中國民用電壓是220V,為什麼美國卻用110V?難道美國用電更安全?

2022年07月04日20:12:06 科學 1294

1887年,“交流電之父”特斯拉正悶悶不樂走在美國街頭。

要知道,他剛剛才發明了3相的220V交流電。也正是因着這一緣由其後,他才被稱為“交流電之父”。但具當下的情形來看,特斯拉好似對自己的這一發明並不滿意。

但事實並非這樣,是因為當時,一個名叫愛迪生的人正在與他競爭。

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早在19世紀下半葉,愛迪生就發明了直流電。1881年,在此基礎上,愛迪生於紐約建立了世界上第一座中央發電廠,並安裝了三台110V的直流發電機

這個發電廠可以為7200個白熾燈供電,愛迪生的燈泡用的就是110V的直流電。其後,美國開始了浩浩蕩蕩的第二次工業革命。自此,白熾燈得以走進千家萬戶。

就在愛迪生的直流電發展進行的如火如荼的時候,卻不料,半路竟突然殺出來了個程咬金,特斯拉的交流電。

交流電,顧名思義,就是將直流電變成交流電,之後再將其運輸到千家萬戶或工廠中。

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相比於直流電,交流電在運輸過程中損害較小,線路熱量散失較少。見狀,愛迪生自是坐不住了。為打壓特斯拉,他處處向其使絆子,限制交流點在美國的通行。

到底吃了發展滯後的虧。特斯拉縱是有心和其反駁,奈何胳膊擰不過大腿。無奈之下,特斯拉找到了當地組織。

交流電有如此大的優勢,按道理,相關組織必定會大力支持特斯拉,以讓交流電在美國大肆發展才是,卻不料,之後的結果一度讓美國讓特斯拉,包括全美國人民都大跌眼鏡。

事後,美國直言,繼續沿用直流電,電壓繼續保持110V。

這又是怎麼回事呢?

事後才知,原來美國政府不是不用交流電,是他們不能用交流電。其後,政府一一道出了其中緣由。

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交流電確實有其優勢所在,剛開始交流電在工業應用上也確實逐漸取代了直流電發電模式,一度成了美國新的供電標準。

奈何凡是難兩全,十全十美的事物固然不存在。礙於一些實際因素,美國政府只得又把電壓降回到了110V。原因在於美國民眾本身。

當下民眾們購買的大型電器都是110V電壓的,而且全美的電網也已經按照110V鋪設完畢了。

如果將110V電網全然改造成220V的,其中所耗費的錢財亦是不可估量。如此,出於經濟等因素考慮,美國政府最終還是將電壓降到了110V

另外,為了方便計算,美國政府亦將交流電壓的標準定位在了110V/60Hz。此後,美國便一直沿用110V到了今天。這也是現今國人要去美國旅行,除了帶護照和身份證等物品外,還必須帶電源轉換器的根本原因。

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言及此處,有了質疑到,美國政府調整電壓到110V,除了有民眾的原因外,和電壓本身有什麼關係嗎?

110V電壓的安全性會比220V高嗎?

在回答這個問題之前,首先我們需明確一點,安全性其實都是相對而言的。

在大多數人的認知里,110V好似要比220V更為安全,實則不然,於人體來說,這兩者都是同樣的致命。歸根在於人體所能承受的電壓極限。

於人體來說,其所能承受的最高電壓是36V,最大承受電流是10mA。因此,110V也好,220V也罷,都是同樣致命。

其次是兩者的相關損耗。

從物理公式p=UI處,我們可以得知,同樣的輸送功率下,電壓越大,電流越小。因此,110V運輸電線上的電流要遠大於220V運輸電線上的電流。

最後結合輸電線電阻損耗的功率P=I*I*R公式,電阻相同的情況下,電流越大,其中所損耗的功率就會越大。

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簡而言之,相比於220V電壓,110V電壓其實各個方面都不佔優勢。奈何當下美國電網,民眾電器都已鋪設完畢,無奈之下,美國只得妥協,再繼續沿用110V電壓。

這也是之後特斯拉戰敗的根本原因。畢竟國家利益面前,個人堅持微不足道。

好在科學家有國界,科學無國界。其後,特斯拉的這一初心在歐洲得到了完美實踐。當下美國使用電壓有限制,但歐洲等地沒有。

110V電壓較低,不利於日常使用已成公認的事實。為此,歐洲在將110V引入後,直接將其規格改到了220V,之後便一直沿用到了今天。當下歐洲國家一直使用的是220V/50Hz的交流電電網標準。

我們國家為什麼使用220V的民用電壓呢?

我們國家當下使用的是220V的,但於之前可就不是那麼回事兒了。

1982年,我國建立了第一個發電廠。終究,萬事萬物都是在不斷發展進化過程中的,我們國家的電壓使用情況亦是同樣的道理。

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剛開始,礙於管理混亂,我們國家使用的電壓壓根就沒有標準,大家經常是是你用你的,我用我的,用電極其混亂,毫無規格可言。直到新中國成立以後,這一亂象才逐步消失。

歸因於新中國成立以後,我們搭上了一輛順風車,蘇聯。

因着蘇聯的幫助,我們國家的電網建設才逐步完善起來,之後,在此基礎上建立起了統一的用電標準。我們國家當今使用的220V電壓便由此而來。

具體來說,因為當時蘇聯國家執行的電網標準是歐洲標準,我們學習他們,自然我們國家的電網使用標準亦和歐洲一樣,220V/50HZ。這就是我們如今到歐洲或者俄羅斯旅行,從來不需帶電壓轉換器的根本原因。

世界上哪些國家和中國一樣,哪些國家又和美國一樣呢?

說到這,需特別提及一個國家,日本。

之前一眾朋友到日本旅遊,到日本之前,大家本是開開心心的,卻不料,剛到日本沒多久,眾人便一致低沉了起來。

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原來大家發現日本的居民用電和工業用電標準竟然比美國110V的電壓還低,他們用的電壓只有100V。礙於當下大家都沒帶電壓轉換器,無奈之下,只得花大價錢在當地購買電壓轉換器。

事後眾人才了解到,原來日本使用100V電壓,不過是出於自己的實際考慮的。

日本島嶼眾多,人口居住相對集中,如此,他們壓根就沒有遠距離輸電的需求。換言之,他們根本就沒有使用高壓的需求。綜合考慮後,日本便毅然放棄220V電壓,選擇了小電壓。

事後證明,使用小伏電壓,利遠大於弊。

一來,小伏電壓可以減少對輸電線路的損傷,二來還可以降低電網鋪設的難度。於人力、物力、財力方面都是極為友好。

另外,一些類似於古巴巴西墨西哥等美洲國家,黎巴嫩等國使用的亦都是110V的電壓。說起來。這些國家使用低電壓,某些程度上,都是受了美國的影響。

反之,使用220V電壓的國家就多了。英國、德國、法國、新加坡、意大利、希臘荷蘭奧地利、中國澳門、新加坡、挪威等使用的都是220V電壓。

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美國日本的電器,在我們國家能不能用?

實則,我們只需接入一個220V轉110V電壓轉換器,將電壓轉換一下,再接入電器使用即可。

具體操作方法,電壓轉換器220V輸入端接入市電,國外電器110V輸入端插入電壓轉換器的輸出端插座。

總的來說,電壓高低使用並沒有好壞一分,終歸,適合自己國情的,才是最好的。

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