特斯拉的交流电早就打败了直流电，为什么现在又要搞直流输电？

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有一个萦绕在心头已久的问题，我们日常生活中碰到的设备几乎都用直流电，但为什么进户的电线却是交流电呢？这个交流电还需要变压器降压到低压，然后整流、滤波和稳压后才能供给电子设备，不能一开始供直流电吗？

交流电和直流电，到底是哪个好？

直流电压和方向随着时间增加不会变化，而交流电则随着时间改变，它的电压和幅度都会发生周期性的改变！

其实最早发明的电池就是直流电，比如原电池，伏打电池甚至雷顿瓶能储藏的都是直流电，所以到1832年皮克西制成的永磁手摇发电机，输出的也是直流电，再往后发直流电的发电机和利用直流电的设备与电动机就开始普及了！

到1875年时世界上第一座发电站在巴黎北火车站建成（第一座发电站有争议，各位忽略即可，不影响本文讨论），为附近区域照明供电，当然你不用怀疑，都是直流发电机，到1913年时，全球发电量已达500亿千瓦时，其实看起来很大，不过是一个500万千瓦的电站一万小时的发电量而已。

1875年，法国巴黎北火车站附近建立了第一座火力发电站

第一次出现交直流之争是特斯拉出现后，当时全球最大的电气公司是通用公司，使用的就是直流发电技术，当时的直流电技术已经炉火纯青，但毛头小子特斯拉向爱迪生建议改用交流电（交流电最早为法拉第发现，特斯拉改进了交流发电技术），当然爱迪生并没有听从特斯拉的建议。

之后特斯拉从通用离职，创办了自己的企业，有人投资了他的交流发电技术，之后的交直流之争大家应该都知道结果了，因为到现在为止，除了特殊的支流输电技术外，没有大规模的直流电网，所有的都是交流电网，为什么直流电输了？

直流电比交流电到底差在哪里？

直流电最大的优点是发电机发什么电你就用什么电，没有中间环节，其实也可以有，我们下文再聊，当然这也是最大的缺点，为什么呢？电压变换很困难，因为发电站和用户相隔遥远，那么发电站一定想提高电压，假如按现代电流与截面积比例计算，长距离输电需要用1A一平方毫米（否则线损太大发热严重），甚至可能还更高！

那么发电站如果用220V，1000A的输出大约220KW的功率，那么需要两根截面积1000平方毫米电缆，这得多粗呢？至少要36毫米直径的电缆，加上外围绝缘皮，超过50毫米，也就是说它比小孩子的手臂还要粗！

而且路途不能太远，中间还得用直流电动机+直流发电机提升电压，然后一路提升，如果到目的地还有另一种电压，那么也需要直流电动机+直流发电机变压，这个成本高到令人发指！

假如改成高压交流电22000V，那么只要10平方毫米的电缆，大约3.4毫米直径的电缆，这个成本就低多了，当然为了增加架空线强度，反而需要增加多股线，提高其强度。

930KW升压变压器和它的控制屏

尽管很多朋友看明白了，直流电也可以高压，但直流电输变电需要直流电动机+直流发电机升压和降压，而交流电只需要一个简单结构的变压器，两者成本相比1/10都不到，所以1893年的芝加哥“哥伦比亚世界博览会”选用了西屋电气的交流电（创始人乔治·威斯汀豪斯购买了特斯拉的交流电专利），从此交流电开始风靡全世界！

三相交流电

不过当时的交流电还未形成50-60HZ的规范，那会频率比较高，相数也和现在的三相交流电不一致。

从交流到直流

交流电无论是输变电都非常方便，而且损耗小，线缆要求也大大降低，交流电的优势是非常明显的，早期亮灯也是白炽灯，无所谓直流还是交流，只要有效电压一样，那么亮度其实没什么差别，所以交流电没啥影响！

但随着无线电这些电子技术的出现，交流电的弊端就出现了，交流电无法应用在电子管上，而且它还会在系统中带来噪声，所以一般交流电系统的末端，需要直流电的位置会有一台整流发电机，也就是将交流电经过变压，然后电动再经过发电机变成直流电（或者用同步整流电机，或者用振动整流等，噪声大，效率低），这些场合应用不多，所以交流电依然可以胜任！

此后随着氩气真空管和汞弧整流管的出现，很多场合开始用这些电子设备代替机械整流，并且汞弧在上世纪70年代还在大规模使用，这性能还是不错的，后来被大功率晶闸管代替。

后来真空管这类电子设备慢慢被固态的半导体取代，后来专门发展出了功率半导体，电子设备界对电子管这类设备逐渐销声匿迹，再后来出现了中高频的开关电源，连降压变压器也被铁氧体的微小中频变压器取代了，电源也越做越小，使用也越来越方便，交流电和直流电转换再也没有以前那么麻烦。

IGBT和IGCT的区别

从直流到交流

交流电浑身都是优点，但它有一个致命的缺点，就是无法存储！因为没有一种电池可以存下交流电，所以在应急电源现场，除了发电机，其他清一色都是电池输出，然后DC-AC转换成直流电，因为现代功率电子的发展，直流和交流之间的转换效率很高，因此直流又开始慢慢复活！

相对于交流输电的三相而言，直流只需要两根线，甚至直流可以用大地做另一路的回路，而只需一根线，当然这是极端状况，直流对绝缘要求相对也会降低（一般的油浸电缆，直流工作电压是交流的三倍），而且导线线损小，没有感康和容抗，也没有趋肤效应，更没有空间电荷效应！

八交八直“和”八交九直“（特）高压交直流输电骨干网

当然这些都得益于交直流之间高效转换设备IGBT和IGCT以及碳化硅半导体元件的发展，在很多超高压，大容量输电中，直流输电占比正在逐年增加，所以着眼于未来的话，还真说不定直流和交流谁是赢家呢！

因为直流输电更加安全一点，不容易发生漏电或者短路现象。也非常适合家庭用电。非常方便。

是因为直流输电更加的节省能源的消耗，而且直流电也特别的安全，不容易出现漏电和短路的现象，更适合家庭用电。

直流电在输送传动方面受到多方不便，低压输送距离短，传动带碳剧等等，而交流在低压却用途非常广泛，随着电力器件的发展，逆变器的发明改变了高压直流电的命运，降低了损耗，提高了输选容量。

交流电，可普遍用于各类家电的使用，所以他的应用极其广泛，但是直流电，却可以实现远距离的电力供给，让更多的地方能够有电可用。

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台儿庄区17679027499： 尼古拉特斯拉的杰出贡献 - ？
招娴富马： 主要发明贡献:交流电,特斯拉线圈,粒子束武器 特斯拉涡轮发动机,异步电动机 旋转磁场,地面固定波,双线线圈 无线技术 概况: 特斯拉一生的发明见证着他对社会无私的贡献.虽然他一生致力不断研究,并取得约 1000 个专利发明.但他...

台儿庄区17679027499： 爱迪生非常讨厌特斯拉发明的交流电,为什么最后交流电战胜了直流电?是因为交流电有很大优势吗? - ？
招娴富马： 交流电确实有优势:1、发电机结构简单.2、以当时的技术,高压交流电远程传输损耗少,也方便变压和整流成直流电.楼下补充~

台儿庄区17679027499： 如何看待爱迪生和特斯拉的直流交流电之争 - ？
招娴富马： 商业的竞争,市场的需求,技术之争,后来特斯拉的交流电解决当时远距离传输损耗的问题并且交流电机的简单稳定的结构解决了当时市场,工厂所需求

台儿庄区17679027499： 特斯拉发明了交流电.可爱迪生却对交流电进行抗拒阻止,为什么这么出色的两位科学家却成了对手呢? - ？
招娴富马： 为什么这么出色的两位科学家却成了对手呢?答案很简单,特斯拉发明的交流电会直接影响到爱迪生经营的直流. 爱迪生是以利益为主的;一旦交流电发明成功,直流电就会成为过时,被人们所遗弃;爱迪生就全力阻止特斯拉的交流电, 就有了交流大战. 他是一个被世界遗忘的伟人.交流电动机就是他发明的,而爱迪生钟爱自己发明的直流电动机,极力打压Tesla.如果Tesla不是被迫放弃了交流电的专利权供世人免费使用(每马力$2.53),那他会是世界上最富有的人.他的梦想就是给世界提供用之不竭的能源.他的一生很悲惨,非常的同情他,但他是一个绝世天才,很遗憾没有多少人记得他.

台儿庄区17679027499： 为什么用直流电比交流电要耗电,爱迪生当初用直流电的时候建议每隔一里就建一座发电站,用手臂那么粗的电线输电.而特斯拉的交流电一产生,就不需要那... - ？
招娴富马：[答案] 交流好升压,P=ui.交流可以很轻松的给个100来万伏,而直流呢就很难了. 这样输送同样功率的电量,交流上面的电流就可以比直流小好几倍,电线就可以细特别多了. 同时,Q=I2R也小特别多,就是传输时在电线上的损耗也小特别多

台儿庄区17679027499： 尼古拉.特斯拉真的那么强大吗 - ？
招娴富马： 尼古拉特斯拉知名度小的原因是,他与他的理论发明在一百年来持续的收到各种强大势力的打压.以至于现在很多国家的人们都不知道他的存在.在他年轻的时候他就崭露头角,发明了伟大的交流电.但是收到了当时的直流电经营者爱迪生的无情打压.虽然尼古拉特斯拉一生致力不断研究,并取得约 1000 项专利发明,但他一生的研究不是为着一己之利.可惜,与他同时代的企业家包括我们所知的爱迪生利用了这位天才科学家的爱心和才华,骗取了他的研究成果和荣誉,因他的发明而腰缠万贯.但特斯拉却是穷困潦倒、长年经济拮据.1943年1月5日晚间到8日早上之间的某个时间,Tesla 在纽约旅馆孤独的死于心脏衰竭,享年86岁.因为拒绝出售他的交流电专利,特斯拉临终时已经债台高筑.

台儿庄区17679027499： 直流电跟交流电哪个衰减的厉害?？
招娴富马： 直流电衰减的厉害,当年特斯拉发明交流电就是因为爱迪生的直流电要一公里设一个发电机

台儿庄区17679027499： 尼古拉特斯拉,到底是发明了交流电动机,还是发明了交流发电机?注意看问题,别不看问题就做答.别复制. - ？
招娴富马：[答案] 是交流电发电机.尼古拉特斯拉一生的发明多不胜数:1882年,他继爱迪生发明直流电后不久,即发明了交流电,并制造出世界上第一台交流电发电机.

台儿庄区17679027499： 特斯拉发现交流电之前灯用的是直流电? - ？
招娴富马： 是啊,直流电是爱迪生发现的.但后来的交流电比直流电跟容易传输和使用.爱迪生还打压过特斯拉呢,可见才能和品德没什么联系.呵呵,扯偏了

台儿庄区17679027499： 为什么高中物理不介绍特斯拉 - ？
招娴富马： 因为他触动了当时太多人的利益. 首先是爱迪生,他在与特斯拉的电流大战中失败,使得他和一些在直流电上获利颇丰的人失去了极大的利益.因此,爱迪生不遗余力的打压特斯拉,斥他为科学异端,伪科学. 其次是金融寡头J·P·摩根.他...