电为什么要分直流电和交流电

　　电为什么要分交流、直流？

　　电是一种自然现象。电荷静止或移动会产生很多有意思物理现象，比如雷雨天气中会看到的闪电、冬天脱毛衣的时候噼里啪啦的火花。后来，科学家们从各种电效应中发现规律，于是发明出了电池、发电机、电动机。

　　

　　电为什么要分直流电和交流电？

　　这是因为直流电和交流电有不同的特点。下面我根据自己的理解来试着分析一下各自的特点。

　　

　　交流发电比直流发电有利。现在我们主流的发电是利用水力或者风力进行发电，都是利用闭合导体切割磁力线产生大小和方向不同的交流电，相比较于直流发电，交流发电机不需要换向器，发电机结构更简单。

　　220伏/50赫兹交流电是我国的供电标准，所以很多人都以为家用电器用的都是交流电。至于直流电，大概除了那句广告中会念叨的“直流变频空调”，想不到其他的了吧。

　　因为大家知道P=UI，如果是通过直流电向各家各户输电，随着用电人数的增加，若想提高输送功率，就得增加U或者I，而家用电器无法承受过大的电压，只能通过提高I，而当I提高，就会增加能量损耗，主要是产热较大，同时还要通过增粗导线防止烧断，所以直流电进行远距离输送时既损耗能量又损耗材料，因此直流电当时只能进行短距离低压输电。

　　而交流电采用的交变电流可以通过变压器进行升压从而形成高压输电的方法，使得热损耗很低，从而可以进行远距离输电，然后通过降压器使其降低至家用电压水平，从而使得送电效率提高了很多，深受各位吃瓜群众的好评。而在此之后的很长一段时间内，都是通过交流发电送电。但随着时间的推移，在各路豪杰的带领下，我们发现交流电在高压输电过程中也会有着不小的损耗。

　　

　　交流电最大的优点是可以利用变压器来克服远距离传输导致的电能损耗。直流电是不能通过变压器来变压的，因为直流电的电流大小是恒定不变的，恒定不变的电流是无法产生交变的电磁场的，因此磁通量恒定不变，也就不会产生感应电动势，因此也就不能改变电压，那么直流电在远距离的传输过程中，必然会在传输的导线上损耗大量的电能，导致用户实际接收到的电压远小于发电厂实际供应的电压，因此直流电是不能用在长距离传输上的。而交流电因为可以改变电压，在长距离传输的过程中先用变压器升压，在发电厂提供的电功率P不变的情况下P=UI，电压越大电流越小，那么电能损耗P=I²R就会减小，当高压电到了居民区再进行降压，保证电压220V稳定。

　　

　　而直流电压虽然不具备交流电的特性，但它同样有很多特性和优点是交流电所不具备的。比如在仪器设备和各种电器内部，百分之九十多以上的供电部位，都是采用各种高低不同的直流电压供电。直流电的特性是有确定的正负极性，电流方向也是确定的，同时电流强度大小也不会随意变化。交流电和直流电的特性千差万别，其不同特性导致它们应用场景极大不同，各有优势，两种电源优势互补，不可或缺。

　　

　　交流电、直流电在远距离输送电力方面不在上下，各有优势，平分秋色。但是在低电压输配电方面，交流电的优势非常明显，它变换不同电压等级时，要求的设备少，只要有变压器就可以了，随心所欲的变换电压等级；而直流电就需要大量的电子设备把它变成交流然后再变成直流，显然造价和施工要比交流电多得多。这个方面交流电占优势。

　　在电力拖动方面，三相电动机结构简单，造价低，广泛应用于工农业生产当中，是电力拖动的主力军；随着科技发展，要求拖动的电机越来越精密，交流电动机已经不能够适应了，这个时候直流电机就可以发挥它的优势了，如：步进电机等。

　　直流电永远沿着同一个方向流动，而交流电周期性地改变方向，通常的交流电的电流随时间按照弦函数变化。整流器将交流电变为直流电。电力传输就是用交流电，也是家用电器所使用的电。交流电可以通过变压器改变电压。变压器的原理依赖于电磁感应，所以需要电流随时间变化，因此需要用交流电。变压器使得可以将电压升高后再传输，而高电压在输电线上的损失小。

　　专栏对于给定的需要传输的功率，电压越高，电流越小，这导致在输电线上损失的功率越小，因为它等于电流的平方乘以电阻越小。事实上，输电线的电压一般是几十万伏。经过高电压的传输，电力又经过变压器变为低电压，供用户使用。