电压

电压是电学概念,可能也是最为大众所熟知的电学概念了。电压代表电源两级之间的电势差。电流相同的情况下电压越大所输出的功率越大。

常见的电压值

中国民用电压:220V

我们普通住宅中的电压标准是220V,但考虑到电线电阻的消耗,如果从变电站出来就是220V的话,那到比较偏远的用户家里就不到220V了,所以通常变电站刚出来的电会高于220V。不过这也没有关系,家用电器对电压的要求都比较宽松。标称220V的电器大部分情况下在180V-250V之间都可以正常工作。

工业用电压:380V

因为工业用的机器设备的功率通常比较大,如果使用220V的话,要达到同样功率就需要比较大的电流,而电流升高对线路和负载都是很大的考验,要承受大电流的考验导线元件都需要升号,简单的说就是成本大幅提高。为了解决这个问题就采取了工业电提高电压达到380V,较民用电升高了72%,较低电流带来的是成本的降低和资源的节约使用。

交流安全电压:36V(直流安全电压:50V)

人体的电阻随时都在变化,但在规定的安全电压以下的时候通过人体的电流对人不会构成致命伤害。

特殊环境下的安全电压:12V

特殊环境下是指人体电阻变小或者触电风险增加等等,这种情况下安全电压做进一步限制。

干电池:1.5V

普通的1、2、5、7电池都是1.5V,1.5V是电池电压的最小单位,在此基础上还衍生出3V、9V、12V等多种电压标准,大部分都是N节电池的串联封装。比如9V方块电池的内部就是6块小电池。参见我的另一篇文章,专门介绍干电池。

手机电池:3.7V

一些移动设备比如:平板电脑、导航仪等使用的电池电压也多为3.7V,有需要高压的场合就使用7.4V的电源,其实内部是两块3.7V电池串联。

低压电器的几个常用电压标准:

3.3V、5V、9V、12V、20V

USB供电电压:5V

USB接口不但可以传输数据,也可以供电,它的供电电压是5V。我们给充电宝、手机充电使用的就是USB的供电功能。早期的手机充电器没有统一的标准,还有4V、8V、9V等不同的电压,但现在已经统一为5V了

轿车点烟器:12V

汽车发动机仓内带了一个铅酸电瓶,打开发动机盖之后通常位于右侧,这个电瓶的电压是12V,通过车内的点烟器为外置的车载电器供电,汽车的灯光、仪表、声音、点火、车窗等等功能都通过这个电瓶供电。车载空调的最耗能的压缩机部分由发动机直接驱动,其他部分也是使用电驱动。

大型车电源:24V

大客车、货车、工程车、特种车的电源电压都是24V

笔记本电脑:20V

高压电:1000V以上

显像管内部的工作电压 10kV以上

高压电

长距离传输采取出发电厂升高电压、高压传输、使用前降低电压的做法。

为什么要这样做呢?有两个主要的原因:

一 电线的传输功率等于电压乘以电流,功率非常大的主干线路如果不升高电压,则只有增加电流,电流增加的对线材的需求直线增加。简单的说如果不使用高压电就需要使用更粗的电线,这种成本的增加幅度是不可想象的。增加电流的另一个负面因素是在电线上损耗的电能更多了,宝贵的能源在电线的发热中白白浪费。

二 高压传输产生的经济效益非常可观,比如:1条1150千伏输电线路的输电能力可代替5-6条500千伏线路,或3条750千伏线路。可节省三分之一的钢材(铁塔),节省二分之一电线,节约土地四分之三。

我国的能源的储藏和使用是严重不均衡的,东部沿海的能源煤炭储量不多,但电力的消耗却非常大,解决这个矛盾一个笨办法是用交通工具把煤炭运到沿海发电,但更好的办法是在中西部就地发电,然后把电通过电网输送到沿海。后一种办法无论是长期成本、环境保护、输送效率都优于前者。

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中国23条特高压输电线路分布图

正是因为高压输电有这么多好处,所以又产生了更高的超高压、特高压(1000kv+)。目前我国的特高压输电技术处于世界领先,跨大洲的特高压电力传输的技术输出也在在一带一路战略中发挥重要的作用。