どうすれば高電圧と低電流を実現できますか？E = IRの電流と電圧の関係と矛盾するようです

さまざまなフォーラムを読んで、教科書の読み物に加えていくつかのYouTubeを視聴しましたが、説明が足りないようです。問題は、最初に電圧と電流の直接的な関係について教えられているようです（つまり、抵抗が同じ場合、電圧が増加すると電流が増加します）。次に、高電圧の電力線について説明します。低電流（そうでなければ、高電流を運ぶ太いワイヤが必要になるためです（ジュール効果などによって過熱するリスクがあります）。）そのため、高電圧、低電流が電力線に必要なインフラ上の理由を説明しないでください。高電圧、低電流がどのように可能かを知る必要があります。私はこれまでDCのみを勉強してきたので、ACには私を啓発するルールがあるかもしれません...

「高電圧」と「高電圧損失」を混同しています。オームの法則は、抵抗を通過する所定の電流に対する抵抗の電圧損失を管理します。電流が低いため、電圧損失はそれに応じて低くなります。

消費者の負荷とケーブルの抵抗について混乱しています。

ポイントは、電力は電圧と電流の積であるということです。同じ電力を消費者負荷に送信するには、電圧を上げて電流を下げることができます。

あなたの家の照明が100W、例えば10Vで10Aを必要とする場合、これは発電所から直接転送できます。

あなたの家と植物の間のケーブルが10オームであるとしましょう。プラントから10Aをシンクする場合、プラントは110Vを提供する必要があります。10Aでは、ケーブルで100Vの電圧降下に加えて、必要な10Vが発生します。これは、ケーブルが1000Wを浪費する一方で、100Wを消費することを意味します。

今、あなたの家が1000Vを受け取ったとしましょう。

もちろん、供給された電圧を照明に必要な電圧に変換するための変圧器が必要です！

現在、プラントから消費される電流はわずか0.1Aです。

ケーブルの電圧降下はわずか1Vになりました。これは、100Wの光に0.1Wの損失があることを意味します。これははるかに優れています。

ポイントは、電力を維持しながら電圧と電流を変換できるトランスの使用です。

一言：抵抗。電圧は、電流に抵抗を乗算して計算されることを思い出してください。高い電位差（これは電圧です）と低い電流を得るには、単にその電流をブロックするために高抵抗を配置するだけです。

ホースガンが最後に取り付けられた、完全な爆発で水ホースがオンになったようなものだと考えてください。ホースガンはユーザーが制御する可変抵抗器として機能するため、ホース（流れる水）に高いポテンシャルエネルギーがある場合でも、抵抗は非常に大きく、水はほとんど流れません。ユーザーがトリガーを押すと、水がますます流れるまで抵抗が下がります。

配電システムは、変圧器を使用して電圧を上げ下げします。

変圧器は電力（電圧×電流）を処理します。トランスに供給される電力は、トランスから取り出される電力と等しくなり（小さな損失は無視されます）、式を使用してトランスの両側の電圧と電流を計算できます

Vin x Iin = Vout x Iout

この式を使用すると、入力電圧が出力電圧の10倍の場合、入力電流は出力電流の1/10でなければならないことがわかります。

混乱は、受信機の抵抗を忘れているという事実から生じます。基本的には次のようになります。

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

ワイヤ（または発電所）の電圧が高く、ワイヤの抵抗が低いため、電流を大きくする必要があると思います。正しいが、レシーバーの抵抗が非常に高いと考えてください。これにより、この回路の電流が低くなります。

$I=U/R$

この単純化されたシナリオでは、発電所の電圧を上げた場合、受信機の電力を一定に保ちたい場合は、受信機の抵抗も上げる必要があります。

実際には、レシーバーは高電圧を低電圧に変換する変圧器の後ろで動作します（たとえば、ヨーロッパでは230V）。したがって、上記のシナリオでは、発電所の電圧を上げるとき、変圧器（抵抗）を変更するだけで済み、受信機の抵抗を変更する必要はありません。これらはすべて、エンドユーザーに対して透過的です。

これは、高電圧と低電流を実現する方法を説明しています。そして、なぜそれが良いのですか？

$P=I^2*R$

$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$

それを見る1つの方法は、電力線のもう一方の端にあるもの、つまり顧客に尋ねることです。顧客は、電力（ワット）を購入する電流または電圧を購入しません。そのため、電力供給業者が一定量の電力を供給している場合、一定量の電力に対して電圧を上げて電流を下げることで細い電線を使用できます。

「つまり、抵抗が同じ場合、電圧が増加すると電流が増加します」と言います。高電圧回路が特定の電力に対してより高い負荷抵抗を使用することを除いて、それは正しいです。

たとえば、120 W、120 Vの電球は1 Aを消費します（I = P / V = 120/120 = 1）。抵抗（高温時）は120Ωです。（R = V / I = 120/1 =120。）

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

120 W、12 Vの電球には10 Aが流れます（I = P / V = 120/12 = 10）。抵抗（高温時）は1.2Ω（R = V / I = 12/10 = 1.2）です。電圧を10倍下げると、同じ電力を得るために電流を10倍増やす必要があることに注意してください。また、抵抗が10²= 100減少したことに注意してください！

あなたの腸があなたに言ったように、抵抗を増やすことなく電圧を上げると、電流は増えます。

P = IVの場合、Vが増加した場合、Iを減少させる必要があることを意味します。たとえば、P = 12、V = 3の場合、4でなければなりません。しかし、Vを上げると、たとえばIを降ろすと、Vが8になると、1.5になります。失われるエネルギーが少ないため、低電流が必要です。ケーブル内の電子は買い物客であり、彼らが運ぶエネルギーはお金であったと想像してください。100人の買い物客の列がそれぞれ15ドルを運んでいるが、すべてが路地（路地はケーブルである）を通過しなければならず、お互いにぶつかるたびに1ドル（熱エネルギーとして失われたエネルギー）を失うことを想像してください。150ドルを運んでいる人が10人しかいなかったらどうなるか、どれだけ少なくなるか想像してみてください。

元の投稿への直接の応答では、彼の質問に対する答えが実際に何であるかを過度に複雑にしているように思えます。提供された情報を含めることは素晴らしいことですが、質問は未回答のようです。E = IR電圧の増加は電流の増加をもたらすはずであるというあなたの理解は正しいです-3vバッテリーを単純な回路で9vに交換し、3xの電流もジャンプしました。

高電圧/低電流、およびその逆は、すでにそこにあるものの変換です-バッテリー（または電圧源）を別のものと交換していません。変圧器はワットの法則のために機能します。電力は一定（抵抗はオームの法則で一定）であり、電力は電流x電圧、または「P = EI」です

電圧の変化は電流の逆の変化であり、逆もまた同様であり、電力が節約されます。

あなたは概念化の問題を抱えているように見えますが、これについては回答で説明します。

（1）E = IRは普遍的な公式です。ただし、（2）R = E / I、および（3）I = E / Rとも表現できることを理解する必要があります。

form（2）を使用して、式の現在の理解を示します。電圧を10倍（10E）にすると、抵抗を同じ（変化しない）に保つために、電流もR = E / I = 10E / 10Iの10倍に増加する必要があります。ただし、I = E / R = 10E / 10Rの10倍の抵抗を増やすことで、電圧を上げて電流を同じに保つこともできます。したがって、フォーム（3）を使用すると、電流を増やすことなく（電流「低」（I）を維持することなく）電圧（10E）を増やすことができることを示すことができます。

これまでのところ、この質問に対する3つの一般的な答えがあるように思えます。要約する：

1. トランスフォーマーは魔法です。トランスを導入すると、V = IRは適用されなくなり、システムがオーミックではなくなるため、高電圧と低電流で問題ありません。ただし、システムはトランスの方程式に従います。

2. 発電所-電力線-受信機システムは、基本的に単一の抵抗回路としてモデル化できます（ここで、発電所=バッテリー、電力線=ワイヤ、および受信機=単一の抵抗器）。したがって、レシーバの抵抗が重要であり、その抵抗は高くなる傾向があるため、システム全体がオームの法則に従います。高電圧と高抵抗は低電流を生成します

3. $\bigtriangleup V = I R$$\bigtriangleup V = 2V$電力線の長さにわたって。電力線の抵抗率はかなり低いため、オームの法則に従って、総抵抗は低く、低い電圧降下と低い抵抗により低い電流が生成されます。このように、電力線に高電圧値と低電流を流してもまったく問題ありません。

これら3つの説明のうち、3番目の説明を信じる傾向があります。1つ目は、方程式を修正したものであり、物理的なメカニズムや状況のロジックに関する追加情報はありません。2番目の方法は可能ですが、実際には多くのレシーバーが電力線を使用しているため、非常に複雑になるため、実際にはもっと複雑な回路としてモデル化する必要があります。3番目の方法では、オームの法則をそのままに保ちながら、他の関連する方程式でそれを二乗します。

言われていることはすべて、これはDCではなくACに起因するより複雑な効果を無視して起こっていることの単純化されたモデルです。

単に回路を切断するだけで、高電圧と0電流を得ることができます。