Varför valdes 120V som standard spänningen av bostäder i USA och inte några andra spänning?

Anledningen till att 120v service valdes, var ekonomisk. El levererades ursprungligen till hem, och de flesta företag, för ett enda syfte och det belysning. Kan konservöppnare, TV, tvättmaskin, torktumlare, elektrisk fabriksmaskiner, etc. kom senare. På tiden var den mest kostnadseffektiva formen av glödlampa en kol glödtrådens lampa som drivs bäst (optimalt) vid 100 v till 110v. Detta, justerat för överföring spänningsfall, som de flesta matarledningar på 120v.

Kompletterande och relaterad Information:

Av den tid kostnadseffektivt, och högre spänning, metall glödlampor glödlampor fördes till marknaden, de flesta städerna i USA igång redan 120v matarledningar. Europa hade just börjat sådana system och valde för högre spänning matarledningar.

Högre spänningar används för långdistansöverföring och kraftdistribution eftersom mer kraft kan överföras via samma storlek tråd på en högre spänning (mindre strömmen). Kraftverk använder ofta spänningar i hundratusental, 115.000 till 165 000 volt att flytta makt över långa avstånd. För rader med upp till 20 miles lång runt en stad, 2400 volt fungerar bra för att minska den spänning förlusten i trådarna.

I Nordamerika drivs elektrisk kraftledningar ska bostadsgator och vägar på en primär spänning på 7200 volt. Denna spänning (12500/1,73 = 7225) är ett ben från en trefas 12500 volt primära linje. Sekundärt av transformers är det center utnyttjas för att ge 120 volt från varje 240-volts ben till mittpunkten. Mittpunkten är elektriskt neutral. Den faktiska uppmätta spänningen i ditt hus kärl kretsar kommer vanligtvis vara 110-120 volt. Alla apparater är klassade för minsta driftspänning (110-115). Detta är orsaken till förvirring om den faktiska nivån för försörjningsspänningar.

Olika märkspänning nivå och frekvens standarder används i olika länder. Européerna- och många andra länder runt om i världen - använda 50 Hz (cyklar per understöder) som alternerande frekvensen, inte 60Hz som används i Nordamerika och, igen, många andra länder runt om i världen. Anledningen till att använda en högre spänning är att det är mer ekonomiskt eftersom nuvarande är mindre, så att trådarna kan vara mindre. Å andra sidan, är anledningen till att använda lägre spänning i hem säkerhet: ju lägre spänning, de säkrare det är.

Om du har 10 ampere ritning på ett ben på din 240/120 tjänst, och 10 ampere på andra benet, den I2R förluster är en fjärdedel vad de skulle vara om du hade 20 ampere på bara ett ben.

Européerna använder 415/240 (415/1,73 = 240), så deras I2R förluster är 1/16th av våra 120 volt förluster, med 20 ampere ritning på bara ett ben.

480 V center knackade (split fas) används i Förenade kungariket endast sällan, vanligen på landsbygden att leverera en isolerad liten grupp hus som kan matas av en enfas overhead sporre. De flesta hus och små företag levereras med 240 V enfas tas från en 415 V tre fas lokala system, matas från en transformator för upp till 700 KVA ansluten till 11 kV distributionssystem. Spänningen är mestadels 240 V men nominellt beskrivs som 230 V med en passande brett tolerans, att uppfylla europeiska standarder.

Ursprungligen var service spänningen om 90 volt likström, som var Edisons plan. Tesla föreslog att det elektriska nätet vara växelström (AC) och tävlade med Edison för första genererar anläggningen byggs i staten New York på Niagara Falls. Edison föreslog en DC system och Tesla ett AC-system. Historien berättar att Tesla vann tävlingen, och på grund av att den industriella revolutionen accelererade snabbt. Edison vann skulle vi förmodligen fortfarande vara i den mörka medeltiden på grund av inefficiency överföra DC-ström över långa avstånd. Medan Edison var att främja elektriska glödlampan runt om i landet, krävs nästan varje stad en egen generatorstation eftersom DC skulle förlora så mycket i överföringen att det blev obrukbar efter bara ett par mil.

Tesla hade också uppfunnit poly fas växelström generatorer som föreskrivs för förmågan att generera de nödvändiga för långdistansöverföring spänningarna. Tesla höll spänningen ungefär samma som vad Edison började men upp till 110 volt växelström (VAC) på grund av högre relaterade spänningar av 220 VAC och 440 VAC, som var integrerad effektivare poly fas elproducenterna.

Standard spänningen i de flesta delar av landet (US) är nu formellt 120 VAC volt +/-10%, och kan variera från 108 VAC till 132 VAC. Det är oftast runt 117-118 VAC.

Överföring avstånd, behövs den verkliga effekt i ett kvarter, kostnad, effektivitet och säkerhetsfrågor diktera parametrar för tjänsten. Gemensam distribution spänningar kör upp till 16.000 volt. 12 000 är mycket vanligt men det finns fortfarande en hel del aktivitet att lägga in äldre distributionsnätet vid lägre spänningar. En 2400 volt primära är mycket låg för en distribution transformator.

I verkligheten är kraftöverföring över många miles och överföring spänningen är mer sedan 110kV. I själva verket är interstate överföringen i spänna av nära 500kV. Vid en transformatorstation reduceras det till 16kV för lokal distribution. Överföring för hela rutnätet i Nordamerika är alla bindas ihop. Varför? För ekonomin och tillförlitlighet. Till exempel sommaren vissa stater använder inte luftkonditionering men i Las Vegas, Nevada de gör, så att de faktiskt köper makten från Kanada sommaren eftersom det är kostnadseffektivt och minskar behovet av fler kraftverk. Även då måste spin reservkraft upprätthållas för peak krav. Eftersom kraftverk inte kan producera nära instant acceleration för att möta nya krav. I många städer och andra topp efterfrågan områden, specialist peakers arbeta för att se till att den av nätet alltid bibehålls. 240 v är standard för USA, men bara en fas används och transformator center kranen är jordad, vilket gör det säkrare. Huvudsakliga frekvens på 60 Hz produceras av kraftproduktion är inte heller lika stabil som vissa tror. Det varierar under hela dagen som laddar ändringar men registeransvariga måste lagligt se till att det genomsnitt 60Hz över en hel dag så att elektriska klockor med hjälp av växelström synkrona motorer förblir korrekt.