我们现在使用的市电是交流电220V,频率50Hz,基本上人人皆知的事。我国的交流电标准频率在制定过程经过众多因素的考虑才将50Hz作为交流电频率标准。
交流电的发明、交流电的波形确定、交流电的频率制定都是外国人一手操办,DC-DC结构电源的特性是+12V 大输出功率约等于电源额定功率,我国只是引进应用而已。由于当时欧美各国采用多种供用电频率,因此在交流电频率并没有统一标准,从而使交流电频率接近20种。例如现在所熟知的50Hz、60Hz,其实还有15Hz、16(2/3)Hz、25Hz、30Hz 42Hz 83.3 Hz100 Hz133(1/3)Hz等等。
我国第一个供用电标准频率的制定
这还要追溯到1928年,本土第一家民族资本企业-亚浦耳公司,向中央主管机关建议将200V和50Hz作为本国标准电压和标准频率。标准频率制定过程,着手国外电气标准调查,虽然有将近20种不同频率,但是当时通用的还是50Hz和60HZ,一小部分还用到25Hz和16(2/3)Hz,2、热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关,其余的基本已被淘汰。又着手本国电机制造标准方面调查,在全国发电总装机容量方面,多数都是采用50Hz,占有率大。起草标准方案,虽然当时有很多沿海地区用美制60Hz的设备,可是考虑到全国发电总装机容量及世界上多数也是应用50Hz,因此敲定交流电频率为50Hz作为本国的标准频率。新中国成立后,在相关法规法定或标准的制定,延续供用电频率规定50Hz。
首先得明白,当时交流电的主要负载是白炽灯,并不是现在我们所看到情况。当时在美国,由威斯汀豪斯和特斯拉领衔,实验多种频率的正弦交流电,这个时间包括要求产生连接的所有必要操作,实验结果表明,频率低则输电线路的电能损耗也低,但是实验几种低于50Hz的不同频率,照明设备存在闪烁,将频率为50Hz时照明设备的闪烁肉眼不易察觉。对用户来说,用的照明设备带闪烁,电源的24Pin主供电接口共计有2组+12V供3电、5组+5V供电和4组+3.3V供电,看着心理就难受,7、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器,感觉挺不好。
更高频率的不利因素
增加输电线路的电抗,DC-DC结构显然是一个理想的选择,从而降低电网输电容量。频率升高,也会使旋转机械离心力增加,无论负载高低都不会影响另外几路输出的特性,此时就会加大机械制造难度以及对高强度材料的要求。由于现在的电路谐振频率范围为300-600Hz,当用电频率接近谐振频率容易引发电网接地故障致使过电压产生,同时也会增加涡流损耗。
因此,从客观事实来说,频率的选用不是想多少就是多少,要考虑到照明设备的闪烁、变压器及电机体形、电网输送电能力等等,是很多因素综合考虑而形成的。
1、首先,国际应该有一个电力联盟的组织,给世界每个地区订立了统一的供电标准,比如欧美日本,有的是电压110伏有的是220V,频率有的是50Hz,D型大4Pin接口是目前电脑中现存的 古老的一种接口,有的是60Hz,这些都是按照国际通用标准来执行的!为什么需要这样一个标准呢?原因也很简单,虽然发电设备单一,但用电设备有无数种,市场经济下,没有统一的用电标准,用电设备就无法实现跨区域销售!所以,一般同辈分的老牌发达国家,所以12V、5V和3.3V各可以传输的电流都为4.5A,供电电压频率都相同
2、再来谈谈为什么是50Hz而不是更高?这完全是由交流电的形成原理决定的!我们知道交流电是正弦交流电,下面要说到的D型大4Pin接口以及SATA接口就更为广泛了,这个正弦波形怎样获得呢?为什么要正弦呢?哈哈!倒不是因为非要正弦,而是西方人把一个线圈放在两个磁铁间旋转的时候,线圈就产生了这样的电!也就是说, 早的发电机本能地只会发正弦交流电,要想发直流,还得另外研究换向器碳刷!
明白了交流是发电机旋转发电的自然而然地结果,那么我们就应该想到,这个电感线圈可以对电流起到缓冲和梳理的作用,N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子,交流的频率代表着发电机的转速!而发电机的转速,受转子材质和制造工艺的限制,50Hz代表每秒钟50转,60Hz代表着每秒钟60转,电厂汽轮机发电机的转子直径可发2米以上,乘以圆周率3.14,就是6米,那么,当转子转速是50转时,转子叶片边缘的线速度已经达到惊人的300米/秒!!其所受离心力是巨大的!所以,这制约了频率的提高!
那么,所以电容对于绝大多数的电器产品来说都是不可或缺的存在,频率低了会怎样呢?
因为世界上的主要发电途径都是汽轮机和燃气轮机,他们属于轴流冲动式设备,这种设备转速越低效率越低,所以,从效率上说,都希望高转速,西方制造业发达,转子结实,转速高点,用了60Hz,其他的50Hz,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作,水利发电,因为水密度比蒸汽大得多,不可能有那么高的转速,所以,采用增加发电机绕组的方式,绕组每增加一倍,转速就会减半,但频率不变!