大家有沒有想過,,為什么手機充電插頭比一般插頭大?
其實嚴(yán)格來講,,這個“插頭”叫開關(guān)電源適配器,,目的是將電網(wǎng)傳來的交流電轉(zhuǎn)換為直流電傳輸進電子設(shè)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!
電是一種自然現(xiàn)象,。電荷靜止或移動會產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)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,。后來,,科學(xué)家們從各種電效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,于是發(fā)明出了電池,、發(fā)電機,、電動機。
220伏/50赫茲交流電是我國的供電標(biāo)準(zhǔn),所以很多人都以為家用電器用的都是交流電。至于直流電,,大概除了那句廣告中會念叨的“直流變頻空調(diào)”,,想不到其他的了吧。
其實,,直流電應(yīng)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(fā)生變化的電流。
交流電,,是指大小和方向都發(fā)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雇主的介紹信,,匆匆登上了開往美國淘金圣地的輪船,。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(tǒng)的發(fā)明,。
▲托馬斯·愛迪生
信上寫著:
“親愛的愛迪生:我認(rèn)識兩個偉人,,一個是你,另外一個就是這位年輕人,?!?/span>
當(dāng)時,愛迪生正在向的直流電系統(tǒng),,根本不看好交流電,。但憑借這封信,特斯拉還是如愿進入了愛迪生的團隊,。
愛迪生承諾,,如果他解決了“直流發(fā)電機與電動機問題”,就付給他相當(dāng)于今天的一百萬美元的獎金,。
但當(dāng)特斯拉把愛迪生的機器修好,,并問“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(shè)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(tǒng),。
▲特斯拉與交流電機
當(dāng)時,愛迪生的直流電系統(tǒng)要求每一平方英里內(nèi)就要有一個發(fā)電站,,并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(tǒng)用的導(dǎo)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(yōu)勢。
那處于劣勢的愛迪生做了什么,?
為了“黑”交流電,,愛迪生腦洞大開。賄賂政府官員,,把死刑由為交流電電刑。
▲交流電電刑椅
甚至雇用小孩子,,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,,交流電就在那里”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(zhàn)”,,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(rèn)可,,取代了直流電,成了供電主流,。
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(wěn)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(zhuǎn)換一下就好啦~而且,,從經(jīng)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(fù)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。
目前世界上電壓等級最高的輸電工程就是直流工程——±1100千伏準(zhǔn)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(lǐng)域,,一般超過30公里的水下電纜、 兩個交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)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。
回到家用電器領(lǐng)域,,IT產(chǎn)品(如手機、電腦)和絕大多數(shù)家電內(nèi)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,而臺式電腦,、冰箱,、空調(diào)等就把整流器放到了電器內(nèi)部了,。
為什么?回到本質(zhì),,直流電是連續(xù)不斷從正極流向負(fù)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。
電學(xué)是一門不斷發(fā)展的復(fù)雜學(xué)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,?!?/span>
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