有沒(méi)有想過(guò)，為什么手機(jī)充電插頭比一般插頭大？

其實(shí)嚴(yán)格來(lái)講，這個(gè)“插頭”叫開(kāi)關(guān)電源適配器，目的是將電網(wǎng)傳來(lái)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電傳輸進(jìn)電子設(shè)備中。筆記本電腦的電源適配器更大，冬天暖手更方便~

那為啥要把交流電換成直流電呢？讓我們從頭講起。

電

電是一種自然現(xiàn)象。電荷靜止或移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象，比如雷雨天氣中會(huì)看到的閃電、冬天脫毛衣的時(shí)候噼里啪啦的火花。后來(lái)，科學(xué)家們從各種電效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，于是發(fā)明出了電池、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)。

先用直流電，還是先用交流電？

220伏/50赫茲交流電是我國(guó)的供電標(biāo)準(zhǔn)，所以很多人都以為家用電器用的都是交流電。至于直流電，大概除了那句廣告中會(huì)念叨的“直流變頻空調(diào)”，想不到其他的了吧。

其實(shí)，直流電應(yīng)用很廣泛，你肯定見(jiàn)過(guò)，也用過(guò)。比如：

定義

直流電，是指方向不隨時(shí)間發(fā)生變化的電流。

交流電，是指大小和方向都發(fā)生周期性變化的電流。

從示波器觀測(cè)，一個(gè)是直的，一個(gè)彎的……

反正都是電，感覺(jué)差別不大？

No~ No~ No~

讓我們翻開(kāi)歷史，講點(diǎn)八卦！

1884年，一個(gè)名叫特斯拉的年輕人帶著前雇主的介紹信，匆匆登上了開(kāi)往美國(guó)淘金圣地的輪船。他要去找他的偶像——托馬斯·愛(ài)迪生，希望他能幫助自己完成交流電系統(tǒng)的發(fā)明。

托馬斯·愛(ài)迪生

信上寫(xiě)著：“親愛(ài)的愛(ài)迪生：我認(rèn)識(shí)兩個(gè)偉人，一個(gè)是你，另外一個(gè)就是這位年輕人。”當(dāng)時(shí)，愛(ài)迪生正在向全世界推銷(xiāo)自己的直流電系統(tǒng)，根本不看好交流電。但憑借這封信，特斯拉還是如愿進(jìn)入了愛(ài)迪生的團(tuán)隊(duì)。愛(ài)迪生承諾，如果他解決了“直流發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)問(wèn)題”，就付給他相當(dāng)于今天的一百萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。但當(dāng)特斯拉把愛(ài)迪生的機(jī)器修好，并問(wèn)“說(shuō)好的一百萬(wàn)呢？”愛(ài)迪生竟笑了，他說(shuō)：“特斯拉，你不懂我們的美國(guó)式幽默。”心中偶像人設(shè)崩塌，被戲弄的特斯拉憤而出走，獨(dú)立門(mén)戶，從此，專心致志地做他的交流電系統(tǒng)。

特斯拉與交流電機(jī)

當(dāng)時(shí)，愛(ài)迪生的直流電系統(tǒng)要求每一平方英里內(nèi)就要有一個(gè)發(fā)電站，并且因?yàn)閭鬏斶^(guò)程中的損耗過(guò)大，傳輸距離也十分受限，而特斯拉的交流電系統(tǒng)用的導(dǎo)線更細(xì)，電壓更高，傳輸損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)。很明顯，交流電更有優(yōu)勢(shì)。那處于劣勢(shì)的愛(ài)迪生做了什么？為了“黑”交流電，愛(ài)迪生腦洞大開(kāi)。賄賂政府官員，把死刑由絞刑改為交流電電刑。

交流電電刑椅

甚至雇用小學(xué)生，用交流電將流浪貓狗電死，以此宣傳交流電“是十分危險(xiǎn)”的。好在特斯拉篤定“你黑不黑，交流電就在那里”的信念，通過(guò)哥倫比亞博覽會(huì)的照明工程，展示了交流電的可靠性和安全性，最終贏得了“電流之戰(zhàn)”，也還了自己清白。

哥倫比亞世界博覽會(huì)鳥(niǎo)瞰圖

從此，交流電被認(rèn)可，取代了直流電，成了供電主流。

交流電、直流電，到底誰(shuí)更好？

隨著線路電壓不斷提高，輸送功率和輸送距離不斷增大，直流電又得到工程師們的青睞。因?yàn)橹绷麟姴恍枰鳛V波，沒(méi)有相位差，比較穩(wěn)定。直流電如何升壓呢？簡(jiǎn)單講，升壓工作交給交流做，交直流再轉(zhuǎn)換一下就好啦~而且，從經(jīng)濟(jì)性上看，雖然直流換流站比交流輸電的變電站造價(jià)高，但是直流線路只要正、負(fù)兩根線，交流線路三相需要三根線，直流線路造價(jià)更低，所以距離越長(zhǎng)，越適合直流輸電。

例

目前世界上電壓等級(jí)最高的輸電工程就是直流工程——±1100千伏準(zhǔn)東—皖南工程。工程線路全長(zhǎng)3324公里，比哈爾濱到海口的直線距離還長(zhǎng)。

在輸電領(lǐng)域，一般超過(guò)30公里的水下電纜、 兩個(gè)交流系統(tǒng)之間的異步聯(lián)接也都是用的直流電。

交流電和直流電各有特點(diǎn)，有人打比方說(shuō)，交流電像高速鐵路，直流電像空中飛機(jī)，一個(gè)中途可以停車(chē)，一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)飛。用哪個(gè)，要具體問(wèn)題具體分析。

家用電器為啥要用直流電？

回到家用電器領(lǐng)域，IT產(chǎn)品（如手機(jī)、電腦）和絕大多數(shù)家電內(nèi)部均使用直流電。因?yàn)楣P記本和手機(jī)要求輕便，所以整流器放在外面，而臺(tái)式電腦、冰箱、空調(diào)等就把整流器放到了電器內(nèi)部了。

為什么？回到本質(zhì)，直流電是連續(xù)不斷從正極流向負(fù)極，交流電是波動(dòng)的。而電子元器件是通過(guò)識(shí)別高低電位來(lái)工作的，例如電腦，有電位為1、無(wú)電位為0，交流電本身就會(huì)有過(guò)零點(diǎn)的電位，這樣電子元器件就無(wú)法進(jìn)行正確的邏輯判斷。

電學(xué)是一門(mén)不斷發(fā)展的復(fù)雜學(xué)問(wèn)，這篇文章顯然是無(wú)法詳細(xì)說(shuō)明每一種情況的。但是，如果女朋友問(wèn)“帶手機(jī)充電插頭了嗎？”你可以從容地拿出這篇文章，糾正道：“親愛(ài)的，這個(gè)叫電源適配器。”——來(lái)自單身狗的建議。