Интересные факты. Почему используется стандарт частоты тока в 50 Герц
В отрасли электроэнегетики, для того, чтобы передать и распределить электрический ток, используются одинаковые стандарты частоты, которые составляю 50 ил 60 Гц. Это, действительно, отнюдь не случайно. Так, например, в нашей стране, СНГ и странах Европы используются единые правила: ток в 220-240 Вольт частотой 50 Гц. На американском континенте принят стандарт в 110-120 Вольт частотой 60 Гц. Откуда же берутся эти величины. Давайте разберемся.
История
Для начала, вспомним, как всё было. Еще во второй половине ХХ века многие ученые из разных стран активно изучали принцип работы электричества, получали практический опыт, каким образом его можно будет использовать в быту и производственной деятельности человека. Так, всем известный ученый-изобретатель Томас Эдисон сделал первую электрическую лампочку и открыл новый век – век электрификации. Это привело к строительству электростанций (в частности, сначала в США), где использовался постоянный ток.
Отметим, что первые лампочки светились электрическим разрядом, который горел на воздухе. Зажигание происходило между двумя угольными электродами, именно поэтому такие лампы назывались дуговыми. Начало было положено и именно благодаря этим шагам, ученые-экспериментаторы поняли, что если использовать ток в 45 вольт, то дуга становится более устойчивой, но при этом не такой безопасной. Чтобы получить безопасный вариант, использовался резистивный балласт, на котором в процессе эксплуатации лампочки падало приблизительно 20 Вольт.
Достаточно длительное время в обиходе применялось напряжение постоянного типа, величиной в 65 Вольт. Немного позже его повысили до 110 В, чтобы была возможность включить в сеть несколько (две) последовательно соединенных ламп.
Ученый Томас Эдисон уверенно считал, что именно постоянный ток лучше переменного. Его устройства – генераторы – какое-то время подавали в сеть именно такой ток. Как выяснилось, такой способ использования был очень затратным и невыгодным из-за необходимости применения большого количества проводниковой продукции, а также их трудоемкой прокладки. При этом, потеря электроэнергии в процессе передачи была колоссальной.
Позднее стали использовать систему постоянного тока — 3-х проводную в 220 Вольт, где были две параллельные линии по 110 В. Как выяснилось, экономически данный вариант электрификации не улучшил общего положения дел.
Никола Тесла уже через несколько лет представил миру свои уникальные работы, в частности, генератор переменного тока, что сработало в верном направлении и позволило, благодаря его же идеям, значительно снизит затратную часть при передаче электроэнергии. При этом, во много раз выросла эффективность её передачи, когда большое напряжение могло проходит без значительных потерь огромные расстояния. Как показала практика, переменный ток Теслы значительно превосходил по всем параметрам постоянный Эдисона.
Трансформаторы, состоящие из железа, на каждой из трех фаз понижают высокое напряжение до значения 127 В. Потребитель получает его в виде переменного тока. Генераторы переменного тока оснащены роторами, которые вращались с частотой более чем 3000 об/мин. Они приводились в движение водой или паром. Как результат, работающие лампы не мерцали, а значит и асинхронные двигатели могли качественно выполнять поставленную задачу (выполняя номинальные обороты). Трансформатор при этом повышал и понижал напряжение электричества до нужной величины.
На территории наших стран до середины 60-х годов ХХ столетия, напряжение в сетях было на уровне 127 Вольт. И уже позже, когда производственные мощности значительно выросли, данный показатель был поднят до привычного нам сегодня значения в 220 Вольт.
Ученый Долив-Добровольский, исследовавший переменный источник, предложил использовать для передачи электроэнергии, синусоидальный ток. Также он внес предложение применять частоту в 30-40Гц. Оптимальными для работы оборудования и приборов оказались 50 Гц на территории наших стран и Европы, а в США применяют частоту 60 Гц.
Двухполюстные генераторы переменного тока характеризуюся частотой вращения в 3000-3600 об/мин. Именно такая работа дает в результате частоты 50-60 Гц. Такие показатели нужны и для нормальной работы генератора.
Конечно, на сегодняшний день можно значительно увеличить частоту передачи электроэнергии. Это привело бы к очень большой экономии использования кабельно-проводниковой продукции. Однако, на всей планете инфраструктура выстроена и является приспособленной именно к этим, давно знакомым нам величинам, что касается любых генераторов тока на атомных электростанциях. Так что, вопрос глобального изменения системы передачи и дальнейшей коммутации электроэнергии относится больше к еще далекому будущему и сегодня ток 220 Вольт и 50 Гц является общепринятым стандартом.
Корейская техника 60 Гц — можно ли использовать в сети 50 Гц
Статьи FAQ Информация Новости
Главная Статьи 60 Гц, 50 Гц… Включать или не включать?
- 09 июля 2015 04:51:53
Бытовая техника из Кореи или любая другая техника зарубежного производства нередко бывает предназначена для работы от электрической сети, частота переменного тока в которой составляет 60 Гц. Естественно, у владельцев таких приборов возникает резонный вопрос – можно ли их использовать в России или других странах с частотой питающей сети 50 Гц? Ответ прост, как таблица умножения: можно! Но с учетом, что техника рассчитана на питание от сети с напряжением 220-230 Вольт. Например, если на шильдике соковыжималки из Кореи указана рабочая частота 60 Гц, а напряжение 220-230V, то прибор будет исправно работать.
Откуда они вообще взялись?
Электрифицироваться мир начал в конце XIX-го – начале XX-го веков. В Америке у ее истоков стояли Эдисон и Вестингауз, Европу «приучали» к электроэнергетике в основном инженеры немецкой компании «Сименс». Стандартные частоты 50 и 60 Гц были выбраны, в общем-то, относительно случайно из диапазона 40…60 Гц. Вот границы диапазона были выбраны не случайно: при частоте ниже 40 Герц не могли работать дуговые лампы, бывшие в то время основным электрическим источником искусственного освещения, а при частоте выше 60 Гц – не работали асинхронные электродвигатели конструкции Николы Теслы, наиболее распространенные в тот период.
В Европе был выбран стандарт 50 Гц («золотая середина»!), у американцев прижился стандарт 60 Гц – на этой частоте стабильнее работали дуговые лампы. Прошло больше века, дуговые лампы стали раритетом, а стандарты остались – и на работоспособности электрооборудования эта разница в 10 Гц практически не отражается. Гораздо важнее напряжение в электрической сети – во многих странах оно примерно вдвое ниже, чем в России! А частота… в Японии, например, в трети префектур установлен стандарт 60Гц, в оставшихся двух третях – стандарт 50 Гц.
Можно? Можно!
Можно смело утверждать, что от частоты питающей электросети работоспособность бытовой техники не зависит. С точки зрения физики вообще и электротехники – в частности, это вполне очевидно: у вала 60-герцового электромотора переменного тока, подключенного к сети 50 Гц, частота вращения уменьшится всего на несколько процентов; незначительно снизиться мощность самого электродвигателя. Иными словами, он станет работать в щадящем режиме – в тех же, например, шнековых соковыжималках холодного отжима это только к лучшему.
В приборах с двигателями постоянного тока частота питающей сети вообще не играет никакой роли – установленные в блоке питания выпрямительные диоды справляются с напряжением любой формы и «герцовости». Возникающая из-за изменения частоты питающей сети разность величин выпрямленных напряжений будет просто мизерной; к тому же, выпрямленное напряжение обычно стабилизируется электронной «начинкой» прибора.
Все вышесказанное абсолютно справедливо и для бытовой техники, имеющей встроенный или внешний импульсный блок питания. Еще проще дело обстоит, если в состав блока питания входит обычный понижающий трансформатор – его выходные характеристики от изменения частоты напряжения в первичной обмотке изменяются незначительно. Работоспособность еще одного типа приборов – нагревательных – вообще не зависит от частоты питающей электрической сети, для таких устройств куда большее значение имеет величина сетевого напряжения…
Можно! Только… внимательно!
Приборы, спроектированные для питания от сети с частотой 60 Гц, можно смело включать в электросеть с частотой 50 Гц. Это, кстати, подтверждается одним не слишком известным фактом: если вскрыть какой-нибудь достаточно старый прибор с электромотором – пылесос, фен, миксер, соковыжималку холодного отжима – и внимательно прочитать надписи на шильдике двигателя, можно увидеть: «частота питающей сети … 50-60 Гц»! Частота 60 Гц используется в технике из Кореи, США, Японии и некторых других стран. Поэтому если вы заказали, к примеру, соковыжималку из Кореи, то теперь вы знаете, что хоть её рабочая частота и отличается от наших сетей, подключать прибор можно!
Справедливости ради нужно отметить, что есть все же тип электроприборов, которые в отечественную электросеть лучше не включать – это электрооборудование, в котором используется однофазный асинхронный двигатель. И дело тут даже не в том, что у таких электромоторов скорость вращения зависит не от частоты питающей сети, а от приложенной к валу нагрузки — дело в том, что из-за принципа своей работы асинхронные электродвигатели очень чувствительны к частоте сети при пуске.
Вот на что ещё обязательно нужно обращать внимание при выборе техники из Кореи, Японии, Тайваня, США и ряда других стран – на требования к величине питающего напряжения! Во многих странах, производящих технику (Корея, Япония и т.д.), электросети имеют рабочее напряжение 110 В, а не 220, как у нас. Включить прибор, рассчитанный на 110 В, без переходного трансформатора можно только один раз – первый и последний… в лучшем случае аппарат «перегорит», в худшем – взорвется прямо в руках! Поэтому сли соковыжималка из Кореи или другой страны, и имеет рабочее напряжение по своим характеристикам 110V, то такой прибор для наших сетей не годится. Выбирая соковыжималку холодного отжима, обращайте внимание на рабочее напряжение прибора — оно должно быть 220V!
Техника для российских сетей
Для тех кого наша статья не показалась убедительной, на рынке есть аналоги самой востребованной техники, созданные специально для российских условий.
← Кухонная техника для здоровья | Противопоказания к применению массажера →
- Отзывы
Метки: Информация
- Статьи
- FAQ
- Новости
«Made in Dream» Регионы РФ и другие страны
В чем разница между частотой 60 Гц и 50 Гц?
Поиск
Home Tech В чем разница между частотой 60 Гц и 50 Гц?
В мире чаще всего используются две частоты для питания: 50 Гц и 60 Гц. В то время как самолеты, военная техника и подводные лодки используют частоту 400 Гц, все 40 стран используют частоты 60 Гц или 50 Гц для стандартной мощности и повседневного использования. Давайте узнаем немного больше о разнице между частотой 60 Гц и 50 Гц:
Эффективность
Различные частоты, которые вы используете, влияют на общую эффективность. Когда вам нужно переключаться между разными частотами, может быть трудно достичь максимально возможной эффективности, не говоря уже о том, что это может потребовать дорогостоящей помощи. Вот почему преобразователи частоты являются надежными и часто используемыми машинами. Их способность преобразовывать частотные мощности обеспечивает универсальность и общую энергоэффективность. Но между самими 50 Гц и 60 Гц это зависит от приложения и энергоемкости использования приложения.
Географическое положение
Одно из фундаментальных различий между частотами 60 Гц и 50 Гц заключается в том, какие страны используют какие системы. Обычно в Северной Америке используются двигатели с частотой 60 Гц, а в большей части Европы — с частотой 50 Гц. Многие страны когда-то использовали один вместо другого, но со временем преобразовали. Например, Мексика использовала 50 Гц до 1970-х годов, когда страна перешла на систему 60 Гц.
Одной из самых интересных стран с точки зрения этих различий является Япония, которая часто использует и то, и другое. Западная часть страны, начиная с Киото, использует частоту 60 Гц, а восточная часть Токио использует частоту 50 Гц.
Рабочая скорость
60 Гц на 20 процентов выше по частоте, чем 50 Гц, что является самой большой разницей между ними. Различные размеры преобразователей частоты могут повлиять на общую производительность. Когда механизмы, такие как генераторы или насосы с асинхронными двигателями, используют более низкую частоту, это предотвращает потери в железе. Потеря железа относится к бесполезно используемой энергии или ненужной энергии. Цель состоит в том, чтобы избежать потерь в железе, так как это приводит к потере энергии, срока службы оборудования и денег. Не секрет, что чем выше частота, тем выше мощность и скорость генераторов и асинхронных двигателей. Центробежные силы в целом на 20 процентов выше для частоты 60 Гц.
60 Гц лучше, чем 50 Гц?
Ответ на этот вопрос заключается в том, что это зависит. Мощность одной частоты по своей природе не лучше другой. Основная проблема заключается в том, что в первую очередь существует два разных стандарта промышленной частоты, что является основой для основ преобразователя частоты. Это означает, что системы и приложения могут работать на любой частоте. Однако это означает, что вам понадобится преобразователь частоты. Таким образом, несмотря на разницу между частотами 60 Гц и 50 Гц, вы можете использовать обе, и обе дают хорошие результаты благодаря преобразователям частоты.
Предыдущая статьяБилли Робертс
Следующая статьяТриш Райли
Coruzant
Coruzant Technologies — первое и крупнейшее цифровое издание в мире, построенное на блокчейне NEBLIO.
Согласие на управление
БОЛЬШЕ ИСТОРИЙРазница между частотной системой 50 Гц и 60 Гц
Электричество, которое мы используем в наших домах, производится и поставляется огромными генераторами внутри электростанций. Генератор вырабатывает электроэнергию, характеристики которой зависят от различных параметров, и частота (например, 50 Гц или 60 Гц) является одним из них.
Раньше частота энергосистемы не была фиксированной и находилась где-то между 87 Гц и 133 Гц. Из-за гармоник в энергосистеме, создаваемых этим диапазоном частот, в дальнейшем частота была снижена до 50 Гц, так как в лампах на 40 Гц возник стробирующий эффект. Великобритания и Европа приняли 50 Гц , в то время как канадцы и американцы приняли 60 Гц энергосистемы . Другие страны по всему миру приняли либо американские, либо европейские стандарты.
Обе эти системы питания работают без усилий. Машины или устройства предназначены для определенных частот, чтобы иметь желаемую производительность. Однако если вы запустите ту же машину на другой частотной системе, вы заметите несколько различий в ее производительности.
Похожие сообщения:
- Преимущества и недостатки источников питания с частотой 50 и 60 Гц
- Почему стандартная частота 60 Гц в США и 50 Гц в ЕС?
Прежде чем перейти к различиям между системами питания 50 Гц и 60 Гц, давайте сначала узнаем о частоте.
Содержание
Что такое частота?Частота — это количество циклов или оборотов в секунду. Его единицей измерения является Герц Гц, названный в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца.
Как известно, переменное напряжение колеблется между положительными и отрицательными значениями, образуя цикл. Таким образом, частота энергосистемы представляет собой количество циклов напряжения или тока в секунду.
Похожие сообщения:
- Какой из них более опасен? 50 Гц или 60 Гц в 120/230 В и почему?
- Какой трансформатор более эффективен при работе на частоте 50 Гц или 60 Гц?
Система питания 50 Гц имеет 230 В на двух своих клеммах, тогда как напряжение совершает 50 циклов в секунду или ток меняет направление 50 раз в секунду. Он был стандартизирован европейскими странами, а затем был принят и другими странами.
Немецкая компания AEG стандартизировала частоту 50 Гц для напряжения от 220 до 230 В. Остальные европейские компании отказались от 50 Гц вместо 60 Гц, потому что это было легко установить и использовать с метрической системой.
Система питания 60 ГцСистема питания 60 Гц имеет 110/120 или 240 вольт на двух клеммах, принятых американцами. Напряжение совершает 60 циклов в секунду или ток меняет направление 60 раз в секунду.
Westinghouse Electric Джорджа Вестингауза отвечает за стандартизацию частоты 60 Гц для уровней напряжения переменного тока в США, поскольку он считает, что оборудование дугового освещения 60 Гц в США работает лучше с меньшим мерцанием на частоте 60 Гц вместо 50 Гц (стандартная частота в Великобритании, ЕС). , Австралия и другие страны).
Related Posts:
- Список стандартных значений напряжения и частоты по всему миру
- Почему стандартное напряжение в США составляет 120/240 В, а в ЕС — 230 В?
- Разница между блоком питания 120 В и 240/230 В переменного тока
Между системами питания 50 Гц и 60 Гц есть несколько различий.
Очевидная разница в частоте. Частота 60 Гц на 20 % выше, чем частота 50 Гц. Эта разница в 20% играет огромную роль для прибора.
Скорость
Для выработки электроэнергии турбина генератора должна вращаться с определенной скоростью для получения желаемой частоты. Частота генератора определяется как
f = PN ÷ 120
, где «P» — количество полюсов, а «N» — скорость в об/мин.
Для 2-полюсного генератора скорость должна быть 3000 об/мин, чтобы иметь выходную частоту 50 Гц, по сравнению с 3600 об/мин для выходной частоты 60 Гц. В то время как для 4-полюсного генератора переменного тока требуется 1500 об/мин для выходной частоты 50 Гц, тогда как для выходной частоты 60 Гц требуется 1800 об/мин. Можно сказать, что генератор должен вращаться со скоростью на 20% выше для 60 Гц по сравнению с 50 Гц.
Точно так же и в двигателях скорость или RPM (оборотов в минуту) в основном зависит от частоты и прямо пропорциональна ей. Скорость двигателя будет увеличиваться с увеличением частоты, заданной формулой.
N = 120 f ÷ P
Скорость двигателя будет на 20 % выше при питании с частотой 60 Гц по сравнению с питанием с частотой 50 Гц.
Охлаждение
Охлаждение машины зависит от ее скорости. Это прямо пропорционально. Тогда как скорость напрямую зависит от частоты. Поэтому можно сказать, что охлаждение машины лучше при 50 Гц, чем при 60 Гц.
Крутящий момент
Крутящий момент машины в основном зависит от силы тока. Поскольку ток зависит от приложенного напряжения, а система с частотой 50 Гц имеет 220 вольт, тогда как система с частотой 60 Гц имеет 110 вольт. Следовательно, крутящий момент при частоте 50 Гц больше, чем при частоте 60 Гц.
Срок службы подшипника
Срок службы подшипника зависит от скорости двигателя. Она обратно пропорциональна скорости. Поскольку скорость прямо пропорциональна частоте, срок службы подшипника уменьшается с увеличением частоты. Таким образом, можно сказать, что срок службы подшипников ниже при частоте 60 Гц по сравнению с частотой 50 Гц.
Размер машины
Размер машины значительно уменьшается с увеличением частоты. Поэтому машина с частотой 50 Гц должна быть больше по сравнению с машиной с частотой 60 Гц.
Коэффициент мощности
Коэффициент мощности зависит от полной мощности и реактивной мощности. Поскольку мощность зависит от импеданса, а импеданс сильно меняется при изменении частоты. Следовательно, увеличение частоты может снизить коэффициент мощности.
Реактивное сопротивление катушки зависит от частоты. Следовательно, система питания с частотой 50 Гц имеет несколько более высокий коэффициент мощности, чем 60 Гц для той же машины.
Потери мощности
Потери мощности также зависят от изменения частоты. Потери мощности могут быть постоянными и переменными потерями мощности.
Потери постоянной мощности
Потери постоянной мощности представляют собой потери на вихревые токи и потери на гистерезис. Они оба прямо пропорциональны частоте.
Потери тока Эдди прямо пропорциональны квадрату частоты. В то время как потери на гистерезис прямо пропорциональны частоте, как указано в приведенном ниже уравнении.
P Эдди = k e B 2 f 2 t 2 V
P Hys = ηB max 1,6 f В
Таким образом, снижение частоты энергосистемы снижает постоянные потери мощности и улучшает энергопотребление машины.
Похожие сообщения:
- Можем ли мы использовать трансформатор 60 Гц от источника питания 50 Гц и наоборот?
- Можно ли использовать трансформатор 50 Гц на частоте 5 Гц или 500 Гц?
Переменные потери мощности
Переменные потери мощности включают потери в меди или I 2 Z потери. Это зависит как от тока, так и от импеданса. Тогда как импеданс зависит от частоты. Индуктивное сопротивление катушки прямо пропорционально частоте. Следовательно, полное сопротивление прямо пропорционально частоте.
Следовательно, переменные потери мощности уменьшаются с уменьшением частоты.
Шум
Частотный шум увеличивается с увеличением частоты. Поэтому гудящий шум больше при 60 Гц, чем при 50 Гц.
Размер проводника
Размер проводника в основном зависит от силы тока и частоты. Переменный ток имеет тенденцию оставаться на поверхности проводника, известный как скин-эффект. Принимая во внимание, что глубина скин-слоя — это расстояние ниже поверхности, от которого плотность тока становится равной нулю.
Глубина скин-слоя обратно пропорциональна частоте. С увеличением частоты эффективная площадь проводника уменьшается, а полное сопротивление проводника уменьшается. Поэтому размер проводника должен быть увеличен, чтобы уменьшить импеданс.
С другой стороны, энергосистема с частотой 60 Гц (более высокая частота) имеет более низкое напряжение 110/120 вольт, что увеличивает ток, подаваемый на нагрузку. Следовательно, чтобы справиться с большим током, размер проводника должен быть увеличен.
Потери на корону
Потери на корону возникают из-за ионизации воздуха вокруг высоковольтной линии электропередач. Он издает шипящий звук с фиолетовым свечением, образующим озон. Энергия рассеивается из-за коронного эффекта.
Потери на корону прямо пропорциональны частоте. Поэтому энергосистема 50 Гц имеет меньшие потери на корону по сравнению с энергосистемой 60 Гц.
Стоимость изоляции
Изоляция, необходимая для проводника, увеличивается с увеличением частоты. Поэтому стоимость изоляции увеличивается с увеличением частоты.
Эффективность
Эффективность машины зависит от количества потерь мощности в системе. Наиболее эффективная система имеет минимальные потери мощности при низком энергопотреблении. Однако мы знаем, что потери мощности прямо пропорциональны частоте.
Похожие сообщения:
- Какой из них более опасен и почему? переменного или постоянного тока?
- Какой из них более опасен? 120В или 230В и почему?
Таким образом, мы можем сказать, что эффективность машины снижается с увеличением частоты.
Сравнение систем с частотой 50 Гц и 60 Гц
В следующей таблице показано сравнение систем с частотой 60 Гц и 50 Гц в энергосистемах.
Характеристика | Система питания 50 Гц | Система питания 60 Гц |
Скорость | Машиныимеют более низкую скорость при 50 Гц по сравнению с 60 Гц. | Машиныимеют более высокую скорость при 60 Гц. |
Момент затяжки | Крутящий момент увеличен из-за более высоких напряжений на частоте 50 Гц, т.е. 220 вольт. | Крутящий момент снижен из-за более низкого напряжения на частоте 60 Гц, т.е. 110 вольт. |
Срок службы подшипника | Срок службы подшипника увеличивается при частоте 50 Гц. | Срок службы подшипника уменьшается при частоте 60 Гц по сравнению с частотой 50 Гц. |
Размер машины | Размер машины увеличен по сравнению с 60 Гц. | Размер машины уменьшен по сравнению с 50 Гц. |
Коэффициент мощности | Имеет более высокий коэффициент мощности по сравнению с 60 Гц. | Имеет более низкий коэффициент мощности по сравнению с 50 Гц. |
Потери мощности | Машины с частотой 50 Гц имеют меньшие потери мощности по сравнению с машинами с частотой 60 Гц. | Потери мощности увеличиваются с увеличением частоты, поэтому они выше при частоте 60 Гц. |
Коронавирусные потери | Имеет меньшие потери на корону. | Имеет более высокие потери на корону по сравнению с 50 Гц. |
Охлаждение | Имеет нижнее охлаждение 50 Гц. | У него относительно лучшее охлаждение на частоте 60 Гц. |
Шум | Шум очень низкой частоты. | Частотный шум выше при 60 Гц. |
Размер проводника | Размер проводника меньше по сравнению с 60 Гц. | Требуемый размер проводника больше по сравнению с 50 Гц |
Стоимость изоляции | Имеет меньшую стоимость изоляции по сравнению с 60 Гц. | Имеет сравнительно более высокую стоимость изоляции. |
Эффективность | Имеет более высокий КПД по сравнению с 60 Гц. | Имеет более низкий КПД по сравнению с системой питания 50 Гц. |
Похожие интересные и познавательные вопросы и ответы:
- Разница между током и напряжением
- Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)
- Разница между твердотельным реле и электромеханическим реле
- Разница между источником напряжения и источником тока
- Разница между HP и BHP? Лошадиная сила против тормозной мощности
- Разница между светодиодом и фотодиодом
- Разница между фотодиодом и фототранзистором
- Разница между термистором и термопарой
- Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения
- Разница между многожильным проводом и сплошным проводом.