我忘思戀

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

其實這個問題早在愛迪生時期就出現了，愛迪生作為白熾燈的發明者，當時在每個人的心目中都是無比崇高的地位，而他本人是一個直流電的擁護者，畢竟他的燈就是用直流電點亮的，還是不能忘本啊。。而這時在他的手下又出現了一位天才，他就是著名電動汽車品牌創始人、又一位偉大的科學家——尼古拉·特斯拉。

這個阿特啊，就建議這個小愛領導去做一下交流電試試，然而小愛這個時候已經是飄的不行了，心想一個小嘍囉的話我怎麼能聽呢，於是乎，阿特就拋棄小愛領導單飛了，並且成功發明了交流發電機。後來，小愛一聽這情況當時就不幹了，就各種爭論各種詆譭，發動所有人脈打壓阿特，然而當時的廣大勞動人民也不傻，畢竟都知道“不看廣告看療效”，而就當時的科技水平當然是交流電比較好。

因為大家知道P=UI，如果是通過直流電向各家各戶輸電，隨著用電人數的增加，若想提高輸送功率，就得增加U或者I，而家用電器無法承受過大的電壓，只能通過提高I，而當I提高，就會增加能量損耗，主要是產熱較大，同時還要通過增粗導線防止燒斷，所以直流電進行遠距離輸送時既損耗能量又損耗材料，因此直流電當時只能進行短距離低壓輸電。而交流電採用的交變電流可以通過變壓器進行升壓從而形成高壓輸電的方法，使得熱損耗很低，從而可以進行遠距離輸電，然後通過降壓器使其降低至家用電壓水平，從而使得送電效率提高了很多，深受各位吃瓜群眾的好評。而在此之後的很長一段時間內，都是通過交流發電送電。但隨著時間的推移，在各路豪傑的帶領下，我們發現交流電在高壓輸電過程中也會有著不小的損耗。首先，交流電有趨膚效應，中心那部分材料等於浪費；其次，在導體內部會有渦流產生，發熱，損耗電力；還有就是交流電是交變電流，根據麥克斯韋電磁理論，要產生電磁輻射，高壓下的電磁輻射是很強的，特別是穿越城市的高壓線對人體是有危害的。而高壓直流電就沒有這些弊端，它的電流不是交變的，沒有趨膚性，也沒有渦流，電力損耗只有產生的電阻熱，損耗較小，也沒有強大的電磁輻射。此外，三相交流電至少需要三根導線輸送，而直流只要二根，可以節約昂貴銅和建高壓鐵塔材料；在通過地下電纜或者海底電纜輸送高壓電時，由於電纜與大地和海水是存在電容的，而交流電是可以通過電容的，也會造成損耗；還有，我國雖然都是50赫茲的交流電，但是各發電廠的交流電不可避免的會存在一些相位差，造成併網困難，而直流電就沒有上述問題。

因此，到目前為止，我們發現交流直流各有利弊，交流電在配電方面更加靈活，可以通過變壓器進行合理的升壓或降壓，而直流電在高壓輸電方面有著壓倒性的優勢。

留白說

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。

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

這個要從人類研究的電場歷史說起。

這一方程組中明確的給出了直流電形成的原理，即第一組方程組，電荷可以形成可以向四周擴散的電場，這就是直流電的來源。而第三組方程組則給出了交流電的來源，變化的磁場可以產生交流電。而赫茲則將上述理論變成了可操作的電磁波發射與接收：

如圖所示，赫茲通過給線圈斷電，而產生變化的磁場，從而激發變化的電場，並通過金屬板發射出去，並在另一端用金屬圈接收，從而在人類歷史上第一次完成了電磁波的發射與接收。

此後，這一技術迅速發展，人類由此發明了電報、電話、收音機、電視機、互聯網、手機等等，真正實現了中國古代神話傳說中的“千里眼、順風耳”，而這些都是直流電，所不能完成的，而現實生活中，我們的家用電器中，用直流電的可能只有手電筒了吧！因此，可以說沒有交流電，就沒有現代科技的發展，就沒有人類如今高效美好的生活。

地震博士

我不用說什麼愛迪生和特斯拉的電流戰爭，只作為從小在電廠邊吸著煤灰和霧霾長大的人，簡要介紹一下火力發電的過程，來說明為什麼歷史選擇了交流電作為電能的主要形式。

火力發電分為三大機組，首先是鍋爐機組，煤炭在這裡燃燒，給水加熱，目的是為了產生水蒸氣。發電廠那種矮粗的水泥大煙筒實際上是冷水塔，冒出的白色氣體是水蒸氣。細長的煙囪冒出的才是煤煙，導致霧霾。產生水蒸氣之後，熱水如果都放到冷水塔比較浪費，在冬天可以直接給城市供暖，所以現在北方的火電站大多是熱電廠，同時起到發電和供熱的雙重作用。

第二個機組是汽輪機組，由鍋爐機組產生的水蒸氣進入汽輪機，吹動葉片，使汽輪機以50Hz的頻率旋轉。這個是第一次工業革命（蒸汽動力）留給第二次工業革命（電力）的遺產。

第三個機組就是電機組，由汽輪機帶動的線圈在永磁體的磁場中旋轉，通過法拉第電磁感應現象產生週期性的交變電流，就是我們通常說的交流電。電機組的輸出就是50Hz的交流電，進入經過電纜升壓遠距離傳輸，再用變壓器降壓進入千家萬戶。

這樣為什麼選擇交流電就比較清楚了，因為水蒸氣帶動汽輪機的旋轉是週期性的，使得電機裡線圈在磁場中週期性轉動，產生了交流電。這個是對第一次工業革命的主要動力蒸汽機的直接繼承，成本要比直流發電低，效率也更高。

除了火力發電之外，有很多其他發電技術，但無論是水力發電，還是風力發電，只是把火力發電的鍋爐和汽輪機組換成水流驅動或者風車驅動的葉輪機組，電機組還是一樣的週期性運動，產生交流電。核電站也是把鍋爐換成反應堆，把水加熱燒出蒸氣，汽輪機和電機組與火電站一樣。

回到直流電，它的來源基本都是電池，包括太陽能發電也是靠光電池。首先效率遠不如交流發電，其次成本也要高很多。所以我認為可預見的未來，電能的主導形式還是交流電，儘管在消費端直流電器佔多數。

九維空間

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。

不吃腸的大腸

有沒有想過，為什麼手機充電插頭比一般插頭大?

這個問題如我今天看到另外一個問題：為什麼紙飛機飛起來要哈一口氣，我想了想覺得，我就是知道但是不知道怎麼知識性的傳播。這裡整理一下。

其實嚴格來講，這個“插頭”叫開關電源適配器，目的是將電網傳來的交流電轉換為直流電傳輸進電子設備中。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。

電是一種自然現象。電荷靜止或移動會產生很多有意思物理現象，比如雷雨天氣中會看到的閃電、冬天脫毛衣的時候噼裡啪啦的火花。後來，科學家們從各種電效應中發現規律，於是發明出了電池、發電機、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。至於直流電，大概除了那句廣告中會念叨的“直流變頻空調”，想不到其他的了吧。

其實，直流電應用很廣泛，你肯定見過，也用過。比如：

定義

直流電，是指方向不隨時間發生變化的電流。

交流電，是指大小和方向都發生週期性變化的電流。

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?

No~ No~ No~

讓我們翻開歷史，講點八卦!

直流電，是電力革命急先鋒。在早期的電磁學實驗中，人們總是想方設法把產生的電能轉變為直流電。

1879年，托馬斯˙愛迪生製成第一隻碳絲白熾燈，吸引了大量投資。此後，小愛同學一路順風順水，1882 年的一個夜晚，110 伏的直流電輸送到紐約曼哈頓整個街區……大家終於可以扔掉煤油燈啦~

然而，直流輸電的弊端也隨著使用範圍的擴大而逐漸顯現：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域僅限於2公里不到的方圓內。

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。

當時高壓直流技術尚不成熟，直流電變壓比較複雜。這時候，塞爾維亞小青年尼古拉˙特斯拉揹著書包，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構更簡單，容易變壓，可以簡單、經濟、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，交流電對他來說有點抽象。為了阻撓交流電發展，愛迪生除了當眾做交流電電死動物實驗、發動媒體報道交流電事故，還促成電椅的發明——用交流電執行死刑。

當然，在這場交直流之爭中，具有遠距離輸電優勢的交流電還是贏了。(注意哦，這裡講的是輸電。)

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，交直流再轉換一下就好啦~而且，從經濟性上看，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。

在輸電領域，一般超過30公里的水下電纜、 兩個交流系統之間的異步聯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，一箇中途可以停車，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?

回到家用電器領域，IT產品(如手機、電腦)和絕大多數家電內部均使用直流電。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、空調等就把整流器放到了電器內部了。

為什麼?回到本質，直流電是連續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。

電學是一門不斷髮展的複雜學問，這篇文章顯然是無法詳細說明每一種情況的。但是，如果女朋友問“帶手機充電插頭了嗎?”你可以從容地拿出這篇文章，糾正道：“親愛的，這個叫電源適配器。”——來自單身狗的建議。

機器人觀察員

答：一句話回答就是：交流和直流各有優勢，適用於不同的場合。

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交流輸電的發明者，正是大名鼎鼎的尼古拉·特斯拉；而直流輸電的推廣者，是通用電氣公司的創始人愛迪生。

兩人的恩怨，大家可能都有所耳聞，尤其是特斯拉獲得發明交流電的發明專利後，推廣受到愛迪生的打壓，最終特斯拉選擇放棄交流電專利權，條件是交流電專利永久公開。

故事簡介至此！

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對於交流電和直流電的特點，我們先來看這幾個例子：

1、我們的家用電器，帶電源適配器的是把220v的交流轉化為直流，再給電器使用，比如：手機、電腦、空調、電冰箱、電視機等等；

2、不帶電源適配器的，就是直接使用交流電，比如白熾燈，部分電加熱器等等；

3、一些大型的設備使用變頻技術，是先把50HZ交流電變為直流，再把直流轉變為需要頻率的交流；

4、非變頻的大型設備，主機基本都是使用交流電；

上面四個例子我們看到，生活中交流電和直流電都在使用，甚至一些設備為了變頻還轉化了兩次，那麼電網的供電，到底選用交流呢？還是直流?

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在我國的電網中，交流輸電和直流輸電都有應用，比如葛洲壩水電站，就通過500千伏的直流輸電網絡，向遠在1000多公里外的上海供電。交流和直流都是各有優勢，在不同的地方，發揮著各自的優勢而已。

其中，兩者的區別著這麼幾點：

1、直流的線路造價低，交流至少需要三根輸電線，而直流利用大地做迴路只要一根輸電線；

2、交流在變壓時更容易，效率更高，而直流的變壓設備造價更高；

3、交流發電機更簡單，製造的技術難度更低；

4、交流點過零點，對高壓斷路器的要求小很多；

5、直流輸電沒有電容，可以方便使用地下電纜和海底線纜；

……

對於我們生活中使用的電器，一般都是根據電器的用電特性，來選擇交流還是直流；對於大型的變頻設備來說，變頻設備的造價都是很高的，如果使用直流來變頻，就能省去變頻設備中的“交變直”的部分。

所以，在負荷端和輸電過程中，具體使用交流電還是直流電，主要看經濟效益和技術條件。

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艾伯史密斯

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

其實電在剛剛發現並在應用中開始都是直流電的沒有交流電，隨著科技進步發現了直流電的侷限性，就有了交流電。

從圖上我們可知，直流電的波形是不隨時間改變方向的，而交流電它的波形是隨著時間改變方向的。那麼我們也就知道它們在實際應用中各具優勢，各領風騷了。

交流電、直流電在遠距離輸送電力方面不在上下，各有優勢，平分秋色。但是在低電壓輸配電方面，交流電的優勢非常明顯，它變換不同電壓等級時，要求的設備少，只要有變壓器就可以了，隨心所欲的變換電壓等級；而直流電就需要大量的電子設備把它變成交流然後在變成直流，顯然造價和施工要比交流電多得多。這個方面交流電佔優勢。

在電力拖動方面，三相電動機結構簡單，造價低，廣泛應用於工農業生產當中，是電力拖動的主力軍；隨著科技發展，要求拖動的電機越來越精密，交流電動機已經不能夠適應了，這個時候直流電機就可以發揮它的優勢了，如:步進電機等。

電子工業發展如火如荼的今天，交流電在電子線路里面和數字電路中只能夠作為電源部分提供能量角色。

從以上綜述中，我們可知，交流電和直流電它們之間是一個相互依成的互補關係。

為什麼要分交流和直流，其實就是要它們在各自領域發揮各自優勢，造福人類。

以上是我個人見解，不足之處請斧正，謝謝！

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關鍵字: 直流 交流 生活

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