Почему в России 230 В, а в США — всего 110 В: история электрических стандартов

В разных странах существуют разные стандарты напряжения в электросети, и они возникли не случайно Стандарты бытового напряжения в разных странах могут сильно отличаться. В России и большинстве Европы принято 230 В с допустимыми отклонениями, тогда как в США бытовые сети работают на уровне около 110–120 В. Различия в стандарте напряжения между странами отражают не случайность, а результат исторических решений, технических возможностей и инфраструктурных ограничений. Истоки стандартов электросетей и причем здесь Томас Эдисон В США история напряжения уходит корнями в эпоху Томаса Эдисона , который создавал первые в мире электросети, использовал постоянный ток на 110 В для освещения. Использовать более высокое напряжение было опасно, так как в те времена не существовало надежной пластиковой изоляции для проводов. Для этих целей использовали целлюлозу в марле. Напряжение в 100 В казалось оптимальным с точки зрения безопасности и потребностей электроприборов. Однако постоянное напряжение практически невозможно передавать на большие расстояния без потерь. Поэтому 10 дополнительных вольт было добавлено с целью компенсировать потери. Таким образом в США для электросетей возник стандарт в 110 В. Когда в конкуренцию вступил переменный ток, индустрия уже была готова к переходу со 110 В на более высокое напряжение. Однако история свидетельствует, что желание сохранить совместимость с существующим оборудованием и не разрушать инфраструктуру сильно влияли на выбор стандарта. Томас эдисон виновен в том, что напряжение в электросети США составляет 110 В Но что интересно, Эдисон уже использовал трехпроводную систему с “centre tap” — двумя “фазами” по 110 В и нейтралью между ними, что позволяло получить 220 В между фазами. Это решение и стало основой современной split-phase системы в США, о которой подробнее поговорим ниже. Как в США запитывают энергоемкие приборы Напряжения в 110 В вполне достаточно для освещения и не сильно энергоемких приборов, таких как телевизоры, компьютеры и т.д. Однако для более мощных приборов, например, стиральных машин, этого недостаточно. Поэтому, как уже было сказано выше, применяется система “split-phase”, то есть две фазы. В подающем кабеле от трансформатора используется центральная точка (нейтраль), и две фазы по 110 В. Между ними создается напряжение около 240 В, достаточно мощное для включения стиральных машин, духовок и других энергоемких приборов. Поэтому в домах есть отдельные зоны, где напряжение в специальных розетках составляет 240В, так как к ним подводится два провода, а не три. Розетки на 220 В в США часто устанавливают в подвалах, где устанавливают стиральные машины Наверняка вы обращали внимание в американских фильмах, особенно старых, на то, что стиральные машины находятся в подвалах. Это было связано как раз с тем, что в квартиры не заводились розетки на 240В, а были установлены только в подвальных помещениях. Почему в Европе напряжение 220–230 В В отличие от США, где электрическая сеть формировалась постепенно и на базе уже существующих решений Эдисона, в Европе развитие систем электроснабжения началось позднее. Это дало инженерам возможность учесть ошибки первых экспериментаторов и сразу выбрать более выгодный вариант. Переход на более высокое напряжение позволил сделать системы энергоэффективнее. Ведь при напряжении 220–230 В для передачи той же мощности требуется в два раза меньший ток, чем при 110 В. А меньший ток — это меньшее сопротивление, меньше тепловых потерь и более тонкие, дешевые кабели. Для густонаселенной Европы с ее компактными городами и растущим спросом на электричество этот фактор был решающим. В Европе появились позже, чем в США, и они сразу имели напряжеие 220 В Кроме того, выбор напряжения был тесно связан с развитием бытовой техники. В начале XX века в Европе стали массово использоваться лампы с вольфрамовой нитью. Они лучше всего работали именно при напряжении около 220 В, а значит, не требовали сложных трансформаций и были дешевле в производстве. Европейские инженеры понимали, что рано или поздно электричество будет использоваться не только для освещения, но и для питания бытовых приборов, поэтому закладывали запас по мощности. Таким образом, стандарт в 220 В стал стратегическим решением — он позволял сэкономить на кабелях и одновременно обеспечивал энергией более требовательную технику. В России современный стандарт 230 В ±10 % В России, как и в большинстве европейских стран, сегодня используется стандартное напряжение 230 В с допуском ±10 %, а не 220 В, как многие считают. Однако из-за допуска в 10%, в розетке может быть от 207 В до 253 В, и техника нормально работает в этих пределах. В России стандартом напряжения является 230 В, и этому есть несколько причин Такой диапазон учитывает нестабильность сетей, особенно в сельских районах или старых домах, где колебания напряжения случаются регулярно. Унификация стандартов с Европой сделала возможным свободный импорт бытовой техники и оборудования без необходимости переделки под особые параметры. Кроме того, как уже было сказано выше, чем выше напряжение, тем меньше требуется ток для питания приборов, а значит, провода не нагреваются и служат дольше. В результате снижаются затраты на медь и алюминий, используемые в кабелях. Для страны с огромными расстояниями, где нужно передавать электричество на сотни километров, этот фактор оказался особенно важен. Правда, для передачи электричества на очень большие расстояния используются высоковольтные ЛЭП, которые издают характерный гудящий звук . Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram , здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия! В итоге Россия, перейдя к общеевропейскому стандарту, получила сразу несколько преимуществ — удобство в международной торговле, энергоэффективность и надежность работы сетей. Как вы видите, разные стандарты напряжения — это результат исторических обстоятельств, технологической эволюции и практических решений.
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News