Заинтересовал вопрос: почему у нас все приборы на электрическом напряжении в 220 В. Стала читать....
Сначала взяли 100В( для первой лампочки Эдисона- Лодыгина лучший вариант свечения лампы). С учетом потерь на провода поменяли на 110В. Качество жизни во второй половине 19мвека поменялось у людей. Свет в домах Москвы, Одессы.... Замечательно.
О КПД(коэффициент полезного действия) такого комфорта не задумывались. Более того, пользовались вначале постоянным током. Много уходило затрат на провода, конструкцию, изношенность. Столкнулись с размерами проводов. Чем толще провод, тем больше сила тока. Трата на дорогостоящий металл. Тепловые потери.
Вспомним закон Ома. I=U/R, где I- сила тока, U - напряжение. Сопротивление R меньше с утолщением провода и увеличивается с длиной проводника. С появлением новых электрических приборов увеличили напряжение до 220В (для увеличения мощности).
По формуле (для определенной толщины провода): с увеличением напряжения увеличивается мощность. Вспомним формулу мощности электрического тока: P=I*U .
А сегодня есть приборы, которым надо 380В для мощности используемых приборов. Итак, инженеры стремились к уменьшению толщины металлического провода и к уменьшению тепловых потерь. Экономика (металл допогой)и увеличение КПД в первую очередь.
КПД увеличилось при производстве переменного тока. Электроплитка все равно будет греть- переменный ток или постоянный. Глаз человека не заметит частоту тока в светящейся лампе в 50 Гц(герц). Кстати, в США частота 60 Гц.
В мире наиболее распространены два основных стандарта напряжения и частоты. Один из них — американский стандарт 100—127 вольт 60 герц. Другой стандарт — европейский, 220—240 вольт 50 герц.
Интересный факт: в Советское время первым выехал в США на гастроли талантливый музыкальный ансамбль "Песняры". Пришлось своим умельцам перенастраивать электрогитары, изменить розетки.......
Как уменьшили тепловые потери? Тепло выделяется по закону Джоуля-Ленца Q=I*I/R ( за 1 сек). Поэтому для передачи электрического тока на дальние расстояния по проводам инженеры уменьшали толщину провода и увеличивали напряжение U благодаря трансформатору ( ток при этом уменьшается- принцип работы трансформатора, формула U1/U2=I2/I1, где I - сила тока). Обратно пропорциональная зависимость между напряжением и силой тока. C увеличением напряжения уменьшается сила тока, а значит уменьшаются тепловые потери. Смотрим формулу.
Для этого после электростанции ставят повышающий трансформатор, на входе в жилой дом - понижающий трансформатор.
Трансформатор состоит из двух изолированных катушек, соединенных железным сердечником, с разных количеством витков. Напряжение пропорционально числу витков, поэтому можно получить повышающий или понижающий трансформаторы.
Об опыте Фарадея- начале производства переменного тока в:
В нашем жилом доме, ток переменный, конструкция позволяет использовать три фазы:
О розетке и фазах в:
https://dzen.ru/video/watch/62397f37a4a5213a78c1168c
Продолжаем познавать окружающий мир в видеороликах по физике на канале. Спасибо за просмотр.