Tại sao một ổ cắm 240 volt tiết kiệm tiền trong chi phí điện hơn so với ổ cắm 120 volt?

Tôi sống ở Mỹ và chúng tôi có nhiều cửa hàng chạy ở 120 Volts. Tôi nghe nói rằng đối với các thiết bị hỗ trợ tiêu chuẩn 240 volt có thể không tốn nhiều tiền điện.

Ai đó có thể giải thích làm thế nào bằng cách đơn giản liên kết hai mạch 110 với nhau tạo ra tiền hoặc tiết kiệm năng lượng điện khi hoạt động ở 240 volt?

Tôi mơ hồ biết về "các pha" của AC. Khi một mạch 240 được tạo ra từ hai mạch 110, điều gì xảy ra với các pha trong mạch?

Đừng tin tất cả những gì bạn nghe thấy. Ở Mỹ (và có lẽ hầu hết các nơi khác cũng vậy), bạn sẽ nhận được hóa đơn cho năng lượng sử dụng. Watts là Watts, cho dù bạn tiêu thụ 1,1 kW bằng cách vẽ 10 A từ 110 V hoặc 5 A từ 220 V, không có gì khác biệt so với mức năng lượng bạn sử dụng hoặc mức phí bạn nạp.

Ngôi nhà của bạn được chạy từ một trung tâm biến áp khai thác trung tâm. Ở hai đầu, thứ cấp này tạo ra 220 V. Điều đó có nghĩa là từ vòi trung tâm đến mỗi đầu là 110 V. Tất cả ba dây được chạy vào nhà bạn trên các dây cáp lớn. Vòi trung tâm được nối đất gần với nơi nó đi vào nhà, cũng nên gần với bảng điều khiển. Điều này trở thành trung tính cho các mạch 110 V. Mặt khác cho tất cả các mạch 110 V là một trong các đầu thứ cấp, được chuyển đổi bởi các bộ ngắt. Mạch 220 V, như đối với máy sấy điện, máy nước nóng hoặc phạm vi, sẽ đi qua hai đầu bằng một bộ ngắt có thể ngắt kết nối mỗi đầu. Trong khi có hai bộ ngắt cho các mạch như vậy, chúng sẽ được chia thành một nhóm. Đôi khi điều này là hiển nhiên khi chúng trông giống như hai bộ ngắt với một thanh tích hợp trên hai công tắc để chúng luôn được bật hoặc tắt cùng nhau. Nếu một cái bật lên, nó cũng sẽ tắt cái kia.

Lý do đi sâu vào tất cả các chi tiết này là để bạn có thể hiểu được sự khác biệt giữa các mạch 110 V và 220 V. Cả hai đều được nuôi bằng cùng một biến áp thứ cấp. Sơ cấp không thể cho biết một trong hai nửa của thứ cấp sức mạnh được rút ra từ đâu, hoặc nếu nó được rút ra là 220 V bằng cách sử dụng cả hai cùng nhau.

Có một lợi thế cho mạch 220 V, đó là lý do tại sao chúng tồn tại. Với 220 V, bạn chỉ cần một nửa dòng điện để có được công suất tương đương với 110 V. Thông thường, điều đó không quan trọng lắm. Nhưng, với các thiết bị công suất cao, dòng điện yêu cầu ở 110 V sẽ yêu cầu dây phải dày về mặt kinh tế.

Ở dòng điện thực sự cao, bạn thực sự có thể nhận thấy nguồn điện bị mất trong các dây giữa bảng điều khiển và thiết bị. Những dây đó có một số điện trở hữu hạn, và năng lượng bị mất trong chúng đi với bình phương của dòng điện thông qua chúng. Do đó, các thiết bị đòi hỏi dòng điện cao không chỉ đòi hỏi dây đắt và dày, mà còn gây ra nhiều chất thải trong các dây đó. Đây là lý do tại sao chỉ dành cho các thiết bị có dòng điện cao, bạn gặp phải sự cố khi sử dụng 220 V. Điều đó đòi hỏi một nửa dòng điện, và do đó sẽ gây ra 1/4 sự tiêu hao năng lượng trong các dây có cùng kích thước.

Tuy nhiên, trong hầu hết các cài đặt, dây dẫn có kích thước bằng dòng điện mà chúng mang theo, bất kể điện áp mạch mở ở cuối. Yếu tố giới hạn là lượng nhiệt mà một dây được phép tiêu tan trên mỗi đơn vị chiều dài. Mã điện chỉ định dòng điện tối đa cho mỗi máy đo dây, dựa trên tất cả các yếu tố đó và với một lượng đáng kể biên được tích hợp. Bạn không có nhà gần như bắt lửa khi đầy tải. Ví dụ, dây đồng # 10 được xếp hạng 30 A nếu tôi nhắc lại đúng. Vì vậy, trong thực tế, mạch 220 V cho phép dây mỏng hơn, chi phí ít hơn và dễ làm việc hơn.

Vì vậy, về mặt kỹ thuật, các thiết bị chạy từ điện áp cao hơn gây ra sự lãng phí điện năng ít hơn trong dây dẫn. Đó có thể là cơ sở của tuyên bố rằng thiết bị 220 V có chi phí vận hành ít hơn, nhưng nó rất xa vời. Công suất bị mất trong dây dẫn là một phần rất nhỏ của năng lượng mà thiết bị sử dụng, do đó, đây là một lợi thế rất nhỏ. Có những lợi thế khác khi sử dụng điện áp thấp hơn như 110 V. Đây là lý do tại sao hầu hết mọi thứ chạy từ 110 V ngoại trừ cần công suất cao bất thường.