電為啥要分交流、直流？

法律顧問：趙建英律師

有沒有想過，為什麼手機充電插頭比一般插頭大？

其實嚴格來講，這個「插頭」叫開關電源適配器，目的是將電網傳來的交流電轉換為直流電傳輸進電子設備中。筆記本電腦的電源適配器更大，冬天暖手更方便~

那為啥要把交流電換成直流電呢？讓我們從頭講起。

電

電是一種自然現象。電荷靜止或移動會產生很多有意思物理現象，比如雷雨天氣中會看到的閃電、冬天脫毛衣的時候噼里啪啦的火花。後來，科學家們從各種電效應中發現規律，於是發明出了電池、發電機、電動機。

先用直流電，還是先用交流電？

220伏/50赫茲交流電是我國的供電標準，所以很多人都以為家用電器用的都是交流電。至於直流電，大概除了那句廣告中會念叨的「直流變頻空調」，想不到其他的了吧。

其實，直流電應用很廣泛，你肯定見過，也用過。比如：

定義

直流電，是指方向不隨時間發生變化的電流。

交流電，是指大小和方向都發生周期性變化的電流。

從示波器觀測，一個是直的，一個彎的……

反正都是電，感覺差別不大？

No~ No~ No~

讓我們翻開歷史，講點八卦！

1884年，一個名叫特斯拉的年輕人帶著前僱主的介紹信，匆匆登上了開往美國淘金聖地的輪船。他要去找他的偶像——托馬斯·愛迪生，希望他能幫助自己完成交流電系統的發明。

托馬斯·愛迪生

信上寫著：

「親愛的愛迪生：我認識兩個偉人，一個是你，另外一個就是這位年輕人。」

當時，愛迪生正在向全世界推銷自己的直流電系統，根本不看好交流電。但憑藉這封信，特斯拉還是如願進入了愛迪生的團隊。愛迪生承諾，如果他解決了「直流發電機與電動機問題」，就付給他相當於今天的一百萬美元的獎金。

但當特斯拉把愛迪生的機器修好，並問「說好的一百萬呢？」

愛迪生竟笑了，他說：「特斯拉，你不懂我們的美國式幽默。」

心中偶像人設崩塌，被戲弄的特斯拉憤而出走，獨立門戶，從此，專心致志地做他的交流電系統。

特斯拉與交流電機

當時，愛迪生的直流電系統要求每一平方英里內就要有一個發電站，並且因為傳輸過程中的損耗過大，傳輸距離也十分受限，而特斯拉的交流電系統用的導線更細，電壓更高，傳輸損耗小，傳輸距離遠。很明顯，交流電更有優勢。

那處於劣勢的愛迪生做了什麼？

為了「黑」交流電，愛迪生腦洞大開。賄賂政府官員，把死刑由絞刑改為交流電電刑。

交流電電刑椅

甚至僱用小學生，用交流電將流浪貓狗電死，以此宣傳交流電「是十分危險」的。

好在特斯拉篤定「你黑不黑，交流電就在那裡」的信念，通過哥倫比亞博覽會的照明工程，展示了交流電的可靠性和安全性，最終贏得了「電流之戰」，也還了自己清白。

哥倫比亞世界博覽會鳥瞰圖

從此，交流電被認可，取代了直流電，成了供電主流。

交流電、直流電，到底誰更好？

隨著線路電壓不斷提高，輸送功率和輸送距離不斷增大，直流電又得到工程師們的青睞。因為直流電不需要整流濾波，沒有相位差，比較穩定。直流電如何升壓呢？簡單講，升壓工作交給交流做，交直流再轉換一下就好啦~而且，從經濟性上看，雖然直流換流站比交流輸電的變電站造價高，但是直流線路只要正、負兩根線，交流線路三相需要三根線，直流線路造價更低，所以距離越長，越適合直流輸電。

例

目前世界上電壓等級最高的輸電工程就是直流工程——±1100千伏准東—皖南工程。工程線路全長3324公里，比哈爾濱到海口的直線距離還長。

在輸電領域，一般超過30公里的水下電纜、 兩個交流系統之間的非同步聯接也都是用的直流電。

交流電和直流電各有特點，有人打比方說，交流電像高速鐵路，直流電像空中飛機，一個中途可以停車，一個點對點飛。用哪個，要具體問題具體分析。

家用電器為啥要用直流電？

回到家用電器領域，IT產品（如手機、電腦）和絕大多數家電內部均使用直流電。因為筆記本和手機要求輕便，所以整流器放在外面，而台式電腦、冰箱、空調等就把整流器放到了電器內部了。

為什麼？回到本質，直流電是連續不斷從正極流向負極，交流電是波動的。而電子元器件是通過識別高低電位來工作的，例如電腦，有電位為1、無電位為0，交流電本身就會有過零點的電位，這樣電子元器件就無法進行正確的邏輯判斷。

GIF

電學是一門不斷發展的複雜學問，這篇文章顯然是無法詳細說明每一種情況的。但是，如果女朋友問「帶手機充電插頭了嗎？」你可以從容地拿出這篇文章，糾正道：「親愛的，這個叫電源適配器。」——來自單身狗的建議。

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來源：國家電網報（ID：stategridnews）

作者：頭條君

評論處大家可以補充文章解釋不對或欠缺的部分，這樣下一個看到的人會學到更多，你知道的正是大家需要的。。。

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