搭建电的“高速公路”
2023-10-21晴多
课堂内外·初中版(科学少年) 2023年2期
晴多
经过合理的规划和辛勤的建设,你已经部署了足够的发电站来满足城市的电力需求。
可是,要怎么才能将电输送到千家万户和各行各业呢?又一件“烧脑”的任务在等着你。
为什么得有高压电?
不管是何种发电站,它们与城市之间都隔着较远的距离。虽然对于电来说,输送这段距离只要一刹那(理论上,电的传输速度为光速),但这并不是说,将发电站与用电设备通过输电线连起来就行——因为,电在输送过程中存在着能量损耗。
当电流通过输电线时,由于输电线很长,电阻很大,必然有部分电能转化成热能而损耗。为了减小损耗,就得减小电流!
这时,一个公式闪亮登场:
P=UI(功率=電压*电流)!
由公式得知,发电站为了满足输送的功率“P”,减小电流“I”之后,就得升高电压“U”!
于是,就有了高压电(交流电压在1000伏以上或直流电压在1500伏以上),甚至,还有了超高压电、特高压电!
为什么高压电又得降压?
高压电上千伏,可手机和平板电脑的工作电压一般只有4伏左右。电冰箱、电视和空调,这些平日里使用最多的家用电器,工作电压也只有110~200伏。
对比之下,高压电太“高”了,是不能直接用于生活当中的,不然手机都能烧焦、冰箱也能烤糊!所以,高压电又得先降成低压电才行!
变压“魔法师”:变电站
变电站就像是一个变压“魔法师”,它在不同的位置有着不同的“法术”:当位于发电站和高压电网之间,它会对电进行升压;而当位于高压电网和用电区域之间,它会对电进行降压。
有时候,一次降压不够,变电站还可以多次出现,逐级降压。……
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