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        直流變頻器和交流變頻器的未來

        來源: | 閱讀(4642) | 2015-08-24 04:28:50

        交流電:電流電壓的大小方向者隨按一定規律(頻率)交遞變換,比如50Hz就是它的頻率,一分大小方向變換50次。電壓有時為220伏,有是為0伏,有時為-220伏。平時所說的220V是指的電壓有效值。有隨正弦規律變換的交流電,也有非正弦交流電。

        直流電:電流電壓方向一致,有“+”、“-”極之分。但直流電的電壓和電流也有變動的,比如二極管整流后在未濾波穩壓之前,這叫脈動直流電,但直流電的方向永遠一致。由正到負。如電池,等等。

        交流電和直流電各有所長,愛迪生和特斯拉曾掀起電流大戰……

        說到執行死刑,中國人習慣說“槍斃”,美國人習慣說“坐電椅”,這是有道理的。因為電椅是美國人發明的,世界上除了菲律賓以外,就只有美國使用這種辦法來處決死刑犯。
        美國原先也和其他國家一樣用絞刑。1887年,有個死刑犯吊了好長時間才死,受盡了折磨。這件事被記者報道出來后,紐約州政府成立了一個委員會,責成他們找出一種更加人道的方法。
        此事發生幾年前,有個牙醫目睹了一起觸電事故,有個醉漢無意中摸了電門,被電死了。他把這件事告訴了自己的朋友,正巧這個朋友是紐約州的參議員,于是,電擊法成了最佳選擇。
        這個方法有個問題:到底用交流電呢,還是直流電?要知道,直流電是著名發明家托馬斯·愛迪生的領地。1882年,他的“愛迪生電器公司”正式開始在美國各大城市推廣直流電電網,試圖把直流電作為行業標準。但是,愛迪生遇到了一個強有力的挑戰者,他就是被后人譽為電磁學領域“鬼才”的尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。特斯拉出生于克羅地亞,后移民美國。他受過良好的教育,尤其擅長數學。初到美國時他被推薦到愛迪生的電器公司,在那里他做出了好幾項重大發明,但愛迪生沒有付給他相應的報酬,于是特斯拉辭職單干,并于1886年研發出了交流電。
        上過中學物理課的人都知道,交流電最大的好處就是可以方便地變換電壓,電壓越高,傳送電力時的電流就越低,熱量消耗也就越低。特斯拉發明的“三相交流電輸電線路”在傳輸電力的效率上比直流電要好很多,最終這項技術被威斯汀豪斯電氣公司(西屋公司)買下,成為愛迪生直流電網最大的競爭對手。
        愛迪生當然要反擊。于是,當他聽說紐約州政府正在考慮用電椅的時候,本來不支持死刑的他突然改變了主意,大力推薦使用交流電。你想啊,如果交流電成了電椅的“行業標準”,誰還愿意用它來做飯燒水呢?
        為了達到自己的目的,愛迪生動用了一切手段宣傳交流電比直流電更危險。他雇用中學生抓捕了很多流浪貓狗,然后用交流電當眾把它們電死。這些血淋淋的情景被報道出來后,確實引起了很多市民的恐慌,天平漸漸向愛迪生這邊傾斜了。
        1889年,紐約州政府終于決定使用交流電,并責成一位名叫哈羅德·布朗(Harold Brown)的電器工程師制作史上第一把電椅。這個布朗其實是愛迪生的雇員,他是被愛迪生秘密雇來研究電擊的。但是,威斯汀豪斯公司拒絕把自己的交流電發電機賣給紐約州政府,愛迪生便指使布朗偽造了一份合同,把3臺發電機先運到南美某個不存在的大學,再轉運回紐約。
        同年,有個名叫威廉·凱姆勒(William Kemmler)的倒霉蛋用斧子砍死了自己的老婆,被判處死刑。眼看紐約州政府打算用他來“試椅”,威斯汀豪斯公司決定出錢雇用律師為他辯護。但愛迪生知道此事后,也出錢雇用律師進行反辯護。最終愛迪生贏了,凱姆勒被判死刑。
        死刑定在了1890年8月6日執行。第一次通電用的是1000伏交流電,一共持續了17秒,凱姆勒表情痛苦地掙扎半天之后,居然沒有死。原來執行者沒有經驗,使用的電壓過低。于是,可憐的凱姆勒又被執行了第二次死刑,這一次用了2000伏。據旁觀者說,凱姆勒的身上著火了,行刑室里充滿了烤肉的味道。
        這一次,凱姆勒終于死了。
        第一次行刑的挫折并沒有阻礙電椅成為美國使用最廣泛的死刑執行方法,但后來這個方法還是因為不夠人道,逐漸被注射法代替。
        那么,交流電真的比直流電更危險嗎?實驗表明,電通過人體時會產生熱量,把人體組織燒壞,直流電和交流電在這個方面的威力是相同的。但是,交流電還有另一個殺人的招數——引發心室顫動(Ventricular Fibrillation),中斷血液循環,致人死亡。原來,心臟是人體中唯一一個需要進行不間斷有節律收縮的器官,心肌收縮的頻率是由一群特殊的“節律細胞”發出的電信號來控制的。我們所熟悉的心電圖測量的正是這種電信號。
        研究表明,如果使用交流電,只需要60毫安的電流通過胸腔就能干擾電信號,引發心室顫動,而使用直流電的話,則需要300~500毫安才行。
        當然,愛迪生并不知道這些,他唯一的目的就是妖魔化交流電,打垮威斯汀豪斯。為了宣傳交流電的危害,他甚至于1903年親自電死過一頭大象,還雇人把這一過程拍了下來,廣為播放。
        但是,交流電的好處并不因為愛迪生的詆毀而被忽視。不久之后,甚至連愛迪生自己的電器公司都決定改用交流電,并去掉了公司名稱前面的“愛迪生”,最終變成了著名的“通用電氣”(GE)。
        愛迪生為什么如此固執呢?最主要的原因就在于他數學不行。愛迪生只上過3個月的學,他所做的發明全是憑自己的經驗和勤奮。但是,交流電和直流電非常不同,要想真正理解交流電的工作原理,必須精通高等數學,這恰恰是愛迪生的弱項,于是他始終都未能真正理解交流電的好處究竟在哪里。
        據說在愛迪生死后,美國媒體都不惜筆墨贊美他的功績,只有他的對手特斯拉提出了不一樣的觀點。“他(愛迪生)用的方法的效率非常低,經常做一些事倍功半的事情。”特斯拉說,“他如果知道一些起碼的理論和計算方法,就能省掉90%的力氣。他無視初等教育和數學知識,完全信任發明家的直覺和建立在經驗上的感覺。”
        但是,聰明的特斯拉日子也不好過。由于性格怪僻,不善經營,特斯拉沒有從自己的發明中賺到什么錢,最后死于貧困潦倒之中.

        新鄉


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