Почему используется стандарт частоты тока в 50 Герц: экскурс в историю, связь с современностью, интересные факты.
03 Ноя
2020
Полезное

Почему используется стандарт частоты тока в 50 Герц: экскурс в историю, связь с современностью, интересные факты.

Поговорим про отрасль электроэнергетики в которой активно используется стандарт частоты в 50 или 60 Герц. С помощью такого показателя можно передавать и распределять электроток. Кстати, именно данные параметры выбраны далеко не случайно. И такие стандарты используются не только в Украине, но и СНГ, странах Европы: ток 220-240 Вольт с частотой 50 Герц (или в США, например, 110-120 Вольт при частоте 60 Герц) - величины неизменные. Разберемся в этом вопросе подробнее.

Историческая справка

Конечно, важно знать и помнить с чего все начиналось. Принцип работы электричества активно изучался учеными еще в 20 веке (вторая половина). Опытным путем проверяли, как можно будет использовать его в быту, на производстве, в иной деятельности человека. Томас Эдисон, известный как изобретатель первой электрической лампочки подарил миру и еще новое направление — с него век электрификации можно считать открытым. Все знания, которые были получены опытным путем, позволили начать строительство электростанций, где применялся постоянный ток.

Кстати, самые первые лампочки светились от электрического разряда, который просто горел в воздухе. Между 2-мя угольными электродами происходило зажигание, поэтому лампы и величались дуговыми. Тогда и было положено начало всему. Ученые поняли, что именно ток в 45 Вольт приводит к устойчивой дуге, но не безопасной работе. Требовалась получить что-то более оптимальное. Поэтому стал использоваться резистивный балласт. В процессе функционирования лампочки показатель был на отметке в 20 Вольт.

Что было дальше

И, сказать по факту, напряжение в 65 Вольт применялось в быту довольно-таки долго.

Позже было повышение показателя до отметки в 110 Вольт. Это было создано для того, чтобы потребитель мог включить в сеть несколько лампочек, соединенных между собой. Томас Эдисон утверждал, что переменный ток уступает постоянному варианту. И устройства, созданный им, создавали ток именно такого плана. Способ, безусловно, был затратным, невыгодным, нерациональным. Требовалось большое количество проводной продукции, тяжелой прокладки и др. А вот про потерю электроэнергии в процессе передачи тока и говорить не приходилось — она было безумно высока.

Позднее использовалась система постоянного тока в 220 Вольт (две параллельные линии по 110 Вольт). Впоследствии выяснили, что такой вариант тоже не является идеальным.

Никола Тесла: уникальные работы и многое другое

Этот человек представил миру генераторы переменного тока. Затратная часть при передаче электрической энергии значительно снизилась. Направление, однозначно, было верным. Ток мог проходить огромные расстояния и при этом без такой колоссальной потери. И, конечно, стало понятно, что идеи Эдисона — это уже давно прошлый век в отличие от предложений Тесла.

Железные трансформаторы в каждой фазе из трех понижают показатели высокого давления до критерия в 127 Вольт. Потребителю энергия поступает в формате переменного тока. Генераторы имеют в комплектации роторы, которые вращаются более чем 3000 оборотов в минуту. В движение данные устройства приводились водой или паром. Результат был хорошим — лампы не мерцали, двигатели выполняли работу качественно, трансформатор не увеличивал и не понижал напряжение.

В это время в СССР

Итак, до середины 60-хх годов 20 века на территории СССР напряжение в сетях было 127 Вольт. Потом, когда были подняты производственные мощности, показатель увеличился до 220 Вольт. Долив-Добровольский, использовавший переменный источник тока предложил инновацию на то время — использовать синусоидой ток для передачи электрической энергии. Он высказал мнение о применении частот для этого отметкой в 30-40 Герц. Оптимальный вариант в итоге вышел на показатель 50 Герц в Советском Союзе и Европе. В Америке идеальной цифрой оказалась 60 Герц.

Частота в этих пределах получалась при использовании двухполюсных генераторов с оборотами 3000-3600 в минуту. Это нужно и для оптимальной работы аппарата, и для передачи качественной электроэнергии.

Безусловно, сегодня частоту передачи электрической энергии можно увеличить. И это бы привело к экономичной выгоде при использовании комплектующих (кабелей, проводов и др.). Но инфраструктура настолько по всему миру подстроена под определенную частоту, что глобальные перемены в этом плане — это, скорее всего, вопрос будущего, а не настоящего.

Так что стандарт тока в 220 Вольт и частотой в 50 Герц является нормой, которая еще долго не покинет свои позиции. Ну, а глобальный переворот в этом направлении, конечно, потребует уникального и массового переустройства всего, что связано с током.