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【电力增压后,就到了正式的电力传输。

传输线因为输送的电力非常庞大,导线微小的阻力也会使其散发出很高的温度。

如果在传输导线上包裹绝缘层的话,不仅会增加传输线的重量,还会抑制传输线向外散热。

温度一高,绝缘层很容易被烧坏, 传输线的阻力也会随之进一步增加,直至出问题。

所以高压线一般都是裸露在外的,如果意外误触,比如风筝线、鱼竿、人为挂电偷电,都有极高触电身亡的可能。

又因为高压输电线路不能用绝缘层包裹,所以如何避免高压线击穿空气与铁质高架形成电弧,导致电力流失和更大的触电风险,所以需要设法解决输电线路与高架接触电的绝缘。

常用材料是陶瓷,也叫绝缘子。

但也不单单是用了陶瓷垫在下面(或挂在上面)就可以的。

单纯垫高绝缘子重量会增加,安装和施工成本也增加,但是用的绝缘子太少电弧依然会击穿空气与高架接触。

于是科研人员们将绝缘子设计成伞形,也就是环形一圈凸出。

保险起见这样的绝缘子会多个叠加。

这样的简单改变就能使绝缘子表面的距离变长,增加了电流从导体到接地部分的爬行距离,从而提高绝缘性能,降低电弧,也就是电闪络风险。

(变电站除了变压器,还有各种断路器、隔离开关、负荷开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、继电保护装置、自动重合闸装置等等。

包含的电气化设备非常复杂,就连单单一个变压器都需要全封闭的绝缘油、储油柜、气体继电器、散热器、泄压阀、分接开关等等结构组件。

文中就不过多赘述了,代入为天幕会讲解全面就行——资料看多了我甚至感觉自己在查写论文,很多东西都是我查着查着就学会了再写出来的,搞得跟又上了一遍学一样,还是理工科。

后续还是多写科技给古代造成的改变吧,那好写太多了……)

经过升压后的高压电再通过输电线路进行远距离传输。

传输电流的导线、支撑导线的铁塔、用于保证导线与铁塔之间绝缘的绝缘子,这三者组成了大体的输电线路。

经过漫长输送的电能传输到用电区域附近时,再通过降压变压器将电压降低到适合用户使用的等级。

一般会先将电压降低到10kV或35kV等中压等级,再进一步降低到220V或380V,以适配居民生活用电和工业用电的电器标准。

如此经过极其复杂处理的电力,通过建造成本巨大而漫长的电力基础设施后,就能跨过千山万水进入城市和每个家庭之中。

从这里开始将会讲述各种用电器和配套用电设备。

电力无论作用如何巨大,它都是一种危险的能源,正式使用之前必须确保它的安全。

断电开关就是家用电路最重要的安全保险。

早期的断电保险是保险丝为主。

分玻璃管保险丝和陶瓷保险丝,正常情况下保险丝与导线一样可以通电,而一旦电流过载,比如多电器同时使用、用电器功率过大、火线和零线绝缘层破裂直接接触、用电器自身内部短路、人体触电等等情况,都会使电流过载或短路,导致不耐高温的保险丝自行熔断,从而实现自行断电确保安全。

这种保险虽然实用,但是每次出现问题断电之后,都要重新更换保险丝,对不熟悉电工的居民来说更换保险丝麻烦还有一定的安全隐患。

所以现在都是微型断电保险。

电流过载时这种保险也会自行断电,修复好电路后,再将保险开关往上拨一下就能继续进行断电保护。

其思路也是利用电生磁的原理,保险内置了一个由线圈、弹簧和推杆组成的微型电磁装置。

当电流过载时线圈产生更大的磁场,克服弹簧的阻力后进而拉动推杆断开电路。

往上拨一下保险开关后,在一系列简单的机械构件组合下,保险又会恢复原状。

接下来便是关于用电器。

从1870年第二次工业革命开始算起,到2025年,人类的电气化时代已经进行了约一百五十五年。

在这百多年间的发展下,简单的,复杂的,各种作用杂七杂八的用电器已经发展地极为庞杂。

先从最简单,也是最早出现的用电器电灯开始说起。

首先我们已经从此前知道导线中电流受到的阻力越大,导线的温度就会越高。

而温度高到一定程度时就会发光,就像火一样。

虽然科学家们很早就明白了可以借助电流发热的原理来制造电灯,但在材料选择上却困扰了科学家们很久。

首先电灯丝不能过粗,过粗的材料要想发光所需的电力就太多了,且真要让过粗的电灯丝发起光来,组成电灯的其它材料也很难扛得住那样的高温。

而用细丝就必须禁得起高温,还要电阻足够大,因为电阻大才能高效发热发光。

首先科学家们尝试了铁丝,铁丝阻力适中,但熔点只有一千五百多度,通电不了多久就融化了。

而且就算不被通电融化,也会在空气中被氧气氧化,从而断地更快。

接着又尝试了用碳丝,就是将竹丝碳化后作为灯丝。

但缺点明显,如发光效率低、寿命短,且在高温下容易氧化,导致灯丝断裂。

再是铂丝,铂具有较高的熔点和较好的化学稳定性。

然而铂的价格昂贵,且电阻相对较低,要达到足够的发光温度需要较大的电流,会消耗大量电能,经济性差,难以广泛应用。

科学家们坚持不懈,坚信世间一定有一种材料能够完美用来做灯丝,在不断尝试不同材料后,直到科学家们尝试了钨丝。

钨的熔点高达三千四百一十度,能承受较高的温度,在高温下不易熔化。

且钨的电阻比较大,在电流通过时能产生足够的热量使灯丝发光。

同时,钨丝在抽成真空或充入惰性气体的灯泡内,化学性质相对稳定,不易被氧化,大大延长了灯丝的使用寿命。

这就是电灯的由来。

也是因为电灯的出现,让人类在长夜中除了用火来照明外,出现了一种全新的,堪称划时代的光芒。

不过电灯的制造还有最后几个问题。

钨从哪里来?以及钨的熔点那么高怎么将其拉成丝?

另外脆弱的玻璃灯泡内如何形成真空?或者怎么充入惰性气体?】

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