大發(fā)明家也曾看走眼
大家都知道愛迪生發(fā)明了電燈，其實除了電燈，愛迪生和他的團隊（后來成立了通用電氣公司）還創(chuàng)造了很多跟電氣相關(guān)的產(chǎn)品，包括高效率的發(fā)電機組和各種低壓配電設(shè)施。不過，把電能從發(fā)電廠輸送到千家萬戶的交流高壓輸電技術(shù)，當(dāng)時卻并不被愛迪生看好。這其中還有一段有趣的傳奇故事：
交流高壓輸電技術(shù)是由尼古拉•特斯拉提出的。大名鼎鼎的“特斯拉線圈”（紅警中蘇聯(lián)的超級武器磁暴塔就是這玩意）就是以他的名字命名。這位老兄比愛迪生小9歲，但在交流電方面的研究卻更深入。他制造出了第一臺交流發(fā)電機。
1884年的一天，28歲的特斯拉拿著一封介紹信來找他的偶像愛迪生。在偶像面前，他既激動又緊張，他提出了自己的想法：用交流發(fā)電機向用戶傳輸電力。作為直流電的發(fā)明人，愛迪生并沒有接受他的建議。四年以后，特斯拉跳槽到別的公司，將高壓傳輸交流電的想法變成了現(xiàn)實。與愛迪生的直流傳輸相比，交流電的優(yōu)勢非常明顯。其實，日常生活中使用的絕大多數(shù)電器，工作時都是使用愛迪生發(fā)明的直流電（包括現(xiàn)在炒得火熱的“直流變頻”空調(diào)）。但是，交流電比起直流電有很多優(yōu)點：
一、交流電可以方便的用變壓器改變電壓，遠距離輸送；
二、交流發(fā)電機構(gòu)造簡單，生產(chǎn)交流電比直流電價格低；
三、在用直流電的地方用變壓器將交流電變?yōu)橹绷麟姡词惯@樣也比用直流發(fā)電機造價低。
當(dāng)然，極具產(chǎn)業(yè)化頭腦的愛迪生并沒有一根筋走到頭，他和他的ge公司也很快轉(zhuǎn)向了交流電氣產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)。后來，各種升壓變壓器以及用戶端的低壓變壓器等傳輸、配電設(shè)備，都成為ge公司的重要產(chǎn)品。
1917年，特斯拉獲得了美國電機工程師學(xué)會頒發(fā)的愛迪生獎，以表彰他在交流電、電力傳輸方面的杰出成就。
你沒聽說過的電氣衛(wèi)兵——變壓器、電力電容、電涌保護器
你知道“高壓電”是用來干什么的嗎？是為了盡量減少電能傳送中的消耗。要把電廠發(fā)出的三相交流電（通常為380v）變?yōu)楦邏弘姡托枰扔米儔浩魃唠妷?。?dāng)然，高壓電通過粗粗的線纜傳輸?shù)骄用駞^(qū)后，還需要再用變壓器將電壓降低（110v或220v市電）接入家中。在這些過程中，變壓器是一個重要的角色。
學(xué)過高中物理的人都應(yīng)該知道，功率等于電壓乘以電流。由p=ui可知，當(dāng)電廠輸出的功率p一定時，提高電壓電流就小，而在電線上的損耗能量與電流的平方成正比（w=i^2rt），因此，提高電壓對于遠距離輸電有很重要的意義。
變壓器就像是兩個相互吸引的線圈，是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，通過各種規(guī)格的升壓、降壓變壓器，將電壓轉(zhuǎn)變成不同伏特，適宜在各種場合使用?，F(xiàn)在電力傳輸中使用的高壓電一般為500～1000千伏，而各國正在研究更高的特高壓輸電線路，以便讓電能在傳輸時損耗更少。
除了變壓器，在電流傳輸中還有很多重要的配電設(shè)備，比如電力電容。電力電容的作用有點類似江河中的水庫，連接到電網(wǎng)中的很多電器，即使在不工作的時候，也會消耗一定的功率（無功功率），比如日光燈的啟動器、各種變壓器等，為了讓家家戶戶的用電器都能夠在同時享用同樣功率的電能，必須要有電力電容來調(diào)蓄線路上的功率。你也許在電影上見過大停電結(jié)束后，不同街區(qū)的燈逐漸亮起來的景象，這就是因為電力電容器逐漸充滿需要一個過程。
此外，我們家庭中的用電器都很怕雷電，電力的傳輸過程更加怕雷電的干擾。雷電的巨大威力會隨著電纜傳遞到千家萬戶直至擊毀每一個用電器。電涌保護器也是配電設(shè)施中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”。電涌保護器的電阻很高（大于1兆歐），只有很小的漏電流（小于1毫安）流過。從發(fā)電廠的升壓變電站，到你家門口的低壓配電站，再到你的每一個用電器中，有不下10個電涌保護器靜靜的躺在那里等待雷電的考驗。有了它們的保護，你才可以放心將各種電器毫不在意的插在電源插座中……
從愛迪生他老人家發(fā)明了直流電、發(fā)電機、電燈泡，電力走入千家萬戶只有100多年的歷史。在這100年中，科技進步與產(chǎn)業(yè)化的推動已經(jīng)造就了無數(shù)的傳奇故事和傳奇產(chǎn)品。你也許并不在意，但它們卻是我們傳奇般生活的基石。