交流電電壓為什麼不一樣

A. 為什麼世界各國電壓和頻率不一樣

為什麼各國供電的電壓和頻率不一樣？

世界各國電力系統普遍輸送正弦交流電，但電壓和頻率卻各不相同。這是因為電壓頻率差異幾乎是個歷史遺留問題，很難改弦易轍。那麼為什麼各國供電的電壓和頻率不一樣？

特斯拉交流電體系
1885年，塞爾維亞人特斯拉（N.Tesla，1856—1943）將交流發電機專利賣給美國西屋電氣公司。八年後在芝加哥舉辦的紀念發現新大陸400周年世界博覽會上，西屋公司用特斯拉交流系統點亮了18萬只電燈。此後，利用變壓器變換電壓的交流電系統以其長距離、低損耗優勢逐漸被廣泛採用。
交流電地位確立後，頻率問題便擺在了歐美各國面前。在電力工業發展早期，一度出現了多種供用電頻率並行的局面。西屋公司曾經實驗了不同頻率正弦交流電，結果表明，頻率低時輸電線電能損耗也低，但照明設備在低頻率環境下很容易產生閃爍，頻率至少達到50Hz才能避免。而過高的頻率會導致電力傳輸效率下降，反復實驗後，西屋公司將電源頻率固定為60Hz。美國聯邦政府也開始在國內推廣60Hz頻率標准。
但在1900年巴黎舉辦世界博覽會上，歐洲各國訂購了20套發電設備，其中16套頻率為50Hz，3套42Hz，1套25Hz。以此為基礎，歐洲供電頻率逐漸向50Hz靠攏。
隨著歐洲、美國各自供電頻率的統一，世界其他國家和地區也都分別以這兩個頻率作為各自標准頻率。以日本為例，1896年東京電燈公司從德國AEG公司訂購了6台265kW、50Hz發電機，1897年大阪電燈公司從美國GE公司訂購了5台150kW、60Hz發電機。因此，至今日本仍採用兩種供電頻率，以靜岡縣富士山和新瀉縣的絲魚川市為界，東部50Hz，西部60Hz。
在電力使用早期，愛迪生的通用電力公司首先在美國使用110V電壓為客戶提供直流電。
而後，特斯拉發明了3相的240V交流電，但出於安全考慮，電壓被降低到110V。在西屋電氣公司的資助下，特斯拉交流電體系最終擊敗愛迪生的直流電體系成為美國供電新標准。
標准電壓和標准頻率
不過110V電壓較低，同功率下，比220V時電流大，用銅多，電網傳輸損耗較大。當時處於歐洲壟斷地位的德國AEG公司發現了這一問題，將電壓規格改為220V，於是歐洲國家就形成了220V/50Hz的交流電網標准。
後來，美國也一度考慮改用220V來提供城市用電，但由於美國家庭中適配110V電壓的家電過多，此時更改電壓規格會造成大量浪費，於是不得不繼續採用110v標准至今。110v電壓後來也影響到日本，並通過日本影響了台灣。美國周邊加拿大、墨西哥也採用了110V-120V左右的標准。
英國早期電壓是240V，後來為了和歐盟標准統一，改為230V。大多數英聯邦國家和英國海外領地都繼承這一標准，如澳大利亞、紐西蘭、印度等。
法國電壓標准為230V，受其影響，幾乎整個歐洲大陸的電壓都在220V-230V上下。它們在亞、非、拉的前殖民地多數也採用這一標准。
中國使用的電壓和頻率標准，是由電力工業基礎較好的地區直接繼承而來的。
二十世紀早期中國大陸的汽輪發電機組全部來自國外，電壓頻率繁雜，給電力設備制
造、使用和管理帶來極大不便。當時使用電力最普遍的上海共有8家電廠，其中7家採用50Hz頻率，只有1家是60Hz。
1928年7月16日，上海的燈泡製造商亞浦耳公司向上海社會局公用局呈文，建議規定220V和50Hz作為中國標准電壓和標准頻率。
東北的日滿政府更是主動規定：「全滿電氣設備的標准頻率統一為50Hz，今後電氣設備除特殊情況外一律採用標准頻率。」
基於這些，1949之後制定的全國供用電標准，也都採用了220v/50Hz制式。