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电为啥要分交流、直流?

martion  发表于 2018/4/7 20:17:46      256 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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有没有想过,为什么手机充电插头比一般插头大?


其实严格来讲,这个“插头”叫开关电源适配器,目的是将电网传来的交流电转换为直流电传输进电子设备中。笔记本电脑的电源适配器更大,冬天暖手更方便~

那为啥要把交流电换成直流电呢?让我们从头讲起。


先用直流电,还是先用交流电?


220伏/50赫兹交流电是我国的供电标准,所以很多人都以为家用电器用的都是交流电。至于直流电,大概除了那句广告中会念叨的“直流变频空调”,想不到其他的了吧。

其实,直流电应用很广泛,你肯定见过,也用过。比如:



反正都是电,感觉差别不大?

No~ No~ No~


1884年,一个名叫特斯拉的年轻人带着前雇主的介绍信,匆匆登上了开往美国淘金圣地的轮船。他要去找他的偶像——托马斯·爱迪生,希望他能帮助自己完成交流电系统的发明。

托马斯·爱迪生


信上写着:
“亲爱的爱迪生:我认识两个伟人,一个是你,另外一个就是这位年轻人。”

当时,爱迪生正在向全世界推销自己的直流电系统,根本不看好交流电。但凭借这封信,特斯拉还是如愿进入了爱迪生的团队。爱迪生承诺,如果他解决了“直流发电机与电动机问题”,就付给他相当于今天的一百万美元的奖金。
但当特斯拉把爱迪生的机器修好,并问“说好的一百万呢?”

爱迪生竟笑了,他说:“特斯拉,你不懂我们的美国式幽默。”

心中偶像人设崩塌,被戏弄的特斯拉愤而出走,独立门户,从此,专心致志地做他的交流电系统。


特斯拉与交流电机


当时,爱迪生的直流电系统要求每一平方英里内就要有一个发电站,并且因为传输过程中的损耗过大,传输距离也十分受限,而特斯拉的交流电系统用的导线更细,电压更高,传输损耗小,传输距离远。很明显,交流电更有优势。
那处于劣势的爱迪生做了什么?

为了“黑”交流电,爱迪生脑洞大开。贿赂政府官员,把死刑由绞刑改为交流电电刑。

交流电电刑椅


甚至雇用小学生,用交流电将流浪猫狗电死,以此宣传交流电“是十分危险”的。

好在特斯拉笃定“你黑不黑,交流电就在那里”的信念,通过哥伦比亚博览会的照明工程,展示了交流电的可靠性和安全性,最终赢得了“电流之战”,也还了自己清白。


哥伦比亚世界博览会鸟瞰图


从此,交流电被认可,取代了直流电,成了供电主流。


交流电、直流电,到底谁更好?


随着线路电压不断提高,输送功率和输送距离不断增大,直流电又得到工程师们的青睐。因为直流电不需要整流滤波,没有相位差,比较稳定。直流电如何升压呢?简单讲,升压工作交给交流做,交直流再转换一下就好啦~而且,从经济性上看,虽然直流换流站比交流输电的变电站造价高,但是直流线路只要正、负两根线,交流线路三相需要三根线,直流线路造价更低,所以距离越长,越适合直流输电。



在输电领域,一般超过30公里的水下电缆、 两个交流系统之间的异步联接也都是用的直流电。

交流电和直流电各有特点,有人打比方说,交流电像高速铁路,直流电像空中飞机,一个中途可以停车,一个点对点飞。用哪个,要具体问题具体分析。

家用电器为啥要用直流电?


回到家用电器领域,IT产品(如手机、电脑)和绝大多数家电内部均使用直流电。因为笔记本和手机要求轻便,所以整流器放在外面,而台式电脑、冰箱、空调等就把整流器放到了电器内部了。

为什么?回到本质,直流电是连续不断从正极流向负极,交流电是波动的。而电子元器件是通过识别高低电位来工作的,例如电脑,有电位为1、无电位为0,交流电本身就会有过零点的电位,这样电子元器件就无法进行正确的逻辑判断。

电学是一门不断发展的复杂学问,这篇文章显然是无法详细说明每一种情况的。但是,如果女朋友问“带手机充电插头了吗?”你可以从容地拿出这篇文章,纠正道:“亲爱的,这个叫电源适配器。”——来自单身狗的建议。









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