电能是怎么运输的？（电能运输的微观原理）
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解决时间 2021-02-12 23:04
- 提问者网友：凉末
- 2021-02-12 01:04
电能是怎么运输的？（电能运输的微观原理）
最佳答案
- 五星知识达人网友：躲不过心动
- 2021-02-12 01:32
和自来水厂输水是一个道理。
自来水厂输水的时候会建水塔或直接给水加压，这个“压”就是我们通常说的压强。
电厂输电也是这样，会通过升压变压器提升电压，电厂用电缆输电，电缆因为接入了这个电压，它里边的电子受到电场力作用而定向运动，从而把电能输送出去。自来水厂给水加压，水分子受到这个压力作用也会产生定向运动而形成水流。
至于为什么要减小电流，这其实是为了减小电缆上的热损耗，因为导体的发热功率P=I²R，电流越大，热损耗就越大。电流是单位时间流过单位面积的电量，也就是说单位时间通过单位面积的定向运动的电子个数，可以表示成I=nse/t，其中n的单位是mol/m²，e=1.6×10^(-19)C，s是导线截面积，单位是m²，t是时间，单位为s。而R=ρL/s，ρ是电阻率，表征的就是导线原子核对核外电子以及电子与电子热碰撞等作用对电子定向运动的一个阻力系数，L是导线长。
自来水厂的水流其实也有类似的性质，如果你的水管弯头、分叉比较多，管径比较小，也会增大沿程压力损耗，导致一些偏远的用户用水困难。
其实，水流和电流的很多性质都差不多，可以进行类比。比如基尔霍夫定律是电学定律，它在流体力学中也有一个表述形式：毕奥-萨伐尔定律！
不过，电厂的输电电缆是交流输电，还要考虑电容和电感产生的阻抗，相当于电缆总阻值由三部分组成：电阻、电容、电感，总电阻R=r+1/2πfC+2πfL。所以，输电的时候还要考虑交流电的频率对电能损耗的影响。
自来水厂输水的时候会建水塔或直接给水加压，这个“压”就是我们通常说的压强。
电厂输电也是这样，会通过升压变压器提升电压，电厂用电缆输电，电缆因为接入了这个电压，它里边的电子受到电场力作用而定向运动，从而把电能输送出去。自来水厂给水加压，水分子受到这个压力作用也会产生定向运动而形成水流。
至于为什么要减小电流，这其实是为了减小电缆上的热损耗，因为导体的发热功率P=I²R，电流越大，热损耗就越大。电流是单位时间流过单位面积的电量，也就是说单位时间通过单位面积的定向运动的电子个数，可以表示成I=nse/t，其中n的单位是mol/m²，e=1.6×10^(-19)C，s是导线截面积，单位是m²，t是时间，单位为s。而R=ρL/s，ρ是电阻率，表征的就是导线原子核对核外电子以及电子与电子热碰撞等作用对电子定向运动的一个阻力系数，L是导线长。
自来水厂的水流其实也有类似的性质，如果你的水管弯头、分叉比较多，管径比较小，也会增大沿程压力损耗，导致一些偏远的用户用水困难。
其实，水流和电流的很多性质都差不多，可以进行类比。比如基尔霍夫定律是电学定律，它在流体力学中也有一个表述形式：毕奥-萨伐尔定律！
不过，电厂的输电电缆是交流输电，还要考虑电容和电感产生的阻抗，相当于电缆总阻值由三部分组成：电阻、电容、电感，总电阻R=r+1/2πfC+2πfL。所以，输电的时候还要考虑交流电的频率对电能损耗的影响。
全部回答
- 1楼网友：杯酒困英雄
- 2021-02-12 02:45
电压和电流 形式不同的 表现
电流小 减少 传输过程中的损耗
因为电流 过大 会引起 电线的发热
有载体
电子就是 载体
放到 低压电路中也是一样
比如 5V回路 接一根导线出来 那导线上也是5V
（当然那导线不能接地）
是什么东西 然电压 传递过去的呢？
在开启的一瞬间 一根导线从0v 变成5v
还是因为电荷的 移动
这个时候5v一直就是5v了
如果想增大电流 就可以直接 用5v接地
这样电流最大 电压最小
在高压 交流传输比较复杂 损耗也大
但是 从上面的 实验 我觉得 可以看出
传输开始时 载体当然是 电子
发电站 相当一个电源
它的输出功率 其实是又负载决定的
也就是 电源的对地电阻
减少线上的电流（也就是总电流） 的方法
不清楚了
保证对地电阻 在电站 到用户中间有
各种变压设备 这些设备的 绝缘性什么的
总之 不管是 电压还是电流 都是电子的 载体
要不然是聚集 要不然是 移动
但要聚集 也先要移动
都是一个回路
电压与电流 只是形式不同
以什么形式 存在 就要看
回路 是怎么样的
电流小 减少 传输过程中的损耗
因为电流 过大 会引起 电线的发热
有载体
电子就是 载体
放到 低压电路中也是一样
比如 5V回路 接一根导线出来 那导线上也是5V
（当然那导线不能接地）
是什么东西 然电压 传递过去的呢？
在开启的一瞬间 一根导线从0v 变成5v
还是因为电荷的 移动
这个时候5v一直就是5v了
如果想增大电流 就可以直接 用5v接地
这样电流最大 电压最小
在高压 交流传输比较复杂 损耗也大
但是 从上面的 实验 我觉得 可以看出
传输开始时 载体当然是 电子
发电站 相当一个电源
它的输出功率 其实是又负载决定的
也就是 电源的对地电阻
减少线上的电流（也就是总电流） 的方法
不清楚了
保证对地电阻 在电站 到用户中间有
各种变压设备 这些设备的 绝缘性什么的
总之 不管是 电压还是电流 都是电子的 载体
要不然是聚集 要不然是 移动
但要聚集 也先要移动
都是一个回路
电压与电流 只是形式不同
以什么形式 存在 就要看
回路 是怎么样的
- 2楼网友：上分大魔王
- 2021-02-12 02:15
先打个可感知的比方：要把两个相同的铁球A和B从楼上扔到地面，A从三楼、B从六楼分别扔下。
A与B扔下的结果有明显不同，就是B对地面的作用力以及做的功（释放的能量）比A大。但是也有相同点，就是它们最终都落到了地面。通常我们把它们在地面时的势能看做0，那么A和B的势能最后都变为0了。
B比A做的功大是因为B比A的初始高度高、势能大，它们做功的差就是它们初始势能的差。若要与B做的功相同，则要2个A；反过来说，1个B能顶上2个A。
电能要运输必需形成电流回路，简单说就是：电源（发电厂）－火线－负载－零线－电源。火线与零线之间的电势差，称做火线与零线间的电压（这相当于把零线的电压看为0）。可以想象一下，正电荷从火线上被扔下落到零线上的情景（实际上是反方向的：电子从零线掉落到了火线上）。不论火线电压是多高，当电流从零线回来时，其电压为0。而电压越高，即电势落差越大，其放出的电能就越多。
所以，电功率P＝电压U×电流I。
可以这么说，如果电压U提高了，每个电荷所带的电势能就高了，能放出的电能也就多了，那么传输同样的电能，只需较少量的电荷了。电流可以变小，但总不能为0。
发电厂就是利用其他的能量对电荷做功，使电荷获得势能，从而在导体上形成较高的电势。得到电势的方法就是发电的方法，比如有磁场相对运动作用（电磁发电机）、有光子作用（太阳能板）、有化学作用（化学电池）、有温差作用（热电偶），等等。电荷有从高电势向低电势运动的倾向，这与铁球从高势能处向低势能处运动是一致的。
电流遇到相同的电阻，会产生相同的电压降，并在这个电压跌落中做功而消耗电能。输电电压高些，输送相同的电能所需的电流就可以小些，在输电线路电阻上的消耗就会小些，从而使电能的传输效率更高些。
从微观说就是用电荷来描述，从宏观说就是用电流来描述，而电流就是一群电荷的流动，所要讲述道理是一样的。
-------以下供参考------------
电力传输往往用到变压器，变压器是利用磁场的作用来转换电压的装置。无论变压器的初级（一次侧）的电压高或低，要获得同样的磁能，都要付出同样的电能。对于变压器的每一匝线圈，磁能都使会其得到同样的电势提升，所以，高压铡的圈数就要多，而低压侧的圈数就要少。
如果是次级的圈数少、电压低，并不意味着电能的损失，因为磁能对其进行电势提升的潜力变大了，这种潜力以电流提供能力表现出来。
A与B扔下的结果有明显不同，就是B对地面的作用力以及做的功（释放的能量）比A大。但是也有相同点，就是它们最终都落到了地面。通常我们把它们在地面时的势能看做0，那么A和B的势能最后都变为0了。
B比A做的功大是因为B比A的初始高度高、势能大，它们做功的差就是它们初始势能的差。若要与B做的功相同，则要2个A；反过来说，1个B能顶上2个A。
电能要运输必需形成电流回路，简单说就是：电源（发电厂）－火线－负载－零线－电源。火线与零线之间的电势差，称做火线与零线间的电压（这相当于把零线的电压看为0）。可以想象一下，正电荷从火线上被扔下落到零线上的情景（实际上是反方向的：电子从零线掉落到了火线上）。不论火线电压是多高，当电流从零线回来时，其电压为0。而电压越高，即电势落差越大，其放出的电能就越多。
所以，电功率P＝电压U×电流I。
可以这么说，如果电压U提高了，每个电荷所带的电势能就高了，能放出的电能也就多了，那么传输同样的电能，只需较少量的电荷了。电流可以变小，但总不能为0。
发电厂就是利用其他的能量对电荷做功，使电荷获得势能，从而在导体上形成较高的电势。得到电势的方法就是发电的方法，比如有磁场相对运动作用（电磁发电机）、有光子作用（太阳能板）、有化学作用（化学电池）、有温差作用（热电偶），等等。电荷有从高电势向低电势运动的倾向，这与铁球从高势能处向低势能处运动是一致的。
电流遇到相同的电阻，会产生相同的电压降，并在这个电压跌落中做功而消耗电能。输电电压高些，输送相同的电能所需的电流就可以小些，在输电线路电阻上的消耗就会小些，从而使电能的传输效率更高些。
从微观说就是用电荷来描述，从宏观说就是用电流来描述，而电流就是一群电荷的流动，所要讲述道理是一样的。
-------以下供参考------------
电力传输往往用到变压器，变压器是利用磁场的作用来转换电压的装置。无论变压器的初级（一次侧）的电压高或低，要获得同样的磁能，都要付出同样的电能。对于变压器的每一匝线圈，磁能都使会其得到同样的电势提升，所以，高压铡的圈数就要多，而低压侧的圈数就要少。
如果是次级的圈数少、电压低，并不意味着电能的损失，因为磁能对其进行电势提升的潜力变大了，这种潜力以电流提供能力表现出来。
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