高电压和低电流怎么可能？在E = IR中似乎与电流和电压之间的关系矛盾

我读过不同的论坛，看了几个youtube（除了我的教科书），解释似乎不足。问题似乎是我们如何首先学会电压和电流之间的直接关系（即，如果电阻保持不变，电压的增加将导致电流的增加），然后我们才被教导关于高压的电源线和低电流（因为否则，我们将需要带有高电流的粗线（由于焦耳效应或其他原因，会冒过热的危险。）。因此，请不要向我解释为什么电力线需要高电压，低电流的基础设施原因。我只需要知道高电压，低电流的可能性。到目前为止，我只研究DC，所以AC可能会启发我...

您将“高电压”与“高电压损耗”混为一谈。欧姆定律控制流过给定电流的电阻两端的电压损失。由于电流低，所以电压损耗相应地低。

您对用户负载和电缆电阻感到困惑。

关键是功率是电压和电流的乘积。要将相同的功率传输到用户负载，可以增加电压并减小电流。

如果您家中的灯需要100W，例如10V时为10A，则可以直接从发电厂传输。

假设您的房屋与工厂之间的电缆为10欧姆。如果从工厂汲取10A的电流，则工厂必须提供110V：在10A时，电缆上会发生100V的压降，再加上所需的10V。这意味着您消耗100W，而电缆浪费1000W。

现在，假设您的房子收到1000V。

当然，您需要一个变压器将传送的电压转换为灯所需的电压！

现在，工厂消耗的电流仅为0.1A。

电缆上的电压降现在仅为1V，这意味着为100W照明灯供电时会损失0.1W。这样好多了。

重点是使用变压器，它可以在保持功率的同时转换电压和电流：

一个词：抵抗。回想一下，电压是通过将电流乘以电阻来计算的。你可以有一个较高的电位差（即电压是什么），而低电流，只需通过在地方，以阻止电流的耐性高。

可以将其想象为一条完全打开的水管，并在末端安装了水枪。软管枪是由用户控制的可变电阻器，因此，即使软管中有很高的势能（要流动的水），阻力仍然很大，几乎没有水流动。当用户按下扳机时，阻力降低，直到水越来越多地流动为止。

配电系统使用变压器使电压升高或降低。

变压器处理功率（电压乘以电流）。馈入变压器的功率将等于从变压器获得的功率（忽略小损耗），因此我们可以使用以下公式计算变压器每一侧的电压和电流：

Vin x Iin = Vout x Iout

使用此公式，您可以看到，如果输入电压是输出电压的10倍，则输入电流必须是输出电流的1/10。

您感到困惑的原因是您忘记了接收器的阻力。基本上看起来像这样：

power plant -> wire -> receiver -> return wire -> power plant

电线（或发电厂）中的电压高，电线的电阻低，因此您认为电流应该很高。对，但是现在考虑接收器具有很高的电阻。这就是使该电路中的电流低的原因。

$I=U/R$

在这种简化方案中，如果我们要增加发电厂的电压，那么如果要保持接收机的功率恒定，就必须增加接收机的电阻。

实际上，接收器在将高压转换成低压的变压器后面运行（例如在欧洲恒定为230V）。因此，在上述情况下，当我们增加发电厂的电压时，我们只需要更改变压器（其电阻），而无需更改接收器的电阻。所有这些对最终用户都是透明的。

这就解释了如何具有高电压和低电流。为什么更好呢？

$P=I^2*R$

$P=VI$$10,000$$0.1$$100$$10$$10,000 \text{V} \times 0.1 \text{A} = 1000\text{ Watts}$$100\text{ V} \times 10\text{ A} = 1000\text{ Watts}$

$1000$$10,000$$100$$10$$V=IR$$P=VI$

$P=I^2R$$100$$10$$0.1$$10,000$

一种查看方式是询问电源线另一端是什么：客户。客户不购买电流或电压，而是购买功率（瓦）。因此，如果电源供应商提供给定的功率，则他们可以通过增加电压并降低给定功率的电流来使用较细的电线。

您说，“就是说，如果电阻保持不变，电压的增加将导致电流的增加”。这是正确的，只是对于给定的功率，更高电压的电路会使用更高的负载电阻。

例如120 W，120 V灯泡将消耗1A。（I = P / V = 120/120 =1。）其电阻（热时）为120Ω。（R = V / I = 120/1 = 120.）

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

一个120 W，12 V的灯泡将消耗10 A的电流（I = P / V = 120/12 = 10）。它的电阻（热时）为1.2Ω（R = V / I = 12/10 = 1.2）。请注意，将电压降低10倍需要电流增加10倍才能提供相同的功率。还要注意，电阻降低了10²= 100！

正如您的直觉告诉您的那样，如果您在不增加电阻的情况下增加电压，电流将会增加。

如果P = IV，则意味着如果V增加，我将不得不减少。例如：如果P = 12而V = 3，则我必须为4。但是，如果您提高V-您降低I，例如：如果V变为8，则我将变为1.5。低电流是必需的，因为损失的能量更少。想象一下，电缆中的电子是购物者，而它们携带的能量就是金钱。现在想象一下，有100名购物者从一栋建筑中冲出来，每人携带15美元，但所有人都必须经过一条小巷（小巷就是电缆），每碰到对方，他们就会损失1美元（作为热能损失的能量）。现在想象一下，如果只有10个人拿着150美元，而他们损失的钱会少多少呢。

在直接回应原始帖子时，在我看来，你们所有人都过于复杂地回答了他的问题。尽管您提供的信息很好，但问题似乎没有答案。E = IR您对电压升高会导致电流升高的理解是正确的-在一个简单的电路中将3v电池换为9v，并且电流也跳了3倍。

高电压/低电流反之亦然，这就是那里已经存在的一种变化-您无需将电池（或任何电压源）与另一电池交换。变压器根据瓦特定律工作：功率是恒定的（电阻定律是欧姆定律），功率是电流x电压，或者“ P = EI”

电压的变化是电流的逆变化，反之亦然，这是节省功率的原因。

在我看来，您遇到了概念上的麻烦，我将在回答中解决。

的确（1）E = IR是一个通用公式。但是，您必须了解它也可以表示为（2）R = E / I，以及（3）I = E / R。

使用form（2），我将展示您当前对公式的理解。如果使电压大10倍（10E），为了保持电阻不变（不变），电流也必须增加10倍R = E / I = 10E / 10I。但是，我还可以通过将电阻增加10倍，即I = E / R = 10E / 10R，来增加电压并保持电流不变。因此，通过形式（3），我能够证明可以增加电压（10E）而不必增加电流（保持电流“低”（I））。

到目前为止，听起来好像有三个一般性答案。总结一下：

1. 变形金刚是魔术。引入变压器后，V = IR不再适用，因此具有高电压和低电流就可以了，因为系统不再是Ohmic。但是，系统确实遵循变压器方程式，

2. 电厂-电力线-接收器系统基本上可以建模为单个电阻器电路（其中电厂=电池，电力线=电线，接收器=单个电阻器）。因此，重要的是接收器的电阻，并且由于该电阻趋向于高，因此整个系统的确遵循欧姆定律：高电压和高电阻会产生低电流

3. $\bigtriangleup V = I R$$\bigtriangleup V = 2V$在电源线的整个长度上。根据欧姆定律，电源线的电阻率相当低，因此总电阻较低，因此低电压降和低电阻会产生低电流。这样，在电源线中具有高电压值和低电流是完全可以的。

在这三种解释中，我倾向于相信第三种解释。第一个只是等式的重述，它没有为我们提供有关情况的物理机制或逻辑的更多信息。第二种是可能的，但由于实际上有许多接收器在电力线上使用，因此它似乎过于复杂，因此实际上应该将其建模为复杂得多的电路。第三个允许我们保持欧姆定律不变，同时也将其与其他相关方程式相乘。

话虽如此，这是一个简化模型，它忽略了交流而不是直流所带来的更复杂的影响。

如果您仅断开电路，则也可以具有高电压和0电流。