Защо в различните страни напрежението и честотата в електрическата мрежа се различават

В Съветския съюз до 60-те години променливотоковото напрежение е имало ефективна стойност от 127 волта. В Съединените щати през същите години напрежението на изхода достига 120 волта. По-късно стойностите на токовото напрежение в мрежите ще бъдат стандартизирани с промени, за да се намали консумацията на мед за проводниците, защото за предаване на една и съща електрическа мощност, колкото по-малко е напречното сечение на проводниците, толкова по-малък е токът, а токът в проводника ще бъде по-малък, толкова по-високо е напрежението при трансмисия.

Този преход обаче няма да се случи веднага. Икономически, предаването на електроенергия при високо напрежение, разбира се, е по-изгодно, но преминаването към друго напрежение в национален мащаб в никакъв случай не е евтино, да не говорим за промяна на сегашните стандарти за честота.

Исторически първите електрически мрежи в САЩ дължаха напрежението си от 110 волта на известния изобретател Томас Алва Едисън, Това са неговите електрически крушки с въглеродни нишки, предназначени за постоянно захранване с напрежение 100 волта още преди победата на Никола Тесла в "Текущата война", която (победата) постепенно се утвърждава в съзнанието на инженерите от 1928 година.

Факт е, че типичното напрежение на постоянните електроцентрали на Едисон е било само 110 волта, защото 10 волта просто са изчезнали по време на предаването, тъй като добра част от предаваната мощност просто се е разсейвала по проводниците под формата на топлина според закона на Джоул-Ленц. В същото време компанията на Едисън дори не се е замисляла да изостави стандарта си от 110 волта.

С изобретението през 1883 г. от Никола Тесла (а в Русия - Михаил Осипович Доливо-Доброволски, Последвано от тесла) на променлив двигател с променлив ток започна широко разпространение на електрификацията на европейския континент, където лампите с нажежаема жичка имат метална нажежаема жичка и напрежението на такава лампа трябваше да се удвои - 220 волта, което в началото започна да се получава чрез паралелно свързване на две линии от 110 волта, което беше икономически неизгодно ,

Така 220 волта на променлив ток се появиха незабавно в Берлин, веднага щом градът започна да се електрифицира широкомащабно, а загубите на мощност по време на предаването намаляха в резултат на четири. Те не започнаха да увеличават напрежението допълнително, тъй като това не би било безопасно за хората.

В Съединените американски щати TN-C-S е стандартната система за захранване днес. В системата TN-C-S трансформаторната подстанция има директна връзка на проводимите части със земята и плътно заземен неутрал. Вижте повече за това тук - Принципите на работа на заземяващите системи за сгради TN-C и TN-C-S.

За да се осигури комуникация на мястото на трансформаторната подстанция - входа на сградата, се използва комбиниран нулев работен (N) и защитен проводник (PE), приемащ обозначението PEN. Еднофазното напрежение тук вече е 120/240 волта, то се осигурява от понижаващ трансформатор със заземен централен терминал.

Общоприетата честота на променлив ток в Съединените щати в момента е 60 Hz, което теоретично позволява използването на по-малко мед и желязо върху трансформатори и двигатели, отколкото би било необходимо при честота 50 Hz.

По отношение на средната стойност, близка до историческите 110 волта, в САЩ той вероятно остава като почит към Едисон, по време на славата му са изградени твърде много 110 волтови електропроводи. От друга страна, 110 волта е по-безопасно за хората от 220 волта. Какво не е плюс в полза на САЩ?

В сравнение със САЩ, в Европа и в Русия, с широкото въвеждане на променливотокови мрежи, стандартните 220 волта се появиха веднага. След войната в СССР трансформаторите в цялата страна са заменени с нови, те веднага са инсталирани с изходно напрежение 220 волта, вместо бившите 110-127 волта.В СССР немски учени, участвали в електрификацията на страната, имаха ръка при избора на стандартното напрежение.

И така се случи "220 волта с честота 50 Hz" в Съветския съюз, а след това в Русия и страните от ОНД. В Европа днес стандартното напрежение е 230 волта 50 Hz, в Русия всъщност е същото, но официално тази стойност е регулирана за Русия след 90-те години със следния документ - GOST 29322-2014.

Вижте и на нашия уебсайт: Защо стандартът за честота е 50 херца е избран в електроенергийната индустрия