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直流電與交流電 by B班 Shilla & Brigitt

 

直流電.png  直流電,是指電荷流動方向唯一的電流。最典型的電子元件例如直流電源。直流電一般可以通過導體例如導線,但是也可以通過半導體、絕緣體,甚至可以以電子或離子束的形式穿過真空。區別於交流電,直流電的電流方向是不變的。以前的術語稱作galvanic current

直流電

直流電流(direct current),是指電荷流動方向唯一的電流。最典型的電子元件例如直流電源。直流電一般可以通過導體例如導線,但是也可以通過半導體、絕緣體,甚至可以以電子或離子束的形式穿過真空。區別於交流電(alternating current),直流電的電流方向是不變的。以前的術語稱作galvanic current

 

縮寫ACDC也經常被用來表示簡單的「交」和「直」,因為其既可表示電流也可用來表示電壓。

 

第一個商業化的電力傳輸是由托馬斯·愛迪生在十九世紀後期開發的110伏特直流電。然而由於在傳輸和電壓轉換的差異,目前幾乎所有的電力分配都為交流電。在20世紀50年代中期,曾經發展過超高壓直流電系統,現在該技術是在遠程及水下電力傳輸上,除了高壓交流電以外的另一種選項然而並不常見。但是特種應用要求上,如一些使用第三軌供電或架空電車線的鐵路電力系統還是用直流電,交流電被分配到一個變電站利用一個整流器轉換為直流電。

 

而末端應用上卻是直流電的天下,尤其是在科技發達的地區(如加州的矽谷等),目前幾乎所有充電器都使用直流電對電池進行充電,且在幾乎所有電子科技系統中作為電源。直流電還用於生產鋁以及其它的化學物質過程中。更多關於直流電的應用包括鐵路推進,尤其是在城市地區的捷運,順著捷運路線建立了直接輸出高壓直流電的電網。

 

應用

 

直流裝置通常有不同類型的插座、開關、和固定裝置,這主要是由於所使用的低電壓來自於那些適合使用的交變電流。通常對於使用直接電流的設備來說不能反接,這點很重要,除非該器件有二極體橋來糾正(使用電池供電的大多數設備則不需要——電池插槽本身即可防止裝反)。

 

直流Unicode符號為:U+2393)。

 

直流電在許多特低電壓與低電壓器件中很常見,尤其是這些設備由只能產生直流電的電池供電。使用太陽能發電系統也可以,因爲太陽能電池只能產生直流電。大多數汽車零配件使用直流電,雖然這些電是由交流電裝置透過整流裝置輸出直流電的。大多數電子電路需要使用直流電源供電。使用燃料電池的器件(混合氫氣與氧氣及催化劑來產生電能以及作爲副產物的水)同樣只能使用直流電。

 

絕大多數汽車零配件使用12V直流電,少數使用6V24V電源系統。

 

輕型飛機電氣系統通常使用12V28V

 

通過使用DC-DC轉換器,諸如48V72V的高直流電壓可以降壓成36V24V18V12V5V的電壓,用以提供不同的負載。電信系統工作在48V的直流電當中,對於使用DC-DC轉換器壓到12V24V的電壓來說更有效率,而且供電設備可以在自己的工作電壓負載中就直接利用逆變器去把48V直流電轉換成120V交流電提供電力給其他設備。

 

許多連接電話的雙絞線電線會使用偏置T型接頭,把使用交流電壓的一對綫(語音信號)與使用直流電的另一對綫(爲電話供電)分隔開。

 

DSLAM這樣的電話交換通信設備使用標準的-48V直流電源。負極是由發電機與電池組的正極接地而實現的。這樣做是為了防止電解沉積。

 

 

交流電

交流電流(英語:alternating current,縮寫:AC)是指電流強度和電流方向都發生週期性變化的電流,在一個週期內的平均值為零。不同於直流電,後者的方向是不會隨著時間發生改變的,並且直流電沒有周期性變化。

 

通常波形為正弦曲線。交流電可以有效傳輸電力。但實際上還有應用其他的波形,例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是具有正弦波形的交流電。

 

發展歷史

當發現了電磁感應後,產生交流電流的方法就被知曉。早期的成品由英國人麥可·法拉第(英語:Michael Faraday)與法國人波利特·皮克西(法語:Hippolyte Pixii)等人開發出來。

 

1882年,英國電工詹姆斯·戈登建造大型雙相交流發電機。開爾文勳爵與塞巴斯蒂安·費蘭蒂(英語:Sebastian Ziani de Ferranti)開發早期交流發電機,頻率介於100赫茲至300赫茲之間。

 

1891年,尼古拉·特斯拉取得了「高頻率」(15,000赫茲)交流發電機的專利。

 

1891年後,多相交流發電機被用來供應電流,此後的交流發電機的交流電流頻率通常設計在16赫茲至100赫茲間,搭配弧光燈、白熾燈或電動機使用。

 

根據電磁感應定律,當導體周圍的磁場發生變化,感應電流在導體中產生。通常情況下,旋轉磁體稱為轉子,導體繞在鐵芯上的線圈內的固定組,稱為定子,當其跨越磁場時,便產生電流。產生交流電的基本機械稱為交流發電機。

 

 

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