Dlaczego napięcie sieciowe jest czasem 110 V, a inne 120 V?

17

(To samo pytanie może dotyczyć lokalizacji z siecią 220 / 240V, jeśli się nie mylę.)

Często widzę mieszane oceny wskazujące, że coś jest odpowiednie dla napięcia 110, 115, 118 lub 120 V (w USA). Zawsze mówiłem o zasilaniu sieciowym jako 120 V, ale ze zrozumieniem, że jest ono różne z powodu:

  • Różne sposoby generowania (liczba faz itp.)
  • Straty linii i niedoskonałe warunki

Czy projektując coś, zawsze należy testować przy użyciu najniższego oczekiwanego napięcia (110)? Jakie są przyczyny różnic napięcia sieciowego?

voltage mains JYelton
źródło
Zobacz to dla amerykańskich standardów. Sytuacja w Europie jest jeszcze bardziej skomplikowana; dla primera zobacz to .
Fizz,

Odpowiedzi:

8

W Stanach Zjednoczonych zakłady elektryczne mają dostarczać energię do klientów indywidualnych w dowolnym miejscu pomiędzy 110 a 125 VAC RMS. Wartość 117 (lub 117,5 lub 118) często widuje się na produktach, ponieważ jest to środek określonego zakresu.

Jeśli opracowujesz produkt do sprzedaży ogólnej, rozsądnie byłoby dodać margines testowy wynoszący co najmniej 5%, a nawet 10% poza zakres nominalny - być może od 100 do 140 VAC RMS.

Dave Tweed
źródło
To samo dotyczy sieci zasilającej w Wielkiej Brytanii - mówimy teraz o napięciu 230 V dla większości produktów, ponieważ zakres zwykle waha się między 220 a 240 V.
Wielomian
6
W rzeczywistości w Wielkiej Brytanii napięcie ogólnie określano jako 240 V +/- 6%, podczas gdy Europa kontynentalna zużywała 220 V, w obu przypadkach z pewnymi regionalnymi zmianami do momentu połączenia sieci. W ramach harmonizacji w UE osiągnięto kompromis 230 V +/- 10%, który w praktyce obejmował oba poprzednie zakresy.
Brian Drummond,
Więc liczba zwykle się zmienia, ponieważ napięcie w laboratorium testowym na zbiorniku wynosiło 115 V vs. 120 V. Czy też wybór napięcia podanego na etykiecie jest zwykle arbitralny? Dla mnie żarówki są najbardziej denerwujące, ponieważ czasami ich jasność / zużycie energii i żywotność są wymienione z różnymi napięciami. Na przykład żarówka może być oznaczona jako „100 W 120 V”, ale ten sam pakiet żarówki twierdzi, że powinna trwać 2000 godzin przy 115 V.
okradać
1
@rob: Naprawdę nie jestem pewien, o co pytasz. Producent jest odpowiedzialny za wszystko, co mówi etykieta. Może to, ale nie musi mieć nic wspólnego z faktycznymi testami przeprowadzanymi przez „laboratorium testowe”. Żarówki są szczególnie problematyczne, ponieważ ich żywotność jest proporcjonalna do odwrotności czegoś takiego jak 4. moc napięcia. Dlatego test żywotności zostanie przeprowadzony przy najniższym napięciu, które według nich może „uciec”.
Dave Tweed
6

Dodając do odpowiedzi tutaj, dlaczego przedsiębiorstwo energetyczne ma grać z napięciem: Zrobią wszystko, aby utrzymać zaakceptował Twoje krajów hertz wartość, zwykle na 50 lub 60 cykli. Poświęcą napięcie ( zanik napięcia), aby zapewnić najważniejszą zmienną dla sprzętu, herc. Każda zmiana spowoduje, że silniki wirują szybciej lub wolniej, co oznacza, że ​​timery i tym podobne nie będą działać poprawnie. Spadek napięcia może wynikać z „niedoskonałych warunków”, ale zmienność hercowa jest absolutnie niedopuszczalna.

Mazura
źródło
1
To nie dotyczy pytania. Chociaż jest to przydatna uwaga na temat częstotliwości linii elektroenergetycznych, nie trafia w sedno pytania.
JYelton
Być może, jeśli wspomnisz o tym, dla dodatkowego kontekstu byłoby to przydatne.
JYelton
4
IMHO jest to ostateczny „[powód, dla którego występują różnice w napięciu sieciowym]”.
Mazura
1
@JYelton jest całkowicie akceptowalny jako odpowiedź, a nawet samodzielny. Należy jednak zachęcać nawet do dodawania go jako informacji uzupełniających. Zbyt wiele razy ludzie gromadzą i powtarzają te same stare informacje.
symbol zastępczy
2
Prawdopodobnie warto tutaj również wspomnieć, że duże, synchoniczne „pierwotne” generatory sieciowe są zaprojektowane do pracy przy 50 lub 60 Hz (w zależności od kraju), a odchylenia od tej częstotliwości reprezentują zmiany ich „prędkości wału”, jako objaw przeciążenia lub przepięcie w tych generatorach. Kolejny powód, dla którego „wariacja hercowa jest absolutnie nie do przyjęcia”.
Robherc KV5ROB,
4

Adresowanie tylko powód dlaczego napięcie zmienia się, masz rację sądząc straty linii odgrywać pewną rolę. Żaden normalny drut nie jest idealnym przewodnikiem. Nadprzewodniki są bardzo blisko, ale dla tych z nas, którzy pracują z normalnymi komponentami elektrycznymi, druty są po prostu rezystorami o małej wartości. Jako takie doświadczają spadku napięcia, gdy przepływa przez nie prąd, zgodnie z prawem Ohma. Dlatego też przesyłanie mocy na duże odległości odbywa się przy wysokim napięciu i jest tak praktyczne, że ustępuje tak blisko klienta.

Można to zaobserwować bezpośrednio po włączeniu silnika w lodówce, klimatyzatorze lub suszarce do ubrań: wysoki prąd rozruchowy silnika obniża napięcie w domu, przygaszając wszelkie żarówki. Oczywiście prąd bieżący jest znacznie mniejszy, więc wydaje się, że światła wracają do swojej pierwotnej jasności, ale gdybyś dokonał dokładnego pomiaru, okazałoby się, że są one nieco słabsze niż bez silnika. W przypadku dużej sprężarki prądu zmiennego nawet prąd po uruchomieniu jest wystarczająco duży, aby przyciemnić światła, dopóki się nie wyłączy.

Oczywiście narzędzie elektryczne próbuje złagodzić ten efekt, ale nic nie jest idealne.

Phil Frost
źródło
3
Do twojej wiadomości, jeśli twoje światła rozjaśniają się pod dużym obciążeniem, masz wadliwe połączenie neutralne, prawdopodobnie na słupie. Zadzwoń do firmy energetycznej.
Mazura
Phil, to jest bardzo dziwne: prąd w twoim domu nie powinien zmieniać się rozsądnie po włączeniu lodówki, chyba że używasz lodówek z potworami. Wygląda na to, że masz duży problem z instalacją elektryczną.
MikeTeX