想不到和看不见的科技传奇

来源:果壳网   2015-10-26 13:41:40

果壳网的slogan叫做“科技有意思”,不过,并不是所有的科技产品都像苹果iPad那样有意思。很多看上去呆头呆脑的家伙,技术含量很高,却常常被人们遗忘在角落里。在这些看似平淡的产品和技术背后,还隐藏着很多具有传奇色彩故事。

大发明家也曾看走眼

大家都知道爱迪生发明了电灯,其实除了电灯,爱迪生和他的团队(后来成立了通用电气公司)还创造了很多跟电气相关的产品,包括高效率的发电机组和各种低压配电设施。不过,把电能从发电厂输送到千家万户的交流高压输电技术,当时却并不被爱迪生看好。这其中还有一段有趣的传奇故事:

交流高压输电技术是由尼古拉•特斯拉提出的。大名鼎鼎的“特斯拉线圈”(红警中苏联的超级武器磁暴塔就是这玩意)就是以他的名字命名。这位老兄比爱迪生小9岁,但在交流电方面的研究却更深入。他制造出了第一台交流发电机。

1884年的一天,28岁的特斯拉拿着一封介绍信来找他的偶像爱迪生。在偶像面前,他既激动又紧张,他提出了自己的想法:用交流发电机向用户传输电力。作为直流电的发明人,爱迪生并没有接受他的建议。四年以后,特斯拉跳槽到别的公司,将高压传输交流电的想法变成了现实。与爱迪生的直流传输相比,交流电的优势非常明显。其实,日常生活中使用的绝大多数电器,工作时都是使用爱迪生发明的直流电(包括现在炒得火热的“直流变频”空调)。但是,交流电比起直流电有很多优点:

一、交流电可以方便的用变压器改变电压,远距离输送;

二、交流发电机构造简单,生产交流电比直流电价格低;

三、在用直流电的地方用变压器将交流电变为直流电,即使这样也比用直流发电机造价低。

当然,极具产业化头脑的爱迪生并没有一根筋走到头,他和他的GE公司也很快转向了交流电气产品的研究和生产。后来,各种升压变压器以及用户端的低压变压器等传输、配电设备,都成为GE公司的重要产品。

1917年,特斯拉获得了美国电机工程师学会颁发的爱迪生奖,以表彰他在交流电、电力传输方面的杰出成就。

你没听说过的电气卫兵——变压器、电力电容、电涌保护器

你知道“高压电”是用来干什么的吗?是为了尽量减少电能传送中的消耗。要把电厂发出的三相交流电(通常为380V)变为高压电,就需要先用变压器升高电压。当然,高压电通过粗粗的线缆传输到居民区后,还需要再用变压器将电压降低(110V或220V市电)接入家中。在这些过程中,变压器是一个重要的角色。

学过高中物理的人都应该知道,功率等于电压乘以电流。由P=UI可知,当电厂输出的功率P一定时,提高电压电流就小,而在电线上的损耗能量与电流的平方成正比(W=I^2Rt),因此,提高电压对于远距离输电有很重要的意义。

变压器就像是两个相互吸引的线圈,是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,通过各种规格的升压、降压变压器,将电压转变成不同伏特,适宜在各种场合使用。现在电力传输中使用的高压电一般为500~1000千伏,而各国正在研究更高的特高压输电线路,以便让电能在传输时损耗更少。

除了变压器,在电流传输中还有很多重要的配电设备,比如电力电容。电力电容的作用有点类似江河中的水库,连接到电网中的很多电器,即使在不工作的时候,也会消耗一定的功率(无功功率),比如日光灯的启动器、各种变压器等,为了让家家户户的用电器都能够在同时享用同样功率的电能,必须要有电力电容来调蓄线路上的功率。你也许在电影上见过大停电结束后,不同街区的灯逐渐亮起来的景象,这就是因为电力电容器逐渐充满需要一个过程。

此外,我们家庭中的用电器都很怕雷电,电力的传输过程更加怕雷电的干扰。雷电的巨大威力会随着电缆传递到千家万户直至击毁每一个用电器。电涌保护器也是配电设施中不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”。电涌保护器的电阻很高(大于1兆欧),只有很小的漏电流(小于1毫安)流过。从发电厂的升压变电站,到你家门口的低压配电站,再到你的每一个用电器中,有不下10个电涌保护器静静的躺在那里等待雷电的考验。有了它们的保护,你才可以放心将各种电器毫不在意的插在电源插座中……

从爱迪生他老人家发明了直流电、发电机、电灯泡,电力走入千家万户只有100多年的历史。在这100年中,科技进步与产业化的推动已经造就了无数的传奇故事和传奇产品。你也许并不在意,但它们却是我们传奇般生活的基石。


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路人甲

我大神又出新帖,必赞!

 

1F 昨天 20:32回复
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