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2018-08-31
在電網(wǎng)系統(tǒng)中，存在著兩種大家都熟知的電流方式，分別是交流和直流。初中階段，我們就開始學(xué)習(xí)直流，但是，我們?nèi)粘Ｉ钪?，卻是經(jīng)常使用交流，為何電網(wǎng)偏愛交流?讓我們一起來學(xué)習(xí)一下吧!
交流與直流的緣起
電荷是物質(zhì)的固有屬性。通常，物體中的正、負電荷數(shù)量是相等的，一旦物體失去或者得到一些電子時，就表現(xiàn)出負電或正電。電壓有規(guī)則的運動，就產(chǎn)生電流。
如果在一個電路中，電荷沿著一個不變的方向流動，這就是直流電，比如電池提供的電流。
當(dāng)電路中的電流隨著方向和強度的變化作周期性的變化時，稱其為交流?，F(xiàn)代發(fā)電廠生產(chǎn)的電能都是交流電，家庭用電和工業(yè)動力用電也都是交流電。
交流的特色之處
交流電有幾個主要的特色點：便于變壓、經(jīng)濟方便、安全性高。
*，輸送電力時，電流應(yīng)該盡可能地小而電壓應(yīng)該盡可能地高，以降低因發(fā)熱而損耗的電能。但是，高壓對用戶來說既危險又不方便，對發(fā)電廠來說則必須大大提高發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，這在技術(shù)上非常困難。使用交流電就可以很好地解決這個問題，它能夠方便的實現(xiàn)升壓和降壓，傳輸?shù)臅r候，使用高壓，日常使用的時候，調(diào)節(jié)到低壓。
此外，交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價更為低廉。利用建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的交流發(fā)電機可以很經(jīng)濟方便地把機械能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。交流電的安全性也很高，如果電網(wǎng)斷電，采用交流電的網(wǎng)路電壓可瞬間降為零，從而避免造成額外的傷害。
直流的優(yōu)勢特點
直流電有兩大核心的優(yōu)勢點：節(jié)省輸電材料、降低輸電能量損耗。
直流輸電采用兩線制，以大地或海水作回線，與三相交流輸電相比，在輸電線截面積相同和電流密度相同的條件下，即使不考慮趨膚效應(yīng)，也可以輸送相同的電功率，而輸電線和絕緣材料可節(jié)約1/3。
直流輸電能量損耗更小。在一些特殊場合，必須用電纜輸電。例如高壓輸電線經(jīng)過大城市時，采用地下電纜;輸電線經(jīng)過海峽時，要用海底電纜。由于電纜芯線與大地之間構(gòu)成同軸電容器，在交流高壓輸電線路中，空載電容電流極為可觀。一條200kV的電纜，每千米的電容約為0.2μF，每千米需供給充電功率約3×103kw，在每千米輸電線路上，每年就要耗電2.6×107kw/h。而在直流輸電中，由于電壓波動很小，基本上沒有電容電流加在電纜上。
小結(jié)：為何電網(wǎng)總偏愛交流
從上文的分析，我們能夠看到，交流和直流各有特色之處，交流電的主要優(yōu)勢在于發(fā)電和配電方面，而直流電優(yōu)勢主要在于輸電方面。也正是因為他們的優(yōu)勢各不相同，終導(dǎo)致一百多年前，當(dāng)電這個神奇的東西剛被發(fā)現(xiàn)時，以愛迪生為代表的直流電沒能像以特斯拉為代表的交流電一樣，在我們的生活中被廣泛運用。
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