交流和直流电流的区别

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主要区别 – 交流与直流电流

电力可以作为 交流电(AC) 或作为 直流电(DC).这 主要区别 交流和直流电流之间是, 在直流电流中,电子不断向一个方向流动 然而, 在交流电中,电子周期性地来回振荡.

什么是直流电流

在直流电流中,电子仅沿一个方向流动。直流电流可以通过用导体连接两个不同电位的点来形成。只要电势保持不变,电子就会从更负的电势流向更小的负电势。例如,如果我们在电位 -2 V 和 -5 V 处连接两个点,则电子将从 -5 V 端流向 -2 V 端。

由于历史原因, 电流方向 被认为是在与电子流动方向相反的方向。上面例子中的电流方向是从 -2 V 到 -5 V。在这个方向上没有任何东西流动:它只是一个约定。

什么是交流电流

在交流电流中,电子来回振荡。家庭通常由交流电供电。在这里,导体连接在周期性改变其值的电位和保持在 0 V 的电位之间。变化的电位在正值和负值之间改变其值,从而使导体中的电子来回移动。施加在导体上的电位差呈正弦变化:

AC(蓝色)和 DC(红色)电路中的电压如何随时间变化

大多数电子设备使用直流电流工作。通常,在设备可以使用电流之前,需要将来自电源的交流电流转换为直流电流。这 使用交流电进行输电的主要原因 (而不是直流)是历史上,使用变压器很容易改变交流电流的电压。这意味着电力可以在高电压和小电流下远距离传输。当电力以较小的电流传输时,传输过程中的功率损耗会显着降低。在为家庭供电时,可以使用变压器轻松地将传输线中电压较高的较小电流转换为家庭中使用的较小电压的较大电流。

由于电流不断振荡,因此连接到交流电流的任何设备上的功耗也将定期变化。然而,对于交流电,电压可以用一个单一的数字来表征,称为 均方根 (RMS) 电压.对于正弦交流电流,RMS 电压可以根据最大电压(

) 作为:

正弦电压的均方根 (RMS) 电压和最大(峰值)电压

通常,组件消耗的功率是使用 RMS 电压计算的。 RMS 电压和频率(电流每秒反转多少次)因国家/地区而异。通常,使用 230 V 的 RMS 电压,频率为 50 Hz。在美国,电源采用 120 V RMS 电压,频率为 60 Hz。

交流与直流:电流之战

1800年代后期,托马斯爱迪生提倡使用直流电来传输电力。然而,尼古拉特斯拉和乔治威斯汀豪斯确信交流电在长距离传输方面的优势。两组之间的比赛被称为“潮流之战”。据说爱迪生不遗余力地让交流电不受欢迎,包括用交流电杀死动物,让人觉得它很危险。然而,最终交流电取得了胜利,今天的大部分传输都是使用交流电完成的。然而,传输直流电可以相对便宜得多,而且现在改变直流电流的电压并不困难。因此,有时也使用高压直流电来传输电力。

电流之战:爱迪生(左)想用直流配电,而特斯拉(右)想用交流配电。

交流和直流电流的区别

电荷载体的流动

直流电流,电荷载流子仅沿一个方向流动。

交流电流,电荷载流子来回流动。

功率变化

直流电流,负载上的功耗几乎保持不变。

交流电流,负载上的功耗连续变化。

布线

直流电流 可以只使用两根电缆传输。

交流电流 (3 相)需要 3 根电缆传输。

图片提供:

“托马斯·阿尔瓦·爱迪生,四分之三长的肖像,坐着,面向前方”,Louis Bachrach,Bachrach 工作室,Michel Vuijlsteke(美国国会图书馆印刷和照片部门数字 ID cph.3c05139)[公共领域],通过维基媒体修复公地

“尼古拉·特斯拉(1856-1943)34 岁时的照片。”作者:Napoleon Sarony(明信片(radiographics.rsna.org))[公共领域],来自维基共享资源

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