Размышления о сетевом напряжении

После моего творческого отпуска из-за эпидемии с сопутствующими осложнениями и различными горестями я возвращаюсь к издательскому делу.

Хорошо известно, что если вам нужно поехать в Соединенные Штаты, необходимо учитывать, что их электрический стандарт основан на питании 120 В / 60 Гц, в отличие от нашего, которое составляет 230 / 50 Гц.

к сожалению, моя жажда знаний не позволяла мне удовлетвориться этим осознанием, но это побудило меня искать причину этой разницы в подаче.

первый, не совсем верно говорить, что в США энергия распределяется на 120В. на самом деле, в американских домах, есть две фазы противофазные на 180° и нейтраль на 120В. На практике преобразование из СН в НН происходит через однофазный трансформатор с кабелем 240В. 2 этапы и “нейтральный” в середине вторичного.

С другой стороны, даже не совсем корректно говорить, что мы поставляем 230В, точнее. При низком напряжении напряжение подается 3 Добавлены трехфазные и нейтральные кабели 400 В на подстанциях среднего напряжения., которые затем делятся между фазой и нейтралью для однофазных пользователей 230 В.. Где необходимо запустить большой двигатель, как лифт в квартире, напряжение снимается пока есть “еще трехфазный”. так же, В Соединенных Штатах, используется фаза-провод 240 V для более тяжелых грузов. поэтому, существенное отличие в том, что бытовая розетка, что мы поставляем 230В, а в америке дают 120в. на самом деле, именно через домашние розетки рядовой пользователь так или иначе взаимодействует с электросетью; и именно поэтому в среднем мы говорим о разнице в поставках, в нашем случае 120В/60Гц и 230В/50Гц.

После этой необходимой предпосылки, начинаем понимать причину разницы в электроснабжении.

Очевидно, чтобы понять текущее положение вещей, мы должны начать с зари массовой электрификации и посмотреть, как она развивалась с течением времени..

В Америке

Я родился с Эдисоном, запатентовал лампу накаливания, работающую от постоянного тока 110 В., который, будучи низковольтным и, следовательно, также безопасным для внутреннего освещения, впервые позволил осветить квадратную милю Манхэттена из 1882, а затем распространять больше в ближайшие годы.

После «войны токов», кто видел в Эдисоне неудачника "гремящих слонов", было решено передавать ток уже не в прямом, а в переменном режиме благодаря патентам и изобретениям Николы Теслы и Галилео Феррариса . однако, из-за того, что не только лампочка, но даже пользовательские устройства, сделанные до этого, нуждались в источнике питания 110 В. Идея Теслы о распределении тока на 220 В переменного тока не была реализована., но он был ограничен 110 В переменного тока.

Надо сказать, что в те времена технологии защиты от опасности тока не были так развиты, как сегодня и поэтому несчастные случаи не были редкостью.; также по этой причине было решено остаться на 110VAC.

В Европе

в 1883 Берлин был освещен лампочками 110 VDC. впоследствии, ближе к концу 1800, были разработаны лампы накаливания с металлическими нитями., которые выдерживали более высокие напряжения, чем те, которые использовались до этого с углеродной нитью. в 1899 Berliner Elektrizitäts-Werke решила поднять распределительное напряжение своей сети со 110 В до 220 В.; до этого времени компания могла покрывать расходы на перевод пользователей на 110 В благодаря значительной экономии на проводниках., происходящий из’ повышение напряжения.

Затем эта модель стала стандартом распределения электроэнергии в Германии., а потом по всей Европе.

Е в Америке?

Возвращаясь на мгновение в эпоху постоянного тока, в 1883 Эдисон также изобрел систему для экономии проводников.. Она заключалась в обеспечении энергией 3 кабели: нейтральный, один на +110В постоянного тока и один на -110В постоянного тока; это также позволило запитать оборудование, для работы которого требовалось 220 В постоянного тока.. Эта гениальная система распространилась вместе с сетью постоянного тока., и когда было принято решение перейти на переменный ток, он был сохранен, чтобы иметь преимущества более высокого напряжения и, следовательно, сэкономить на диаметрах проводников.. После, там тоже пытались поднять напряжение питания нейтрали/фазы до 220В, но оборудование на 110 В к настоящему времени было слишком широко распространено, чтобы сделать операцию экономически выгодной.. Таким образом, Америка до сих пор оставалась в основном на 110 В..

И как часто?

Когда добрый Тесла развил свою идею переменного тока, определены как параметры “идеалы” напряжение 240В и 60Гц. Американцы сделали это по инструкции Теслы, 60 Гц.

В AEG, когда пришло время, вместо этого они решили, что 50 было лучше, потому что 60 он плохо вписывается в метрическую систему. американцы наверное видели (и они видят) в 60 как намного больше “комфортный” из 50. Это потому, что они используют числовую систему 12 для измерений (одна нога = 12 дюймовый, например) чем по сравнению с системой на основе 10 делится на большее число множителей; как номер 60 в сравнении с 50.

также, они используют доли дюйма для дольных частей. Мы метрической системы, а не все в базе 10 и дроби обязательно должны быть преобразованы в десятичные числа ( 5/8? Но что это значит? 0,625… ну тогда все нормально 😊).

Потому что было 110В, 120В е 125 В?

Все начинается с Эдисона, который опытным путем выбирает напряжение постоянного тока 110В.. Первым применением электричества было освещение. Эдисон пытается найти материал, который правильно светится, и вышло с напряжением 110В.
Когда постоянное напряжение перешло в переменное напряжение, они хотели защитить совместимые устройства, находящиеся во владении клиентов, т.е. резисторы и, просто, луковицы. Поэтому рассматривалось эффективное напряжение, эквивалентное напряжению постоянного тока.. Я пишу “эффективное напряжение”, потому что на самом деле переменный ток 230 В не 230 В, как если бы это был постоянный ток.

Но он циклически меняется (50 раз в секунду), между нулем и +325В, а затем вернуться к нулю и упасть до -325В и вернуться к нулю.
Влияние этой циклической тенденции на резистор равносильно действию постоянного тока при 230 В.. С 220В оно достигло 311В., с 240В вы получаете до 339В.

Что касается 125 В, следует помнить, что оно существовало как округление 127 В, которое представляет собой звездообразное значение напряжения треугольника 220 В..
Когда-то использовалось и трехфазное 220В. (который измерил 127В между фазой и нейтралью, это 125В, используется для света).

почему 50 60 Гц

Выбор, когда не было общего соглашения, это был тот, который позволял максимальную отдачу генератора, поэтому это зависело от типа генератора и конструктивных особенностей двигателя
механик (обычно паровые или гидравлические машины).

В начале истории электричества, упомянутый из эпохи лампочек, генераторы часто имели 8 поли и работал в 2000 число оборотов в минуту. в настоящее время, 2000 повороты / 60 33,33… оборотов в секунду. В то время как при прохождении каждого полюса, у нас есть разворот (полуцикл), с 8 Poli
у нас есть 33,3 Икс 8 / 2 знак равно 133 издание 1/3 Гц частоты.
Однако такая высокая частота плохо поддается двигателям.
И поэтому была задумана более низкая частота, так что, используя ту же линию электропередач, двигатели могут питаться вместе с электрическими лампочками.

В прошлом стандарт в Европе предусматривал две частоты: 25 Гц э 50 Гц, затем в 1914, я 25 Гц был удален из VDE.

Нет уверенности, а только гипотезы “правдоподобный”, почему’ Вестингауз выбрал 60 Гц и немецкий AEG вместо 50 Гц. Дуговые лампы, которые когда-то использовались там, где требовалось мощное освещение, они работали лучше в 60 Гц, а не 50 Гц. также, двигатель 50 Гц требуется
меди и железа больше, чем в одном из 60 Гц той же мощности.
Но трансформеры из 60 Гц имеют более высокие потери, чем трансформатор от 50 Гц или требуют более дорогих конструкций.

После этой сводки новостей или курьезов я останавливаюсь. Я надеюсь, что я возбудил немного’ из любопытства, чтобы побудить вас провести исследование, как первая статья после вынужденного перерыва в год мне кажется более чем достаточно

Amilcare