Когда вы покупаете или приезжаете в Соединенные Штаты Америки, первое, с чем вы сталкиваетесь, — это другая вилка и надпись «110V». Возникает резонный вопрос: если весь мир в большинстве своем использует 220-230 вольт, почему Соединенные Штаты остались на 110 вольтах? И это правда, эта система существует уже более ста лет.
Разница в напряжении — это исторический факт, основанный на значительных вложениях. В начале «войны токов» Томас Эдисон выбрал постоянный ток напряжением 110 вольт для своих первых электростанций, потому что он был безопасным для ламп накаливания и подходил для ламп накаливания. Когда переменный ток победил в США, это напряжение просто перенесли на новую систему.
В Европе, которая была электрифицирована немного позже, инженеры сделали ставку на эффективность. Более высокое напряжение в 220 вольт позволяло передавать ту же мощность по более тонким и дешевым проводам с меньшими потерями, что было жизненно важно для быстрой и экономичной электрификации больших территорий после войн.
В наши дни изменить устоявшийся стандарт в Соединенных Штатах почти невозможно. Представьте себе, что нужно заменить все розетки в каждом доме, все внутренние проводки, все трансформаторы на столбах и множество приборов, от чайников до холодильников. Эта операция чрезвычайно дорогая, и у развитых экономик нет практической необходимости в ней, поскольку их сеть хорошо функционирует в нынешнем виде.
Таким образом, в мире существуют два основных стандарта. Для нас это означает, что если мы подключим американский прибор к нашей розетке без понижающего трансформатора, он мгновенно сожжется, а если мы подключим американский прибор на 220 вольт, он просто не заработает. Эта разница сохраняется в стенах наших домов и отражает историю технологий.
Почему в США напряжение 120 В
В Соединенных Штатах сначала напряжение было 100 В, только для уличных фонарей. Позже оно выросло до 110 В, а затем до 120 В.
Согласно Национальному электрическому кодексу, реальное напряжение может колебаться от 108 B до 132 В, поскольку допускается 10% погрешность.
Хотя стандарт 120 В был введен в эксплуатацию в США в 1967 году, он фактически использовался по всей стране с 1950-х годов. 110 В сегодня почти не встречается в США, за исключением очень старых домов, в которых проводка никогда не менялась.
• Ранее
Как появилось напряжение 230 в России
Первые электростанции в России были построены в 1880-х годах и тоже использовались для освещения улиц.
Массовая электрификация началась после революции 1917 года. Сначала использовалось напряжение 110-120 B, а затем 127 V.
Переход на 220 В начался после Второй мировой войны и продолжался до конца 80-х. Это было необходимо для увеличения напряжения из-за увеличения количества электроприборов в стране и постоянно растущей нагрузки на сеть.
С 2003 года в России начались попытки увеличить пропускную способность существующих цепей питания, перейдя на 230 В. В 2015 году был принят ГОСТ 29322-2014, который устанавливает стандартное бытовое напряжение на уровне 230 В в России, хотя также разрешается использовать 220 В.
Многие новые дома и здания имеют розетки с напряжением 230 В, но чаще используются 220 В.
• Ранее
Почему в России и США разное напряжение
Какое напряжение используется во всем мире?
Американский изобретатель и бизнесмен Томас Эдисон был первым, кто начал процесс электрификации в Соединенных Штатах. Он выступал за использование постоянного тока, но у него есть один большой недостаток: его трудно передавать на большие расстояния без потерь.
Никола Тесла, бывший сотрудник Эдисона, разработал систему переменного тока, которую впоследствии стала использовать компания Westinghouse Electric Corporation Джорджа Вестингауза. Переменный ток периодически меняет направление и может эффективно передаваться на большие расстояния с помощью трансформаторов и за счет высокого напряжения.
Это были две разные стратегии, и изобретатели начали делить рынок, когда в Соединенных Штатах началась электрификация. Это конфликт называется «войной токов».
Эдисон утверждал, что переменный ток опасен для человека, даже проводя смертельные эксперименты над животными, чтобы доказать свою правоту. В то же время он поддерживал использование переменного тока в смертных казнях, чтобы создать негативное впечатление у людей.
Кроме того, Эдисон подал иск о нарушении патентов, но суд не поддержал его.
Несмотря на все негативные рекламные кампании Эдисона, мир постепенно переходил на переменный ток, в том числе и в США. Сегодня в Соединенных Штатах практически нет потребителей постоянного тока.
Такого противостояния не было, потому что СССР использовал европейский опыт для производства электричества с переменным током.
Говоря о разнице в напряжении, cтоит учитывать частоту. Американская сеть имеет частоту 60 Гц. В России и большинстве других стран используется частота 50 Гц. Герцы (частота электрического тока) сами по себе не влияют напрямую на уровень напряжения, но они тесно связаны с его качеством и стабильностью. На длинных линиях электропередач частота 50 Гц может приводить к меньшим потерям энергии по сравнению с 60 Гц.
Есть еще одна причина, по которой напряжение 220-240 В дешевле, чем 120 В во многих странах. Это связано с тем, что провода с напряжением 220 В имеют меньшее сечение, что экономит деньги, а провода с напряжением 120 В имеют более толстые провода, что уменьшает нагрев и потери электричества.
Это также относится к мощной бытовой технике, такой как кондиционеры, стиральные машинки, духовки и другие устройства, которые рассчитаны под напряжение 220 В. Тонкие провода требуются для приборов с напряжением 120 В.
• Ранее
Как в США питаются приборы, которым не хватает 120 В
На самом деле в Соединенных Штатах действуют два стандарта:
Напряжение 120 В обычно используется для бытового потребления, а 240 В используется в ситуациях, когда нет 120 В, например, для мощных устройств.
Как уже говорилось, в каждом американском доме есть небольшой трансформатор, чтобы обеспечить подключение двух линий с фазами и одного нейтрального провода, каждая из которых имеет напряжение 120 В, а когда они соединяются, они выдают напряжение 240 В.
Стандартная розетка имеет 120 В, одну фазу и нейтральный провод. Однако если требуется мощная розетка, подключается вторая фаза.
Основной недостаток этого метода заключается в том, что розетки в доме имеют разное напряжение, поэтому при строительстве необходимо заранее решить, где будут находиться розетки.
Это намного проще сделать в России и других странах, где стандарт 220 В. На самом деле в любую розетку можно подключить мощный прибор.
• Ранее
В российских розетках напряжение 220 вольт, в то время как в США 110 вольт. Эта разница связана с историей и выбором технологий: в Европе и России более высокое напряжение, хотя и менее безопасное, было выбрано впоследствии, поскольку оно было дешевле в передаче и лучше подходит для мощных приборов. Таким образом, замена системы в США сейчас практически невозможна, поскольку это потребовало бы замены
Почему США не переходят на 220-230 В
В Соединенных Штатах вся инфраструктура работает на напряжении 110-120 В. Переход на 220 В потребовал бы огромных затрат, потому что всю проводку, распределительные щитки, розетки и приборы придется заменить.
Это вызовет значительные проблемы для многих, и сам процесс может занять несколько десятков лет.
Потребители также привыкли к существующей системе и считают ее безопасной. Однако при соблюдении всех правил 220-230 вольт также не считается опасным напряжением.
Американцы считают, что переход на 220-230 B, чтобы запитать сложную технику без проблем, не стоит затраченных усилий. Кроме того, для этих целей можно подключить 240 В.
• Ранее
Что выбирают производители техники
На самом деле многие производители оборудования привыкли к различным напряжениям. В некоторых странах используются 120 B и 220-240 В.
Крупные компании, работающие в разных странах, просто адаптируют свои вилки к широкому диапазону напряжения. Например, блок питания Apple 20 Вт с USB-C имеет входное напряжение 100-240 В и частоту 50-60 Гц. Это означает, что его можно подключать к любой розетке, поэтому адаптеры с разными вилками могут работать в России с помощью переходников.
Это иногда является большой проблемой, потому что если бы его напряжение было ограничено 120 В, он бы сгорел только при подключении к розетке 220 В.
Большой плюс заключается в том, что напряжение ограничивает местных производителей техники на очень простые бытовые устройства.
• Ранее
Таким образом, мы обнаружили, что разница между 110 и 220 вольтами — это исторический факт, закрепленный временем. Каждая система была создана на раннем этапе электрификации своих стран, и изменить эту систему в настоящее время чрезвычайно дорого и сложно, по сравнению с перестройкой всех железнодорожных путей.
Каждая система работает по-своему, но обе эффективны и безопасны. В Европе и России более высокое напряжение позволяет использовать более тонкие провода и экономить медь, что было важно для масштабного строительства сетей. В Америке сначала устанавливали более низкое напряжение, которое считалось тогда безопасным для ламп накаливания.
Таким образом, «американское старье» остается неизменным из-за гигантской инерции, а не из-за упрямства. Представьте себе, что необходимо заменить абсолютно все, начиная с мощных электростанций и линий передач и заканчивая каждой розеткой в каждом доме и каждым электроприбором, используемым потребителями. Этот переход чрезвычайно дорог, и его практическая польза для уже существующей экономики сомнительна.
Для нас, пользователей, главный вывод — это проблема совместимости. Когда мы путешествуем в другую страну, мы должны постоянно проверять напряжение в сети и покупать соответствующий адаптер или переходник. Хотя розетки в мире не стали едиными, это не мешает нам им пользоваться — просто нужно быть немного внимательнее.
