Tại sao Hoa Kỳ sử dụng điện áp 110 V và Vương quốc Anh sử dụng 230 - 240V?

Tại sao Hoa Kỳ sử dụng điện áp 110 V và Vương quốc Anh sử dụng 230 - 240V? Các lợi thế là gì? Giải thích cho tôi với tính toán. Tại sao họ sử dụng các tần số khác nhau như 50Hz, 60Hz? Lý do là gì?

Bạn không nên ngạc nhiên khi họ sử dụng các điện áp và tần số khác nhau, bạn nên ngạc nhiên rằng chỉ có hai tiêu chuẩn điện áp / tần số lớn.

Khi điện được giới thiệu lần đầu tiên, mỗi nhà sản xuất cung cấp một điện áp và tần số khác nhau (hoặc thậm chí DC thay vì AC). Dần dần các nhà sản xuất sáp nhập, các chính phủ đặt ra các tiêu chuẩn và áp lực thị trường đòi hỏi các thiết bị có thể được sử dụng ở mọi nơi. Điều này dẫn đến tình trạng hiện tại, nơi áp lực cho một tiêu chuẩn thế giới được đối trọng bởi các lợi ích đầu tư.

Đối với cùng một lượng năng lượng, 110v đòi hỏi nhiều dòng điện hơn, do đó dây dày hơn. 230V yêu cầu cách ly tốt hơn. Trong một số trường hợp hiếm hoi, nguồn điện có thể nguy hiểm hơn khi chạm vào.

Tôi không nghĩ 50 hoặc 60 Hz tạo ra sự khác biệt đáng kể. (Một lõi sắt cho máy biến áp có thể nhỏ hơn một chút ở tần số 60 Hz. Nhưng lõi sắt rất ít ỏi vào thế kỷ trước ...)

Thật khó để dứt khoát. Nhưng trước khi phân phối điện AC được áp dụng rộng rãi, đã có một trận chiến cay đắng ở Hoa Kỳ giữa Edison và Westinghouse về phân phối điện DC so với AC .

Hệ thống DC của Edison được sử dụng + 110v, 0V và -110V. Có một chiến dịch của Edison để mô tả AC là nguy hiểm, thậm chí còn đi đến mức giới thiệu một chiếc ghế điện chạy bằng điện AC như một thiết bị thực thi, qua đó chứng tỏ "sự nguy hiểm của AC". Khi AC được chấp nhận rộng rãi là vượt trội so với DC về phân phối điện, 110 V trở thành tiêu chuẩn cho phân phối AC có lẽ vì nó sử dụng mức Điện áp "an toàn hơn" của hệ thống DC.

Sau khi đèn dây tóc kim loại trở nên khả thi, 220 V trở nên phổ biến ở châu Âu do chi phí phân phối thấp hơn .

Đối với 50Hz so với 60Hz .. đó chỉ là hệ thống Số liệu .

Lý do tương tự chúng ta vẫn mở những con đường đi xung quanh các tòa nhà đã bị đánh sập cách đây nửa thế kỷ.

Trong lịch sử, một người nào đó, hoặc một số nhóm, đã chọn một số ở mỗi quốc gia, những người khác theo sau và nó đã trở thành "một tiêu chuẩn". Bây giờ chúng tôi đang bị mắc kẹt với họ.

Mỗi cái đều có ưu điểm và nhược điểm. Bạn có thể tranh luận họ mãi mãi.

Vấn đề 110v chỉ đơn giản là một khi Tesla và Westinghouse chứng minh được khả năng truyền AC đường dài là khả thi, vấn đề số 1 thúc đẩy sự phổ biến của điện khí hóa là chiếu sáng trong nhà, thay thế cho ánh sáng khí và dầu là một nguy cơ hỏa hoạn lớn trong ngày. Đèn của Edison là 100V, nhưng đèn không quan tâm nếu nó bị AC hoặc DC. Vì vậy, hệ thống phân phối AC của chúng tôi, Ở CẤP ĐỘ CƯ DÂN, được thiết kế để tận dụng cơ sở lắp đặt sẵn có và hàng tồn kho của đèn Edison. Sau đó, khi các thiết bị cá nhân bắt đầu sinh sôi nảy nở, chúng được thiết kế để tận dụng các mạch chiếu sáng 110 VAC đã được sử dụng trong nhà và khái niệm này đã gắn kết với văn hóa của chúng ta đến nơi không thể quay trở lại.

Vấn đề 50 / 60Hz là khác nhau và hoàn toàn không phải là "số liệu" (số liệu về số 50 là gì?). Mặc dù Westinghouse / Tesla đã vô địch nó, AC chỉ thực sự cất cánh ở đây một khi Edison chịu thua không thể tránh khỏi. Edison, mặc dù đã đầu tư vào AEG khi Châu Âu bắt đầu điện khí hóa, đã miễn cưỡng cho phép một hệ thống mà người châu Âu có thể thâm nhập thị trường của chúng tôi bằng cách bán các sản phẩm điện tại đây. Vì vậy, sau khi thử nghiệm các tần số khác nhau (40Hz là cài đặt công nghiệp lớn đầu tiên, tại Folsom Power House ở California), Edison và Steinmetz đã giải quyết trên 60Hz, một phần vì vấn đề nhấp nháy, sau đó cũng vì nó sẽ khiến thiết bị châu Âu không tương thích. Anh ấy muốn tất cả cho riêng mình ... đó là động lực tương tự đằng sau nỗ lực ban đầu của anh ấy để làm mất uy tín phân phối AC ngay từ đầu. Anh ta muốn DC vì anh ta sở hữu quyền bằng sáng chế của Hoa Kỳ đối với máy phát điện DC của anh ta (mặc dù anh ta thực sự đã mua chiếc đầu tiên của mình, để chứng minh khái niệm, từ Werner von Siemens. Vâng, RATNG ... Siemens đã không được cấp bằng sáng chế ở Mỹ) . Vì vậy, nếu DC đã thắng, chúng tôi sẽ có Edison DC dynamo mỗi 5 dặm hoặc lâu hơn. Chỉ những người giàu mới có khả năng chi trả, và tất cả họ sẽ trả Edison cho đặc quyền. Chủ nghĩa bình đẳng của Tesla đã hủy hoại tầm nhìn của ông.

Điều này đã được bao quát rộng rãi trong The Simpsons :

Bạn biết đấy, châu Âu không có chỗ cho một đứa trẻ sáu tuổi. Anh ta có thể xử lý 110 volt, nhưng 220 sẽ giết anh ta.

Đùa sang một bên, một khi bạn chọn một giá trị và sản xuất một số lượng đáng kể các thiết bị tương thích, giá chuyển đổi sang một giá trị khác trở nên cực kỳ cao.

Chúng tôi đã học được rằng đó là về tài nguyên. Châu Âu có lượng sắt dồi dào và thiếu đồng, do đó 50Hz. Trong khi đó (nhầm lẫn) Mỹ và đặc biệt là Pennsylvania, có thặng dư đồng, do đó 60Hz. 110v, 60Hz có tổn thất phân phối gấp 4 lần so với 220 V (tổn thất điện năng = I bình phương R) Đó là lý do tại sao dây điện của Mỹ dày hơn rất nhiều và phân phối trên không (không phải dưới lòng đất) đặt trên màn hình ngoạn mục như vậy khi máy biến áp gắn cực tăng lên. Ngoài ra, đèn nhấp nháy ở tần số AC gấp đôi, một đèn flash ở nửa chu kỳ dương và một đèn flash ở nửa chu kỳ âm, không phải ở tần số cung cấp

Ở Anh, hệ thống dây điện đã có mặt trên toàn quốc vào cuối những năm 1950. Phần còn lại của châu Âu theo sau ngay sau Mỹ. Bởi vì Anh phải mất một chút thời gian để bắt kịp, họ đã có thời gian để tìm hiểu một điều quan trọng về trải nghiệm trước đây với điện gia dụng - nhà dây điện rất tốn kém! Họ đã phải sử dụng rất nhiều dây và bằng cách tăng gấp đôi điện áp, họ đã giảm dòng điện xuống còn một nửa do đó làm giảm số đo dây cần thiết.

Giải pháp AC. là một câu chuyện được biết đến nhiều hơn một chút ... Cho đến năm 1890, không có tiêu chuẩn nào cho freq chính. (rõ ràng) Người có độc quyền sản xuất điện ở châu Âu đã đặt tiêu chuẩn ở mức 40Hz, tuy nhiên một lát sau họ đã nhận thấy đèn nhấp nháy ở tần số đó. vì vậy họ đã tăng nó lên 50Hz. Westinghouse đã học được về việc trở thành một tiêu chuẩn nhưng họ cho rằng đèn vẫn nhấp nháy một chút để họ tăng freq. đến 60Hz. Trong những năm tiếp theo, họ bắt đầu đấu dây toàn bộ Hoa Kỳ và động cơ và các thiết bị khác được thiết kế cho freq đó. vì vậy không dễ để thay đổi nó nữa.