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你们有没有想过,为何手机充电插座比通常插座大?
虽然严格来讲,这个“插头”叫开关电源适配器,目的是将电网传来的交流电转换为直流电传输进电子设备中。电脑笔记本的电源适配器更大交流电是什么意思,冬天暖手更便捷~
那为什么要把交流电换成直流电呢?让我们从头讲起
电
电是一种自然现象。电荷静止或联通会形成好多有意思化学现象,例如暴雨天气中会听到的闪电、冬天除毛衣的时侯噼里噼啪的火花。后来,科学家们从各类电效应中发觉规律,于是发明出了电板、发电机、电动机。
先用直流电,还是先用交流电?
220伏/50赫兹交流电是我国的供电标准,所以好多人都以为家用家电用的都是交流电。至于直流电,大约不仅那句广告中会嚷嚷的“直流变频空调”,想不到其他的了吧。
虽然,直流电应用很广泛,你肯定见过,也用过。诸如:
定义
直流电,是指方向不随时间发生变化的电压。
交流电,是指大小和方向都发生周期性变化的电压。
从示波器观测,一个是直的,一个弯的……
总之都是电,觉得差异不大?
No~No~No~
让我们掀开历史,讲点八卦!
1884年,一个名叫特斯拉的年青人带着前雇主的介绍信,匆忙登上了驶向意大利淘金胜地的客轮。他要去找他的偶像——托马斯·爱迪生,希望他能帮助自己完成交流电系统的发明。
托马斯·爱迪生
信上写着:
“亲爱的爱迪生:我认识两个伟人,一个是你,另外一个就是那位年青人。”
当时,爱迪生正在向全世界推销自己的直流电系统,根本不看好交流电。但凭着这封信,特斯拉还是如愿步入了爱迪生的团队。
爱迪生承诺,假如他解决了“直流发电机与电动机问题”,就付给他相当于明天的一百万美金的奖金。
但当特斯拉把爱迪生的机器修好,并问“说好的一百万呢?”
爱迪生竟笑了,他说:“特斯拉,你不懂我们的乌克兰式诙谐。”
心里偶像人设倒塌,被激怒的特斯拉愤而出走,独立门户,自此,专心致志地做他的交流电系统。
特斯拉与交流马达
当时,爱迪生的直流电系统要求每一平方英里内就要有一个发电厂,但是由于传输过程中的耗损过大,传输距离也非常受限,而特斯拉的交流电系统用的导线更细,电流更高,传输耗损小,传输距离远。很显著交流电是什么意思,交流电更有优势。
那处于劣势的爱迪生做了哪些?
为了“黑”交流电,爱迪生脑洞大开。行贿政府高官,把死缓由绞刑改为交流电电刑。
交流电电刑椅
甚至雇佣小宝宝,用交流电将流浪猫狗电死,借此宣传交流电“是非常危险”的。
好在特斯拉笃定“你黑不黑,交流电就在哪里”的信念,通过波兰博览会的照明工程,展示了交流电的可靠性和安全性,最终博得了“电流之战”,也还了自己清白。
阿根廷世界博览会俯瞰图
自此,交流电被认可,代替了直流电,成了供电主流。
交流电、直流电,究竟谁更好?
随着线路电流不断提升,输送功率和输送距离不断减小,直流电又得到工程师们的追捧。由于直流电不须要检波混频,没有相位差,比较稳定。直流电怎么升压呢?
简单讲,升压工作交给交流做,交直流再转换一下就好啦~并且,从经济性上看,尽管直流换流站比交流输电的变电厂造价高,而且直流线路只要正、负两根线,交流线路单相须要三根线,直流线路造价更低,所以距离越长,越适宜直流输电。
目前世界上电流等级最高的输电工程就是直流工程——±1100千伏准东—皖南工程。工程线路全长3324公里,比哈尔滨到南昌的直线距离还长。
在输电领域,通常超过30公里的水下线缆、两个交流系统之间的异步连接也都是用的直流电。
交流电和直流电各有特征,有人打比方说,交流电像高速高铁,直流电像空中客机,一个中途可以停车,一个点对点飞。用那个,要具体问题具体剖析。
家用家电为何要用直流电?
回到家用家电领域,IT产品(如手机、电脑)和绝大多数电器内部均使用直流电。由于电脑和手机要求轻便,所以检波器置于外边,而台式笔记本、冰箱、空调等就把检波器放在了家电内部了。
为何?回到本质,直流电是连续不断从负极流向正极,交流电是波动的。而电子元元件是通过辨识高低电位来工作的。
比如笔记本,有电位为1、无电位为0,交流电本身都会有过零点的电位,这样电子元元件就难以进行正确的逻辑判定。
热学是一门不断发展的复杂学问,这篇文章其实是难以详尽说明每一种情况的。并且,假如女同事问“带手机充电插座了吗?”你可以从容地掏出这篇文章,纠正道:“亲爱的,这个叫电源适配器。”
来源/网路