Pourquoi les États-Unis utilisent-ils le 110V et le Royaume-Uni utilisent le 230-240V?

Pourquoi les États-Unis utilisent-ils le 110V et le Royaume-Uni utilisent le 230-240V? Quels sont les avantages? Expliquez-moi avec calcul. Pourquoi utilisent-ils des fréquences différentes comme 50 Hz, 60 Hz? Quelle est la raison?

Vous ne devriez pas être surpris qu'ils utilisent des tensions et des fréquences différentes, vous devriez être surpris qu'il n'y ait que deux grandes normes tension / fréquence.

Lorsque l'électricité a été introduite pour la première fois, chaque producteur a fourni une tension et une fréquence différentes (ou même CC au lieu de CA). Peu à peu, les producteurs ont fusionné, les gouvernements ont établi des normes et la pression du marché a exigé que les appareils électroménagers puissent être utilisés partout. Cela conduit à la situation actuelle, où la pression pour une norme mondiale est contrebalancée par les intérêts investis.

Pour la même quantité d'énergie, 110 V nécessite plus de courant, donc des fils plus épais. 230V nécessite une meilleure isolation. Dans certaines situations rares, le 220V peut être plus dangereux à toucher.

Je ne pense pas que 50 ou 60 Hz fasse une différence significative. (Un noyau de fer pour un transformateur pourrait être un peu plus petit à 60 Hz. Mais les noyaux de fer sont tellement le siècle dernier ...)

C'est difficile d'être définitif. Mais avant que la distribution de courant alternatif ne soit largement adoptée, il y a eu une âpre bataille aux États-Unis entre Edison et Westinghouse à propos de la distribution de courant continu contre courant alternatif .

Le système DC d'Edison utilisait + 110V, 0V et -110V. Edison a mené une campagne pour présenter AC comme dangereux, allant même jusqu'à introduire une chaise électrique alimentée par l'électricité AC comme dispositif d'exécution, démontrant ainsi le "danger de AC". Une fois que le courant alternatif a été largement accepté comme étant supérieur au courant continu pour la distribution d'énergie, le 110 V est devenu la norme pour la distribution en courant alternatif, probablement parce qu'il utilisait le niveau de tension «plus sûr» du système CC.

Une fois que les lampes à incandescence métalliques sont devenues réalisables, le 220V est devenu courant en Europe en raison des coûts de distribution inférieurs .

Quant à 50Hz contre 60Hz .. eh bien c'est juste le système métrique .

Pour la même raison, nous pavons toujours des routes qui contournent des bâtiments qui ont été détruits il y a un demi-siècle.

Historiquement, quelqu'un ou un groupe a choisi un numéro dans chaque pays, d'autres ont emboîté le pas et c'est devenu "une norme". Maintenant, nous sommes coincés avec eux.

Chacun a ses avantages et désavantages. Vous pouvez les argumenter pour toujours.

Le problème du 110 V est simplement qu'une fois que Tesla et Westinghouse ont prouvé que la transmission CA à longue distance était faisable, le problème n ° 1 à l'origine de la prolifération de l'électrification était l'éclairage dans les maisons, remplaçant l'éclairage au gaz et au pétrole qui constituait un risque d'incendie majeur de la journée. Les lampes d'Edison étaient de 100V, mais une lampe ne se soucie pas si elle obtient AC ou DC. Notre système de distribution de courant alternatif, AU NIVEAU RÉSIDENTIEL, a donc été conçu pour tirer parti de la base installée existante et de la disponibilité des stocks des lampes Edison. Alors que les appareils personnels ont commencé à proliférer, ils ont été conçus pour tirer parti des circuits d'éclairage 110 VCA déjà utilisés dans les maisons et le concept s'est ancré dans notre culture là où il n'y avait pas de retour.

Le problème 50 / 60Hz est différent et n'est pas du tout "métrique" (quelle est la métrique du nombre 50?). Bien que Westinghouse / Tesla l'ait défendue, AC n'a vraiment décollé qu'après qu'Edison a cédé à l'inévitabilité. Edison, bien qu'il ait investi dans AEG alors que l'Europe commençait l'électrification, était réticent à autoriser un système dans lequel les Européens pourraient pénétrer notre marché en vendant des produits électriques ici. Ainsi, après avoir également expérimenté différentes fréquences (40 Hz a été la première grande installation industrielle, au Folsom Power House en Californie), Edison et Steinmetz se sont installés sur 60 Hz, en partie à cause du problème de scintillement, puis aussi parce que cela rendrait les équipements européens incompatibles. Il voulait tout pour lui ... ce qui est la même motivation derrière sa poussée initiale pour discréditer la distribution AC en premier lieu. Il voulait DC parce qu'il possédait les droits de brevet américains sur sa dynamo DC (même s'il avait en fait acheté son premier, pour preuve de concept, à Werner von Siemens. Oui, QUE Siemens ... Siemens ne l'avait pas breveté aux États-Unis) . Donc, si DC avait gagné, nous aurions eu des dynamos Edison DC tous les 5 miles environ. Seuls les riches pourraient se le permettre, et ils paieraient tous à Edison le privilège. L'égalitarisme de Tesla a ruiné sa vision.

Cela a été largement couvert dans The Simpsons :

Vous savez, l'Europe n'a pas sa place pour un enfant de six ans. Il peut supporter 110 volts, mais 220 le tuerait.

Blague à part, une fois que vous avez choisi une valeur et produit une quantité substantielle d'appareils compatibles, le prix du passage à une valeur différente devient prohibitif.

Nous avons appris qu'il s'agissait de ressources. L'Europe avait du fer en abondance et manquait de cuivre, donc 50 Hz. Alors que (à tort) l'Amérique et en particulier la Pennsylvanie, avait un surplus de cuivre, donc 60Hz. 110v, 60Hz a une perte de distribution 4 fois comparée à 220V (perte de puissance = I au carré R) C'est pourquoi le fil américain est tellement plus épais et la distribution aérienne (non souterraine) affiche un écran si spectaculaire lorsqu'un transformateur monté sur poteau monte. De plus, les lumières scintillent à deux fois la fréquence CA, un flash sur le demi-cycle positif et un flash sur le demi-cycle négatif, pas à la fréquence d'alimentation

Au Royaume-Uni, le câblage était disponible dans tout le pays à la fin des années 50. Le reste de l'Europe a suivi peu après les États-Unis. Parce qu'il a fallu un peu de temps au Royaume-Uni pour rattraper son retard, ils ont eu le temps d'apprendre une chose importante sur l'expérience précédente avec l'électricité domestique - le câblage des maisons était cher! Ils ont dû utiliser beaucoup de fil et en doublant la tension, ils ont réduit le courant de moitié, réduisant ainsi le calibre de fil nécessaire.

La fréquence AC. est une histoire un peu mieux connue ... Jusqu'en 1890 il n'y avait pas de standard pour la fréquence du réseau. (évidemment) AEG, qui avait le monopole de la production d'électricité en Europe, a fixé la norme à 40 Hz, mais un peu plus tard, ils avaient remarqué que les lampes scintillaient à cette fréquence. alors ils l'ont augmenté à 50 Hz, ce qui était bien. Westinghouse a appris que cela devenait une norme, mais ils ont pensé que les lumières scintillaient encore un peu, alors ils ont augmenté la fréquence. à 60 Hz. Au cours des années suivantes, ils ont commencé à câbler l'ensemble des États-Unis et les moteurs et autres appareils ont été conçus pour cette fréquence. il n'était donc pas facile de le changer plus longtemps.