世界上现存的有电的东西，有没有电压非常小，电流却非常大，比如1伏，10000安?
确实存在电压极低但电流却极其巨大的用电设备，这在很多领域都扮演着至关重要的角色。1伏特、10000安培的组合虽然听起来有些极端，但这种“低压高流”的特性在一些特殊应用中是可以实现的。
要理解这一点，我们首先需要回顾一下电学的基本概念。电压 (Voltage)，可以想象成水管里的水压，它驱动着电荷的流动。而电流 (Current)，则是单位时间内通过导体横截面的电荷量，就像水管里水的流量。功率 (Power) 的计算公式是 P = V × I，也就是电压乘以电流。所以，即使电压很低，只要电流足够大，它所传递的功率也可以非常可观。
那么，在现实世界中，哪些设备会需要如此极端的参数组合呢？主要集中在需要产生巨大热量或者驱动大功率电机的场合。
1. 电弧焊机 (Electric Arc Welders)
这是最典型也最容易理解的例子。电弧焊利用极高的温度熔化金属，从而将两块金属连接在一起。为了产生如此高的温度，需要在焊接电极和被焊金属之间形成一个电弧。
工作原理： 电弧焊机本质上是一个变压器，将市电（例如220V或380V）的电压降低，同时将电流成倍增大。在焊接过程中，焊丝（焊条）与工件之间形成一个短路点，但由于焊丝的消耗和送进，以及焊剂的保护，会形成一个高热量的电弧。
参数特点： 为了产生一个稳定且有足够“穿透力”的电弧来熔化金属，焊机的输出电压通常很低，可能就在 20伏特到40伏特之间，甚至更低。但为了在短时间内产生巨大的热量，需要巨大的电流，这个电流可以轻松达到 几百安培到上千安培。你的例子中的1伏特可能过于极端，因为在如此低的电压下维持一个稳定的电弧会非常困难，但几伏特到几十伏特是常见范围。电流则完全可以达到数千安培的级别，尤其是在一些重型工业焊接应用中。
为什么需要低压高流？
安全性： 低电压可以大大降低电击的危险性，这对操作人员的安全至关重要。
热量产生： 根据焦耳定律 (Q = I²Rt)，产生的热量与电流的平方成正比。要快速产生高热量，增大电流是最有效的方法。
电弧稳定性： 电弧的产生和维持需要一定的电离程度，但过高的电压反而可能导致电弧不稳定或产生不必要的飞溅。一个较低的电压配合高电流可以形成一个更集中、能量密度更高的电弧。
2. 电解槽 (Electrolytic Cells)
电解过程是将电能转化为化学能，用于分离或提纯物质。例如，电解水制氢、电解食盐制氯气和氢氧化钠等。
工作原理： 在电解槽中，需要施加一定的电压来克服电解质的电阻以及电化学反应的驱动力。但为了在短时间内处理大量的物质，需要巨大的电流。
参数特点： 电解槽的电压通常也不会很高，可能在 几伏特到几十伏特 的范围内，具体取决于电解质的种类、浓度以及电极之间的距离和面积。但是，为了实现大规模生产，其电流可以非常惊人，达到 几万安培甚至更高。例如，大型氯碱工业的电解槽，电流可以达到100kA（10万安培）以上。
为什么需要低压高流？
效率： 电解过程中的能量损耗主要来自于电解槽的内阻。低电压意味着较低的功率损耗（P_loss = I²R），因此效率更高。
电解速率： 法拉第电解定律表明，通过的电量与化学反应生成的物质质量成正比。要快速产生大量产物，就必须有巨大的电流。
3. 感应加热设备 (Induction Heating Equipment)
感应加热利用电磁感应的原理，通过高频电流在金属工件中产生涡流，从而将其加热。
工作原理： 高频交流电通过一个称为感应线圈的导体会产生一个快速变化的磁场。当导电的工件被放置在这个磁场中时，就会在工件内部产生感应电流（涡流）。涡流在工件的电阻上会产生大量的热量。
参数特点： 感应加热设备通常工作在高频，频率从几千赫兹到几兆赫兹不等。虽然高频本身会增加导体损耗，但为了在工件中产生足够强的涡流，驱动线圈的电源需要输出非常大的电流。电压可能不高，但电流可以达到 数千安培 的级别。有些特殊的低频感应加热应用，为了穿透更厚的材料，电压可能会相对提高，但仍然远低于市电电压。
为什么需要低压高流？
涡流强度： 涡流的大小与感应磁场强度和工件的导电性有关，而感应磁场强度又与线圈中的电流直接相关。大电流是产生强磁场和强涡流的关键。
效率： 与电解类似，低电压可以减少电源本身的损耗。
4. 大功率直流稳压电源 (HighPower DC Power Supplies)
虽然很多直流电源是设计成输出固定电压的，但在某些特殊工业应用中，也存在需要输出低电压、大电流的场合。
例如：
电化学研究中的恒电流源： 在某些电化学实验中，研究者需要精确控制电流大小来研究反应动力学，而电压会根据电池的阻抗和状态自动变化。在这种情况下，可能会设定一个极低的电压限值，但允许电流非常大（取决于测试对象和电源能力）。
某些特殊电磁铁或加速器： 驱动某些大型电磁铁或者粒子加速器的某些部件，可能需要在大体积的导体中产生强大的磁场，这需要很大的电流。虽然这些设备通常不是“1伏”，但其设计理念上也是追求以相对较低的电压驱动巨量的电流以达到特定目的。
总结
你的设想中的“1伏，10000安”组合，虽然在具体数值上可能有些极端，但其背后的“低压高流”原理是真实存在的，并且在许多工业和科研领域有着不可或缺的应用。这些设备之所以采用这种参数设计，核心原因是为了：
高效地产生巨大的热量（如电弧焊、感应加热）。
在短时间内处理和转化大量的物质（如电解）。
确保操作的安全性（如低压）。
优化能源效率，减少能量损耗。
这些应用充分体现了电学原理的灵活性和多样性，证明了在不同的场景下，电压和电流的组合可以有如此大的差异，共同服务于人类的生产和科研活动。
要理解这一点，我们首先需要回顾一下电学的基本概念。电压 (Voltage)，可以想象成水管里的水压，它驱动着电荷的流动。而电流 (Current)，则是单位时间内通过导体横截面的电荷量，就像水管里水的流量。功率 (Power) 的计算公式是 P = V × I，也就是电压乘以电流。所以，即使电压很低，只要电流足够大，它所传递的功率也可以非常可观。
那么，在现实世界中，哪些设备会需要如此极端的参数组合呢？主要集中在需要产生巨大热量或者驱动大功率电机的场合。
1. 电弧焊机 (Electric Arc Welders)
这是最典型也最容易理解的例子。电弧焊利用极高的温度熔化金属，从而将两块金属连接在一起。为了产生如此高的温度，需要在焊接电极和被焊金属之间形成一个电弧。
工作原理： 电弧焊机本质上是一个变压器，将市电（例如220V或380V）的电压降低，同时将电流成倍增大。在焊接过程中，焊丝（焊条）与工件之间形成一个短路点，但由于焊丝的消耗和送进，以及焊剂的保护，会形成一个高热量的电弧。
参数特点： 为了产生一个稳定且有足够“穿透力”的电弧来熔化金属，焊机的输出电压通常很低，可能就在 20伏特到40伏特之间，甚至更低。但为了在短时间内产生巨大的热量，需要巨大的电流，这个电流可以轻松达到 几百安培到上千安培。你的例子中的1伏特可能过于极端，因为在如此低的电压下维持一个稳定的电弧会非常困难，但几伏特到几十伏特是常见范围。电流则完全可以达到数千安培的级别，尤其是在一些重型工业焊接应用中。
为什么需要低压高流？
安全性： 低电压可以大大降低电击的危险性，这对操作人员的安全至关重要。
热量产生： 根据焦耳定律 (Q = I²Rt)，产生的热量与电流的平方成正比。要快速产生高热量，增大电流是最有效的方法。
电弧稳定性： 电弧的产生和维持需要一定的电离程度，但过高的电压反而可能导致电弧不稳定或产生不必要的飞溅。一个较低的电压配合高电流可以形成一个更集中、能量密度更高的电弧。
2. 电解槽 (Electrolytic Cells)
电解过程是将电能转化为化学能，用于分离或提纯物质。例如，电解水制氢、电解食盐制氯气和氢氧化钠等。
工作原理： 在电解槽中，需要施加一定的电压来克服电解质的电阻以及电化学反应的驱动力。但为了在短时间内处理大量的物质，需要巨大的电流。
参数特点： 电解槽的电压通常也不会很高，可能在 几伏特到几十伏特 的范围内，具体取决于电解质的种类、浓度以及电极之间的距离和面积。但是，为了实现大规模生产，其电流可以非常惊人，达到 几万安培甚至更高。例如，大型氯碱工业的电解槽，电流可以达到100kA（10万安培）以上。
为什么需要低压高流？
效率： 电解过程中的能量损耗主要来自于电解槽的内阻。低电压意味着较低的功率损耗（P_loss = I²R），因此效率更高。
电解速率： 法拉第电解定律表明，通过的电量与化学反应生成的物质质量成正比。要快速产生大量产物，就必须有巨大的电流。
3. 感应加热设备 (Induction Heating Equipment)
感应加热利用电磁感应的原理，通过高频电流在金属工件中产生涡流，从而将其加热。
工作原理： 高频交流电通过一个称为感应线圈的导体会产生一个快速变化的磁场。当导电的工件被放置在这个磁场中时，就会在工件内部产生感应电流（涡流）。涡流在工件的电阻上会产生大量的热量。
参数特点： 感应加热设备通常工作在高频，频率从几千赫兹到几兆赫兹不等。虽然高频本身会增加导体损耗，但为了在工件中产生足够强的涡流，驱动线圈的电源需要输出非常大的电流。电压可能不高，但电流可以达到 数千安培 的级别。有些特殊的低频感应加热应用，为了穿透更厚的材料，电压可能会相对提高，但仍然远低于市电电压。
为什么需要低压高流？
涡流强度： 涡流的大小与感应磁场强度和工件的导电性有关，而感应磁场强度又与线圈中的电流直接相关。大电流是产生强磁场和强涡流的关键。
效率： 与电解类似，低电压可以减少电源本身的损耗。
4. 大功率直流稳压电源 (HighPower DC Power Supplies)
虽然很多直流电源是设计成输出固定电压的，但在某些特殊工业应用中，也存在需要输出低电压、大电流的场合。
例如：
电化学研究中的恒电流源： 在某些电化学实验中，研究者需要精确控制电流大小来研究反应动力学，而电压会根据电池的阻抗和状态自动变化。在这种情况下，可能会设定一个极低的电压限值，但允许电流非常大（取决于测试对象和电源能力）。
某些特殊电磁铁或加速器： 驱动某些大型电磁铁或者粒子加速器的某些部件，可能需要在大体积的导体中产生强大的磁场，这需要很大的电流。虽然这些设备通常不是“1伏”，但其设计理念上也是追求以相对较低的电压驱动巨量的电流以达到特定目的。
总结
你的设想中的“1伏，10000安”组合，虽然在具体数值上可能有些极端，但其背后的“低压高流”原理是真实存在的，并且在许多工业和科研领域有着不可或缺的应用。这些设备之所以采用这种参数设计，核心原因是为了：
高效地产生巨大的热量（如电弧焊、感应加热）。
在短时间内处理和转化大量的物质（如电解）。
确保操作的安全性（如低压）。
优化能源效率，减少能量损耗。
这些应用充分体现了电学原理的灵活性和多样性，证明了在不同的场景下，电压和电流的组合可以有如此大的差异，共同服务于人类的生产和科研活动。
网友意见
铝电解槽的母线，槽电压大约四伏，电流可以达到500KA 。
这么大的电流，对导线就提出了很高的要求。首先要足够粗，否则就会烧断。
铝电解槽长这个样子：
图中最前面的六根弯曲的柱子就是阳极立柱母线，可以看到这导线比人的腰还要粗，而且一根完全不够，需要六根分流。
立柱母线通过水平母线与阳极导杆（就是图中竖着的比较细一点的柱子）连接。电流通过母线、导杆以及导杆下方的钢爪、阳极炭块后通过电解池流向阴极。
阴极母线在电解槽下方，图片上看不到，也是够粗够硬。
因为通过母线的电流非常大，母线附近的电磁场也很强。在周围走动的时候会发生一些很奇怪的现象，比如钥匙串会因为短时间被磁化而“开花”，扔个小铁棍在地上会立起来，操作时铁锹会被吸附到母线上面等等。
因为槽间电压小，触摸这些母线并不会触电（有可能烫伤）。不过电解槽之间是串联的，母线与零点位之间的电压是多少那就不好说了，大致等于4＊一个工区的电解槽个数吧！
电解铝生产中电的消耗是十分巨大的，生产中铝的电化学系数控制就是铝电解工艺中成本控制的第一重点。
电解铝工艺中需要的电流如此之大，那么给它输电是怎么完成的呢？总不可能在铝厂与电站之间用这么夸张的母线来连接吧？一是成本太高，二是途中的损耗太大。
事实上供应一个铝厂全部的只需要几根高压线就够了。通过简单的计算就能得出，一个电解槽如果用500KV 的高压供电，电路中电流强度只有4A 左右，甚至家用插座里的电线就可以胜任。而供应这么多电解槽，那种架在铁塔上的高压线完全没有问题。
高压线到铝厂后通过变电站转化为大电流的直流电，这就完美解决了供电问题。（由此也能看出高压输电的优点）
评论中有提到用超导体，抛去成本问题也基本不可能。铝电解槽里面的电解质和铝液的温度高达970摄氏度，母线与电解质之间虽然有料块和铝隔板隔热，但附近的温度也是非常高的。更何况与水平母线直接接触的阳极导杆本身就会发热（阳极导杆也做成超导体？那与导杆接触的钢爪也会发热）
电解铝的生产工艺是将氧化铝粉末溶解到熔融状态的冰晶石里以直流电电解。而冰晶石的熔点就在九百度以上，所以生产工艺没有革命性的变化的话，电解质的温度是降不下来的。
直接电解熔化的氧化铝？抱歉氧化铝的熔点更高。
或者电解氧化铝溶液？抱歉氧化铝不溶于水。
ITER的几十个线圈，都是MA级的电流……
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