想必很多人都沒有想過"電為什么要分交流電和直流電"這個問題。而是默認接受這個現(xiàn)實,因為從初中物理中,老師就把它分成了交流和直流唄,這個解釋您可否滿意?我們還是一起來看看正確回答吧。
電是一種自然現(xiàn)象。電荷靜止或移動會產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象,比如雷雨天氣中會看到的閃電、冬天脫毛衣的時候噼里啪啦的火花。后來,科學家們從各種電效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,于是發(fā)明出了電池、發(fā)電機、電動機。
先用直流電,還是先用交流電?
220伏/50赫茲交流電是我國的供電標準,所以很多人都以為家用電器用的都是交流電。至于直流電,大概除了那句廣告中會念叨的“直流變頻空調(diào)”,想不到其他的了吧。
其實,直流電應(yīng)用很廣泛,你肯定見過,也用過。比如:
定義
直流電,是指方向不隨時間發(fā)生變化的電流。
交流電,是指大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流。
從示波器觀測,一個是直的,一個彎的……
反正都是電,感覺差別不大?
然而,直流輸電的弊端也隨著使用范圍的擴大而逐漸顯現(xiàn):電壓不變的情況下,供電距離的增加和用戶的增長加劇了線路損耗。小型直流中心電站供電區(qū)域僅限于2公里不到的方圓內(nèi)。
因為損耗量=電流²?電阻,所以減小電流就能減少損耗。
在傳輸功率保持不變的情況下,電流和電壓成反比,所以,提高電壓就能減小電流,減小損耗。
當時高壓直流技術(shù)尚不成熟,直流電變壓比較復雜。這時候,塞爾維亞小青年尼古拉˙特斯拉背著書包,跨越大洋奔向偶像愛迪生。他有一個不太成熟的小建議——交流輸電。交流電機比直流電機結(jié)構(gòu)更簡單,容易變壓,可以簡單、經(jīng)濟、可靠地解決提高輸電電壓的問題。
可是,這個建議被霸道總裁拒絕了。有人說是因為小愛同學沒上過幾天學,不懂高數(shù),交流電對他來說有點抽象。為了阻撓交流電發(fā)展,愛迪生除了當眾做交流電電死動物實驗、發(fā)動媒體報道交流電事故,還促成電椅的發(fā)明——用交流電執(zhí)行死刑。
當然,在這場交直流之爭中,具有遠距離輸電優(yōu)勢的交流電還是贏了。(注意哦,這里講的是輸電。)
交流電、直流電,到底誰更好?
隨著線路電壓不斷提高,輸送功率和輸送距離不斷增大,直流電又得到工程師們的青睞。因為直流電不需要整流濾波,沒有相位差,比較穩(wěn)定。直流電如何升壓呢?簡單講,升壓工作交給交流做,交直流再轉(zhuǎn)換一下就好啦~而且,從經(jīng)濟性上看,雖然直流換流站比交流輸電的變電站造價高,但是直流線路只要正、負兩根線,交流線路三相需要三根線,直流線路造價更低,所以距離越長,越適合直流輸電。
例目前世界上電壓等級最高的輸電工程就是直流工程——±1100千伏準東—皖南工程。工程線路全長3324公里,比哈爾濱到海口的直線距離還長。
在輸電領(lǐng)域,一般超過30公里的水下電纜、 兩個交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)接也都是用的直流電。
交流電和直流電各有特點,有人打比方說,交流電像高速鐵路,直流電像空中飛機,一個中途可以停車,一個點對點飛。用哪個,要具體問題具體分析。
家用電器為啥要用直流電?
回到家用電器領(lǐng)域,IT產(chǎn)品(如手機、電腦)和絕大多數(shù)家電內(nèi)部均使用直流電。因為筆記本和手機要求輕便,所以整流器放在外面,而臺式電腦、冰箱、空調(diào)等就把整流器放到了電器內(nèi)部了。
為什么?回到本質(zhì),直流電是連續(xù)不斷從正極流向負極,交流電是波動的。而電子元器件是通過識別高低電位來工作的,例如電腦,有電位為1、無電位為0,交流電本身就會有過零點的電位,這樣電子元器件就無法進行正確的邏輯判斷。