交直流之战课件讲解

1TheWarofCurrents托马斯·爱迪生(1847-1931)尼古拉·特斯拉(1856-1943)2交流电：电流电压的大小方向随时间按一定规律（频率）交替变换，比如50Hz就是它的频率，一分大小方向变换50次。电压有时为正，有时为0伏，有时为负。平时所说的220V是指的电压有效值。有随正弦规律变换的交流电，也有非正弦交流电。

直流电：电流电压方向一致，有“+”、“-”极之分。但直流电的电压和电流也有变动的，比如二极管整流后在未滤波稳压之前，这叫脉动直流电，但直流电的方向永远一致。由正到负。如电池。交直流之战3交直流之战

爱迪生组建了一个爱迪生电气公司，1882年开始安装照明系统，仅仅三年就卖出了200000个电灯泡。爱迪生电力公司是利用直流电的电力系统来让灯泡发亮，几年下来，爱迪生成为腰缠万贯的大老板。１８８４年秋的一个清晨，爱迪生从比他小９岁的一个名叫特斯拉的人手里接过了一封推荐信。“我认识两位伟人，你是其中之一，另外一位就是站在你面前的年轻人……”信是欧洲大陆爱迪生公司的负责人查尔斯·巴特切罗写来的。爱迪生委派他完善直流电系统的性能。他欣然接受了爱迪生交给他的工作，并且大胆地向爱迪生提出了自己的设想：利用交流电流来产生电能。然而爱迪生的态度是冷淡的。4交直流之战

在很短的时间内，特斯拉就被委以重任，甚至负责重新设计爱迪生公司的直流发动机。按照特斯拉的说法，爱迪生答应他，如果他改进了公司无效的直流马达和发动机，就可以拿到5万美元，相当于现在的100万美元。特斯拉在爱迪生手下工作时，共发明了24项新设计，可是，在1885年特斯拉要爱迪生实现承诺时，爱迪生说只是跟他开了个美国式的玩笑，答应把特斯拉的收入从每周18美元提高到每周25美元。特斯拉当即辞职，在1886年成立了自己的公司研究交流电系统。在经历了两年困难时期后，特斯拉说服西屋公司(WestingHouse)企业家乔治·威斯汀霍斯投资他的交流电计划。这场交流电与直流电的斗争就此开幕。5交直流之战

半年后，特斯拉研制的交流电发电机取得专利，并应美国电机工程师学会(AmericanInstituteofElectricalEngineers)邀请讲解和示范交流电发电的研究成果。因为交流电的效能比直流电优胜，因此开始逐渐广泛采用。

交流电的出现直接威胁了爱迪生所经营直流电的生意。在交流电出现之前，爱迪生的直流电一直是美国的标准配置。使用直流电实在有太多的缺点和限制。6交直流之战

当时直流电不利长途传输，每隔1公里则要增设发电站，而爱迪生解决传输问题的方法就是尽量让发电装置和用电设备的距离不要太远。但交流电却可用变压器变压作为长途输电。使用直流电价钱亦较为昂贵，效能也远远不及交流电。在严重的生意利益威胁下，爱迪生大肆抨击特斯拉，冠以“科学异端”之名，一场无人道的科学迫害应运而起。

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爱迪生到处宣称，采用交流电比采用直流电危险得多，并展开了一场针对交流电的中伤诋毁运动。为了宣传交流电的危害，他雇用中学生抓捕了很多流浪猫狗，然后用交流电当众把它们电死。他甚至于1903年亲自电死过一头大象，还雇人把这一过程拍了下来，广为播放。这些血淋淋的情景被报道出来后，确实引起了很多市民的恐慌，天平渐渐向爱迪生这边倾斜了。

当时纽约州政府考虑用电椅来执行死刑，本来不支持死刑的爱迪生突然改变了主意，大力推荐使用交流电制作电椅。爱迪生的想法是，如果交流电成了电椅的“行业标准”，谁还愿意用它来做饭烧水呢？8交直流之战

1889年，纽约州政府终于决定使用交流电，并责成一位名叫哈罗德·布朗（HaroldBrown）的电器工程师制作历史上第一把电椅。布朗其实是爱迪生的雇员，被爱迪生秘密雇来研究电击的。但是，威斯汀豪斯公司拒绝把自己的交流电发电机卖给纽约州政府，爱迪生便指使布朗伪造了一份合同，把3台交流发电机先卖到南美某个不存在的大学，再转运回纽约。

同年，有个名叫威廉·凯姆勒（WilliamKemmler）的倒霉蛋用斧子砍死了自己的老婆，被判处死刑。眼看纽约州政府打算用他来“试椅”，威斯汀豪斯公司决定出钱雇用律师为他辩护。但爱迪生知道此事后，也出钱雇用律师进行反辩护。最终爱迪生赢了，凯姆勒被判死刑。

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死刑定在了1890年8月6日执行。第一次通电用的是1000伏交流电，一共持续了17秒，凯姆勒表情痛苦地挣扎半天之后，居然没有死。原来执行者没有经验，使用的电压过低。于是，可怜的凯姆勒又被执行了第二次死刑，这一次用了2000伏。据旁观者说，凯姆勒的身上着火了，行刑室里充满了烤肉的味道。

凯姆勒终于死了。第一次行刑的挫折并没有阻碍电椅成为美国使用最广泛的死刑执行方法，但后来这个方法还是因为不够人道，逐渐被注射法代替。

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交流电真的比直流电更危险吗？

实验表明，电通过人体时会产生热量，把人体组织烧坏，直流电和交流电在这个方面的威力是相同的。但是，交流电还有另一个杀人的招数——引发心室颤动（VentricularFibrillation），中断血液循环，致人死亡。原来，心脏是人体中唯一一个需要进行不间断有节律收缩的器官，心肌收缩的频率是由一群特殊的“节律细胞”发出的电信号来控制的。我们所熟悉的心电图测量的正是这种电信号。

研究表明，如果使用交流电，只需要60毫安的电流通过胸腔就能干扰电信号，引发心室颤动，而使用直流电的话，则需要300～500毫安才行。

当然，爱迪生并不知道这些，他唯一的目的就是妖魔化交流电，打垮威斯汀豪斯。

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为了打破爱迪生的宣传，特斯拉也在舞台上进行了很多真正的“电魔术”表演。他特地制作了一个“特斯拉线圈”，以产生频率很高的高压。由于电流极小，对人体不会产生显著的生理效应。这样，特斯拉便在记者招待会上，用这种装置使电流通过自己的身体，点亮灯泡，甚至还熔化了电线，使在场的记者一个个惊讶得目瞪口呆，取得了极大的宣传效果。特斯拉线圈12交直流之战

1893年的芝加哥世博会成了双方要争夺的关键项目。最初，爱迪生的电气公司为世博会准备的直流电电气系统报价是180万美元，遭到世博会组委会拒绝后，新的报价变为55.4万美元。可是，威斯汀豪斯公司用交流电的报价只有39.9万美元。于是后者赢得了项目。这是特斯拉和威斯汀豪斯第一次有机会向公众展现大型的交流电项目。

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这场世博会的用电量达到上次巴黎世博会用电量的9倍。整个供电项目包括一个总的交换机，数个多相发电机，升压器、传输线、降压器等系统装置。而交流电的优势明显显现出来，首先是通过变压装置，可以让同一发电机根据不同终端需要提供不同电压的电流，而直流电机则只能给单一的终端提供电流，如果终端需要不同的电压，则必须安装新的发电机。另外的优势是长距离传输。爱迪生决定报复，他禁止特斯拉使用他发明的灯泡，不过特斯拉想办法规避爱迪生的专利，发明了一种新型灯泡。而且在会场上，特斯拉用自己的身体作导体，让磷光的灯泡在他的指尖点亮。

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相当于当时美国人口一半的人参观了芝加哥世博会，由交流电点燃的９万多盏电灯照亮了整个会场。在夜晚见证了交流电带来的奇迹。甚至，爱迪生在会场展示的新发明也在特斯拉提供的光芒下呈现。１８９５年，尼亚加拉发电站建成，特斯拉的交流电系统成功地将电流传输到３５公里外的布法罗市，从而宣告交流电彻底战胜了直流电。此时爱迪生的直流电则不得不退出历史舞台，而爱迪生本人更是不得不面对残酷的现实。

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爱迪生为什么如此固执呢？最主要的原因就在于他数学不行。爱迪生只上过3个月的学，他所做的发明全是凭自己的经验和勤奋。但是，交流电和直流电非常不同，要想真正理解交流电的工作原理，必须精通高等数学，这恰恰是爱迪生的弱项，于是他始终都未能真正理解交流电的好处究竟在哪里。

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在爱迪生死后，美国媒体都不惜笔墨赞美他的功绩，只有他的对手特斯拉提出了不一样的观点。“爱迪生用的方法效率非常低，经常做一些事倍功半的事情。”特斯拉说，“他如果知道一些起码的理论和计算方法，就能省掉90%的力气。他无视初等教育和数学知识，完全信任发明家的直觉和建立在经验上的感觉。”

但是，聪明的特斯拉日子也不好过。由于性格怪僻，不善经营，特斯拉没有从自己的发明中赚到什么钱，最后死于贫困潦倒之中。

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1915年，爱迪生获得诺贝尔奖的提名，特斯拉则在1937年获得诺贝尔奖的提名，但他们俩都没能获得这一奖项。一些人认为，正是那场“电流大战”，暴露出了他们人性中褊狭的一面。这多少让人们有些遗憾。特斯拉有教训，可是，更值得反思的应该是爱迪生。

18托马斯·爱迪生(1847-1931)

爱迪生8岁上学，但仅仅读了三个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。尽管一生只在学校里读过三个月的书，但通过坚持不懈的努力，发明了电灯、电报、留声机、电影等一千多种成果，成为著名的发明家，为人类的文明和进步做出了巨大的贡献。据说智商为160。19尼古拉·特斯拉(1856-1943)

世界上最伟大的物理学家、发明家、机械工程师、电气工程师、军事科技发明天才、预言家、UFO科学研究的开山祖师爷尼古拉.特斯拉。有1000多项发明专利。特斯拉的专利是他个人独自构思和撰写的，是名副其实的专利发明人；

1909年，他曾在美國《大眾機械》雜誌上發表文章，預測黑苺機這種便於攜帶的通訊設備出現的可能性。特斯拉認為，無線電能是使電力行業繁榮發展的唯一出路，他在《大眾機械》上寫道，總有一天，全世界將進行無線信息傳輸。特斯拉並預測，這種「手持設備」將是簡單易用的，且總有一天世界上的每個人都可以用它與朋友溝通交流。20尼古拉·特斯拉(1856-1943)

除去他在电磁学和工程上的成就，特斯拉也被认为对机器人、弹道学、咨询科学、核子物理学和理论物理学上等各种领域均有贡献。

1882年，他继爱迪生发明直流电（DC）后不久，发明了交流电（AC），并制造出世界上第一台交流发电机，并创立了多相电力传输技术。1895年，他替美国尼加拉瓜发电站制造发电机组，致使100多年来该发电站至今仍是世界著名水电站之一。1897年，他使无线电通信理论成为现实。1898年，他制造出世界上第一艘无线电遥控船，无线电遥控技术取得专利。1899年，他发明了X光(X-Ray)摄影技术。其他发明包括：收音机、雷达、传真机、真空管、霓虹灯管、等。以他名字而命名的磁通密度单位（1Tesla=10,000Gause）更表明他在磁学上的贡献。他去世之后，他的绝大部分笔记都被美国政府拿走，作为机密不对外公开。21尼古拉·特斯拉(1856-1943)

就科学道德而言，特斯拉把赚得的数千万美元用于实现进一步的发明，并且主动放弃了可以使他成为亿万富翁的交流电专利，使全世界人民都受惠于他，他开创并推动了全球电气化时代的到来。

Tesla能流利的说8种语言。他在上学时候，所有的演算都是在他大脑中进行的，非常的快，以至于老师开始时候常常怀疑他作弊。而他后来搞的那么多的发明，他都是先在大脑中进行发明，实验，直到他认为OK之后，他才在现实世界中制造，他一直这样，从来没有出过错。天才出于勤奋，为了献身科学研究事业，特斯拉终身不娶。

22尼古拉·特斯拉(1856-1943)

尼古拉.特斯拉的发明超出了我们当今最高科学界几个世纪以至于我们仍在研究他一个世纪以前的发明。

特斯拉的无线输电技术：特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放大发射机（使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式）在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性，证明这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干