Почему напряжение в бытовой сети в РФ – 230/380 В, а в США – 130V, 270V и так далее?

Мы ежедневно, привычно пользуемся электросетью с напряжением 220-240 В. Соответственно, вся наша домашняя техника, гаджеты рассчитаны именно на такой формат. Кто-то удивится, но данный стандарт принят далеко не везде. Так, в Штатах и ряде других государств работает абсолютно другая, американская схема. Напряжение в бытовых сетях составляет 108-130 V. Если подключить в электросеть с высоким напряжением устройство, изначально рассчитанное на 100-130 V, он элементарно сгорит. При обратной ситуации прибор не будет работать, а зарядка, если она рассчитана на 110-240 В (это должно быть написано на этикетке), будет заряжать медленнее.

Чтобы не получить неприятный «сюрприз», перед поездкой за границу необходимо уточнять данную информацию. При необходимости брать с собой соответствующие зарядные устройства и адаптеры под другие розетки, или покупать адаптированную к местным сетям технику. Сегодня я хочу рассказать, откуда возникли такие различия и почему нельзя привести все электросети к единому стандарту.

В чем отличия американского и европейского стандартов

Как правило, большая часть ассортимента бытовой техники, электроники, гаджетов, продающихся в отдельно взятом государстве, адаптированы под общепринятый формат. Также, как и вилки, розетки. Напряжение в сети может отклоняться в большую или меньшую сторону на 10-15%. Таких колебаний не стоит опасаться: современная техника, блоки питания и сетевые фильтры переносят их легко.

Сегодня большинство стран мира используют два основных стандарта:

• американский, с напряжением 108-132 V и частотой 60 Гц. Он распространен на территории США, в Канаде, Японии, большинстве стран Латинской Америки. При этом используются вилки (тип А) с двумя плоскими лезвиями толщиной 1,5 мм, или тип В, с двумя лезвиями и одним круглым контактом для заземления. А также соответствующие розетки;
• европейский принят на территории России, по всей Европе, в Азии. Напряжение в электросети поддерживается на уровне 220-240 В, частота — 50 Гц. Оборудование подключают с помощью типовых штепсельных вилок С, с двумя круглыми контактами, или круглыми вилками F с заземлением.

Некоторые страны пошли по собственному пути. Так на Филиппинах, в Корее и Саудовской Аравии работает схема 220 V и 60 Гц, а на Мадагаскаре — европейские 50Гц и пониженное американское напряжение тока. В разных регионах и городах Мексики электроснабжение обеспечивается местными подстанциями. Поэтому в сети может быть 115, 127, 230 V. А в Индии и Нигерии предпочитают выпускать электроприборы с блоками питания, стабильно работающими в диапазоне от 110 до 240 В.

Почему появилось разделение на стандарты

Чтобы понять, почему мир изначально не привел показатели в местных электросетях к одному знаменателю, нужно углубиться в историю. Понять, как шел прогресс в отдельно взятых «центрах цивилизации».

Соединенные Штаты Америки

Родоначальником энергосетей в Штатах был знаменитый Эдисон. В 1880-ом году он получил патент на электросети постоянного тока с тремя проводами (заземления, на +110 и -110). Такого напряжения вполне хватало, чтобы подключить фонари на городских улицах, немногочисленные слабые лампочки с угольными нитями накаливания. За семь последующих лет в Штатах было построено более сотни электростанций, обеспечивающих электроэнергией населенные пункты и производства.

Его конкурент и идеологический противник Николя Тесла вел исследования переменного тока. Эдисон резко возражал против перехода на переменный ток, ставил страшные опыты над животными, доказывая его опасность. При этом выступал за смертную казнь на электрическом стуле, подключенном именно к переменному току — для нагнетания обстановки.

На самом деле, при поражении током многое зависит не от напряжения, а от сопутствующих факторов: наличие заземления, длительность контакта, одной рукой человек схватился или двумя, стоит на мокрой земле или резиновом коврике.

Свою «Битву токов» Эдисон проиграл. У постоянного тока обнаружился существенный недостаток: его сложнее преобразовывать, повышать или понижать напряжение до требуемого, тогда как для переменного нужен всего лишь компактный трансформатор. Поэтому американские штаты постепенно перешли на переменный ток, используя уже налаженную систему. Именно поэтому напряжение в бытовой сети осталось на уровне 110 V, с частотой 60 Гц. В 60-х годах был введен единый, увеличенный стандарт — 120 V. А постоянный ток сегодня используется преимущественно на ЛЭП очень высокой мощности, так как у него минимальные потери при передаче на большие расстояния.

Европа

В Европе хватало своих энтузиастов-изобретателей. Европейские ученые изначально ввели в обиход лампы с металлическими нитями накаливания и вели эксперименты с переменным током. Поэтому электросети и приборы изначально рассчитывались на переменный ток. Чтобы разогреть металлическую нить, требовалось более высокое напряжение — больше 200 В. Упрощая себе задачу, они просто использовали два стандартных американских кабеля на 110 V, получив общее напряжение в 220 V — знакомо, да? Позднее кустарную поделку заменили однотипными кабелями, рассчитанными на эти самые 220 V. Так Европа пришла к собственному стандарту: 220-240 В и частота 50 Гц. При этом европейцы искренне считают, что их система более эффективна и менее затратна. Хотя, это довольно спорный вопрос.

Российская Империя/СССР

В царской России гидроэлектростанции появились в конце XIX века. Электричеством освещали улицы и общественные объекты — театры, музеи, библиотеки, правительственные учреждения. Так как оборудование закупалось за границей, переделывать ничего не стали, ввели американскую систему с пониженным напряжением. После революции, когда началась кампания по электрификации всей страны, его подняли до 127 В. Только после Второй мировой войны, когда всю европейскую часть пришлось поднимать из руин, было принято решение перевести энергосистему на 220 В. Сделали это с учетом растущих потребностей населения и производств, отказавшись от попытки решить проблему путем увеличения сечения всех кабелей. Думаю, многие удивятся, но полностью этот переход был завершен только в конце 80-х годов, в самый разгар Перестройки.

С 2003 года Россия предприняла шаги для увеличения стандартного напряжения до 230 V, так как энергопотребление за последние 20-30 лет выросло многократно. Был разработан новый стандарт ГОСТ29322-2014. Согласно ему, напряжение в электросетях для потребителей должно составлять 230/400 V, с допуском плюс-минус 10%. Но, фактически, бытовая сеть остается на том же уровне, что и 20 лет назад.

В чем плюсы этих стандартов

Удивительно, но каждое государство подводит серьезные экономические обоснования под использование обоих стандартов напряжения.

220 V

Для такого напряжения подходит электропроводка с сечением в 2 и более раза меньше, чем для американской схемы. Это работает и при производстве силовых кабелей, электрошнуров для энергоемкой бытовой, строительной, производственной спецтехники. В масштабах страны это приводит к солидной экономии.

• Монтаж такой сети более простой, требует меньше времени и средств. Не нужно подводить по два провода для подключения мощных электроприборов.
• К любой розетке в доме или на предприятии можно подключать достаточно мощную бытовую технику — стиральные машинки, электрочайники, плиты, пылесосы, дрели.
• Такие электросети проще в обслуживании, а провода меньше греются.

Для бытовой электросети достаточно одного трансформатора на каждые 600 метров улицы. То есть, любой объект электрификации должен находиться от высоковольтного трансформатора на расстоянии не более 300 м.

120 V

В США стандартное напряжение для передачи на длинные расстояния, внутри населенных пунктов, составляет 720 В. На входе к каждому потребителю устанавливается трансформатор, понижающий напряжение до 120 V. При этом энергопотери минимальны, а сама система по общей стоимости выгоднее, чем европейская.

• В каждый дом проводятся три линии — нейтральный провод заземления и две разнонаправленные фазы по 120 В. Для обычной техники хватает одной фазы. Для более мощных к двухфазной розетке подводят оба провода, получая в сумме 240 В.
• Собственный стандарт, который распространился на обе Америки, Северную и Южную, позволил создать единое экономическое пространство. Потребители предпочитают покупать технику, изготовленную отечественными предприятиями, чем адаптировать европейскую или китайскую.
• Однофазная трехпроводная система экономит материалы проводников, если сравнивать с российской и европейской однофазной схемой.

И, наконец, частота. Она не оказывает влияния на напряжение. Но именно от нее зависят стабильность, качество тока. Для тонкой электроники, сложной аппаратуры эти качества имеют решающее значение. Кроме того, при передаче тока с частотой 50 Гц по длинным линиям потери мощности меньше, чем при 60 Гц.

Будет ли введен единый стандарт?

Ответ отрицательный. Развиваясь по собственному пути, государства выстроили инфраструктуру, наладили производство, опираясь на принятые у них стандарты. Перевод всего промышленного комплекса, коммунального хозяйства на новую систему энергопитания связан с миллиардными расходами, потерями времени, темпов развития.

При этом нет абсолютно никакого стимула для таких огромных затрат. Уже существующие энергосистемы полностью устраивают и жителей стран, и бизнес, и руководство. Ну, а некоторые сложности для путешественников или покупателей бытовой техники вполне решаемы: достаточно приобретать универсальные БП, устройства с вилками для любых розеток.

Если ищите мужской кошелек, посмотрите подборку на эту тему — Выбираем кошелёк для налички и разных карт: 10 мужских моделей в 2024 году.