Установите чему равны стандарты напряжений и частот в предложенных странах
Почему в разных странах различается напряжение и частота в электрической сети
На территории Советского Союза до 1960-х годов переменное сетевое напряжение имело действующее значение 127 вольт.
В Соединенных Штатах в те же годы напряжение в розетке достигало 120 вольт. Позже действующие значения напряжений в сетях будут стандартизированы с изменениями, с целью снижения расходов меди на провода, ибо для передачи одной и той же электрической мощности нужно тем меньшее сечение проводов, чем меньше ток, а ток в проводе будет тем меньше, чем выше напряжение при передаче.
Однако данный переход произойдет не сразу. Экономически передача электроэнергии на повышенном напряжении, конечно, выгоднее, но вот переход на другое напряжение в масштабах страны — мероприятие отнюдь не из дешевых, не говоря уже об изменении стандартов частоты тока.
Исторически первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт знаменитому изобретателю Томасу Альва Эдисону. Это его лампочки с угольными нитями накала были рассчитаны на питание постоянным напряжением в 100 вольт еще до победы Николы Тесла в «Войне токов», которая (победа) постепенно утверждалась в умах инженеров начиная с 1928 года.
Дело в том, что типовое напряжение электростанций постоянного тока Эдисона было как раз 110 вольт, ибо 10 вольт попросту пропадали в процессе передачи, так как добрая доля передаваемой мощности просто рассеивалась в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца.
При этом компания Эдисона даже не помышляла о том, чтобы отказаться от своего стандарта в 110 вольт.
С изобретением в 1883 году Николой Тесла (а в России — Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, вслед за Тесла) асинхронного двигателя переменного тока, началась широкая электрификация Европейского континента, где лампы накаливания нить накала имели металлическую, и напряжение такой лампе требовалось удвоенное — 220 вольт, которое сначала стали получать путем параллельного соединением двух линий по 110 вольт, что экономически выходило все равно не выгодно.
Так 220 вольт переменного тока появились в Берлине сразу, как только город начали масштабно электрифицировать, и потери мощности при передаче снизились в итоге вчетверо. Дальше повышать напряжение не стали, так как это получилось бы не безопасно для человека.
В Соединенных Штатах Америки сегодня стандартной системой электроснабжения является TN-C-S. В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токопроводящих частей с землей и наглухо заземленную нейтраль.
Для обеспечения связи на участке трансформаторная подстанция — ввод в здание применяется совмещённый нулевой рабочий (N) и защитный проводник (PE) принимающий обозначение PEN. Однофазное напряжение здесь теперь 120/240 вольт, оно обеспечивается понижающим трансформатором с заземленным центральным выводом.
Однако, что касается среднего значения, близкого к историческим 110 вольтам, то в США оно, пожалуй, осталось как дань Эдисону, слишком уж много ЛЭП на 110 вольт было понастроено во времена его славы. С другой стороны 110 вольт безопаснее для человека чем 220 вольт. Чем не плюс в пользу США?
По сравнению с США, в Европе и в России, с широким внедрением сетей переменного тока, стандарт 220 вольт появился сразу.
После войны в СССР трансформаторы по всей стране заменяли на новые, сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо былых 110-127 вольт. В СССР к выбору стандартного напряжения приложили руку немецкие ученые, которые принимали участие в электрификации страны.
Почему в электроэнергетике выбран стандарт частоты 50 герц
Почему по сей день в энергетической отрасли для передачи и распределения электроэнергии всюду выбраны и остаются принятыми частоты 50 и 60 Гц? Вы когда-нибудь задумывались об этом? А ведь это совсем не случайно. В странах Европы и СНГ принят стандарт 220-240 вольт 50 герц, в североамериканских странах и в США — 110-120 вольт 60 Гц, а в Бразилии 120, 127 и 220 вольт 60 Гц. Кстати, непосредственно в США в розетке порой может оказаться, скажем, 57 или 54 Гц. Откуда эти цифры?
Давайте обратимся к истории, чтобы разобраться в данной теме. Во второй половине 20 столетия ученые многих стран мира активно изучали электричество и искали ему практическое применение. Томас Эдисон изобрел свою первую лампочку, внедрив тем самым электрическое освещение. Возводились первые электростанции постоянного тока.
Начало электрификации в США.
Первые лампы были дуговыми, они светились электрическим разрядом, горящим на открытом воздухе, зажигаемым между двумя угольными электродами. Экспериментаторы того времени довольно быстро установили, что именно при 45 вольтах дуга становится более устойчивой, однако для безопасного зажигания, последовательно с лампой подключали резистивный балласт, на котором падало в процессе работы лампы около 20 вольт.
Так, долгое время применялось постоянное напряжение 65 вольт. Затем его повысили до 110 вольт, чтобы можно было последовательно включить в сеть сразу две дуговые лампы.
Эдисон был фанатичным сторонником систем постоянного тока, и генераторы постоянного тока Эдисона поначалу так и работали, подавая в потребительские сети 110 вольт постоянного напряжения.
Но технология постоянного тока Эдисона была очень-очень затратной, экономически не выгодной: нужно было прокладывать много толстых проводов, да и передача от электростанции до потребителя не превышала расстояния в несколько сотен метров, поскольку потери при передаче были огромны.
Позже была введена трехпроводная система постоянного тока на 220 вольт (две параллельные линии по 110 вольт), однако существенно положение относительно экономичности такой передачи не улучшилось.
Позже Никола Тесла разработал свои, совершенно новаторские генераторы переменного тока, и внедрил экономически более эффективную систему передачи электроэнергии при высоком напряжении в несколько тысяч вольт, и электроэнергию можно стало передавать на тысячи метров, потери при передаче снизились в десятки раз. Постоянный ток Эдисона не выдержал конкуренции с переменным током Тесла.
Трансформаторы на железе понижали высокое напряжение до 127 вольт на каждой из трех фаз, подавая его потребителю в виде переменного тока. При работе генераторов переменного тока, приводимых в движение паром или падающей водой, роторы их вращались с частотой от 3000 оборотов в минуту и даже больше. Это позволяло лампам не мерцать, асинхронным двигателям нормально работать, выдерживая номинальные обороты, а трансформаторам — преобразовывать электричество, повышать и понижать напряжение.
Между тем, в СССР напряжение сетей до 60-х годов оставалось на уровне 127 вольт, затем с ростом производственных мощностей его подняли до привычных нам теперь 220 вольт.
Доливо-Добровольский, так же как и Тесла, исследовавший возможности переменного тока, предложил использовать для передачи электроэнергии именно синусоидальный ток, а частоту предложил установить в пределах от 30 до 40 герц. Позже сошлись на 50 герцах в СССР и на 60 герцах — в США. Эти частоты были оптимальными для оборудования переменного тока, во всю работавшего на многих заводах.
Частота вращения двухполюсного генератора переменного тока составляет 3000 либо максимум 3600 оборотов в минуту, и дает как раз частоты 50 и 60 Гц при генерации. Для нормальной работы генератора переменного тока, частота должна быть не менее 50-60 Гц. Промышленные трансформаторы без проблем преобразуют переменный ток данной частоты.
РОЗЕТКИ И ШТЕПСЕЛИ
В мире существует не менее 13 различных штепсельных вилок и розеток.
Тип А
для Северной и Центральной Америки и Японии
Тип B
для Северной и Центральной Америки и Японии
Тип C
используется во всех европейских странах, за исключением Великобритании, Ирландии, Кипра и Мальты
Тип D
используется в Индии, Непале, Намибии и на Шри-Ланке
Тип E
используется в основном во Франции, Бельгии, Польше, Словакии, Чехии, Тунисе и Марокко
Тип F
используется в Германии, Австрии, Нидерландах, Швеции, Норвегии, Финляндии, Португалии, Испании и странах Восточной Европы.
Тип G
используется в Великобритании, Ирландии, Малайзии, Сингапуре, Гонконге, на Кипре и Мальте.
Тип H
используется в Израиле
Этот разъем обозначается символами SI 32. Штепсельная вилка типа С легко совместима с розеткой типа H.
Тип I
используется в Австралии, Китае, Новой Зеландии, Папуа-Новой Гвинее и Аргентине.
Тип J
используется только в Швейцарии и Лихтенштейне.
Тип K
используется только в Дании и Гренландии.
Тип L
используется только в Италии и очень редко в странах Северной Африки.
Тип M
используется в Южной Африке, Свазиленде и Лесото.
Тип М очень похож на тип D. Большинство розеток типа М совместимы со штепсельными вилками типа D.
АДАПТЕРЫ, КОНВЕРТОРЫ, ТРАНСФОРМАТОРЫ
Для того, чтобы вилку от вашего устройства можно было бы вставить в розетку в той или иной стране мира, часто бывает необходим переходник или адаптер. В продаже бывают универсальные переходники. Кроме того, в хороших отелях переходник обычно можно попросить в отеле на ресепшене.
Адаптеры не влияют на напряжение и потоки электричества. Они лишь помогают совместить штепсельную вилку одного типа с розеткой другого. Универсальные адаптеры чаше всего продаются в магазинах беспошлинной торговли. Так же в гостиницах часто можно попросить адаптер во временное использование у горничных.
Конвертеры способны обеспечить непродолжительное преобразование местных параметров электросети. Например, они удобны в дороге, где позволяют использовать фен, утюг, электробритву, чайник или небольшой вентилятор ровно столько, сколько нужно.
При этом они невелики по размерам, и в силу слабой аппаратной базы их не рекомендуется использовать дольше полутора-двух часов подряд, поскольку перегрев конвертера может привести к поломке использующего его электроприбора.
НАПРЯЖЕНИЕ И ЧАСТОТА
Напряжение электрических сетей в разных странах: 100, 220, 240 В. Почему именно так?
Рейтинг: 5 / 5 1 0 Напряжение электрических сетей в разных странах: 100, 220, 240 В. Почему именно так?
Какой фактор, по-вашему, определяет, какие технические стандарты и решения приняты в той стране, где вы живете? Наверное, прагматично мыслящие люди быстро придут к выводу, что основной фактор – экономический: миром правят деньги, поэтому принимаются на государственном уровне и широко распространяются решения с наименьшими издержками и наибольшей экономической выгодой. Люди, имеющие дело с техникой, должно быть, подумают и о другом факторе: как исторически развивалась данная отрасль и целесообразно ли конкретное решение с точки зрения безопасности и технологической эффективности.
Чтобы глубже понять, о каких же технических решениях говорилось выше, приведем несколько примеров. Так, например, в стране, в которой вы читаете эту статью, скорее всего, распространена частота сети в 50 герц с напряжением 220 или 230 вольт. И, почти со стопроцентной вероятностью, в вашей стране используются сети с тремя фазами, а дорожное движение контролируется красным, желтым и зеленым цветами. Более того, если вы приглядитесь к современным розеткам в вашем регионе, то наверняка помимо двух отверстий увидите еще один или два контакта, расположенных поперек отверстиям. Почему все обстоит именно так? Не будем распыляться на множество тем и рассмотрим, пожалуй, наиболее известную для большинства характеристику электросетей – напряжение, известное по надписям: «Высокое напряжение» и «Опасно! Напряжение».
Как уже упоминалось, напряжение измеряется в вольтах, обозначаемых русской заглавной буквой В или латинской V. Слово «вольт» является сокращением от фамилии одного из изобретателей электрических батарей, итальянского физика Алессандро Вольта. Чем больше вольт выдает сеть или устройство, тем хуже будут последствия для живого организма при поражении электрическим током. Соответственно, из названия статьи можно догадаться, что сети с напряжением в 100 вольт более безопасны, чем сети с напряжением 240 вольт. Тем не менее, если бы люди в своей жизни руководствовались исключительно соображениями безопасности, мы бы были лишены знаний о вселенной и нашей планете, а медицина до сих пор находилась бы в зачаточном состоянии, при этом надо отметить, что напряжение, используемое в магнитно-резонансном томографе, составляет 2000 вольт, а космический телескоп «Хаббл» питается от шести батарей напряжением 32 вольта.
Карта напряжений и частот по странам. Источник: wikimedia.org
Напряжение коммунальных и бытовых электросетей в Японии – 100 вольт, в Бразилии – 127, на Сейшелах – 240 вольт, а на территории бывшего советского союза 220 вольт последовательно вытесняется напряжением в 230 вольт. При этом можно заметить, что в Евразии и Африке преимущественно используется напряжение 220-240 вольт, в Северной и Южной Америке – 110-127 вольт. Чем же вызваны именно такие цифры? Ответ прост и приводился в начале статьи. На выбор напряжения повлияли факторы:
Именно первый и последний фактор сыграли решающую роль в Японии. Когда Эдиссон Электрик начали производство электрических ламп накаливания, они заметили, что чем ниже напряжение, тем дольше служит лампа. Согласно разрозненным источникам, это очень понравилось японскому правительству, и они отказались впоследствии от идеи повысить напряжение до 120 вольт, высказанной американскими оккупантами. Кроме того, бесчисленное количество надежной японской электроники, рассчитанной на 100 вольт, пришлось бы заменять, а это экономически нецелесообразно. В настоящее время запад Японии использует частоту 50 герц, история которой началась в 1895 году, когда на эту часть острова были привезены немецкие генераторы. На востоке Японии (начиная с Токио) распространена частота 60 герц, восходящая к установленным в 1896 году американским генераторам.
В странах с историческими 100 В и 60 Гц (включая США, Канаду, Индию и часть Южной Америки) напряжение вскоре было увеличено до 120 В, так как в противофазе это позволяло получать 240 В и подключать оборудование, спроектированное на 220 вольт. Дело в том, что допустимое отклонение напряжения составляет ±10% от исторических же 220 В, т.е. от 198 до 242 В. Фазное напряжение там не увеличивают до 230 вольт в целях безопасности.
В странах, где принято фазное напряжение 127 В, такой выбор обусловлен тем, что линейное напряжение в таком случае, как известно, в корень из трех раз больше фазного, то есть опять же 220 вольт. А откуда же взялась цифра 220 вольт?
Как известно, главная характеристика оборудования – мощность. Мощность является произведением напряжения на ток. Для питания оборудования заданной мощности важны и ток, и напряжение, причем уменьшая напряжение, растет ток, что ведет к весьма существенным потерям электроэнергии. При увеличении напряжения ток снижается, и еще сильнее снижаются потери. Поэтому в Евразии и некоторых других странах из соображений экономичности принято напряжение 220 вольт. Оно заменяется на 230 вольт для снижения потерь.
Стоит ли переживать, когда, путешествуя, мы переезжаем из региона с одним напряжением и частотой в другой? Отнюдь: на любом блоке питания или корпусе оборудования вы увидите допустимые значения от 100 до 240 вольт по напряжению и от 50 до 60 Гц по частоте, при которых прибор или оборудование будет выдавать заявленные характеристики.
В заключение хочется отметить, что если вы не уверены, что ваша сеть соответствует требуемым характеристикам, в лаборатории электрофизических измерений «ТМРсила-М» с радостью помогут разрешить ваши трудности.
Почему в разных странах различается напряжение и частота в электрической сети
На территории Советского Союза до 1960-х годов переменное сетевое напряжение имело действующее значение 127 вольт. В Соединенных Штатах в те же годы напряжение в розетке достигало 120 вольт. Позже действующие значения напряжений в сетях будут стандартизированы с изменениями, с целью снижения расходов меди на провода, ибо для передачи одной и той же электрической мощности нужно тем меньшее сечение проводов, чем меньше ток, а ток в проводе будет тем меньше, чем выше напряжение при передаче.
Однако данный переход произойдет не сразу. Экономически передача электроэнергии на повышенном напряжении, конечно, выгоднее, но вот переход на другое напряжение в масштабах страны — мероприятие отнюдь не из дешевых, не говоря уже об изменении стандартов частоты тока.
Исторически первые электрические сети в США обязаны своим напряжением в 110 вольт знаменитому изобретателю Томасу Альва Эдисону. Это его лампочки с угольными нитями накала были рассчитаны на питание постоянным напряжением в 100 вольт еще до победы Николы Тесла в «Войне токов», которая (победа) постепенно утверждалась в умах инженеров начиная с 1928 года.
Дело в том, что типовое напряжение электростанций постоянного тока Эдисона было как раз 110 вольт, ибо 10 вольт попросту пропадали в процессе передачи, так как добрая доля передаваемой мощности просто рассеивалась в проводах в форме тепла по закону Джоуля-Ленца. При этом компания Эдисона даже не помышляла о том, чтобы отказаться от своего стандарта в 110 вольт.
С изобретением в 1883 году Николой Тесла (а в России — Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, вслед за Тесла) асинхронного двигателя переменного тока, началась широкая электрификация Европейского континента, где лампы накаливания нить накала имели металлическую, и напряжение такой лампе требовалось удвоенное — 220 вольт, которое сначала стали получать путем параллельного соединением двух линий по 110 вольт, что экономически выходило все равно не выгодно.
Так 220 вольт переменного тока появились в Берлине сразу, как только город начали масштабно электрифицировать, и потери мощности при передаче снизились в итоге вчетверо. Дальше повышать напряжение не стали, так как это получилось бы не безопасно для человека.
Для обеспечения связи на участке трансформаторная подстанция — ввод в здание применяется совмещённый нулевой рабочий (N) и защитный проводник (PE) принимающий обозначение PEN. Однофазное напряжение здесь теперь 120/240 вольт, оно обеспечивается понижающим трансформатором с заземленным центаральным выводом.
Однако, что касается среднего значения, близкого к историческим 110 вольтам, то в США оно, пожалуй, осталось как дань Эдисону, слишком уж много ЛЭП на 110 вольт было понастроено во времена его славы. С другой стороны 110 вольт безопаснее для человека чем 220 вольт. Чем не плюс в пользу США?
По сравнению с США, в Европе и в России, с широким внедрением сетей переменного тока, стандарт 220 вольт появился сразу. После войны в СССР трансформаторы по всей стране заменяли на новые, сразу устанавливали с выходным напряжением 220 вольт вместо былых 110-127 вольт. В СССР к выбору стандартного напряжения приложили руку немецкие ученые, которые принимали участие в электрификации страны.
Типы электрических розеток и напряжение в разных странах мира
Напряжение и частота
В мире применяется, по большому счету, всего два уровня электрического напряжения в бытовой сети — европейский — 220—240 В и американский — 100—127 В и два значения частоты переменного тока — 50 и 60 Гц. Меньшее напряжение и более высокая частота считаются менее опасными для здоровья и жизни человека, более высокое напряжение и более низкая частота проще и дешевле реализуются технически.
Карта электрического напряжение и частоты тока в разных странах мира
Напряжение 100—127 В при частоте 60 Гц используют в США, странах Северной, Центральной и, частично, Южной Америки, Японии и т. д.
Остальной мир за редким исключением использует напряжение 220—240 В с частотой 50 Гц.
В некоторых странах, вроде Филиппин, используется «европейский» уровень напряжения с «американской» частотой. А вот на Мадагаскаре — наоборот, 50 Гц с пониженным напряжением.
Электрические розетки
Способов подключения к электрической сети, разных видов вилок и розеток существует великое множество и для туриста (вкупе с разным напряжением и частотой) такое разнообразие превращается в серьезную проблему.
Из множества соединений выделяют 13 наиболее часто используемых типов розеток, обозначаемых латинскими буквами от A до M:
 Тип A, американская розетка без заземления | Два вертикальных плоских штырька |  | США, Япония |
 Тип B, американская розетка с заземлением | От типа A отличается наличием центрального D-образного заземляющего штыря |  | США, Канада, Центральная Америка |
 Тип C, Europlug, евророзетка, европейская розетка без заземления | Два круглых штырька |  | Европа |
 Тип D | Два тонких и один толстый круглые штырьки |  | еще остались в Британии |
 Тип E, французская розетка | Два круглых штырька на вилке и один в розетке |  | Франция |
 Тип F, Schuko, европейская розетка с заземлением | Два круглых штырька, как у типа C, контактные пластины для заземления |  | Европа |
 Тип G, английская (британская) розетка | Два прямоугольных горизонтальных и один вертикальный штырек |  | Великобритания, Малайзия, Сингапур |
 Тип H, израильская розетка | Три плоских (старый вариант) под углом, либо круглых штырька |  | Израиль |
 Тип I, австралийская розетка | Три плоских штырька под углом |  | Австралия, Новая Зеландия |
 Тип J, швейцарская розетка | Два круглых штырька как у типа C, центральный штырек отличается расположением от типа F. Особая форма вилки. |  | Швейцария |
 Тип K, датская розетка | Подобна французскому типу E, но центральный D-образный заземляющий штырек перенесен на вилку |  | Дания |
 Тип L, итальянская розетка | Три круглых штырька в ряд |  | Италия |
 Тип M | Похожа на британский тип D, но с более толстыми штырьками |  | ЮАР |
Для подключения электрических приборов к сетям с розетками неподходящего формата применяют различные переходники и адаптеры. Существуют универсальные розетки, позволяющие подключать приборы с вилками сразу нескольких типов.