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直流变频器和交流变频器的未来

来源: | 阅读(3757) | 2015-08-24 04:28:50

交流电:电流电压的大小方向者随按一定规律(频率)交递变换,比如50Hz就是它的频率,一分大小方向变换50次。电压有时为220伏,有是为0伏,有时为-220伏。平时所说的220V是指的电压有效值。有随正弦规律变换的交流电,也有非正弦交流电。

直流电:电流电压方向一致,有“+”、“-”极之分。但直流电的电压和电流也有变动的,比如二极管整流后在未滤波稳压之前,这叫脉动直流电,但直流电的方向永远一致。由正到负。如电池,等等。

交流电和直流电各有所长,爱迪生和特斯拉曾掀起电流大战……

说到执行死刑,中国人习惯说“枪毙”,美国人习惯说“坐电椅”,这是有道理的。因为电椅是美国人发明的,世界上除了菲律宾以外,就只有美国使用这种办法来处决死刑犯。
美国原先也和其他国家一样用绞刑。1887年,有个死刑犯吊了好长时间才死,受尽了折磨。这件事被记者报道出来后,纽约州政府成立了一个委员会,责成他们找出一种更加人道的方法。
此事发生几年前,有个牙医目睹了一起触电事故,有个醉汉无意中摸了电门,被电死了。他把这件事告诉了自己的朋友,正巧这个朋友是纽约州的参议员,于是,电击法成了最佳选择。
这个方法有个问题:到底用交流电呢,还是直流电?要知道,直流电是著名发明家托马斯·爱迪生的领地。1882年,他的“爱迪生电器公司”正式开始在美国各大城市推广直流电电网,试图把直流电作为行业标准。但是,爱迪生遇到了一个强有力的挑战者,他就是被后人誉为电磁学领域“鬼才”的尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。特斯拉出生于克罗地亚,后移民美国。他受过良好的教育,尤其擅长数学。初到美国时他被推荐到爱迪生的电器公司,在那里他做出了好几项重大发明,但爱迪生没有付给他相应的报酬,于是特斯拉辞职单干,并于1886年研发出了交流电。
上过中学物理课的人都知道,交流电最大的好处就是可以方便地变换电压,电压越高,传送电力时的电流就越低,热量消耗也就越低。特斯拉发明的“三相交流电输电线路”在传输电力的效率上比直流电要好很多,最终这项技术被威斯汀豪斯电气公司(西屋公司)买下,成为爱迪生直流电网最大的竞争对手。
爱迪生当然要反击。于是,当他听说纽约州政府正在考虑用电椅的时候,本来不支持死刑的他突然改变了主意,大力推荐使用交流电。你想啊,如果交流电成了电椅的“行业标准”,谁还愿意用它来做饭烧水呢?
为了达到自己的目的,爱迪生动用了一切手段宣传交流电比直流电更危险。他雇用中学生抓捕了很多流浪猫狗,然后用交流电当众把它们电死。这些血淋淋的情景被报道出来后,确实引起了很多市民的恐慌,天平渐渐向爱迪生这边倾斜了。
1889年,纽约州政府终于决定使用交流电,并责成一位名叫哈罗德·布朗(Harold Brown)的电器工程师制作史上第一把电椅。这个布朗其实是爱迪生的雇员,他是被爱迪生秘密雇来研究电击的。但是,威斯汀豪斯公司拒绝把自己的交流电发电机卖给纽约州政府,爱迪生便指使布朗伪造了一份合同,把3台发电机先运到南美某个不存在的大学,再转运回纽约。
同年,有个名叫威廉·凯姆勒(William Kemmler)的倒霉蛋用斧子砍死了自己的老婆,被判处死刑。眼看纽约州政府打算用他来“试椅”,威斯汀豪斯公司决定出钱雇用律师为他辩护。但爱迪生知道此事后,也出钱雇用律师进行反辩护。最终爱迪生赢了,凯姆勒被判死刑。
死刑定在了1890年8月6日执行。第一次通电用的是1000伏交流电,一共持续了17秒,凯姆勒表情痛苦地挣扎半天之后,居然没有死。原来执行者没有经验,使用的电压过低。于是,可怜的凯姆勒又被执行了第二次死刑,这一次用了2000伏。据旁观者说,凯姆勒的身上着火了,行刑室里充满了烤肉的味道。
这一次,凯姆勒终于死了。
第一次行刑的挫折并没有阻碍电椅成为美国使用最广泛的死刑执行方法,但后来这个方法还是因为不够人道,逐渐被注射法代替。
那么,交流电真的比直流电更危险吗?实验表明,电通过人体时会产生热量,把人体组织烧坏,直流电和交流电在这个方面的威力是相同的。但是,交流电还有另一个杀人的招数——引发心室颤动(Ventricular Fibrillation),中断血液循环,致人死亡。原来,心脏是人体中唯一一个需要进行不间断有节律收缩的器官,心肌收缩的频率是由一群特殊的“节律细胞”发出的电信号来控制的。我们所熟悉的心电图测量的正是这种电信号。
研究表明,如果使用交流电,只需要60毫安的电流通过胸腔就能干扰电信号,引发心室颤动,而使用直流电的话,则需要300~500毫安才行。
当然,爱迪生并不知道这些,他唯一的目的就是妖魔化交流电,打垮威斯汀豪斯。为了宣传交流电的危害,他甚至于1903年亲自电死过一头大象,还雇人把这一过程拍了下来,广为播放。
但是,交流电的好处并不因为爱迪生的诋毁而被忽视。不久之后,甚至连爱迪生自己的电器公司都决定改用交流电,并去掉了公司名称前面的“爱迪生”,最终变成了著名的“通用电气”(GE)。
爱迪生为什么如此固执呢?最主要的原因就在于他数学不行。爱迪生只上过3个月的学,他所做的发明全是凭自己的经验和勤奋。但是,交流电和直流电非常不同,要想真正理解交流电的工作原理,必须精通高等数学,这恰恰是爱迪生的弱项,于是他始终都未能真正理解交流电的好处究竟在哪里。
据说在爱迪生死后,美国媒体都不惜笔墨赞美他的功绩,只有他的对手特斯拉提出了不一样的观点。“他(爱迪生)用的方法的效率非常低,经常做一些事倍功半的事情。”特斯拉说,“他如果知道一些起码的理论和计算方法,就能省掉90%的力气。他无视初等教育和数学知识,完全信任发明家的直觉和建立在经验上的感觉。”
但是,聪明的特斯拉日子也不好过。由于性格怪僻,不善经营,特斯拉没有从自己的发明中赚到什么钱,最后死于贫困潦倒之中.

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