科普 | 電力基礎(chǔ)知識(shí)
在日常生活和生產(chǎn)中，幾乎到處都要用到電。如電燈通電會(huì)發(fā)光，電動(dòng)機(jī)通電會(huì)旋轉(zhuǎn)。電究竟是怎樣一回事？在電線里有什么東西通到電燈、電視機(jī)里去？要了解物體帶電的根本原因，首先必須了解物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
自然界的一切物質(zhì)是分子組成的，而分子又是由原子組成。每個(gè)原子，都是由一個(gè)帶正電電荷的原子核和一定數(shù)量帶負(fù)電電荷的電子所組成。這些電子，分層圍繞原子核作高速旋轉(zhuǎn)。正電荷與負(fù)電荷有同性相斥異性相吸的特性。不同的物質(zhì)有不同的原子，它們所具有的電子數(shù)目也是不一樣的，例如鋁原子有13個(gè)電子。在通常情況下，原子核所帶的正電荷和電子所帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等，所以物體就不顯示帶電現(xiàn)象。原子核吸引電子的吸力大小與距離平方成反比。如果由于某種外力的作用，使離原子核較遠(yuǎn)的外層電子擺脫原子核的束縛，從一個(gè)物體跑到另一個(gè)物體，這樣就使物體帶電，失去電子的物體帶正電，獲得電子的物體帶負(fù)電。一個(gè)帶電體所帶電荷的多少可以用電子數(shù)目來表示，不過在實(shí)用上這個(gè)單位的大小，我們常以庫倫作為電量的單位。
1庫倫 = 6.24×1018個(gè)電子電荷
電量的符號(hào)用Q表示。當(dāng)電荷積聚不動(dòng)時(shí)，這種電荷稱為靜電，如果電荷處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就叫它動(dòng)電。
電能是一種十分重要的二次能源，它方便、經(jīng)濟(jì)地從蘊(yùn)藏于自然界中的一次能源（煤炭、石油、天然氣、太陽能、水力、風(fēng)能等）轉(zhuǎn)換而來，并且可以轉(zhuǎn)換為其他能量供人們使用。
我們常見的電是由發(fā)電廠生產(chǎn)的，大容量發(fā)電廠往往建在燃料、水力資源豐富的地方，而用戶往往遠(yuǎn)離發(fā)電廠需要建設(shè)較長的輸電線路進(jìn)行輸電，建設(shè)升壓和降壓變電所進(jìn)行變電，通過配電線路向各類用戶供電。而電力傳輸?shù)年P(guān)鍵，就是依靠電網(wǎng)。
電功率 = 電流 x 電壓
電流，電壓，電功率都是與電學(xué)名詞。電流的單位是安培，我們把電流想象成一束電子；電壓的單位是伏特，把電壓想象成這束電子前進(jìn)的推力。那么更多的電子束和更大的推力加在一起就需要更強(qiáng)的電能，就像是在用大力快速推一個(gè)物體得需要更多的體力。
想要計(jì)算出推動(dòng)物體的能量就得知道施加在物體上的力與速度，反之，可以套用這個(gè)例子來解釋電流與電壓。當(dāng)然僅解釋這一點(diǎn)是不夠的。在電力系統(tǒng)中瓦特是功率的單位，等于電流乘電壓；則用瓦時(shí)衡量電能，等于電流乘電壓乘時(shí)間。
交流電與直流電
電并非履行同向原則。一種叫做直流，在直流回路中，導(dǎo)線中的電子流不斷地從電源出發(fā)經(jīng)過負(fù)載再流回電源。原始的電的確遵循同向原則，但這其中有不可避免的缺陷：在低電壓級(jí)中，直流電因不能免于電損，而低效。
隨著交流電的發(fā)現(xiàn)，交流發(fā)電機(jī)使得電一會(huì)同向一會(huì)兒反向且在一秒鐘內(nèi)多次反轉(zhuǎn)電極，每次反轉(zhuǎn)都會(huì)使得電流換向。在高電壓級(jí)中，因電壓傳送比電流傳送更易，終端電力公司利用高電壓進(jìn)行超遠(yuǎn)距離低電損輸電，最終傳送到用戶端輸出100-120伏或200-240伏交流電。因此家用電器設(shè)備都用交流供電，您在閱讀相應(yīng)說明書時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的額定電壓。
現(xiàn)在您了解了直流電與交流電的基本區(qū)別。若忽略傳送中的電損，電功率是不變的。舉個(gè)例子，來分別計(jì)算12伏直流電和110伏交流電下運(yùn)轉(zhuǎn)的200瓦電視機(jī)。直流電輸電會(huì)產(chǎn)生200瓦/12伏=16.6安的電流；而交流電輸電會(huì)產(chǎn)生200瓦/110伏=1.8安的電流。盡管電流與電壓有所不同，電功率卻是一樣的。所以當(dāng)您在計(jì)算電能消耗率時(shí)，不必計(jì)算電損。
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