149171
7
Кто-нибудь из вас в детстве плевал в розетку? :)
А вот вы не задумывались, почему там именно такое напряжение, а не 100 или, например, 300 вольт? Или почему не 200 ровно, а - 220?
А вот вы не задумывались, почему там именно такое напряжение, а не 100 или, например, 300 вольт? Или почему не 200 ровно, а - 220?
Толчок в развитии электричества пришелся на вторую половину XIX века. Именно в это время ученые сделали ряд открытий в этой области, которые позволили найти электричеству практическое применение. Томас Эдиссон изобрел первую электрическую лампочку и, пообещав всем очень дешевое освещение, принялся за строительство электростанций.
×
Первые лампы были дуговые, в них разряд происходил на открытом воздухе между двумя угольными стержнями. В это время эмпирически было установлено, что наиболее подходящим для горения дуги является напряжение 45 В. Чтобы уменьшить токи короткого замыкания, которые возникали в момент зажигания ламп (при соприкосновении углей), и для более устойчивого горения дуги включали последовательно с дуговой лампой балластный резистор.
Так же было установлено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время. Однако часто в одну цепь включали последовательно две дуговые лампы, для работы которых требовалось 2x45 = 90 В, а если к этому напряжению прибавить еще 20 В, приходящиеся на сопротивление балластного резистора, то получится напряжение 110 В.
Так же было установлено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время. Однако часто в одну цепь включали последовательно две дуговые лампы, для работы которых требовалось 2x45 = 90 В, а если к этому напряжению прибавить еще 20 В, приходящиеся на сопротивление балластного резистора, то получится напряжение 110 В.
Ошибка Томаса Эдиссона была в том, что он для выработки тока использовал генераторы постоянного тока, и пытался передавать по проводам постоянный ток. Радиус электроснабжения не превышал нескольких сотен метров и имел громадные потери. Попытки расширить границы района электроснабжения привели к рождению так называемой трехпроводной системы постоянного тока (110x2=220 В).
Одновременно Никола Тесла вел разработку и внедрение генераторов и систем переменного тока. Применение переменного тока напряжением в несколько тысяч вольт позволило упростить и удешевить электрическую сеть и увеличить радиус электроснабжения (более 2 км при потере до 3 % напряжения в магистральных проводах вместо 17—20 % в сетях постоянного тока). А на выходе к потребителям через трансформаторы напряжение понижалось до 127 вольт (3 фазы= 220 вольт, 1 фаза= 127 вольт по формуле √220/3 ).
Так продолжалось до 60-x годов прошлого века и в СССР, пока количество электроприборов не обогнало количество населения. Чтобы как-то снизить нагрузку, нужно было или утолщать провода в кабельных линиях или увеличить напряжение (I=U/R). Выбрали меньшее из зол и увеличили напряжение в сети до тех же 220 вольт, только на каждую фазу.
Русский ученый Доливо-Добровольский первым предложил разложить ток на активную и пассивную составляющие и рекомендовал принять в качестве основной формы кривой тока синусоиду. В отношении частоты тока он высказался за 30—40 Гц. Позднее в результате критического отбора получили применение лишь две частоты промышленного тока: 60 Гц в Америке и 50 Гц в других странах. Эти частоты оказались оптимальными, ибо повышение частоты ведет к чрезмерному возрастанию скоростей вращения электрических машин (при том же числе полюсов), а снижение частоты неблагоприятно сказывается на равномерности освещения.
Вот поэтому у нас в розетках 220 В, 50 Гц :)
P.S. первый пост на фишках, сильно не кидайтесь тапками, а?
P.S. первый пост на фишках, сильно не кидайтесь тапками, а?
Источник:
Ссылки по теме:
- Авария с участием Tesla Model S
- Продуманные родители
- Электрокар Тесла сгорел в США
- Tesla — сомнительное удовольствие?
- Электромобиль по патентам Теслы
реклама
При увеличении расстояния растёт электрическое сопротивление проводов, а также потери на их нагрев. При создании электрической линии, рассчитанной на передачу определённой мощности, существенно снизить потери можно только снижая сопротивление (делая провода толще) или повышая напряжение (понижая тем самым силу тока). Чтобы вчетверо снизить потери, приходится либо вчетверо снижать сопротивление, либо вдвое повышать напряжение. Таким образом, передача энергии на большие расстояния возможна только при использовании высокого напряжения.
Поскольку эффективных способов изменять напряжение постоянного тока на тот момент времени не существовало, в электростанциях Эдисона использовалось напряжение, близкое к потребительскому — от 100 до 200 вольт. Такие электростанции не позволяли передавать потребителю большие мощности. В результате эффективно использовать генерируемую электрическую энергию могли потребители, расположенные на расстоянии, не превышающем порядка 1,5 км от электростанции. Преодолеть это ограничение можно было сложными и дорогими мерами: использованием толстых проводов или строительством целой сети местных электростанций. Другими словами, подход Эдисона не позволял построить мощную электростанцию, снабжающую целый регион, равно как и построить ГЭС в подходящем для этого месте.
Напряжение переменного тока легко изменяется с помощью трансформаторов (КПД до 99%). Это даёт возможность как передавать ток по магистральным линиям весьма высокого напряжения на большие расстояния (сотни километров), так и строить сеть высоковольтных линий меньшего напряжения для поставки энергии на трансформаторные подстанции, а затем и потребителям. По той же причине переменный ток более универсален для решения иных, чем освещение, производственных и бытовых задач.
Эдисон усовершенствовал лампу накаливания и запустил её в массовое производство. В качестве нити он выбрал угольную нить. Оптимальное для неё напряжение было 100В, больше - её пришлось бы сделать или длинее или тоньше, т.е. значительно уменьшить долговечность, меньше - слишком большие потери в проводниках.
Рабочее напряжение первой эдисоновской электростанции (он впервые электрофицировал район Нью-Йорка) было 110В - 10% на потери в проводниках.
Когда, через несколько лет, электрификация проникла и в Европу, уже имели потенциальную актуальность и лампы с металлической нитью накаливания (кстати, не без участия Ладыгина - его патенты и на вольфрам и на другие металлы, например, осмий, использовались и в Европе и в Америке). Эти лампы могли работать и при вдвое большем напряжении. BEWAG (дочка Эдисоновской компании в Германии) при электрификации Берлина взяла за стандарт 220В. Увеличение напряжение вдвое снизило потери в проводниках вчетверо. Поднимать выше - уже слишком небезопасно для человека.
Так 220В прижилось в Европе и в т.ч. в России (ныне ЕС полностью перешло на стандарт 230В - уравняли те страны, где было 240В, в частности Великобританию)
В США ныне остался стандарт в 120В - Эдисоновское наследие (по разным штатам было по-разному - и 110, и 115, и 120, и 127). Для силовых потребителей (кондиционеры и т.п.) используется 240В. Но это не в розетке.
50/60Гц выбрано относительно случайно. При 40Гц нестабильно работали дуговые лампы (не накаливания! совсем другие, точнее даже не лампы, а свечи - типа Яблочковских), более 60 Гц - плохо работали (или вообще не работали) ассинхронные двигатели Теслы. В конце XIX века генераторы генерили кто во что горазд - от 16Гц до 133Гц. Но в Европе выбрали за стандарт 50 Гц (кажется это была компания Сименса), в США Вестингауз (второй "электрофикатор" Америки, конкурент Эдисона) выбрал 60Гц - на больше частоте лучше работали дуговые лампы и меньше мерцали лампы накаливания.
Эдисон поначалу использовал 50Гц, но потом переключился на стандарт Вестингауза, чтобы не проиграть ему во второй раз.
Вестингауз как раз и ввёл в практику электроэнергетики трансформатор (он и в большей мере его инженер Стэнли - тогда, в XIX веке или был создан Ш-образный пластинчатый привычный нам трансформатор). Вестингауз является отцом электроэнергетики переменного тока. Эдисон выступал за постоянный. Между ними разразилась известная "война токов", в ходе которой Эдисон изобрёл и ввёл в применение электрический стул. Но всё равно проиграл.
Он патентовал изобретения по всему миру, некоторые пытался прижить. На него работало куча народу. Сам он хоть и был ученый, но больше бюрократ.
Вообще-то это ещё в школе изучают ))))
Лампочки, как и накалки, так и дневного света с дросселями, выдают эдс самоиндукции, она как правило и вышибает защиту электромагнитную, поумничал опять ).
Да я не со школы тока помню, я инженер-наладчик в жизни )
Собсно и вам не хворать ;)
"Кто-нибудь из вас в детстве плевал в розетку? :)"
Есть такие? Народ отзовитесь:)