为什么我国采用220v电压,美国却使用110v电压?差距到底有多大?电压是电力系统中最基本的参数之一,它决定了电器的工作性能和安全性。不同的国家和地区采用的电压标准也不尽相同。其中最常见的两种电压是220V和110V,分别代表了欧洲和美国的电力系统。
为什么会出现这样的差异?220V和110V各有什么优缺点?电压标准的形成和发展与电力系统的建设和发展有着密切的关系。在19世纪末到20世纪初,电力系统开始在全球范围内普及,但当时并没有一个统一的电压标准,而是由不同的电力供应商和制造商根据自己的技术和利益来决定。
其中最有影响力的是两位电力领域的天才爱迪生和特斯拉。爱迪生是直流电的倡导者,他的直流电系统使用110V的电压,因为他的发明基于照明灯泡,而不是需要较高电压的电动机等大功率设备。他认为110V的电压是最安全最省钱的电压,是配电中安全经济的电压。他的直流电系统在美国得到了广泛的应用和推广。
早期我国的发电设备依赖进口,绝大多数都来源于美国、英国、德国等西方国家。这也就造成了一个现象,我国的民用电压五花八门,跟着进口的国家跑。因此我国早期的电网基本上都是小型局域电网,标准电压也各不相同。不止有大家比较熟悉的110伏和220伏,还有190伏、380伏等。
1928年,亚浦耳公司呈文建议把200伏50赫兹作为我国的标准电压以及标准频率。1930年,国民政府正式公布了我国第一个电压频率标准,也就是现在用的220伏50赫兹。
从电力运输过程的电线损耗角度来看,由于电流越大,电阻损耗的功率也越大。而在电阻相同的情况下,220V的交流电的损耗比110V的要小,这对当时科技和经济都相对落后的中国来说是一个巨大的优势。
从电力运输成本来看,110V、110V电压水平比220V更低,这意味着在运输过程中110V的负荷电流更高。所以在运输相同电量的情况下,220V电压所需使用的导线截面积仅仅是110V电压的一半。采用220V电压可以节省铜等有色金属,降低运输线网成本。
因为当时的矿产开发不发达,铜价昂贵,所以选用小截面积的导线。这种情况一直持续到建国初期,甚至上世纪都没有改变。那时我国贫穷落后,需要大力发展工业,因此采用220V电压可以有效节省有色金属,降低建造成本。
·第三点,从变压器的工作负荷来看,220V电压比110V电压能让变电器的负担更小,这样变电器这个关键又脆弱的节点就能更安全。
从安全性的角度来说,110和220V对人体都能造成致命性的伤害。行业规定:安全电压为不高于36V,持续接触安全电压为24V,安全电流为10mA。36V是指接触的瞬间,24V是指长时间接触。
上面说的是一般情况,但想必大家也看到很多奇闻说某些人不怕电之类,这其实与每个人的人体电阻有关,不同的人能承受的电压电流是不同的,没办法直接计算的。家用电对人体来说就是高压电,不要轻易尝试,不要挑战自己的身体底线,伤害不能承受之重。
通过对比中国和美国的电压使用情况,我们可以看到虽然两国的选择有着各自的历史和技术背景,但从长远来看,高电压系统在传输效率和适应未来电力需求方面具有明显优势。虽然改变现有系统会带来巨大的经济成本和社会挑战,但为了更高效、更安全、更环保的电力使用,这样的改变是值得的。
220伏的电压不仅在中国,在全球范围内也被证明是一种有效的电力供应方式。无论是从经济效率还是从环保角度,高电压的电力系统都是未来发展的趋势。所以下次当你看到家中的插座时,也许可以思考一下,这背后不仅仅是一个简单的电源接口,而是一段跨越百年的科技与文化的历史。