@金華人，科技探秘：交流電or直流電 哪種供電形式更符合當今用電需求？

眾所周知，人類開始第二次工業革命的標誌事件就是人們發現並且很好的利用了電能。直到目前為止，電能仍然是人類社會發展、人民生產生活所離不開的一種方便、清潔、高效的能源。從奧斯特發現「電生磁」現象，再到法拉第發現「磁生電」現象，到最後麥克斯韋集前人研究之大成提出著名的「麥克斯韋方程組」，將「電與磁」完美地結合起來，成功的僅用一個方程組就解釋了電磁學中幾乎所有的問題。至此，人類已經完全能夠從理論上解釋幾乎一切的電磁現象，並指導實踐發明出了各種電氣設備，電能的使用也在日常生活中普及開來。

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2019年7月2日，國網山東棗莊供電公司的員工在對220千伏豐澤變電站的變電設備及輸電線路進行巡視檢查。（李宗憲/人民圖片）

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我們日常生活中很多用電設備需要的電能卻都是直流電。比如我們經常使用的手機、電腦、電視、甚至即將成為以後交通出行主力軍的電動汽車需要的都是直流電，並且他們是不能使用交流電工作的，所以只能通過電源適配器將交流電轉化為直流電進行使用。其他的一些家用電器如冰箱、洗衣機、空調等，其實並不是非要使用交流電工作，只是因為供電公司提供的是交流電，電器設備廠商才把這些電器設計成使用交流電，在提供直流電的條件下，這些設備完全可以設計成使用直流電的。那麼很多讀者可能不禁會問，為什麼電力公司要給我們提供交流電呢？直接提供直流電不就好了，手機電腦這些電子產品不用配置複雜的電源適配器，空調洗衣機這種大型家電也可以直接設計成直流的，大家都用直流電不就好了。

其實在電能剛剛普及的時候，世界上就出現過到底使用直流電好還是使用交流電好這個問題。倡導使用直流供電的就是大名鼎鼎的發明大王託馬斯·愛迪生，他最開始發明電燈使用的就是直流電，而且他的公司——通用電氣擁有直流發電機的發明專利，一旦直流供電成為主流，通用電氣將獲得巨額的財富。為了推廣直流電的，愛迪生及其公司團隊不惜通過製造輿論，宣傳交流電比直流電更加「危險」，更容易電死人。並且通過幕後操作將交流電使用到處置死刑犯的「電椅」上，從而達到將交流電與死亡聯繫起來的目的。

而提倡使用交流供電的是當時的天才科學家尼古拉·特斯拉，同時他也是交流發電機的發明者，他深信只有交流電才能進行遠距離輸送並且滿足人類對電能的大量需求。事實也證明，電能要想遠距離傳輸必須通過升高電壓來減小損耗，使用交流變壓器能使交流電壓輕鬆升高几十甚至上百倍，並且轉換過程中的電能損耗相對較小。而直流電並不能直接地進行電壓的大幅度變換，要想提高直流電壓，必須先將交流電壓升高，再通過電力電子技術將高壓交流電整流成高壓直流電。由於當時電力電子技術還未起步，要將高壓交流電轉化成高壓直流電是不可能實現的。交流電能改變電壓大小這一巨大優點，使其迅速成為世界上所有供電系統的主流。從此電能的利用得以飛速發展，第二次工業革命也進行的非常順利。

雖然兩位名人的「電流之戰」中，交流電得以勝出成為人類電力輸送的主流，但是很多事情的發展都不是一成不變的，如今電力電子技術飛速發展，人類已經克服了直流電不能遠距離大功率傳輸的缺點，並且隨著傳輸距離的增加，直流輸電的經濟性會越來越高。配電方面，交直流混合配電技術正在如火如荼的發展之中，各種交直流混合配網示範工程相繼投產，也許不久的將來直流電也可能打敗交流電成為人類供電的主流。

本文由北京印刷學院物理系副教授李蜜丹進行科學性把關。

來源：人民網

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