Pourquoi des outils plus puissants utilisent-ils une tension plus élevée?

AFAIK, chacun des principaux fabricants mondiaux d'outils électriques sans fil, produit plusieurs "lignes de produits" d'outils électriques sans fil de différentes tensions. Par exemple, Bosch produit actuellement des outils avec des batteries Li-Ion avec une sortie de 10,7V, 14,4V, 18V et 36V et plus la tension est élevée, plus l'outil est puissant.

Maintenant, ces outils sont alimentés par des batteries assemblées à partir de cellules de tension inférieure (quelque chose comme 3,7 volts pour les cellules Li-Ion, je suppose) et les cellules sont connectées en séquence jusqu'à ce que la tension cible soit atteinte.

Ils pourraient plutôt connecter des cellules en parallèle. Ils auraient la même tension, mais un courant plus élevé et cela donnerait à nouveau une puissance plus élevée.

Pourquoi choisissent-ils une tension plus élevée que la même tension et un courant plus élevé pour obtenir une puissance plus élevée dans les outils électriques?

Matt a déjà expliqué qu'en utilisant une tension plus élevée, vous aurez un courant plus faible pour la même puissance nominale . Cela signifie des fils plus fins et moins lourds , ce qui signifie des économies (le cuivre coûte cher). Vous devrez peut-être faire attention à une meilleure isolation , mais cela ne l'emporte pas sur l'avantage mentionné.

Il est également beaucoup plus facile de placer des cellules en série qu'en parallèle . Lorsqu'elles sont placées en parallèle, les tensions doivent être exactement égales, sinon vous aurez des courants élevés allant d'une cellule à l'autre, provoquant de grandes pertes de puissance et réduisant la durée de vie de la cellule .

TLDR: une tension plus élevée est nécessaire pour des régimes plus élevés.

Je ne suis pas d'accord avec l'argument de l'efficacité du cuivre (ci-dessus / ci-dessous)

La seule raison est le retour EMF des moteurs à haut régime. Peu importe la quantité de courant que les batteries peuvent fournir, leur courant se traduit par un couple pour le moteur, mais pas par la vitesse. À vitesse maximale, le moteur théorique sans perte a une emf arrière exactement égale à la tension d'alimentation et consomme un courant approchant de zéro tout en ayant un couple nul.

Les outils plus puissants ont peut-être un régime plus élevé, des valeurs de vitesse de rotation et ils ont besoin d'une tension plus élevée.

Pour exactement la même raison, les compagnies d'électricité transmettent l'énergie à travers le pays à plusieurs centaines de milliers de volts au lieu de tout faire à 110 / 230v.

Une tension plus élevée signifie un courant plus faible pour la même quantité d'énergie.

Un courant plus faible signifie des composants plus petits et des fils plus fins, ce qui le rend moins cher et plus efficace.

Par exemple, prenez un moteur à courant continu.

Pour qu'un moteur 12V développe la même puissance qu'un moteur 24V, il devrait consommer deux fois plus de courant. Cela signifierait que les enroulements dans le moteur devraient être constitués de fil plus épais. Cela augmenterait à la fois la taille et le coût.

Les compagnies d'électricité transfèrent l'électricité à haute tension, le courant est donc faible pour pouvoir utiliser des câbles de petit diamètre. C'est tout de même le principe.

Plus la tension est élevée, plus le courant est faible, à même puissance. Lorsque vous aspirez beaucoup de courant d'une batterie, vous créez une zone mal modifiée à l'intérieur. Cela conduit à une pire performance.