有一個縈繞在心頭已久的問題，我們日常生活中碰到的設備幾乎都用直流電，但為什麼進戶的電線卻是交流電呢？這個交流電還需要變壓器降壓到低壓，然後整流、濾波和穩壓後才能供給電子設備，不能一開始供直流電嗎？
交流電和直流電，到底是哪個好？
直流電壓和方向隨著時間增加不會變化，而交流電則隨著時間改變，它的電壓和幅度都會發生周期性的改變！
其實最早發明的電池就是直流電，比如原電池，伏打電池甚至雷頓瓶能儲藏的都是直流電，所以到1832年皮克西製成的永磁手搖發電機，輸出的也是直流電，再往後發直流電的發電機和利用直流電的設備與電動機就開始普及了！
到1875年時世界上第一座發電站在巴黎北火車站建成（第一座發電站有爭議，各位忽略即可，不影響本文討論），為附近區域照明供電，當然你不用懷疑，都是直流發電機，到1913年時，全球發電量已達500億千瓦時，其實看起來很大，不過是一個500萬千瓦的電站一萬小時的發電量而已。
1875年，法國巴黎北火車站附近建立了第一座火力發電站
第一次出現交直流之爭是特斯拉出現後，當時全球最大的電氣公司是通用公司，使用的就是直流發電技術，當時的直流電技術已經爐火純青，但毛頭小子特斯拉向愛迪生建議改用交流電（交流電最早為法拉第發現，特斯拉改進了交流發電技術），當然愛迪生並沒有聽從特斯拉的建議。
之後特斯拉從通用離職，創辦了自己的企業，有人投資了他的交流發電技術，之後的交直流之爭大家應該都知道結果了，因為到現在為止，除了特殊的支流輸電技術外，沒有大規模的直流電網，所有的都是交流電網，為什麼直流電輸了？
直流電比交流電到底差在哪裡？
直流電最大的優點是發電機發什麼電你就用什麼電，沒有中間環節，其實也可以有，我們下文再聊，當然這也是最大的缺點，為什麼呢？電壓變換很困難，因為發電站和用戶相隔遙遠，那麼發電站一定想提高電壓，假如按現代電流與截面積比例計算，長距離輸電需要用1A一平方毫米（否則線損太大發熱嚴重），甚至可能還更高！
那麼發電站如果用220V，1000A的輸出大約220KW的功率，那麼需要兩根截面積1000平方毫米電纜，這得多粗呢？至少要36毫米直徑的電纜，加上外圍絕緣皮，超過50毫米，也就是說它比小孩子的手臂還要粗！
而且路途不能太遠，中間還得用直流電動機+直流發電機提升電壓，然後一路提升，如果到目的地還有另一種電壓，那麼也需要直流電動機+直流發電機變壓，這個成本高到令人髮指！
假如改成高壓交流電22000V，那麼只要10平方毫米的電纜，大約3.4毫米直徑的電纜，這個成本就低多了，當然為了增加架空線強度，反而需要增加多股線，提高其強度。
930KW升壓變壓器和它的控制屏
儘管很多朋友看明白了，直流電也可以高壓，但直流電輸變電需要直流電動機+直流發電機升壓和降壓，而交流電只需要一個簡單結構的變壓器，兩者成本相比1/10都不到，所以1893年的芝加哥「哥倫比亞世界博覽會」選用了西屋電氣的交流電（創始人喬治·威斯汀豪斯購買了特斯拉的交流電專利），從此交流電開始風靡全世界！
三相交流電
不過當時的交流電還未形成50-60HZ的規範，那會頻率比較高，相數也和現在的三相交流電不一致。
從交流到直流
交流電無論是輸變電都非常方便，而且損耗小，線纜要求也大大降低，交流電的優勢是非常明顯的，早期亮燈也是白熾燈，無所謂直流還是交流，只要有效電壓一樣，那麼亮度其實沒什麼差別，所以交流電沒啥影響！
但隨著無線電這些電子技術的出現，交流電的弊端就出現了，交流電無法應用在電子管上，而且它還會在系統中帶來噪聲，所以一般交流電系統的末端，需要直流電的位置會有一臺整流發電機，也就是將交流電經過變壓，然後電動再經過發電機變成直流電（或者用同步整流電機，或者用振動整流等，噪聲大，效率低），這些場合應用不多，所以交流電依然可以勝任！
此後隨著氬氣真空管和汞弧整流管的出現，很多場合開始用這些電子設備代替機械整流，並且汞弧在上世紀70年代還在大規模使用，這性能還是不錯的，後來被大功率晶閘管代替。
後來真空管這類電子設備慢慢被固態的半導體取代，後來專門發展出了功率半導體，電子設備界對電子管這類設備逐漸銷聲匿跡，再後來出現了中高頻的開關電源，連降壓變壓器也被鐵氧體的微小中頻變壓器取代了，電源也越做越小，使用也越來越方便，交流電和直流電轉換再也沒有以前那麼麻煩。
IGBT和IGCT的區別
從直流到交流
交流電渾身都是優點，但它有一個致命的缺點，就是無法存儲！因為沒有一種電池可以存下交流電，所以在應急電源現場，除了發電機，其他清一色都是電池輸出，然後DC-AC轉換成直流電，因為現代功率電子的發展，直流和交流之間的轉換效率很高，因此直流又開始慢慢復活！
相對於交流輸電的三相而言，直流只需要兩根線，甚至直流可以用大地做另一路的迴路，而只需一根線，當然這是極端狀況，直流對絕緣要求相對也會降低（一般的油浸電纜，直流工作電壓是交流的三倍），而且導線線損小，沒有感康和容抗，也沒有趨膚效應，更沒有空間電荷效應！
八交八直「和」八交九直「（特）高壓交直流輸電骨幹網
當然這些都得益於交直流之間高效轉換設備IGBT和IGCT以及碳化矽半導體元件的發展，在很多超高壓，大容量輸電中，直流輸電佔比正在逐年增加，所以著眼於未來的話，還真說不定直流和交流誰是贏家呢！