为什么美国使用110V单相电压?

为什么美国使用110V单相电压?

1⃣️在考量110V与220V两者间,美国人有的是财富,他们就选用了110V较为安全的电压。

2⃣️用电设备做功主要是电流量,为了确保功率只要确保线径粗度和导电性能的质地,美国人都能达到。

3⃣️我国为何采用220V供电,这与当年国家资源不足和地源辽阔相关,经专家论证110V输电要多耗近一半的材料。

4⃣️输电的特点,远程输电采用高压,电流小,但电流强度大,变压器可升压也可降压,电转磁便能得到磁转换出大电流的电。

如果采用110V输电,会出现隔一定距离后电流有所下降,只能增粗导线,这是不合算的。

5⃣️美国几百年来的用电设备供电都设置了110V,他们也感到有不足之处,但已就成了法定的电压。

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为什么美国使用110V单相电压?

从发电站向我们的家庭供电,主要是以交流电压的形式,且电压的极性可以按周期而产生变化。交流电源可以增加电流的传输距离,也可以很容易地用变压器进行升压或者降压。电压和频率是交流电的两个重要参数,但这些参数在世界上并没有统一标准,不同地区的标准有很大区别,但当前全世界民用电的电压,一般在100--240V之间,两个常用的频率是50赫兹和60赫兹。

不过,很久之前电力系统也使用过多个其他电压和频率的组合,电压在100--250V之间,频率则在25赫兹--133赫兹之间,甚至还使用过直流电,这说明电压的选择更多是与历史原因有关,而不是与配电系统的优化有关。

19世纪,托马斯·爱迪生在美国发明的电灯,使用的是110V直流电,当时的家用电器远没有当前这么五花八门,照明几乎是用电最普遍的地方,所以美国率先建立的电力系统就是以110V为基础。而同样在19世纪,尼古拉斯·特斯拉、乔治·威斯汀豪斯等人,研发出了三相交流发电、输电和配电系统,使用的则是220V电压,同样安全稳定。当时,在直流电与交流电哪一个更有优势的比较上,引发了著名的“电流之战”,虽然交流电更胜一筹,但美国的电力系统已经采用了110V,很难轻易改变。

后来,可以承受高压的金属白炽灯成为可能。1899年,柏林电力公司Berliner Elektrizitats Werke(BEW)决定利用金属白炽灯更高的电压容量,将其配电容量转换为220V标称配电,这最终成为德国和欧洲其他地区的配电模式,220V电力系统也变得普遍起来,所以220V最终被欧洲采用,毕竟220V的交流电传输距离更远,耗损更低,能带动更大功率的电器。也正是因为220V的诸多优势,因此我国电压也是220V标准,其实建国前东北、上海等地区也短暂使用过110V--120V标准,至于建国前的民国时期,各地电压更是五花八门。

实际上,当前美国许多地区名义上还是使用110伏左右的电压,但更多是用来照明,很多大型电器,以及工厂供电,使用的是三线制单相240伏系统。在这个系统中,标准的相对中性电压为120V左右,照明和小型电器连接在一根带电的电线和一根中性线之间。空调、水泵等大型电器通过两根带电导体连接,并以240伏的电压运行。

现在交流电源的频率取决于发电机的设计和转速,低速运行的发电机,将产生比高速运行发电机更低的频率,这些因素在决定运行频率方面起着重要的作用。当年德国AFG公司建造第一个欧洲发电厂时,他们决定将频率固定在50赫兹,这一标准基本在欧洲固定,我国也采用了同样的标准。另一方面,乔治·威斯汀豪斯创立的西屋电气公司,在美国决定采用60赫兹,最终导致世界电力主要分为两个频率标准。大多数60赫兹系统名义上是110--120伏,大多数50赫兹是210--240伏。

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为什么美国使用110V单相电压?

为什么美国使用110V交流单相电?

没交流电之前是110V直流电,又有较为成熟的直流配电系统,直流电在美国是得到了相当广泛应用的。

熟悉的大名鼎鼎的爱迪生不仅是大发明家,还是一位赫赫有名的商人。直流电在美国得到一段时间相当广泛应用,得益于他。

直流配电系统在没交流电之前,确实各个人们带来了光明,但是爱迪生的直流输电系统采用110V不足之处,一是架线浪费大量铜线,二是电能输送过程损耗大,可见直流电远距离传输是极其不利的。虽然缺点突出,但是为爱迪生带来财富和声望。

好景不长,他在法国的分公司经理给他推荐了一位仰慕他的年轻天才,也就是交流电开创者—特斯拉。虽然特斯拉来到了爱迪生所在的美国公司,但是此时爱迪生凭借他的直流配电系统和灯泡专利,在拓展美国的电气照明系统。

可是特斯拉看出了直流配电系统的局限性,不断的思考和探索,把自己认为利用交流电产生电能想法阐述给爱迪生。站在爱迪生的角度看,直流配电系统足够使用了,只要稍加改进即可,于是对特斯拉的设想抱有冷淡态度,甚至他的导师都说他是痴人说梦,像永动机一样无法实现的。

在爱迪生手下,正因为他的设想威胁到老板的商业利益,处处受到排挤,特斯拉的才能未能发挥出来。幸运的是,遇到了他的真正的伯乐,威斯汀豪斯,他是科学家也是商人。威斯汀豪斯的公司就是现在美国知名的西屋公司,特斯拉在这里完善了构思已久的交流电体系,以及他的交流发电机。

西屋公司也把之前的133Hz交流供电系统改成了60Hz,也就是现在的美国用电频率。交流电供电体系解决直流配电系统的不足,可大大的减少输电损耗和铜线的用量,非常经济的配电系统。

所以美国现在的单相电交流110V 60Hz就是在爱迪生直流配电系统基础上改变的。直流配电系统在爱迪生的主持下已有基础而且相当广泛。所以什么输配电线路也就没有重新变更,只是沿用原来的。只是把直流电110V改变成交流110V给用户使用即可。

远距离传输电能难题解决,只是用了特斯拉改进的变压器,在发电机侧把交流电升压为交流高压,到了用户区再用变压器降压为110V 60Hz民用电即可。毕竟用户区之前很多用户都是用直流电110V的,线路的敷设是相当的完善,所以在原有基础只要把直流电改变成交流电,这样就是把之前的线路利用起来。虽然看起来浪费,但是重新开始敷设更加浪费,权衡之下这是利益最大化的选择。

直流配电系统战败,自己被迫退出公司的领导位置,也就是现在美国知名的通用电气公司。假如爱迪生采纳特斯拉的设想,以爱迪生的商业头脑,可能会是世界最有钱的发明家兼商人。

为什么美国使用110V单相电压?

在电力发展过程中,没有资料证明人们考虑用110V还是220V是考虑安全性问题,这两种电压对人体都是危险的,致命危害时间上有100毫秒即十分之一秒的差距,并且也要看具体的人、具体情况而不同。约150年前,爱迪生发明了碳丝白炽灯,使用110V直流电,运行良好,他在纽约建了世界第一个商业化供电系统,以110V直流为85家客户400个灯泡供电,后发生交、直流电之争,最后交流电胜出,当时美国电气工程师协会推荐的电压110V和220Ⅴ都在之列,但后来钨丝灯泡发明,110v额定电压灯泡比220V额定电压灯泡发光效率高,而当时灯泡是唯一用电电器,这影响了电压的选择,美国就延用110V。

电力使用传到欧洲,欧洲人认为110电压低,传输中线路损耗大,力推220V。我们都知道,功率等于电压Ⅹ电流,要保证同样功率,电压低就需电流大,线路损耗为线路电流Ⅹ线路电阻,电流大就线路损耗大,也可做另外理解,电流大需要的输电线就要粗,线路材料成本就高。我试举例计算,假若用220V为标定220Ⅴ5KW的电器供电,线路电流约22.7A,需选2.5平方铜线,若用110Ⅴ给标定为110Ⅴ5Kw电器供电,电流约45.5A,需选6平方的铜线才行,线料铜材要增加1.4倍,这个材料消耗对一个国家来说是巨大的。

美国早期电压些在用电量还不太大时选择的,后来想再改换220Ⅴ,巨量的发电设备、电网系统、电器设备的更换就成为不可能的事情了。

现世界绝大多数国家采用220v,仅20个左右国家和地区用110V,我国在民国时期政府规定了220v标准,但当时各地电网来源不同,不够统一,解放后我国工业化学苏联,苏联按欧洲的220V标准,我国大陆统一以此为标准,台湾地区是110v,可能与日本当年佔领统治有关,日本是用110V的。

世界用电电压标准分布图。

为什么美国使用110V单相电压?

记住不变的道理,能量守恒!对于用电我们国家的一般小型用电设备也标注的是120-230V的,像笔记本电脑,手机充电器等!要问两者优缺点,当然电压等级低的会更安全,但是懂点电的都知道,高电压小电流的道理,所以相对电压等级高的输电线路截面就可以小一些,这样就可以节约一部分能源!反之就多费了!

但是亘古不变的道理就是安全用电,不要让习惯成自然让不良的用电习惯伴随你!

在此祝朋友们都健康快乐吧!

为什么美国使用110V单相电压?

明确的告示大家,韩国人大概1976年开始1996年,把110伏单相电压换了220伏,现在当年参加工程的人员,很后悔换成220伏电压。有的人说110伏电压也危险,能懂欧姆定律的人会知道。

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