Warum verwenden die USA 110 V und Großbritannien 230-240 V.

Warum verwenden die USA 110 V und Großbritannien 230-240 V. Was sind die Vorteile? Erkläre mich mit der Berechnung. Warum verwenden sie unterschiedliche Frequenzen wie 50Hz, 60Hz? Was ist der Grund?

Sie sollten sich nicht wundern, dass sie unterschiedliche Spannungen und Frequenzen verwenden. Sie sollten sich wundern, dass es nur zwei große Spannungs- / Frequenzstandards gibt.

Bei der Einführung des Stroms lieferte jeder Hersteller eine andere Spannung und Frequenz (oder sogar Gleichstrom anstelle von Wechselstrom). Allmählich fusionierten die Produzenten, die Regierungen setzten Standards und der Marktdruck verlangte, dass Geräte überall eingesetzt werden können. Dies führte zu der gegenwärtigen Situation, in der der Druck für einen Weltstandard durch die investierten Interessen ausgeglichen wird.

Bei gleicher Energiemenge benötigen 110 V mehr Strom, daher dickere Drähte. 230V erfordern eine bessere Isolation. In einigen seltenen Situationen kann es gefährlicher sein, 220 V zu berühren.

Ich denke nicht, dass 50 oder 60 Hz einen signifikanten Unterschied machen. (Ein Eisenkern für einen Transformator könnte bei 60 Hz etwas kleiner sein. Aber Eisenkerne sind im letzten Jahrhundert soooo ...)

Es ist schwer, endgültig zu sein. Bevor die Wechselstromverteilung weit verbreitet war, gab es in den USA einen erbitterten Kampf zwischen Edison und Westinghouse um die Verteilung von Gleichstrom und Wechselstrom .

Das DC-System von Edison verwendete + 110V, 0V und -110V. Es gab eine Kampagne von Edison, um Wechselstrom als gefährlich darzustellen, sogar um einen elektrischen Stuhl einzuführen, der mit Wechselstrom als Ausführungsvorrichtung betrieben wird, um die "Gefahr von Wechselstrom" zu demonstrieren. Nachdem AC weithin als überlegen gegenüber DC für die Stromverteilung anerkannt wurde, wurde 110 V zum Standard für die AC-Verteilung, vermutlich weil es den "sichereren" Spannungspegel des DC-Systems verwendete.

Nachdem Metallglühlampen realisierbar wurden, wurden 220 V in Europa aufgrund der geringeren Vertriebskosten üblich .

Was 50Hz gegenüber 60Hz betrifft ... nun , das ist nur das metrische System .

Aus dem gleichen Grund pflastern wir immer noch Straßen, die um Gebäude führen, die vor einem halben Jahrhundert abgerissen wurden.

Historisch gesehen hat jemand oder eine Gruppe in jedem Land eine Nummer ausgewählt, andere folgten diesem Beispiel und es wurde "ein Standard". Jetzt stecken wir bei ihnen fest.

Jeder hat seine Vor- und Nachteile. Sie können sie für immer streiten.

Das 110-V-Problem ist einfach, dass, nachdem Tesla und Westinghouse die Durchführbarkeit einer Wechselstromübertragung über große Entfernungen bewiesen hatten, das Hauptproblem bei der Verbreitung der Elektrifizierung die Beleuchtung in Häusern war und die Gas- und Ölbeleuchtung ersetzte, die eine große Brandgefahr des Tages darstellte. Edisons Lampen waren 100 V, aber einer Lampe ist es egal, ob sie Wechselstrom oder Gleichstrom erhält. Daher wurde unser AC-Verteilungssystem auf WOHNSTUFE so konzipiert, dass es die vorhandene installierte Basis und die Verfügbarkeit der Edison-Lampen im Lager nutzt. Dann, als sich persönliche Geräte vermehrten, wurden sie entwickelt, um die 110-VAC-Beleuchtungskreise zu nutzen, die bereits in Häusern verwendet wurden, und das Konzept festigte sich in unserer Kultur dahin, wo es kein Zurück mehr gab.

Das 50/60-Hz-Problem ist anders und überhaupt nicht "metrisch" (was ist die Metrik für die Zahl 50?). Obwohl Westinghouse / Tesla sich dafür eingesetzt hatten, startete AC hier erst wirklich, als Edison der Unvermeidlichkeit nachgab. Obwohl Edison zu Beginn der Elektrifizierung in Europa in AEG investiert hatte, zögerte er, ein System zuzulassen, in dem die Europäer durch den Verkauf elektrischer Produkte hier in unseren Markt eintreten konnten. Nachdem Edison und Steinmetz auch mit verschiedenen Frequenzen experimentiert hatten (40 Hz war die erste große industrielle Installation im Folsom Power House in Kalifornien), entschieden sie sich für 60 Hz, teilweise wegen des Flimmerproblems, dann auch, weil dies europäische Geräte inkompatibel machen würde. Er wollte alles für sich ... was die gleiche Motivation ist, die hinter seinem anfänglichen Bestreben steckt, die AC-Verteilung überhaupt zu diskreditieren. Er wollte DC, weil er die US-Patentrechte an seinem DC-Dynamo besaß (obwohl er tatsächlich seinen ersten als Proof of Concept von Werner von Siemens gekauft hatte. Ja, DIESER Siemens ... Siemens hatte ihn in den USA nicht patentiert). . Wenn DC also gewonnen hätte, hätten wir etwa alle 5 Meilen Edison DC-Dynamos gehabt. Nur die Reichen würden es sich leisten können, und alle würden Edison für das Privileg bezahlen. Teslas Egalitarismus ruinierte seine Vision.

Dies wurde ausführlich in Die Simpsons behandelt :

Weißt du, Europa ist kein Ort für einen Sechsjährigen. Er kann mit 110 Volt umgehen, aber 220 würden ihn töten.

Spaß beiseite, sobald Sie einen Wert ausgewählt und eine beträchtliche Anzahl kompatibler Geräte hergestellt haben, wird der Preis für das Umschalten auf einen anderen Wert unerschwinglich hoch.

Wir haben gelernt, dass es um Ressourcen geht. Europa hatte reichlich Eisen und wenig Kupfer, daher 50 Hz. Während (fälschlicherweise) Amerika und insbesondere Pennsylvania einen Kupferüberschuss aufwiesen, also 60 Hz. 110 V, 60 Hz haben einen vierfachen Verteilungsverlust im Vergleich zu 220 V (Leistungsverlust = I Quadrat R). Deshalb ist der amerikanische Draht so viel dicker und die Überkopfverteilung (nicht unterirdisch) zeigt eine so spektakuläre Anzeige, wenn ein an einem Mast montierter Transformator hochfährt. Außerdem flackern die Lichter mit der doppelten Wechselstromfrequenz, einem Blinken in der positiven Halbwelle und einem Blinken in der negativen Halbwelle, nicht bei der Versorgungsfrequenz

In Großbritannien war die Verkabelung Ende der 1950er Jahre landesweit verfügbar. Der Rest Europas folgte kurz nach den USA. Da Großbritannien einige Zeit brauchte, um aufzuholen, hatten sie Zeit, etwas Wichtiges über die früheren Erfahrungen mit Haushaltsstrom zu lernen - Verkabelungshäuser waren teuer! Sie mussten viel Draht verwenden und durch Verdoppelung der Spannung reduzierten sie den Strom auf die Hälfte, wodurch die benötigte Drahtstärke verringert wurde.

Die Wechselstromfrequenz ist eine etwas bekanntere Geschichte ... Bis 1890 gab es keinen Standard für die Netzfrequenz. (offensichtlich) AEG, die in Europa ein Monopol auf die Stromerzeugung hatte, setzte den Standard auf 40 Hz, doch etwas später hatten sie bemerkt, dass Lampen bei dieser Frequenz flackerten. Also haben sie es auf 50 Hz erhöht, was in Ordnung war. Westinghouse erfuhr, dass dies zum Standard wurde, aber sie stellten fest, dass die Lichter immer noch ein bisschen flackern, so dass sie die Frequenz erhöhten. bis 60Hz. In den folgenden Jahren begannen sie mit der Verkabelung der gesamten USA und Motoren und andere Geräte wurden für diese Frequenz entwickelt. es war also nicht einfach, es länger zu ändern.