どうして高電圧と低電流を実現できるのでしょうか？ E = IRの電流と電圧の関係と矛盾しているようです

あなたは「高電圧」と「高電圧損失」を混同しています。オームの法則が損失を支配します / em>特定の電流が抵抗を通過する際の抵抗両端の電圧。電流が低いため、電圧損失もそれに応じて低くなります。

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• そして”電圧損失”、つまりコンポーネントの両端の”電圧”。
• それが’の場合（つまり、オーム’の電圧損失を規定する法則） 、それは今私にとってはるかに理にかなっています。しかし、それは別の問題を生み出します。フォーラムのルールに関する限り、新しい質問を作成するのでしょうか、それともこのスレッドの一部として質問するのでしょうか？
• 新しい質問では新しい質問を開く必要がありますが、別の質問に関連している場合はその関連する質問へのリンクは許容されます。

消費者の負荷と抵抗について混乱していますケーブル。

要点は、電力は電圧と電流の積であるということです。同じ電力を消費者の負荷に送信するには、電圧を上げて電流を減らすことができます。

家の照明に100W、たとえば10Vで10Aが必要な場合は、これを発電所から直接転送できます。 。

家と発電所の間のケーブルが10オームだとしましょう。発電所から10Aをシンクする場合、発電所は110Vを供給しなければなりません。10Aでは、100Vの電圧降下が発生します。ケーブルに加えて、必要な10V。つまり、ケーブルが1000Wを浪費するのに対し、100Wを消費します。

ここで、家が1000Vを受け取るとしましょう。

もちろんです。 、供給された電圧をライトに必要な電圧に変換するための変圧器が必要です！

プラントから消費される電流はわずか0.1Aになりました。

電圧ケーブルの電圧降下はわずか1Vになりました。これは、100Wのライトに電力を供給するために0.1Wの損失を意味します。これははるかに優れています。

要点は、電力を維持しながら電圧と電流を変換できる変圧器の使用です。

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

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• 電圧の概念化に問題があると思います’位置エネルギー。
• いいえ、その’は重要ではありません（さらには物理的に正しくありません）。それは本当にpower = U*Iであり、ケーブルの大電流が高電圧降下/電力損失を引き起こし、変圧器が必要であるという事実です。
• 私はそれを’あなたが私を誤解しているという私のせいです。私は’電力線の高電圧と低電流の利点を探していませんでした。私はすでにそれを理解しました。私は、電子の速度（電流）を増加させずに（したがって、ワイヤーを過熱させて溶かすことなく）圧力（電圧）を生成する方法を探していました。位置エネルギーとして電圧を考えるのは間違っていると言っているのなら、’広範囲にわたる教訓的な伝統に反しています（このアナロジーはたくさん作られているため）が、私は’なぜそれが正しくないと言うのかを聞くことに間違いなく興味があります。
• @MountainScott抵抗を増やすことによって（ケーブルの抵抗ではなく、ケーブルの端で）電力を浪費するだけです）

一言：抵抗。電圧は電流に抵抗を掛けて計算されることを思い出してください。高い抵抗を設定してその電流を遮断するだけで、高い電位差（電圧とは何か）と低い電流を得ることができます。

考えてみてください。ウォーターホースがフルブラストでオンになり、ホースガンが端に取り付けられているように。ホースガンはユーザーが制御する可変抵抗器として機能するため、ホース（流れたい水）に高い位置エネルギーがある場合でも、抵抗が非常に大きいため、水がほとんどまたはまったく流れません。ユーザーがトリガーすると、水がどんどん流れるまで抵抗が下がります。

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• 変圧器がより多くの抵抗（またはインピーダンス）を生成する場合、私は推測します。 、それは電圧と電流の両方の減少を引き起こすでしょう（出力を役に立たなくします）…それは電流がすでに比較的高く、”高電圧/低電流”電力線の関係もすべて相対的ですか？

あなたの混乱は、あなたが「受信機の抵抗を忘れている」という事実から来ています。基本的には次のようになります：

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

ワイヤーの電圧（または発電所）が高く、ワイヤーの抵抗が低いので、電流は高いはずだと思います。そうですが、レシーバーの抵抗が非常に高いと考えてください。これが、この回路の電流を低くする理由です。

つまり、ワイヤ間のレシーバの抵抗が高いため、高電圧と低電流になります。それはオームの法則と完全に一致しています：\ $ I = U / R \ $そしてRは非常に大きいので、私は小さいです。

この単純化されたシナリオでは、発電所の電圧を上げる場合、受信機の電力を一定に保ちたいのであれば、受信機の抵抗も増やす必要があります。

実際には、受信機は高電圧を低電圧に変換する変圧器の後ろで動作します（たとえばヨーロッパでは230V）。したがって、上記のシナリオでは、発電所の電圧を上げるときに、変圧器（抵抗）を変更するだけで済みます。受信機の抵抗を変更します。これらはすべてエンドユーザーに対して透過的です。

これは、高電圧と低電流を実現する方法を説明しています。なぜそれが優れているのでしょうか。

次の式を覚えておいてください。抵抗と電流に関連する電力-それは\ $ P = I ^ 2 * R \ $です。一定の抵抗Rを持つワイヤがあり、電流を2倍に下げると（電圧を2倍に上げることにより）、このワイヤで失われる電力は4分の1に減少します。だからこそ、高電圧が良いのです。

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• 専門家ではありませんが、これが直接の答えだと感じています。質問へ

配電システムは、変圧器を使用して電圧を増減します。

変圧器は電力（電圧×電流）を処理します。変圧器に供給される電力は、変圧器から得られる電力と等しくなるため（小さな損失を無視）、式

Vin x Iin = Voutを使用して変圧器の両側の電圧と電流を計算できます。 x Iout

この式を使用すると、入力電圧が出力電圧の10倍である場合、入力電流は出力電流の1/10でなければならないことがわかります。

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• 混乱を招く恐れがありますが、’さらに情報を追加します。変圧器はインピーダンス変換器でもあります。ソースまたは負荷のインピーダンスは、電圧が上昇または下降するのと同じ方向に変圧器の両端で上昇または下降しますが、インピーダンス比は2乗され、電圧と電流の比は”ターン比と比較したストレート”。これをオーム’の法則に接続して、電力を等しく保つために、一方向に変化する電圧と反対方向に変化する電流を正確に補うことを確認します。
• このすべての結果は、”が高電圧配電線によってステップを介して”見られたとき、あなたの家がダウントランスは、実際よりもはるかに高いインピーダンスを持っているように見えます。’オームに入るこの高いインピーダンス’配電線用。したがって、より高い電圧、より低い電流。

まあ、私たちはそれらを「電力線」と呼びます。理由…私たちが送信しているのはPOWERです。また、\ $ P = VI \ $なので、\ $ 0.1 \ $アンペアの電流を使用して\ $ 10,000 \ $ボルトで、または\ $ 100 \ $ボルトと\ $ 10 \ $アンペアで同じ量の電力を送信できます。 （（\ $ 10,000 \ text {V} \ times 0.1 \ text {A} = 1000 \ text {Watts} \ $）は（\ $ 100 \ text {V} \ times 10 \ text {A} = 1000 \ textと同等です{ワット} \ $））。

したがって、発電所は\ $ 10,000 \ $ボルトとわずか10分の1アンペアを使用して、同じ量の電力（この例では\ $ 1000 \ $ワット）を送信できます。または\ $ 10 \ $アンペアで\ $ 100 \ $ボルト。では、何が彼らの決定を動機づけているのでしょうか？お金。あなたが言及した\ $ V = IR \ $の関係は、電力を伝送するケーブル間の電圧降下を決定します。当然、これらのケーブルは可能な限り低い抵抗で設計されていますが、その抵抗をなくすことはできません。 \ $ P = VI \ $であるため、電圧が低下すると電力が低下することを思い出してください。送電線に沿った電力の損失は無駄であり、電力会社はお金を失います。

また、これら2つの方程式を組み合わせると、電力方程式を\ $ P = I ^ 2R \と書くことができることに注意してください。 $。これは、電力の損失が、設定された抵抗の電流の2乗に比例することを示しています。したがって、電力会社が電圧を上げることによって電流を減らすことができれば、その削減のメリットは2乗されます。この例では、電流を\ $ 100 \ $（\ $ 10 \ $ Ampsから\ $ 0.1 \ $ Ampsに）下げると、電力損失が\ $ 10,000 \ $減少します。

これを確認する1つの方法は、電力線のもう一方の端にある顧客に質問することです。顧客はそうではありません。彼/彼女が電力（ワット）を買う電流または電圧を買う。したがって、電力会社が特定の電力を供給している場合、特定の電力に対して電圧を上げ、電流を下げることで、より細いワイヤーを使用できます。

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• 質問は、’がどのように可能であるかを尋ねますが、’が行われる理由ではありません。

「つまり、抵抗が同じままの場合、電圧を上げると電流が増える」とあなたは言います。これは正しいですが、高電圧回路が特定の電力に対してより高い負荷抵抗を使用する点が異なります。

たとえば、120 W、120Vの電球は1Aを消費します（I = P / V = 120/120 = 1。 ）抵抗（高温時）は120Ωになります。 （R = V / I = 120/1 = 120）

^{この回路をシミュレート – CircuitLab}

120 W、12Vの電球は10Aを消費します（I = P / V = 120/12 = 10）。抵抗（高温時）は1.2Ω（R = V / I = 12/10 = 1.2）になります。電圧を10倍に下げるには、電流を10倍に増やして同じ値にする必要があることに注意してください。電力。抵抗が10²= 100減少したことにも注意してください！

腸が言ったように、抵抗を増加させずに電圧を増加させると、電流が増加します。

P = IVの場合、Vが増加すると、減少する必要があります。たとえば、P = 12、V = 3の場合、次のようになります。しかし、Vを上げると-たとえばIを下げると：Vが8になった場合、私は1.5になります。失われるエネルギーが少ないため、低電流が必要です。ケーブル内の電子が買い物客であり、彼らが運んだエネルギーはお金でした。今度は、100人の買い物客が建物から駆け出し、それぞれ15ドルを運んでいると想像してください。しかし、全員が路地（路地はケーブル）を通過する必要があり、ぶつかるたびに1ドル（エネルギー）を失いました。熱エネルギーとして失われます）。ここで、150ドルを運ぶ人が10人しかいないとしたらどうなるか、そして彼らが失うものがどれだけ少ないか想像してみてください。

元の投稿への直接の返信として、皆さんは回答を複雑にしすぎているようです。彼の質問に本当にあります。あなたが提供した情報を含めるのは素晴らしいことですが、質問は答えられていないようです。 E = IR電圧の増加は電流の増加をもたらすはずであるというあなたの理解は正しいです-単純な回路で3vバッテリーを9vに交換すると、3倍の電流もジャンプしました。

高電圧/低電流およびその逆は、すでにそこにあるものの変換です-あなたはバッテリー（または任意の電圧源）を別のものと交換していません。変圧器はワットの法則のために機能します：電力は一定（抵抗はオームの法則で一定）であり、電力は電流x電圧、または「P = EI」

電圧の変化は逆です電力が節約される場合、電流の変化、およびその逆。

あなたは概念化されているようですの問題。これについては回答で説明します。

確かに（1）E = IRは普遍的な公式です。ただし、（2）R = E / I、（3）I = E / Rとしても表現できることを理解する必要があります。

form（2）を使用して、現在の値を表示します。式の理解。電圧を10倍（10E）にすると、抵抗を同じ（変更なし）に保つために、電流もR = E / I = 10E / 10Iの10倍に増加する必要があります。ただし、抵抗をI = E / R = 10E / 10Rの10倍に増やすことで、電圧を上げて電流を同じに保つこともできます。 つまり、、フォーム（3）を使用して、であることを示すことができます。電流を増やすことなく電圧（10E）を上げることができます（電流を「低」（I）に維持します）。

これまでのところ、この質問に対する一般的な回答は3つあるようです。要約すると：

1. トランスフォーマーは魔法です。変圧器を導入すると、V = IRが適用されなくなるため、システムはオームではなくなったため、高電圧と低電流を使用しても問題ありません。ただし、システムは変圧器の式に従います。

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

2. 発電所-電力線-受信機システムは基本的に単一抵抗回路としてモデル化されます（発電所=バッテリー、電力線=配線、受信機=単一抵抗）。したがって、重要なのは受信機の抵抗であり、その抵抗はシステム全体で高くなる傾向があるためです。オームの法則に従います：高電圧と高抵抗は低電流を生み出します

3. ここで機能しているオームの法則の根本的な誤解があります。オームの法則のVは、システム内の電圧の値ではなく、特定の抵抗または回路要素の両端の電圧降下です。オームの法則を書くためのよりずさんな方法は\ $ \ bigtriangleup V = IR \ $かもしれません。したがって、電力線はオームの法則に従います、そして混乱は私たちが私たちの言語でだらしないという事実から来ます。高電圧電力線の電圧は、開始時に110kV（グランドに対して）、終了時に110kV-2Vである可能性があり、電力線の長さ全体で\ $ \ bigtriangleup V = 2V \ $の電圧降下が発生します。オームの法則によれば、電力線の抵抗率はかなり低いため、総抵抗は低く、電圧降下と抵抗が低いと電流が少なくなります。このように、電力線に高電圧値と低電流があることはまったく問題ありません。

これら3つの説明のうち、3番目の説明を信じる傾向があります。 。 1つ目は方程式の言い換えであり、物理的なメカニズムや状況の論理に関する追加情報は提供されません。 2つ目は可能ですが、実際には電力線を利用する受信機が多数あるため、非常に複雑になるため、実際にははるかに複雑な回路としてモデル化する必要があります。 3つ目は、オームの法則をそのまま維持しながら、他の関連する方程式と二乗することを可能にします。

とはいえ、これは、より複雑な影響を無視して何が起こっているかを単純化したモデルです。 DCではなくACに接続します。

回路を切断するだけで、高電圧、0電流にすることもできます。