Путаница с законом Ома и электрической мощностью (основы электротехники)..?

Вы путаете некоторые вещи (что я понимаю).

В простой резистивной цепи при некотором источнике напряжения V и резисторе R ток действительно равен$I=\frac {V}{R}$

Повышение напряжения действительно увеличивает силу тока.

Если нам нужно сделать преобразование для передачи мощности, мы используем трансформатор:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Трансформатор пассивен; помимо неэффективности, выходная мощность и входная мощность одинаковы, поэтому, если бы у нас было входное напряжение 1 кВ и повышающий трансформатор 10: 1, у нас было бы выходное напряжение 10 кВ. (Мы скоро перейдем к текущим).

С другой стороны, если бы у нас был понижающий трансформатор 100:1, на выходе было бы 100 В. Допустим, у нас есть лампочка мощностью 100 Вт, которая потребляет 1 А.

Теперь вернитесь назад, чтобы увидеть, каков входной ток:

Входная мощность понижающего трансформатора составляет 100 Вт при 10 кВ = 10 мА, а входная мощность повышающего трансформатора составляет 100 Вт при 1 кВ = 100 мА.

Закон Ома остается в силе.

Потому что трансформаторы не резисторы.

V=IR работает только для резисторов. Это бессмысленно для любых других компонентов, включая полупроводники, трансформаторы и тому подобное. Это даже вводит в заблуждение для резисторов, которые нагреваются, таких как лампы накаливания с вольфрамом, поскольку сопротивление изменяется с температурой.

В случае с линиями электропередач сами линии имеют сопротивление. Но если на другом конце линии есть трансформатор, то просто просмотр сопротивления самой линии дает неверный ответ.

Все ответы выше хорошие. Мой единственный вклад будет состоять в том, чтобы указать, что смысл существования линии электропередач заключается в максимизации передачи энергии и минимизации потерь. Закон Ома не только дает нам простое соотношение E=IR, но и может быть расширен до степени. Особый интерес для нас представляет вариант P=I^2*R. Другими словами, мощность, теряемая в линии передачи, равна квадрату произведения тока на сопротивление.

В общем, мало что можно сделать, чтобы минимизировать сопротивление проводов. Но если оставить это в стороне, влияние снижения тока в линиях огромно, поскольку потери мощности уменьшаются на квадрат уменьшения тока.

Поскольку P=IE, вы можете передавать одну и ту же мощность либо при высоком токе и низком напряжении, либо при малом токе и высоком напряжении. Таким образом, умножая напряжение на 100, вы можете уменьшить ток в 100 раз, а затем потерянная мощность уменьшится в 10 000 раз (при условии, что все остальные остаются равными. Однако этого не произойдет, потому что меньший ток означает, что вы можете использовать более тонкие проводники, а более высокое напряжение означает, что вы должны использовать более толстую изоляцию).

Если вы удвоите напряжение передачи, вам потребуется только половина тока, проходящего через провод, чтобы передать ту же мощность (P = VI). Половина тока через провод означает, что мощность, рассеиваемая в проводе, уменьшилась в 4 раза (P=I^2.R).

Или, альтернативно, если ток в проводе уменьшился вдвое, то падение напряжения на проводе также уменьшилось вдвое, что также дает уменьшение рассеиваемой мощности в проводе в 4 раза (P = V ^ 2 / R).

Ваше замешательство заключается в том, что вы думаете о напряжении передачи, как будто оно все падает на резистор, которым это не так, это просто генерируемое напряжение. И ток, который он подает, - это ток, который потребляет потребитель.

Что касается лампочки,

Лампочка имеет определенное сопротивление, поэтому при определенном напряжении питания она будет тянуть или потреблять ток, необходимый ей, чтобы удовлетворить закону Ома. Мощность, рассеиваемая в свете и тепле, будет равна VI, I^2.R или V^2/R.

Трансформаторы переменного тока повышают напряжение настолько безопасно, насколько это возможно, чтобы изоляция сети выдерживала напряжение молнии и дуги. При этом импеданс увеличивается на отношение напряжения N в квадрате, и провода могут выдерживать большую мощность, передаваемую с большим током и меньшими потерями.

Передача мощности по-прежнему подчиняется закону Ома (без учета небольших потерь эффективности)

Если нагрузка 100 Вт при 100 В составляет 1 А или R = V / I = 100 Ом, преобразование этого значения в 1 В при 100 А составляет 0,01 Ом = 10 мОм.

Таким образом, отношение V равно 100:1, а отношение импеданса равно 100:0,01 = 10 000 или 100^2.

Тогда теоретически преобразование до 10 кВ на 100 Вт эквивалентно сопротивлению нагрузки и току?

больше материала для чтения

Вот несколько простых инструментов проектирования онлайн на Digikey , но если вы понимаете импеданс из закона Ома, R = V / I или Z (f) = U (f) / I (f) .... тогда сравните преобразованное напряжение и приравняйте мощность чтобы понять, например, что повышающий инвертор переменного тока делит импеданс нагрузки на драйверы. Zin=Zout/N², где N=Vout/Vin, имеет ли это смысл? Любые вопросы?

С большим пониманием вы можете применить это практически ко всему, включая RF из Z=R+jX, используя некоторую алгебру для Z=sqrt(R² + X²)