Стандарт напряжения сети сша

Почему в Европе напряжение 230 В, а в Северной Америке — 120 В?

Мы воспринимаем электроэнергию как должное. Это становится до боли очевидным, когда происходит сбой питания. В полной темноте, неся фонарик, мы рассеянно пытаемся включить свет, а при отсутствии электричества на долго, лишает нас возможности нормально функционировать, ведь есть люди, у которых в смартфонах есть напоминания – вдыхай, выдыхай. Они банально задыхаются без электричества.

Для нас уже не секрет, что напряжение в сетях в европе и в северной америке разные. В этом нет ничего удивительного. Но почему? Почему в большинстве стран мира напряжение в розетках в США в два раза больше? И почему европейский переменный ток (AC) работает с частотой колебания 50 циклов в секунду (50 герц, 50 Гц), а переменный ток в Северной Америке (включая Мексику) составляет 60 герц? Одно лучше другого? Как это случилось?

Если вы посмотрите вокруг, вы обнаружите большое разнообразие напряжений электроэнергии. В Японии почему-то 100 вольт — это самое низкое в мире напряжение в бытовой электросети. (И половина страны — 50 Гц, другая 60 Гц, очевидно, результат немецкого и американского оборудования еще в 1890-х.) Электросеть Европы, самая унифицированая в мире, установлена на 230 В (стандарт ЕС с 2008 года). Электросеть США гораздо хуже интегрирована, но по всей Северной Америке номинальное напряжение составляет 120 вольт. (Фактическое напряжение в розетке или выключателе света в любой системе может варьироваться на плюс или минус 5–10 процентов.) В большинстве стран мира используется 220–240 вольт. Конечно, во всем мире опоры электропередач или подземные линии передают энергию с гораздо более высоким напряжением.

На самом деле в США и Канаде также есть напряжение 200+ вольт, а точнее 240 вольт. Электроэнергия, поступающая в дом или офис в Северной Америке, на самом деле составляет 240 вольт, которые затем разделяются на две линии по 120 вольт (обычная трехпроводная система с расщепленной фазой). Розетки на 120 В предназначены для освещения, мелкой бытовой техники и других устройств (телевизор, компьютер, тостер и т. Д.). Духовка, плита, кондиционер, электрический водонагреватель, зарядное устройство для электромобилей и другие мощные устройства используют полные 240 вольт, используя специальные заземленные вилки и розетки, которые больше, чем розетки на 120-вольт. В Европе обычные розетки — 230 вольт, а мощные приборы — 400 вольт (ранее 380 вольт).

Но почему?

Но почему, спросите вы, существует стандарт на 120 вольт в Северной Америке и на 230 вольт в Европе? Точные причины неясны, но есть несколько хороших кандидатов. Первый ответ, которую цитируют большинство — это Томас Эдисон. Хотя он не был первым, кто изобрел электрическую лампочку, Эдисона помнят, как изобретателя, потому что он не просто изобрел лампочку накаливания, он улучшил его до состояния пригодного для использования. А еще он изобрел целую систему, чтобы его лампочка работала. В каком-то смысле можно сказать, что лампочка — не самое главное. Это была просто часть силового агрегата: генератор, главный фидер, распределительные линии, домашняя проводка и электрические лампочки.

И именно в этом был гений Эдисона: «У меня есть не только лампочка, я предлагаю вам целую систему, чтобы зажечь ее». Он упорно трудился, чтобы придумать нить, которая будет гореть в течение сотен часов. И какое напряжение лучше всего работает с его лампочкой? Магическим числом было 110 вольт. Все силовые установки Эдисона в Соединенных Штатах были на 110 вольт постоянного тока. (Именно часть постоянного тока стала падением Эдисона. Постоянный ток не может перемещаться на большие расстояния. Джордж Вестингауз и другие использовали переменный ток и выиграли «войну токов». Так же тут хочу небольшую историческую справку дать. Войну токов выиграл не Тесла и даже не Вестингауз, его выиграла Германская компания AEG (Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft), в лице их директора и гениального инженера М. О. Доливо-Добровольский. Творческая и инженерная деятельность М. О. Доливо-Добровольского была направлена на решение задач, с которыми неизбежно пришлось бы столкнуться при широком использовании электроэнергии. Работа в этом направлении, на основе полученного Николой Теслой двухфазного тока, в необычайно короткий срок привела к разработке трёхфазной электрической системы, которая не изменилась до сих пор и совершенной, в принципе, не изменившейся до настоящего времени конструкции асинхронного электродвигателя . )

110V> 115V> 120V

Сеть электроснабжения США начиналась с напряжения 110 вольт. К 1930-м годам напряжение выросло до 115. К началу 1950-х годов по крайней мере 75 процентов лампочек, продаваемых в США, были рассчитаны на 120 вольт. По состоянию на 1984 год официальное стандартное напряжение в США составляло 120 В настоящее время энергокомпании США обязаны подавать питание с напряжением, которое не отклоняется более чем на 5% от номинальных 120 вольт в любую сторону. Это означает, что фактическое напряжение должно оставаться в пределах от 114 до 126 вольт.
Второй ответ может быть правдой, а может и нет, но некоторые продвигают его. (или, может быть, оба ответа правильные и все это совокупность множества причин.)

Дуговый тип освящения появился раньше, чем лампа накаливания. Но он был слишком ярким и опасным для использования в помещениях, но какое-то время его использовали в некоторых городах в уличных фонарях.

Стандартная дуговая лампа работает от 50 или 55 вольт. Но это напряжение было слишком низким, чтобы можно было передавать электричество до столба без больших потерь. Поэтому, обычно, использовались две дуговые лампы последовательно, что означало напряжение 100 или 110 вольт. Так что 100 или 110 вольт стали нормой еще до того, как появилась привычная нам лампа накаливания. В 1892 году первая в Германии линия передачи переменного тока на большие расстояния между Лауффеном и Франкфуртом (см. Ниже) передавала переменный ток напряжением 55 В и частотой 40 Гц. (Частота цикла переменного тока сильно варьировалась в первые дни использования переменного тока, варьировалась от 40 до 133 герц, прежде чем 50 Гц и 60 Гц стали стандартами, используемыми сегодня.)

Но почему в мире до сих пор существуют два разных основных стандарта напряжения (100–120 В и 220–240 В)?

От 100 до 240 вольт по всему миру

Как мы видели выше на примере японской 100-вольтовой системы 50 Гц / 60 Гц, эта странность уходит корнями в прошлое, когда две конкурирующие фирмы из разных стран использовали два разных технических стандарта. Причина, по которой он не менялся с 1890 года, та же, по которой в Северной Америке до сих пор действует 120-вольтное питание, а в Европе — 230 вольт: внесение изменений — замена старых приборов, лампочек, проводки, трансформаторов и генераторов — дало бы большие затраты и трудности. США, которые начинали с питания 110 вольт, фактически рассматривали возможность перехода на более эффективную бытовую энергию 220 вольт в 1950-х годах. Европа разработала свою систему на 220 вольт (теперь 230 вольт) после изучения американского опыта и до того, как потребовались какие-либо серьезные изменения инфраструктуры. Но в некоторых частях Европы также было изначально 120 вольт.

Источник

Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?

В США стандарт напряжения колеблется в пределах 100–127 В частотой 60 Гц, а в России — 220 В частотой 50 Гц. Почему такая разница и что делать, если купили технику из-за океана — ответ в нашей статье.

Почему в США напряжение 100–127 В?

Еще в 1880 году Томас Эдисон предложил и запатентовал трехпроводную электрическую сеть постоянного тока, в которой было два провода +110 и -110 В и нулевой проводник. Такая сеть свободно питала лампу накаливания. Для ее работы необходимо было 100 В, а 10% Эдисон накинул, учитывая потери при движении тока в проводе.

Со временем Джордж Вестингауз начал применять переменный ток для бытовых потребителей. С того момента началась так называемая «война токов», в которой постоянный ток Эдисона отчаянно проигрывал. В 1898 году люди начали массово переходить на применение переменного тока.

С того момента начал работать стандарт сетей в 100-127 В. В США ЭУ запитаны от переменного тока с заземлением TN-C-S. При этом одна фаза от вторичной обмотки понижающего трансформатора подается в трехпроводную сеть 120/240 В (с расчетами погрешности). Поэтому в дом к американскому жителю приходят три провода: две фазы и ноль. Между нулем и фазой напряжение 120 В — для маломощных потребителей, а между фазами — 240 В, для мощных бойлеров, варочных панелей и обогревателей.

Со временем в Европе начали использовать лампы с нитью накаливания из металла, для которой необходимо напряжение выше, чем 110 В. Так начали появляться сети с напряжением в 220 В. Потери электроэнергии в таких сетях вчетверо ниже, чем в сетях 110 В. Почему же тогда США не перешла на 220 В? Ответ кроется в экономической невыгодности таких реформ. Во-первых, сеть 110–127 В — это возможность борьбы с импортом техники, то есть американцы в большинстве своем используют устройства своего производства. Во-вторых, поражение электрическим током при 110 В гораздо слабее, чем при 220 В (многое зависит от времени воздействия тока). В-третьих, переход на «новую» сеть — это затраты миллиардов долларов на перестройку подстанций и других электроустановок.

Почему в России напряжение 220 В?

В СССР, как и в США, долгое время применялось напряжение 100–127 В. Однако в середине 60-х годов с увеличением количества потребителей сеть стала не справляться. Необходимо было увеличивать или сечение проводов, или напряжение в сети до 220 В. Экономически выгоднее стало использовать более высокое напряжение. Последующая глобальная электрификация страны привела к тому, что стандарт 220 В 50 Гц стал распространен не только в современной России, но и во всех странах постсоветского пространства.

В каких странах кроме США распространен стандарт 100 — 127 В?

Вот список стран, где используются сети 100–127 В. Это стоит учитывать, если планируете поехать на отдых заграницу.

Самоа — 120 В
Ангилья — 110 В
Антильские о-ва — 127 В
Аруба — 127 В
Багамские о-ва —120 В
Барбадос —110 В
Белиз —120 В
Бермуды — 120 В
Бонайре — 127 В
Бразилия — 127 В
Венесуэла — 120 В
Виргинские о-ва — 110 В
Гаити — 110 В
Гватемала — 120 В
Гондурас — 110 В
Гуам — 110 В
Доминиканская республика — 110 В
Каймановы о-ва — 120 В
Канада — 110 В
Тайвань — 110 В
Колумбия — 120 В
Коста-Рика —120 В
Куба — 110 В
Либерия — 110 В
Ливия — 127 В
Мадагаскар — 127 В
Марокко — 127 В
Мексика — 127 В
Микронезия — 120 В
Никарагуа — 120 В
Панама — 110 В
Пуэрто-Рико — 120 В
Сальвадор — 115 В
Саудовская Аравия — 127 В
Сент-Китс и Невис — 110 В
Суринам — 127 В
Таити — 110 В
Тринидад и Тобаго — 115 В
Эквадор — 120 В
Ямайка — 110 В
Япония — 100 В

Как видим, не так уж и мало стран, где напряжение 100–127 В.

Что делать, если купили технику из США?

Большинство техники из США рассчитано на работу от 110-230 В. Поэтому если вы приобрели ноутбук или другую технику из Штатов, то достаточно просто купить переходник с американской вилки на европейскую. Цена вопроса 100–150 рублей.

Другое дело, если прибор работает исключительно от сети в 110 В. Здесь обычный адаптер не поможет. Однако есть решение этой проблемы. Их два:

1. Переделать блок питания для работы от 220 В . В большинстве приборов идет импульсный блок питания, в котором достаточно поменять конденсатор (поставить на 400 В) и варистор, с напряжением на пробой в 360 — 390 В. Конденсатор найти не сложно — их продают в любом магазине радиодеталей, а вот с варисторами могут быть проблемы. Конечно, переделка блока питания — дело непростое, но зато сможете запускать импортный пылесос или другую технику без проблем.

2. Установить понижающий трансформатор . Он позволит использовать технику, работающую от 110 В, включая ее в нашу сеть. Однако, важно подобрать трансформатор соответствующей мощности. Большинство трансформаторов на рынке имеют китайское происхождение, поэтому советуем брать их с запасом по мощности в 10 — 20 %. Стоимость китайского прибора мощностью 10 Вт составляет примерно 1000–2000 рублей. На 100 Вт и выше будет стоить от 5000 рублей.

Источник