Question

提高电压,降低电流与欧姆定律矛盾吗

电能的输送中,电压越高,电流越小,所以一般高压输送,但在欧姆定律中电压越高,电流也越大的...很是诧异啊...

Answer 1

为了减少线路损失，远距离送电往往采用升高电压的办法进行，这似乎是一个人人皆知的道理，其实不然．就是学过高中物理的学生，有时也会提出如下问题：根据欧姆定律，电流和电压成正比，而根据焦耳楞次定律，导线上的热损失又与通过导线的电流的平方成正比，那么，升高输电电压为什么反而可以减少热损失呢？

为了解决这个骤然听来好像成问题的“矛盾”，首先应当指出，所谓输电线路上的电压和欧姆定律里的电压，虽然都可以叫做电压，但实际上是有区别的，不应该把它们等同起来．以下是我们的说明．

电压总是指任何两点之间的电势差，这是一个普遍适用的概念，但这也许就是引起人们模糊认识的根源．因为两点之间如何发生电势差，以及如何决定电势差的数值，只有根据具体的实际情况，加以理论的分析，才能得到正确的答案，而不可以单凭表面类同的名词和没有消化的教条去作推论．

按照欧姆定律，如果有一电流I安培通过电阻为R欧姆而本身不含有任何电动势的一个导体或一段导线，跨着导体或导线的两端就必然有一个电势差或电压U．电阻、电流和电压的关系可由下面三个公式中的任一个来表示：

或：

或：

因为就一定的导体来说，R是确定的，所以电流和电压是成正比例的．

导体里有了电流，就要发出热量．按照焦耳-楞次定律，在接通电流以后一段时间t秒内发生的热量Q是由下式列出：

从这里可以看出，在R和t确定的条件下，由于电流通过导体而发生的热量，是和电流的平方，或者和导体两端的电压平方，或者和电流和电压的乘积成正比例的．

以上所说，对于任何不含有电动势的导体都是适用的，但必须明确所谓电压是跨着导体两端的电压，而不是任何其他情况下的电压．

在另一方面，平常所说的输电线路上的电压，指的是电源的电压，譬如发电机的电压，我们叫它 ．这个 要供给负载方面所需要的电压 和输电全部导线上的电压降落 ．大略情形如图．

现在假设负载方面的电压是 （可能包含电动势），电流是I， 和I是可以调整的；所需要的电功率是 ，这是固定的；输电导线的电阻率是 ，全长是2L，截面积是A．那么，电源所应该供给的电压 必须符合下式：

同时电源所应该供给的电功是：

输电线路的导线一般是金属铝线，其电阻率 是确定的，输电线路的长度L也是确定的．为讨论方便，假定导线的截面积A也是确定的．这样， 是固定的， 一般很小，所以 大致可以认为固定的．

显然，如果尽量减少I， （即导线上热损失所需的电功率）就随之大大地减少了．

因为：

所以 愈大，I就愈小，而：

在上式中， 、 、L和A既然都是固定的，那么， 愈大， 就愈小．但要注意， 是电源的电压，不是导线上电势降落的电压．导线上的热损失仍然是和电流的平方成正比例，而且也是和电源的电压 的平方成反比例．这是从理论上应有的结果，并不存在什么矛盾．所谓矛盾，只是由于没有仔细分析，把导线上电势降落的电压和电源电压混为一谈的缘故，事实上丝毫没有矛盾．

应该说明， 既然已经改变，那么 也要随着改变，这样就有是否适合负载需要的问题．但经济上的节省是主要的，如果 嫌太大，不妨在输送到负载方面后另行设法减低，这在实际上完全是可能的，而且也仍然是经济的．

还有一点应该提出，加高 固然可以减低 ，合于经济的要求，但另外有一个矛盾的因素，也值得考虑，这就是导线的截面积A．因为电流既然减小，截流导线的截面就可以随之减小，这样可以省铜料，但 和A成反比例，A小了， 就加大．解决的办法在于通盘计算，把矛盾统一处理，从 和A两方面调配，使在经济上最为合算．
最后要声明，为了使说明简单，我们只谈了直流输电，但从原则上说，结论也适用于交流．

Answer 2

不矛盾啊 但我确实说不了什么，你是不是看一个是电压越大 电流越小 另一个 电压越高却是电流越高 说实话，我没法解释 P=UI U↑ I↓ 。 R=U/I U↑ I↑

Answer 3

不矛盾，因为电压和电流成正比一般是在电阻性电路中适用。根据功能关系可知，输出电能一定，电压越高电流越小。因为此时外电路不能看做纯电阻性电路，所以欧姆定率不适用了。