Почему в США используется напряжение 110 В, а в Великобритании - 230-240 В?

Почему в США используется напряжение 110 В, а в Великобритании - 230-240 В? Каковы преимущества? Объясните мне с расчетом. Почему они используют разные частоты, такие как 50 Гц, 60 Гц? Какова причина?

Вы не должны удивляться тому, что они используют разные напряжения и частоты, вы должны быть удивлены тем, что существует только два больших стандарта напряжения / частоты.

Когда впервые было введено электричество, каждый производитель предоставлял различное напряжение и частоту (или даже постоянный ток вместо переменного тока). Постепенно производители объединились, правительства установили стандарты, а рыночное давление потребовало, чтобы приборы могли использоваться повсеместно. Это приводит к текущей ситуации, когда давление на мировой стандарт уравновешивается инвестированными интересами.

Для того же количества энергии 110 В требуется больший ток, следовательно, более толстые провода. 230 В требует лучшей изоляции. В некоторых редких случаях 220 В может быть более опасным для прикосновения.

Я не думаю, что 50 или 60 Гц имеют какое-либо существенное значение. (Железный сердечник для трансформатора может быть немного меньше при 60 Гц. Но железные сердечники ооочень в прошлом веке ...)

Трудно быть окончательным. Но до того, как распределение мощности переменного тока было широко распространено, в Соединенных Штатах произошла ожесточенная битва между Эдисоном и Вестингаузом о распределении мощности постоянного тока и переменного тока .

Система постоянного тока Эдисона использовала + 110В, 0В и -110В. Эдисон проводил кампанию по изображению переменного тока как опасного, вплоть до того, что в качестве исполнительного устройства представил электрический стул с питанием от переменного тока, тем самым продемонстрировав «опасность переменного тока». После того, как переменный ток получил широкое признание в качестве превосходящего постоянного тока для распределения мощности, 110 В стали стандартом для распределения переменного тока, предположительно, потому что он использовал «более безопасный» уровень напряжения системы постоянного тока.

После того, как стали возможными металлические лампы накаливания, 220 В стали распространенными в Европе из-за более низких затрат на сбыт .

Что касается 50 Гц против 60 Гц ... ну , это всего лишь метрическая система .

По той же причине мы до сих пор прокладываем дороги, которые проходят вокруг зданий, которые были снесены полвека назад.

Исторически кто-то или какая-то группа выбирала число в каждой стране, другие следовали его примеру, и это становилось «стандартом». Теперь мы застряли с ними.

У каждого есть свои преимущества и недостатки. Вы можете спорить с ними навсегда.

Проблема с напряжением 110 В заключается в том, что как только Тесла и Вестингауз доказали возможность передачи переменного тока на большие расстояния, проблемой № 1, приводящей к распространению электрификации, стало освещение в домах, заменившее газовое и масляное освещение, которое было основной пожароопасной ситуацией дня. Лампы Эдисона были 100 В, но лампе все равно, получает ли она переменный или постоянный ток. Таким образом, наша система распределения переменного тока на уровне резиденции была разработана для использования преимуществ существующей установленной базы и наличия инвентаря ламп Эдисона. Затем, когда персональные устройства начали распространяться, они были разработаны, чтобы использовать преимущества цепей освещения 110 В переменного тока, уже используемых в домах, и концепция закрепилась в нашей культуре, туда, где не было пути назад.

Проблема 50/60 Гц отличается и вовсе не является «метрической» (что такое метрика для числа 50?). Несмотря на то, что Westinghouse / Tesla отстаивали его, AC действительно взлетел здесь только после того, как Эдисон уступил неизбежности. Эдисон, несмотря на инвестиции в AEG, когда в Европе началась электрификация, не хотел допускать систему, в которой европейцы могли бы выйти на наш рынок, продавая здесь электротехническую продукцию. Таким образом, после экспериментов с разными частотами (40 Гц была первой крупной промышленной установкой в ​​Folsom Power House в Калифорнии), Эдисон и Штайнметц остановились на 60 Гц, отчасти из-за проблемы с мерцанием, а также потому, что это сделает европейское оборудование несовместимым. Он хотел все это для себя ... что является той же самой мотивацией его первоначального толчка дискредитировать распределение AC в первую очередь. Он хотел DC, потому что он владел патентными правами США на свое динамо DC (хотя на самом деле он купил свой первый, для проверки концепции, у Вернера фон Сименса. Да, ЭТО Сименс ... Сименс не запатентовал его в США) , Так что, если бы DC победил, у нас были бы Edison DC каждые 5 миль или около того. Только богатые смогут себе это позволить, и все они будут платить Эдисону за эту привилегию. Эгалитаризм Теслы разрушил его видение.

Это было подробно освещено в Симпсонах :

Вы знаете, Европе нет места для шестилетнего. Он может выдержать 110 вольт, но 220 убьет его.

Помимо шуток, когда вы выбираете значение и производите значительное количество совместимых устройств, цена переключения на другое значение становится непомерно высокой.

Мы узнали, что речь идет о ресурсах. В Европе было много железа и не хватало меди, следовательно, 50 Гц. Принимая во внимание, что (ошибочно) Америка и особенно Пенсильвания имели избыток меди, следовательно, 60 Гц. 110 В, 60 Гц имеет 4-кратную потерю в распределении по сравнению с 220 В (потеря мощности = I в квадрате R). Именно поэтому американский провод намного толще, а воздушное (не подземное) распределение создает такой впечатляющий дисплей, когда повышается установленный на полюс трансформатор. Кроме того, огни мигают с удвоенной частотой переменного тока, одна вспышка в положительном полупериоде и одна вспышка в отрицательном полупериоде, а не на частоте питания.

В Великобритании проводка была доступна по всей стране в конце 1950-х годов. Остальная часть Европы последовала вскоре после США. Поскольку Великобритании потребовалось немного времени, чтобы наверстать упущенное, у них было время, чтобы узнать важную информацию о предыдущем опыте с бытовым электричеством - проводка домов была дорогой! Им приходилось использовать много проводов, и, удваивая напряжение, они уменьшали ток до половины, тем самым уменьшая необходимый диаметр провода.

Частота переменного тока немного более известная история ... Вплоть до 1890 года не было стандарта для частоты сети. (очевидно) AEG, которая имела монополию на производство электроэнергии в Европе, установила стандарт на 40 Гц, однако чуть позже они заметили, что на этой частоте мерцают лампы. поэтому они увеличили его до 50 Гц, что было хорошо. Вестингауз узнал, что это стало стандартом, но они решили, что огни все еще немного мерцают, поэтому они увеличили частоту. до 60 Гц. В последующие годы они начали подключать весь США, и двигатели и другие устройства были разработаны для этой частоты. поэтому было нелегко изменить его больше.