說到交流電就不得不說交流電之父——尼古拉·特斯拉(塞爾維亞裔美籍科學家),年輕時的特斯拉在家喻戶曉的發明家愛迪生創辦的公司工作,特斯拉提出與愛迪生意見相左的電能使用方式——交流電,愛迪生提倡使用恆定的直流電推廣給社會大眾,最終特斯拉離開了愛迪生的公司,自己創業開辦公司。1891年,特斯拉發明了高頻交流發電機(15000Hz)並申請專利,之後多相交流發電機用來供應電流,此後的交流發電機頻率大多都設計在16Hz到100Hz之間。不同國家使用交流電的頻率和電壓不同,通常為50Hz或60Hz,普通家庭用電壓為220V(伏特)或110V。特斯拉最終放棄交流電專利權,使得交流電專利永久開放,這個偉大的決定最終的受益者是全世界的公民,我們應該感恩特斯拉先生。
交流電由發電廠的發電機組產生,火力發電廠把熱能轉化為發電機組運轉的機械能,接著發電機組產生三相交流電,發電機組產生電能的基礎就是電磁感應原理,產生的電能是沒有辦法大規模存儲的,所以用輸電線路源源不斷的送往各個變電樞紐——變電站,變電站通過中轉的變壓器和配電輸出櫃最終到用電單位,用電單位經降壓變壓器到用戶。
變電站的輸出線路電壓一般為10KV或者35KV,高電壓的出線進入企業、政府、供電局的變壓器,然後再次對電能進行分配。
輸電線路採用高電壓傳輸電能,這樣可以降低線路的損耗,電壓高意味著電流小,電流小意味著線路的損耗變小。我國輸電線路的電壓等級有:35KV,66KV,110KV,220KV,330KV,500KV,750KV,±800KV,1000KV,電廠產生的電能經升壓變壓器輸送到電力系統,用電單位經降壓變壓器到用戶。
我國採用前蘇聯供電電壓標準,最終到家庭用戶的電能經降壓變壓器變為380V/220V,我們常提到的火線就是三相電中的相線,三相電有三個相線(A相、B相、C相),而零線即為變壓器端的中性線,中性線在變壓器側是接地的,相線與中性線之間的電壓為220V,相線之間的電壓為380V,這裡的220V/380V均指電壓的有效值。
電能的使用必須形成閉合的迴路,家庭中進戶線一般為火線(紅色)、零線(藍色)、地線(黃綠相間),閉合迴路為火線——負載(用電設備裝置)——零線,如果這個迴路中的零線出現故障斷開,那麼負載肯定不工作,那麼你在空氣開關的出線端零線側用電筆測量一下,是不是電筆的小燈泡亮了起來。這是為什麼呢?電能經火線、負載沒有與斷開的零線形成閉合的迴路,這時零線變成了「火線」。
電筆的小燈泡為什麼會亮呢?火線、負載(電筆)、人體、大地形成了迴路,電筆中的氖氣燈泡就亮了起來,害怕嗎?你在使用電筆的時候有微弱的電流在你的身體中流動。
未完待續……