¿Por qué usa EE. UU. 110 V y Reino Unido utiliza 230-240 V?

¿Por qué usa EE. UU. 110 V y Reino Unido utiliza 230-240 V? ¿Cuáles son las ventajas? Explícame con cálculo. ¿Por qué usan diferentes frecuencias como 50Hz, 60Hz? ¿Cuál es la razón?

No debería sorprenderse de que utilicen diferentes voltajes y frecuencias, debería sorprenderse de que solo haya dos grandes estándares de voltaje / frecuencia.

Cuando se introdujo la electricidad por primera vez, cada productor proporcionó un voltaje y frecuencia diferentes (o incluso CC en lugar de CA). Gradualmente, los productores se fusionaron, los gobiernos establecieron estándares y la presión del mercado exigió que los electrodomésticos se pudieran usar en todas partes. Esto condujo a la situación actual, donde la presión por un estándar mundial es contrarrestada por los intereses invertidos.

Para la misma cantidad de energía 110V requiere más corriente, por lo tanto, cables más gruesos. 230V requiere un mejor aislamiento. En algunas situaciones raras, 220V puede ser más peligroso de tocar.

No creo que 50 o 60 Hz hagan ninguna diferencia significativa. (Un núcleo de hierro para un transformador podría ser un poco más pequeño a 60 Hz. Pero los núcleos de hierro son muuuuuuuuuuuuuuu como el siglo pasado ...)

Es difícil ser definitivo. Pero antes fue ampliamente adoptado distribución de CA, hubo una dura batalla en los Estados Unidos entre Edison y Westinghouse sobre DC frente a la distribución de energía AC .

El sistema DC de Edison usó + 110V, 0V y -110V. Hubo una campaña de Edison para retratar la corriente alterna como peligrosa, incluso llegando a introducir una silla eléctrica alimentada por corriente alterna como un dispositivo de ejecución, demostrando así el "peligro de corriente alterna". Una vez que la CA fue ampliamente aceptada como superior a la CC para la distribución de energía, 110 V se convirtió en el estándar para la distribución de CA, presumiblemente porque utilizaba el nivel de voltaje "más seguro" del sistema de CC.

Después de que las lámparas de filamento metálico se hicieron factibles, 220V se hizo común en Europa debido a los menores costos de distribución .

En cuanto a 50Hz versus 60Hz ... bueno, ese es solo el sistema métrico .

La misma razón por la que todavía pavimentamos caminos que rodean edificios que fueron derribados hace medio siglo.

Históricamente, alguien, o algún grupo, eligió un número en cada país, otros siguieron su ejemplo y se convirtió en "un estándar". Ahora estamos atrapados con ellos.

Cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Puedes discutirlos para siempre.

El problema de 110V es simplemente que una vez que Tesla y Westinghouse demostraron que la transmisión de CA a larga distancia era factible, el problema número 1 que impulsó la proliferación de la electrificación fue la iluminación en las casas, reemplazando la iluminación de gas y petróleo que era un gran peligro de incendio del día. Las lámparas de Edison eran de 100V, pero a una lámpara no le importa si recibe CA o CC. Por lo tanto, nuestro sistema de distribución de CA, A NIVEL RESIDENCIAL, fue diseñado para aprovechar la base instalada existente y la disponibilidad de inventario de las lámparas de Edison. Luego, a medida que los aparatos personales comenzaron a proliferar, fueron diseñados para aprovechar los circuitos de iluminación de 110 VCA ya utilizados en las casas y el concepto se consolidó en nuestra cultura a donde no había vuelta atrás.

El problema de 50/60 Hz es diferente y no es "métrico" en absoluto (¿cuál es la métrica del número 50?). A pesar de que Westinghouse / Tesla lo defendió, AC solo realmente despegó aquí una vez que Edison cedió ante lo inevitable. Edison, a pesar de haber invertido en AEG cuando Europa comenzó a electrificarse, se mostró reacio a permitir un sistema en el que los europeos pudieran ingresar a nuestro mercado vendiendo productos eléctricos aquí. Entonces, después de experimentar también con diferentes frecuencias (40Hz fue la primera instalación industrial importante, en la Folsom Power House en California), Edison y Steinmetz se establecieron en 60Hz, en parte debido al problema del parpadeo, y también porque haría que el equipo europeo fuera incompatible. Lo quería todo para sí mismo ... que es la misma motivación detrás de su impulso inicial para desacreditar la distribución de CA en primer lugar. Quería DC porque poseía los derechos de patente de los EE. UU. Sobre su dínamo DC (aunque en realidad compró su primera, por prueba de concepto, de Werner von Siemens. Sí, ESO Siemens ... Siemens no la había patentado en los EE. UU.) . Entonces, si DC hubiera ganado, habríamos tenido dinamos Edison DC cada 5 millas más o menos. Solo los ricos podrían permitírselo, y todos pagarían a Edison por el privilegio. El igualitarismo de Tesla arruinó su visión.

Esto se cubrió ampliamente en Los Simpson :

Ya sabes, Europa no es lugar para un niño de seis años. Puede manejar 110 voltios, pero 220 lo matarían.

Bromas aparte, una vez que elige un valor y produce una cantidad sustancial de dispositivos compatibles, el precio de cambiar a un valor diferente se vuelve prohibitivamente alto.

Aprendimos que se trataba de recursos. Europa tenía abundante hierro y carecía de cobre, por lo tanto, 50Hz. Mientras que (erróneamente) Estados Unidos y particularmente Pennsylvania, tenían un excedente de cobre, por lo tanto, 60Hz. 110v, 60Hz tiene una pérdida de distribución 4 veces mayor en comparación con 220V (pérdida de potencia = I al cuadrado R) Es por eso que el cable americano es mucho más grueso y la distribución aérea (no subterránea) presenta una pantalla tan espectacular cuando sube un transformador montado en poste. Además, las luces parpadean al doble de la frecuencia de CA, un destello en el semiciclo positivo y otro en el semiciclo negativo, no en la frecuencia de suministro

En el Reino Unido, el cableado estaba disponible en todo el país a fines de la década de 1950. El resto de Europa siguió poco después de los Estados Unidos. Debido a que el Reino Unido tardó un poco en ponerse al día, tuvieron tiempo de aprender algo importante sobre la experiencia previa con la electricidad doméstica: ¡el cableado de las casas era costoso! Tuvieron que usar mucho cable y al duplicar el voltaje redujeron la corriente a la mitad, lo que redujo el calibre del cable necesario.

La frecuencia AC. es una historia un poco más conocida ... Hasta 1890 no había un estándar para la frecuencia de la red. (obviamente) AEG, que tenía el monopolio de la producción de electricidad en Europa, estableció el estándar en 40Hz, sin embargo, un poco más tarde notaron que las lámparas parpadeaban en esa frecuencia. así que lo aumentaron a 50Hz, lo cual estuvo bien. Westinghouse se enteró de que esto se convertía en un estándar, pero pensaron que las luces aún parpadeaban un poco, por lo que aumentaron la frecuencia. a 60Hz. En los años siguientes comenzaron a cablear todo Estados Unidos y los motores y otros dispositivos fueron diseñados para esa frecuencia. así que ya no fue fácil cambiarlo.