1. 特斯拉的交流電早就打敗了直流電，為什么現(xiàn)在又要搞直流輸電？
2. 為什么所有人都認(rèn)為交流電是特斯拉發(fā)現(xiàn)的

交流電是尼古拉·特斯拉發(fā)明的。

交流電之父

尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla，1856年-1943年)，1856年7月10日出生在克羅地亞，是一位世界知名的發(fā)明家、物理學(xué)家、機(jī)械工程師和電機(jī)工程師。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，他對(duì)電力學(xué)和磁力學(xué)做出了杰出貢獻(xiàn)。

成就是1882年，他繼愛(ài)迪生發(fā)明直流電(DC)后不久，發(fā)明了交流電(AC)，并制造出世界上第一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，并創(chuàng)立了多相電力傳輸技術(shù)。他是一個(gè)絕世天才，也是一位被世界遺忘的偉人，交流發(fā)電機(jī)就是他發(fā)明的，他被譽(yù)為“交流電之父”。

1943年1月5日晚間到7日在紐約旅館孤獨(dú)的死于心臟衰竭，享年86歲，他的專利和理論工作依據(jù)現(xiàn)代交變電流電力系統(tǒng)，包括多相電力分配系統(tǒng)和交流電發(fā)電機(jī)，幫助了他帶起了第二次工業(yè)革命。

特斯拉的交流電早就打敗了直流電，為什么現(xiàn)在又要搞直流輸電？

我的回答不會(huì)被納，因?yàn)榭磥?lái)提問(wèn)者比較執(zhí)著于自己的理解，我也經(jīng)常這樣。但我還是要說(shuō)一下的?！　‰娛且环N自然現(xiàn)現(xiàn)象，所以是不能說(shuō)是發(fā)明的，靜電也好，直流電也好，交流電也好。只能說(shuō)特斯拉第一個(gè)發(fā)明了產(chǎn)生交流電的裝置，而在這個(gè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生交流電是利用了自然規(guī)律?！　　白匀唤缰写嬖陔姴⒉皇侵苯涣麟姟钡恼f(shuō)法也不對(duì)，比如鋼鐵銹蝕的過(guò)程，就是一個(gè)原電池過(guò)程，存在直流電，比如閃電，在放電一瞬間會(huì)產(chǎn)生很大能量的電磁波，如果電磁波被具有導(dǎo)電能力的物體（比如一個(gè)樹枝）吸收，在樹枝上產(chǎn)生的電流應(yīng)該是交流電吧。再說(shuō)閃電本身就是直流電加上豐富頻率的交流電。再比如中國(guó)古代的“司南”，也就是一把磁釣，放在一個(gè)銅盤上，用來(lái)指示方向，試想，如果用手快速轉(zhuǎn)動(dòng)釣柄，在銅盤的局部感應(yīng)出來(lái)的電流是不是也應(yīng)該是交流電？

為什么所有人都認(rèn)為交流電是特斯拉發(fā)現(xiàn)的

有一個(gè)縈繞在心頭已久的問(wèn)題，我們?nèi)粘Ｉ钪信龅降脑O(shè)備幾乎都用直流電，但為什么進(jìn)戶的電線卻是交流電呢？這個(gè)交流電還需要變壓器降壓到低壓，然后整流、濾波和穩(wěn)壓后才能供給電子設(shè)備，不能一開始供直流電嗎？

交流電和直流電，到底是哪個(gè)好？

直流電壓和方向隨著時(shí)間增加不會(huì)變化，而交流電則隨著時(shí)間改變，它的電壓和幅度都會(huì)發(fā)生周期性的改變！

其實(shí)最早發(fā)明的電池就是直流電，比如原電池，伏打電池甚至雷頓瓶能儲(chǔ)藏的都是直流電，所以到1832年皮克西制成的永磁手搖發(fā)電機(jī)，輸出的也是直流電，再往后發(fā)直流電的發(fā)電機(jī)和利用直流電的設(shè)備與電動(dòng)機(jī)就開始普及了！

到1875年時(shí)世界上第一座發(fā)電站在巴黎北火車站建成（第一座發(fā)電站有爭(zhēng)議，各位忽略即可，不影響本文討論），為附近區(qū)域照明供電，當(dāng)然你不用懷疑，都是直流發(fā)電機(jī)，到1913年時(shí)，全球發(fā)電量已達(dá)500億千瓦時(shí)，其實(shí)看起來(lái)很大，不過(guò)是一個(gè)500萬(wàn)千瓦的電站一萬(wàn)小時(shí)的發(fā)電量而已。

1875年，法國(guó)巴黎北火車站附近建立了第一座火力發(fā)電站

第一次出現(xiàn)交直流之爭(zhēng)是特斯拉出現(xiàn)后，當(dāng)時(shí)全球最大的電氣公司是通用公司，使用的就是直流發(fā)電技術(shù)，當(dāng)時(shí)的直流電技術(shù)已經(jīng)爐火純青，但毛頭小子特斯拉向愛(ài)迪生建議改用交流電（交流電最早為法拉第發(fā)現(xiàn)，特斯拉改進(jìn)了交流發(fā)電技術(shù)），當(dāng)然愛(ài)迪生并沒(méi)有聽從特斯拉的建議。

之后特斯拉從通用離職，創(chuàng)辦了自己的企業(yè)，有人投資了他的交流發(fā)電技術(shù)，之后的交直流之爭(zhēng)大家應(yīng)該都知道結(jié)果了，因?yàn)榈浆F(xiàn)在為止，除了特殊的支流輸電技術(shù)外，沒(méi)有大規(guī)模的直流電網(wǎng)，所有的都是交流電網(wǎng)，為什么直流電輸了？

直流電比交流電到底差在哪里？

直流電最大的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電機(jī)發(fā)什么電你就用什么電，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，其實(shí)也可以有，我們下文再聊，當(dāng)然這也是最大的缺點(diǎn)，為什么呢？電壓變換很困難，因?yàn)榘l(fā)電站和用戶相隔遙遠(yuǎn)，那么發(fā)電站一定想提高電壓，如按現(xiàn)代電流與截面積比例計(jì)算，長(zhǎng)距離輸電需要用1A一平方毫米（否則線損太熱嚴(yán)重），甚至可能還更高！

那么發(fā)電站如果用220V，1000A的輸出大約220KW的功率，那么需要兩根截面積1000平方毫米電纜，這得多粗呢？至少要36毫米直徑的電纜，加上絕緣皮，超過(guò)50毫米，也就是說(shuō)它比小孩子的手臂還要粗！

而且路途不能太遠(yuǎn)，中間還得用直流電動(dòng)機(jī)+直流發(fā)電機(jī)提升電壓，然后一路提升，如果到目的地還有另一種電壓，那么也需要直流電動(dòng)機(jī)+直流發(fā)電機(jī)變壓，這個(gè)成本高到令人發(fā)指！

如改成高壓交流電22000V，那么只要10平方毫米的電纜，大約3.4毫米直徑的電纜，這個(gè)成本就低多了，當(dāng)然為了增加架空線強(qiáng)度，反而需要增加多股線，提高其強(qiáng)度。

930KW升壓變壓器和它的控制屏

盡管很多朋友看明白了，直流電也可以高壓，但直流電輸變電需要直流電動(dòng)機(jī)+直流發(fā)電機(jī)升壓和降壓，而交流電只需要一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的變壓器，兩者成本相比1/10都不到，所以1893年的芝加哥“哥倫比亞世界博覽會(huì)”選用了西屋電氣的交流電（創(chuàng)始人喬治·威斯汀豪斯購(gòu)買了特斯拉的交流電專利），從此交流電開始風(fēng)靡全世界！

三相交流電

不過(guò)當(dāng)時(shí)的交流電還未形成50-60HZ的規(guī)范，那會(huì)頻率比較高，相數(shù)也和現(xiàn)在的三相交流電不一致。

從交流到直流

交流電無(wú)論是輸變電都非常方便，而且損耗小，線纜要求也大大降低，交流電的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，早期亮燈也是白熾燈，無(wú)所謂直流還是交流，只要有效電壓一樣，那么亮度其實(shí)沒(méi)什么差別，所以交流電沒(méi)啥影響！

但隨著無(wú)線電這些電子技術(shù)的出現(xiàn)，交流電的弊端就出現(xiàn)了，交流電無(wú)法應(yīng)用在電子管上，而且它還會(huì)在系統(tǒng)中帶來(lái)噪聲，所以一般交流電系統(tǒng)的末端，需要直流電的位置會(huì)有一臺(tái)整流發(fā)電機(jī)，也就是將交流電經(jīng)過(guò)變壓，然后電動(dòng)再經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)變成直流電（或者用同步整流電機(jī)，或者用振動(dòng)整流等，噪聲大，效率低），這些場(chǎng)合應(yīng)用不多，所以交流電依然可以勝任！

此后隨著氬氣真空管和汞弧整流管的出現(xiàn)，很多場(chǎng)合開始用這些電子設(shè)備代替機(jī)械整流，并且汞弧在上世紀(jì)70年代還在大規(guī)模使用，這性能還是不錯(cuò)的，后來(lái)被大功率晶閘管代替。

后來(lái)真空管這類電子設(shè)備慢慢被固態(tài)的半導(dǎo)體取代，后來(lái)專門發(fā)展出了功率半導(dǎo)體，電子設(shè)備界對(duì)電子管這類設(shè)備逐漸銷聲匿跡，再后來(lái)出現(xiàn)了中高頻的開關(guān)電源，連降壓變壓器也被鐵氧體的微小中頻變壓器取代了，電源也越做越小，使用也越來(lái)越方便，交流電和直流電轉(zhuǎn)換再也沒(méi)有以前那么麻煩。

IGBT和IGCT的區(qū)別

從直流到交流

交流電渾身都是優(yōu)點(diǎn)，但它有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是無(wú)法存儲(chǔ)！因?yàn)闆](méi)有一種電池可以存下交流電，所以在應(yīng)急電源現(xiàn)場(chǎng)，除了發(fā)電機(jī)，其他清一色都是電池輸出，然后DC-AC轉(zhuǎn)換成直流電，因?yàn)楝F(xiàn)代功率電子的發(fā)展，直流和交流之間的轉(zhuǎn)換效率很高，因此直流又開始慢慢復(fù)活！

相對(duì)于交流輸電的三相而言，直流只需要兩根線，甚至直流可以用大地做另一路的回路，而只需一根線，當(dāng)然這是極端狀況，直流對(duì)絕緣要求相對(duì)也會(huì)降低（一般的油浸電纜，直流工作電壓是交流的三倍），而且導(dǎo)線線損小，沒(méi)有感康和容抗，也沒(méi)有趨膚效應(yīng)，更沒(méi)有空間電荷效應(yīng)！

八交八直“和”八交九直“（特）高壓交直流輸電骨干網(wǎng)

當(dāng)然這些都得益于交直流之間高效轉(zhuǎn)換設(shè)備IGBT和IGCT以及碳化硅半導(dǎo)體元件的發(fā)展，在很多超高壓，大容量輸電中，直流輸電占比正在逐年增加，所以著眼于未來(lái)的話，還真說(shuō)不定直流和交流誰(shuí)是贏家呢！

因?yàn)槔碚撋洗_實(shí)是特斯拉發(fā)明了交流電。

第一個(gè)發(fā)電的是法拉第毫無(wú)疑問(wèn)，但是如果你研究了法拉第發(fā)電機(jī)的原理就會(huì)發(fā)現(xiàn)既不能說(shuō)是直流，也不能說(shuō)是交流電，電流方向和大小取決于金屬圓盤旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度，理想狀態(tài)下是個(gè)直流發(fā)電機(jī)。也就是說(shuō)，法拉第時(shí)期確定了運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生電流，但是并沒(méi)有交流或者直流的概念。

之后利用類似原理，很多人都發(fā)明、改進(jìn)了發(fā)電機(jī)，但都是直流發(fā)電機(jī)。

直到特斯拉發(fā)明了交流發(fā)電機(jī)，也因此產(chǎn)生了交流的概念，發(fā)電機(jī)從此分為了交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)。兩者也以特斯拉和愛(ài)迪生為代表的兩個(gè)人開始了對(duì)市場(chǎng)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。但由于特斯拉放棄了專利收費(fèi)，而且特斯拉發(fā)明的交流電動(dòng)機(jī)（和交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)基本一致）性能更好等等很多原因，讓交流電得以迅速推廣。

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可以說(shuō)特斯拉的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)將電和磁完美的***了起來(lái)，是對(duì)法拉第電磁感應(yīng)原理的完美應(yīng)用與推廣，特斯拉也因此獲得了一個(gè)專屬物理學(xué)單位T。到此，特斯拉的榮譽(yù)都是實(shí)至名歸的。

但是網(wǎng)傳很多類似“特斯拉交流電收費(fèi)，他就是世界首富了”、“沒(méi)有特斯拉你們連手機(jī)都用不了”等等都是無(wú)稽之談。

專利收費(fèi)是針對(duì)于使用相關(guān)技術(shù)的發(fā)電機(jī)，也就是說(shuō)每一臺(tái)發(fā)電機(jī)都要給他專利費(fèi)，但是發(fā)的每一度電都和他沒(méi)有專利關(guān)系。而且專利期限是20年左右，想要一個(gè)專利成為世界首富是絕對(duì)不可能的。

至于手機(jī)，學(xué)過(guò)電子技術(shù)的應(yīng)該都了解，CPU、GPU、內(nèi)存等功能的實(shí)現(xiàn)主要是大量的邏輯電路，基本單元是二極管、三極管，而這些跟特斯拉沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系，反而和特斯拉的死對(duì)頭——愛(ài)迪生有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，因?yàn)榈谝粋€(gè)二極管是愛(ài)迪生在發(fā)明燈泡時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)并申請(qǐng)了專利的，有興趣可以找一下資料。不論是二極管、三極管還是邏輯電路，主要的供電都是電池提供的直流電，而手機(jī)的充電器實(shí)際上就是一個(gè)把交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換為直流電的器件。如果供電不是特斯拉的交流電而是愛(ài)迪生的直流電，那么用一個(gè)滑動(dòng)變阻器就可以給手機(jī)充電了。

而像11次諾貝爾獎(jiǎng)提名完全就是謠言，歷年諾貝爾獎(jiǎng)的提名與獲獎(jiǎng)都可以在上找到，這個(gè)沒(méi)什么可爭(zhēng)的。通古斯大爆炸也是如此，稍微動(dòng)動(dòng)腦子分析一下邏輯就能證偽了。

綜上，特斯拉確實(shí)稱得上交流電之父，但是本質(zhì)上還是法拉第的電磁感應(yīng)原理。

特斯拉是偉大的發(fā)明家，是電氣工程史上的天才工程師，但是在科學(xué)領(lǐng)域只能說(shuō)名不見(jiàn)經(jīng)傳。術(shù)業(yè)有專攻，這一點(diǎn)毋庸置疑，畢竟沒(méi)有什么專屬于特斯拉的原理方程或者公式，而其他科學(xué)家的成就基本都可以總結(jié)為一個(gè)普遍成立的公式或者方程，這就是最大的區(qū)別。

但是由于一些不負(fù)責(zé)任的節(jié)目、自媒體的大肆傳播、錯(cuò)誤的分析、炒作、陰謀論，使得特斯拉的成就被極大地夸大了，我相信這肯定不是一個(gè)務(wù)實(shí)的偉人所期望的。

以上論述只是實(shí)事求是、就事論事，并沒(méi)有對(duì)任何人的貶低和藐視。如果有人反駁，希望可以秉著科學(xué)的態(tài)度，先像我一樣找到資料和證據(jù)。毫無(wú)根據(jù)的指責(zé)蓋不接受。