Niedrige Ampere bei hohen Volt vs. hohe Ampere bei niedrigen Volt? [geschlossen]

Wenn Sie eher von Ihrem Beitragsinhalt als von dem Titel abgehen, fragen Sie sich, warum Sie eine höhere Spannung und einen niedrigeren Strom gegenüber einer niedrigeren Spannung und einem höheren Strom verwenden, um die gleiche Leistung zu erzielen.

Es ist oft effizienter, eine höhere Spannung und einen niedrigeren Strom zu verwenden. Drähte haben oft eine Strombelastbarkeit, d. h. für wie viel Strom sie ausgelegt sind. Wenn Sie die Spannung verdoppeln und den Strom gleich halten, können Sie denselben Draht verwenden, um eine doppelt so große Last anzutreiben.

Es gibt jedoch oft praktische Grenzen dafür, wie hoch eine Spannung verwendet wird. Bei höherer Spannung kommen bestimmte Sicherheitsüberlegungen ins Spiel. Drähte und andere Komponenten haben Nennspannungen, und ein Überschreiten dieser Nennspannungen kann dazu führen, dass das elektrische Feld die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung überwindet, was zu einem Verlust der Isolierung und einem elektrischen Kurzschluss führt.

Es gibt komplexere Gründe, warum bestimmte Geräte wie Mikrocontroller alle 3,3 V oder 5 V verwenden. Dieser Quora-Beitrag enthält einige gute Erklärungen. Es scheint, dass die damals verwendeten Transistoren einen Spannungsabfall von 0,7 V hatten und viele nützliche Kombinationen von Transistoren mindestens 3 V erforderten. Wenn diese Geräte eine höhere Spannung verwenden, wäre außerdem mehr Platz erforderlich, um interne Komponenten zu isolieren, oder es müsste Material mit einem höheren Dielektrikum verwendet werden, was möglicherweise nicht kosteneffektiv ist.

In Bezug auf die Leistung sind sie häufig gleichwertig. Es gibt jedoch immer größere systemische Bedingungen und Einschränkungen.

Höhere Spannungen werden häufig verwendet, um große Strommengen über große Entfernungen zu übertragen, gerade weil der Strom geringer ist und weniger Verluste durch das Übertragungssystem (z. B. im öffentlichen Stromnetz) entstehen.

Aber manchmal ist es effizienter, eine niedrigere Spannung und einen höheren Strom zu verwenden. Zum Beispiel eine Autobatterie. Aufgrund der Funktionsweise von Batterien ist es effizienter, große Zellen mit 100 Ampere zu verwenden, da der Abstand zur Last (Startermotor) ziemlich kurz ist.