眾所周知，人類開始第二次工業(yè)革命的標(biāo)志事件就是人們發(fā)現(xiàn)并且很好的利用了電能。直到目前為止，電能仍然是人類社會(huì)發(fā)展、人民生產(chǎn)生活所離不開的一種方便、清潔、高效的能源。從奧斯特發(fā)現(xiàn)“電生磁”現(xiàn)象，再到法拉第發(fā)現(xiàn)“磁生電”現(xiàn)象，到最后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(jié)合起來(lái)，成功的僅用一個(gè)方程組就解釋了電磁學(xué)中幾乎所有的問(wèn)題。至此，人類已經(jīng)完全能夠從理論上解釋幾乎一切的電磁現(xiàn)象，并指導(dǎo)實(shí)踐發(fā)明出了各種電氣設(shè)備，電能的使用也在日常生活中普及開來(lái)。

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

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我們?nèi)粘Ｉ钪泻芏嘤秒娫O(shè)備需要的電能卻都是直流電。比如我們經(jīng)常使用的手機(jī)、電腦、電視、甚至即將成為以后交通出行主力軍的電動(dòng)汽車需要的都是直流電，并且他們是不能使用交流電工作的，所以只能通過(guò)電源適配器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電進(jìn)行使用。其他的一些家用電器如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，其實(shí)并不是非要使用交流電工作，只是因?yàn)楣╇姽咎峁┑氖墙涣麟姡娖髟O(shè)備廠商才把這些電器設(shè)計(jì)成使用交流電，在提供直流電的條件下，這些設(shè)備完全可以設(shè)計(jì)成使用直流電的。那么很多讀者可能不禁會(huì)問(wèn)，為什么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(jī)電腦這些電子產(chǎn)品不用配置復(fù)雜的電源適配器，空調(diào)洗衣機(jī)這種大型家電也可以直接設(shè)計(jì)成直流的，大家都用直流電不就好了。

其實(shí)在電能剛剛普及的時(shí)候，世界上就出現(xiàn)過(guò)到底使用直流電好還是使用交流電好這個(gè)問(wèn)題。倡導(dǎo)使用直流供電的就是大名鼎鼎的發(fā)明大王托馬斯·愛迪生，他最開始發(fā)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(fā)電機(jī)的發(fā)明專利，一旦直流供電成為主流，通用電氣將獲得巨額的財(cái)富。為了推廣直流電的，愛迪生及其公司團(tuán)隊(duì)不惜通過(guò)制造輿論，宣傳交流電比直流電更加“危險(xiǎn)”，更容易電死人。并且通過(guò)幕后操作將交流電使用到處置死刑犯的“電椅”上，從而達(dá)到將交流電與死亡聯(lián)系起來(lái)的目的。

而提倡使用交流供電的是當(dāng)時(shí)的天才科學(xué)家尼古拉·特斯拉，同時(shí)他也是交流發(fā)電機(jī)的發(fā)明者，他深信只有交流電才能進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送并且滿足人類對(duì)電能的大量需求。事實(shí)也證明，電能要想遠(yuǎn)距離傳輸必須通過(guò)升高電壓來(lái)減小損耗，使用交流變壓器能使交流電壓輕松升高幾十甚至上百倍，并且轉(zhuǎn)換過(guò)程中的電能損耗相對(duì)較小。而直流電并不能直接地進(jìn)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(guò)電力電子技術(shù)將高壓交流電整流成高壓直流電。由于當(dāng)時(shí)電力電子技術(shù)還未起步，要將高壓交流電轉(zhuǎn)化成高壓直流電是不可能實(shí)現(xiàn)的。交流電能改變電壓大小這一巨大優(yōu)點(diǎn)，使其迅速成為世界上所有供電系統(tǒng)的主流。從此電能的利用得以飛速發(fā)展，第二次工業(yè)革命也進(jìn)行的非常順利。

雖然兩位名人的“電流之戰(zhàn)”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(fā)展都不是一成不變的，如今電力電子技術(shù)飛速發(fā)展，人類已經(jīng)克服了直流電不能遠(yuǎn)距離大功率傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，并且隨著傳輸距離的增加，直流輸電的經(jīng)濟(jì)性會(huì)越來(lái)越高。配電方面，交直流混合配電技術(shù)正在如火如荼的發(fā)展之中，各種交直流混合配網(wǎng)示范工程相繼投產(chǎn)，也許不久的將來(lái)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(xué)院物理系副教授李蜜丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

交流電or直流電 哪種供電形式更符合當(dāng)今用電需求？

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