Типы электрических розеток и напряжение в разных странах мира

Напряжение и частота

В мире применяется, по большому счету, всего два уровня электрического напряжения в бытовой сети — европейский — 220—240 В и американский — 100—127 В и два значения частоты переменного тока — 50 и 60 Гц. Меньшее напряжение и более высокая частота считаются менее опасными для здоровья и жизни человека, более высокое напряжение и более низкая частота проще и дешевле реализуются технически.

Карта электрического напряжение и частоты тока в разных странах мира

Напряжение 100—127 В при частоте 60 Гц используют в США, странах Северной, Центральной и, частично, Южной Америки, Японии и т. д.

Остальной мир за редким исключением использует напряжение 220—240 В с частотой 50 Гц.

В некоторых странах, вроде Филиппин, используется «европейский» уровень напряжения с «американской» частотой. А вот на Мадагаскаре — наоборот, 50 Гц с пониженным напряжением.

Электрические розетки

Способов подключения к электрической сети, разных видов вилок и розеток существует великое множество и для туриста (вкупе с разным напряжением и частотой) такое разнообразие превращается в серьезную проблему.

Из множества соединений выделяют 13 наиболее часто используемых типов розеток, обозначаемых латинскими буквами от A до M:

Тип A, американская розетка без заземления	Два вертикальных плоских штырька		США, Япония
Тип B, американская розетка с заземлением	От типа A отличается наличием центрального D-образного заземляющего штыря		США, Канада, Центральная Америка
Тип C, Europlug, евророзетка, европейская розетка без заземления	Два круглых штырька		Европа
Тип D	Два тонких и один толстый круглые штырьки		еще остались в Британии
Тип E, французская розетка	Два круглых штырька на вилке и один в розетке		Франция
Тип F, Schuko, европейская розетка с заземлением	Два круглых штырька, как у типа C, контактные пластины для заземления		Европа
Тип G, английская (британская) розетка	Два прямоугольных горизонтальных и один вертикальный штырек		Великобритания, Малайзия, Сингапур
Тип H, израильская розетка	Три плоских (старый вариант) под углом, либо круглых штырька		Израиль
Тип I, австралийская розетка	Три плоских штырька под углом		Австралия, Новая Зеландия
Тип J, швейцарская розетка	Два круглых штырька как у типа C, центральный штырек отличается расположением от типа F. Особая форма вилки.		Швейцария
Тип K, датская розетка	Подобна французскому типу E, но центральный D-образный заземляющий штырек перенесен на вилку		Дания
Тип L, итальянская розетка	Три круглых штырька в ряд		Италия
Тип M	Похожа на британский тип D, но с более толстыми штырьками		ЮАР

Для подключения электрических приборов к сетям с розетками неподходящего формата применяют различные переходники и адаптеры. Существуют универсальные розетки, позволяющие подключать приборы с вилками сразу нескольких типов.

Источник

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 разных странах различается напряжение и частота в электрической сети

На территории Советского Союза до 1960-х годов переменное сетевое напряжение имело действующее значение 127 вольт. В Соединенных Штатах в те же годы напряжение в розетке достигало 120 вольт. Позже действующие значения напряжений в сетях будут стандартизированы с изменениями, с целью снижения расходов меди на провода, ибо для передачи одной и той же электрической мощности нужно тем меньшее сечение проводов, чем меньше ток, а ток в проводе будет тем меньше, чем выше напряжение при передаче.

Однако данный переход произойдет не сразу. Экономически передача электроэнергии на повышенном напряжении, конечно, выгоднее, но вот переход на другое напряжение в масштабах страны — мероприятие отнюдь не из дешевых, не говоря уже об изменении стандартов частоты тока.

Исторически первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт знаменитому изобретателю Томасу Альва Эдисону. Это его лампочки с угольными нитями накала были рассчитаны на питание постоянным напряжением в 100 вольт еще до победы Николы Тесла в «Войне токов», которая (победа) постепенно утверждалась в умах инженеров начиная с 1928 года.

Дело в том, что типовое напряжение электростанций постоянного тока Эдисона было как раз 110 вольт, ибо 10 вольт попросту пропадали в процессе передачи, так как добрая доля передаваемой мощности просто рассеивалась в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца. При этом компания Эдисона даже не помышляла о том, чтобы отказаться от своего стандарта в 110 вольт.

С изобретением в 1883 году Николой Тесла (а в России — Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, вслед за Тесла) асинхронного двигателя переменного тока, началась широкая электрификация Европейского континента, где лампы накаливания нить накала имели металлическую, и напряжение такой лампе требовалось удвоенное — 220 вольт, которое сначала стали получать путем параллельного соединением двух линий по 110 вольт, что экономически выходило все равно не выгодно.

Так 220 вольт переменного тока появились в Берлине сразу, как только город начали масштабно электрифицировать, и потери мощности при передаче снизились в итоге вчетверо. Дальше повышать напряжение не стали, так как это получилось бы не безопасно для человека.

В Соединенных Штатах Америки сегодня стандартной системой электроснабжения является TN-C-S. В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токопроводящих частей с землей и наглухо заземленную нейтраль. Подробнее об этом смотрите здесь — Принципы работы систем заземления для зданий ТN-C и TN-C-S.

Для обеспечения связи на участке трансформаторная подстанция — ввод в здание применяется совмещённый нулевой рабочий (N) и защитный проводник (PE) принимающий обозначение PEN. Однофазное напряжение здесь теперь 120/240 вольт, оно обеспечивается понижающим трансформатором с заземленным центаральным выводом.

Общепринятая частота переменного тока в Штатах на данный момент — 60 Гц, что теоретически позволяет расходовать меньше меди и железа на трансформаторы и двигатели, чем потребовалось бы при частоте в 50 Гц.

Однако, что касается среднего значения, близкого к историческим 110 вольтам, то в США оно, пожалуй, осталось как дань Эдисону, слишком уж много ЛЭП на 110 вольт было понастроено во времена его славы. С другой стороны 110 вольт безопаснее для человека чем 220 вольт. Чем не плюс в пользу США?

По сравнению с США, в Европе и в России, с широким внедрением сетей переменного тока, стандарт 220 вольт появился сразу. После войны в СССР трансформаторы по всей стране заменяли на новые, сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо былых 110-127 вольт. В СССР к выбору стандартного напряжения приложили руку немецкие ученые, которые принимали участие в электрификации страны.

Так и повелось «220 вольт с частотой 50 Гц» в Советском Союзе, а затем и в России и в странах СНГ. В Европе сегодня стандартное напряжение 230 вольт 50 Гц, в России фактически также, но официально данное значение стало регламентировано для России после 90-х следующим документом — ГОСТ 29322-2014.

Источник