【ElectroBOOM】為甚麼家裏使用交流電而非直流電？Why Use AC Instead Of DC At Home

你好，為什麼我們總是使用交流電為家庭供電，而不是直流電？ 我難道沒有告訴過你，交流電通常比直流電更危險嗎？ 我們能讓所有東西都使用直流電運作嗎？ 是的，事實上，家裡幾乎每一個裝置都必須先將交流電轉換成直流電，才能使用。那麼，為什麼會這樣呢？ 我為什麼會生氣？ 原因是簡單的。曾經有個人名叫尼古拉·特斯拉，支持交流電，而托馬斯·愛迪生則支持直流電。 特斯拉贏得了合約，使其雇主威斯汀豪斯公司得以使用交流電供電。 無論托馬斯·愛迪生如何努力揭露交流電的危險性 用電擊的方式對狗和大象進行公開處罰。哇，真厲害。 現在我想起來了，我為什麼會生氣。這個愛迪生傢伙簡直就是個畜生。 他甚至發明了電椅，用交流電執行死刑，並非因為這是一種更乾淨或更優越的處決方式。 因為他想永遠將AC與死亡聯繫在一起，從而毀掉AC的聲譽 尼古拉·特斯拉理所當然地贏得了這場戰役 是的，交流電（AC）可能比相同電壓等級的直流電（DC）更危險。 但更高的等級的DC也可能同樣危險，甚至更危險，僅僅因為某事物具有危險性 我們不會停止使用它們 例如，如果你住在高樓大廈裡，你並不會一直有從窗戶跳下去的危險。 但使用交流電（AC）有什麼優勢嗎？ 我是說當年他們唯一想要的只是照明，使用白熾燈，而那種燈對交流電或直流電並不在乎。 我現在正像往常一樣，用交流電運行一盞普通的燈泡。 這裡我 我把它搞定了。 不要縮短 不管怎樣，我正在用它將交流電轉換為直流電。 它只是一個二極體，但這樣也可以，如果我測量輸出端的電壓 天啊，那個電容器 該死的東西 不管怎樣，我正在閱讀 周圍 170伏特直流電，儘管仍然非常危險 我仍然可以觸碰它，而且痛感遠不如觸碰120伏特交流電那樣劇烈。 燈泡 運行起來完全沒問題 而且因為它是170伏特的連續電壓，亮度還稍微高一點。 除了燈具之外，電動機在家中器具如絞肉機或風扇等設備中也越來越受歡迎。 但即使是這些也可以改造成無刷交流或有刷直流電機。 例如，當然，像我從舊微波爐拆下來的這種無刷交流馬達，壽命遠比有電刷的馬達長。 鬆動的電線請避開 無論如何，直流馬達中的電刷最終都會磨損，這就是為什麼交流馬達能使用更長時間。 但除此之外，交流電和直流電之間似乎並沒有明顯的偏好。 但交流電真正的優勢不在於家中，而在於電力尚未進入家庭的輸電線路之前。 這就是為什麼愛迪生的直流電供電系統最終逐漸消失。 這裡我用細導線製作了一條傳輸線，並使用我的電源，試著在我的 1 歐姆負載上施加 10 伏特的電壓。 10安培的電流，我正在測量負載兩端的電壓。我們來試試看。 電壓大概是七點五伏特 你看到我的傳輸線開始冒煙並發熱，電壓仍在持續下降。 由於線路電阻太大，負載兩端的電壓甚至無法達到10伏特。 電壓為7伏特，電流為7安培流過負載，由於電阻很高，因此產生大量熱量。 同樣地，由於愛迪生在輸電線路中傳輸低電壓，導致線路中流過大量電流。 而且，當導線粗到一定程度時，就會因為自身重量而斷裂，或變得過於昂貴。 巨大的電流流經導線的電阻，會在較長距離上產生大的電壓降。 這就是為什麼愛迪生的系統只能將電力傳輸到電源周圍一英里或兩英里左右。 否則線路上的功率損耗會大到造成極大的效率損失 當然，愛迪生清楚自己的系統有多爛。 因此，他決定讓自己的一位天才員工來處理這個問題，那人就是我們敬愛的尼古拉·特斯拉。 當時他正在為愛迪生工作，據特斯拉所說，愛迪生曾向他許諾 5萬美元，當時是一筆巨款，如果特斯拉能夠對愛迪生的直流電系統做出重大改進的話。 特斯拉在幾個月內完成了工作，當他去見愛迪生要求支付酬金時，愛迪生卻說 我是在开玩笑。顯然，你不太了解我們美國人的幽默感，特斯拉說了句「去你的，我辭職了」。 後來，特斯拉提出了他的天才系統，並為西屋公司加以發展。 他所做的，是更智慧地傳輸電力，他使用交流電，這樣就能利用變壓器改變電壓等級。 這裡我將使用我的自動變壓器產生 10 伏特交流電，這將導致通過我 1 歐姆負載的電流為 10 安培交流電。 但在透過傳輸線路發送之前，首先 我會用我的微波爐變壓器升高電壓 然後，如果我有變壓器，我會在線路之後降低電壓。 好吧，我想我可以从我們的微波爐那裡借一個。 他們用防篡改螺絲來阻止我 他們不知道的是，沒有任何事物能阻止我。他們不過是在拖延不可避免的結果而已。 在那裡呢 我 juste先拍張線路的照片再把它拔出來，免得之後搞砸了。 就是這裡了。好的。現在我們已經將兩個變壓器連接好了。在接上負載之前，我們先進行一些電壓測量。 在輸入處 我們的電壓接近10伏特，因此輸電線路的狀況良好。 我們得到大約 190 到 200 伏特，輸出端也是如此。 同樣地，我們有接近 10 伏特的電壓，這相當不錯。現在，讓我們連接負載。 好的 負載兩端的電壓為 1.6伏特，就是 垃圾，發生什麼事了？ 輸電線電壓 118伏特，一切突然掉電 這比直流系統還糟糕。特斯拉，到底發生什麼事了？我們來測量變壓器次級繞組的電阻吧。 大約是100歐姆。怪不得呢。 次級側的電阻過大，導致壓降過多 所以這些變壓器並非為此目的而設計的。那是一個糟糕的例子。 沒關係，不管怎樣我都要傳輸能量 2伏特 3伏特 4 5 6 7 8 9 負載兩端有 10 伏特電壓。我們做到了 而且我們的輸電線也沒有起火。所以 這始終是一個優勢 沒有任何爆炸。現在的輸電線電壓是多少？ 820伏特 不管怎樣，雖然這是一個相當糟糕的例子 你可以看到，我的輸電功率比直流系統還高，但我的輸電線路卻沒有燒毀。所以 那也算是一種成功 在此系統中查看 在這種情況下，我能夠傳輸相當大的功率，約100瓦，而無需加粗傳輸線的導線。 如果變壓器性能更好，效率也會更高。 事實上，在這個系統中 你將電壓轉換得越高，電力在長距離傳輸時就越容易，當然，這也有些限制。 這就是為什麼在現實生活中，他們會將其轉換為10千伏或100千伏。 因為在變壓器中，理想情況下的輸入功率與輸出功率相同。 雖然實際上並非如此，因為正如你所見，總會有部分功率損耗，而功率等於電壓乘以電流。 例如，如果我將電壓提高20倍以達到相同的功率 電流必須在變壓器輸出端及輸電線路上降低為原來的二十分之一。 並且由於電阻器上的功率等於電阻乘以電流的平方 功率將僅有原本的四百分之一浪費在該死的電線上 高電壓伴隨著重大責任。輸電線路必須安置得足夠遠。 因此不會產生電弧。愛迪生那愚蠢的直流系統無法以同樣簡單的方式實現。 要改變電壓，你就必須將直流電轉換為交流電。 提高電壓，然後將交流電轉換回直流電，過程中將損失大量電力 愛迪生仍然看不到這一點。他只看到自己的公司正失去一生中最重要的合約——為全世界供電。 所以他所做的，只是抓住了特斯拉的系統運行在超高電壓上的事實。 例如10千伏或100千伏，並說在公共場所用10千伏電擊動物對人極其危險。 托馬斯 愛迪生 他對科學與技術作出了巨大貢獻。 但他也是一個令人討厭的商人，而這一點最終讓他吃盡了苦頭。 這個故事的寓意是：不要做個混蛋。 你知道，電路專門店對我非常友善，提供了我所有基本的工具、零件和一切所需。 我也真心希望您也能在他們的網站上找到所需的一切。 我很滿意他們寄給我的萬用電表，那是一台LCR電橋。 它可測量電感、電容、電阻、電壓、電流以及許多其他參數 因此，感謝電路專家們 我將在 Patreon.com 上贈送五個給我的贊助者，以及你們這些觀看者。 此外，如果你想開始電子學，你將需要一台實驗室用電源供應器，我會送出四台其中兩台。 和往常一樣，我的贊助者會自動參與其他人的抽獎。 請按照影片說明中的連結前往 Google 表單，並告訴我你需要哪一項，我會為你抽籤並畫出你的名字。 就這樣。濃眉消失了