Perché in diversi paesi la tensione e la frequenza nella rete elettrica differiscono

In Unione Sovietica fino agli anni '60, la tensione di rete CA aveva un valore effettivo di 127 volt. Negli Stati Uniti negli stessi anni, la tensione all'uscita ha raggiunto 120 volt. Successivamente, i valori della tensione corrente nelle reti saranno standardizzati con modifiche, al fine di ridurre il consumo di rame per i fili, perché per trasmettere la stessa energia elettrica, minore è la sezione trasversale dei fili, minore è la corrente e la corrente nel filo sarà minore, maggiore sarà la tensione a trasmissione.

Tuttavia, questa transizione non avverrà immediatamente. Economicamente, la trasmissione di elettricità ad alta tensione, ovviamente, è più redditizia, ma il passaggio a un'altra tensione su scala nazionale non è affatto economico, per non parlare del cambiamento degli attuali standard di frequenza.

Storicamente, le prime reti elettriche negli Stati Uniti dovevano la loro tensione di 110 volt al famoso inventore Thomas Alva Edison. Queste sono le sue lampadine con filamenti di carbonio progettate per una tensione costante di alimentazione di 100 volt anche prima della vittoria di Nikola Tesla nella "Guerra attuale", che (vittoria) fu gradualmente affermata nelle menti degli ingegneri dal 1928.

Il fatto è che la tensione tipica delle centrali a corrente continua di Edison era di soli 110 volt, perché 10 volt semplicemente scomparivano durante la trasmissione, poiché una buona frazione della potenza trasmessa veniva semplicemente dissipata nei fili sotto forma di calore secondo la legge Joule-Lenz. Allo stesso tempo, la società di Edison non ha nemmeno pensato di abbandonare il suo standard di 110 volt.

Con l'invenzione nel 1883 di Nikola Tesla (e in Russia - Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, Seguito da tesla) di un motore a induzione in corrente alternata, iniziò una diffusa elettrificazione del continente europeo, dove le lampade a incandescenza avevano un filamento metallico e la tensione di una tale lampada doveva essere raddoppiata: 220 volt, che inizialmente iniziarono ad essere ottenuti mediante il collegamento parallelo di due linee di 110 volt, che era economicamente non redditizio .

Quindi 220 volt di corrente alternata apparvero immediatamente a Berlino, non appena la città iniziò a elettrificarsi su larga scala e, di conseguenza, le perdite di potenza durante la trasmissione diminuirono di quattro volte. Non hanno iniziato ad aumentare ulteriormente la tensione, poiché ciò non sarebbe sicuro per l'uomo.

Negli Stati Uniti d'America, TN-C-S è oggi il sistema di alimentazione standard. Nel sistema TN-C-S, la sottostazione del trasformatore ha una connessione diretta delle parti conduttive con la terra e un neutro strettamente collegato a terra. Vedi di più qui - I principi di funzionamento dei sistemi di messa a terra per edifici TN-C e TN-C-S.

Per garantire la comunicazione nel sito della sottostazione del trasformatore: viene utilizzato l'ingresso dell'edificio, un funzionamento a zero combinato (N) e un conduttore di protezione (PE) che accetta la designazione PEN. La tensione monofase qui è ora 120/240 volt, è fornita da un trasformatore step-down con un terminale centrale messo a terra.

La frequenza CA generalmente accettata negli Stati Uniti al momento è 60 Hz, che teoricamente consente di utilizzare meno rame e ferro su trasformatori e motori di quanto sarebbe necessario a una frequenza di 50 Hz.

Tuttavia, per quanto riguarda il valore medio vicino ai 110 volt storici, negli Stati Uniti probabilmente rimase in omaggio a Edison, durante la sua gloria furono costruite troppe linee elettriche a 110 volt. D'altra parte, 110 volt è più sicuro per l'uomo di 220 volt. Cosa non è un vantaggio a favore degli Stati Uniti?

Rispetto agli Stati Uniti, in Europa e in Russia, con la diffusa introduzione di reti in corrente alternata, i 220 volt standard apparvero immediatamente. Dopo la guerra in URSS, i trasformatori in tutto il paese furono sostituiti con nuovi, furono immediatamente installati con una tensione di uscita di 220 volt invece dei precedenti 110-127 volt.In URSS, gli scienziati tedeschi che hanno partecipato all'elettrificazione del paese hanno avuto una mano nella scelta della tensione standard.

E così accadde "220 volt con una frequenza di 50 Hz" nell'Unione Sovietica, e poi in Russia e nei paesi della CSI. Oggi in Europa la tensione standard è di 230 volt 50 Hz, in Russia è effettivamente la stessa, ma ufficialmente questo valore è stato regolato per la Russia dopo gli anni '90 dal seguente documento - GOST 29322-2014.

Vedi anche sul nostro sito Web: Perché lo standard di frequenza di 50 Hertz è stato scelto nel settore dell'energia elettrica

Comments

[#1 Alex gal]

Non esiste una linea di trasmissione a 110 V negli Stati Uniti e non lo è mai stata. Lì, le linee sono solo ad alta tensione, sul supporto vicino a ogni casa c'è un trasformatore step-down da cui due fasi (tra loro 220 V) e un punto medio (zero) che fornisce 110 V con una fase già entrano nella casa. Negli appartamenti e nelle case, l'attrezzatura (di solito la più potente) è a 220 V, il resto a 110 V.

[#2 Andrew]

E in URSS fino al 1960, c'erano reti di 127 V e 220 V.

[#3 Alex gal]

Grazie per la correzione, lì ho fatto un paio di errori di battitura, mi sono affrettato))).

Ma farò emendamenti. In effetti, negli Stati Uniti, la tensione domestica è di 120/240 V. Trasformatore monofase (secondo la documentazione tecnica Schneider Electric, edizione 2009), avvolgimento secondario a 240 V con punto medio collegato a terra. Cioè, tre fili entrano nella casa, come se “zero” - il punto centrale e due fasi.

Consumatori potenti, come stufe elettriche, asciugatrici, ecc. alimentato a 240 V, domestico a bassa potenza da 120 V.

In alcuni stati viene utilizzato anche un alimentatore a stella trifase con neutro collegato a terra.

Lo stesso può essere trovato sul wiki))) ma mi fido di più professionisti.

[#4 Gennady]

Grato per la tua conoscenza.
Tensione consentita in URSS nella rete domestica del 5%.
Tensione di rete europea - frequenza 300Hz e tensione di 127 volt.
Ho avuto conoscenza dagli insegnanti del College.