Warum verwenden die USA 110 V und Großbritannien 230-240 V?

Sie sollten nicht überrascht sein, dass sie unterschiedliche Spannungen und Frequenzen verwenden, Sie sollten überrascht sein, dass es nur zwei große Spannungs-/Frequenzstandards gibt.

Als die Elektrizität erstmals eingeführt wurde, lieferte jeder Erzeuger eine andere Spannung und Frequenz (oder sogar Gleichstrom anstelle von Wechselstrom). Nach und nach schlossen sich Hersteller zusammen, Regierungen setzten Standards und der Druck des Marktes verlangte, dass Geräte überall eingesetzt werden konnten. Dies führte zu der aktuellen Situation, in der der Druck nach einem Weltstandard durch die investierten Interessen ausgeglichen wird.

Für die gleiche Energiemenge benötigen 110 V mehr Strom, daher dickere Drähte. 230 V erfordern eine bessere Isolierung. In einigen seltenen Situationen kann es gefährlicher sein, 220 V zu berühren.

Ich glaube nicht, dass 50 oder 60 Hz einen signifikanten Unterschied machen. (Ein Eisenkern für einen Transformator könnte bei 60 Hz etwas kleiner sein. Aber Eisenkerne sind soooo letztes Jahrhundert ...)

Es ist schwer, endgültig zu sein. Aber bevor die Wechselstromverteilung weit verbreitet war, gab es in den Vereinigten Staaten zwischen Edison und Westinghouse einen erbitterten Kampf um die Gleichstrom- versus Wechselstromverteilung .

Das DC-System von Edison verwendete +110 V, 0 V und -110 V. Es gab eine Kampagne von Edison, um Wechselstrom als gefährlich darzustellen, und ging sogar so weit, einen mit Wechselstrom betriebenen elektrischen Stuhl als Hinrichtungsgerät einzuführen, wodurch die "Gefahr von Wechselstrom" demonstriert wurde. Nachdem Wechselstrom weithin als dem Gleichstrom für die Stromverteilung überlegen anerkannt wurde, wurden 110 V zum Standard für die Wechselstromverteilung, vermutlich weil es die "sicherere" Spannungsebene des Gleichstromsystems verwendete.

Nachdem Metallfadenlampen machbar wurden, wurden 220 V in Europa wegen der niedrigeren Vertriebskosten üblich .

Was 50 Hz gegenüber 60 Hz angeht ... nun , das ist nur das metrische System .

Aus dem gleichen Grund pflastern wir immer noch Straßen, die um Gebäude herumführen, die vor einem halben Jahrhundert abgerissen wurden.

Historisch gesehen wählte jemand oder eine Gruppe in jedem Land eine Zahl aus, andere folgten diesem Beispiel, und es wurde „ein Standard“. Jetzt stecken wir mit ihnen fest.

Jedes hat seine Vor- und Nachteile. Sie können ewig darüber streiten.

Das 110-V-Problem ist einfach, dass, nachdem Tesla und Westinghouse bewiesen hatten, dass Wechselstromübertragung über große Entfernungen möglich war, das Hauptproblem, das die Verbreitung der Elektrifizierung vorantreibt, die Beleuchtung in Häusern war, die die Gas- und Ölbeleuchtung ersetzte, die damals eine große Brandgefahr darstellte. Edisons Lampen hatten 100 V, aber einer Lampe ist es egal, ob sie Wechselstrom oder Gleichstrom erhält. Daher wurde unser AC-Verteilungssystem AUF WOHNEBENE entwickelt, um die vorhandene installierte Basis und Lagerverfügbarkeit von Edisons Lampen zu nutzen. Als sich dann persönliche Geräte zu verbreiten begannen, wurden sie entwickelt, um die 110-VAC-Beleuchtungskreise zu nutzen, die bereits in Häusern verwendet wurden, und das Konzept zementierte sich in unserer Kultur, wo es kein Zurück mehr gab.

Das 50/60-Hz-Problem ist anders und überhaupt nicht "metrisch" (was ist metrisch an der Zahl 50?). Obwohl Westinghouse/Tesla sich dafür eingesetzt haben, ist AC hier erst richtig durchgestartet, nachdem Edison der Unvermeidlichkeit nachgegeben hatte. Obwohl Edison in AEG investierte, als Europa mit der Elektrifizierung begann, zögerte er, ein System zuzulassen, in dem Europäer in unseren Markt eintreten könnten, indem sie hier elektrische Produkte verkaufen. Nachdem sie auch mit verschiedenen Frequenzen experimentiert hatten (40 Hz war die erste große industrielle Installation im Folsom Power House in Kalifornien), entschieden sich Edison und Steinmetz für 60 Hz, teilweise wegen des Flimmerproblems, dann aber auch, weil es europäische Geräte inkompatibel machen würde. Er wollte es ganz für sich allein … und das ist die gleiche Motivation hinter seinem anfänglichen Vorstoß, den AC-Vertrieb überhaupt zu diskreditieren. Er wollte DC, weil er die US-Patentrechte an seinem DC-Dynamo besaß (obwohl er seinen ersten tatsächlich zum Proof of Concept von Werner von Siemens gekauft hatte. Ja, DASS Siemens ... Siemens hatte es nicht in den USA patentiert) . Wenn DC also gewonnen hätte, hätten wir etwa alle 5 Meilen Edison DC-Dynamos gehabt. Nur die Reichen könnten es sich leisten, und sie alle würden Edison für dieses Privileg bezahlen. Teslas Egalitarismus ruinierte seine Vision.

Wir haben gelernt, dass es um Ressourcen geht. Europa hatte reichlich Eisen und war knapp an Kupfer, daher 50 Hz. Während (fälschlicherweise) Amerika und insbesondere Pennsylvania einen Kupferüberschuss hatten, daher 60 Hz. 110 V, 60 Hz haben einen 4-fachen Verteilungsverlust im Vergleich zu 220 V (Leistungsverlust = I zum Quadrat R). Aus diesem Grund ist der amerikanische Draht so viel dicker und die oberirdische (nicht unterirdische) Verteilung bietet eine so spektakuläre Darstellung, wenn ein an einem Mast montierter Transformator hochfährt. Außerdem flackern Lichter mit der doppelten AC-Frequenz, ein Blinken in der positiven Halbwelle und ein Blinken in der negativen Halbwelle, nicht mit der Versorgungsfrequenz

Dies wurde ausführlich in Die Simpsons behandelt :

Weißt du, Europa ist kein Ort für einen Sechsjährigen. Er kann mit 110 Volt umgehen, aber 220 würden ihn umbringen.

Spaß beiseite, sobald Sie einen Wert ausgewählt und eine beträchtliche Menge kompatibler Geräte produziert haben, wird der Preis für den Wechsel zu einem anderen Wert unerschwinglich hoch.

In Großbritannien war die Verkabelung Ende der 1950er Jahre landesweit verfügbar. Der Rest Europas folgte kurz nach den USA. Da das Vereinigte Königreich etwas Zeit brauchte, um aufzuholen, hatten sie Zeit, etwas Wichtiges über die bisherigen Erfahrungen mit Haushaltsstrom zu lernen – die Verkabelung von Häusern war teuer! Sie mussten viel Draht verwenden und durch Verdoppeln der Spannung reduzierten sie den Strom auf die Hälfte, wodurch der benötigte Drahtquerschnitt reduziert wurde.

Die AC-Frequenz. ist eine etwas bekanntere Geschichte... Bis 1890 gab es keinen Standard für die Netzfrequenz. (offensichtlich) AEG, die ein Monopol auf die Stromerzeugung in Europa hatte, legte den Standard auf 40 Hz fest, aber etwas später hatten sie bemerkt, dass Lampen bei dieser Frequenz flackerten. Also haben sie es auf 50 Hz erhöht, was in Ordnung war. Westinghouse erfuhr, dass dies zum Standard wurde, aber sie dachten, dass die Lichter immer noch ein wenig flackern, also erhöhten sie die Frequenz. bis 60 Hz. In den folgenden Jahren begannen sie, die gesamten USA zu verkabeln, und Motoren und andere Geräte wurden für diese Frequenz ausgelegt. es war also nicht mehr einfach, es zu ändern.