Question:
Question concernant l'utilisation de sorties haute tension basse tension
IDLacrosseplayer
2011-10-19 18:51:03 UTC
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Je vois tous les jours une haute tension, un courant élevé; haute tension, faible courant. Je vois rarement une basse tension, un courant élevé; pourquoi?

Je sais que je peux prendre un signal haute tension, courant élevé, l'envoyer à travers un transformateur abaisseur et théoriquement obtenir un courant élevé basse tension (avec la même puissance de sortie, bien sûr), mais je ne vois jamais cela fait.

Quelqu'un peut-il me donner une raison pour laquelle je ne voudrais pas d'un scénario à haute tension basse tension?

Trois réponses:
#1
+17
stevenvh
2011-10-19 18:55:11 UTC
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Il existe un exemple parfait d'appareil à basse tension et à courant élevé: un soudeur . Tension aussi basse que quelques dizaines de volts, courants supérieurs à 100A. Ce sont des kiloWatts.
La raison pour laquelle vous ne voyez pas la combinaison basse tension / courant élevé qui souvent est que c'est un moyen plutôt inefficace d'obtenir la puissance requise: vous avez besoin de câbles épais pour transporter le courant élevé. Il est beaucoup plus pratique de faire fonctionner la bouilloire de 1,5 kW sur 230V AC, de sorte qu'elle n'a besoin que de 6,5A, que de la faire fonctionner sur 20V, où vous auriez besoin d'un câble épais pour transporter le 75A. N'oubliez pas que nous obtenons déjà la haute tension de 230V / 115V du réseau.

Un autre exemple de courant élevé à basse tension sont les processeurs de bureau, par exemple à 1V et 100A. Bien que cela soit converti à partir de tensions plus élevées par des convertisseurs très proches du processeur.
Merci pour les réponses. Pouvez-vous donner suite à cette question? : Pourquoi dois-je convertir mon 230V ou 120V en une tension inférieure, si l'appareil va simplement tirer le courant nécessaire pour atteindre sa puissance souhaitée? c'est-à-dire que je ne peux pas utiliser une alimentation 18v DC pour alimenter un appareil 5V DC
@IDLacrosseplayer - Consommation d'énergie. Si la charge est résistive, disons 1k \ $ \ Omega \ $, à 5V elle consommera 25mW, à 18V, ce serait 324mW, soit 13 fois plus. Même avec une charge de courant fixe, l'appareil 5V consommera 72% de moins que l'appareil 18V. Dans le cas de la bouilloire que vous * voulez * une consommation d'énergie élevée, la même bouilloire à 5V ne portera jamais l'eau à des températures de cuisson.
#2
+8
Olin Lathrop
2011-10-19 19:42:43 UTC
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Premièrement, il peut être utile de considérer la tension comme une pression et le courant comme un débit. Diverses combinaisons de haute / basse tension / courant sont utilisées. Par exemple, une basse tension et un courant élevé sont utilisés pour faire fonctionner le démarreur de votre voiture. C'est seulement 12V, mais peut dépasser 100A. Cependant, notez l'inconvénient, qui est des câbles épais allant au démarreur.

Du point de vue de la puissance pure, tout produit de tension et de courant qui donne la même valeur est équivalent. Cependant, les pertes dans les systèmes réels peuvent être proportionnelles au courant, en particulier lorsque l'énergie électrique doit être déplacée sur une certaine distance.

Disons que vous deviez fournir 1 kW à 100 m. En théorie, 10A à 100V et 100A à 10V sont équivalents. Cependant, en réalité, nous sommes coincés avec du vrai câble, pas avec des câbles théoriques. La tension d'un câble doit être capable de gérer les effets sur la façon dont il est isolé. Le courant qu'un câble doit pouvoir gérer influe sur l'épaisseur du conducteur. L'isolation à 100V est triviale. À peu près n'importe quelle couche d'isolation que vous mettez sur le câble fera 100V. Vous n'économiseriez pas d'argent en essayant de fabriquer un câble uniquement bon pour résister à 10V. Juste pour surmonter les contraintes mécaniques externes et l'abrasion normale, l'isolation sera suffisamment épaisse pour résister à 100V sans trop de frais supplémentaires. Cependant, le conducteur plus épais coûte de l'argent réel. Le cuivre ou tout ce que vous utilisez comme conducteur aura un coût important pour transporter 100 A sur 100 m. Considérez maintenant que la puissance perdue dans le câble (une résistance à cet effet) est proportionnelle au carré du courant qui le traverse. Pour obtenir la même perte de puissance totale dans le câble à 100 A que vous l'avez fait à 10 A, vous avez en fait besoin de 100 fois plus de matériau conducteur.

Pensez maintenant à transférer des centaines de MW entre les centrales électriques et les villes. Les aspects économiques favorisent une tension aussi élevée que possible et donc une diminution du courant pour le même niveau de puissance. Ces lignes de transmission fonctionnent généralement dans la plage de 500 kV à 1MV. Il y a aussi des coûts à des tensions très élevées. Les compagnies d'électricité étudient attentivement les compromis pour décider à quelle tension faire fonctionner une ligne de transport.

Quiconque a voté contre cela, qu'est-ce qui ne va pas exactement selon vous?
#3
-6
Majenko
2011-10-19 20:21:24 UTC
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J'aime toujours donner l'analogie de l'eau et de la plomberie ici.

Si vous pensez à la tension comme au diamètre d'un tuyau et au courant comme la force de la pompe qui fait bouger l'eau. L'eau sortant de l'extrémité du tuyau, disons en gallons par minute, est la puissance.

Maintenant, si vous augmentez le diamètre du tuyau (la tension), vous pouvez faire passer plus d'eau à une fois - augmentant ainsi la "puissance".

De plus, si vous augmentez la force de la pompe (le courant), vous forcez l'eau à traverser plus rapidement. Cependant, cela augmente la pression à l'intérieur du tuyau, vous devez donc utiliser un tuyau avec une paroi plus épaisse. Cela équivaut à la taille du conducteur. Des conducteurs plus gros (ou des tuyaux à paroi plus épaisse) peuvent contenir plus de courant sans "éclater" (fondre).

Bien sûr, rendre le tuyau trop gros (tension trop élevée) et les éco-manifestants se manifestent tous et commencez à vous plaindre des dommages causés par la pose du tuyau à la campagne, et les gens commencent à se blesser (électrocution), vous devez donc construire des barrières plus grandes et meilleures pour éloigner les gens (isolation).

Donc, vous peut voir qu'il y a toujours un équilibre entre l'épaisseur de la paroi du tuyau et le diamètre du tuyau afin de faire passer la quantité d'eau dont vous avez besoin.

Oui, je sais que l'analogie n'est pas Ce n’est pas tout à fait vrai à 100%, mais c’est bien pour comprendre leurs relations.

Votre analogie avec la plomberie dans le deuxième paragraphe est complètement fausse. Le diamètre du tuyau est plus analogue à l'inverse de la résistance, * tension * est la force qui déplace l'eau, et gallons / minute est analogue au * courant * et non à la puissance. Les erreurs restantes dans cet article semblent découler de vos idées fausses de base d'origine.
Comme je l'ai dit, ce n'est pas vrai à 100%, et vous pouvez les assimiler à quelque chose de différent de moi. Voilà comment *** je les assimile. Indépendamment de ce à quoi vous les assimilez, cela m'aide à enseigner aux autres avec succès comment les différentes valeurs interagissent.
L'analogie avec l'eau peut être utile, mais je suis désolé, vous vous trompez. La tension est la pression, le courant est le débit, la puissance est la pression multipliée par le débit, tout comme la tension multipliée par le courant dans l'électronique. Voilà comment fonctionne la physique. Vous ne pouvez pas simplement inventer ce que vous voulez et vous en tenir à la physique.
Tout dépend de votre point de vue. Comme toute analogie, il n'y a * pas de bonne et pas de mauvaise * façon de voir les choses. Dans ce cas, cela dépend si vous vous concentrez sur la vitesse de l'eau ou la quantité d'eau. Les deux créent des analogies complètement différentes, ni l'une ni l'autre n'est juste, ni l'une ni l'autre n'est mauvaise. Je vous suggère de lire ce qu'est une analogie: http://en.wikipedia.org/wiki/Analogy
"D'autres analogies beaucoup plus faibles aident à comprendre et à décrire les comportements fonctionnels de systèmes similaires. Par exemple, une analogie couramment utilisée dans les manuels d'électronique compare les circuits électriques à l'hydraulique." - Je pense que votre analogie est plus proche de l'hydraulique que de la plomberie. Ce n'est pas parce que le mien n'est pas le même que le vôtre que cela signifie immédiatement que c'est faux. Parfois, Olin, votre réponse n'est pas la seule bonne. Il y en a parfois d'autres. #
Non, celui-ci ne dépend pas du point de vue ou de l'opinion. Même si votre analogie pouvait d'une manière ou d'une autre être considérée comme non incorrecte, elle serait au mieux très très trompeuse et ferait beaucoup de mal en l'utilisant pour essayer d'enseigner l'électricité à quelqu'un.
Je suis complètement en désaccord. Je pense que votre analogie est complètement fausse. Comment la puissance peut-elle être multipliée par la pression lorsque la pression définit le débit? C'est comme dire A = A * B - cela n'a de sens que lorsqu'il n'y a pas d'eau (A = 0)! La puissance est la quantité de débit. La tension est la quantité d'eau dans une section transversale, le courant est la force motrice derrière l'eau. De cette façon, débit = surface * force - ou P = VI
La puissance est la pression multipliée par le débit. Dans le système métrique, la pression est en Pa (N / m ^ 2, kg / m * s ^ 2), le débit est en m ^ 3 / s, la puissance est en J (N * m / s, kg * m / s ^ 2). "Comment la puissance peut-elle être multipliée par la pression lorsque la pression définit le débit?" Premièrement, vous ignorez la résistance [frottement, dans le modèle fluide], Deuxièmement, ce serait plus comme dire A = B * B, et la puissance est en effet proportionnelle à la tension au carré étant donné une résistance constante.
Je pense que nous avons ici une certaine confusion entre le sens des termes. Je pense que nous pouvons confondre la pression comme étant soit la pression barométrique globale d'un système fermé, soit la pression d'entrée de l'eau entrant dans le système. Les deux sont des choses différentes.
@Majenko, J'espère que si vous avez encore des désaccords, vous réussirez à les résoudre dans le chat et à les résoudre. Sur cette note, il existe en fait un analogue physique direct entre les systèmes d'eau et le système électrique. Dans ma classe de dynamique des systèmes, nous devions savoir comment construire des systèmes mécaniques, fluides, thermiques et électriques qui avaient les mêmes fonctions de transfert. Il existe des analogues directs et j'ai entendu beaucoup de gens utiliser les mauvais. Si quelqu'un a un sens aigu du flux de fluide ou du flux électrique et connaît les analogues, il peut comprendre les deux systèmes en en comprenant un.
@Majenko, J'ai travaillé avec un système d'eau à mon travail, nous avons des capteurs de débit électroniques et autres. Il existe des analogues directs. Pour mesurer le débit, nous avons un diaphragme qui a des alimentations de chaque côté du tuyau. Dans le tuyau, nous plaçons une section de tuyau contrainte (résistance) et nous mesurons à quel point le diaphragme fléchit en raison d'un différentiel de pression (tension). J'ai entendu de mauvaises analogies avec l'eau qui font que mes collègues qui comprennent les systèmes électriques comprennent mal le système d'eau. Les gens peuvent être un peu durs, mais rappelez-vous que nous apprenons tous encore.
@Majenko, si votre analogie fonctionne de manière fonctionnelle avec des paramètres incompatibles, vous pourrez toujours enseigner avec elle, mais les gens appliqueront votre analogie comme comment cela fonctionne réellement dans le système d'eau en raison du fait qu'ils se souviennent de votre analogie et peuvent ne pas s'en souvenir. que vous ne vouliez cela que comme une analogie et non comme un énoncé de fonction. Merci d'avoir pris le temps et d'aider les autres.
Je serais heureux de régler ces désaccords dans le chat, mais voyez-vous déjà Olin en chat? Non. Quoi qu'il en soit, je suis d'accord sur le fait que oui, il peut y avoir de «meilleures» analogies que celle-ci, mais ce n'est pas parce que ce n'est pas la même analogie que celle d'Olin que c'est «faux». Bien sûr, mettre mes variables dans l'analogie d'Olin ne fonctionnera pas. Ni mettre les variables d'Olin dans mon analogie. Les deux analogies sont différentes. Il n'existe pas d'analogie «parfaite». oui, certaines analogies peuvent corréler plus de variables qu'une autre, mais cela ne rend pas immédiatement toutes les autres analogies erronées.
Une analogie, par définition, ne peut jamais être correcte à 100% - à moins que vous n'utilisiez quelque chose comme une analogie avec elle-même - lorsqu'elle cesse d'être une analogie. Il n'y a pas de lien physique direct entre l'eau dans un tuyau et l'électricité. Il n'y a qu'une relation entre eux telle qu'interprétée par un transducteur. Oui, il peut y avoir des façons «standard» de transduire différentes valeurs, mais il est plus que possible de changer ce que crée le transducteur. Il n'y a que des relations vraiment analogues entre deux systèmes complètement différents avec des règles physiques et des propriétés différentes qui ne peuvent pas être cartographiées à 100%.
Après tout, la dynamique des fluides et la loi d'Ohm ne sont pas les mêmes. Alors oui, rappelez-vous que * ceci est une analogie. Il n'est pas censé représenter une véritable relation physique entre deux systèmes disparates. Il s'agit simplement d'illustrer une manière possible de voir comment fonctionne l'électricité de manière narrative. Ce n'est pas correct, mais aucune analogie non plus. Il peut y en avoir de meilleurs, il y en a peut-être des pires, mais ils sont différents et ne doivent pas être utilisés comme comparaison pour dire que toute analogie est erronée en soi. Si une analogie se tient en elle-même, elle est correcte. L'exactitude n'a pas de référence *
* à toute autre analogie ou système - c'est purement insulaire. * Merci.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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