什么是交流電？

交流電是一種電流，廣泛由于我們的生活中。在美國等地方使用的標(biāo)準(zhǔn)電流每秒翻轉(zhuǎn)60次，據(jù)說頻率為60 Hz。在歐洲和世界上大多數(shù)其他地區(qū)，交流電流的頻率通常為50 Hz，或者每秒翻轉(zhuǎn)50次。AC優(yōu)于DC的最大優(yōu)勢之一是，改變?nèi)魏坞娏鞯碾妷憾枷鄬θ菀?。與DC相比，它也最適合長距離傳輸電流，因?yàn)槟芰繐p耗已大大降低。
誰發(fā)明了交流電？
交流電是由Hippolyte Pixii于1832年首次展示的。被稱為交流發(fā)電機(jī)的Pixii的機(jī)器基于邁克爾·法拉第（Michael Faraday）開發(fā)的電磁感應(yīng)原理。后來，Pixii將換向器添加到他的設(shè)備中，以產(chǎn)生直流電而不是交流電。AC的第一個實(shí)際應(yīng)用是Guillaume Duchenne在1850年代提出的。Duchenne專為電療而開發(fā)，認(rèn)為交流電在觸發(fā)肌肉方面要優(yōu)于直流電。
交流系統(tǒng)的其他元素，例如發(fā)電機(jī)，變壓器和電力傳輸系統(tǒng)，都是由來自許多不同國家的工程師開發(fā)的。當(dāng)然，一個著名的例子是尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla），他在交流輸電方面的工作將證明對當(dāng)今大規(guī)模采用交流至關(guān)重要。
什么是直流電？
直流電是在單一方向上一致流動的另一種電流形式，因此得名。 從技術(shù)上講，直流電是指從高電子密度區(qū)域到低電子密度區(qū)域的恒定電子流，在您能想到的任何電池供電電子設(shè)備中都使用DC。直流電通常也用于給電池充電，因此 筆記本電腦和手機(jī)等可充電設(shè)備帶有 交流適配器 ，可將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
誰發(fā)明了直流電？
雖然托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）通常被稱為直流電的發(fā)明者，但這一榮譽(yù)可能應(yīng)該真正歸功于一位名叫亞歷山德羅·沃爾塔（Alessandro Volta）的意大利物理學(xué)家。他的伏打電池是早期的電池，是歷史上第一個產(chǎn)生直流電的設(shè)備。但是，DC在實(shí)際應(yīng)用中的首次廣泛應(yīng)用是在電子照明中。在開發(fā)出第一個實(shí)用的白熾燈泡后不久，托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）尋求找到一種方法來開發(fā)整個發(fā)電和配電系統(tǒng)，以使他的燈泡能夠大規(guī)模使用。為此，愛迪生和他的公司在曼哈頓市中心的珍珠街車站安裝了他們的第一個系統(tǒng)。使用它，他們能夠?yàn)槌鞘械膸讉€廣場提供主要用于人造照明的電力。
當(dāng)今最常見的火車電源是什么？
自1800年代機(jī)車發(fā)明以來，火車的動力方式已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。以前，火車是通過燃燒固體燃料來產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動的，如今，火車使用的是純電動，柴電或燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。在這三種火車中，柴油電動火車是迄今為止最常見的火車，被廣泛認(rèn)為是最有效和最具成本效益的。這是因?yàn)榕c其他替代品相比，它們需要更少的人力和更少的燃料。它們是在1930年代首次推出的，很快將取代世界各地各種鐵路上的許多老式蒸汽機(jī)車。Electro-Motive Division（EMD）的E系列機(jī)車是最早商業(yè)上成功的柴油機(jī)車。六軸機(jī)車，主要用于客運(yùn)服務(wù)。柴油電動火車配備了功能強(qiáng)大的柴油“原動機(jī)”，該發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生電流，以供牽引電機(jī)實(shí)際使用，從而使火車的車軸轉(zhuǎn)動。根據(jù)火車的設(shè)計(jì)，它可以使用由柴油發(fā)動機(jī)提供動力的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流或直流電流。
由于各種電氣連接，多個機(jī)車可以由一條導(dǎo)線操作，直到由一個機(jī)組人員操作。與早期的模型相比，現(xiàn)代的交流機(jī)車趨向于具有更好的牽引力并為履帶提供更好的附著力。交流柴油電動火車最常用于承載較重的負(fù)載。但是，DC柴油電動火車仍然很受歡迎，因?yàn)樗鼈兊闹圃煜鄬Ρ阋?。如今，它們在世界許多地方都可以找到，既可以作為貨運(yùn)服務(wù)又可以作為客運(yùn)服務(wù)。
電動火車在AC或DC上運(yùn)行什么？
在接下來的幾十年中，電氣火車在世界范圍內(nèi)變得越來越流行，并且特別用于世界各地的各種高速項(xiàng)目（例如日本的子彈頭列車或法國的TGV）。這是因?yàn)殡妱踊疖嚤绕渌疖嚫咝?，并且具有更高的功率重量比，維護(hù)成本也大大降低。大多數(shù)電動火車的運(yùn)行方式是從外部來源收集電流，而不是自己產(chǎn)生電流。這可以形成DC第三軌或第四軌（如在倫敦地鐵中）或架空電力線（最常見的類型）。所用電流的形式可能因地區(qū)而異，在歐洲許多國家/地區(qū)，首選使用交流電。無論是交流電還是直流電，電流都會進(jìn)入變壓器，然后將其發(fā)送到整流器，以將電流轉(zhuǎn)換為低壓直流電，以供列車本身使用。
根據(jù)火車的設(shè)計(jì)，該直流電流既可以直接用于火車牽引電機(jī)的電源，也需要使用逆變器將其轉(zhuǎn)換為三相交流電。所有直流和交流火車系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是電流在變電站或火車上轉(zhuǎn)換為直流的位置。然后，通常將任何未使用的電流返回電源線，從而完成電路。
迄今為止，在歐洲和世界范圍內(nèi)普遍使用大約6種標(biāo)準(zhǔn)電壓。這些是：
直流600 V
直流750 V
1.5 kV DC-在法國中南部，日本，印度尼西亞，香港常見
3 kV DC-西班牙，意大利和俄羅斯，比利時常見
15 kV AC（16.7 Hz）-在德國，奧地利，瑞典和挪威常見
25 kV AC 50 Hz（EN 50163）或60 Hz（IEC 60850）-通常在英國本土，法國北部，葡萄牙和土耳其使用
與交流系統(tǒng)相比，直流系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換通常在鐵路變電站中使用大型，重型和高效的硬件進(jìn)行。另一方面，交流系統(tǒng)傾向于將電流轉(zhuǎn)換為火車上車廂內(nèi)空間有限且損耗可能會更高的交流電。但是，通過在長距離上更有效地傳輸交流電流，可以在一定程度上抵消成本，從而需要更少的變電站和更強(qiáng)大的機(jī)車。通常，在這些考慮因素之間要權(quán)衡取舍，但也可以由現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)決定。在相同的條件下，與AC單元相比， DC消耗的能量更少。DC牽引系統(tǒng)中的設(shè)備比AC牽引系統(tǒng)更便宜，更輕便，更高效。它也不會對附近的通信線路造成電氣干擾。

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