runawaymp3下载:高中电学问题

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/04 08:55:17
上次我问了这样一个问题
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根据欧姆定律 I=U/R. 在同一段导体中,当然是同一段导体所以电阻是一定的.通过这段导体的的电流和加在它两端的电压成正比. 也就是说加在它两端的电压大了,通过这段导体的电流就大.加在它两端的电压小了,通过这段导体的电流就小.

但是在现实的输电技术中,可以通过升压变压器,让加在这段导体的电压很高,达到几万伏.同时通过的电流却很小.只有1安培. 同样我们可以利用降压变压器,让加在这段导体的电压比较小;只有400伏特. 但是通过这段导体的电流却可以达到25安培.
所以同样的一段导体当它的电阻不变时,并不是像欧姆定律说的那样.加在它上面的电压和电流成正比.就这个问题有懂的就说说看法.
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王志平老师作了解答,在这里表示感谢.但是对于王老师的解答我还有不明白之处.一下是王老师的解答:

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远距离输电时,升压变压器升压后的电压并不是全部加在输电线上的,因为此时输电线与降压变压器串联,绝大部分电压是加在降压变压器上的,对输电线,欧姆定律U(损)=IR仍然成立,通常将输电线两端的电压叫电压损失。至于电压升高,电流减小,其不变因素是输送的电功率,由P=IU可知,当输电电压升高时,输送同样功率需要的电流减小,反之,输电电压低时,输电电流就大,这跟欧姆定律无关。
你要注意欧姆定律I=U/R中各物理量的对应关系,U是加在电阻(导体)R两端的电压,I是通过电阻R的电流。
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但是我的疑问是:
王老师说高压线上的电压是大部分是加在与这部分电路串联的降压变压器上的.
但是我们如果把从升压变压器变出来的高压电直接用这根导线连接.不接其他的耗电设备.那么怎么解释呢?

当然有的人会说这样做导线会马上烧毁,或者把变压器烧毁.但是这个只是个担心.只要外电路这跟导线和变压器里面的线圈足够粗的话.不会烧毁的.

我作过试验.我用电线直接连接过1.5v电池的两个极,一段时间后电池和导线都没有损坏.我还把复读机的变压器变出来的12v电压的变压器输出口的两个极直接碰在一起.当然刚在一起碰的时候有火花.但是连接上后过了一段时间后,电线和变压器是好的.只不过有点发烧.
silencerx - 经理 四级 7-6 11:28

你回答了那么长一段,但是一个常识性的问题却不懂.
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导线越粗,电阻越小,烧毁的危险越高。
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哈哈,导线之所以烧毁是因为导线有电阻,电能对电阻作了功.电能转化成了热能. 使得导线的温度上升达到了导线的熔点.或者燃烧.电阻小了,电流通过导线就做很小的热功.当然电线就没有事了.就算不按这个理解, 按照焦耳定律Q=R2IT 也很好理解呀.

这个问题不大好解释。
先说电池吧。比方电池是100伏的,电池的内电阻是5欧姆,导线电阻是0.1,而灯泡电阻是100欧姆。当线路接通的时候,整个环路的电阻是105.1欧姆,可以近似的认为电流是1安培,灯泡上的电压是100伏特,电池的内阻和导线的电阻可以忽略。但是在短路的情况下,电池的内阻就起明显作用了,整个环路的电阻是5.1欧姆,电流接近20安培。你主要是没有考虑到内阻的存在,所以仅从现象上得出了不会烧毁结论。要真是没有内阻的话,实际电流会到1000安培,肯定会烧毁的。(以上数字只是为了计算方便,并非实际)

下面说变压器,总的原理基本和电池一样。变压器输出的电压主要是在用电终端上的,导线上分配的电压其实很小。你可以根据欧姆定律计算出来,比如整个环路的电流是25安培,一段导线的电阻是0.01欧姆,那么加在这段导线两端的电压只有0.25伏特。
在短路的情况下,要把导线和变压器的电阻全部计算在内。由于整个环路比较长,实际电阻不是均匀分布的,最容易烧毁的地方是接触不良、线路较细等情况的部分,也就是电阻比较大的地方,因为这里分配的电压最高。
假如按楼主说的,直接把变压器的正负极短接,变压器的电压远高于电池,而电阻相对来说又远低于电池,必然造成电流极高,肯定会瞬间烧毁的。导线越粗,电阻越小,烧毁的危险越高。这也就是为什么要有保险丝的道理。

你的关键问题是:输电线是两根线,电压是两根线之间的电势差。升压变压器将电压升高,(但是对于理想变压器功率不损失更不会增大)电压是一个线对于另一根线的电势差,所以就说是加在变压器两端的电压了,如果理想输电线,则顺着导线电势不降落也就是说到了用户端只要每进行降压还是那么大的电势差,但是实际导线时要损失电压和功率的,损失的电压为升压变压器升高的电压减去输电线末端没有降压的电压,这部分损失电压满足欧姆定律。
你自己画个图,两个变压器,升压事前是U1 升后是U2 中间是导线 降压变压器左端没降的是U3 将后是U4 ,则U2 U3 的差值就是损失在输电线上的电压,这个值的平方除以R就是损失在导线上的功率,因为是以热的形式损失所以用I平方乘以R也可以计算,用损失电压(u2-u3)I也可以计算。

欧姆定律的内容是在恒定电流中,而您所提到的远距离输电是交变电流的内容,虽然,欧姆定律也适用于交变电流,但,在远距离输电的过程中,还有,变压器的影响,而且,对于交变电流的问题,还有电感和电容的影响

高中物理(高二)学完就应该知道,变压器并不满足欧姆定律成立的条件:纯电阻电路。既然不满足,该公式就不能用。

楼主的理解不对啊。在没有短路的情况下,当然是线越粗越安全,但是一旦短路,就不是这么回事了,你还是不明白局部线路和全部环路的区别。

变压器内部的线圈也是整个线路的一部分,正常情况下可以基本不用考虑,但是在短路的情况下,你就必须考虑它们也是导线。你加粗了外面的导线,相对来说线圈的电阻就高,就烧毁线圈;你加粗线圈,就烧毁外面的导线——虽然实际上不可能,因为线圈的电阻肯定高于导线,而且更容易聚积热量——外面的电阻越小,线圈就越容易烧毁。

按你的理解,就不需要保险丝了。但实际上从用户到变电站要层层设保险丝,就是为了防止电流过大的时候烧毁上一级的设备(虽然现在有更好的解决办法,但以前是必须要用的)。

虽然从理论上说如果整个环路全部用超导材料应该不会存在烧毁的危险,但实际情况是不可能做到的,而且要复杂的多。

另外对于变压器,也不单单是阻抗的问题,还存在感抗等等。因为交流电的特点以及实际线路的布置要比简单的电池构成的电路复杂的多,所以你也不能用电池做试验获得的结果想当然的做推断。

三楼的只是顺着你的思路用比较简单的推理来说明你的问题,如果非要从变压器的原理说起,那篇幅就太长了,而且看下去也没什么意思。

楼主的理解能力太差,而且钻牛角尖。