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発電所でつくられた電気を送る際に
交流が用いられることに関して質問があります。

交流を用いる理由は、高圧での送電のほうが
送電線におけるエネルギー消費の面で有利であるが
交流は簡単なトランスのしくみで昇圧・降圧できるから
である。という理屈は分かったのですが、
数式にするといまいちよく分かりません。

ジュール熱の公式は変形によって様々に書けて、
 Q= V・I・t = I^2・R・t =V^2/R・t などあります。

抵抗値Rは不変であると思います。上記の理屈にそぐのは
I^2・R・tだけで、他の二つにはVが盛り込まれています…。

V^2/R・tを見ると、Vは小さくなければまずいような気がするし、
V・I・tを見ると、VもIも小さいほうがいいように感じます…。

「Vは高く、Iは低くするべき」と考えるのに足りない要素は
なんなのでしょうか…。ご指摘をお願いいたします…。

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A 回答 (3件)

条件として、「負荷に送る電力が一定」というのを考える必要があります。


また、送電線での損失を考える場合には、Q=..の式中のVは送電線での電圧降下(Ir)であって、送電電圧では無い点に留意する必要があります。
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負荷がありません。



これを論じるときは送電線と負荷を組み合わせた回路で、
負荷の動力は一定として考える必要があります。

トランスのない単純な回路で行くと、
電圧を上げると同じ動力であれば、
負荷の抵抗は大きい物を持ってくる必要があり、
相対的に送電線の抵抗が小さくなることで、
ロスが少なくなります。
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>Vは高く、Iは低くするべき」と考えるのに足りない要素は


なんなのでしょうか

途中に変圧器があるからです。
変圧器の1次側と2次側の電力比は一定ですので、1次側の電圧を高くすると、1次側の電流は小さくなります。

ですので、電源(発電側)の電圧がいくら大きくなっても電流はますます小さくなるので、送電線の電圧降下、V^2/R・tのVは、大して大きくならないです。
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