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我国的交流电为什么采用50Hz

时间:2011-03-13 08:09 来源:未知 手机版

电力系统中使用50Hz交流电是许多人都知道的,但为什么要用50Hz交流电就有不少人不知道了。你想知道吗?就请读读本文吧。

    首先要从为什么使用交流电说起。电是发电机发出的,当远距离的用户想用电时,如果利用低压输送,损耗是很大的。提高电压是降低损耗的好办法。但直流电变压是很困难的,(——变压器的原理是变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。直流电没有变化的磁场,也没有变化的电场,不能在直流电路中使用,否则马上饱和。)而交流电却很方便,只要用变压器就能办到。电压越高,电能输送的距离就可以越远,也最经济,因此就出现了超高压输电。但谁家也不会用超高压,例如:将220kV的电压引到家中,还必须用变压器将它降低,变成低压,才可以引入千家万户,交流电可以很方便地由低压变为高压,由高压变为低压,所以交流电就被采用了。


    其次要说明的是,为什么要用50Hz呢?其理由有:


    (1)眼对光的感觉是有惯性的。如果由5Hz的电来照明,那么灯将是一灭一亮的闪烁,给人是一种错乱的感觉——应该不是错乱,而是直接疯掉!!!电影每秒是24格。电影最重要的原理是“视觉暂留”。科学实验证明,人眼在某个视像消失后,仍可使该物像在视网膜上滞留0.1-0.4秒左右。电影胶片以每秒24格画面匀速转动,一系列静态画面就会因视觉暂留作用而造成一种连续的视觉印象,产生逼真的动感。也就是5Hz的电,变化的时间已经大于人眼的惯性时间。如果提高其变化的频率,到20~30Hz的时候,人眼就感觉不到灯的闪烁了。从这一点来说,30Hz就是一个合适的频率下限。

      ——有新研究说长期在50hz的灯下工作学习,容易损伤人的视力,不知道真假。

    (2)频率的下限有了,上限要多少呢?上限并没有象下限那样明确。但也不是越高越好,太高也会发生问题,如使用2000Hz的话就会发生以下问题:


    ①一切电机中的铁损将增加40~1600倍,其中一切部分以噪声的形式而损失掉。——是噪声吗?我不是很清楚,有待研究。


    ②输电线将会对电话线发生感应噪声,电话无法听。此外还会发生别的问题,在此不一一列举。——确实该有很多问题!


    (3)1900年英国当时定的电力系统中发电机最快的转速是3000r/min,对应的频率就是50Hz。


    (4)50是一个整齐的数字,便于运算、记忆。——好整齐,呵呵!


鉴于以上理由就采用了50Hz的频率。但随着技术的进步,采用的频率有升高的倾向,例如美国根据欧洲的经验,就采用了60Hz,若是现在能再度选择的话,也许是要选择70Hz或80Hz了。——好像还是真的唉。


说法之二:

频率的高或低,各有利弊.频率提高,可使发电机和变压器的铜材、钢材耗用量减少,重量轻,成本低.但会使电气设备和输电线路的感抗增大,容抗减少,损耗增大,从而降低了输电效率.频率过低,会使电气设备用料增多,重量大,成本高,还会使电灯光闪烁明显.考虑到各种因素,经过技术经济比较,证明交变电流频率采用50Hz、60Hz比较适宜.飞机上的交流电源,其频率采用400Hz,这样可以使电气设备重量大大减轻.


说法之三:

电流频率对电击伤害程度有很大影响。50Hz 的工频交流电,对设计电气设备比较合理,但是这种频率的电流对人体触电伤害程度也最严重.60Hz的工频交流电,对设计电气设备有难度,需要一定的技术含量.但这样的设计首要考虑的是人类用电安全方面.