交流电真的比直流电更好吗?
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在19世纪90年代,发生了著名的交流电与直流电之战,使得两大电力巨头卷入了这场“电流大战”。托马斯·爱迪生支持的直流电被尼古拉·特斯拉支持的交流电所威胁。为了败坏交流电的名声,爱迪生采取了一些手段误导大众,他不惜用交流电来电死一头大象,以此来告诉世人交流电的致命性危险。
然而,这个并没有影响到特斯拉想要推广更为廉价且高效的电能的梦想。最终,特斯拉的梦想实现了,交流电占据了主导地位,统治了一个世纪,不管是家庭还是办公室都是使用交流电。不够,到了现在,直流电似乎有卷土重来的气势。那么,为什么交流电在过去能够所向披靡呢?又是为什么直流电会卷土重来呢?
为什么交流电比直流电好?
崇高的近义词在交流电中,电子会周期性地来回转换方向,这意味着电流的方向会周期性地发生变化。迈克尔·法拉第和波利特·皮克西最早发现了交流电,并于1832年制造了历史上第一台交流清明祭奠先烈寄语
电机。尽管直流电的出现也很值得庆祝,但是直流电无法进行远距离输送,当时的极限距离差不多只有1公里。此外,升高或降低直流电压也需要复杂的电路。
交流电不仅可以远距离传输,还可以通过变压器,方便地进行升压和降压。因此,交流电可以更有效地传输电能,不仅是在城市之间,而且包括全国范围。特斯拉的梦想逐渐成为了现实。
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长距离输送电能是交流电对直流电的最重要优势,在19世纪末,人们在房屋和大厦中已经不再使用直流电。在1893年,通用电气选择用直流电给芝加哥世界博览会供电,成本高达55.4万美元。然而,乔治·威斯汀豪斯的西屋电气介入了,并且承诺使用特斯拉的交流电只需要39.9万美元。三年后,尼亚加拉瀑布电力公司被交流电的便利设施所吸引,授予西屋电气用尼亚加拉瀑布发电的权利。自此开始,交流电彻底打败了直流电。然后,几十年后,晶体管诞生了。
直流电哪里比交流电好?
与交流电不同,直流电的大小和方向都不会发生变化,不具有周期性,电流只会在固定电压下单向流动。不过,直流电易于转化为热能而损耗能量。尽管直流电有缺点,但是半导体的时代迫使它回归。直流电主要用于电子设备,即小型设备只能在开或关的状态下运行。这包括电池、LED、晶体管(计算机技术的神经元)以及其他半导体设备。
另外一个直流电可能回归的最重要原因就是它与环境友好型的电子设备具有良好的兼容性。因为所有的太阳能电池都是基于半导体基板,这种基板可以产生直流电。为了可再生能源,直流电的回归是必要的。当然,我们也可以使用交流电,但这需要用逆变器把直流电转换为交流电,在这个过程中,有5-20%的电能损耗为热能。
尽管现在有技术可以实现直流电的远距离传输,但人们依然在使用交流电。目前,直流电
和交流电各有用武之地。当前的电流之战结果不会像过去那样戏剧化,但它仍然微妙地存在着。
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