14.10 直流电与交流电

来源： ✎ 补充（考纲 §14）

电流的流动有两种方式——区别在于它的方向是保持不变还是反复反转。

直流电（Gleichstrom, DC——direct current）：电流方向恒定，电子始终朝同一方向漂移。来源有电池、蓄电池、太阳能电池、USB。

交流电（Wechselstrom, AC——alternating current）：电流方向周期性反转——电子来回振荡。欧洲电网提供的交流电压为 50 Hz（每秒 50 个完整周期），电压为 230 V。

✎ 为何输电用交流电？——逐步。

1. 经长距离线路传输时会产生焦耳热损耗 $P_{\text{损耗}}=R_{\text{线路}}\cdot I^2$（见 §14.5）——它随电流 $I$ 的平方增长。
2. 在传输功率 $P=U\cdot I$ 固定时，同样的能流可以用高电压配小电流来传送——这样损耗就小。
3. 交流电可用变压器低损耗地升压和降压（直流则不易做到）。所以跨地区输电用高压，到了用户端才降压到 230 V。

✎ 频率为何对人体危险？ 低频交流电——正是电网的 50 Hz——对心脏尤其危险：这个频段恰好落在神经和肌肉细胞最容易被刺激的范围内，而且电流每秒换向上百次，几乎必然「撞上」心动周期中的易损期，从而扰乱心律 → 心室纤颤（参 §14.9）。正因如此，衡量危险的不是电压，而是通过人体的电流强度——§14.9 的安全阈值正是以毫安给出的。