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悟空问答
我不是电力电器专家,也不是输配电方面的学者,只是看到这个问题,想起了发生在19世纪美国的一场关于直流电与交流电争论。由于发明了白炽灯,发明家爱迪生成了权威,他只相信直流电,用直流电的供电系统,点亮白炽灯。但他手下有个天才特斯拉建议他搞交流电,爱迪生虽然搞了许多发明创造,动手能力强,但毕竟是自学成才,在理论上有欠缺,不太能理解交流电的原理,没采纳。此处不留爷,自有留爷处。特斯拉就转投另一个公司,那个老板比较民主,让科学家自由想象,自主研究。特斯拉依靠他的才能,进一步完善了交流发电机,并搞了一套交流电的供电系统,还发明了鼠笼式交流电动机。在当时的技术条件下,交流电在变配电方面比较方便。而直流电只能近距离低压供电。虽然爱迪生为了他公司利益,利用他的权威,做了许多小动作,但他的直流供电系统终究敌不过交流供电系统,被特斯拉的交流电供电所淘汰。1831年,法拉弟发现了电磁感应原理,并发明了直流发电机,但发电机发出的是低压,不能远距离输送,不然损耗很大,在当时直流变压困难。1866年德国的西门子发明了交流发电机,而交流电可以方便地用变压器升降电压,用高压交流电远距离供电。依靠特斯拉的交流供电传统,交流电得以蓬勃发展。现在我们也是用传统的交流电供电。交流电虽然升降压方便,电厂出来的低压交流电,经过一次变,把低压变成高压甚至超高压电进行远距离输送,然后再降压给用户,可以大大减少在电力输送中的损耗。当时直流电因不能像交流电那样方便的变压,而被淘汰,但现在知道,交流电在高压输送上有许多弊病。一,交流电有趋肤效应,中心那部分材料等于浪费,二,在导体内部有涡流产生,发热,损耗电力,三,交流电是交变电流,根据麦克斯韦电磁理论,要产生电磁辐射,高压下的电磁辐射是很强的,特别是穿越城市的高压线对人体是有危害的。而高压直流电就没有这些弊端,它的电流不是交变的,没有趋肤性,也没有涡流,电力损耗只有电阻,损耗小,也没有强大的电磁辐射。三相交流电至少三根导线输送,而直流只要二根,可以节约昂贵铜和建高压铁塔材料。在穿越大城市和海洋输送高压电力,要用地下电缆和海底电缆,在高压电缆输送中,交流电除有上述缺点外,还有一个电容损耗,电缆与大地和海水是有电容的,而交流电能通过电容,造成损耗,还有,我国虽然都是50HZ 交流电,各发电厂的交流电不可避免有相位差,造成并网困难,而直流电就没有上述问题。所以,交直流电各有利弊,交流电变配电方便灵活,而在高压电力输送上直流电有绝对优势。现在随着大功率半导体整流和逆变器的发展,直流电的变配电也越来越容易。现在国内外在远距离电力输送中,越来越多地采用了高压直流电,尤其在越洋海底电缆电力输送,都是用直流电,直流电的优势越来越明显。也许不久的将来,直流电民用也不是不可能。到那时,伟大的爱迪生如果地下有知,是不是要感叹生不逢时?
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