科普下电流单位是什么 什么是电流(电能的单位是什么)

1801年,英国化学家汉弗莱·戴维发明了世界上第一盏简单的电灯。当铂丝通电时,它能发出耀眼的白光。这种电灯在几分钟内会被氧气迅速氧化,不实用。不过比爱迪生发明的碳化棉丝白炽灯早了78年。至此,电开始与人们的生活产生交集。

早期的电流只有直流电,是大小方向一致的恒定电流。它最大的优点是设计简单,可以利用煤炭燃烧产生热能,这样水蒸气就可以作为动力,闭合导体中永磁体的磁通量会发生变化产生感应电动势,可以作为电源使用。爱迪生改进电灯后不久,于1882年在纽约珍珠街建造了自己的发电厂,并使用这个发电系统为周围一英里内的60户家庭提供110伏的电压。当然,条件之一是必须使用爱迪生发明的电灯。

从煤油灯到白炽灯,这种跨越式的进步让爱迪生迅速出名,越来越多的当地居民需要爱迪生的电灯和电能。随着需求的增加,直流电的致命缺点暴露出来。当发电厂与居民距离较远时,直流输电会在导线上产生更多的热能,消耗电能。110伏的电压在居民家中可能小于50伏。为了解决这个问题,爱迪生下令每英里建一座小型发电厂。这种“傻瓜式”的方法使得当时到处都是电厂,显然不符合现代科学的朴素性。

直流电的弊端暴露出来后,交流电开始出现。

所谓交流电,就是一种大小和方向周期性变化的电流。这个电流,加上当时刚发明的变压器,可以减少线路上电能的损耗,只需要一个电厂就可以满足整个城市的需求。

一般来说,交流发电机输出110V电压的过程中,会先用变压器将110V的电压升压。因为在发电机功率P不变的情况下,P=UI,电压越高,电流越小,所以流过导线的电流越小,产生的热能就越小,所以功率损耗P = IR就越小。当升压后的电压到达居民区时再降低,可以保证110V电压的稳定性。

当时直流电只能通过变压器降压,极其复杂,会消耗更多的能量。所以交流电有压倒性的优势。1886年,帮助爱迪生改进DC发电机,但被爱迪生取笑后愤然出走的尼古拉·特斯拉开始在公开场合大力推广交流电和自己的交流系统。

看到交流电的宣传,爱迪生惊恐万分,因为他的工业有一大半是建立在直流系统上的,于是他开始雇人发传单抹黑交流电,说使用交流电有生命危险!

在爱迪生的要求下,一头大象被交流电电死了。

1888年,有远见的西屋公司斥资数百万美元收购了特斯拉的所有交流专利,这让特斯拉有足够的资金与爱迪生斗争到底。1891年,特斯拉在芝加哥博览会上点亮了9万个灯泡,向所有人证明了交流电是非常安全的,这场目前的争论就此告一段落。1893年,交流电正式取代直流电成为电力系统的基础。此后,直流电更多地用于家用电器和玩具电池,交流电在商业上占主导地位。

故事是这样的,还没完,反了!

按理说交流电的商业优势是碾压的。但在1954年,瑞典建成了世界上第一个商用高压直流输电系统,DC开始再次反击!

高压直流是指发电厂将发电厂发出的交流电通过换流器转换成直流电,使直流电经过远距离传输到达受电端,再变成交流电,送到千家万户。

19世纪到20世纪之间,发电厂提供的电压很低,交流电的优点是可以升压,减少损耗。而目前的高压直流输电技术可以直接供电50万伏以上,超长距离输电过程中导线更长、电阻更高、电流更低、单位损耗更低。通常,当距离超过800公里时,高压直流输电的优势就会体现出来。而且线路少,成本低,比交流输电技术更稳定,但缺点是只能一对一输电,不能在通过的路径上供电。在一些特定的场合,高压直流输电会更有优势,比如海底电缆输电。

目前,中国有14条高压直流输电线路,总长2.5万公里。西电东送年用电量已超过2000亿千瓦时,达到世界一流水平。

科学的发展充满了起伏。无论是AC还是DC,最终的受益者都是普通老百姓。

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