为了了解直流电和交流电之间的区别,有必要先了解一下什么是交流(AC)。交流电是一种随时间周期性变化方向的电流或电压。
如果将一根导线连接到交流发生器,电流将在导线中来回流动,并随着时间改变方向。这种来回变化的电流形式就是交流电。相比之下,电池在一个方向上产生的电流形式就是直流电(DC)。
Thomas Edison在19世纪80年代发明了直流电,被认为是江河日下的煤炭时代革新的先锋。
但是,直流电的缺点是线路不能过长,否则电压下降,使用不便。后来,尼古拉·特斯拉和乔治·威斯丁豪斯在19世纪90年代发明了交流电,并且把市电引入人们的家中、学校和工厂。这两位发明家对标准电压和频率进行了协调,以确保所有的交流发生器和使用设备都是兼容的。美国的复杂电网在1902年开始使用交流电源。
使用交流电的主要优势之一是可以轻松地变换电压和流量。通过使用变压器,交流电的电压可以升高或降低,这很重要,因为在运输过程中能量的损失与电压的平方成反比。因此,我们需要在低电压下输送能量,以避免能量损失太大。
另一个优势是在输电时可以使用更小的电线截面积。这是因为使用交流电,在电压较高的情况下运输能量,电流就会更小,从而需要更小的电线。相比之下,使用直流电,电线必须匹配电路所需的电流,并且必须相对较大。
交流电的发明是电学史上极为重要的一步,极大地促进了电力和电力工业的发展。使用交流电可以在更远的距离传输能量,并且需要的电线也更少,减少了资本和环境的消耗。
除此之外,交流电的面向民用和商业领域比直流电更广泛。例如,我们使用的各种家用电器,包括家庭照明、电视、制冷和暖气系统等,都需要交流电才能运转。因此,这种技术的优点和改进继续被关注和研究,以满足未来的需求和市场的发展。