ทำไมสหรัฐอเมริกาถึงใช้ 110V และ UK ใช้ 230-240V ข้อดีคืออะไร อธิบายด้วยการคำนวณ ทำไมพวกเขาถึงใช้ความถี่ที่แตกต่างกันเช่น 50Hz, 60Hz เหตุผลคืออะไร
ทำไมสหรัฐอเมริกาถึงใช้ 110V และ UK ใช้ 230-240V ข้อดีคืออะไร อธิบายด้วยการคำนวณ ทำไมพวกเขาถึงใช้ความถี่ที่แตกต่างกันเช่น 50Hz, 60Hz เหตุผลคืออะไร
คำตอบ:
คุณไม่ควรแปลกใจที่พวกเขาใช้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่แตกต่างกันคุณควรประหลาดใจที่มีมาตรฐานแรงดันไฟฟ้า / ความถี่ใหญ่เพียงสองมาตรฐาน
เมื่อไฟฟ้าถูกนำครั้งแรกผู้ผลิตแต่ละรายให้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่แตกต่างกัน (หรือแม้กระทั่ง DC แทน AC) รัฐบาลได้กำหนดมาตรฐานและแรงกดดันทางการตลาดเรียกร้องให้มีการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าได้ทุกที่ สิ่งนี้นำไปสู่สถานการณ์ปัจจุบันซึ่งความกดดันสำหรับมาตรฐานโลกนั้นถูกถ่วงด้วยผลประโยชน์ที่ลงทุน
สำหรับพลังงาน 110 โวลต์เท่ากันนั้นจำเป็นต้องใช้กระแสมากขึ้นดังนั้นสายไฟที่หนากว่า 230V ต้องการการแยกที่ดีกว่า ในบางสถานการณ์ที่หายาก 220V อาจเป็นอันตรายต่อการสัมผัส
ฉันไม่คิดว่า 50 หรือ 60 Hz สร้างความแตกต่างที่สำคัญ (แกนเหล็กสำหรับหม้อแปลงอาจมีขนาดเล็กกว่าเล็กน้อยที่ 60 Hz แต่แกนเหล็กเป็นศตวรรษที่ผ่านมาดังนั้น ... )
มันยากที่จะชัดเจน แต่ก่อนที่จะกระจายอำนาจ AC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมีการต่อสู้ขมในประเทศสหรัฐอเมริการะหว่างเอดิสันและเวสติ้งเฮาเกี่ยวกับซีเมื่อเทียบกับการกระจายอำนาจ AC
ระบบ DC ของ Edison ใช้ + 110V, 0V และ -110V มีการรณรงค์โดยเอดิสันเพื่อแสดงให้เห็นถึง AC ว่าเป็นอันตรายแม้จะไปไกลเท่าที่จะแนะนำเก้าอี้ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับเป็นอุปกรณ์ดำเนินการดังนั้นจึงแสดงให้เห็นถึง "อันตรายของ AC" เมื่อ AC ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าดีกว่า DC สำหรับการกระจายพลังงาน 110V กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการจ่ายกระแสไฟฟ้า AC อย่างน่าจะเป็นเพราะมันใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ "ปลอดภัย" ของระบบ DC
หลังจากหลอดไส้โลหะกลายเป็นไปได้220V กลายเป็นเรื่องธรรมดาในยุโรปเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการจัดจำหน่ายที่ต่ำกว่า
ในฐานะที่เป็น 50Hz 60Hz เมื่อเทียบกับ .. ดีว่าเป็นเพียงระบบเมตริก
ด้วยเหตุผลเดียวกันเรายังคงปูถนนที่เดินไปรอบ ๆ อาคารที่ล้มลงเมื่อครึ่งศตวรรษก่อน
ในอดีตใครบางคนหรือบางกลุ่มเลือกหมายเลขในแต่ละประเทศอื่น ๆ ตามหลังชุดสูทและมันก็กลายเป็น "มาตรฐาน" ตอนนี้เราติดอยู่กับพวกเขา
แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสีย คุณสามารถโต้เถียงพวกเขาตลอดไป
ปัญหา 110V เป็นเพียงว่าเมื่อ Tesla และ Westinghouse พิสูจน์การส่งสัญญาณระยะไกลที่เป็นไปได้แล้วปัญหาอันดับ 1 ที่ทำให้เกิดการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าคือการให้แสงสว่างในบ้านแทนการใช้แก๊สและน้ำมันซึ่งเป็นอันตรายต่อไฟในวันนั้น หลอดของ Edison มีค่า 100V แต่หลอดไม่สนใจว่าจะรับ AC หรือ DC ดังนั้นระบบจำหน่าย AC ของเรา AT ระดับที่อยู่อาศัยได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ประโยชน์จากฐานที่ติดตั้งอยู่ในปัจจุบันและความพร้อมใช้งานสินค้าคงคลังของหลอดไฟของเอดิสัน จากนั้นเมื่อเครื่องใช้ส่วนบุคคลเริ่มแพร่กระจายพวกเขาถูกออกแบบมาเพื่อใช้ประโยชน์จากวงจรไฟ 110VAC ที่ใช้ในบ้านอยู่แล้วและแนวคิดเชื่อมโยงตัวเองเข้ากับวัฒนธรรมของเราในที่ที่ไม่มีการย้อนกลับ
ปัญหา 50 / 60Hz นั้นแตกต่างกันและไม่ใช่ "การวัด" เลย (การวัดเกี่ยวกับหมายเลข 50 คืออะไร) แม้จะมีเวสติ้งเฮาส์ / เทสลาได้ปกป้องมัน แต่ AC ก็เริ่มต้นที่นี่เมื่อเอดิสันยอมแพ้ Edison ถึงแม้จะลงทุนใน AEG เมื่อยุโรปเริ่มมีไฟฟ้า แต่ก็ลังเลที่จะยอมให้ระบบที่ชาวยุโรปสามารถเข้าสู่ตลาดของเราได้โดยการขายผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าที่นี่ ดังนั้นหลังจากทดลองกับความถี่ที่แตกต่างกัน (40Hz เป็นสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งที่สำคัญแห่งแรกที่ Folsom Power House ในแคลิฟอร์เนีย), Edison และ Steinmetz ตัดสินที่ 60Hz ส่วนหนึ่งเป็นเพราะปัญหาการสั่นไหวแล้วเพราะมันจะทำให้อุปกรณ์ยุโรปไม่เข้ากัน เขาต้องการให้ตัวเองทั้งหมด ... ซึ่งเป็นแรงจูงใจเดียวกันกับการผลักดันครั้งแรกของเขาเพื่อทำให้เสื่อมเสียชื่อเสียงในการจำหน่าย AC ในตอนแรก เขาต้องการ DC เพราะเขาเป็นเจ้าของสิทธิ์ในสิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาของไดนาโม DC ของเขา (แม้ว่าจริง ๆ แล้วเขาซื้อเครื่องแรกของเขาเพื่อพิสูจน์แนวคิดจาก Werner von Siemens ใช่นั่นซีเมนส์ ... ซีเมนส์ไม่ได้จดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกา) . ดังนั้นถ้า DC ชนะเราจะได้ Dynamos ของ Edison DC ทุกๆ 5 ไมล์หรือมากกว่านั้น มีเพียงคนรวยเท่านั้นที่สามารถจ่ายได้และพวกเขาทั้งหมดจะต้องจ่ายให้กับเอดิสันเพื่อรับสิทธิพิเศษ ความเสมอภาคของเทสลาทำลายวิสัยทัศน์ของเขา
นี่คือครอบคลุมในเดอะซิมป์สันส์ :
คุณรู้ไหมว่ายุโรปไม่มีที่สำหรับเด็กอายุหกขวบ เขาสามารถจัดการกับ 110 โวลต์ แต่ 220 จะฆ่าเขา
ขำกันเมื่อคุณเลือกค่าและผลิตอุปกรณ์ที่รองรับจำนวนมากราคาของการสลับเป็นค่าที่แตกต่างกันจะสูงมาก
เราเรียนรู้ว่ามันเกี่ยวกับทรัพยากร ยุโรปมีเหล็กจำนวนมากและขาดทองแดงดังนั้น 50Hz ในขณะที่อเมริกา (โดยไม่ตั้งใจ) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรัฐเพนซิลเวเนียมีส่วนเกินของทองแดงดังนั้น 60Hz 110v, 60Hz มีการสูญเสียการกระจาย 4 เท่าเมื่อเทียบกับ 220V (การสูญเสียพลังงาน = I กำลังสอง R) นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมสายอเมริกันจึงหนามากและการกระจายค่าใช้จ่าย นอกจากนี้ไฟจะสั่นไหวที่ความถี่ AC สองเท่าแฟลชหนึ่งรอบครึ่งบวกและแฟลชหนึ่งรอบลบครึ่งไม่อยู่ที่ความถี่จ่าย
ในสหราชอาณาจักรมีการเดินสายไฟทั่วประเทศในปลายปี 1950 ส่วนที่เหลือของยุโรปตามหลังสหรัฐ เนื่องจากต้องใช้เวลาซักหน่อยในสหราชอาณาจักรพวกเขาจึงมีเวลาเรียนรู้สิ่งสำคัญเกี่ยวกับประสบการณ์ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับไฟฟ้าในครัวเรือน - บ้านสายไฟมีราคาแพง! พวกเขาต้องใช้สายไฟจำนวนมากและโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าพวกเขาลดกระแสเป็นครึ่งหนึ่งจึงลดมาตรวัดสายไฟที่จำเป็น
ความถี่ AC เป็นเรื่องที่รู้จักกันดีกว่า ... จนกระทั่งถึงปี 1890 ก็ไม่มีมาตรฐานสำหรับความถี่หลัก (เห็นได้ชัด) AEG ที่มีการผูกขาดในการผลิตไฟฟ้าในยุโรปกำหนดมาตรฐานที่ 40Hz แต่อีกเล็กน้อยในภายหลังพวกเขาสังเกตเห็นว่าหลอดไฟกระพริบที่ความถี่ที่ ดังนั้นพวกเขาจึงเพิ่มเป็น 50Hz ซึ่งก็ดี เวสติงเฮาส์เรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งนี้ว่าเป็นมาตรฐาน แต่พวกเขาคิดว่าไฟยังคงกระพริบเล็กน้อยเพื่อให้พวกเขาเพิ่มความถี่ ถึง 60Hz ในปีต่อ ๆ มาพวกเขาเริ่มเดินสายทั่วทั้งสหรัฐอเมริกาและมอเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ได้รับการออกแบบมาสำหรับความถี่ที่ ดังนั้นจึงไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนอีกต่อไป