Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России — 220 В?
В России практически в каждом доме установлены розетки в 220 В. Однако, это не общепринятая норма в мире. К примеру, в Америке стоят розетки в 110 В. Почему не используется единый стандарт напряжения во всем мире? Зачем все усложнять? Поскольку даже обычному туристу готовясь к очередной поездке необходимо узнавать о системе электросетей в стране, стандарте напряжения и типе электрической вилки, и по необходимости брать с собой нужный переходник или адаптер, чтобы иметь возможность пользоваться своей электроникой. С этим вопросом мы сегодня постараемся разобраться. Итак, давайте начинать.
В настоящее время в мире используется преимущественно два стандарта
- Американский стандарт 110 В — 127 В и 60 Герц, который имеет совместимость с вилками типа А и типа В;
- Европейский стандарт 220 В — 240 В и 50 Герц, в настоящее время используется в России. Для него подходят вилки типа С и типа М.
Как видно на карте большинство стран используют один из двух общепринятых стандартов в мире. Красным цветом на карте отмечены страны, которые используют американский стандарт, а синим — это страны предпочитающие использовать европейский стандарт. Конечно, есть некоторые страны, которые не используют эти два стандарта, поскольку предпочитают использовать свой уникальный стандарт. К таким странам можно отнести Саудовскую Аравию где в сети 220 В -230 В и 60 Герц или Бразилию, в которой вообще нет единого стандарта, поэтому в одной части страны напряжение может быть 115 В — 127 В, когда в другой части страны 220 В и 60 Герц. Также стоит упомянуть, что в мире используется множество типов вилок. Все это в совокупности с легкостью может запутать любого.
История возникновения стандартов напряжения и частоты
В далеком 1880 году Эдисоном была запатентована трехпроводная электрическая сеть постоянного тока. В ней имелось 3 провода: один был нейтральный для заземления, а остальных два +110 и -110 В. Данная сеть вполне справлялась с питанием лампочки накаливания с нитью из угольного волокна, которая могла гореть на протяжении 40 часов, а для её работы было достаточно 100 В. Однако данная сеть имела недостаток из-за несовершенства технологии при движении постоянного тока по проводу 10% мощности рассеивалось. Об этом знал Эдисон, поэтому он предусмотрительно заложил данное значение сразу в свою запатентованную электрическую систему передачи постоянного тока. Исправить это можно было, но все способы были очень затратные. Поэтому на первых электростанциях Эдисона напряжение составляло не 100 В, а 110 В с учетом потерь мощности. За короткое время было построено множество электростанций, а к 1887 году их количество превышало сотню. В это время в Америке и начала существовать и работать трехпроводная сеть.
Зная о недостатках работы электрической системы передачи электроэнергии Эдисона, вскоре была разработана альтернативная система, в которой использовался не постоянный, а переменный ток. Эти события и положили начало борьбы между Николой Тесла и Томасом Эдисоном. В историю данные события вошли под названием «Война токов», в которой Эдисон потерпел поражение. Переменный ток имел ряд преимуществ, например, мог легко транспортироваться на значительные расстояния и обеспечивать энергоснабжениям даже самые отдаленные регионы страны. Поэтому постепенно люди стали использовать переменный ток. После многочисленных экспериментов в Америке переменный ток победил и был принят стандарт 110 В и 60 Герц. По мнению американских специалистов данный стандарт являлся наиболее эффективным, а главное — экономически выгодным. При этом он мог максимально удовлетворить все бытовые потребности потребителей. Немного позже было принято решение немного поднять напряжение со 110 до 127 В из-за потерь мощности в сетях.
В Европе хватало своих изобретателей, поэтому для освещения, которое начали внедрять немного позже чем в Америке использовались лампочки не с нитью из угольного волокна, а лампочки с утолщённой нитью накаливания выполненной из металла. Для работы таких лампочек требовалось двойное напряжение, тесть 220 В. Чтобы добиться такого напряжения, изначально европейцы использовали два кабеля по 110 В, но это оказалось сильно затратно. Поэтому было принято решение использовать один кабель с напряжением в 220 В. Позже европейцы приняли свой стандарт 220 -240 В и 50 Герц, который по их мнению, был намного эффективнее американского. Самое главное, что в результате его использования потеря мощности уменьшилось на 75%, что является значительным результатом.
Почему в США не используют европейский стандарт?
Дело в том, что использование собственного стандарта для США более выгодное решение в экономическом плане, поэтому американцы не видят смысла делать розетки в 220 В.
- Во-первых, собственный стандарт позволяет более эффективно бороться с импортом европейской техники, поскольку для американцев намного проще использовать технику собственного производства;
- Во-вторых, ток 110 В слабее 220 В, поэтому поражение не столь значительное (если учитывать времени его воздействия на человека);
- В-третьих, для перехода на европейский стандарт необходимы колокольные денежные затраты.
Почему в России используется напряжение 220 В?
До 60-х годов в СССР в электросети напряжение в 220 В не использовалось. Но, в связи с большим ростом новых потребителей электросеть не выдерживала повышенную нагрузку, поэтому достаточно часто возникали поломки. Для решения проблемы специалистами было предложено два варианта: в первом случае было предложено увеличить сечение проводов, а во втором повысить напряжение в сети до 220 В. Поскольку второй вариант был менее затратный, в конечном результате было принято решение использовать европейский стандарт 220 В 50 Герц. Переход на который осуществлялся постепенно, но бессистемным образом.
Интересно, что в 2003 годы в России планировался переход на повышенное напряжение в 230 В, но в 2022 году ситуация в большинстве случаев осталась прежней и напряжение в сети не изменилось, хотя прошло более 18 лет. Стоит добавить, что в России широко используется напряжение 36 В для освещения подвальных помещений, поскольку оно более безопасное.
Вывод
Для разного напряжения и частоты существенных технических причин нет, разница основана на том, что на заре возникновения разные страны выбрали той или иной стандарт основываясь на своей выгоде. Поэтому если вы планируете поездку в другую строну, то стоит уточнить, какой стандарт напряжения и тип вилки они используют. В случае покупки разной электроники, например, из Штатов, которая обычно рассчитана на работу от 110-230 В для ее использования в России достаточно приобрести специальный переходник по типу ROBITON TravelEnergy 10 А. Тем более цена вопроса не существенная и составляет порядка 300-400 рублей. На этом все. Всем спасибо за внимание.
Почему в америке 120 вольт
В нынешний век глобализации весь мир стремится к единым стандартам, а США и не думает отказываться от собственного стандарта напряжения в домашних розетках в 110 Вольт (в реальности 120 Вольт). С чем связан такой консерватизм?
Для начала немного истории. Хотя электрический генератор придумали еще в 1831 году, он долгое время был абсолютно не интересен простым людям-не было бытовых электрических приборов. В 1879 году изобретатель Томас Эдисон получил патент на электрическую лампочку накаливания с фантастическим сроком службы-40 часов!
В качестве спирали в них использовались карбонизированные бамбуковые нити, для свечения которых было оптимальным 90-100 Вольт. Добавив еще 10 Вольт на потери в проводах, Эдисон запатентовал систему энергоснабжения жилых домов постоянным напряжением 110 Вольт. Это и стало стандартом энергоснабжения в США.
Постоянное напряжение далеко передать невозможно-слишком большие потери в проводах, поэтому паровые электростанции постоянного тока строили в каждом районе города. Бизнес электрификации жилых районов компанией Эдисона процветал, пока Никола Тесла не запатентовал трехфазный генератор переменного тока и трехфазный трансформатор. Это позволяло передавать электричество на огромные расстояния с минимальными потерями.
Патенты Теслы выкупил промышленник Джордж Вестингауз и начал электрифицировать дома американцев переменным напряжением 110 Вольт.
Началась, как принято сейчас говорить "Война стандартов", в котором, как известно, все средства хороши. Более изощрённым в методах борьбы с конкурентом оказался Эдисон. Он распорядился проводить в городах показательные "шоу". Ловили бездомную собаку и подключали к постоянному напряжению. Собаку трясло, но он оставался жив. Затем подключали к переменному напряжению, где собака мгновенно умирала с отвратительным запахом паленной шерсти. От желающих посмотреть на это живодерство отбою не было. Секрет фокуса был прост- переменное напряжение на собачку подавали величиной около 1000 Вольт.
Эдисон убедил власти США использовать для казни преступников электрический стул. Как только приняли закон, стал первым поставщиком в тюрьмы.
Изготовленные Эдисоном электрические стулья для тюрем комплектовались. генераторами переменного тока производства Вестингауза. Компания Эдисона тут же запускает рекламную акцию под лозунгом "Не пустим убийцу в дом". Даже когда Вестингауз запретил продавать свои генераторы Эдисону, тот продолжал покупать через посредников.
Несмотря на все старания Эдисона, энергоснабжение переменным напряжением победило-слишком уж велики были технические преимущества.
Что касается величины напряжения в 110 Вольт-она был хороша, пока не было мощных бытовых электроприборов. Чтобы снизить потери в электросети, придумали оригинальное решение-электропроводку в домах сделали трехпроводным: один общий провод и два фазных. Относительно общего провода на каждой фазе 110 Вольт, а между фазными проводами 220-240 Вольт (линейное напряжение).
Мощные электроприборы (кондиционеры, электродуховки, стиральные машины) подключаются на линейное напряжение.
По сравнению с европейским стандартом в 220 Вольт, у электросети США одно преимущество: при случайном касании к проводу розетки намного ниже вероятность летального исхода, т.к. человек попадает под напряжение в 110-120 Вольт относительно "земли".
Начиная с 1962 года все новые электросети в США подключают только на напряжение 120 Вольт (с учетом допуска получается от 114 до 126 Вольт). Но люди, по привычке, так же говорят "розетка 110 Вольт". Кстати, у нас ведь тоже теперь розетки не 220, а 230 Вольт, согласно ГОСТ 29322-2014, но мы по привычке говорим "220".
Есть ошибочное утверждение, что США таким образом защищает свой рынок от иностранных производителей. Различие напряжения в розетке давно не проблема для производителей. Все приборы еще на конвейере изготавливаются под конкретную страну поставки. Так же в продаже есть адаптеры электропитания на любые напряжения и мощности, а импульсные блоки питания современной аппаратуры рассчитаны на питание от 100 до 240 Вольт
Почему в америке 120 вольт
Американские стандарты напряжения — 120, 208, 240, 277, 480 Вольт
Электроснабжение в США и Канаде.
В большинстве стран Америки используется переменный ток частотой 60 Гц, и система с расщепленной фазой (сплит-фаза или однофазная трехпроводная система) на 120/240 Вольт в домах, и трехфазная система для более крупных установок.
Трансформаторы в Северной Америке обычно питают дома напряжением 240 Вольт. Это трёхпроводная система с расщепленной фазой, которая позволяет использовать напряжение 120 Вольт.
Расщепленная фаза, или однофазная трёхпроводная система — это тип однофазного распределения электроэнергии, прямой потомок оригинальной трёхпроводной системы постоянного тока Эдисона (Edison Machine Works). Основным преимуществом системы является то, что она экономит материалы проводников по сравнению с однофазной схемой электроснабжения.
Из схемы видно, что 240 В переменного тока получают, подключив нагрузку между двумя линиями 120 В.
Два фазных провода называются “Hot”, т.е. «горячие», под напряжением. Вывод нейтрали, как и в Европе, обозначают латинской буквой N. Также обычно маркируют выводы электроприборов. Тут нужно обратить внимание, что на электроприборах фазный провод — черного цвета, а нулевой проводник — белого. Провод заземления либо имеет зеленую изоляцию, либо вообще без изоляции.
Итак, электропитание переменного тока, подаваемое и используемое в домашних и коммерческих зданиях в США, составляет, в основном, 120 В переменного тока с частотой 60 Гц, что подходит для большинства электроприборов в доме или офисе. Для более мощных приборов, таких как электрические осушители, кондиционеры и духовые шкафы, используют напряжение 208 или 240 В.
120 Вольт.
Как я уже упомянул выше, в Северной Америке питание 120В (110В) было принято в системе распределения постоянного тока, разработанной Томасом Эдисоном. После перехода на переменный ток, напряжение так и осталось вдвое ниже принятого в Европе.
Напряжение между фазой и нейтралью составляет половину линейного напряжения. Светильники и небольшие электроприборы, мощностью менее 1800 Вт, подключаются между линейным проводом и нейтралью, получая напряжение 120 В.
208 Вольт.
240 Вольт.
Более мощные электроприборы, такие как кухонное оборудование, электронагреватели, водонагреватели, сушилки для одежды, кондиционеры, оборудование для зарядки электромобилей, подключаются к двум линейным проводам. Это означает, что (для подачи той же мощности) ток уменьшается вдвое. Следовательно, могут использоваться проводники меньшего сечения, чем потребовалось бы, если бы приборы были спроектированы для питания от более низкого напряжения.
Можно увидеть высоковольтные провода, проходящие вверху, высоковольтные предохранители, и линию 120/240В, проходящую ниже. Видно, что к линии также подключено уличное освещение с индивидуальным сумеречным датчиком (это дешевле, чем прокладывать отдельную линию и собирать шкаф автоматики для управления освещением этой небольшой улицы).
Большинство приборов, рассчитанных на это напряжение, можно использовать в нашей сети без какой-либо переделки.
277 Вольт.
Трехфазное напряжение 480 В используется для питания крупного электрического оборудования. Например такого, как зарядные устройства вилочных погрузчиков и промышленные станки. При этом, более высоком напряжении, нагрузка потребляет меньше тока, что позволяет использовать провода меньшего сечения, а ток равномерно сбалансирован в каждой фазе. Это улучшает как распределение энергии, так и эффективность генерации.
Измерив фазное напряжение (между фазой и нейтралью), мы получим 277В переменного тока (480В, деленное на квадратный корень из 3). Это напряжение используется в США для питания больших систем освещения и HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). Использование 277В вместо 120В снижает токи, потребляемые осветительными приборами, более чем на 50%, обеспечивая меньшее сечение проводов (с меньшим весом), т.е. более дешевую электропроводку. К источнику питания 277 В можно подключить больше осветительных приборов, чем к источнику на 120 В. Также снижаются потери мощности в проводке (P = I² x R).
Сам факт существования источников питания 277 В в коммерческих зданиях был малоизвестен до появления в конце 2000-х годов светодиодного освещения. До этого индустрия источников питания была сосредоточена на устройствах, работающих в диапазоне от 85 до 265 В переменного тока. Поскольку для светодиодов требуется постоянный ток низкого напряжения, на рынке появились драйверы светодиодов, способные работать при входном напряжении от 90 до 305 В переменного тока. Этот диапазон напряжения охватывает номиналы 100 В, 120 В, 230 В и 277 В переменного тока (с нормативным допуском +/- 10%), что позволяет использовать их во всем мире.
В настоящее время, в некоторых системах управления автоматизацией зданий для питания автоматики жалюзи и маркиз, поддержания климата, и безопасности также применяется напряжение 277 В. Часто контроллеры и мониторы располагаются в местах, где нет 120 В, но присутствует 277 В.
Надеюсь, статья поможет Вам с выбором американских электроприборов, способных работать в европейских сетях 230 Вольт.
Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?
Всем известно, что в США стандарт напряжения 100–127 В частотой 60 Гц, а в России — 220 В частотой 50 Гц. Почему такая разница и что делать, если купили технику из-за «бугра» — ответ в нашей статье.
Почему в США напряжение 100–127 В?
Еще в 1880 году Томас Эдисон предложил и запатентовал трехпроводную электрическую сеть постоянного тока, в которой было два провода +110 и -110 В и нулевой проводник. Такая сеть свободно питала лампу накаливания. Для ее работы необходимо было 100 В, а 10% Эдисон накинул, учитывая потери при движении тока в проводе.
Со временем Джордж Вестингауз начал применять переменный ток для бытовых потребителей. С того момента началась так называемая «война токов», в которой постоянный ток Эдисона отчаянно проигрывал. В 1898 году люди начали массово переходить на применение переменного тока.
С того момента начал работать стандарт сетей в 100-127 В. В США ЭУ запитаны от переменного тока с заземлением TN-C-S. При этом одна фаза от вторичной обмотки понижающего трансформатора подается в трехпроводную сеть 120/240 В (с расчетами погрешности). Поэтому в дом к американскому жителю приходят три провода: две фазы и ноль. Между нулем и фазой напряжение 120 В — для маломощных потребителей, а между фазами — 240 В, для мощных бойлеров, варочных панелей и обогревателей.
Со временем в Европе начали использовать лампы с нитью накаливания из металла, для которой необходимо напряжение выше, чем 110 В. Так начали появляться сети с напряжением в 220 В. Потери электроэнергии в таких сетях вчетверо ниже, чем в сетях 110 В. Почему же тогда США не перешла на 220 В? Ответ кроется в экономической невыгодности таких реформ. Во-первых, сеть 110–127 В — это возможность борьбы с импортом техники, то есть американцы в большинстве своем используют устройства своего производства. Во-вторых, поражение электрическим током при 110 В гораздо слабее, чем при 220 В (многое зависит от времени воздействия тока). В-третьих, переход на «новую» сеть — это затраты миллиардов долларов на перестройку подстанций и других электроустановок.
Почему в России напряжение 220 В?
В СССР, 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 увеличивать или сечение проводов, или напряжение в сети до 220 В. Экономически выгоднее стало использовать более высокое напряжение. Последующая глобальная электрификация страны привела к тому, что стандарт 220 В 50 Гц стал распространен не только в современной России, но и во всех странах постсоветского пространства.
В каких странах кроме США распространен стандарт 100 — 127 В?
Вот список стран, где используются сети 100–127 В. Это стоит учитывать, если планируете поехать на отдых заграницу.
| Страна | Напряжение, В |
| Самоа | 120 |
| Ангилья | 110 |
| Аруба | 127 |
| Багамские о-ва | 120 |
| Барбадос | 110 |
| Белиз | 120 |
| Бермуды | 120 |
| Бонайре | 127 |
| Бразилия | 127 |
| Венесуэла | 120 |
| Виргинские о-ва | 110 |
| Гаити | 110 |
| Гватемала | 120 |
| Гондурас | 110 |
| Гуам | 110 |
| Доминиканская республика | 110 |
| Каймановы о-ва | 120 |
| Канада | 110 |
| Тайвань | 110 |
| Колумбия | 120 |
| Коста-Рика | 120 |
| Куба | 110 |
| Либерия | 110 |
| Ливия | 127 |
| Мадагаскар | 127 |
| Марокко | 127 |
| Мексика | 127 |
| Микронезия | 120 |
| Антильские о-ва | 127 |
| Никарагуа | 120 |
| Панама | 110 |
| Пуэрто-Рико | 120 |
| Сальвадор | 115 |
| Саудовская Аравия | 127 |
| Сент-Китс и Невис | 110 |
| Суринам | 127 |
| Таити | 110 |
| Тринидад и Тобаго | 115 |
| Эквадор | 120 |
| Ямайка | 110 |
| Япония | 100 |
Как видим, не так уж и мало стран, где напряжение 100–127 В.
Что делать, если купили технику из США?
Большинство техники из США рассчитано на работу от 110-230 В. Поэтому если вы приобрели ноутбук или другую технику из Штатов, то достаточно просто купить переходник с американской вилки на европейскую. Цена вопроса 100–150 рублей.
Другое дело, если прибор работает исключительно от сети в 110 В. Здесь обычный адаптер не поможет. Однако есть решение этой проблемы. Их два:
1. Переделать блок питания для работы от 220 В. В большинстве приборов идет импульсный блок питания, в котором достаточно поменять конденсатор (поставить на 400 В) и варистор, с напряжением на пробой в 360 — 390 В. Конденсатор найти не сложно — их продают в любом магазине радиодеталей, а вот с варисторами могут быть проблемы. Конечно, переделка блока питания — дело непростое, но зато сможете запускать импортный пылесос или другую технику без проблем.
2. Установить понижающий трансформатор. Он позволит использовать технику, работающую от 110 В, включая ее в нашу сеть. Однако, важно подобрать трансформатор соответствующей мощности. Большинство трансформаторов на рынке имеют китайское происхождение, поэтому советуем брать их с запасом по мощности в 10 — 20 %. Стоимость китайского прибора мощностью 10 Вт составляет примерно 1000–2000 рублей. На 100 Вт и выше будет стоить от 5000 рублей.