交流、直流電的概念

電流方向和大小隨時間做週期性變化的電稱之為交流電。電流大小、方向不變的電是直流電。

遠端輸變電必須用高壓輸送

輸變電及家用電為什麼不能用直流呢？要解答這個問題先要講電的遠端輸送，我們知道遠端輸送電是用高壓輸送，那麼不升壓可以嗎？答案是不可以，為什麼呢？

線損大，低壓輸送時導線線損會降壓，距離遠近不一的供電區域電壓都不一樣，到使用者還要穩壓。經濟性，導線載流量要足夠，低壓長距離電纜耗資是天價。

基於以上兩條，因此輸送電必須是高壓電，高壓線損技術上完全忽略。

直流升壓、降壓存在諸多困難

那麼直流電行嗎？答案也是不行，那又是為什麼呢？

交流升壓、降壓用變壓器，技術簡單，費用低，安全可靠。直流升壓用逆變器，直流降壓用穩壓器還是開關電源？總之都是技術難題，費用高，技術門檻高，難維護，穩定效能差。總結：從高壓輸電的經濟性及技術安全可靠性去考量，輸變電及家用電只能採用交流電。

交流電的方向性會隨時間做週期性變化，一般家用電是50hz也就是在一秒鐘內做50次往返運動。

因為輸電路程越遠，電損會越大，而高壓輸送能減小損耗，所以隨著社會經濟發展，供電段和用電端越來越遠，更需要以高壓的方式供電，但是直流電帶來的一個大問題是升壓的成本高，所以使用了交流供電的方式。

　交流電簡稱為AC。電流方向隨時間作週期性變化的為交流電。它的最基本的形式是正弦電流。當法拉第發現了電磁感應後，產生交流電流的方法則被法拉第同時發現，法拉第因此被譽為“交流電之父”。

直流電簡稱DC是大小和方向都不變的直流電，它是由愛迪生髮現的。1747年，美國的富蘭克林根據實驗提出電荷守恆定律，並且定義了正電和負電的術語。

目前中國電力輸送有兩種超高壓直流和超高壓交流。

超高壓：1100KV、750KV、500KV、330KV、220KV、110KV

中壓：35KV、20KV、10KV、6KV、3KV

低壓：400V（380V/220V）、220V 、110V

以上是交流的幾個等級，

直流現在也有750KV、500KV、330KV、220KV、110KV等幾個等級

中國採用市電的電壓標準是220v，而美國和日本採用的是110v，為什麼會這樣呢？這其實要從歷史上有名的交流電和直流電世紀之爭開始，人類真正使用電能的初期是愛迪生所在的通用電力公司提供的110v直流電，幾年後愛迪生髮明瞭3相240v的交流電但出於安全的考慮把電壓降到110v，並在美國西屋電氣公司的資助下，他的交流電體系成了美國的供電標準為了方便計算標準確定為110v/60Hz的規格。後來被歐洲引進並改為220v/50Hz，因為1.電壓提高一倍可以節省導線一半的面積的輸電線，2輸送同樣功率220v比110v損耗更少，3考慮實際線路的損耗和干擾，高壓電傳輸更遠壓降更小，4可以節省很多電動機的材料，後來美國也想改成 220v但是美國普通家庭用的都是110v用電裝置，如果強行改造會造成好多現役裝置浪費民怨載道。最後只能220v電力進入家庭再分出來110v給絕大多數電器用，而大功率的電爐，烘乾機還用220v。

中國建國初期一窮二白，工業模式是學習蘇聯模式，電網建設也是採用蘇聯標準採用220v/50Hz家庭用電，並一直沿用到現在，而且輸電電壓的標準的高低是輸電技術發展水平的的主要標誌，中國在特高壓輸送方面走在世界的前面，就連美國的特高壓輸送也是採用了中國的標準。

電網公司一般使用交流電方式送電，但有高壓直流電用於遠距離大功率輸電、海底電纜輸電、非同步的交流系統之間的聯絡等，高壓直流輸電方式與高壓交流輸電方式相比，有明顯的優越性．歷史上僅僅由於技術的原因，才使得交流輸電代替了直流輸電．

交流電的優點主要表現在發電和配電方面：利用建立在電磁感應原理基礎上的交流發電機可以很經濟方便地把機械能（水流能、風能……）、化學能（石油、天然氣……）等其他形式的能轉化為電能；交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價大為低廉；交流電可以方便地透過變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來極大的方便，這是交流電與直流電相比所具有的獨特優勢。

供電電流方向沿時間軸過零交替變化，稱交流電。

我們的供電一般為50Hz正弦交流電。

交流電的優點是：

1 發電機結構可靠效率較高

2 電壓變化容易裝置執行效率高

3 測控技術及裝置可靠性高

所以一般採用交流供電

交流供電缺點是：

1 遠距離傳輸電網電容損耗、電感損耗嚴重。

2 用電裝置存在無功功率損耗問題。

現代供電網與用電裝置逐步採用直流方案，從而較好的改善了供用電損耗問題。

什麼交流電，電力傳輸與家庭用電為何用交流電而非直流電？

題目說的是正弦交流電，我們生活中廣泛使用著正弦交流電，與我們日常生活息息相關。至於題目說的什麼是正弦交流電，要從其產生來看。

正弦交流電產生的核心是線圈切割磁力線。正弦交流電既有大小又有方向，因為每出切割磁力線方向不同所致。由此可知線圈所在位置不同，與之對應的感應電流也不同。當線圈位於水平位置，此時力矩方向與磁力線方向平行，線圈沒有切割磁力線則感應電流為零。線圈位置垂直於磁力線時，此時產生的感應電流最大。交流電的方向，由於線圈旋轉一週，線圈就產生一個完整的正弦交流電波形。在旋轉一週內，那麼線圈與磁力線之間的夾角在0～360度變化，即相位在變化。將特殊相位值代入正弦函式中，得知相位為0、180、360，產生的感應電流為i(t)＝Im sin(0）＝Im sin(180）＝Im sin(360）＝0，當相位為90、270產生的感應電流為i(t)＝Im sin(90）＝Im，i(t)＝Im sin(270）＝-Im。

我們生活中用交流電在19世紀末就成功的取代了直流電。交直流電之爭，愛迪生由於發明電燈也開創美國電力先河，他推崇直流電傳輸方式，但沒得到社會認可。交直流電之爭，並不是傳輸方式的爭論，而且從發電、輸電、配電甚至到整個電力工業用交流電還是直流電，由於這一系在當時的技術條件下交流電有明顯的優勢，於是最後確立了交流電並一直髮展到如今。