如果直流适配器如此流行，为什么默认情况下在建筑中使用交流电？

我不确定是否有更好的地方问这个问题。

为什么至少在美国这里，将标准电气系统设置为交流电（AC）而非直流电（DC）？我正在完成一次长途旅行，并意识到我有多少个DC适配器以及我的多少个设备需要DC电源：

• 我所有的吉他踏板。
• 我的闹钟
• 我的外部硬盘。
• 我的USB车载硬盘底座。

... 而这样的例子不胜枚举。如果我们几乎总是需要使用DC适配器将AC转换为DC，为什么除了人们拒绝改变以外，为什么不使用标准DC？

变速箱/功能原因：

1. 交流电更便宜-发电机到最终用户的功率损耗更少。
2. 高压运输更便宜-功率损耗为I ^ 2 * R.R在任何线路上都是常数。对于相同的功率（瓦​​），P = IV。因此，我们可以通过增加电压来降低功耗。-这导致我们具有转换能力。我可以轻松地通过变压器运行AC，以使电压上升或下降（电流相应变化）。使用DC进行此操作需要更多步骤。
3. [附录]如果我们只是用电照明和取暖，那么从功能的角度来看，我们将不在乎AC / DC。但是，我们家中的许多东西都使用电动机，而交流电动机比直流电动机便宜，并且使用寿命更长。但是，当我们第一次为社区布线时，这并不是一个因素。

要进一步探索电压转换：

• 要改变交流电压，需要使用变压器。基本上是两个线圈的线圈和一块金属。

• 要提高DC电压，请先将其转换为AC，然后通过变压器运行，然后转换为DC。除非添加更多电子设备，否则生成的DC不会平滑。每个步骤都有一些浪费的热量。

• 导体尺寸与电流成正比，通常称为“ 载流量 ”。更大的电流需要更粗的电线。电压降是电流和距离的一个因素。因此，更长的电线必须更粗。较粗的电线更难使用且价格更高，因此更高的电压/更低的安培数是非常有利的。

（绝缘与电压成正比，危险也是如此，因此高压不是灌篮。）

• AC适合多相配电。这样可以减小导体的总尺寸（更便宜，更易于使用）。

多相电动机非常好。

美国家庭通常从路边变压器获得240V分相+中性点。重型设备（例如烤箱）可以在240V的两个热水上工作。轻型设备（我的笔记本电脑）可以在一个火线+中性线上工作。效果很好。另请参阅：多线分支电路。

案例研究：我的RV具有​​12VDC电源系统。导线必须很粗，因为安培很高。如果我将结婚戒指做短，它将融化。我们希望为大负荷提供动力，例如鼓风机。RV将受益于24VDC或更高的电压，但我们需要主流汽车首先进行切换。房车将跟随。

案例分析：

屋顶上的光伏（太阳能电池板）安装会受到影响，因为它们会产生相对较低的直流电压。如果从光伏阵列到电池组或逆变器的导线很长，则会损失大量能量作为热量。一些正在向“微型逆变器”发展，在微型逆变器中，每个面板都在屋顶安装了自己的逆变器。这减少了传输损耗。

在旁边：

我听说如果将DC分配到我们的立体声设备，接地回路会出现问题，但是我还没有设法将其环绕。

该问题的所有答案都是正确的。基本上，当爱迪生最初以电网规模开发发电机时，他聘请了尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）作为产品，据称特斯拉使用交流电和多相电力的原理极大地提高了发电机的效率，由爱迪生的原始设计制作的DC。

基本上，重要的是交流电需要更少的工作来获得更多的功率（即，产生效率更高）。用闭合的加压水回路来考虑电流；水通过某些电源承受压力，这使水通过软管流到一些小工具，这些小工具可以利用水的流量进行机械工作。然后，水及其所消耗的能量被抽回电源。

直流电仅相当于通过一个水箱（类似于电池的工作方式）或通过使用叶轮或其他旋转泵（类似于发电机）向水施加一个方向的压力。由于泵送机构不能是水密的，因此这种泵将使水效率低下。单向往复泵将是水密的，但不会不断地移动水，这可以通过使用蓄能器来解决（例如在交流到直流转换器中），该蓄能器将存储额外的压力，然后在泵处于运行状态时将其输入系统“仰泳”。切片的任何方式，除非是罐（电池），否则都会浪费电流。

相比之下，交流电相当于使用一个简单的往复泵迫使水流向另一种方式。只要设备期望水流会自身反转（或无关紧要），发电机的设计就可以变得更加简单和高效。取消类比时，获得效率提高的原因有些不同，但是类比本身具有很好的地位。

AC还具有一些DC根本无法复制的技巧，这使其在大规模应用中优于DC。也许最重要的是使用变压器进行“升压”和“降压”的能力。直流只能使用电阻“降压”，这些电阻基本上将电能转化为热量，从而导致您浪费大量能量。在美国，多相电源被视为三相电源，它更是解决交流问题的方法，而不是带来的好处（三相交流电源使电网具有接近恒定的总电压，克服了交流电源的非恒定电压）。单个AC波形，而使用的导线数量少于在单个波形中有效传输相同总功率所需的导线），但它具有能够“相加”的有益副作用 在相同的可用电流下彼此相位相反。在分相中，电压加倍，而在三相中，电压乘以√3。这就是为什么住宅使用120 / 240V（120 * 2）和商业使用120/208（120 *√3）的原因。

你是对的。如果您对此感兴趣，我鼓励您在该领域进行创新。

您列出的所有东西都是极小的负载，小于10瓦。他们中的许多人都希望直接使用12伏直流电。在您的房屋中放置第二个12V电气系统来运行那些小的负载，这没错。

这些将包括以下内容，并且还应考虑到这一点：为该12V系统提供备用电池（由太阳能供电）非常容易且便宜。现在，您房子的那些部分可以防电。

• 照明-LED照明使此操作变得简单。

• 箱式冷冻机- 现代化的能源之星冷冻机非常高效，以至于大多数离网型冷冻机都不再需要特殊的12V冷冻机，而可以在逆变器上运行普通的（但精选的）冷冻机。

• 同上冰箱，但它们的负载往往更大，因为它们的隔热层更薄并且门的打开频率更高。这可能需要大幅升级系统。

• 污水泵

• on气处理器

• 互联网路由器-大多数已经是12VDC。电话公司的基础设施具有大量的备用电池；有线电视不能这么说。

• 手机/平板电脑充电：使用在每个加油站出售的车载充电器。

• 电视-许多电视允许12V输入。

• 为电池供电的车间工具充电。

• 温控器及其控制的继电器。

• 热量：添加不需要电的壁式或地板式辅助炉（即使是远程恒温器也不需要）。

• 热水：燃气热水炉只需要很少（或不需要）电。随需燃气加热器仅使用少量，但仅在使用时才使用。

您会看到前进的方向：在停电期间，您可以舒适，温暖并观看Netflix。

这里有一些负载，因为能量需求太大，您无法轻易地在12V系统上运行。

• 空调和除湿

• 矛盾的是，强风炉几乎是雪带中的每个系统。这就是为什么那里的人很难通过这种方式进行停电保护的原因，因为该故障点位于“关键负载”列表的顶部。那些没有电的炉子甚至都没有卖到雪地带！

• 用电加热（房屋供暖，热水，干燥或烹饪）

• 衣物洗涤和气体干燥（电机负载很大）

• 洗碗（尤其是水加热和热干燥部分）

• 电动工具

较大的12V系统可以处理它：布线不能和这里的原因：功率（瓦）是伏特×安培。伏特下降，安培上升。安培决定电线的尺寸，这会很快造成不切实际的数字。您的240V / 30A空调变为12V / 600A。我已经接通了600A的电气服务，电线很大而且非常昂贵（60美元/英尺）。不起作用 即使是1500W的吹风机（现在为12V / 125A），也基本上需要焊接电缆。

较大的12V系统将在电池处转换为120 / 240V，并通过常规布线在整个家庭中分配。