农村的有线广播网是以县广播站为中心,公社放大站为基础,通过广播网路把全县各公社、生产大队和社员家庭中的喇叭连接起来(见图1)。

我们知道,从安全用电方面来说,低电压比较安全,高电压比较危险。一般广播喇叭只要30伏以下的低电压就能正常放音,可是广播干线却用120伏或240伏的高电压来输送,这是为什么?
人们都知道导线总是有一定电阻的,既然有电阻,它当然要消耗一定电功率。(1)式表达了电功率与电流、电阻间的关系。
P=I\(^{2}\)R……(1)
式中P表示电功率,单位为瓦。I表示电流,单位为安。R表示电阻,单位为欧。从这公式可看出,若线路电阻R不变,只要设法减少线路上输送电流,就能大大减少线路损耗。但是随着电流的减少,负载上的功率也跟着减少,使喇叭不能正常放音了。因此,只从减小输送电流一条途径考虑,不能实现降低线路损耗的愿望。
经进一步分析,我们知道电功率还可用公式(2)表示:
P=IU……( 2)
式中U表示电压,单位为伏。由式②可知,要输送同样电功率,可采取提高电压U和降低电流I的办法,来达到减少线路损耗,提高传输效率的目的。
在提高线路电压的时候,还必须利用变压器适当变换负载阻抗,才能达到减少损耗的目的。下面举一个例子来说明这个问题。为了使问题简化,我们略去了线路的分布电容和分布电感,并且把负载作为纯电阻看待。这样做在数字上有一些出入,但是道理上还是一样的。

例如有一条线路,线路本身电阻为100欧。某负载电阻为33欧(例如某生产大队有300只舌簧喇叭并联)。如图2所示,当送端供给30伏音频电压时,输送电流为I=\(\frac{30}{100+33}\)≈0.225安。线路损耗为P\(_{耗}\)=0.225×0.225×100≈5.1瓦。送端电功率为 P送=0.225×30≈6.75瓦。输送效率为
η=\(\frac{P}{_{送}}\)-P耗P\(_{送}\)=6.75-5.1;6.75≈24%。
如在线路的负荷端用一变压器变换阻抗如图3。输送端电压改用120伏。输送端功率仍保持6.75瓦(这只是为了便于对比)。那么输送电流就是I=6.75/120≈0.0564(安)。这相当于总的负载阻抗(包括负荷与线路本身电阻)为120/0.0564≈2120Ω。减去线路电阻100欧,负荷阻抗应为2020欧的负载。图3的变压器应该能把33欧负载变换为2020欧。图3变压器接法,电压比为240V:30V,即8:1。电压比的平方便是阻抗比。那么阻抗比是8\(^{2}\):12即64:1。也就是说这样接法的变压器,能把次级阻抗升高64倍(在初级看),即变换成64×33≈2120这与所要求的2020很接近了。已知输送电流为0.0564安,那么送端功率P\(_{送}\)=120×0.0564≈6.75瓦。线路损耗为P耗=0.0564 ×0.0564×100=0.32瓦。输送效率为η=(6.75-0.32)/6.75≈95%。

从上例可见利用变压器适当变换阻抗,提高输送电压,降低输送电流,就能大大减少线路损耗,从而提高输送效率。有线广播干线都用高压传送就是这个道理。(方锡)