稍微懂些電工基礎(chǔ)的朋友都知道，我國使用的是交流電，一般頻率是50Hz。我們常見的電燈、電動(dòng)機(jī)等使用的都是交流電。
說起為什么要采用交流電？大家的回答無非是：在以往的技術(shù)條件下，交流電比直流電更有效率。但真的只有這么簡單嗎？其實(shí)，交流電與直流電一直在PK，這還真不是一兩句就能解釋的！
下面就看看老帕是怎么回答的吧！
一項(xiàng)發(fā)明，在歷史長河中是否具有生命力，取決于它的實(shí)用價(jià)值。例如拉鏈，被譽(yù)為最偉大的發(fā)明，其道理也基于此。
我們知道，電能包括發(fā)電、輸送電、配電和用電四大過程。
1.發(fā)電和輸送電的升壓和降壓
在發(fā)電和輸送電的過程中，有一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)備，就是變壓器。為何要用變壓器來改變電壓？
我們知道，電能的傳輸導(dǎo)線是具有電阻的，傳輸導(dǎo)線所消耗的電能功率Pline為：
Pline=I²R。
這里的I就是流過導(dǎo)線的電流。
可見，為了減小線路損耗，就要減小電流。事實(shí)上，輸送電消耗掉的電能，占總發(fā)電電能的比例不可小覷。減小輸送電的線路損耗，有很大的意義。
要減小電流，最方便的就是利用變壓器。如果我們忽略掉變壓器的各種損耗，例如鐵損、銅損等等，則變壓器兩側(cè)的功率基本相等。把變壓器某側(cè)的電壓升高，該側(cè)的電流自然就減小了。
不過，變壓器只能工作在交流電路中，不能工作在直流狀態(tài)下。
我們來看變壓器的工作原理：
忽略變壓器的損耗，則有：
U1I1=U2I2
K=U1/U2=I2/I1
在這里，U1和I1是變壓器一次側(cè)的電壓和電流，U2和I2是變壓器二次側(cè)的電壓和電流，K是變比。
我們看到，只要把U2提高，則I2自然就小了，于是在輸配電線路的起始端，我們把電壓給升高，在輸配電線路的末端，我們?cè)侔央妷航o降下來。這樣就減小了線路損耗。交流傳輸線上的高壓電和超高壓電其用途就在于此。
我們看到，利用變壓器，交流電壓的高低變換何其方便。
但直流電可以升壓嗎？當(dāng)然可以，但相對(duì)交流升壓來說，要麻煩很多，且成本要高很多。除非是長距離輸送電，否則不上算。
可見，在發(fā)電和輸送電中，交流電比直流電要方便很多，成本也低廉很多。
不過，也不是說直流就沒有優(yōu)勢(shì)。交流線路電阻與直流相比，還多了趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，因此同樣的導(dǎo)線，交流線路電阻大于直流線路電阻。換句話說，交流的線路損耗大于直流的線路損耗。也因此，采用直流長距離輸送電，也是人們追求的目標(biāo)之一。
我國在這方面走在世界前列，我國的世界首條±800kV的直流輸電線路正在平穩(wěn)高效安全地運(yùn)行中。
2.配電方面的問題
在輸送電的末端，需要分配電能，這就需要使用配電電器。配電電器的主要元件是各類隔離開關(guān)和斷路器。
對(duì)于開關(guān)電器來說，滅弧是個(gè)大問題。電弧會(huì)燒蝕觸頭，產(chǎn)生巨大的熱沖擊，嚴(yán)重影響到開關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定工作。
交流電和直流電相比，每個(gè)周波有兩次過零，而過零時(shí)，電弧也自動(dòng)熄滅，所以交流電器的滅弧能力強(qiáng)于直流電器。
有一個(gè)參數(shù)，它描述的是電弧熄滅后電弧介質(zhì)氣體的恢復(fù)過程和恢復(fù)強(qiáng)度，用Ujf來表達(dá)；另外一個(gè)參數(shù)，它描述的是電弧熄滅后，電壓上升過程和強(qiáng)度，用Uhf來表達(dá)。
所謂介質(zhì)氣體的恢復(fù)，指的是氣體從電弧的等離子狀態(tài)恢復(fù)為正常氣體狀態(tài)，顯然，它與時(shí)間有關(guān)，也與氣體性質(zhì)有關(guān)。
如果：Ujf＞Uhf
也即，介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度大于電壓恢復(fù)強(qiáng)度，則電弧將不會(huì)不重新燃燒。
上圖中，在時(shí)刻0，交流電弧過零熄滅。但過零后，Ujf2小于Uhf，所以交流電弧重燃；Ujf1>Uhf，所以交流電弧不再重燃，并且徹底地熄滅。
不過，直流電弧可沒這么好，它根本就不會(huì)過零。
我們看下圖：
上圖是GIS復(fù)合開關(guān)，一般用于高壓配電網(wǎng)。GIS看起來象一只只的鍋爐，大筒子里就是開關(guān)，開關(guān)周圍充滿了六氟化硫氣體。六氟化硫氣體的特點(diǎn)是分子量大，非常穩(wěn)定，絕緣性能特別好，所以用來在高壓電器中加強(qiáng)滅弧，提高Ujf。
不過，六氟化硫是溫室氣體。因此人們期望能找到一種氣體替代它。真空就是一種好辦法。
可見滅弧是多么重要的一件事。
在這方面，直流電比交流電要遜色多了。因此，同樣的開關(guān)電器，用在直流就必須降容。
為了改善直流開關(guān)電器的滅弧能力，人們?cè)陔娀g的材料中鍍上一層特種膜，在高溫?zé)鞠拢茚尫懦鲱愃屏虻臍怏w，以此提高介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度。
3.用電電器方面
在用電電器方面，最典型的就是交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)了。相對(duì)直流電機(jī)，它價(jià)格低廉，工作可靠，性能穩(wěn)定，也無須更換碳刷。
因此，直流電機(jī)完全比不上交流電機(jī)的方便、實(shí)用和可靠，直流電機(jī)的應(yīng)用面也要小很多。不可否認(rèn)的是，直流電機(jī)的調(diào)速性能良好，但自從有了變頻器，交流電機(jī)的調(diào)速問題也解決了，直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)也被削弱了。
4.電源變換方面
交流電變成直流電，十分方便，采用整流電路就可以了。但直流電要變成交流電，需要配套逆變器，相對(duì)麻煩得多。
以上簡單地說明了交流電的優(yōu)點(diǎn)。
不過，直流電的穩(wěn)定是不可否認(rèn)的。因此在配電室里，6到10kV配電設(shè)備的工作電源都是用直流電來實(shí)現(xiàn)的。
至于居家配電，我們已經(jīng)知曉，當(dāng)然是以交流電為主了。
