Verwirrung um Ohmsches Gesetz und elektrische Leistung (Grundlagen der Elektrotechnik)..?

Sie verwirren einige Dinge (was ich verstehe).

In einer einfachen Widerstandsschaltung, dann mit einer Spannungsquelle V und einem Widerstand R, ist der Strom tatsächlich$I=\frac {V}{R}$

Eine Erhöhung der Spannung erhöht tatsächlich den Strom.

Wenn wir eine Transformation durchführen müssen, um Strom zu übertragen, verwenden wir einen Transformator:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ein Transformator ist passiv; Abgesehen von Ineffizienzen sind die Ausgangsleistung und die Eingangsleistung gleich. Wenn wir also eine Eingangsspannung von 1 kV und einen 10: 1-Aufwärtstransformator hätten, hätten wir einen Ausgang von 10 kV. (Zur aktuellen kommen wir in Kürze).

Wenn wir am anderen Ende einen 100:1-Abwärtstransformator hätten, hätten wir 100 V heraus. Nehmen wir an, wir haben hier eine 100-W-Glühbirne, die 1A ziehen würde.

Arbeiten Sie nun rückwärts, um zu sehen, wie hoch der Eingangsstrom ist:

Der Eingang zum Abwärtstransformator beträgt 100 W bei 10 kV = 10 mA und der Eingang zum Aufwärtstransformator beträgt 100 W bei 1 kV = 100 mA.

Das Ohmsche Gesetz gilt immer noch.

Weil Transformatoren keine Widerstände sind.

V=IR funktioniert nur für Widerstände. Für jede andere Art von Bauteilen, einschließlich Halbleitern, Transformatoren und dergleichen, ist es bedeutungslos. Es ist sogar irreführend für Widerstände, die heiß werden, wie z. B. Wolfram-Glühlampen, da sich der Widerstand mit der Temperatur ändert.

Bei Stromleitungen haben die Leitungen selbst einen Widerstand. Befindet sich aber am anderen Ende der Leitung ein Trafo, dann liefert der bloße Blick auf den Widerstand der Leitung selbst die falsche Antwort.

Alle oben genannten Antworten sind gut. Mein einziger Beitrag besteht darin, darauf hinzuweisen, dass die Daseinsberechtigung einer Stromleitung darin besteht, die Stromübertragung zu maximieren und die Verluste zu minimieren. Das Ohmsche Gesetz gibt uns nicht nur die einfache E = IR-Beziehung, sondern kann auf die Leistung erweitert werden. Besonders interessant für uns ist die Variante P=I^2*R. Mit anderen Worten, die durch die Übertragungsleitung verlorene Leistung ist gleich dem Quadrat des Stroms mal dem Widerstand.

Im Allgemeinen kann nur so viel getan werden, um den Widerstand der Drähte zu minimieren. Abgesehen davon ist die Auswirkung der Reduzierung des Stroms durch die Leitungen enorm, da der Leistungsverlust um das Quadrat der Stromreduzierung reduziert wird.

Da P = IE, können Sie die gleiche Leistung entweder bei hohem Strom und niedriger Spannung oder bei niedrigem Strom und hoher Spannung übertragen. Wenn Sie also die Spannung mit 100 multiplizieren, können Sie den Strom um den Faktor 100 reduzieren, und dann wird die Verlustleistung um den Faktor 10.000 reduziert (vorausgesetzt, alles andere bleibt gleich. Dies wird jedoch nicht der Fall sein, weil weniger Strom bedeutet, dass Sie dünnere Leiter verwenden können und eine höhere Spannung bedeutet, dass Sie eine dickere Isolierung verwenden müssen).

Verdoppelt man die Sendespannung, braucht man nur noch den halben Strom, der durch die Leitung gezogen wird, um die gleiche Leistung zu übertragen (P=VI). Die Hälfte des Stroms durch den Draht bedeutet, dass die im Draht verbrauchte Leistung um den Faktor 4 gesunken ist. (P = I ^ 2.R).

Oder alternativ, wenn sich der Strom durch den Draht halbiert hat, dann hat sich auch die über dem Draht abfallende Spannung halbiert, was auch eine Verringerung der Verlustleistung im Draht um den Faktor 4 ergibt (P = V ^ 2 / R).

Ihre Verwirrung besteht darin, dass Sie über die Sendespannung nachdenken, als ob alles über einen Widerstand abfällt, was nicht der Fall ist, es ist nur eine erzeugte Spannung. Und der Strom, den es liefert, ist der, der vom Verbraucher gezogen wird.

Was die Glühbirne angeht,

Die Glühbirne hat einen bestimmten Widerstand und zieht daher bei einer bestimmten Versorgungsspannung den Strom, den sie benötigt, um das Ohmsche Gesetz zu erfüllen. Die in Licht und Wärme umgewandelte Leistung ist VI, I^2.R oder V^2/R.

Wechselstromtransformatoren erhöhen die Spannung so hoch wie sicher möglich, damit die Isolierung des Netzes Blitz- und Lichtbogenspannungen standhält. Dadurch wird die Impedanz um das Spannungsverhältnis N zum Quadrat erhöht und die Drähte können mehr übertragene Leistung mit mehr Strom und weniger Verlust verarbeiten.

Die Leistungsübertragung gehorcht immer noch dem Ohmschen Gesetz (unter Vernachlässigung kleiner Effizienzverluste)

Wenn eine 100-W-Last bei 100 V 1 A oder R = V / I = 100 Ohm beträgt, beträgt die Transformation auf 1 V bei 100 A 0,01 Ohm = 10 Milliohm

Somit beträgt das V-Verhältnis 100:1 und das Impedanzverhältnis 100:0,01 = 10.000 oder 100^2

Welche äquivalente Lastimpedanz und welcher Strom sind dann theoretisch die Transformation von bis zu 10 kV für 100 W?

mehr Lesestoff

Hier sind einige einfache Design-Tools online bei Digikey , aber wenn Sie die Impedanz aus dem Ohmschen Gesetz verstehen, R = V / I oder Z (f) = U (f) / I (f) .... dann vergleichen Sie die transformierte Spannung und gleichen Sie die Leistung aus B. zu verstehen, dass ein Boost-AC-Wechselrichter die Lastimpedanz auf die Treiber aufteilt. Zin=Zout/N² wo N=Vout/Vin , macht das Sinn? Irgendwelche Fragen?

Mit mehr Verständnis können Sie dies auf fast alles anwenden, einschließlich RF von Z=R+jX, indem Sie etwas Algebra für Z=sqrt(R² + X² ) verwenden.