"Дядя, почему электричество у нас в сетях - трехфазное?" — спросил меня, начинающий постигать законы физики, племянник-семиклассник, которого очень интересует всевозможная "электрика". — "Почему не 2 или 4?" Я готов был ответить на этот вопрос дежурным "необходимая выгода — это 3 фазы", когда обнаружил, что на самом деле тайны тока занимают и меня. Пришлось "нырять" в энциклопедии и "прошерстить" весь Интернет и даже узнать, что скажет об этом коллега из США, прежде чем ответить на немудрый на первый взгляд детский вопрос.
Итак, понятие "трехфазная система электроснабжения", знакомая каждому электрику-любителю и любому домашнему мастеру, означает, что данная система состоит из трех цепей, в которой действуют созданные одним и тем же источником синусоидальные электродвижущие силы (ЭДС) одинаковой частоты. Каждая из этих цепей в обиходе называется просто "фазой". Почти все генераторы, работающие на российских электростанциях (а также на электростанциях бывшего Советского Союза), принадлежат к числу генераторов трехфазного тока.
Более того, трехфазная система электроснабжения используется в большинстве стран мира, от "Москвы и Лондона до Пекина и Сиднея", хотя на заре эры электричества и даже в начале двадцатого века, когда электрическое освещение и электрический звонок стали такой же банальностью, как паровозы и беспроводный телеграф, в мире активно использовались и двухфазные электрические сети. Кстати, создателем первого двухфазного электродвигателя был знаменитый изобретатель Никола Тесла, которому приписывают славу не только "безумного ученого", но и настоящего мага и волшебника.
Именно двухфазные сети обеспечивали "мягкий" запуск первых электродвигателей. И все же со временем практически повсюду в мире трехфазные сети вытеснили двухфазные, за исключением разве что отдельных компаний (так, в Японии двухфазные сети питают железные дороги национального значения - аналог нашей российский "империи РЖД").
Единственная страна мира, где активно используются двухфазные сети - это США, которые по праву можно назвать обетованной землей изобретателей и экспериментаторов и родиной широчайшего применения электричества. Всем известно, что и стандарт напряжения в США составляет 100–127 В частотой 60 Гц - вдвое меньше, чем в России и в странах Европы, так что приобретенная за океаном техника требует применения адаптера или установки понижающего трансформатора. Но исключения только подтверждают правило!
Так почему же трехфазный ток победил не только в нашей стране, но и во всем мире? Во-первых, применение трехфазных систем напряжения обеспечивает меньшую материалоемкость как силовых кабелей, так и трансформаторов. Это особенно важно в случае, если электроэнергия передается на большие расстояния, как у нас в России. Во-вторых, применение трехфазных электродвигателей позволяет получать в трехфазных сетях два рабочих напряжения, изменяя мощность электродвигателя одним движением руки - переключением питающих проводов. В-третьих, применение трехфазной системы электроснабжения позволяет существенно уменьшить мерцание люминесцентных ламп. Для этого достаточно разместить в светильнике три лампы, запитанные от трех разных фаз (но это — "пережиток древних эпох"). Имеются и другие преимущества, познакомиться с которыми подробнее вы сможете, открыв типовой справочник электрика или побеседовав с профи, изучившим эту тему "от" и "до".
Но почему же в США применяется двухфазная система электроснабжения? Это наследие славного прошлого, которое сохранилось с 1880 года - с той поры, как Эдисон получил патент на трехпроводную сеть постоянного тока (включает провод +110, провод -110 В и нулевой проводник). И сегодня такая система преобладает при электроснабжении жилых домов (правда, ток теперь там переменный), в то время как в промышленности используется трехфазный ток.
Как поясняют сами американцы, это связано с массой факторов, начиная с нежелания нести затраты, связанные с капитальным переоснащением сетевого хозяйства и заканчивая интересами защиты национальных производителей бытовой техники, которых необходимо оградить от конкуренции со стороны импорта. Так что непонятный с первого взгляда американский консерватизм оборачивается практичностью самой высокой пробы, демонстрирующей умение заботиться о своих интересах.
Если вам понравилась статья, то не забывайте оценить её и подписаться на канал. Всех вам благ!