漲知識(shí)！電為啥要分交流、直流？
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有沒(méi)有想過(guò)，為什么手機(jī)充電插頭比一般插頭大? 其實(shí)嚴(yán)格來(lái)講，這個(gè)"插頭"叫開(kāi)關(guān)電源適配器，目的是將電網(wǎng)傳來(lái)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電傳輸進(jìn)電子設(shè)備中。筆記本電腦的電源適配器更大，冬天暖手更方便。 那為啥要把交流電換成直流電呢?讓我們從頭講起。 電是一種自然現(xiàn)象。電荷靜止或移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象，比如雷雨天氣中會(huì)看到的閃電、冬天脫毛衣的時(shí)候噼里啪啦的火花。后來(lái)，科學(xué)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(jī)、電動(dòng)機(jī)。 先用直流電，還是先用交流電? 220伏/50赫茲交流電是我國(guó)的供電標(biāo)準(zhǔn)，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(huì)念叨的"直流變頻空調(diào)"，想不到其他的了吧。 其實(shí)，直流電應(yīng)用很廣泛，你肯定見(jiàn)過(guò)，也用過(guò)。比如： 定義 直流電，是指方向不隨時(shí)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(cè)，一個(gè)是直的，一個(gè)彎的 反正都是電，感覺(jué)差別不大? No~ No~ No~ 讓我們翻開(kāi)歷史，講點(diǎn)八卦! 直流電，是電力革命急先鋒。在早期的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)中，人們總是想方設(shè)法把產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?/p> 1879年，托馬斯˙愛(ài)迪生制成只碳絲白熾燈，吸引了大量投資。此后，小愛(ài)同學(xué)一路順風(fēng)順?biāo)?882 年的一個(gè)夜晚，110 伏的直流電輸送到紐約曼哈頓整個(gè)街區(qū)大家終于可以扔掉煤油燈啦~ 然而，直流輸電的弊端也隨著使用范圍的擴(kuò)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(zhǎng)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?yàn)閾p耗量=電流2;#10005;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(dāng)時(shí)高壓直流技術(shù)尚不成熟，直流電變壓比較復(fù)雜。這時(shí)候，塞爾維亞小青年尼古拉˙特斯拉背著書(shū)包，跨越大洋奔向偶像愛(ài)迪生。他有一個(gè)不太成熟的小建議;交流輸電。交流電機(jī)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，容易變壓，可以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠地解決提高輸電電壓的問(wèn)題。 可是，這個(gè)建議被霸道總裁拒絕了。有人說(shuō)是因?yàn)樾?ài)同學(xué)沒(méi)上過(guò)幾天學(xué)，不懂高數(shù)，交流電對(duì)他來(lái)說(shuō)有點(diǎn)抽象。為了阻撓交流電發(fā)展，愛(ài)迪生除了當(dāng)眾做交流電電死動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、發(fā)動(dòng)媒體報(bào)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(dāng)然，在這場(chǎng)交直流之爭(zhēng)中，具有遠(yuǎn)距離輸電優(yōu)勢(shì)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(shuí)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?yàn)橹绷麟姴恍枰鳛V波，沒(méi)有相位差，比較穩(wěn)定。直流電如何升壓呢?簡(jiǎn)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(jì)性上看，雖然直流換流站比交流輸電的變電站造價(jià)高，但是直流線路只要正、負(fù)兩根線，交流線路三相需要三根線，直流線路造價(jià)更低，所以距離越長(zhǎng)，越適合直流輸電。 例目前世界上電壓等級(jí)的輸電工程就是直流工程;1100千伏準(zhǔn)東;皖南工程。工程線路全長(zhǎng)3324公里，比哈爾濱到海口的直線距離還長(zhǎng)。 在輸電領(lǐng)域，一般超過(guò)30公里的水下電纜、 兩個(gè)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(diǎn)，有人打比方說(shuō)，交流電像高速鐵路，直流電像空中飛機(jī)，一個(gè)中途可以停車(chē)，一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)飛。用哪個(gè)，要具體問(wèn)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(jī)、電腦)和絕大多數(shù)家電內(nèi)部均使用直流電。因?yàn)楣P記本和手機(jī)要求輕便，所以整流器放在外面，而臺(tái)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)不斷從正流向負(fù)，交流電是波動(dòng)的。而電子元器件是通過(guò)識(shí)別高低電位來(lái)工作的，例如電腦，有電位為1、無(wú)電位為0，交流電本身就會(huì)有過(guò)零點(diǎn)的電位，這樣電子元器件就無(wú)法進(jìn)行正確的邏輯判斷。 電學(xué)是一門(mén)不斷發(fā)展的復(fù)雜學(xué)問(wèn)，這篇文章顯然是無(wú)法詳細(xì)說(shuō)明每一種情況的。但是，如果女朋友問(wèn)"帶手機(jī)充電插頭了嗎?"你可以從容地拿出這篇文章，糾正道："親愛(ài)的，這個(gè)叫電源適配器。 |
