1801年，英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維發(fā)明了世界上最早的簡(jiǎn)單電燈。鉑絲通電時(shí)會(huì)發(fā)出耀眼的白光。這種電燈幾分鐘后會(huì)被氧氣迅速氧化。這是不實(shí)際的，但是比愛迪生碳化的棉線白熾燈早78年。此時(shí)，電力開始與人們的生活交叉。
早期的電流只是直流電，它是一種大小和方向相同的恒定電流。它最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。它可以利用煤燃燒產(chǎn)生熱能，水蒸氣作為動(dòng)力，閉合導(dǎo)體中的永磁磁通量改變以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)被用作電源能量。愛迪生在改進(jìn)電燈后不久，于1882年在紐約珍珠街建造了自己的發(fā)電廠，利用這個(gè)發(fā)電系統(tǒng)向周圍一英里內(nèi)的60戶家庭供電110伏。當(dāng)然，條件之一是必須使用愛迪生發(fā)明的電燈。
從煤油燈到白熾燈，這種跨越式的進(jìn)步很快使愛迪生聲名鵲起。越來(lái)越多的當(dāng)?shù)鼐用裥枰獝鄣仙碾姛艉碗娏?。隨著需求的增加，直流的致命缺點(diǎn)暴露了出來(lái)。當(dāng)發(fā)電廠和居民之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，直流電力傳輸會(huì)在電線上產(chǎn)生更多的熱能來(lái)耗散電能。居民家中110伏的電壓可能低于50伏。為了解決這個(gè)問題，愛迪生下令每1英里建一座小型發(fā)電廠。這種“愚蠢”的方法在當(dāng)時(shí)使發(fā)電廠無(wú)處不在，這顯然不符合現(xiàn)代科學(xué)的簡(jiǎn)單性。
當(dāng)直流電的缺點(diǎn)暴露出來(lái)時(shí)，交流電開始出現(xiàn)。
所謂的交流電是一種其大小和方向周期性變化的電流。這種電流，加上當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)明的變壓器，可以減少線路上的電能損耗，并且只需要一個(gè)發(fā)電廠就能滿足整個(gè)城市的需求。
一般來(lái)說，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出110伏的電壓時(shí)，它會(huì)首先用變壓器提升110伏的電壓。因?yàn)樵诎l(fā)電機(jī)功率P不變的情況下，P=UI，電壓越大，電流越小，流經(jīng)導(dǎo)體的電流越小，產(chǎn)生的熱能越小，因此功率損耗P=IR越小。當(dāng)升壓后的電壓下降到住宅區(qū)時(shí)，110伏電壓可以穩(wěn)定。
當(dāng)時(shí)，DC電力只能通過變壓器降壓，這非常復(fù)雜，會(huì)消耗更多的能量。因此，交流電具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。1886年，尼古拉·特斯拉幫助愛迪生改進(jìn)了直流發(fā)電機(jī)，但在被愛迪生欺騙后憤怒地逃跑了，開始在公眾場(chǎng)合大力推廣交流電及其交流系統(tǒng)。
看到交流電的宣傳，愛迪生深感恐懼。因?yàn)樗男袠I(yè)有一半以上是建立在直流系統(tǒng)上的，所以他開始雇人散發(fā)傳單來(lái)抹黑交流電，說使用交流電威脅生命。
在愛迪生的授意下，一頭大象被電擊致死。
1888年，西屋公司，一家有遠(yuǎn)見的公司，花了數(shù)百萬(wàn)美元收購(gòu)了特斯拉的所有交流專利，這給了特斯拉足夠的錢來(lái)對(duì)抗愛迪生。1891年，特斯拉在芝加哥世博會(huì)上點(diǎn)亮了90，000個(gè)燈泡，向公眾證明交流電是非常安全的。直到那時(shí)，目前的爭(zhēng)端才結(jié)束。1893年，交流電正式取代直流電作為電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從那時(shí)起，直流電越來(lái)越多地用于家用電器電池和玩具電池，交流電在商業(yè)領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。
故事不在這里，相反！
原則上，交流電的商業(yè)優(yōu)勢(shì)是粉碎。但是在1954年，瑞典建造了世界上第一個(gè)商用高壓直流輸電系統(tǒng)，直流開始反擊！
高壓直流傳輸是發(fā)電廠通過轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，使直流電經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸后到達(dá)受電端，然后變成交流電發(fā)送給千家萬(wàn)戶。
從19世紀(jì)到20世紀(jì)，發(fā)電廠可以提供非常低的電壓，交流電的優(yōu)點(diǎn)是它可以提高電壓并減少損耗。然而，電流高壓直流傳輸技術(shù)可以直接提供超過500，000伏的電壓。超長(zhǎng)距離下，導(dǎo)體長(zhǎng)度更長(zhǎng)，電阻更大，電流更小，傳輸過程中的單位損耗也更低。通常超過800公里，HVDC傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)得到了體現(xiàn)。此外，它線路少，成本低，比交流傳輸技術(shù)更穩(wěn)定。然而，它的缺點(diǎn)是，只有1比1的傳輸是可能的，并且在它通過的路徑上不能供電。在某些特定的情況下，HVDC傳輸會(huì)有更多的優(yōu)勢(shì)，比如海底電纜傳輸。
目前，中國(guó)有14條高壓直流輸電線路，總長(zhǎng)25000公里。從西向東的年發(fā)電量已經(jīng)超過2000億度，達(dá)到世界級(jí)水平。
科學(xué)的發(fā)展充滿了起伏。無(wú)論是交流電還是直流電，最終受益者都是普通人。
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