有了特斯拉發明的變壓器,就可以將發電廠建在離城市很遠的地方,同時用高電壓輸送電流,以減少電在輸電線路上的損耗。等電輸送到城市裏以後,再用變壓器降低到一定的電壓後,供給工廠和家庭使用。這樣就可以省去建設許多發電廠的麻煩以及減少其產生的汙染。

特斯拉是一位出生在南斯拉夫的美籍發明家,自小表現出的機械學方麵的天賦為他走上成功之路奠定了基礎。

1884年,不甘平凡的特斯拉決定去美國闖一闖。很快,他成為愛迪生的助手,在此期間,善於發現和思考的他注意到1831年法拉第在研究電磁感應定律時,曾經做過的一個實驗:法拉第把兩組線圈繞在同一個軟鐵環上,在原線圈內通電的瞬間,會在另一個副線圈上感應出電流來。斷電時也會感應出電流,但是等電流穩定流動時,副線圈中則沒有電流。特斯拉由此想到,如果不斷地使原線圈電流發生變化,副線圈中不就可以不斷地感應出電流來嗎?由於電流瞬間的通斷,人們不會輕易看出電燈的明滅閃爍,這種大小和方向不斷變化的電流,就是交流電。特斯拉發現這種裝置可以提高或者是降低電壓,副線圈的繞線圈數越多,感應電壓就越高,原線圈和副線圈的繞線圈數比值,就是它們的電壓比值,這就是變壓器的基本原理。

為了使變壓器有用武之地,特斯拉發明了交流發電機和交流電動機。1887年,特斯拉成立了自己的電氣公司,並獲得交流電生產專利,自此,人們迎來了交流電時代。

七、電力傳輸技術

大家使用電器時,隻要按動相應的開關,電器就會通電,並正常的運作起來。顯然,電器獲得的電流並不是來自我們的家裏,它同工廠裏所有的商品一樣,是被“分配”並“輸送”到我們家中的。與其他商品的傳送不同的是,“電力”都是被送貨上門,正常情況下,都是“隨用隨到”。那麼,電力究竟是怎樣傳輸的?

一般來說,電力的傳送過程主要有三大係統,即發電站、傳輸網、變電站。具體來說,當“電”從發電站出發後,首先會經過變壓器來調整電壓,接著通過其他設備的操作,被輸送線路接受並傳輸。這時,“電”就會像大江大河的支流一樣各奔東西。因為各個工廠、家庭等單位所需要的電壓具體標準不同,所以在電力傳送的過程中,變壓器會承擔調控者的身份,往往多次調整電壓。經過了前麵這些步驟後,沿著不同路線的“電”繼續前進,直至到達各種用戶那裏。

電流有交流電與直流電之分,其中電流的大小和方向不發生變化的稱為直流電,而電流的大小和方向不斷發生周期性變化的則稱為交流電。相對直流電,交流電可以通過變壓器來調整電壓,從而提供不同電壓的電流。如今我們生活中使用的多為交流電,而電池提供的電流是直流電。

輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路架設在地麵之上,由導線、絕緣子、杆塔基礎、接地裝置等構成。這種線路維修方便,成本低,但容易受到環境的影響而出現故障;電纜線路是指設在地下(或水域下)的電纜。電纜的造價比較高,不容易檢修維護,但相對‘露天”的電線,它的安全性好,並且適合在空間少的大城市利用。

電壓是形成電流的原因。輸電線路輸送電能的最大功率稱為輸送容量,而在輸送容量相同的條件下,電壓越高,線路上損耗的電能就越少;換句話說,提高輸電線路的電壓就可以實現大容量遠距離的輸電。目前,電壓在220千伏以下的稱為高壓輸電;電壓為330~765千伏的稱為超高壓輸電;電壓在1000千伏以上的稱為特高壓輸電。

電力在傳輸過程中的升壓和降壓都要用到變壓器,而變電站即是變換電壓和配送電力的場所。變電站由變壓器、配電室以及控製係統等部分組成。常見的變電站有三種:獨立式變電站。它一般與其他建築物保持一定的距離,多在城市;杆上變電站,其一般安裝在支撐的杆架上,適用於小鄉鎮;成套式戶內變電站,一般設在高層建築和辦公大樓內。

八、直上摩天的電器——電梯

電梯是一種電力驅動乘人載物的升降機。早在古羅馬時代,建築師維特羅維斯就設計出一種上下垂直運輸貨物或人的升降台。這種升降台依靠人力、畜力或水力,由滑輪等機械部件操縱,就像用繩子把吊籃吊著上下運輸東西一樣。

18世紀至19世紀末,歐洲和美國的工業革命帶來了生產力的飛速發展和經濟繁榮。這個時期,城市化進程加快,城市人口高速增長。為了在較小的土地範圍內建造更多的使用麵積,建築物不得不向高空發展。電梯的出現,使建築物突破了5層的高度限製。