03.03 電為什麼要分交流、直流?

我忘思戀


愛迪生髮明的直流電系統,當初運營的時候只有12v左右這是為了安全著想,但是有一個問題就是每隔一公里就要一座發電機。

特斯拉就要改變這種方案發明瞭交流發電機系統,解決了每隔一段距離安裝發電機。

但是愛迪生就不同意啊,認為這是很危險的,還拉了一頭牛當著眾人的面當場電死了。最後的解決方案就是交流直流配合使用。


挖紅苕的小哥哥


電為什麼要分直流電和交流電?

這是因為直流電和交流電有不同的特點。下面我根據自己的理解來試著分析一下各自的特點。


1,交流發電比直流發電有利。現在我們主流的發電是利用水力或者風力進行發電,都是利用閉合導體切割磁力線產生大小和方向不同的交流電,相比較於直流發電,交流發電機不需要換向器,發電機結構更簡單。


2,交流電比直流電更容易轉換。在我們的配電網絡中,交流電可以很方便的利用變壓器進行升壓或降壓,而直流電升壓和降壓則比較複雜。

3,直流電比交流電更加穩定。這也是我們大多數的電子設備需要用直流電的原因。就是因為直流電大小和方向不會週期性的變化,所以顯得更加穩定。


4,直流電比交流電易於存儲。目前我們見到的所有的電池,都是提供直流電。由於交流電的特性根本無法儲存,即使要保存也只能是轉換為直流電再進行儲存。

5,直流比交流電有利於傳輸。直流電在遠距離傳輸中的損耗只有線路的電阻損耗,而交流電既有電阻損耗,又有容抗損耗。並且直流電傳輸只要兩根線,而交流電是三線制。這也是我國建設直流輸電工程的重要原因。



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電子維修


很高興回答你的問題。

直流電和交流電是有本質區別的。直流電是愛迪生髮明的,交流電是特斯拉發明的。

推薦大家看一部電影——

《致命魔術》。

休·傑克曼和貝爾在諾蘭的指導下,瘋狂飆戲。而電影的表象,就是交流電誕生,對於世界的改變。誇張和象徵的手法,預示了交流電的出現,世界將迎來變革。

在電影裡,愛迪生的名字被多次提及,愛迪生成為了阻礙科學進步的化身,到處去阻礙特斯拉。是一部非常好的電影。

電影裡最多被提及的一句臺詞是:“R u watching carefully?”其實某種程度上,就代表了交流電的神秘,彷彿魔術,也預示著科學進步,是你可能不擦亮雙眼就跟不上的內涵。

交流電和直流電最大的不同就是:

交流電可以遠距離傳輸。通過變壓器的存在,可以長距離輸送,而且功率損耗非常低。

當然,直流電也有好處,就是線路造價低,而且電壓穩定。

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畢竟,我辣麼萌~


不哈韓的小韓


直流電指的是大小和方向都不改變的電流,交流電指的是大小和方向都作週期性變化的電流,兩者在使用中有許多區別,各有各的好處。

交流電最大的優點是可以利用變壓器來克服遠距離傳輸導致的電能損耗。直流電是不能通過變壓器來變壓的,因為直流電的電流大小是恆定不變的,恆定不變的電流是無法產生交變的電磁場的,因此磁通量恆定不變,也就不會產生感應電動勢,因此也就不能改變電壓,那麼直流電在遠距離的傳輸過程中,必然會在傳輸的導線上損耗大量的電能,導致用戶實際接收到的電壓遠小於發電廠實際供應的電壓,因此直流電是不能用在長距離傳輸上的。而交流電因為可以改變電壓,在長距離傳輸的過程中先用變壓器升壓,在發電廠提供的電功率P不變的情況下P=UI,電壓越大電流越小,那麼電能損耗P=I²R就會減小,當高壓電到了居民區再進行降壓,保證電壓220V穩定。

直流電當然也有好處,比如我們家中用的電視機遙控器和玩具都是電池的直流電,因為電流恆定大小不變,不會損壞用電器適用於家中電器的1和0的語言邏輯,構造更方便簡單。

說點題外話,很多人認為交流電之父是特斯拉,但我查了資料發現,交流電之父是法拉第,交流電機之父是波利特·皮克西,兩者的發現均在特斯拉之前,大家都可以從官方渠道查證,不要從無根據的媒體上查證。

而很多人之所以認為交流電是特斯拉發明的是因為:1891年特斯拉在芝加哥博覽會上用交流電接通了9萬多盞燈泡,打敗了愛迪生的直流電,因此特斯拉在交流電的商業推廣上一舉成名,很多人誤以為特斯拉是交流電之父。加上網絡上許多人都喜歡特斯拉這種悲情式的高智商人物性格,將自己的精神寄託在特斯拉身上,才導致特斯拉被越吹越神,特斯拉是有一定本事,但肯定沒有網上說的那麼誇張,自己深入瞭解就知道真相了。


科學薛定諤的貓


直流電是指大小和方向都不隨時間而變化的電流,而交流電是指大小和方向都隨時間做週期性變化的電流。

我們家庭入戶的電線中傳輸的是交流電,但實際上,我們現在使用的大多數家用電器內部都使用直流電。比如,電視機、電腦、空調、冰箱等電器中都有整流器,是它們將入戶的交流電轉化成直流電,電器才能工作。

那麼,電網中為什麼不直接提供直流電,而是提供交流電呢?

實際上,最早的電網確實是使用直流電的,但在一場直流電與交流電的大戰中,由於當時直流電在傳輸中的種種劣勢,最終敗下陣來。這場大戰的兩個代表人物就是大名鼎鼎的愛迪生和斯特拉。

作為直流電的發現者,當時最偉大的美國發明家,愛迪生在1882年修建了紐約的珍珠街電站,這是美國的第一座發電廠,內裝6臺發動機,可供6000個愛迪生髮明的燈泡用電。愛迪生在珍珠街發電站開啟的世界上第一個電能傳送系統,能為59名曼哈頓用戶提供110伏特的直流電。

但直流電當時不能變壓,輸出的電壓是多少,用戶那邊就是多少。如果輸出的電壓過高,用戶端的燈泡就會全部燒掉。在研製白熾燈的過程中,愛迪生選定110伏電壓作為最適合的電壓。但如果用適合燈泡的電壓輸電,輸電距離就很有限,並且需要很粗的電線。

在這種情況下,電力只能傳輸到離中央電廠不到2公里的區域。愛迪生的珍珠街電廠服務範圍很小,要服務整個紐約市,就必須建造數十座電廠,對紐約這樣地價高昂的城市來說並不現實。

在科技史上,特斯拉被稱為“電學奇才”“科學超人”,除了在電磁學和工程上的成就,特斯拉也被認為對機器人、彈道學、信息科學、核物理學和理論物理學等各種領域均有貢獻。

特斯拉出生於克羅地亞,他天賦異稟,頭腦裡經常湧現奇特的想象。作為一名年輕人,特斯拉曾經在愛迪生的公司工作過幾年,但兩人在理念上無法達成一致,特斯拉後來辭職。

1888年,特斯拉得到了西屋公司創始人喬治·威斯汀豪斯的支持,開始研發交流電發電機。半年後他研製的交流電發電機取得專利。

交流電利用變壓器可以輕易地升壓到更高的電壓,高壓交流電可以通過較細而廉價的銅線傳輸到更遠的距離,而後降壓供給旅館、公司或家庭使用。1895年,特斯拉研製出變壓器,併成功而高效地將世界上第一座水力發電站——美國尼亞加拉發電站發出的電能,輸送到千里之遙的洛杉磯。經測算,損失的電能僅為直流輸送方式的二百分之一。

為打壓特斯拉的交流電,愛迪生採用了各種方法,他想法設法貶低交流電的安全性和實用性。愛迪生的僱員甚至用公開電死大型動物的方式,來向公眾宣傳交流電的危險。

然而最終,這場直流電與交流電之爭還是以交流電取勝結束。


洪良


我們先了解一下交流電和直流電的定義。交流電是指電流的方向(大小可能變也可能不變)隨時間做週期性變化的電流。直流電是指電流的方向(大小也是可能變也可能不變)是恆定不變的電流。之所以分交流電和直流電主要是從使用角度來考慮的。我們知道電流通過導線的損耗主要是發熱損耗。從公式Q=I²Rt(此公式是焦耳定律)得知,電流通過導體發熱跟電流的平方、電阻、時間成正比,跟電壓沒有關係,電阻和時間改變的空間不大。且從電功率的公式P=UI→U=P/I得知功率不變的情況下電壓跟電流成反比。所以我們要遠距離傳輸電就要提高電壓減少電流也就能減少電損。相比較來說提高或者降低交流電比直流電容易得多。所以運距離傳輸人們就用變壓器把交流電升高千伏、上萬伏,到地方了又用變壓器降下交流電安全使用,我國的市電交流電是220v(方向和大小都隨時間50Hz週期變化的正弦波形)是相電壓(線電壓=根號3倍的相電壓。對於市電,相電壓220伏,線電壓是220伏的根號3倍,即380伏)。而我們大多用電器內部的電子元件用的是直流電所以就通過變壓器或者開關電源把220v電壓變成各種直流電供電子元件使用。

所以就出現了交流電和直流電。說到這你應該明白了吧!記得關注我哦!





凌零128


看到此題,就想到"電流大戰"的故事。19世紀和20世紀是各個學科天才橫空出世的時期,其中尼古拉-特斯拉和愛迪生兩人之間就因交流電和直流電的問題而展開了激烈的鬥爭,"電流之戰"。


故事來到19世紀下半葉,此時的情況就是基本上所有的人都認定直流電了,在實踐中是不可能用交流電的。因為直流電至始至終都是沿著相同的方向流動,而交流電至始至終反覆使電流的方向和大小在發生變化,而且早期的電電機也都是用直流電的,好像約定成俗似的認可直流電了。迎來轉機,1882年特斯拉通過嚴緊的數學分析後擬定新實驗方案,終於在1883年特斯拉成功造出一臺小型交流發電機。

跟愛迪生第一次會面時,此時愛迪生正在大力研究直流設備,1879愛迪生髮明燈泡,遇到諸多棘手問題,且發現居民區跟發電距離過遠那麼燈泡就不會得到足夠電流而發出強光。後來特斯拉各種說服愛迪生,將交流電的各種好處對愛迪生來說無動於衷。

特斯拉後來去到西屋公司上班,1886年西屋公司首次在美國用交流電照明設備,為了真正跟愛迪生較量,後來特斯拉為西屋公司設計了大型高頻率高高功率的交流電動機。1890年特斯拉發現共振現象,至19世紀末期特斯拉獲得極大成功,終於將成熟產品推向市場。此時愛迪生看到競爭對手法特斯拉的強大的無法讓人想象。隨後愛迪生在諸多記者面前做可怕的高壓交流電實驗,試圖詆譭特斯拉,而特斯拉為了有力反擊則在諸多舞臺進行"電魔術表演"。使這場"電流之戰"的戰火停息不下。



從它們的"電流之戰"看的出,交流電跟直流電各自有各自的優缺點。直流電不宜遠距離輸送,而交流電可以遠距離輸送。上述提到直流電輸送距離過遠燈泡得不到足夠的電流而發不出強光,因此直流電比交流電遠距離傳輸損耗高。但是直流電遠距離傳輸線路造價成本低於交流電且電壓穩定也是它的優點。還有點就是在我們用直流電的設備不容易發熱。


Talk工控小白


之所以要區分直流電和交流電,這與電子的運動模式有關。在直流電中,電流的方向和大小保持恆定,均不會隨時間而發生變化。而在交流電中,電流的方向和大小會隨時間發生週期性變化。

伏特在19世紀初發明瞭乾電池,這是人類史上首次使用直流電。幾十年後,愛迪生的發明把直流電成功商業化,讓普通家庭也能用上電。法拉第在19世紀30年代發現了電磁感應,並利用這樣的原理製造出了交流電,所以他被譽為交流電之父。到了19世紀末,特斯拉的發明把交流電投入實際應用,並引發了愛迪生和特斯拉之間的“電流大戰”,這是一場關於直流電和交流電孰優孰劣的鬥爭。

雖然直流電率先被投入使用,但直流電有個缺點,不能遠距離輸送。而交流電通過變壓器升壓之後,可以進行長距離輸送。因此,“電流大戰”最終以交流電佔上風而告終。

目前,我們既使用直流電,又使用交流電,它們各有用途,不能說孰優孰劣。此外,隨著技術的進步,特高壓直流輸電已經有得到應用。事實上,使用直流電進行輸電更為高效,對電力的損耗更少。


火星一號


一、什麼是直流電和交流電

直流:方向不隨時間變化而變化的電流為恆定電流,簡稱直流。

交流:方向隨時間變化的電流成為交流。

工業上普遍應用的交流電流是按照正弦函數規律變化的,稱為正弦交流電。

二、交流電的普及

交流發電機的發現,促使我們開始普遍選擇交流電,在交流電機發明之前,可以使用的只有直流電動機,當時還沒有二極管,因此不容易將交流轉換成直流,所以電源能否驅動電動機成為了交流電普及的一個分水嶺。

三、交流電的優點

交流的好處在於,其電壓可以從一個等級(通過變壓器)很容易的轉換到另一個等級。這樣一來,它就可以將電壓升得很高,因此即使輸電距離很長,輸電線的電阻也不會產生很大的損耗。

正弦交流電之所以得到廣泛應用首先是因為它在產生、轉換、傳輸和使用方面有著很大的優點。交流電可以通過變壓器任意變換電壓,從而進行遠距離高壓輸送電能而減小損耗,亦可以變換頻率載送多種信號;而且交流電機比直流電機結構簡單、成本低、性能好、運行可靠、維修方便。其次,正弦交流信號經過各種處理,如進行相加減、積分、微分等運算後仍為正弦函數,都是一系列不同頻率的正弦信號之和,故正弦交流信號源時電路的基本信號源之一。

在現代工業、農業生產和日常生活中,從發電站過來的電能都是交流電,而各種電池提供的能源則都是直流電,交流電在生產和使用中具有明顯的優勢和重大的經濟意義。例如,在遠距離傳輸時,將交流電壓升高,採用高壓輸電線可減少線路上的電能損耗;當電能輸送到用戶,又可以進行降壓處理,以便安全使用。這種升壓和降壓,在交流供電系統中可以很方便的由變壓器來實現。很多用電設備(例如交流電機和照明設備)直接由交流電源驅動,交流電也可以藉助變壓器和整流設備轉換為直流電。

四、直流電的優點

直流電相對交流電而言,沒有周期性的變化,很穩定,所以非常適合給半導體電子電路供電。


老馬識途單片機


電為什麼要分直流電和交流電,是因為兩者各有優缺點呀。


先來看兩種電最直觀的區別:

直流電:電荷單向流動,方向不變,最簡單的直流電例子——電池!

交流電:大小和方向都隨時間週期變化,沒有正負極。現在我們遠程的輸電,包括很多大型的用電像是企業用電啊、家用電啊都是交流電。



直流電先被愛迪生髮明出來,後來特斯拉又發明了交流電。當時直流電和交流電之爭是非常厲害的,愛迪生本人就非常瞧不上交流電,用交流電先後電死了小貓小狗和一頭大象,甚至還發明瞭電椅死刑。。。。。反正就是一定要證明交流電不安全。


但是後來交流電還是被大範圍的使用了,並且一直廣泛應用到現在。

原因也很簡單:因為當時直流電很難進行長距離的運輸。


用直流電發電,距離越長,線路上的電能損耗也就越大,也會出現降壓的問題。比如你在房山的發電廠發了100w的電,走到平谷的時候只剩30w了。。。。。耗損太大了!而且你在房山發電廠發出了220v電壓,輸送到平谷的時候只剩110v了,電壓變了,電器也受不了啊。

而交流電只要利用變壓器就很容易進行升壓,實現長距離輸送,在輸送當中功率損耗也很小。

在當時的情況下,就選擇了便宜好用交流電來遠距離輸電啦。

有好些特斯拉的支持者可能會覺著,交流電曾經打敗了直流電!交流電最厲害!

但這其實還是當時的科學技術受限所導致的選擇,直流電並不是一無是處的。


比如,直流電的輸電量更高。

再比如,直流電更加穩定。兩個不同頻率的電網,如果是直流輸電的話完全可以無障礙鏈接,但是交流電就必須要經過交流直流電的一系列轉換才行。

再再比如,在輸送相同功率的時候,直流電線路造價低。因為直流電一般只要2根電線,交流電要3根。

現在呢,隨著科學技術的發展,人類已經解決了直流升壓這個問題,直流輸電也開始逐漸的被應用起來了,以後很可能是交流電和直流電共同應用在輸電當中。


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