啊，明显的能量悖论。别忘了，电同样来回移动。 毕竟是交流系统。
那么，我们怎么能为任何家庭提供电力呢？答：我们不必。
相反，一旦我们开始使用物理术语，事情就会变得更加清晰。（有时答案甚至看起来简单明了。）首先，永远不要说“电”。如果您指的是能量，请说能量，或者可能是“焦耳”。如果您指的是电荷，请说电荷、库仑或“电子”。
公用事业公司实际上不是在销售“电力”，而是在销售电磁能。电线内的电子可能同样来回摆动，但能量的表现却大不相同。
与任何传输线一样，交流电网中的能量在电线周围的空间中传播。您可能已经知道信号和“电力”都以接近光速的速度传播？那是因为它们和光一样。与沿波导传播的无线电波相同，与电感器周围的磁场或电容器板之间的电场相同。
不幸的是，所有这些正确的想法都只在工程学校教授，而回到 K-12 年级，我们都被灌输“对孩子的谎言”，这是一系列与现实无关的过于简单的解释。电子以光速穿过固体铜？电池和电容器“存储电荷”等？要想深入了解交流电网，首先必须摒弃这些扭曲的想法。
要了解基本的电磁物理学，甚至在处理方程之前，我们首先需要认识到：
“导体”一词的意思是“充满移动电力的材料”。例如，金属含有大量的自由电荷，每立方厘米铜大约有 10K 库仑。在铜中，金属的每个原子都向“公海”提供一个移动电子。物理学家称之为“电子海”或“电荷海洋”。一根电线就像一个预先充满电的管道，不允许有气泡。
在交流系统中，电力只能来回移动。它不会流过电网，也不会流过电路。甚至在连接电源之前，电（电子）就已经在电线内部了。发电机不产生任何电力，负载不消耗任何电力。相反，发电机是电荷泵。相反，电线内的电子只是来回摆动。（或者在直流电路中，所有电子都在封闭的圆圈中缓慢移动，没有获得或失去电力。它们像慢速飞轮一样移动；慢速传动带。）
电能几乎立即从电源流向负载。在交流电路中，这种能量不会来回摆动。它像波浪一样不断地向前流动。
电能或电磁能由 e 场和 b 场组成，分别对应于伏特和安培。当电能通过同轴电缆传输时，所有能量都位于塑料电介质内部。当它通过电路或沿着传输线发送时，它位于电线周围的空白空间中（参见下面的字段图。这是沿着交流电源线流动的能量图。）虽然安培可能真的在电线内，焦耳都在外面的空间里。
电力来回轻微摆动，而电能向前流动。换句话说，两个独立的东西沿着任何电路流动。没有单一的东西叫做“电”。这不是一个复杂的概念。一切都是关于 Waves-vs-Medium。在电路中，铜金属的慢电子充当传播能量波的介质，而光速波本身位于导线外的电磁场中。
在工程学校期间，在我们关于传输线理论的领域/波类中，请注意传输线没有低频截止。 它们在微波频率、高频、音频以及一直到直流的情况下都具有相同的功能。 传输线理论不仅仅是关于无线电，它是关于无处不在的所有电路。EM 能量流由电路电流产生的 b 场和电路电位产生的 e 场组成。毕竟，高频交流电源可以驱动白炽灯泡，就像它可以为偶极天线供电一样容易。（但在偶极子的情况下，不是被灯泡吸收，而是传播的 EM 场从电线上跳下来并传播到空旷的空间中。）
上图：电路的 b 场、电路的 e 场和 EM 能量流的瓦数
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现在，答案。
馈入电网的多余能量会发生什么？好吧，想象一下所有的发电机都只是传统的直流电源，甚至是电池。想象一下负载只是电阻器，或者可能是白炽灯泡。现在，当多余的能量被馈送到电网时会发生什么？我们怎么可能做这种事？！简单：只需稍微提高其中一个直流电源的电压即可。所有的灯泡都会燃烧得稍微亮一些。理想情况下，增加的能量会流向整个电网上的所有灯泡（但如果电网导体有轻微的电阻，距离较近的灯泡会接收到更多的过电压/能量。）同样的事情也会发生在交流电网上。提供“多余能量”的一种简单方法是提高其中一台交流发电机的电压。电网电压会小幅上升，
请注意，如果我们提高一个电池的电压，那么它会与其他电池发生冲突，并为连接到电网的其他电池充电。或者至少对于具有一些欧姆的电线，它会降低它们的输出电流，如果没有实际反转它的话。对于带有发电机的交流电网，同样的事情也会发生，如果一个发电机的电压太高，它会使其他发电机像交流电机一样旋转，或者如果电网线没有，它可能会降低它们的输出电流。不是完全导电的。
是否有最小量的（焦耳）可以馈入电网？ 不，除非你在谈论单个 EM 光子！例如，如果您的直流电源设置为与整个电池网完全相同的电压（例如 120VDC），则其供电电流将为零。该直流电源的瓦数为零，并且没有能量流动。现在尝试调高一个直流电源的电压。这会产生电流（好像整个电网是一个巨大的电阻器），现在有几瓦的能量流，从您的直流电源流出并进入电网。这没有下限（您可以调整它以产生安培、毫安或皮安。）只需将此电流乘以 120V，即可找到注入电网的能量流速率。
光伏？将直流电源连接到交流系统在概念上相当复杂。
因此，为了澄清，要么假装整个电网是电池，要么是直流发电机（让问题自己回答。）或者对于交流电网，首先将你的光伏电池板连接到直流电机，然后连接电机的轴，因此它可以旋转连接到交流电网的小型交流发电机。请注意，这样的发电机将以 3600RPM 的速度持续旋转，“空转”或“空转”，直流电机充当发电机，直流电机电流理想情况下为零，并且没有能量被发送到交流电网。
通过上述设置，每当光伏面板产生零输出电流时，直流电机在没有扭矩的情况下旋转，而您的交流发电机飞轮（连接轴上没有扭矩，对于理想的无摩擦轴承。）在这种情况下，交流发电机是以 3600RPM/60Hz 的速度“空转”，并且不会向电网发送任何能量。旋转直流电机的反电动势将与光伏面板的输出电压相匹配，驱动电流为零。接下来，添加更亮的阳光，稍微驱动续流直流电机。这会将交流发电机稍微向前推，稍微增加交流输出电压。数学：如果我们将发电机在一个交流周期内的瞬时功率相加，我们会发现电能现在从发电机流出并流入电网。（呵呵，
如果我们将直流电机的轴连接到交流发电机，这就是所谓的旋转转换器，它执行与现代固态逆变器相同的任务。要了解能量流，首先要了解驱动发电机的直流电机。然后，找出模拟电机驱动交流发电机的晶体管开关电路的细节。
附言
在物理学中，什么是电？“电力”一词的狭义技术定义是什么？ 我们可以问问 JC Maxwell、爱因斯坦、法拉第，那一大群人。 他们都同意：电不是电荷的流动，电不是一种能量形式。传统上，电是库仑！这样，库仑的流动与“电流的流动”或换句话说，电流相同。电流不是电。电流是一些预先存在的电力的运动。
