电为什么要分为交流电和DC?
历史上最早知道电的人是希腊人(米利都)。通过观察发现,琥珀用布摩擦后,会吸引像羽毛灯一样轻的东西。
17世纪对静电有了系统科学的研究。17世纪,发现了几个关于静电的著名现象:1,物质分为导电的导体和不导电的绝缘体(绝缘体是相对的,绝缘体在一定条件下会变成导体);
2.当在导电物体的一端产生静电时,它可以扩散并分布到物体的各个部分;
3.摩擦会产生两种电(琥珀和玻璃摩擦会产生不同的电),电不同的物体会互相吸引,电相同的物体可能会互相排斥。
18世纪,人们对电的认识有了质的提高。富兰克林通过实验发现了电荷守恒定律(在任何孤立系统中,电的总量不变);
库仑通过扭秤证实了普里斯特利的猜想(带电物体之间的引力和引力服从同一定律),他奠定了静电的基本定律——库仑定律(两个带电物体相互作用的力与距离的平方成反比)。至此,电学的研究已经提升为一门精密的科学。
路易吉·加尔瓦尼通过青蛙与静电发生器相连形成闭合电路的实验(发现神经细胞依靠电介质向肌肉传递信号),创立了生物电学术领域。
亚历山德罗·伏打(Alessandro Volta)通过将铜和锌浸泡在盐水中并连接导线,制成了第一个电池:伏打电池。伏打电池给科学家提供了比静电发电机更稳定的电源,静电发电机可以持续提供电流。
19世纪见证了电磁学的蓬勃发展,电学开始被广泛应用。电磁现象发现汉斯·奥斯特(hans oersted)在课堂上做实验时,偶然发现电流可以偏转指南针的方向,演示了电流周围会产生磁场,也就是电流的磁效应。安德鲁·玛立·安培对这一现象进行了定量描述,给出了安培定律和安培定律。(电磁铁就是这么来的。)
电池感应的发现:迈克尔·法拉第和约瑟夫·亨利独立发现磁场的变化可以产生电场。詹姆斯·麦克斯韦综合电磁学,提出麦克斯韦方程组,推导电磁波方程。因为计算出的电磁波速度等于测得的光速,他大胆预言光波就是电磁波(1887,海因里希·赫兹成功制造并接收了麦克斯韦描述的电磁波。)。后来,麦克斯韦把电、磁、光综合成一个理论。
电子被发现:德国物理学家尤利乌斯·普吕克发现阴极射线通过自制的阴极射线以直线传播,但是它们的传播方向会被磁场偏转。后来约瑟夫·汤姆逊的实验证实了阴极射线是由被称为电子的带负电荷的粒子组成的。
19世纪见证了电磁学进化的如火如荼,电磁学开始逐渐应用到现实生活中,比如:1,贝尔发明了电话;2.卡尔·布劳恩改进了阴极射线管,显示器和电视开始出现。3.爱迪生发明了白炽灯和DC电力系统;4.特斯拉发明了感应电机和交流电;这些与电和磁有关的众多发明,使电成为第二次工业革命的主要推动力和现代生活的必需品。
19世纪,以爱迪生为代表的直流电和以特斯拉为代表的交流电开始了竞争。特斯拉首先帮助爱迪生进行简单的电气设计,但他很快解决了一些非常困难的问题,并帮助爱迪生改进了DC电机。然而,爱迪生并没有向特斯拉支付承诺的5万美元。特斯拉一怒之下离职,在西屋电气公司的帮助下发明了交流电。电力系统发展之初,有两种相互竞争的技术意见,一种是以爱迪生为代表的直流派,另一种是以西屋公司为代表的交流派。直流电的电流总是朝同一个方向流动,并被输送到很远的地方。直流电容易转化为热量而损耗,会造成大面积自动断电。交流电的电流以一定的频率反复改变流向,不仅可以向外部输出动力,也可以向内部输出动力,甚至可以输出到更远的距离。
与直流电相比,交流电的能量损耗更少,因此不需要建立许多发电厂。只要在传输过程中升高电压,到达用户附近时降低电压,就可以降低成本。所以后来很多电厂转向以交流电为代表的西屋,爱迪生的直流电逐渐被业界忽视。
在配电系统的早期,DC传输系统是当时的美国标准,爱迪生不想失去他的专利使用费。焦急的爱迪生开始对交流电进行污名化,设计了世界上第一个用高压交流电执行囚犯死刑的电椅,并将人群中的猫、狗、马等动物活活电死,给公众留下了交流电危险的印象。
1893年,爱迪生和西屋公司竞标“哥伦布纪念博览会”。整个博览会摒弃了传统的煤油灯,改用电灯照明。最终,西屋公司中标,特斯拉夜以继日地工作,终于完成了大型交流发电设备的建设,为整个展会提供电力需求。当时,超过65438+万观众共同见证了新城的美好未来,无不为之惊叹。世博会之后,交流电越来越受欢迎。半导体时代迫使直流电回归,因为直流电的大小和方向不会改变,它没有周期性,在固定电压下只会单向流动。这些都是半导体需要的特性,这样晶体管才能保持稳定的开关状态。
晶体管和直流电为电路的大型化和小型化奠定了基础,直流电的回流是必然的。直流电和交流电都是电磁技术应用的产物。目前,DC和AC各有所用。交流电适用于远距离传输,直流电适用于各种电子设备。直流电和交流电从最早的不相容的电流战争到现在的相辅相成,发生了翻天覆地的变化,很像我们的生活。
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