現代生活離不開電。
也知道中國的家庭用電是220伏，而生活里電的傳輸電壓都遠高于220伏；城市里10千伏的變壓器隨處可見。
電是一種危險程度很高的一種東西，人的平安電壓，就是與人體直接連通而不會對人體造成傷害的電壓，我上學的時候書上好像說是36伏，現在有些教材上已經降到24伏了，但在特殊情況下，即使是24伏的電壓，也很可以對人造成不可逆的生命危險，更不用說少則幾十千伏的高壓電了。
為什么要選擇高壓輸電？
這個問題中學物理課本上都有過解釋，不過是點到即止。
高壓輸電，從來不是中學考試的重點，所以老師不會細講，學生也不會花太多精力去研究。至少我，在讀中學的時候，遇到這類老師都不講的思考題，自己也基本上不會主動去做。
所以，為什么要高壓輸電，不但困擾了我很久，也讓不少的中學生感到難以理解，只能死記硬背，雖然足以應付考試，但問題一直 存在。
我在之前的文章中反復提到過：理科有嚴密的邏輯，所以真正需要去記憶的東西其實很少，大多數的理科問題都可以通過對概念的理解并結合主觀能動性的推理來得到解答。
導線的電阻都是忽略不計的，但實際生活中，導線是有電阻 ，尤其在長距離輸電過程中，導線的電阻更不能忽略。
前面提到在長距離輸送電能時，導線上的電阻是不能忽略的，因此為了說明高壓輸電其實是不人類不得不選擇的輸電方式，在些假設兩條導線的總電阻r=1歐，實際中肯定遠遠大于這個數值。
首先，先大概計算一下一個家庭用電的功率（即家中電器同時工作時的總功率）。全部燈100瓦，電腦200瓦，冰箱200瓦，洗衣機500瓦，電飯煲800瓦，空調1500瓦，不算電視、電磁爐、烤箱、音響等電器，一個家庭所有電器的總功率已達到3300瓦
假設從三峽水電站向上海的用戶輸送電能時不用高壓方式，而是用200伏的電壓，因為這樣電能在離開發電站時可以不用升壓，到達用戶處也不用降壓，看起來是方便的方法，實際上并非如此
先假設電能只輸給一戶人家，這家所有的用電器可以用一個耗電功率為3300瓦的電阻等效代替，那么發電站為了確保 用戶所有用電器能同時正常工作，從發電站輸送的電能的功率至少應該為3300瓦，如果發電廠的電壓是220伏，根據P=UI，需要的電流至少為15A；
而輸電線路上的電阻r與用戶電阻之間是串聯關系，串聯電路分壓，當r=1歐時，輸線電路上的電阻將分擔15伏的電壓，這樣雖然發電站提供的電壓是220伏，但作用在家庭電器上的電壓只有205伏。
205伏的電壓也可以讓家用電器工作，但一條長距離輸電線不會只為一個用戶架設，如果為兩家相同的用戶輸電，電流至少要30A，導線電阻分壓30伏，到達用戶處的電壓實際只有190伏，。。。。。。以此類推，當這樣的用戶數量達到14家時，輸送電流將達到140安，導線電阻分壓210伏，實際作用到電器上的電壓只有10伏
而實際上，一條線路至少要為幾十甚至上百戶家庭提供電能，假設一條線路要為100個耗電功率為3300瓦的家庭輸電，要使電器兩端電壓剛好達到220伏，那么輸電線上的電流將達到1500安，電線電阻分壓1500伏，那么發電站提供的電壓至少應達到1720伏，遠高于220伏。
但實際上也不可能如此操作。因為上面還忽略了導線的發 熱問題。1500安的電流通過1歐的電阻，發 熱功率為2250000瓦（2250千瓦），遠大于100個家庭的總用電功率330000瓦（330千瓦），電能輸送效率只有13%，如果考慮到實際的導線電阻遠大于1歐，那么電能的輸送效率更更低，也就是說這樣的遠距離輸電是根本不可行的。
除了電能輸送效率低下以外，超高的輸電線發 熱功率存在極大的平安隱患，這是低壓輸電不可行的兩大主要原因。
功率只有原來的萬分之一；如果用10A的電流為用戶提供330000瓦（這是到達用戶處的電能）的電能，導線電阻假設為100歐（是之前假設值的100倍），那么發電站的輸出電壓應為34000伏，即34千伏；發電站的實際輸出功率為340000瓦，導線發 熱功率10000瓦，輸電效率97%；
通過計算會發現，提高輸電電壓，對降低輸電線路上的能量損耗、提升輸電效率具有效果，而高壓輸電也是長距離輸電的選擇，也可以說是被逼無奈下的選擇。
高壓輸電的另外一個好處是：可以選擇鋁導線。雖然鋁的電阻率是銅的1.6倍，但長度和粗細均相同的鋁導線質量只有銅導線的30%，在大大降低材料成本的同時，也大大降低了工程難度；如果用10A的電流為用戶提供330000瓦（這是到達用戶處的電能）的電能，假設銅導線的電阻為100歐，輸電效率為97%；如果換用同樣粗細的鋁導線，導線電阻將變為160歐，輸電效率95.4%；
而實際生活中，中國早已實現了500千伏、750千伏的超高壓輸電，在如此高壓下，導線材料對輸電效率的影響更是微乎其微；所以選擇高壓輸電導線的材料時，導電性能不是決定因素，密度才是
以上數據都是在理想情況下的簡化計算，實際生活中要考慮的因素非常多，不過對于中學生來說，能理解這些已經足夠了，而且當你把這個推理過程理解清楚之后，更容易記住與之相關的知識點，也不必再擔心遺忘的問題。
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