لماذا في مختلف البلدان الجهد والتكرار في الشبكة الكهربائية تختلف

في الاتحاد السوفيتي حتى الستينيات من القرن الماضي ، كان لجهد التيار الكهربائي المتردد قيمة فعالة تبلغ 127 فولت. في الولايات المتحدة خلال نفس السنوات ، بلغ الجهد في منفذ 120 فولت. في وقت لاحق ، سيتم توحيد قيم الجهد الحالي في الشبكات مع التغييرات ، من أجل تقليل استهلاك النحاس للأسلاك ، لأنه لنقل نفس الطاقة الكهربائية ، كلما كان المقطع العرضي للأسلاك أصغر ، كلما كان التيار أصغر ، والتيار في السلك أصغر ، كلما زاد الجهد عند انتقال.

ومع ذلك ، فإن هذا الانتقال لن يحدث على الفور. من الناحية الاقتصادية ، فإن نقل الكهرباء عند الجهد العالي ، بالطبع ، هو أكثر ربحًا ، ولكن التحول إلى جهد آخر على نطاق وطني ليس بأي حال من الأحوال رخيصًا ، ناهيك عن تغيير معايير التردد الحالية.

تاريخياً ، تدين أولى شبكات الكهرباء في الولايات المتحدة بجهدها البالغ 110 فولت للمخترع الشهير توماس ألفا إديسون. هذه هي المصابيح الكهربائية مع خيوط الكربون تم تصميمها لتزويد الجهد المستمر من 100 فولت حتى قبل فوز نيكولا تيسلا في "الحرب الحالية" ، والتي (النصر) تم التأكيد تدريجيا في أذهان المهندسين منذ عام 1928.

الحقيقة هي أن الجهد المعتاد لمحطات توليد الطاقة Edison DC كان فقط 110 فولت ، لأن 10 فولت قد اختفى ببساطة أثناء النقل ، لأن جزءًا جيدًا من الطاقة المنقولة قد تم تبديده ببساطة في الأسلاك في شكل حرارة وفقًا لقانون Joule-Lenz. في الوقت نفسه ، لم تفكر شركة Edison في التخلي عن مستوى 110 فولت.

مع الاختراع في عام 1883 بواسطة نيكولا تسلا (وفي روسيا - ميخائيل أوسيبوفيتش دوليفو-دوبروفولسكي، تلاه سهم تسلا) بمحرك الحث بالتيار المتردد ، بدأت كهربة واسعة النطاق في القارة الأوروبية ، حيث كانت المصابيح المتوهجة ذات خيوط معدنية ، وتحتاج إلى مضاعفة جهد مثل هذا المصباح - 220 فولت ، والتي بدأت في البداية يتم الحصول عليها عن طريق الاتصال الموازي لخطين من 110 فولت ، وهو أمر غير مربح اقتصاديًا .

حتى 220 فولت من التيار المتردد ظهرت في برلين على الفور ، بمجرد أن بدأت المدينة بالكهرباء على نطاق واسع ، وانخفض فقدان الطاقة أثناء النقل أربعة أضعاف نتيجة لذلك. لم يبدأوا في زيادة الجهد ، لأن هذا لن يكون آمناً للبشر.

في الولايات المتحدة الأمريكية ، يعد TN-C-S هو نظام تزويد الطاقة القياسي اليوم. في نظام TN-C-S ، يكون لمحطة التحويل الفرعية اتصال مباشر للأجزاء الموصلة بالأرض ومحايدة القاعدة. رؤية المزيد عن هذا هنا - مبادئ تشغيل أنظمة التأريض للمباني TN-C و TN-C-S.

لضمان الاتصال في موقع محطة المحولات الفرعية - مدخل المبنى ، يتم استخدام عامل صفري مدمج (N) وموصل واقي (PE) يقبل التعيين PEN. الجهد أحادي الطور هنا هو الآن 120/240 فولت ، يتم توفيره بواسطة محول تنحي مع محطة مركزية مؤرضة.

تردد التيار المتردد المقبول عمومًا في الولايات المتحدة في الوقت الحالي هو 60 هرتز ، وهو ما يسمح نظريًا باستخدام النحاس والحديد أقل في المحولات والمحركات مما سيكون ضروريًا عند تردد 50 هرتز.

ومع ذلك ، فيما يتعلق بمتوسط ​​القيمة القريبة من 110 فولت التاريخية ، في الولايات المتحدة ربما بقي تكريما لإديسون ، تم بناء الكثير من خطوط الكهرباء 110 فولت خلال مجده. من ناحية أخرى ، 110 فولت أكثر أمانًا للإنسان من 220 فولت. ما هو ليس لصالح الولايات المتحدة؟

مقارنة بالولايات المتحدة ، في أوروبا وروسيا ، مع إدخال شبكات التيار المتردد على نطاق واسع ، ظهر 220 فولت القياسي على الفور. بعد الحرب في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم استبدال المحولات في جميع أنحاء البلاد بمحولات جديدة ، تم تثبيتها على الفور مع الجهد الناتج 220 فولت بدلا من 110-127 فولت السابقة.في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان للعلماء الألمان الذين شاركوا في كهربة البلاد يد في اختيار الجهد القياسي.

لذلك حدث "220 فولت بتردد 50 هرتز" في الاتحاد السوفيتي ، ثم في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة. في أوروبا اليوم ، يبلغ الجهد القياسي 230 فولت 50 هرتز ، وفي روسيا هو نفسه فعليًا ، ولكن تم تنظيم هذه القيمة رسميًا لروسيا بعد التسعينيات بالوثيقة التالية - GOST 29322-2014.

انظر أيضا على موقعنا على الانترنت: لماذا يتم اختيار معيار تردد 50 هرتز في صناعة الطاقة الكهربائية