為什麼這篇電壓電流功率鄉民發文收入到精華區：因為在電壓電流功率這個討論話題中，有許多相關的文章在討論，這篇最有參考價值！作者LinuxC (死工程師 = = )看板ask-why標題[思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是...
電壓電流功率 在 Campfire 營火部落 Instagram 的最佳解答
2021-08-17 23:40:40
#爸爸父親節快樂 這是營火部落的根基，我父親。 我家從小一直都有一個修復東西的工作桌，身為電子專業的爸爸，水電都難不倒他，雖然沒學到太多，但是小時候就會用三用電表，理解電流、電壓、直流，交流，焊接線路，很不好意思把他個一個電源供應器調整大功率，兩個電擊一直碰觸產生火花當好玩，最後弄壞了 #所以我從...
1). V = I * R
2). P = I * V = I * I * R
很多人都說
電壓高不一定電流就高
而台電用高電壓傳輸電
使電流降到最低
因為很多人都說功率已經固定
所以套用(2) 電壓升高電流就下降
可是我一直想不通的是
一條電線的電阻已經固定了呀
所以套用(1)用幾萬伏特的電傳輸
理論上應該電流也會提高才對呀
然後我也想到電擊棒好像上千伏特
可是卻電不死人因為功率不高？？
但是人體的電阻固定用(1)來看
通過人體的電流不是會很高嗎
我理工科系已經大學畢業
普物也早就過了 可是這問題我還是搞不懂
受教了
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 163.25.115.106
推 leoblack:高電壓低電流=小水滴從天而降(電位能大但電流小) 04/09 19:41
→ leoblack:低電壓高電流=河水出海口(電位能差小但電流大) 04/09 19:42
→ leoblack:這樣比喻可以對嘛?! 04/09 19:43
→ mron:輸出功率是固定的，所以供應端電流是有上限的。 04/09 19:46
推 gamer:第一個問題，台電供應是提供一固定的電壓源，功率並不固定 04/09 19:57
推 gamer:好像弄錯，台電供應功率應該是固定。 04/09 20:02
推 Rhomboid:第一式中的V是△V 04/09 20:08
→ xiaoa:樓上,一二式都是指△V. 功率固定是指電壓轉換時, 兩個轉換 04/09 20:21
→ xiaoa:迴路中的功率一樣 04/09 20:21
→ xiaoa:電不死人是因為主電流沒有流過心臟 04/09 20:24
推 HuangJC:為什麼一二式是 dV? 04/09 20:45
推 osaka80:分壓 04/09 21:36
推 cpt:關於你的盲點: "電線電阻小 為何高壓電不會造成高電流" 04/09 21:50
→ cpt:是因為高壓電的"高壓"是跨在電線和地之間 而非電線兩端 04/09 21:51
→ cpt:電線兩端的電壓差通常都很小 04/09 21:51
推 llrabel:樓上的解釋相當合理，應該就是這樣 04/09 21:58
推 HuangJC:我們一般說的,是'用高壓傳送,可以使用較小的電流,較省電' 04/09 22:01
→ HuangJC:但如果按原PO公式,那的確是另一個存在的現象:當短路時,功 04/09 22:02
→ HuangJC:率較大,火燒屋更快. 這就是高壓的兩難啊.. 04/09 22:02
→ xiaoa:cpt說的並不對.電壓提高"後",電線兩端的電壓差也是會提高的 04/09 22:15
→ xiaoa:只是電流提高的程度,不如電壓提高的程度.因為導線不是迴路上 04/09 22:17
→ xiaoa:唯一的電阻 04/09 22:18
推 HuangJC:x你講的是指同一把電器;但我一定是要換一把的 04/09 22:19
→ HuangJC:換一把後,電流也一定得下降;所以是電流'下降'的程度 04/09 22:20
→ xiaoa:問題要討論到電流變小, 就必須套到電壓轉換的情況去討論 04/09 22:22
→ xiaoa:哈, 我又掉進同樣的想法了 orz 04/09 22:25
推 HuangJC:實際現象不會因為你先套哪個公式而改變啊;那是你理解的順 04/09 22:25
→ xiaoa:反正還電器還是換電壓, cpt說的都不對 04/09 22:26
→ HuangJC:序有變.但關鍵就是'我非得換一把電器不可',也許有的可以不 04/09 22:26
→ HuangJC:換,但如果有檔位開關,也必需切在不同檔位.換言之 R2 會變 04/09 22:26
→ HuangJC:如果你堅持 R2 不變,那真的換高壓燈泡會更亮喔!! 04/09 22:27
→ ciswww:沒弄清楚問題就抓公式出來是很危險的 04/10 01:26
→ ciswww:以此建議原po 04/10 01:26
推 madturtle:V=IR 若R=電線的電阻，那V就是"經過電線的電壓降"， 04/10 04:09
→ madturtle:而非原po所說的幾萬伏特。 04/10 04:10
推 madturtle:因為定功率所以電壓提高電流降低<--正確 04/10 04:17
→ madturtle:舉例來說，若輸出電壓變為兩倍，會使總電流減半、 04/10 04:26
→ madturtle:電線兩端電壓減半、電線損耗的功率(I*V)降為原來的1/4。 04/10 04:27
推 madturtle:忽然發現很多人應該是誤解原po對"電線"的定義... 04/10 04:30
→ madturtle:他說的應該是"台電->用戶"中間的這段"電線" 04/10 04:32
推 HuangJC:沒誤解啊;反而是原 PO 想要我們解釋為何會定功率 04/10 04:33
→ HuangJC:我回文是回了;而在有解釋之前,不能以為電線自己會'定功率' 04/10 04:34
→ HuangJC:因為這就承認了一件事:這電線不是定電阻,而這將產生矛盾 04/10 04:34
→ HuangJC:如果只要玩公式,他第一段就已經背書背得很好了.這就是我常 04/10 04:36
→ HuangJC:說的,課本是對的,大家也背得出來;但理解是另一回事. 04/10 04:36
→ HuangJC:事實上在我的圖解裏,電線(R1)不需要定功率.定功率是 R2 04/10 04:37
→ HuangJC:而 R1+R2 的整體效果,又的確不是定電阻!! 04/10 04:37
→ HuangJC:所以 R1 是定電阻,R2 是可變電阻必需調至定功率;這裏吊詭 04/10 04:38
→ HuangJC:如果不套公式,設計實驗,我會在 V 給他一台自耦變壓器,提供 04/10 04:39
→ HuangJC:110V至220V,自己轉,自己變壓;然後在 R2放一顆燈泡,讓他自 04/10 04:40
→ HuangJC:已調燈泡電阻.當V不斷提高,他必需去調R2才能穩定亮度 04/10 04:40
→ HuangJC:這時再用電表量線路損耗,答案就出來了 04/10 04:41
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: HuangJC (吹笛牧童) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Fri Apr 9 21:18:53 2010
: 1). V = I * R
: 2). P = I * V = I * I * R
這些公式是死的,要看你怎麼跨接
不過你一直強調何時是何變數被固定
可見你已經有在注意了
: 可是我一直想不通的是
: 一條電線的電阻已經固定了呀
: 所以套用(1)用幾萬伏特的電傳輸
: 理論上應該電流也會提高才對呀
你說的對,如果電線就是 main loading 就會發生這種事
但這就不是所謂的'功率固定'
這個功率,我解釋為'使用者想得到的效果'
比如燈泡它創造多少亮度
比如電熱器它提升環境多少溫度
你不會希望因為提高了供應電壓,結果暖氣機強到太熱吧!
於是電器公司會為了 220V 而修改暖氣機的 main loading
目標就放在讓暖氣機的 P 固定
--------^^^^------------+
R1 |
>
>
V > R2
>
>
|
------------------------+
如上圖,我們忽略相角,不討論 L&C,只討論電阻
V 是台電供應的 110V
R1 是傳輸電阻
R2 是電熱器的主電阻
所謂的功率固定是指 R2,這樣我才能使室內電器有穩定的效能
然後你再推一次公式看看就可以了
換言之,你的問題發生在沒把 R1,R2 區別開來
: 然後我也想到電擊棒好像上千伏特
: 可是卻電不死人因為功率不高？？
: 但是人體的電阻固定用(1)來看
: 通過人體的電流不是會很高嗎
其實我覺得,想設計到能電死人,就能電死人
那不見得很難
不過通常我們是這樣解釋的
W = Pt
Win = Wout
電池有多少能量,才能放出多少能量
這電池如果只能煮好一鍋湯,那就絕不會因為用變壓器變到 KV 級時,可以煮好十鍋湯
你看到電壓提升了,也看到功率提升了
但你忘記電池裏總能量太少,這樣的功率一定不持久
你所計算的其實是最大瞬時功率,但它會以極快的速度衰減下來
這是時變的,很不方便我們當常數做乘法
不過根據能量守恒,你儘管想法子去積分它,它不可能大於電池的總能量
實作上我們是用個電容來儲電,提升電壓
然後像閃電一樣擊發
那瞬間電壓很大,但時間一定很短
所以你的學習門檻,在於沒有導入'時變'的觀念
當然用能量守恒也可以啦,能一開始就看到結論
只不過問題打結在電壓公式,那我們還是從電壓公式厘清看看
: 我理工科系已經大學畢業
: 普物也早就過了 可是這問題我還是搞不懂
魔人普烏很強啊,不好打的 XD
理工學生應該有看漫畫吧~ (冷)
: → xiaoa:樓上,一二式都是指△V. 功率固定是指電壓轉換時, 兩個轉換 04/09 20:21 : → xiaoa:迴路中的功率一樣 04/09 20:21 : → xiaoa:電不死人是因為主電流沒有流過心臟 04/09 20:24
dV ,一般在小訊號模型中探討
它重點在討論相對變量而不是絕對功率
以詳細計算訊號放大倍率,噪訊比之類的問題
比如中華電信的室內電話線,它就是直流+交流的類型
交流用來帶訊號(△V)
直流用來帶能量(傳統電話機不用再接電源,用這能量已足夠)
V=IR , 一樣可以變成 dV = dI*R
總之用我們學過的微分去導就可以了
當電壓有微小變化時,電流會有怎樣的微小變化?
這時的公式都把常數值(直流)拿掉了,
全力推導訊號上的變化
如果電阻會變,比如溫升
那麼 dV = I*dR 也不是不行
總之就看哪個是常數,哪個被偏微分,以及目前我們想討論訊號或者總值變化
在討論電力系統時,用 V 就好了,因為我在乎的是總值
而不是在常數之上跳躍的訊號電波(比如電台啦)
不過因為交流電的常數值為0,似乎說 dV 根本就一樣
會無法突顯 V 與 dV 的差別
好啦,那要舉例還真得舉電話線為例,它真的就很明顯了
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.105.131.88
→ xiaoa:你說的"使用者想得到的效果", 我原本也是如此想, 但後來發現 04/09 21:39
→ xiaoa:和問題沒什麼關係(雖然沒錯). 因為提高的電壓不在用戶端 04/09 21:39
→ xiaoa:哈, 好像這樣解釋也對 04/09 21:43
→ HuangJC:我才不會把同一把電器不經重設計就插上高壓咧~~ 04/09 21:55
→ HuangJC:錢多啊?會燒掉啊 XD 04/09 21:56
推 Grashof:他說的是ΔV，delta V，是「V的差值」，不是dv 04/09 23:50
→ HuangJC:我是當一樣的,因為我很不會算微積分,最愛討論常數 XD 04/10 00:04
→ HuangJC:今天若不是標準 sin 波,就不要找我;什麼三角波方波,會死啊 04/10 00:04
→ HuangJC:在標準sin波上,一般是說'直流成份+交流成份' 04/10 00:06
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: xiaoa (不事生產) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Fri Apr 9 22:11:57 2010
: : 然後我也想到電擊棒好像上千伏特
: : 可是卻電不死人因為功率不高？？
: : 但是人體的電阻固定用(1)來看
: : 通過人體的電流不是會很高嗎
: 其實我覺得,想設計到能電死人,就能電死人
: 那不見得很難
: 不過通常我們是這樣解釋的
: W = Pt
: Win = Wout
: 電池有多少能量,才能放出多少能量
: 這電池如果只能煮好一鍋湯,那就絕不會因為用變壓器變到 KV 級時,可以煮好十鍋湯
: 你看到電壓提升了,也看到功率提升了
: 但你忘記電池裏總能量太少,這樣的功率一定不持久
: 你所計算的其實是最大瞬時功率,但它會以極快的速度衰減下來
: 這是時變的,很不方便我們當常數做乘法
: 不過根據能量守恒,你儘管想法子去積分它,它不可能大於電池的總能量
: 實作上我們是用個電容來儲電,提升電壓
: 然後像閃電一樣擊發
: 那瞬間電壓很大,但時間一定很短
: 所以你的學習門檻,在於沒有導入'時變'的觀念
: 當然用能量守恒也可以啦,能一開始就看到結論
: 只不過問題打結在電壓公式,那我們還是從電壓公式厘清看看
電擊棒的迴路主要是回到電擊棒(因為要回到電池)
所以基本是被電到的地方很痛很痛, 周邊麻痺這樣(電擊的位置靠近心臟我就不知道了)
電鰻也是高電壓小電流, 卻有可能把人電死
原因就是電流經過的路線
電鰻電流的路線會有比較多是接地(雖然電鰻也可以看成電池,可因為水中有離子的關係..)
所以若是碰觸點到接地的路線經過心臟, 就會有可能造成心臟麻痺
: : → xiaoa:樓上,一二式都是指△V. 功率固定是指電壓轉換時, 兩個轉換 04/09 20:21 : : → xiaoa:迴路中的功率一樣 04/09 20:21 : : → xiaoa:電不死人是因為主電流沒有流過心臟 04/09 20:24 : dV ,一般在小訊號模型中探討
: 它重點在討論相對變量而不是絕對功率
: 以詳細計算訊號放大倍率,噪訊比之類的問題
: 比如中華電信的室內電話線,它就是直流+交流的類型
: 交流用來帶訊號(△V)
: 直流用來帶能量(傳統電話機不用再接電源,用這能量已足夠)
: V=IR , 一樣可以變成 dV = dI*R
: 總之用我們學過的微分去導就可以了
: 當電壓有微小變化時,電流會有怎樣的微小變化?
: 這時的公式都把常數值(直流)拿掉了,
: 全力推導訊號上的變化
: 如果電阻會變,比如溫升
: 那麼 dV = I*dR 也不是不行
: 總之就看哪個是常數,哪個被偏微分,以及目前我們想討論訊號或者總值變化
: 在討論電力系統時,用 V 就好了,因為我在乎的是總值
: 而不是在常數之上跳躍的訊號電波(比如電台啦)
: 不過因為交流電的常數值為0,似乎說 dV 根本就一樣
: 會無法突顯 V 與 dV 的差別
: 好啦,那要舉例還真得舉電話線為例,它真的就很明顯了
簡單說就是因為V都是相對值啦
所以都OK
而且上面推文是用△V, 意義還是跟dV有點不同啦 (<---閒聊)
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.244.42
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: cpt (Obstacle 1) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Fri Apr 9 23:15:46 2010
: 推 cpt:關於你的盲點: "電線電阻小 為何高壓電不會造成高電流" 04/09 21:50 : → cpt:是因為高壓電的"高壓"是跨在電線和地之間 而非電線兩端 04/09 21:51 : → cpt:電線兩端的電壓差通常都很小 04/09 21:51 : 推 llrabel:樓上的解釋相當合理，應該就是這樣 04/09 21:58 : 推 HuangJC:我們一般說的,是'用高壓傳送,可以使用較小的電流,較省電' 04/09 22:01 : → HuangJC:但如果按原PO公式,那的確是另一個存在的現象:當短路時,功 04/09 22:02 : → HuangJC:率較大,火燒屋更快. 這就是高壓的兩難啊.. 04/09 22:02 : → xiaoa:cpt說的並不對.電壓提高"後",電線兩端的電壓差也是會提高的 04/09 22:15 : → xiaoa:只是電流提高的程度,不如電壓提高的程度.因為導線不是迴路上 04/09 22:17 : → xiaoa:唯一的電阻 04/09 22:18
關於xiaoa大的看法, 我想這有必要進一步說明
這其實就是變壓器的工作原理:
____
====== | 變 | 電線 (R0)
發電機----| 壓 |-----================------[等效負載]-->接地
====== |_器_|
V,I V0,I0 VL,IL(=I0)
根據上面的電力傳輸等效電路
發電機輸出功率為 P = V*I (這裡的 V 和 I 都是交流的 phasor)
通過一個 N:1 變壓器之後
電壓和電流分別轉換成 V0 = V*N, I0 = I/N
(電壓放大 N 倍, 電流縮小 N 倍)
減小電流有何好處?
我們想要盡量減少電線的功率耗損
圖中電線的功率耗損為 P0 = (V0-VL) * I0 = (I0*R0) *I0 = (I0^2) * R0
和電流的平方成正比!!
因此只要將電壓放大一千倍, 電流減小ㄧ千倍
電線的功率耗損就會減低一百萬倍!!
此時由於 VL = V0 - I0*R0 ~= V0 (R0 和 I0 都很小)
負載所接收的功率 PL = VL*IL ~= V0*I0 = V*I = 發電機的輸出
(以上討論完全忽略傳輸線效應和阻抗匹配的影響)
: 推 HuangJC:x你講的是指同一把電器;但我一定是要換一把的 04/09 22:19 : → HuangJC:換一把後,電流也一定得下降;所以是電流'下降'的程度 04/09 22:20 : → xiaoa:問題要討論到電流變小, 就必須套到電壓轉換的情況去討論 04/09 22:22 : → xiaoa:哈, 我又掉進同樣的想法了 orz 04/09 22:25 : 推 HuangJC:實際現象不會因為你先套哪個公式而改變啊;那是你理解的順 04/09 22:25 : → xiaoa:反正還電器還是換電壓, cpt說的都不對 04/09 22:26 : → HuangJC:序有變.但關鍵就是'我非得換一把電器不可',也許有的可以不 04/09 22:26 : → HuangJC:換,但如果有檔位開關,也必需切在不同檔位.換言之 R2 會變 04/09 22:26 : → HuangJC:如果你堅持 R2 不變,那真的換高壓燈泡會更亮喔!! 04/09 22:27
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 128.237.224.188
→ cpt:我其實看不太懂xiaoa推文的意思 我懷疑可能我們講的是兩件事XD 04/09 23:18
推 HuangJC:我常說這是字眼問題啊,不過有人喜歡劈頭用'完全錯誤'當發 04/09 23:23
→ HuangJC:語詞.其實抄課本的我們知道對,但是當你面對別人的疑惑時, 04/09 23:23
推 xiaoa:是我弄錯了, 你說的是對的. 我只是覺得你之前的解釋沒講到 04/09 23:23
→ HuangJC:要用對方的字眼.我以前碰到的老師是重覆講課本講到我會背 04/09 23:24
→ xiaoa:用電器, 所以比較不好理解 04/09 23:24
→ HuangJC:但會背不代表懂喔! 04/09 23:24
→ cpt:同意兩位 04/09 23:25
→ HuangJC:變壓器講解法也是課本標準,不過以前我很排斥,因為我覺得是 04/09 23:26
→ HuangJC:用另一個變化去湊答案的感覺,我就是"故意不用變壓器,難道 04/09 23:27
→ HuangJC:你看不到我講的問題及公式嗎?",狀況和原PO類似. 04/09 23:27
→ HuangJC:後來我才知道我沒想錯,如果我堅持不變壓,不換電器,那燈泡 04/09 23:27
→ HuangJC:會更亮! 這就有問題了 04/09 23:28
→ cpt:這類問題複雜的地方在於 不管有沒有變壓器 發電機接的東西 04/09 23:29
→ cpt:阻抗變了 發電機的輸出功率也會跟著改變.. 04/09 23:29
推 HuangJC:不,發電機其實沒有定電流源和定電壓源;那都是電腦控制造成 04/09 23:31
→ HuangJC:的,在教到發電機這課前,我們只單純討論定電壓源,因為生活 04/09 23:32
→ HuangJC:中就是這樣.因此發電機被單純化,不討論複雜實務.而不管用 04/09 23:32
→ HuangJC:不用變壓器,有一點不變的,叫'由供電端看出去的等效電阻' 04/09 23:33
→ HuangJC:我說換電器,或你不換電器,你加變壓器,都影響等效電阻 04/09 23:33
→ HuangJC:事實上以電熱器這種單純的來說,就都得有一樣的等效電阻 04/09 23:34
→ cpt:是啊 就是因為發電機非理想電流/電壓源 功率受負載改變的複雜 04/09 23:34
→ cpt:度才會更高不是嗎 04/09 23:35
→ HuangJC:以我圖中,就是 R2,R2要變! 變了後 R1 浪費的比值就變 04/09 23:36
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: HuangJC (吹笛牧童) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Fri Apr 9 23:48:11 2010
: → cpt:是啊 就是因為發電機非理想電流/電壓源 功率受負載改變的複雜 04/09 23:34 : → cpt:度才會更高不是嗎 04/09 23:35 : → HuangJC:以我圖中,就是 R2,R2要變! 變了後 R1 浪費的比值就變 04/09 23:36
你要討論那麼複雜的發電機,就真的很複雜了
但原則上我們相信台電的供電是穩定 110V
視為'無限匯流排'
沒人要和你玩那麼複雜的東西,因為成本吧..
如果台電供電會和我們互動,會不穩
那我家拉低了電壓,你家的電器就得自動調整..
整條街,整個都市,都在互動;恐怖啊~~
所以台電負全責,我們不管這塊
但我們也會擔心台電不穩啦
實務上是用穩壓器設計,浪費掉..
比如設計個用電 100V 的電器
台電供 100~110 都可以,多的把它浪費掉
我們談浪費的比值
--------------^^^---------^^^-------------
R1 R2
R1:傳輸電阻
R2:主要負載
浪費比值 = R1/(R1+R2)
若 R1 為 0,雖然不可思議,但驗算公式為 0;正確
若 R2 為 0,也就是直接短路市電(想死啊),驗算公式為 1;也正確
今天原 PO 的問題就是,以為 R2 不變
但其實 R2 會變的
我是要求在 220 V 時,換一把電器;不然燈泡會更亮
cpt 是要求接個變壓器,那就有等效阻抗
L2
-------------^^^-------------QQQ------------
R1 ===
+--QQQ--+
| |
+--^^^--+
R2
上圖 QQQ 代表線圈,兩排線圈組成變壓器 L2
R2 是原電阻,我在跨接 R2 的兩端希望見到原電壓 110V
不然 R2 就不是在原電壓下工作,會燒掉
R1+L2 就是跨接市電的兩端,是 220 V
而 L2 其實可以量測到一個等效電阻,其阻值相依於 R2
我不推公式了,但總之變壓器的二次側電阻,會經轉換在一次側看到等效電阻
也就是說, L2 = X*R2 (不得已,又得忽略變壓器的電感值了,老師原諒我..)
這樣還能堅持 R2 不變嗎? R2 並不跨接在原線路上
等效 R2 (也就是 L2) 其值會變
因此線路浪費比值還是變了
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.105.131.88
→ HuangJC:或許用 R on L2 比較正確(L2 上面的電阻) 04/09 23:50
→ HuangJC:因為 L2 這樣命名,傳統是表達電感值.這樣會讓不習慣換符號 04/09 23:50
→ HuangJC:的人直覺認為我列錯公式.但我是先設定變數命名的... 04/09 23:51
→ HuangJC:讀理科時,設XXX 為 XXX 這種句子,如果列式特別,整個符號及 04/09 23:52
→ HuangJC:語法都會變.所以大家有字眼問題,但講的是同一回事. 04/09 23:52
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: KanoLoa (卡) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Sun Apr 11 09:35:39 2010
※ 引述《LinuxC (死工程師 = = )》之銘言：
: 1). V = I * R
: 2). P = I * V = I * I * R
: 很多人都說
: 電壓高不一定電流就高
: 而台電用高電壓傳輸電
: 使電流降到最低
: 因為很多人都說功率已經固定
: 所以套用(2) 電壓升高電流就下降
: 可是我一直想不通的是
: 一條電線的電阻已經固定了呀
: 所以套用(1)用幾萬伏特的電傳輸
: 理論上應該電流也會提高才對呀
太懷念了，我高中問過老師一樣的問題。
他的回答我有印象是這樣：
癥結在於：高壓電的輸出來源(發電廠)是固定的功率 P
回到題目來看就是，假設要把100W的能量，從發電廠傳送到家用變壓器附近的話：
┌－－－ˊ＼／＼／＼ˊ－－－┐
[發] 線路阻抗 [變]
[電] [壓]
[廠] [器]
└－－－－－－－－－－－－－┘
把發電廠當作一個提供電力的電池，而且單位時間內能提供的P是固定的，
那為了減少線路阻抗的消耗，有簡單兩種方法：
1.將變壓器的阻抗提高到越高越好，就能分到絕大部分的能量。
2.降低電流，讓線路阻抗所消耗的功率降低。
: 然後我也想到電擊棒好像上千伏特
: 可是卻電不死人因為功率不高？？
: 但是人體的電阻固定用(1)來看
: 通過人體的電流不是會很高嗎
這也是同理，電擊棒的電力來源就是電池，電池的總能量不高。
硬將兩端的電壓提高之後，也沒有足夠的能量能支持穩定輸出。
一個只有0.001w瓦特的電池，將電壓電流衝再高，也沒辦法燒掉一張紙片。
因此一般電擊棒的效能就是看其可輸出的電壓高低、瞬間最高功率。
.........打完之後感覺很沒信心，我老師有沒有呼嚨我阿XD
--
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 122.116.45.36
推 daze:想要瞬間輸出...那就裝個電容器來儲能吧 04/11 12:23
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: HuangJC (吹笛牧童) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Sun Apr 11 19:24:04 2010
: 太懷念了，我高中問過老師一樣的問題。
: 他的回答我有印象是這樣：
: 癥結在於：高壓電的輸出來源(發電廠)是固定的功率 P
: .........打完之後感覺很沒信心，我老師有沒有呼嚨我阿XD
這..
千萬不要用背的
語言的特性在你去除前後文時,會有斷章取義的效果
單單講一句話:發電廠的輸出是固定功率,就錯了
但老師可能不是這個意思
假設全台北都熄燈,你家開燈
或者兩家開燈,三家開燈
假設一戶是5000瓦,十戶五萬瓦,全台北呢?
而這麼大的差異,發電廠怎麼會'輸出固定功率'呢?
事實上,平時發電廠是'輸出固定電壓'
而以每一戶各別來看,當發電廠改變輸出電壓時
我要用的能量還是一樣
發電廠輸出 110 V,我家用 5000瓦就可以看電視,開冷氣,洗衣服,運轉冰箱等家電
當發電廠輸出 220V 時,我家一樣用 5000瓦 可以做到以上那些事
------------------------+-----+-----+-----+-----+
| | | | |
發電廠 < < < < <
< < < < <
| | | | |
------------------------+-----+-----+-----+-----+
H1 H2 H3 H4 H5
這裏有5戶家庭,H1~H5
每當多一戶運轉,發電廠輸出就會多5000瓦
但發電廠如果升高配電電壓,每戶家庭的需求並不會上升
把這點看懂,再回頭去看老師的句子
充其量是些介系詞沒擺好
(或者把情況進一步單純化,這個發電廠只供應你家一戶,你是 VIP)
不過表達的意思卻整個反過來
至於升高電壓對家庭用戶要怎麼使用,那是另一個問題
可能所有家電要重購,換用 220V 的 (不然你把你的隨身聽插220V試試)
也可能台電不想擾民,用桿上變壓器解決掉
進入你家的仍然是 110V
那是不同章節討論的細節
而目前討論的這個是輸配電
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.105.131.88
※ 編輯: HuangJC 來自: 112.105.131.88 (04/11 19:29)
推 KanoLoa:不不，這邊固定功率只得是到變壓器的那段而已 @@ 04/11 22:05
推 KanoLoa:一般傳輸也只會在部分用高壓，越接近住宅就變壓越低 04/11 22:09
→ KanoLoa:當作是兩個電池間傳遞能量時，自然是完整功率傳送 04/11 22:11
→ KanoLoa:後面要配送給家庭的時，才是其他的配電措施 04/11 22:11
是的,輸配電不只講這些
發電機根本不是設計來發出 110V 這種低壓的
什麼 365KV 那才是輸配電的主角
你老師很可能就是以 '這台發電機只供應你家' 這種簡化 case 來描述
那麼'發電機功率固定'這句話我就可以接受
其實不管什麼樣的字眼我都可以接受,溝通時的容錯率很大
但你要懂裏面的意思
※ 編輯: HuangJC 來自: 112.105.131.88 (04/11 22:37)
→ KanoLoa:畢竟是給高中生聽的例子 :) 當然模型要簡單點比較好 04/12 00:47
→ HuangJC:我一開始就沒認為你老師說錯啊,但你說有沒有呼攏.. 04/12 00:49
→ HuangJC:那我就說一下何時這個簡單的模型會被挑骨頭 04/12 00:49
→ KanoLoa: 謝謝 XD 04/12 00:56
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: HuangJC (吹笛牧童) 看板: ask-why
標題: Re: [思辯] 我一直不懂輸出功率固定到底是怎麼回事
時間: Sun Apr 11 20:01:39 2010
: → xiaoa:電不死人是因為主電流沒有流過心臟 04/09 20:24
這我看過好幾次討論了
也許在這板就 OP 了
電以功率來看,就是 I^2*R
用它來計算多久煮滾一鍋開水是不錯
但會不會電死人卻完全不是這麼回事
電死的人,身體會燒焦,心室裏有破洞
這種狀況仍然可以用上式來計算多少功可以烤熟多少肉
但另一種狀況是破壞身體內的神經系統,造成心室顫動
有一款電擊器它宣稱的不是能發出多高的電壓
而是它發出的是近似於神經傳導訊號的電壓
一但能造成身體誤會,即使你有忍痛的能力,你的四肢都會不聽使喚
這才是最有效的
不是要電到你痛,也不是要用電把你烤熟,而是要電到你癱瘓
如果這種癱瘓發生在心臟,使心臟無法運送血液
人就會死了
和多大電流電壓不是直接的關係
不過我們通常計算一個門檻,最好不要到達那樣的數值
因此才有人爭辯到底是電壓會電死人還是電流會電死人
發問的人是以電學的兩個名詞在爭論
似乎如果電流為主,那麼每個人阻值不同
就可以推算出不同的耐受電壓
反之若以電壓為主,則可推算出不同的耐受電流
但從神經傳導的角度來說,這兩個都不算重點
又從儀表的觀念來看
電壓或電流,是我們能設計出來的一種觀測值
也許根本就應該把這兩個值混在一起做出一種新的儀表
(比如當初在交流電發現電壓及電流夾角很重要,於是又有儀表在觀測其夾角)
這個新儀表的讀值才是重點
混在一起是有功率表沒錯,但我假設功率也不是重點
f=f(V,I)
我只知道函數和 V,I 有關,但未必只有功率這種組合
比如波型重不重要?
穩定的 sin 波比較會電死人,或者突波比較會電死人?
頻率重不重要?
如果頻率也是個重點,某頻率專門干擾心臟
那麼計較是電壓或電流會電死人就不是重點了!
;;
把話題再扯遠,其實電阻值也是我們容易觀測到,才設計出這個讀值
我們知道半導體的阻值是變化的,而如果不是半導體,就有固定電阻
可是即使這句話都還有但書
我們在量測電阻值時,會用不同的電壓去測量,不同電壓就有不同阻值
光這個動作就已經打破'電阻是個常數'的講法了
換言之,電阻值是在能方便觀測時的一個讀值
但如果情況不如所料,我們會創一個新的讀值,或者在原讀值上加修正
比方說溫升效應,我們解釋說是電阻值上升;還是死抓著電阻值這觀念不放
那集膚效應呢? 所有電流都愛跑電線表面,電線裏面有沒有導電物質已經不重要了
於是相同電壓下能傳送的電流變少,我們又用電阻值上升來解釋了
這些都是因為溝通之必要創造出來的讀值
但未必永遠是最適合使用的溝通單位
等微觀到某個境界,電阻不方便使用時,我們就不談電阻值了
這畢竟是人創造的單位,溝通用
;;
我從課本上一直可以找到正確的東西
但老師未必有教
(除了國中會把所有章節教過之外
國中以上教育,老師可以自己選課本,自己劃重點
併用多本或跳掉某些章節是常見的)
以前我以為,老師應該教到我們懂
老師自己不懂,只是拼拼湊湊一些正確的章節背書
是不對的
但現在我知道,人生有很多轉折及緣份
碰上好老師,是你的緣;碰不到也是一種境界
就因為不是每個人都一定會做到哪個程度
所以才有許多許多的變數
今年過年前我去拜訪了一個創業的老闆
他在從事電子零件的設計及製造
他不是 電子 電機 材料 科班出身
完完全全和我們不相關,卻做得比我們都還好
如果他來讀我們的書,他才會知道重點是什麼,要追問什麼
不過他沒讀,自修罷了
他說:電子學,不過是最基礎的東西
對..
就因為在學校未必教得好
所以那些沒學歷的人才可以翻身
做得比XX電機還好
這其實也是另一種公平
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.105.131.88
※ 編輯: HuangJC 來自: 112.105.131.88 (04/11 20:56)
推 KanoLoa:我印象沒錯的話，電擊棒都是會讓電流繞整個身體大部份的 04/11 22:16
→ KanoLoa:電流一過阻抗大的皮膚之後就開始亂竄了，只要的傷害就是 04/11 22:19
→ KanoLoa:電流亂竄產生的傷害，以及跟地面電壓的差距產生的電容效應 04/11 22:19
→ KanoLoa:至於相似於神經訊號的電壓@_@ 感覺都是拿來醫學用,畢竟要 04/11 22:20
→ KanoLoa:電到人趴，直接瞬時大功率下去就好。調整電壓太不符合成本 04/11 22:21
→ HuangJC:已經有這樣的產品上市,當然不便宜 04/11 22:34
其實和地面也不是重點
那你穿絕緣膠鞋我就不能電你了..
電擊棒上面不是只有一端,然後還企求你和地面繞成一個迴路
那..迴路怎麼繞回來?還要經過持棒者嗎?是電你還電我啊~~
電擊棒上正負兩端都有,你碰到兩端就被電到了
這才有用
當然你說電流亂竄產生傷害我還是要承認的
而如果你查到多少電流以上對人體有危險,我也是承認的
我前面是說,那是一種安全門檻
但要不要把電流當做被計較的數值
其實是因為方便量測
如果你可以微觀進去,未必是這樣描述
※ 編輯: HuangJC 來自: 112.105.131.88 (04/11 22:50)
推 KanoLoa:恩，其實我說得亂七八糟沒表達清楚，不過這篇資料的回覆 04/12 00:44
→ KanoLoa:其實就是我要講的@@，他也有提到電擊棒的電容效應 04/12 00:45
→ KanoLoa:然後我剛又查了一下,有提到電擊棒是利用人體末梢神經瞬間 04/12 00:54
→ KanoLoa:受到強烈刺激時,會造成短時間昏迷或意識不清。致死電流大 04/12 00:54
→ KanoLoa:約在16mA 04/12 00:54
→ HuangJC:它還是提到神經了啊,這16mA送到皮膚,送到大腦,送到心臟的 04/12 01:12
→ HuangJC:門檻值必不相同,但我們會訂一個安全值,反正全身都不要碰到 04/12 01:12
→ HuangJC:超過這個安全值的電流. 04/12 01:13
另外因為沒有接地,所以比較適合的不是對地電容
雖然我們全身都在地球大氣層之內,長久下來會平衡於等電位
但一個沒接地的系統,其浮動電壓會拉高
用對無限遠處的絕對電壓來計算倒是不錯
又或者持棒者自己腳踩地面,那麼就是對地也不錯
因為那時持棒者傳電,使電擊棒計算電位可以相對地面穩定
否則電擊棒對地也是浮動電位時,可以說是多了個電容
地面----| |---持棒者---電擊棒---被電擊者---| |---地面
C1 C2
C1 是持棒者對地的所有雜散電容
C2 是被電擊者對地的所有雜散電容
他腳如果踩地,那麼 C2 就被短路掉
但如果穿膠鞋,C2 就存在,他要和地面取得電平衡還要穿透空氣及膠鞋全部的等效路徑
每一個電容都在分壓,使得每個電位都浮動開了不好計算
(持棒者和電擊棒間,似乎也要再加一個電容)
和無限遠處計算就OK了..
※ 編輯: HuangJC 來自: 112.105.131.88 (04/12 01:29)
> -------------------------------------------------------------------------- <
作者: HuangJC (吹笛牧童) 看板: ask-why
標題: [鉤沉] 一切都可以從哲學出發
時間: Sun Apr 11 22:33:14 2010
忘了是不是在這板
有人問到哲學的用處
我們知道,所有科系唸到博士,都扯上了哲學
其實我們也該知道,是先有學問,後有學歷
如果今天沒有這種學制,有學問的人無法經由學歷系統認證,取得博士學位
那並不代表就沒了學問
自然科學,人文科學,有人在中間劃起一條鴻溝
說它們有極大的不同
更有甚者,人文學者會在課堂上嘲笑
說自然科學研究者是有標準答案的,但人生經常沒有標準答案
這條鴻溝如果成為成見
又何嘗不是人文學者在死背一個答案:自然科學學者心中'一定'有標準答案
有不少人會把測不準原理導入,說其實自然科學裏也有不確定性
但無論如何,符號語言的不同已經冷冰冰了
不過我要說,在哲學的基礎下,我也可以認為這兩者中間沒有鴻溝
思考這個問題:
如果有一個蘋果,在你看著它時它是蘋果,當你不看它時它不是蘋果(可能變隻貓)
那麼它是什麼?而你又如何去知道它是什麼?
矛盾處就在既然我看它時它就變成蘋果
那我永遠不會知道答案;或者我要請別人幫我看...
這個問題,人文學者會去思考,去辯論
但其實自然科學學者也在思考
儀表學就是這樣的一門課
比方說:
如果有一個電路,當你不量測它時,它是 5V
當你量測它時,它是 4V
也因此你的儀表只能讀到 4V
你如何知道它原來其實是 5V?
如果有一個系統,當你不量測它時,它的溫度是 50度C
但當你量測它時,它是 48度C,因為你的溫度計會引起它降溫
那你如何知道它原來是 50度C?
看,同樣的思維,一直充斥著
所以其實哲學是一切的根本
而測量時的擾動破壞了被測者的原狀態
這是測不準原理沒錯
只是就有人愛死背,指責某些研究領域的人如何如何
說真的,久沒溝通,沒交換字眼,再加上老是要辯倒對方的心態
要這樣幹,那什麼時候會輪到自己大方,欣賞別人? XD
除了這個地方哲學有沒有用?
有..只是我沒看到,舉例能力不好
但經常都有..
;;
我們講回歐姆定律,什麼是電阻
V = IR, R = V / I
很簡單的你給我施加電壓,我的材料內部就會流過電流
把電壓除電流就是電阻值
但也許有一種狀況,你不管給我壓加多大電壓,我都流過一樣的電流
我們常用水管為例,這例子不錯
同樣粗細的水管當你用更大的水壓,就會有更大的水流
但水流會有個飽合值
當到達飽和值後,更大的水壓並不會有更大的水流
因為截面積已經固定,更大的水流代表要有更大的流速
但水流流速是有極限的
再怎麼說,不可能超越光速吧!!
當然光速太扯了,總之有個極限
不過回到電子學,電流在導體內部的流速,其極限就是光速沒錯
(其實我記得是用電子速來推導,不過算了,因為電子有夠慢的
電流速比較快到我們認知的極限 XD ,偷個懶)
當到達極限時你再加大電壓,你期待什麼?
電流流速難不成還可以兩倍,三倍光速不斷升上去?
於是我們如果繪製 V-I 曲線
可以發現在流速飽和之前,它大致上是直線,斜率我們稱為電阻
(又或者電導,看你製圖以何者為分母)
但飽和之後 V 不斷上升,I 不變
有人把這稱為半導體,有人說這叫限流器
但如果你不去看內部微觀現象,你要怎麼解釋'電阻值變化'的事實?
電阻值固定,似乎可以稱為'某一材質就會有的參數值'
但當飽和發生時,材質並沒有變化,電阻值卻變動了
(有人曾對我說,談何謂電阻只要談材料,連電子漂移率都不用談
這話說得太武斷;理科有趣的是可以用很多不同角度去檢視答案
就好像我們觀察一個物體,只用一個角度,建立的感覺不夠立體
多角度確認會幫助你了解更多;但每個角度都能絲絲入扣互不矛盾!
一個發問者要從多少角度發問是他的自由,我們不必替他劃線
而且他了解得愈多,才有能力問愈多
他問得少,提早滿足,不代表那樣的問題不存在
很有可能只是被整理得很有系統的答案唬住了
我寧可說都對,而不會說別人的絕對不對
要不然我怎麼對得起用不同角度觀測並且導出的公式?)
所以電阻值其實是我們創造出來的觀測項目罷了
我們再舉集膚效應為例
如果電線的截面裏,有 3/4 的空間不流過電流
只剩下 1/4 的截面流過
那麼相同電壓時的電流就只剩 1/4 ; I' = 1/4*I
R' = V / I' = V / (1/4*I) = 4 VI = 4R
也就是電阻值上升四倍!
材料變了嗎?沒變
你其實還是可以跟我說電阻值沒變,但只有 1/4 的截面在有效運作
但你也可以跟我說電阻值上升四倍
都對,就看你用什麼字眼來溝通,表達清楚就好
但溝通的字眼要一致,因為我們要導入數學符號做運算
字眼不統一,符號運算的結果就沒有意義
如果想要擺進電路,而不想詳細描述電線內部發生什麼細節的話
這節電路的電阻上升為4倍,會是個很方便的近
似描述
每一個物理量,其實都可以這樣去計較,這樣去檢視
因此在拿著公式使用之前
其實還要看一下,這個公式是希望被怎樣的運用
公式本身沒錯,是運用的方式有可能出錯
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 112.105.131.88
※ 編輯: HuangJC 來自: 60.251.197.63 (04/12 11:41)