電爲什麼會有交流和直流的區分?說出來你都不一定會相信

電為什麼會有交流和直流的區分?說出來你都不一定會相信

我們都知道現在發電廠多采用交流發電機,我們平時的家庭供電也採用的是交流供電系統。可我們平時所使用的一些電器中,諸如電腦、電視等在使用時卻都需要運用整流器將交流電轉變為直流電才能使用。那麼,為什麼我們的生活中既要用到直流電又要用到交流電呢?

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首先我們來了解一下什麼是直流電和交流電。直流電是指方向恆定,不隨時間變化的電流。交流電是指大小和方向都隨時間變化的電壓和電流,而我們平時的交流供電系統所供交流電會隨時間做週期性變化。

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其次,直流電和交流電各自的優缺點都有哪些呢?基於各自的優缺點,它們各自的適用領域都有哪些?

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1.因為直流電方向不隨時間而改變,所以其穩定性要遠高於交流電。而由於現在的電子設備中的電子元器件以及電子電路的功能特點,要求現在的電子設備實際使用的都是穩定性好的直流電。如我們生活中用到的電視、電腦,還有我們現在須臾不可手的手機,多采用的是直流供電。當然這種直流供電需要用到整流器,以便將交流供電轉變為直流電。

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2.直流電路所產生的磁場要比交流電路所產生磁場穩定,所以多被一些重要的控制系統的工作電源所採用,如變電站、移動通訊基站等等。

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3.交流電的電壓可以通過變壓器來進行改變,直流電的電壓卻無法通過變壓器實現這一點。所以,在長距離的電能輸送中,一般採用交流輸電系統。這是因為,長距離的電流輸送要用到的電線電纜長度很長,而長度過長會導致電纜自身的電阻過大,從而在輸送電能的過程中自身就會有很大能耗。為了避免輸送線路能耗過大,就必須要加大輸出電壓,從而在供電系統的輸出功率不變的情況下,減小供電電流,也即減少了輸送電纜中的能耗。最後在供電終端又可以方便地通過變壓器將高電壓轉換成方便使用的合適電壓。正是由於這一點,我們現在的大規模遠距離輸電系統中都採用的是交流輸送模式。

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最後,我們來看一下直流電與交流電的發展歷史。人類剛開始準備進入電氣化時代初期,對於到底要採用直流電還是交流電是經過一番激烈爭論的。以美國發明家愛迪生和英國科學家開爾文為代表的支持直流電的一方,都是堅決主張採用直流輸電,而以特斯拉、威斯汀豪斯為代表的支持交流電的一方,卻堅決主張使用交流電。

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後來由於技術上得不到突破,直流電無法勝任遠距離輸送電能,而交流電能很好的解決遠距離輸送中的電能損耗問題,因此交流電很快得到了應用與普及。現在隨著技術的進一步發展,以及直流電自身在電能輸送中的諸多優點,直流電也有望並已經一定程度地被用於長距離的電能輸送中。


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