Почему в розетке 220 вольт 50 герц
Толчок в развитии электричества пришелся на вторую половину XIX века. Именно в это время ученые сделали ряд открытий в этой области, которые позволили найти электричеству практическое применение. Тома Эдиссон изобрел первую электрическую лампочку и, пообещав всем очень дешевое освещение, принялся за строительство электростанций.
Первые лампы были дуговые, в них разряд происходил на открытом воздухе между двумя угольными стержнями. В это время эмпирически было установлено, что наиболее подходящим для горения дуги является напряжение 45 В. Чтобы уменьшить токи короткого замыкания, которые возникали в момент зажигания ламп (при соприкосновении углей), и для более устойчивого горения дуги включали последовательно с дуговой лампой балластный резистор. Так же было найдено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время.
Ошибка Томаса Эдиссона была в том, что он для выработки тока использовал генераторы постоянного тока, и пытался передавать по проводам постоянный ток. Радиус электроснабжения не превышал нескольких сотен метров и имел громадные потери. Попытки расширить границы района электроснабжения привели к рождению так называемой трехпроводной системы постоянного тока (110×2=220 В).
Одновременно Никола Тесла вел разработку и внедрение генераторов и систем переменного тока. Применение переменного тока напряжением в несколько тысяч Вольт позволило упростить и удешевить электрическую сеть и увеличить радиус электроснабжения (более 2 км при потере до 3 % напряжения в магистральных проводах вместо 17—20 % в сетях постоянного тока). А при на выходе к потребителям через трансформаторы напряжение понижалось до 127 вольт (3 фазы= 220 вольт, 1 фаза= 127 вольт по формуле √220/3 ).
Так продолжалось до 60-x годов прошлого века и в СССР, пока колличество электроприборов не обогнало колличество на селения. Чтобы как-то снизить нагрузку нужно было или утолщать провода в кабельных линиях или увеличить напряжение (I=U/R). Выбрали меньшее из зол и увеличили напряжение в сети до тех же 220 вольт только на каждую фазу.
Русский ученый Доливо-Добровольский первым предложил разложить ток на активную и пассивную состовляющие и рекомендовал принять в качестве основной формы кривой тока синусоиду. В отношении частоты тока он высказался за 30—40 Гц. Позднее в результате критического отбора получили применение лишь две частоты промышленного тока: 60 Гц в Америке и 50 Гц в других странах. Эти частоты оказались оптимальными, ибо повышение частоты ведет к чрезмерному возрастанию скоростей вращения электрических машин (при том же числе полюсов), а снижение частоты неблагоприятно сказывается на равномерности освещения.
Вот поэтому у нас в розетках 220 В 50 Гц
Почемучка
Никола Тесла
Стандарты напряжений и частот в разных странах мира
07.
02.2022
В мире наиболее распространены два основных стандарта напряжения и частоты. Это американский стандарт 100-127 вольт 60 герц и европейский стандарт 220-240 вольт 50 герц.
Большинство стран приняло один из этих двух стандартов, хотя встречаются переходные и уникальные стандарты.
Американский стандартАмериканский стандарт связан с именем изобретателя и предпринимателя Томаса Эдисона.
Томас Эдисон
Именно ему первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт. В 1880 году Эдисон предложил и запатентовал трехпроводную электрическую сеть постоянного тока, в которой было два провода +110 и -110 В и заземлённый нейтральный провод. Такая сеть свободно питала лампу накаливания с угольной нитью, для работы которой было необходимо 100 В, а 10% Эдисон заложил, учитывая потери при движении тока в проводе. По этой причине рабочее напряжение первой электростанции Эдисона было именно 110 вольт.
В январе 1882 года Эдисон запускает первую электростанцию в Лондоне, а несколькими месяцами позже – на Манхэттене.
К 1887 году в США существовало более сотни электростанций постоянного тока, работавших на трёхпроводной системе Эдисона.
С того времени и начал работать стандарт сетей в 100-127 В, а в США закрепилась трехпроводная сеть.
Джордж Вестингауз
Система Эдисона предполагала питание от одной тепловой электростанции с генератором постоянного тока и сопровождалась большой потери мощности в проводах. Так, 10 из 110 вольт попросту пропадали в процессе передачи, рассеиваясь в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца. Обнаружив это, компания другого американского ученого-инженера и успешного предпринимателя Джорджа Вестингауза в 1886 году разработала альтернативную систему передачи электроэнергии – систему переменного тока. Эта система предполагала использование высокого напряжения в системах переменного тока, применяя для понижения напряжения трансформаторы и позволила применять переменный ток для бытовых потребителей. С того момента началась чреда событий, вошедшая в историю как «война токов», из которой, в итоге, победителем вышел переменный ток, а постоянный ток Эдисона проиграл.
Применение высокого напряжения в системах переменного тока позволило передавать энергию на сотни километров по высоковольтным магистральным линиям от крупных электростанций и обеспечить электроснабжение целых городов и удаленных районов страны.
На сегодняшний день в Северной Америке типичной системой питания электроустановок зданий является трёхфазная система электроснабжения, работающая от переменного тока с заземлением, являющаяся, по сути, эквивалентом оригинальной трехпроводной системы постоянного тока Эдисона. Она распространена для питания жилых и небольших коммерческих помещений.
В помещения подаются две линии переменного тока 120 В, которые не совпадают по фазе на 180 градусов друг с другом и нейтральный провод, который подключается к заземлению на центральном отводе понижающего трансформатора. Таким образом к американским домам подводятся три провода – две фазы и ноль. Два провода от разных «плечей» низковольтной обмотки трансформатора, и один – от «заземлённого» среднего отвода низковольтной обмотки трансформатора.
В результате получаются две цепи, работающие в противофазе, что позволяет получить 240 В и подключать приборы, рассчитанные как на 100-127 В, так и на 200-240 В.
В цепях освещения, для розеток небольших электроприборов и других маломощных потребителей используются цепи 120 В – они подключаются между одной из линий и нейтралью с помощью однополюсного автоматического выключателя. А для питания кондиционеров, варочных панелей, стиральных машин, обогревателей, бойлеров и других мощных потребителей используется питание от цепей 240 В переменного тока, подключающиеся между двумя линиями переменного тока на 120 В.
Следует отметить, что при той же потребляемой мощности, использование более низкого напряжения приводит к потреблению прибором большего тока и увеличению потерь при передаче энергии. Именно поэтому в странах, где номинальное напряжение составляет 100-127 В часто отказываются от распределительных сетей низкого напряжения, а среднее напряжение (5-15 кВ) преобразуется в низкое максимально близко к потребителю.
По этой причине в США для каждого дома (высотного или частного) устанавливается отдельная компактная электрическая подстанция (англ. pole pig), состоящая из распределительных трансформаторов обеспечивающих окончательное преобразование напряжения в распределительной электрической системе до уровня, используемого потребителями.
На сегодняшний день основное напряжение сети в Соединенных Штатах Америки составляет 120 В (от 114 до 126 В), а общепринятая частота переменного тока – 60 Гц.
Европейский стандартВ Европе, в отличии от США, стандарт 220 вольт появился сразу, что было связано с широким внедрением сетей переменного тока.
Никола Тесла
Массовая электрификация Европейского континента началась с изобретением Никола Тесла в 1883 году асинхронного двигателя переменного тока и появлением ламп накаливания с металлической нитью. Использование ламп с металлической нитью вместо угольной требовало удвоить напряжение. Изначально 220 вольт получали путем параллельного соединения двух линий по 110 вольт.
Однако это было нетехнологично и экономически невыгодно. Поэтому со временем начали использовать только один кабель или провод, который сразу подводил к потребителям необходимые 220 В.
Первым городом, электрифицированным по «новой» схеме, стал Берлин. В результате применения стандарта 220 В потери в мощности при передаче электроэнергии сократились на 75%! Так и начали появляться сети с напряжением 220 вольт. Следует отметить, что было мнение попробовать еще больший вольтаж, однако от него все же отказались, поскольку угроза для человеческой жизни возрастала пропорционально напряжению.
В Советском Союзе, 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 либо увеличивать сечение проводов, либо повышать напряжение в сети до 220 В. Экономически выгоднее стало использовать более высокое напряжение. Это позволило снизить затраты на материалы проводов поскольку сила тока при увеличении напряжения и сохранении той же мощности уменьшается, а значит, площадь сечения провода тоже можно уменьшить.
Переход на 220 вольт в Советском Союзе происходил бессистемно. Отслужившие свой срок трансформаторы на подстанциях заменяли на новые и сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо 110-127 вольт.
Последующая глобальная электрификация страны привела к тому, что стандарт 220 В 50 Гц стал распространен во всех странах постсоветского пространства.
На сегодняшний день напряжение в электрической сети в Европе варьируется от 220 В до 240 В. Но в большинстве стран Европы сетевое напряжение составляет 230 В частотой 50 Гц.
В Украине, России, Латвии, Литве и Эстонии стандартным напряжением в сети также является напряжение 230 В. Изменение стандартного напряжения 220 В на 230 В было проведено с целью полного соответствия европейским стандартам качества электроэнергии. При этом электрическое оборудование, выпускаемое в указанных странах, должно нормально работать при напряжении и 220 В, и 230 В.
Анализируя вышеизложенное может возникнуть резонный вопрос: если более высокое напряжение в сети снижает потери при передаче электроэнергии, позволяет уменьшить затраты на материалы проводов, использовать электроприборы с большей мощностью и в целом является экономически более выгодным почему же тогда США и другие страны не перешли на «европейский стандарт»? Ответ прост – переход на другое напряжение в масштабах страны требует огромных финансовых затрат на переоборудование и переоснащение трансформаторных подстанций и других электроустановок, а также замену розеток и вилок.
При том, что дороговизна мероприятия является основной причиной отсутствия единого стандарта напряжения сети в мире нужно также отметить и другие факторы. В частности, сеть 110-127 В позволяет ограничивать импорт техники и стимулировать использование устройств отечественного производства, а также является более безопасной для человека ведь поражение электрическим током при 110 В гораздо слабее, чем при 220 В.
На сегодняшний день большинство стран мира приняли европейский стандарт напряжения в сети. Американский стандарт закрепился в США, Канаде, Американском Самоа, Мексике, на островах Микронезии, в большинстве стран Центральной Америки: Гватемале, Гондурасе, Коста-Рике, Никарагуа, Панаме и Сальвадоре, островах Карибского моря и близлежащих островах: Арубе, Гаити, Доминиканской Республике, Каймановых островах, Кубе, Пуэрто-Рико, Тринидад и Тобаго, Ангилье, Бермудских, Виргинских и Багамских островах. А также в ряде стран Южной Америки – Венесуэле, Колумбии, Суринам, Эквадоре.
При этом в мире остается немало мест с разными вариациями напряжения и частоты, которые не укладываются ни в какие рамки. К примеру, в Бразилии и Бейлизе просто нет единого стандарта и в разных регионах стран напряжение в сети может быть 115, 127 или 220 В частотой 60 Гц. И даже один и тот же населенный пункт может питаться сразу от нескольких разных подстанций, в результате даже в соседних домах характеристики тока могут полностью отличаться.
Карибский остров Бонайре и африканская Ливия используют напряжение сети 127 В при частоте 50 Гц. Остров Барбадос – 115 В частотой 50 Гц, а острова Сент-Китс и Невис – 110 и 230 В частотой 60 Гц.
В африканской Либерии одновременно используется 120 и 240 В при частоте 50 Гц.
Наряду с напряжением сети 220 В используют также напряжение 127 В частотой 50 Гц в Марокко, Монако, на Мадагаскаре и Нидерландских Антильских островах, а с частотой 60 Гц – в Саудовской Аравии.
На островах Ямайке и Таити параметры тока в бытовых сетях могут быть и 110, и 220 В, при этом частота на Ямайке – 50 Гц, а на Таити встречается как 50, так и 60 Гц.
В Японии принято единое напряжение сети 100 В, при этом в восточных областях преобладает частота 50 Гц, а в западных – 60 Гц. Кроме того, в некоторых регионах, где сети имеют частоту 60 Гц, есть большие городские районы с питанием 220 В, хотя в целом правила обустройства электроустановок близки к североамериканским.
В Южной Корее, Перу и Филиппинах используется напряжение 220 В с частотой 60 Гц, на карибских островах Антигуа и Барбуда – 230 В 60 Гц, а в Гайане – 240 В 60 Гц.
Также сегодня во многих странах мира характеристики тока отличаются для местных жителей и гостей. Отели специально оборудуют собственными отдельными подстанциями с трансформаторами и розетками различных конфигураций. В основном системы адаптируют под 220 В и розетки, наиболее часто эксплуатируемые в странах с таким напряжением.
Поделиться
, работающие на 50 Гц, 220 В, немецкие приборы здесь, в США, на 60 Гц, 110 В,
работающие на 50 Гц, 220 В, немецкие приборы здесь, в США, на 60 Гц, 110 В,
| ||||||||||||||
| с немецкими приборами 50 Гц 220 В здесь, в США, с питанием 60 Гц 110 В | |||
| Опубликовать Ответ | Инженерный форум | ||
| Добавил: Savage93 12. Профиль автора Автор электронной почты Редактировать | Я очень хотел бы получить информацию о том, как я могу использовать свои электроприборы, которые я привез с собой из Германии в США. Я знаю, что могу установить электропроводку на 220 вольт в своем доме и подключить ее к электрическим розеткам, которые я привез из Германии для установки в моем доме здесь, в США, но я не знаю, как я могу изменить циклы с 60 Гц до 50 Гц, чтобы приборы работали должным образом и срок службы не сокращался при использовании цикла питания 60 Гц? Я знаю, что существуют такие продукты, как повышающие/понижающие силовые преобразователи/трансформаторы, но я не хочу ими пользоваться — я хочу иметь возможность подключать их так же, как американский электроприбор. (в электрическую розетку на стене). Спасибо за ответы. |
02.2010, 09:45:30 | Ответить на сообщение Рассказать другу (должен войти в систему) | Посмотреть все | | Далее | |
| Ответы на это сообщение |
| : здесь, в США, работают немецкие приборы 50 Гц 220 В на 60 Гц 110 В | |||
| : здесь, в США, работают немецкие электроприборы 50 Гц 220 вольт с питанием 60 Гц 110 вольт — Savage93 | Опубликовать Ответ | Верхняя часть резьбы | Инженерный форум |
| Добавил: Marky 12. Профиль автора Электронная почта автора 90 Редактировать | Привет Рич и добро пожаловать на форум. Вам понадобится установить 220 розеток. Спроси у электрика. |
| Ответить на сообщение Рассказать другу (должен войти в систему) Предупредить администратора о сообщении | Где я? Оригинал Начало темы | | | |
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт | |||
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт — Marky | Опубликовать Ответ | Верхняя часть резьбы | Инженерный форум |
| Добавил:talkship 13. Профиль автора Автор электронной почты Редактировать | Будьте уверены, что приборы с частотой 50 Гц и напряжением 220 В будут работать более или менее вечно при номинальном напряжении 220/240 В в Северной Америке (НО НЕ НА 110 В). Стиральная машина Bendix и дрель DeWalt 1/4 дюйма Дрель до сих пор работает, чайник меняли один раз. Стиральную машину сняли с эксплуатации, когда эмаль барабана настолько потрескалась, что белье разорвалось на мелкие кусочки. Духовку заменили через два года. (Часы и таймеры отсчитывали час каждые 50 минут и сводили мою жену с ума) Все моторные приложения будут работать быстро в соотношении 50/60. Чтобы белье в стиральной машине переворачивалось, необходимо было установить приводной шкив меньшего диаметра. Дрель вращается быстрее, плавнее и кажется более мощной, чем на частоте 50 Гц. Приборы с резистивной нагрузкой будут работать так же, как и в Германии, НО в целях безопасности всегда устанавливайте двухполюсные выключатели. Дэвид Гарсайд |
03.2010, 02:24:20 
Одиночный полюс разорвет поток энергии, но оставит под напряжением нижестоящую цепь, подвергая вас повышенному риску случайного поражения электрическим током| Ответить на сообщение Рассказать другу (должен войти в систему) Предупредить администратора о сообщении | Где я? Оригинал Начало темы | | | |
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт | |||
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт — Marky | Опубликовать Ответ | Верхняя часть резьбы | Инженерный форум |
| Добавил: Savage93 12. Профиль автора Электронная почта автора Редактировать | Я уже консультировался с электриком, и он сказал, что ему неудобно устанавливать немецкие электрические розетки, которые я купил и привез в США для установки. Он сказал, что, поскольку циклы разные, он не знает, как я смогу правильно использовать свои европейские товары, даже если 220 вольт проходят через немецкие электрические розетки, которые он установит, из-за разницы между американскими 60 Гц и европейскими 50 Гц. Yours, Rich |
02.2010, 12:07:12 | Ответить на сообщение Рассказать другу (должен войти в систему) Предупредить администратора о сообщении | Где я? Оригинал Начало темы | | | |
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт | |||
| :: работает немецкая техника 50 Гц 220 вольт здесь, в США на 60 Гц 110 вольт — Marky | Опубликовать Ответ | Верхняя часть резьбы | Инженерный форум |
| Автор: Savage93 12. Профиль автора Электронная почта автора | Спасибо за ваш ответ Марки, Но чего я не знаю, так это как изменить циклы с 60 Гц на 50 Гц, чтобы приборы работали по назначению, а срок службы не сокращался при использовании цикла питания 60 Гц? Я знаю, что существуют такие продукты, как повышающие/понижающие силовые преобразователи/трансформаторы, но я не хочу ими пользоваться — я хочу иметь возможность подключать их так же, как американские электрические прибор (в электрическую розетку на стене). Ваш, |
02.2010, 12:03:17 | Ответить на сообщение Рассказать другу (должен войти в систему) Предупредить администратора о сообщении | Где я? Оригинал Начало темы | | | |
| :: : работающие 50 Гц 220 В немецкие приборы здесь, в США, на 60 Гц 110 Вольт | |||
| ::: 50 Гц, 220 В, немецкие приборы здесь, в США, 60 Гц, 110 В — Savage93 | Опубликовать Ответ | Верхняя часть резьбы | Инженерный форум |
| Добавил: Келли Брамбл 12. Профиль автора Автор электронной почты Редактировать | Вам нужен преобразователь частоты и замена разъема на приборах на стандарт США. /instrumentation/frequency_converter.htm Я подозреваю, что у вас будет меньше денег, если вы просто пойдете и купите новые приборы, поскольку требования к мощности значительны… |
02.2010, 12:20:06 | Опубликовать ответ Рассказать другу (должен войти в систему) Предупредить администратора о публикации | Где я? Оригинал Начало темы | | | |
© Copyright 2000–2022, Engineers Edge, LLC. Все права защищены. Отказ от ответственности
23 апреля 2021 г. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
На этой диаграмме показаны напряжения
и стили вилок, используемые во всем мире. Обратите внимание, что в некоторых странах
изменили свои стандарты, а некоторые имеют несколько стандартов. Потребление энергии
на розетку обычно не зависит от напряжения.
Мы надеемся, что это
информация полезна. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-10% +6% (т. е. 207,0–243,8 В). Так как это соответствует всем старым напряжениям
перечисленных ниже, вы, вероятно, можете ожидать, что следующие напряжения будут по-прежнему применяться.
| |
| |||||||||
