Por que as ferramentas mais poderosas usam voltagem mais alta?

A AFAIK, cada um dos principais fabricantes mundiais de ferramentas elétricas sem fio produz várias "linhas de produtos" de ferramentas elétricas sem fio com tensões diferentes. Por exemplo, a Bosch atualmente produz ferramentas com baterias de íon de lítio com saída de 10,7V, 14,4V, 18V e 36V e quanto maior a tensão, mais poderosa é a ferramenta.

Agora essas ferramentas são alimentadas por baterias montadas a partir de células com voltagem mais baixa (algo como 3,7 volts para células de íons de lítio, eu acho) e as células são conectadas em sequência até que a voltagem desejada seja atingida.

Eles poderiam conectar células em paralelo. Eles teriam a mesma voltagem, mas uma corrente mais alta e isso novamente produziriam maior potência.

Por que eles escolhem tensão mais alta que a mesma tensão e corrente mais alta para obter maior potência em ferramentas elétricas?

Matt já explicou que, ao usar uma tensão mais alta, você terá uma corrente mais baixa para a mesma potência . Isso significa fios mais finos e menos pesados , o que significa economia (o cobre é caro). Talvez você precise prestar atenção a um melhor isolamento , mas isso não supera a vantagem mencionada.

Também é muito mais fácil colocar células em série do que em paralelo . Quando colocadas em paralelo, as tensões devem ser exatamente iguais, caso contrário, você terá altas correntes correndo de uma célula para outra, causando grandes perdas de energia e reduzindo a vida útil da célula .

TLDR: Mais voltagem é necessária para rotações mais altas.

Não concordo com o argumento da eficiência do cobre (acima / abaixo)

O único motivo é voltar EMF de motores a altas rotações. Independentemente da quantidade de corrente que as baterias podem fornecer, a corrente delas se traduz em torque para o motor, mas não em velocidade. Na velocidade máxima, o motor sem perdas teórico tem uma fem de volta exatamente igual à tensão de alimentação e consome a corrente se aproximando de zero e tendo torque zero.

As ferramentas elétricas mais altas talvez tenham rpm mais altas, valores de velocidade de rotação e precisam de tensão mais alta.

Pelo mesmo motivo, as empresas de energia transmitem energia em todo o país a centenas de milhares de volts, em vez de apenas fazer tudo a 110 / 230v.

Uma voltagem mais alta significa uma corrente mais baixa para a mesma quantidade de energia.

Uma corrente mais baixa significa componentes menores e fios mais finos, tornando-o mais barato e mais eficiente.

Por exemplo, pegue um motor DC.

Para que um motor de 12V desenvolva a mesma quantidade de energia que um motor de 24V, seria necessário consumir o dobro da corrente. Isso significaria que os enrolamentos no motor teriam que ser constituídos por fios mais grossos. Isso aumentaria o tamanho e o custo.

As empresas de eletricidade transferem energia em alta tensão, de modo que a corrente é baixa para que possam usar cabos de pequeno diâmetro. É tudo o mesmo princípio.

Quanto maior a tensão, menor a corrente, na mesma potência. Quando você consome muita corrente de uma bateria, cria uma área pouco alterada no interior. Isso leva a um desempenho pior.