Почему в США напряжение 110 В, а в России — 220 В?
В начале XX века начался стремительный процесс электрификации. Каждая страна шла своим путем, изобретались новые электротехнические устройства, разрабатывались стандарты.
В конце XIX века американский предприниматель Томас Эдисон предложил использовать и запатентовал трёхпроводную систему постоянного тока напряжением 110 вольт. Это напряжение было выбрано, чтобы обеспечить безопасную работу ламп накаливания, которые были основным источником освещения того времени. Эдисон добавил дополнительные 10 % к этому напряжению, чтобы компенсировать потери при передаче электроэнергии. Однако системы на основе постоянного тока столкнулись с серьёзными ограничениями. При передаче энергии на большие расстояния потери были слишком велики, что требовало использования массивных медных проводов. Это делало такие системы экономически невыгодными и технически сложными. Ситуация изменилась с открытием преимуществ переменного тока. Он позволил передавать энергию на большие расстояния с меньшими потерями благодаря использованию трансформаторов. Это открытие стало ключевым моментом в развитии энергетики. Со временем рынок США начал переходить на переменный ток, который оказался эффективнее и удобнее.
Электрификация СССР началась с плана ГОЭЛРО (Государственной комиссии по электрификации России), принятого в 1920 году Владимиром Лениным. Это был первый всесторонний проект по модернизации экономики Советской России, который охватывал практически все отрасли промышленности. На тот момент времени в Советской России использовалось напряжение 100–127 вольт, как и в США. Однако с ростом числа потребителей стало очевидно, что существующая система не справляется с нагрузкой. В 1960-х годах было решено перейти на более высокое напряжение — 220 вольт. Это позволило обеспечить стабильное электроснабжение для всех регионов страны.
Переход на 220 вольт в США был бы слишком затратным. Это потребовало бы значительных инвестиций в модернизацию электросетей и оборудования, что было бы невыгодно в условиях высокой конкуренции. Поэтому в США было решено оставить напряжение 110 В.
Таким образом, разница в напряжении между США и Россией объясняется историческими и экономическими факторами. В США трёхпроводная система на 110 вольт обеспечивает безопасное и эффективное электроснабжение, а в России и странах бывшего СССР используется более высокое напряжение 220 вольт для удовлетворения растущих потребностей.
В настоящее время существует два основных стандарта напряжения: американский стандарт 100–127 вольт 60 герц и европейский стандарт 220–240 вольт 50 герц. Большинство стран приняло один из этих двух стандартов. В некоторых же странах встречаются переходные или уникальные стандарты.
Исторически сложившимися можно считать и вопросы, связанные с формой и местом установки розеток. Так для США характерно, что в жилых помещениях розетки устанавливаются парные, а в ванной и на кухне - розетки с предохранителями, которые отключают их при перегрузке. Кроме того, общепринято устанавливать большое количество розеток в тех помещениях, где используется много бытовой техники. Розетки на кухне по правилам должны быть установлены через каждые 60 см, поэтому шнуры у бытовой техники очень короткие. Отличаются внешним видом и американская вилка, и розетка. У вилки с двумя плоскими параллельными контактами ширина контактов больше, чем у вилок других стандартов.
Любой электрический прибор рассчитан на определенные характеристики электрической сети. Обычно в паспортных данных или на тип-шильдике указывается информация о напряжение входной сети и частоте тока (рис.1). Если на шильдике указано как на фото «Δ/Y 220/380» — это значит, что устройство рассчитано сразу на два типа напряжения. Если линейное напряжение в питающей сети 220В, то обмотки соединяют треугольником, если 380В – звездой.
Рис. 1 Двигатель с шильдиком на котором указаны технические характеристики
Ну и в заключении ответим на самый часто задаваемый вопрос: можно ли пользоваться импортными приборами, рассчитанными на напряжение 110 В в сетях с напряжением 220В и наоборот?
Что будет если включить бытовой прибор (фен, утюг, пылесос), которые рассчитаны на сети 110–127 В? В этом случае подключение не безопасно, так как при прибор, рассчитанный на меньшее напряжение, имеет меньшее внутреннее сопротивление из-за чего увеличивается ток, а значит резко увеличится количество выделившегося тепла что может привести к возгоранию. В обратной ситуации прибор, рассчитанный на 220 В, при включении в сеть 110 получит около четверти необходимой мощности. Последствиями такого подключения может быть то, что лампочка будет светить очень тускло, электродвигатель не запустится или будет работать на очень низких оборотах, нагревательный элемент не будет нагреваться до заданной температуры. Такое нарушение тоже не безопасно и может вывести технику из строя. Так, например работа холодильника при низком напряжении приводит к тому, что мощность двигателя оказывается недостаточной для того, чтобы работал компрессор, и он заклинивает. При этом ток через обмотки резко повышается, двигатель быстро перегревается и перегорает.
