Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt?
Í heild hljóðaði spurningin svona:

Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Eru fleiri þjóðir með 110 V og er það betra en 220 V? Er þetta frá því að Edison var uppi?

Ástæða þess að í Bandaríkjunum eru notuð 110 volt er fyrst og fremst söguleg. Fyrstu rafalarnir (jafnstraumsrafalar) voru byggðir í sitt hvoru lagi árið 1832 af Englendingnum Michael Faraday (1791–1867) og Bandaríkjamanninum Joseph Henry (1797–1878). Bandaríkjamaðurinn Thomas Alva Edison (1847-1931) er hins vegar talinn einn af brautryðjendunum raforkudreifingar í heiminum en hann var upphafsmaður á framleiðslu á jafnstraumsrafölum, sem voru notaðir við lýsingu með ljósaperum. Fyrsti rafall Edisons fór í gang árið 1882 í New York og nutu 85 heimili á Manhattan-eyju þessarar nýju tækni. Þar með var komin samkeppni á milli gömlu gaslýsingarinnar og hinnar nýju ljósaperu en til að fá svipaða lýsingu þurftu rafalarnir að gefa um 110 V spennu.

Þegar hér er komið við sögu er jafnstraumurinn einungis þekktur. Þó eru hugmyndir um riðstrauminn farnar að líta dagsins ljós en árið 1887 bjó Serbinn Nikola Tesla (1856-1943) til einn fyrsta riðstraumsmótorinn. Skömmu síðar hóf verkfræðingurinn George Westinghouse (1846-1914) framleiðslu á riðstraumsrafölum eftir hugmyndum Tesla sem notaðir voru í fyrsta stóra riðstraumsraforkuver sögunnar, í Niagara-fossum. Samkvæmt rannsóknum Tesla taldi hann álitlegast að nota 220 V spennu og 60 Hz tíðni.

Mikill rígur var á milli Westinghouse og Edison enda miklir hagsmunir í húfi. Báðir börðust fyrir að þeirra kerfi yrði notað í Bandaríkjunum og varð niðurstaðan bil beggja, Bandaríkjamenn völdu 110 V og 60 Hz riðstraumskerfi.

Eftir því sem raforkunotkun jókst sáu menn að ef til vill væri hagstæðara að hækka spennuna vegna þess að aflið (P) sem raftæki tekur er margfeldi straums (I) og spennu (V), það er$$P=I\cdot V$$Það þýðir að tæki sem notar til dæmis 250 W (vött) dregur tvöfalt meiri straum á 110 V heldur en á 220 V. Þetta sjáum við þegar við setjum gildin inn í jöfnuna:

$$I=\frac{P}{V}=\frac{250 W}{110 V}=2,27 A$$

$$I=\frac{250 W}{220 V}=1,14 A$$Hærri straumur kallar á gildari straumleiðara til að varna ofhitnun. Orkutapið og þar með hitun í straumleiðaranum er í hlutfalli við strauminn í öðru veldi. Fleiri kostir þykja því fylgja 220 V kerfinu en því 110 V. Hins vegar er hægara sagt en gert að skipta út öllu rafkerfi lands, sérstaklega eins víðfeðms og fjölmenns lands eins og Bandaríkjanna. Bandaríkjamenn hafa því einungis einu sinni hækkað spennuna í rafkerfinu sínu, úr 110 V í 120 V í kringum árið 1950. Vegna þess fjölda heimilisraftækja sem almenningur í Bandaríkjunum hafði komið sér upp á þeim tíma gekk ekki að hækka spennuna meira án umtalsverðs kostnaðar fyrir almenning.

Á svipuðum tíma var rafkerfinu í Evrópu breytt úr 110 V í 220 V. Segja má að það hafi verið Evrópu til happs að almenn útbreiðsla heimilisraftækja var mun seinni á ferðinni þar en í Bandaríkjunum og því ekki eins mikið mál að breyta.

Gott yfirlit um mismunandi spennustig landa heimsins er að finna hér.

Heimildir:

• War of Currents - Wikipedia.
• Worldwide AC Voltages and Frequencies, Electricity.
• Teikning: Laying the electrical Tubes electric lines under street Edison Pearl Street Utility June 21 1882 Harpers Weekly - detail.png - Wikimedia Commons. (Sótt 1. 2. 2017).
• Mynd frá Niagara: Electricity and its Development at Niagara Falls - Pan-American Exposition of 1901 - University at Buffalo Libraries. (Sótt 1. 2. 2017).
• Kort: WorldMap Voltage&Frequency.png - Wikimedia Commons. (Sótt 1. 2. 2017).

...