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电为什么要分交流电和直流电呢?两者之间有什么区别?
1⃣️因为用电设备的供电源分为交流电源和直流电源、电机使用交流电源,无线电元件使用直流电。
2⃣️交直流可以互变,比如220V50Hz的交流电可以经过二极管整流滤波后变成直流电、再经过开关管振荡为交流电供变频电机作电源。凡是无线电元件都是交流变稳压直流后才可使用。
3⃣️因为交流电是发电机发出的有一秒钟50Hz通断交替的电流,用记波器看到有波峰和波谷,如果把交流信号接入音响设备会发出马达的声音。
4⃣️电池及电瓶和被整流滤波过的都为直流电,用记波器显示为一条直线的平滑波,没有波峰和波谷,纯直流电是无线电元件必备的电源。如果用手机充电器作小放大器电源会发生马达声,因为充池器输出为半波整流。
5⃣️比如手机、电瓶车充电器就是交流变直流,直流再经开关管振荡成高频交流,再降压整流滤波输出稳压半波直流的。人们发明了交流发电机,又发明了电池,设计了整流滤波电路,只要有一种电源都可以互变。
简单的说,它们各自有各自的优点和缺点,既然有优点就要用,电也是清洁能源。从它们之间取长补短,发挥各自优点这就是人想要的,不能浪费。虽然交流电跟直流电之间在很长一段时间内都在斗争,都想在人们心中取得绝对的地位,但是经过长时间的实践得知,它们有优有劣,何不权衡利用呢?
交流电的优点
交流电的优点:交流电的发电机效率高,便于产生。交流电便于输送,交流电压的变换可***用升降压变压器完成,相对容易。同时***用高压输电可减小电线上的电流,极大的减小输送电在导线上的电能损耗,从而提高输电效率。
在交流电使用过程中的一些好处,交流电产生的电弧容易熄灭。交流电在使用过程的电压转变通过变压器就能实现,方便容易。交流电在驱动电机例如鼠笼式电机,结构结构简单,运行稳定且可靠,更加容易控制。交流接触器在照明灯具的驱动,例如日光灯,比直流电驱动方便。
直流电的优点
直流电相对交流电而言,不存在周期性变化,于是更加稳定。在磁路场合,直流磁路比交流磁路稳定,也就是常用的继电器多数***用直流电为线圈供电的原因。直流电输送线路比交流电输送线路造价及运行费用低。直流电适合两个电力系统的互联。直流输送电容易分布式发电并网运行。
既然它们都有各自好处,选用时谁更优、更加经济、在同样的风险条件下,选实惠的用。这也给人们使用多了个选择。所以要感谢特斯拉跟爱迪生两位牛人,没有特斯拉的交流电发明,还真说不准,爱迪生的直流电可能就是电力领域的霸主。
电流的方向和大小不随时间变化的是直流电,反之就是交流电,很明显,直流电比较简单,电压基本上是一条直线,理论上是不会变化的,这样人类理解起来比较容易了,比如我们常见的电池,输出的都是直流电,而静电和闪电这些,如果孤立来看一个单体,电流方向也是不变的,而且电压的大小瞬间变化太快,也可以理解成一个接近的直流电源了,所以自然界中,似乎原有的,基本上都可以理解成直流电,请关注:容济点火器
所以人类利用电能,当然会先考虑使用简单的直流电源,比如发明大王爱迪生就主推直流电,他认为安全可靠,简单了。
交流电,可以理解成人类研制出来的一种可以利用的产品,直流电虽然简单可靠,但是利用起来效率不一定很高,很多电气设备也不支持它直接使用了。所以人类又给自己添麻烦,整出一个交流电出来。
直流电,只有单相的,就需要了两条电线,而交流电,能做出三相电来,只有一条零线,明显交流电在早期的传输技术来看,能省掉一些线材,这个放在全社会来看,是很了不起的节约了。
另外发电机发出来的交流电,成本比直流的低,更加可靠,而对于用电大户来说,电机是最常见的负载,直流电机因为有碳刷,制造和维护成本都非常贵,所以发电和用电成本都比较高,而交流异步电机,制造成本便宜,维护成本低,也能很大的满足使用要求,这样社会对交流电的需求越来越大,所以基本的生活和工业用电,都使用了交流电。
但是在低压弱电行业,比如电路板,单片机,运放,模拟量器件等等IC,都是使用了直流电,而手机和很多便携电子设备,最终都需要直流电,汽车上同样也需要直流电来给车载电器使用,因为,就需要把供电中的交流来变成直流,这样存在整流稳压等学问,又些时候又需要把电池的电压变成交流电,这个叫逆变,比如UPS这些器件了。
交流电是指它的大小和方向随时间作周期性变化。而直流电的电压和电流方向是不随时间变化的。
大自然中本身就存在直流电,雷雨天的闪电就具有直流电特征。当人们把不同的金属置于某些液体中也会产生直流电。
根据这一现象,1799年意大利物理学家伏打以含食盐水的湿抹布,夹在银和锌的圆形版中间,堆积成圆柱状,制造出最早的电池——伏打电池。这应该是人类在直流电中的最早研究成果。
交流电的发明者应该是英国科学家法拉弟,他首先发现了电磁感应现象,并于1831年研制出第一台交流发电机。
而真正把交流和直流大规模推广应用的则是爱迪生和特斯拉。为此他们还发生了箸名的交流和直流电之争。
直流电的特点是传输损耗小、可储存。但升降压困难,当大功率传输时无法用高电压小电流模式来减少线损,因为大功率升降压一直就是世界性难题。
交流电的传输损耗虽然要大一些,但它可以通过变压器把电压大幅升高,来实现远距离送电,以抵消损耗大的弱点。到达目的地后再用变器降到所需电压,所以到目前为止世界范围内的远距离输电仍以交流为主。
除了在发电和输电方面的区别,交流和直流还有着各自不同的特点和用途。特别是十九世纪后期出现三相交流电以后,可以用它产生的旋转磁场直接驱动转子制成无刷电动机,同时三相电也使送电效率得到大幅提高。
而直流电是所有电子设备的主要供电方式,既使用交流供电,也要通过内部电源变成直流电。因为任何晶体管和集成电路(包括电子管)必须用直流供电。另外在大工业生产中的电解、电镀等也必须用直流电。
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