您是對的,因為功率是電壓和電流的乘積。這表明只要電壓x電流組合達到要求的功率就可以了。
但是,在現實世界中,我們遇到了各種各樣的現實。最大的問題是,在低電壓下,電流需要很高,並且高電流昂貴,大和/或處理效率低。電壓也有一個限制,超過該限制會帶來不便,這意味著價格昂貴或過大。因此,中間的範圍適中,最適合我們處理不便的物理情況。
以60 W設備為例,首先考慮120 V和500 mA。都不會推動任何導致異常困難或費用的限制。除非不嘗試將其絕緣至200 V(總是留有餘量,尤其是絕緣額定值),否則幾乎會發生這種情況。 500 mA不需要異常粗或昂貴的導線。
5 V和12 A當然是可行的,但是已經不能只使用普通的“連接”線。與可處理500 mA的電線相比,用於處理12 A的電線將更粗且成本更高。這意味著要花更多的銅,這要花大量的錢,這會使電線的撓性降低,並使之更粗。
另一方面,將電壓從120 V降至5 V並沒有帶來什麼好處。安全性是其優勢之一。通常在48 V或更低的電壓下,調節器變得更簡單。到30 V時,如果晶體管等只需要處理10 V,就沒有太多節省。
更進一步,在60 A時1 V非常不便。通過在如此低的電壓下啟動,電纜中較小的電壓降會變得更加明顯,導致效率低下,正當這變得更加難以避免時。考慮電纜的總輸出和反向電阻僅為100mΩ。即使兩端都充滿了1 V電壓,它也只能吸收10 A電流,並且不會為設備留下任何電壓。
比方說,您希望設備至少有900 mV,因此需要提供67 A電流以補償電纜中的功率損耗。電纜將需要具有(100 mV)/(67 A)= 1.5mΩ的出線和出線總電阻。即使在總共1 m的電纜上,也需要相當粗的導體。而且,它仍然會消耗6.7 W。
處理高電流的困難是公用事業規模的輸電線路為高電壓的原因。這些電纜可能長達100英里,因此串聯電阻會增加。公用事業使電壓盡可能高,從而使100英里的電纜便宜,並且浪費更少的電力。高壓確實要花一些錢,這主要是保持電纜周圍與其他導體的更大間隙的要求。儘管如此,這些成本還不如在電纜中使用更多的銅或鋼那麼高。
AC的另一個問題是,集膚效應 i>意味著對於較大直徑的電阻,收益遞減。這就是為什麼在很長的距離內,傳輸DC便宜,然後在接收端付錢將其轉換為AC的原因。