作者alan23273850 (God of Computer Science)
看板Physics
標題[問題] 為什麼台電從110V升到220V可以減少功耗？
時間Sun Oct 14 17:05:15 2018
RT，今天八卦板的新聞，台電有意以後將 110V 插座全面改成 220V，說這樣比較省電，
HEN 多文組的鄉民套 V = IR、P = I^2 * R，把 R 固定下來之後會發現 220V 反而會
讓功耗變成 4 倍，HEN 不合理。
本魯記得以前國中理化好像有推過，可是年代久遠所以忘記ㄌ，有專家可以幫幫我ㄇ，
我記得不難才是？
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.112.218.7
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※ 編輯: alan23273850 (140.112.218.7), 10/14/2018 17:06:00
1F：推 Khatru: 用P=V^2/R 10/14 17:12
2F：→ alan23273850: 大大您好，可是這樣220V是兩倍，平方仍然是4倍？ 10/14 17:16
3F：→ alan23273850: 並沒有減少到，我記得好像有一個 trick，可是就是突 10/14 17:16
4F：→ alan23273850: 然找不到那個關鍵點 10/14 17:16
5F：→ chocosun: 要用P=IV 10/14 17:22
6F：→ alan23273850: 這樣的話V和I都是兩倍，還是四倍、沒有減少？ 10/14 17:29
7F：推 ERT312: 假設電器的功率是固定的，因此電壓從110升到220後，電流 10/14 17:32
8F：→ ERT312: 減半。這由P=IV可知，P固定，V兩倍，I減半 10/14 17:33
9F：→ ERT312: 電流減半的則線路損耗減少3/4 10/14 17:34
10F：→ ERT312: 這由I^2 *R 可知，線路的R是固定的，I減半，P減維1/4 10/14 17:36
11F：推 Khatru: 誒 還是我記錯了 抱歉 10/14 17:37
12F：→ ERT312: 線路損耗要用 V^2/R 也可以，但這裡的V是線路的壓降 10/14 17:37
13F：→ ERT312: 不是台電的供電電壓110V或220V 10/14 17:37
水喔～ 再次感謝大大，不只微積分、連物理都很罩，再送 500P ～
K大和巧克大的公式都是對的，可是我就一直忘記 要讓 P 固定這個條件。
※ 編輯: alan23273850 (140.112.218.7), 10/14/2018 17:41:44
14F：推 ERT312: 謝啦 這次也收500P比較不好意思 10/14 17:45
15F：→ alan23273850: 不過我想再問一個問題，就是為什麼不是 R 固定 10/14 17:45
16F：→ alan23273850: 應該說，那個 220V 其實不是電器兩側的電位差對吧 10/14 17:46
17F：推 ERT312: 大部分的電器電阻並不是固定的，電熱水器除外 10/14 17:48
18F：→ ERT312: 所以要套I^2 * R 有困難，因為電阻會變 10/14 17:48
19F：→ ERT312: 電熱水器因為R固定，要套I^2*R或是 IV 或是 V^2 /R 都可以 10/14 17:49
20F：→ ERT312: 110V/220V 就是電器兩側的電位差沒錯 10/14 17:52
21F：→ alan23273850: 所以台電此舉會讓電熱水器更耗電，可以這樣說嗎？ 10/14 17:52
22F：→ ERT312: 電熱水器大部分都已經是吃 220V的電壓了 10/14 17:54
23F：→ ERT312: 應該這樣說，我今天有某樣電器的需求，比如說吸塵器或高壓 10/14 17:55
24F：→ ERT312: 清洗機，然後我鎖定的功率是1500W (這是固定的) 10/14 17:55
25F：→ ERT312: 現在有兩台同樣功率的機器讓我選擇，一台規格110V，一台 10/14 17:56
26F：→ ERT312: 220V，如果我有220V的插座，那我會選擇規格是220V的機器 10/14 17:57
27F：→ ERT312: 因為可以減少線損。但我認為220V的插座還有其他好處 10/14 17:58
28F：→ ERT312: 比如說，如果我要求的功率高達2000W，這時後110V規格的機 10/14 17:59
29F：→ ERT312: 器，其電流會超過15A，但目前插座的規格幾乎都是15A 10/14 18:00
30F：→ ERT312: 所以110V的電器，設計的功率都不會超過1650W 10/14 18:00
31F：→ ERT312: 一般來說儲熱型電熱水器都在4kW以上，使用220V，且用專用 10/14 18:03
32F：→ ERT312: 迴路，不使用插頭/插座 10/14 18:03
33F：→ lucifiel1618: 完全是亂講你跟他們認真什麼，那是輸電端的事，跟末 10/14 18:05
34F：→ lucifiel1618: 端電壓有個屁關係 10/14 18:05
35F：→ lucifiel1618: 你這邊省電也是變電比較省電好嗎跟V^2/R沒個屁關係 10/14 18:07
36F：推 nlriey: 要省的是線損，線的電阻跟電器不一樣，別搞混了 10/14 18:19
37F：推 sciphypar: 我記得國中的解釋是這樣子，P=I^2*R這邊的是損耗的電功 10/14 18:32
38F：→ sciphypar: 率，也就是說I越小越好 10/14 18:32
39F：→ sciphypar: 然後電廠端P=VI這邊是總輸出功率，是固定值，因為要低 10/14 18:33
40F：→ sciphypar: 電流，所以要高電壓 10/14 18:33
41F：推 jjvh: 交流電可以直接套這公式用嗎？ 10/14 20:18
42F：→ Vulpix: 功率固定的電器很少啊，固定電阻的說不定還更多一些。 10/14 20:35
43F：→ Vulpix: 這樣電器反而會吃更多電流，導致燒壞。 10/14 20:35
44F：推 ERT312: 交流電的話算的是視在功率，跟電器標示的瓦數(實功率)不同 10/14 21:01
45F：→ ERT312: 以台電的角度來看，視在功率比較重要，因為那是他要發出 10/14 21:02
46F：→ ERT312: 來的功率。 10/14 21:02
47F：→ ERT312: 我所謂假設電器功率固定，意思當然不是指同一個電器 10/14 21:04
48F：→ ERT312: 電壓從110升到220，他的功率保持固定。 10/14 21:04
49F：→ ERT312: 而是說你對某電器的功率需求是固定的，但可以選110V規格 10/14 21:05
50F：→ ERT312: 也可以選220V規格 10/14 21:05
51F：推 aaaa8444: 功率的意思是每秒有多少能量通過，所以電器本身是每單 10/14 21:47
52F：→ aaaa8444: 位時間吃多少能量就是吃多少能量，電器本身耗不耗電跟電 10/14 21:47
53F：→ aaaa8444: 壓電流無關。例如2000W吹風機用220V或110V都是吃兩千瓦, 10/14 21:47
54F：→ aaaa8444: 每秒就是固定消耗掉2000焦耳的能量。提高電壓是為了減 10/14 21:47
55F：→ aaaa8444: 少前端線路的消耗跟電器能耗本身無關。因為導線本身不是 10/14 21:47
56F：→ aaaa8444: 完美導體，導線是有電阻的，所以導線本身是會透過電流 10/14 21:47
57F：→ aaaa8444: 的熱效應消耗部分能量(P=I^2R),因為銅在安全溫度內電阻 10/14 21:47
58F：→ aaaa8444: 變化不大所以可以近似常數計算。所以提高電壓減少電流 10/14 21:47
59F：→ aaaa8444: 的目的是減少前端線路的熱效應損耗損跟電器本身的功耗無 10/14 21:47
60F：→ aaaa8444: 關。用p=v^2/R直接套來算線損是不合理的，因為當你電壓 10/14 21:47
61F：→ aaaa8444: 拉高，你電器的電阻也要拉高才能維持一樣的功率，而電 10/14 21:47
62F：→ aaaa8444: 器的電阻拉高，根據分壓定理，落在導線上的壓降會比110V 10/14 21:47
63F：→ aaaa8444: 時的低，這時才能用p=v^2/R來算線阻 10/14 21:47
64F：推 aaaa8444: 簡單來說假設吹風機吃2000W,你用110v實際能耗可能是2000 10/14 21:51
65F：→ aaaa8444: W+100W線損=2100W。用220V就會變成2000+25W線損 10/14 21:51
66F：→ linbryan: 電器功率,台電電線電阻都是定值.怎樣減少損耗？方法1減 10/15 00:17
67F：→ linbryan: 少台電電線損耗-降低電流-提高電壓（電器所得功率不變） 10/15 00:18
68F：→ linbryan: 題外話,台電提供4插頭-110/+110V方案沒錯.downward comp 10/15 00:22
69F：→ linbryan: atible.現有電器可用到淘汰.新建案要用新規定而已. 10/15 00:24
70F：推 vonHelmholtz: 物理板 #1BsmL9DN 10/16 03:13
71F：推 kanonehilber: 問一下既然可以降功耗那為什麼不乾脆440或更高伏特 10/16 15:54
72F：→ wohtp: 電壓越高越危險是一個原因，不過最大的原因當然是別人用什 10/16 19:07
73F：→ wohtp: 麼你就得跟著用什麼 10/16 19:07
74F：→ wohtp: 你弄一個特規280V，一半的國際品牌會乾脆撤出台灣 10/16 19:10
75F：推 ERT312: 法規有規範插座的對地電壓不得超過150V，要超過有但書 10/16 21:00
76F：→ ERT312: 但還是不能超過300V，所以也不是想要幾V就可以用幾V 10/16 21:00
77F：推 victoy0909: 如果還是用+/-110v的配成220v那意義何在?還是他火線 10/16 21:44
78F：→ victoy0909: 直接改220v?新聞稿語焉不詳 10/16 21:44
79F：推 wohtp: 這種事沒有一翻兩瞪眼的界線，法規的150V一定程度上也是憑 10/17 00:43
80F：→ wohtp: 空抓出來的 10/17 00:43
81F：→ wohtp: 不然150跟163.7811是有差嗎 10/17 00:44
82F：→ wohtp: 至於兩條+/-110有沒有用的問題，答案是有的，電流一樣減半 10/17 00:45
83F：推 Vulpix: 所以說要動的電線是：建築內部的電線還是說從路邊的變電箱 10/17 03:38
84F：→ Vulpix: 開始全都要動？後者似乎是一個太大的工程…… 10/17 03:38
85F：→ Vulpix: 可是只動前者的話，如果沒有挨家挨戶更動，應該省不到10億 10/17 03:40
86F：→ Vulpix: 度電那麼多。 10/17 03:40
87F：推 kanonehilber: 原來還有這種法規，長見識了 10/17 04:24
88F：→ kanonehilber: 舊的線路都沒有要動吧，但是未來新建案就是新規的了 10/17 04:25
89F：→ theknight: 跟高壓電輸送一樣的意思。能省一點點電而已 杯水車薪 10/17 18:04
90F：推 ERT312: 其實就等同在現有的插座多拉一條火線而已，沒有動到其他 10/17 18:28
91F：→ ERT312: 以前老的一點的房子插座只有兩條線，一條火線一條中性線 10/17 18:29
92F：→ ERT312: 後來有三條線了，另一條是接地線 10/17 18:29
93F：→ ERT312: 線在則是再拉另一條火線，共四條線，就可搭配新插座 10/17 18:30
94F：→ ERT312: 同時提供110V以及220V的電壓 10/17 18:31
95F：→ ERT312: @victoy0909: 單相三線並沒有對地220V的火線 10/17 18:34
96F：→ ERT312: 雖然變壓器是從其中一相的高壓電變到220V 10/17 18:36
97F：→ ERT312: 但變壓器的中間接地(相當於校準為零電位)，因此兩端變成 10/17 18:37
98F：→ ERT312: 一正一負的對地110V電壓 10/17 18:37
99F：→ linbryan: 用電改良本是運用法規一點一點往前進，不要只想一次大躍 10/17 23:38
100F：→ linbryan: 新聞報導本是以選舉目的來思考，不是物理 10/17 23:39
101F：推 PYHsieh: 220V 輸入轉換效率比較好為主因..居家內佈電線損只是加分 10/20 17:54