高壓電傳輸

這是科工館的點餐...

有關電能的傳輸方式，課本中是這麼敘述， 『電力傳輸都會利用較高的電壓，以避免在傳輸過程中，因電纜線的電阻消耗過多的電能。』，因此我們在從發電廠產生電能後，都會利超高的電壓(34 萬 5 仟伏特)來做長距離的傳輸，避免因過大的電流使得電纜線發熱，同時也消耗了能量。

我們利用兩組變壓器，加上低壓的交流電，就可以來演示這個傳輸的過程

實驗一、原電壓傳輸
1. 將電源供應器調整為 AC 12V 交流輸出(實際電壓為13.2V)，再和可變電阻、燈炮串聯成通路

2. 調整可變電阻，觀察燈泡的亮度變化
當電阻小時(距離短)，燈泡較亮(這是對照組，原電壓，傳輸時電阻極小)

電阻變大時(距離長)，燈泡變暗，甚至不亮

實驗二、高電壓傳輸
1. 將電源供應器連接左側的變壓器(昇壓)黃色的兩端，利用三用電表測量輸出電壓為
63.2V

2. 將兩個變壓器的鱷魚夾接上可變電阻，再利用三用電表測量另一端變壓器(降壓)綠色端的
電壓，確認降壓後的電壓是否和原電壓相同，本次實驗降壓後為 12.9V，與原電壓
相差約 2.3%。

3. 將燈泡連接在右側變壓器的綠色端，將可變電阻調整至電阻最大(距離最遠)，觀察燈泡亮度和實驗一以及對照組的差別

三、超高電壓傳輸
1. 再將電源供應器連接左側變壓器(昇壓)的黃色和黑色電線，利用三用電表測量輸出電壓為
116.2V

2.將兩個變壓器的鱷魚夾接上可變電阻，再利用三用電表測量另一端變壓器(降壓)綠色和黑
色兩端的電壓，確認降壓後的電壓是否和原電壓相同，本次實驗降壓後為 11.5V，，
與原電壓相差約 12.9%。

2. 將燈泡連接右側變壓器的綠色和黑色電線，將可變電阻調整至電阻最大，觀察燈泡亮度和
實驗一對照組、實驗二的差別

3. 調整可變電阻，當電阻變小時，燈泡亮度幾乎沒有變化

※實驗一
利用 12V 做遠距離傳輸時(將可變電阻調高)，可以觀察到燈泡在可變電阻約 1/3 圈左右
就已不亮，因為電能在低電壓的傳輸過程中，所傳輸的電流較大，因此大部分的電能都已經
消耗在傳輸的過程中，被電線內的電阻轉換為熱能，因此到電路末端時幾乎已經沒有電能，
燈泡也就無法點亮。
※實驗二
將 12V 的電壓提高到 63V，同樣在電阻最大(傳輸距離最遠)的情況下，燈泡亮了！也就是
說在傳輸的過程中並沒有消耗過多的電能，因此在末端仍有能量可使燈泡發亮。
調整可變電阻時(改變傳輸距離)，雖然不至於使燈泡熄滅，但也可以稍微觀察到亮度的變
化，也就是說當傳輸距離加大時，高電壓仍然無法傳輸太長的距離。
※實驗三
再將電壓提高到 116V，同樣在電阻最大(傳輸距離最遠)的情況下，燈泡比實驗二(63V)更
亮，也就是在傳輸的過程中消耗更少的能量。且調整可變電阻觀察燈泡亮的變化，實驗三的
改變也比實驗二更不明顯(幾乎沒有變化)，也就是說在超高電壓的情況下，可以加大傳輸距
離，也不會浪費過多電能。