Почему напряжение именно 220 Вольт?

noimage.jpg

В нашей бытовой электросети используется напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц переменного тока, именно от него питаются все домашние электроприборы. Почему именно эта цифра, а не 12 Вольт или 700 Вольт. Решение заключается в том, что именно это напряжение является самым рациональным.

Мощность, которая выделяется на нагрузке, вычисляется произведением тока на напряжение. Получается, что любую мощность можно получить различными произведениями тока на напряжение. Например, у нас имеется лампочка накаливания 100 Ватт. Чтобы она работала на полную мощность, можно использовать напряжение 1 В и ток 100 А, или 12 В и 8,3 А, или 700 В и 0,14 А. В итоге мы получим наши 100 Вт. Главное, чтобы у нагрузки было такое сопротивление, чтобы при задуманном напряжении, через неё проходил нужный ток.

Мощность будет выделяться не только на нашей 100 Вт лампе, но и на проводах, которые к ней идут. Если мощность в лампе будет преобразовываться в свет и тепло, то мощность на проводах будет преобразовываться только в тепло, которое нам не нужно. Предположим, сопротивление проводов равно 1 Ом. Если мы нашу лампу запитаем от 10 В, то для получения 100 Вт мощности, через лампу пройдёт 100 Вт / 10 В= 10 А ток. Получается, что нагрузка будет должна сама быть 10 В / 10 А = 1 Ом, как и провода. Значит на проводах будет в пустую теряться половина питающего напряжения и мощности.

Если мощность в 100 Вт получать сочетанием 220 В и током 0,45 А, то на проводах с сопротивлением в 1 Ом будет падение напряжения 0,45 * 1 = 0,45 В. Таким падением напряжения можно пренебречь.

Конечно, при использование низкого напряжения можно уменьшить потери используя более толстые проводники. Как известно, чем толще сечение проводника, тем меньше его сопротивление. Но, такие проводники выйдут слишком дорогими.

Если же наоборот в бытовой электросети использовать очень большое напряжение. Казалось бы, чем выше напряжение, тем меньший ток требуется для передачи той же самой мощности, и проводники можно делать тонкими экономя на металле. Не так всё просто. Чем выше напряжение, тем больше у него пробой, и может пробить изоляцию, а это весьма опасно для здоровья человека. Поэтому высоковольтное напряжение применяют для передачи электроэнергии от электростанций, а к нам в дом идёт уже 220 В, которое понижают при помощи трансформаторов. Такой способ передачи электроэнергии экономит большое количество металла.

220 Вольт является компромиссом, золотой серединой (относительно безопасно, т.к. изоляцию не пробивает, позволяет использовать тонкие проводники). В США используется напряжение 110 В, а в Японии 100 В.В нашей бытовой электросети используется напряжение 220 Вольт частотой 50 Герц переменного тока, именно от него питаются все домашние электроприборы. Почему именно эта цифра, а не 12 Вольт или 700 Вольт. Решение заключается в том, что именно это напряжение является самым рациональным.

Мощность, которая выделяется на нагрузке, вычисляется произведением тока на напряжение. Получается, что любую мощность можно получить различными произведениями тока на напряжение. Например, у нас имеется лампочка накаливания 100 Ватт. Чтобы она работала на полную мощность, можно использовать напряжение 1 В и ток 100 А, или 12 В и 8,3 А, или 700 В и 0,14 А. В итоге мы получим наши 100 Вт. Главное, чтобы у нагрузки было такое сопротивление, чтобы при задуманном напряжении, через неё проходил нужный ток.

Мощность будет выделяться не только на нашей 100 Вт лампе, но и на проводах, которые к ней идут. Если мощность в лампе будет преобразовываться в свет и тепло, то мощность на проводах будет преобразовываться только в тепло, которое нам не нужно. Предположим, сопротивление проводов равно 1 Ом. Если мы нашу лампу запитаем от 10 В, то для получения 100 Вт мощности, через лампу пройдёт 100 Вт / 10 В= 10 А ток. Получается, что нагрузка будет должна сама быть 10 В / 10 А = 1 Ом, как и провода. Значит на проводах будет в пустую теряться половина питающего напряжения и мощности.

Если мощность в 100 Вт получать сочетанием 220 В и током 0,45 А, то на проводах с сопротивлением в 1 Ом будет падение напряжения 0,45 * 1 = 0,45 В. Таким падением напряжения можно пренебречь.

Конечно, при использование низкого напряжения можно уменьшить потери используя более толстые проводники. Как известно, чем толще сечение проводника, тем меньше его сопротивление. Но, такие проводники выйдут слишком дорогими.

Если же наоборот в бытовой электросети использовать очень большое напряжение. Казалось бы, чем выше напряжение, тем меньший ток требуется для передачи той же самой мощности, и проводники можно делать тонкими экономя на металле. Не так всё просто. Чем выше напряжение, тем больше у него пробой, и может пробить изоляцию, а это весьма опасно для здоровья человека. Поэтому высоковольтное напряжение применяют для передачи электроэнергии от электростанций, а к нам в дом идёт уже 220 В, которое понижают при помощи трансформаторов. Такой способ передачи электроэнергии экономит большое количество металла.

220 Вольт является компромиссом, золотой серединой (относительно безопасно, т.к. изоляцию не пробивает, позволяет использовать тонкие проводники). В США используется напряжение 110 В, а в Японии 100 В.

(Просмотрено 3450 раз)

6
2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Top