为什么民用电是交流电而不是直流电?

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这个问题问得好,相信好多人都会有疑问,为什么我们不用直流电?

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首先,发电厂的发电机发出来的是交流电,交流电能用变压器来改变电压,变电站把高压(比如10000伏)通过变压器变成交流220伏电,我们生活用电器大多是使用交流电的。

交流电有很多优点,可用变压器方便的改变所需要的电压。便于远距离输送。交流电机构造简单。三相交流电可产生旋转磁场,三相交流电机构造简单。用直流电源的地方可用整流器从交流电中获得。

直流输电技术难度大,大功率换流器件制造困难。是近代才开始应用的技术。所以我们日常生活中都用交流电而不用直流电。或者随着科学技术的发展,以后直流电的大规模应用也不是没有可能!

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其实,最早的民用电还真是直流的,并且用着也很好。交流电发明后,显示了其独特的优势,但要取代交流电,也是千难万难,相关的技术,商业和资本的争夺和操作以及各种阴谋诡计,超过大多数电影,涉及到爱迪生,特斯拉,摩根等名人。

交流电相比直流电,在发电环节,变送电环节,电机结构等方面具有明显优势,很快就占据了统治地位,对人类社会好发展带来极大影响,引领了第二次工业革命。

当 然,相比交流电,直流电也有其固有的优点。主要有二方面,一是直流电和大地间的容性耦合和自感,基本上是恒定的,感应阻抗很小,因而可以顺利地通过地下和 水底电缆输送,并且减少了对通信等其它线路的干扰;同等条件下,直流电在架空线路上传输,其损耗远小于交流电。二是现代控制中,直流调速用匀越来越多,需 要把交流变到直流,增加了很多额外损耗。

由于直流输电的固有优势,在长距离大容量输电时,可以极大地减少损耗。因此,很多国家都进行过直流 输电的研究和尝试,如瑞典,前苏联,中国等。中国地方极大,并且廉价清洁电力如水电风电太阳能电等电力的产出区和使用区一般总是相隔极远,因此在直流输电 方面投入很多,处于世界领先水平。已建成的直流输电线路有葛洲坝~上海,向家坝~上海等线路等。


我们现在无论是工业的还是居民的用电。一般都是交流电而非直流电。之所以用交流电,是因为交流电有以下几个好处。1,发电 容易。我在电厂工作,发电机就是交流的。如果想变成直流电,需要额外的整流设备。2,升压,降压容易。根据用户的需要,交流电可以通过变压器变成你所需要 的电压等级。而直流电如果想变压的话则非常麻烦。3,交流电机要比直流电机制造容易,使用方便。维护简单,造价低。在民用电当中,比如说排烟罩,洗衣机中 的电机。这些都是交流电机。如果要是用直流电机的话,则造价会很高,而且维护量很大。 当然直流电也有直流电的好处,其中最突出的一点就是直流电能够储存。最常见的就是电池。而交流电则无法储存,这是世界性难题。所以综合考虑,无论是居民用 电还是工业用电,一般都是交流。


一开始的时候用的是直流电,不过那个时候直流电成本太高,一般人根本用不起,后来特斯拉改进了交流电,才让人们用上便宜的 电。说起交流电也是充满辛酸的,记得那个时候特斯拉改进了交流电准备展示给大家,那时爱迪生找了一些孩子污蔑特斯拉,告诉大家交流电太危险。不过好在后来 特斯拉与爱迪生进行电流之战的时候胜出了,才让交流电普及成为可能性,不过特斯拉也因为电流之战耗尽了所有财产。(有兴趣的人可以去百度一下尼古拉·特斯 拉 这是我最崇拜的发明家,多才多艺,人也帅)话说回来交流电能普及也是因为其远距离运输损失的电能比直流电小的多。


这个问题要理解,就必须理解电力功率传输。W=UI。即线路传输功率等于线路电压乘线路电流。而线路功率损耗 Q=I²R.。那么作为工程设计人员,肯定希望在输送能力一定的情况下升高电压,减小线路电流。如果电压升高1倍,线路损耗就可以降到25%。那么在电力 系统刚刚出现的19世纪后期,直流电没有较好的升压手段,导致直流电传输距离过短,爱迪生想让曼哈顿都用直流电,就必须每隔2英里设一个发电站,这在寸土 寸金的纽约简直就是浪费钱。特斯拉的交流电就可以通过交流变压器轻松把电压升到很高,从而能远距离传输,而在特斯拉发明了感应异步电动机解决了交流电驱动 电机的问题之后,爱迪生的直流电就没人问津了,全球开始大规模推广交流电,不过现在直流电解决了变压难题后也在后来居上,毕竟直流电没有线路感抗,对地电 容,谐振过电压等交流输电要解决的问题。


说起来民用一半是直流电,只有部分电动机和古老的白炽灯是交流电,其他电器一般都用直流电。

用直流电的电器如下:

电视机、手机、机顶盒、路由器、电脑、LED灯、电动车。

用交流电的电器如下:

变频空调,老式冰箱,变频冰箱,白炽灯,抽油烟机,热水器,电风扇,电磁炉。

现在也有直流电机的空调和冰箱,属于中高端产品。个人觉得没啥必要,除非你对噪音真的非常敏感。

输电用交流是因为交流电容易进行大电流变压,早期直流电变压需要用旋转的设备,交流电2个线圈加个铁芯就行,动的东西容易坏而且损耗高。直流电如果用电子设备双向变压,功率很难提升。

数字设备消耗的都是直流电。直流电一般做成3个信号,0电压什么都不是,低压代表0,高压代表1,很多初学者会认为0电压代表0,有电压代表1,这不对~

对交直流转换,现在有非常多种方案来应对不同的情况,同样是220v交流输入,输出5v直流,有1块钱的方案,也有100万的方案。

用 交流最主要的原因还是早期电学不发达,交流电容易控制,如今的科技已经可以用直流电替换交流电了。直流电的好处也很明显,交流电进你家不是2根线吗?直流 只需1根就行了,另一极插地上就行。家用的交流电器都有直流版本。但是如今整个电网投资的都是交流设备,全换就太贵了~


首先直流电用普通变压器无法变压,你把直流电接在普通变压器上次级并不会有电压输出,因为它没有电动势,也就是说它的正负 极不变,磁感线不变。因为要想远距离输送电跟据欧姆定律距离远。越远电阻越大,其电流就越小,当电线长到一定距离电流就为零。为了弥补这一问题,就把发出 来的电,变成高压甚至超高压。这是根据欧姆定律设计的电压高,电阻不变。电流跟着变大。所以发出来的电并不是高压电而是经过变压的。到用户家再变成低压 电。再说一下工业中的设备例如三相异步电动机逮住。必须用交流电。它功率大,设备简单。再说一下,直流电如。输送比较困难因为它变压设备复杂成本很高。而 且直流发电机更复杂,效率低。这就是为什么直流电没有普及,其实我国在二十年前就有直流输送了,但是现在无论国外还是国内都没大规模用直流电。因为交流电 可以经过二级管整流成直流电来用。但是直流电却不易变交流电(不过在无线电中可以用电容充放电来变交流),这就是工业中用到直流电一般需要逆变器,比如直 流焊机就是逆变焊机…


发电是用线圈在磁场中旋转而来的,越快切割磁力线电压越高。磁场采用永磁铁,所以磁场强弱是固定的,并且越远离磁极越弱,如果线圈在磁场中匀速转动切割磁力线,随着距磁极的远近,磁强会呈现正弦或者说余弦的强弱变化,电压当然也同步变化。

不经过转化就输出电当然是最经济的,所以一般输出也还是交流电,而且交流电可以很方便的升压,电功率是P=U*I,输出电压越高电流越小,因为传输电路是有电阻的,所以电流越小电路损耗越小,呈二次方关系。

说直流输电好的原因是,电路不光有电阻,还有电感和电抗,他们的数值与交流电的频率,电路长度有一致的关系,所以有乏功率的说法。而直流输电不存在电抗阻抗的说法,也可以省去末端设备使用交流电而必须配备的整流电路,末端设备最后用的其实还是直流电。



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