«Чтобы авиатехникам не хотелось электродвигатели с самолета домой отнести». Это шуточный, но очень меткий ответ. Действительно, электрические устройства с рабочей частотой 400 Гц совершенно нельзя использовать с обычной наземной сетью 50 Гц.
Источники переменного тока частотой 400 Гц на летательных аппаратах могут быть однофазными и трехфазными, иметь напряжение 36 В или 115 В. Такие же параметры имеют и электрические сети на кораблях и подводных лодках. Но все же, именно авиация вынудила разработчиков придти к стандарту 400 Гц.
Чтобы поднять каждый лишний килограмм в воздух требуется дополнительная тяга двигателя и расход топлива. По мере появления все нового электрооборудования на самолетах конструкторы нашли самый простой способ снижение его веса – увеличение частоты питания.
Почему так? Распространенными, тяжелыми устройствами на борту были трансформаторы. Для выходной Э. Д. С. Этих устройств верно:
E = 4,44*f*w*Ф; где f – частота, w – количество витков, Ф – магнитный поток.
Магнитный поток равен произведению индукции B на площадь сечения магнитопровода S. Отсюда сохранив требуемое Е, подняв частоту в 8 раз от 50 Гц , во столько же уменьшается площадь сечения магнитопровода. Примерно во столько же уменьшается и вес трансформатора.
Такое же снижение веса достигается и у электродвигателей.
Почему 400 Гц не используется в наземных сетях? Потому, что есть такая вещь, как индуктивное сопротивление провода: RL = 3,14*f*L; где f – частота, L – индуктивность провода. С ростом частоты пропорционально возрастает и индуктивное сопротивление. Для коротких линий летательного аппарата эти потери несущественны. А на многокилометровых линиях электропередач, индуктивное сопротивление проводов приведет к значительным потерям.