电力传输的核心矛盾的是 “如何减少损耗”。根据物理定律,电流通过导线时的损耗与电流平方成正比(P 损 = I²R),要降低损耗,要么减小电阻(加粗导线,成本极高),要么减小电流。而电流与电压成反比(P=UI),在功率不变的前提下,提高电压就能大幅降低电流—— 这正是高压输电的核心逻辑。

此时,交流电与直流电的关键差异显现:交流电可以通过变压器轻松实现电压的升降,而直流电在很长一段时间内无法高效做到这一点。

发电站发出的电能(通常 20kV 左右),经升压变压器可升至 110kV、220kV 甚至 1000kV 以上的超高压,通过输电线远距离输送时,电流被压缩到极低水平,损耗被控制在可接受范围;抵达用户端后,再经降压变压器逐步降至 220V(民用)、380V(工业用),安全便捷地供设备使用。

直流电的 “硬伤” 在于电压转换的复杂性。早期缺乏高效的直流变压器,若要实现高压直流输电,需通过复杂的机械装置或昂贵的电子设备进行电压调节,不仅成本高昂,可靠性也远不及变压器 —— 这个看似简单的 “变压难题”,直接决定了交流电在电网中的主导地位。

归根结底,电网选择交流电,是因为它完美解决了 “大规模、远距离、低成本” 输电的核心需求。

不过,随着社会经济的快速发展,用电需求持续攀升,尤其是新能源(风电、光伏等)的大规模开发,对输电技术的要求不断提高,如今,特高压直流输电作为特高压输电的重要分支,在长距离、大容量电力输送中也发挥着重要的作用。
电网为什么是交流电,而不是直流电?
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