amps hasta \ $ 0.1 \ $ Amps) reduce la pérdida de potencia en un factor de \ $ 10,000 \ $.

Una forma de verlo es preguntar qué hay en el otro extremo de la línea eléctrica: un cliente. El cliente no compra corriente o voltaje compra potencia (vatios). Entonces, si un proveedor de energía entrega una determinada cantidad de energía, puede usar cables más delgados aumentando el voltaje y reduciendo la corriente para una determinada cantidad de energía.

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• La pregunta pregunta cómo ‘ es posible, no por qué ‘ se hace.

Dices, «es decir, un aumento de voltaje produce un aumento de corriente si la resistencia permanece igual». Eso es correcto, excepto que los circuitos de voltaje más alto usan resistencias de carga más altas para una potencia determinada.

Por ejemplo, una bombilla de 120 W, 120 V consumiría 1 A. (I = P / V = 120/120 = 1. ) Su resistencia (cuando está caliente) sería de 120Ω. (R = V / I = 120/1 = 120.)

^{simula este circuito – Esquema creado con CircuitLab}

Una bombilla de 120 W, 12 V consumiría 10 A (I = P / V = 120/12 = 10). Su resistencia (cuando está caliente) sería 1.2Ω (R = V / I = 12/10 = 1.2). Tenga en cuenta que bajar el voltaje en un factor de 10 requiere que la corriente aumente en un factor de 10 para dar el mismo ¡También tenga en cuenta que la resistencia disminuyó en 10² = 100!

Como su instinto le dijo, si aumenta el voltaje sin aumentar la resistencia, la corriente aumentará.

Si P = IV significaría que si V aumenta tendría que disminuir. Por ejemplo: si P = 12 y V = 3, entonces tendría que ser 4. Pero si subes V, bajas I, por ejemplo: si V se convirtió en 8, entonces yo me convertiría en 1,5. Se necesita una corriente baja porque se pierde menos energía. Imagina que los electrones dentro del cable fueran compradores y que el La energía que llevaban era dinero. Ahora imagina una fila de 100 compradores que salen corriendo de un edificio, cada uno lleva $ 15, pero todos tienen que pasar por un callejón (el callejón es el cable) y cada vez que chocan entre ellos pierden $ 1 (energía perdido como energía térmica). Ahora imagine cómo sería si solo hubiera 10 personas con $ 150 y cuánto menos perderían.

En respuesta directa a la publicación original, me parece que todos ustedes han complicado demasiado la respuesta a su pregunta realmente lo es. Aunque la información proporcionada es excelente para incluirla, la pregunta parece no tener respuesta. E = IR Su entendimiento de que un aumento en el voltaje debería resultar en un aumento en la corriente es correcto: cambie una batería de 3v en un circuito simple por una de 9v y también habrá aumentado 3 veces la corriente.

Alto voltaje / baja corriente y viceversa es una TRANSFORMACIÓN de lo que YA está allí: no está intercambiando una batería (o cualquier fuente de voltaje) con otra. Un transformador funciona debido a la ley de los vatios: la potencia es constante (la resistencia es constante en la ley de ohmios) y la potencia es corriente x voltaje, o «P = EI»

Un cambio en el voltaje es inverso cambio de corriente, y viceversa, donde se conserva la energía.

Me parece que estás teniendo conceptualización problemas, que abordaré en mi respuesta.

Es cierto que (1) E = IR es una fórmula universal. Sin embargo, debe comprender que también se puede expresar como (2) R = E / I y (3) I = E / R.

Usando el formulario (2), mostraré su comprensión de la fórmula. Si aumenta el voltaje 10 veces (10E), para mantener la resistencia igual (sin cambios), la corriente también tendrá que aumentar 10 veces R = E / I = 10E / 10I. Sin embargo, también puedo aumentar el voltaje y mantener la misma corriente aumentando la resistencia 10 veces I = E / R = 10E / 10R. Entonces , con el formulario (3), puedo demostrar que es posible aumentar el voltaje (10E) sin tener que aumentar la corriente (mantener la corriente «baja» (I)) .

Parece que hasta ahora hay tres respuestas generales a esta pregunta. Para resumir:

1. Los transformadores son mágicos. Una vez que introduce los transformadores, V = IR ya no se aplica, por lo que está bien tener alto voltaje y baja corriente porque el sistema ya no es óhmico. Sin embargo, el sistema obedece la ecuación del transformador.

$$ V_1 \ times I_1 = V_2 \ times I_2 = \ text {constante} $$

2. La central eléctrica – línea eléctrica – sistema receptor puede ser modelado esencialmente como un circuito de resistencia única (donde la planta de energía = batería, líneas eléctricas = cables y el receptor = resistencia única). Por lo tanto, es la resistencia del receptor lo que importa, y debido a que esa resistencia tiende a ser alta en todo el sistema obedece la ley de Ohm: alto voltaje y alta resistencia producen baja corriente

3. Hay una mala interpretación fundamental de la ley de Ohm en funcionamiento aquí. La ley de V en Ohm no es el valor del voltaje en el sistema, es la caída de voltaje en un resistor o elemento de circuito en particular. Una forma menos descuidada de escribir la ley de Ohm podría ser \ $ \ bigtriangleup V = IR \ $. Por lo tanto, las líneas eléctricas obedecen la ley de Ohm, y la confusión proviene del hecho de que somos descuidados en nuestro idioma. una línea de alta tensión puede tener una tensión de 110 kV al principio (en relación con la tierra) y 110 kV – 2 V al final, lo que da una caída de tensión de \ $ \ bigtriangleup V = 2V \ $ a lo largo de la línea de alimentación. La línea de energía tiene una resistividad bastante baja, por lo que la resistencia total es baja, por lo que una caída de voltaje baja y una resistencia baja producen una corriente baja, de acuerdo con la ley de Ohm. De esta manera, está totalmente bien tener valores de alto voltaje y baja corriente en las líneas eléctricas.

De estas tres explicaciones, me inclino a creer la tercera . La primera es solo una reformulación de la ecuación y no nos brinda información adicional sobre el mecanismo físico o la lógica de la situación. El segundo es posible, pero parece que sería demasiado complicado por el hecho de que en realidad hay muchos receptores dibujados en líneas eléctricas, por lo que realmente debería modelarse como un circuito mucho más complejo. El tercero nos permite mantener intacta la ley de Ohm y al mismo tiempo cuadrarla con las otras ecuaciones relevantes.

Dicho todo esto, este es un modelo simplificado de lo que está sucediendo ignorando efectos más complicados debido a CA en lugar de CC.

También puede tener alto voltaje y 0 corriente, si simplemente desconecta el circuito.