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強電與弱電的區別

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  • 發布日期:2023-10-11
電力行業人士自我介紹時經常說是搞“強電”的;與此相對應的搞“弱電”的人士,一般都會自稱搞IT、互聯網、電信等等,本來“弱電”這個名字不好聽,而且概括的太籠統了。但“強電”卻可以自稱,而且比較明確,那為什么電還分“強弱”呢?
有人認為強弱電是按照電壓高低分的,220V以上算強電,220V以下就是弱電,那么110V供電系統算“強”還是“弱”呢?其實,“強弱電”的根本區別,在于電是被用來作為“能量”還是被用來作為“信號”。
人類在19世紀以前就發現了電,比如摩擦起電、萊頓瓶、風箏引雷、伏打電池什么的,但由于電量太小,干不了什么事,所以并沒有產生什么重大影響。電真正產生影響是從19世紀30年代的電報發明開始的,人們發現電除了做些有意思的實驗外,還可以利用“接通、斷開”的組合傳遞信息,莫爾斯利用長短結合的通電時間來表示英文字母,即莫爾斯碼表,于是電作為通信手段開始走入人們生活。直到現在,計算機存儲和運算的技術——“1和0”仍然是通過電位的高低表示的。
電作為信號的應用比作為能量的應用早得多,橫貫美國東西海岸的第一根電線是電報線而不是電力線。而早在西屋公司的交流電占領全球市場之前,電報和電話就已經應用多年,連清朝政府都在1875年的洋務運動中用上了電報。
之所以電報和電話等信息通訊應用遠領先于電力的應用,是因為電作為信號,并不需要太大的能量,只需要高低電位或不同頻率來表示信號即可,并不用做功。而電力應用則不同,電需要驅動電動機做功,或流經其他電器產生熱能或光能,而這需要大量的能量,只有當發電機、電動機等大型機械技術成熟,以及可以遠距離高電壓輸電的電力系統的建立后,電才能作為能源真正走進尋常百姓家。這也是為什么目前電信領域的改革遠遠領先于能源領域改革的原因,歸根結底是電信是信號的傳播,而電力是能量的傳播。
信號的傳播不受空間和時間的限制,廣播、衛星電視等早已實現無線傳播,而互聯網聯接的光纜可以在投入成本極低的情況下實現大量信息的傳播。而信號傳播的空間幾乎不具有排他性和競爭性,誰都可以利用,這也是為什么信息行業是完全競爭行業的原因。而能量的傳播必須受到時間空間的限制,一定的時間內只能使用或產生一定限度的能量,一定空間內只能傳播一定功率的電能。因而能量的傳輸通道是具有排他性的,鐵路、航運、電網皆是如此,才會有自然壟斷的產生。
所以不管電壓等級多低,只要是傳輸能量的電就屬于強電,而不論電壓等級多高,只要是傳輸信號的電,就屬于弱電。這里也為選高校專業的朋友做個提示,電機、機電、電力等等,不管專業名稱叫什么,只要是強電范疇的,那就是在和能源動力打交道,要以能源的眼光看待電力的作用。
為了輸送能量,“強電”一般都很“強”了。交流有10kV、35kV、110kV、220kV、500kV、1000kV等電壓等級,相比居民用電的380V高上千倍。而弱電一般電壓等級也不會太高,電壓高了,材料的絕緣強度就要提高,需要填充更多的材料來絕緣,線路也不能靠的太近否則會電壓擊穿,這些都不利于電子元件的集成。所以目前電子元器件的發展方向之一就是降低電壓,這樣電子元件的集成度可以更高,發熱可以更低,當然電壓也不能太低,否則代表0和1的高低電位就可能區分不出來了。


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