Cei mai mulți locuitori ai lumii (Europa, Africa, Asia, Australia, Noua Zeelandă) și o mare parte din America de Sud folosesc o alimentare care se situează la 6% din 230 V. În Regatul Unit și Australia, tensiunea nominală de alimentare este de 230 V +10%/-6% pentru a ține cont de faptul că majoritatea transformatoarelor sunt de fapt încă setate la 240 V. Standardul de 230 V s-a generalizat, astfel încât echipamentele de 230 V pot fi utilizate în cea mai mare parte a lumii cu ajutorul unui adaptor sau a unei modificări a fișei echipamentului în funcție de standardul din țara respectivă. în Statele Unite și Canada se utilizează o tensiune de alimentare de 120 V ± 6%. Japonia, Taiwan, Arabia Saudită, America de Nord, America Centrală și unele părți din nordul Americii de Sud utilizează o tensiune cuprinsă între 100 V și 127 V. Brazilia este neobișnuită prin faptul că are atât sisteme de 127 V, cât și de 220 V la 60 Hz și, de asemenea, permite folosirea de fișe și prize interschimbabile. Arabia Saudită și Mexicul au sisteme mixte de tensiune; în clădirile rezidențiale și în clădirile comerciale ușoare, ambele țări folosesc 127 de volți, iar în aplicațiile comerciale și industriale 220 de volți. Guvernul saudit a aprobat, în august 2010, planuri de tranziție a țării la un sistem total de 230/400 volți, dar Mexicul nu are planuri de tranziție.
Măsurarea tensiuniiEdit
Ar trebui făcută o distincție între tensiunea la punctul de alimentare (tensiunea nominală la punctul de interconectare între serviciul public de electricitate și utilizator) și tensiunea nominală a echipamentului (tensiunea de utilizare). În mod obișnuit, tensiunea de utilizare este cu 3% până la 5% mai mică decât tensiunea nominală a sistemului; de exemplu, un sistem de alimentare nominală de 208 V va fi conectat la motoare cu „200 V” pe plăcuțele lor de identificare. Acest lucru permite căderea de tensiune între echipament și alimentare. Tensiunile din acest articol reprezintă tensiunile nominale de alimentare, iar echipamentele utilizate pe aceste sisteme vor avea tensiuni ușor mai mici pe plăcuțele de identificare. Tensiunea sistemului de distribuție a energiei electrice este de natură aproape sinusoidală. Tensiunile sunt exprimate ca tensiune medie pătratică (RMS). Toleranțele de tensiune se referă la funcționarea în regim staționar. Sarcinile grele momentane sau operațiunile de comutare în rețeaua de distribuție a energiei electrice pot provoca abateri pe termen scurt în afara benzii de toleranță, iar furtunile și alte condiții neobișnuite pot provoca variații tranzitorii și mai mari. În general, sursele de alimentare cu energie electrică provenite din rețele mari, cu multe surse, sunt mai stabile decât cele furnizate unei comunități izolate, poate doar cu un singur generator.
Alegerea tensiuniiEdit
alegerea tensiunii de alimentare se datorează mai mult unor motive istorice decât optimizării sistemului de distribuție a energiei electrice – odată ce o tensiune este utilizată și echipamentele care folosesc această tensiune sunt larg răspândite, schimbarea tensiunii este o măsură drastică și costisitoare. Un sistem de distribuție de 230 V va utiliza mai puțin material conductor decât un sistem de 120 V pentru a furniza o anumită cantitate de energie, deoarece curentul și, în consecință, pierderea rezistivă, este mai mică. În timp ce aparatele de încălzire mari pot utiliza conductori mai mici la 230 V pentru aceeași putere nominală, puține aparate de uz casnic utilizează aproape întreaga capacitate a prizei la care sunt conectate. Dimensiunea minimă a firelor pentru echipamentele portabile sau ținute în mână este de obicei limitată de rezistența mecanică a conductorilor. Aparatele electrice sunt utilizate pe scară largă în locuințe, atât în țările cu sistem de 230 V, cât și în cele cu sistem de 120 V. Codurile naționale de electricitate prescriu metode de cablare menite să reducă la minimum riscul de șocuri electrice și incendii.
Multe zone, cum ar fi SUA, care folosesc (nominal) 120 V, utilizează sisteme de 240 V cu trei fire, cu fază divizată, pentru alimentarea aparatelor mari. În acest sistem, o alimentare de 240 V are un neutru cu priză centrală pentru a obține două alimentări de 120 V care pot furniza, de asemenea, 240 V la sarcinile conectate între cele două fire de linie. Sistemele trifazate pot fi conectate pentru a obține diverse combinații de tensiune, potrivite pentru a fi utilizate de diferite clase de echipamente. În cazul în care un sistem electric deservește atât sarcini monofazate, cât și trifazate, sistemul poate fi etichetat cu ambele tensiuni, cum ar fi 120/208 V sau 230/400 V, pentru a indica tensiunea de la linie la neutru și tensiunea de la linie la linie. Sarcinile mari sunt conectate pentru tensiunea mai mare. Alte tensiuni trifazate, de până la 830 de volți, sunt folosite ocazional pentru sisteme cu destinație specială, cum ar fi pompele pentru puțuri de petrol. Motoarele industriale mari (de exemplu, mai mult de 250 CP sau 150 kW) pot funcționa la tensiune medie. La sistemele de 60 Hz, un standard pentru echipamentele de medie tensiune este de 2.400/4.160 V (2.300/4.000 V în SUA), în timp ce 3.300 V este standardul comun pentru sistemele de 50 Hz.
StandardizareEdit
Până în 1987, tensiunea de rețea în mari părți ale Europei, inclusiv în Germania, Austria și Elveția, a fost de 220 ( ± 22 ) V {\displaystyle 220(\pm 22)\,\mathrm {V} }
în timp ce Marea Britanie folosea 240 ( ± 24 ) V {\displaystyle 240(\pm 24)\,\mathrm {V} }
. Standardul ISO IEC 60038:1983 a definit noua tensiune standard europeană ca fiind 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
.
Din 1987 încoace, o trecere treptată spre 230 – 23 + 13,8 V {\displaystyle 230_{-23}^{+13,8}\,\mathrm {V} }
a fost implementată. Începând cu anul 2009, tensiunea este permisă să fie de 230 ( ± 23 ) V {\displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
. Nu a fost necesară nicio modificare a tensiunii, nici de către sistemul din Europa Centrală, nici de către cel din Regatul Unit, deoarece atât 220 V, cât și 240 V se încadrează în benzile de toleranță inferioare de 230 V (230 V ±6%). Unele zone din Regatul Unit au încă 250 de volți din motive moștenite, dar și acestea se încadrează în banda de toleranță de 10% din 230 de volți. În practică, acest lucru a permis țărilor să fi furnizat aceeași tensiune (220 sau 240 V), cel puțin până la înlocuirea transformatoarelor de alimentare existente. Echipamentele (cu excepția becurilor cu filament) utilizate în aceste țări sunt concepute pentru a accepta orice tensiune din intervalul specificat. În Statele Unite și Canada, standardele naționale specifică faptul că tensiunea nominală la sursă trebuie să fie de 120 V și permit o gamă de 114 V până la 126 V (RMS) (-5% până la +5%). Din punct de vedere istoric, 110 V, 115 V și 117 V au fost utilizate în diferite momente și locuri din America de Nord. Uneori se vorbește despre alimentarea de la rețea ca fiind de 110 V; cu toate acestea, 120 V este tensiunea nominală.
În 2000, Australia a trecut la 230 V ca standard nominal cu o toleranță de +10%/-6%, aceasta înlocuind vechiul standard de 240 V, AS2926-1987. Ca și în Regatul Unit, 240 V se încadrează în limitele admise, iar „240 volți” este un sinonim pentru rețea în engleza australiană și britanică. În Japonia, alimentarea cu energie electrică a gospodăriilor se face la 100 V. Părțile estice și nordice ale Honshū (inclusiv Tokyo) și Hokkaidō au o frecvență de 50 Hz, în timp ce Honshū de vest (inclusiv Nagoya, Osaka și Hiroshima), Shikoku, Kyūshū și Okinawa funcționează la 60 Hz. La granița dintre cele două regiuni se află patru substații de curent continuu de înaltă tensiune (HVDC) spate în spate, care interconectează energia între cele două sisteme de rețea; acestea sunt Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu și Convertorul de frecvență Higashi-Shimizu. Pentru a se adapta la această diferență, aparatele sensibile la frecvență comercializate în Japonia pot fi adesea comutate între cele două frecvențe.