в обычной домашней розетке частота тока равна 50 гц что это значит
Почему в розетке частота тока 50 герц? Понятно, что это вовсе не случайно, а закономерно. А, значит, тому должно быть какое-то объяснение. И оно действительно есть. Сразу нужно подчеркнуть, что это – стандарт для Европы, России, Украины и прочих стран (скажем, бывших республик СССР), который выглядит как 220-240 В/ 50 Гц.
Но в некоторых странах действует другой стандарт напряжения и частоты. Например, так называемый североамериканский стандарт предусматривает 110-120 В с частотой 60 Гц. Непосредственно в США – тоже 60 Гц. Но все приборы рассчитаны на обе частоты. И все потому, что в США в розетке может быть и 53 Гц, и 56,3 Гц, то есть любое значение между 50 и 60. И в Японии действуют оба стандарта.
Но все равно частота должна быть не меньше 50 Гц, иначе начнется мерцание лампочек. При более низкой частоте необходимы особенно большие, даже гигантские трансформаторы, с повышенной индуктивностью. Из-за ёмкости и индуктивности длинных проводов возрастают потери на протяженных линиях электропередач. Все это и объясняет необходимость в таком стандарте.
И все-таки, прежде всего, ответ на этот вопрос необходимо искать в истории развития электросистем. Ранее (как, впрочем, и сейчас во многих случаях) электрогенераторы приводили в движение дизели и паровые турбины. И здесь есть такой нюанс: эти агрегаты удобно было производить из расчета на частоту вращения в районе 3000 об/мин.
А частота на выходе генератора напрямую определяется частотой вращения его ротора, как и количеством полюсов. А 3000 об/мин – это как раз 50 об/сек, то есть те самые 50 Гц, о которых мы и говорим.
В настоящее время это, вообще-то, уже не так важно – 50 Гц, 500 КГц или 10 МГц. Современные устройства способны какой угодно ток превратить в какой угодно. Однако не надо забывать, что системы электроснабжения были преимущественно спроектированы и построены в начале прошлого века. И тогда преимущества, о которых мы говорили выше, играли огромную роль.
И все электрооборудования было «заточено» именно под такие параметры питания. Мощь современной электроники, а также огромного количества работающих машин была настолько значительна, что уже не было никакого резона перестраивать систему электроснабжения.
Согласитесь, что менять то, что и так хорошо функционирует, неоправданно. Особенно, если подходить к проблеме чисто экономически. Вот почему мы привычно пользуемся стандартом в 220 В и 50 Гц. Так исторически сложилось.
Частота тока в розетке: на что влияет и как измерить
Отправим материал на почту
Во многих странах, частота тока в розетке одинаковая. Есть общие всемирные нормы. В России и в Европе это 220 – 240 вольт и 50 герц, в Америке 120 вольт и 60 герц. В некоторых странах действуют оба стандарта частоты тока. Так давайте вместе с вами разберёмся, почему частота тока в сети именно такая.
Из истории
Чтобы понять, откуда эти нормы, нам нужно посмотреть историю. В 19 веке активно изучалось электричество. Многие учёные проводили эксперименты, и лишь Эдисону удалось сделать первый прорыв в электричестве. После появления первой лампочки, стали строить электростанции, подающие постоянный ток.
Первые дуговые лампочки светили за счёт электрического разряда двух электродов, которые горели на открытом воздухе. Проводимые тогда эксперименты показали, что при 45 вольтах дуга становится более устойчивой. Но лампочка должна быть и безопасной, поэтому для ее включения использовали всего двадцать вольт.
Долгое время использовали постоянное напряжение в 60 вольт, лишь со временем заменили на 110. Но все же передавать ток на длинные расстояния было невозможно. Потери при подаче были большие, как и затраты на передачу постоянного тока по линиям.
Прорыв в электричестве совершил Никола Тесла. Он спроектировал и ввёл в работу генераторы переменного тока. Железные трансформаторы, занижали напряжение до 127 В на каждой из трёх фаз, в итоге люди получали его в виде переменного тока. Частота тока делалась такой, чтобы лампочки не мигали, а энергию можно было передавать на десятки километров.
Несмотря на все технологии, в СССР долгое время подача переменного тока была по сетям с напряжением 127 В. Только в 60-х годах 20 века в розетках появились привычные нам 220В.
Доливо-Добровольский был ученый, который изучал все возможности электроэнергии и ее передачи. Именно он был родоначальником в использовании синусоидального тока для передачи. Поначалу считалось, что частоты в 40 герц будет достаточно, но позже остановились на частоте в 50 герц в СССР и 60 герц в США. Эти значения остались и по сей день, поэтому, ещё со школы многие запоминают, сколько герц в розетке 220В – 50.
Сейчас уже возможно сделать частоту тока и в 1000 герц, но все электролинии и электростанции построены для частоты тока в 50 – 60 герц, и перестраивать всё нерентабельно, так как обойдется это в очень большие суммы. Соответственно, можно утверждать, что частота электросети не может быть больше чем 60 герц.
Как понять какая частота тока в электрической сети
Есть несколько способов проверить:
На что влияет частота тока
В соответствии со стандартами на электростанциях всегда должен поддерживаться один уровень частоты переменного тока. В нашей стране это значение в 50 герц, плюс минус 0,2 герц. Минимальное отклонение от нормативов, ни на что не повлияет. А вот если отклонение от нормы выше минимального, то это будет влиять на работу электроприборов. Изменения в частоте тока негативно сказывается на работе электродвигателей, меняется скорость вращения, быстрее изнашиваются детали. На работу осветительных приборов это почти ни как не влияет. Большую нагрузку и сбой работы, изменение частоты тока, создаётся на электростанциях. Чтобы обеспечить безопасную и безаварийную работу всех электроприборов, на электростанциях предъявляют особые требования к частоте переменного тока.
Еще интересное о токе в розетках, в видео:
В заключение
Частота тока во всех розетках России одинаковая, но может быть с небольшими отклонениями. Если перепады становятся большими, то бытовая техника и электроника может быстро вылететь из строя. Такое бывает редко, но возможно, и чтобы защитить себя от потерь, неплохо установить в доме защиту от перепадов электричества.
Напишите в комментариях – лично вы пробовали измерять частоту тока в ваших розетках, замечали ли при этом колебания в частоте?
Напряжение в розетке: как оценить качество
Для того, чтобы понять, насколько качественное напряжение поступает к нам в розетку, необходимы две вещи — знать стандарты качества и знать, как измерить эти стандарты. В статье я подробно расскажу, что такое качество напряжения и как измерить его характеристики. Это будет не теоретическая википедийная статья, а материал, максимально приближенный к реальной жизни.
Посмотрим, что мы можем измерить и посмотреть реально в питающей сети. Я приведу официальные стандарты качества и покажу, что в сети может происходить на самом деле.
Как и зачем оценивать качество напряжения в сети?
Действительно, зачем? Ведь достаточно нажать кнопку на пульте телевизора или воткнуть зарядное устройство айфона в розетку и пользоваться благами электрификации всей страны!
Тут собрались люди знающие, которые понимают, что значения основных параметров электрической сети — напряжения и частоты — можно узнать в первую очередь посредством мультиметра. Но что делать, если нужно посмотреть, что делается в розетке в течение суток? А что если нужно отследить скачок напряжения, который по времени гораздо короче интервала измерения мультиметра? Причем может быть так, что время появления этого артефакта неизвестно.
Обычно при любых проблемах с напряжением ставят стабилизаторы, но они помогают далеко не всегда. Ведь стабилизатор устраняет следствие, но не причину проблемы. А если происходит скачкообразное кратковременное изменение напряжения, то стабилизатор не только не поможет, но и усугубит положение.
И чтобы понять, что делать в том или ином случае — проверить качество контактов на вводе или поставить стабилизатор, — нужен анализатор качества электроэнергии (Power Quality Analyzer).
Анализатор качества электроэнергии дает полную картину того, что происходит в розетке.
Я использую в своей работе анализатор качества электрической энергии HIOKI 3197, фото которого будут приведены в статье.
Без анализатора качества часто вообще непонятно, что происходит в сети: какие помехи, импульсные перенапряжения и провалы, коэффициент мощности cos и так далее. Приходится действовать наугад, используя свой опыт и эксперименты. А с японцем HIOKI из Нагано все ясно-понятно. Для того, чтобы составить полную картину того, что творится в сети, прибор имеет клещи для измерения тока и зажимы для измерения напряжения, а также зажим для подключения к нейтрали. Итого — 7 точек подключения.
Анализатор качества электроэнергии
Реальный случай, когда без анализатора качества не обойтись. Контроллер в технологической линии периодически зависал и выдавал ошибки. Когда все перелопатили, а причину не нашли, на помощь пришел анализатор качества электроэнергии. После непродолжительного наблюдения напряжения 220 В, поступающего на питание контроллера, выяснилось, что причина в плохом контакте внутри сетевого фильтра.
Напряжение в электросети
Это самый важный параметр, определяющий в основном качество и характеристики всей энергосистемы.
Старый ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» гласит, что действующее (или среднеквадратическое, что для синуса одинаково) фазное напряжение в питающей сети должно составлять 220±10 %=198. 242 В.
Однако новый ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные» «повысил» напряжение до 230 В±10 % =207. 253 В. При этом разрешено действие напряжения 220 В. Линейные напряжения (между фазами) будут соответственно 380 и 400 В.
Получается, что если напряжение в розетке «плавает» от 198 до 253 В, то это укладывается в норму.
Рассмотрим трехфазную систему питания. Пример того, что может происходить на вводе в электрошкаф, виден на экране анализатора качества электроэнергии HIOKI 3197.
Фазные напряжения в трехфазной сети
На графиках видно, что уровень фазного напряжения колеблется около среднего уровня 238–240 В за время измерения 2 минуты. Судя по одинаковым провалам на всех фазах, за это время несколько раз включалась относительно мощная трехфазная нагрузка.
График напряжения, приведенный выше, может записываться в память прибора несколько дней. Таким образом, можно проанализировать, как меняется напряжение в течение суток, и подобрать стабилизатор. Либо вообще его не ставить, а отремонтировать электропроводку или предъявить претензии энергоснабжающей организации.
Кроме того (что очень важно!), можно зафиксировать и посмотреть все артефакты на напряжении. Например, скачки и провалы напряжения (последствия плохих контактов или помех), моменты пуска мощных приводов и т. д. Пороги событий устанавливаются в настройках. Пример экрана, на котором отображены события:
События и деталировка на экране анализатора качества электроэнергии
Ток в электросети
Когда-то в детстве отец мне купил мой первый тестер ТЛ-4М. Я мерил все подряд, пока мою голову не посетила «гениальная» идея — измерить ток в розетке. В итоге — выбило пробки, в тестере сгорел шунт, а я понял — ток измеряется всегда только через нагрузку. С тех пор средства измерения тока сильно шагнули вперед, и для этого используются только токовые клещи (трансформаторный метод), шунты практически не применяются.
Ток, точнее, его значение, форма и составляющие, значительно зависит от нагрузки. Например, вот как выглядит форма напряжения и тока при работе диммера:
Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммер
Естественно, присутствуют гармоники тока и напряжения. Гармоники говорят о том, как отличаются формы напряжения и тока от синусоидальной.
Гармоники напряжения и тока
Гармоники напряжения и тока можно увидеть в графическом виде, как на скрине выше, так и в виде таблицы — с 1-й до 50-й гармоники. И для однофазной, и для трехфазной сети.
Частота
Все знают, что частота питающего напряжения у нас в розетке равна 50 Гц. Это означает, что 50 раз в секунду все повторяется. Иначе говоря, длительность периода напряжения равна 20 мс. Если точнее, то согласно ГОСТ 29322-2014 частота напряжения должна быть 50±0,2 Гц. То есть от 49,8 до 50,2 Гц.
Пожалуй, частота — единственный параметр, на который ничего не влияет. И ее стабильность зависит только от работы электростанции. Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:
Частота питающей сети
Из графика видно, что частота отклоняется не более чем на 0,03 Гц от номинала, что с большим запасом укладывается в ГОСТ.
Заключение
HIOKI умеет гораздо больше, чем изложено в этой короткой статье. Например, служить в качестве эталонного электросчетчика и строить график потребляемой мощности, измерять коэффициент мощности cos и коэффициент реактивной мощности tg. Применение прибора обосновано при проведении энергоаудита и при выявлении сложных неисправностей оборудования.
В обычной домашней розетке частота тока равна 50 гц что это значит
Разница между 50 Гц и 60 Гц при использовании бытовой техники
В энергетической отрасли для передачи и распределения электроэнергии выбраны частоты 50 и 60 Гц. Почему так произошло? Как это сказывается на использовании бытовой техники и что будет, если подключить прибор для 60 Гц к электросети на 50 Гц? Сейчас разберемся.
Откуда взялись значения 50 и 60 Гц?
На сегодняшний день во всем мире для передачи и распределения электроэнергии используются частоты 50 и 60 Гц. В странах Европы и СНГ принят стандарт 220-240 В и 50 Гц, в США — 110-120 В и 60 Гц, в Корее — 220 В и 60 Гц. В чем же разница между этими показателями и почему мы используем именно их?
Одна из главных причин — исторический фактор. В эпоху электрификации, когда изобретатели предлагали свои варианты оптимальных показаний напряжения и тока, по всему миру уже строились разные виды электрогенераторов. Национальные компании, в свою очередь, поставляли приборы, подходящие к этим сетям. Таким образом, проектировались собственные сети с уникальными значениями напряжения и тока. Разработки других стран, как правило, игнорировались.
Стандартные частоты 50 и 60 Гц были выбраны относительно случайно из диапазона 40-60 Гц. При частоте ниже 40 Гц не могут работать дуговые лампы, которые в начале эпохи электрификации являлись основным источником искусственного освещения. Если частота превышает 60 Гц — не функционируют асинхронные электродвигатели конструкции Николы Теслы, также наиболее распространённые в тот период.
Большинство стран мира приняли один из двух стандартов, хотя иногда встречаются переходные или уникальные варианты. Например, в Корее существует стандарт 220 В и 60 Гц. В некоторых старых домах еще встречается напряжение 110 В, разведенное по североамериканской схеме, и при переводе на 220 В часто используется линейное напряжение. В корейских квартирах можно встретить понижающие трансформаторы, через которые подключают электроприборы, купленные в США или Японии.
Что будет, если подключить прибор для 60 Гц к электросети на 50 Гц?
В России используется система 220 В и 50 Гц. Эти показатели важно учитывать в том числе и при покупке импортной техники. Один из самых популярных вопросов: «Что будет, если подключить прибор, предназначенный для использования на частоте 60 Гц, к электросети в 50 Гц? Можно ли его безопасно эксплуатировать?»
Допустим, Вы приобрели корейскую соковыжималку на 60 Гц. В таких приборах, как правило, используются однофазные асинхронные электродвигатели, чувствительные к частоте сети при пуске. Согласно исследованиям Хэнка Песмана — эксперта в области электроники — при эксплуатации прибора, предназначенного для 60 Гц, на частоте в 50 Гц произойдет следующее:
Почему не стоит покупать технику в популярных онлайн-гипермаркетах?
Как мы уже выяснили, при покупке бытовой техники очень важно учитывать показатели напряжения и тока, необходимые для ее полноценной работы. Если техника не подходит для использования при 220 В и 50 Гц, ее производительность будет ниже, а срок службы может значительно сократиться.
Будьте осторожны при покупке бытовых приборов на популярных сайтах, вроде ebay.com или aliexpress.com. Их товары не адаптированы под российский рынок и вряд ли подойдут к нашим электросетям. На подобных платформах, как правило, нет технической поддержки, где Вы можете подробнее узнать об особенностях того или иного аппарата. Более того, приборы, купленные на популярных площадках, зачастую не соответствуют российским стандартам не только по напряжению, но и по току. Приборы на 110 В категорически нельзя использовать в наших электросетях. Если от эксплуатации соковыжималки на 60 Гц пострадает разве что сам аппарат, то при неверных показателях тока это будет большой удачей. В лучшем случае прибор «перегорит», в худшем — может взорваться прямо в руках. Поэтому если Вы размышляете над приобретением соковыжималки из США или Кореи, рабочее напряжение которой 110 В — от покупки следует воздержаться. Если сделка уже совершена — Вам придется потратиться на трансформатор для преобразования тока, чтобы иметь возможность хоть как-то использовать прибор.
Помимо прочего, в интернет-магазинах можно встретить бытовую технику, пригодную для использования как при 50, так и при 60 Гц. Такие приборы относительно безопасны, но имеют более низкую мощность и короткий срок службы. Идеальный вариант — покупать кухонную аппаратуру на 50 Гц и 220 В, так как она специально разработана под наши условия.
Надеемся, что после прочтения данной статьи выбор подходящих соковыжималок, блендеров и других аппаратов станет еще проще. Всегда обращайте внимание на технические характеристики приобретаемых товаров и следите, чтобы они были совместимы с Вашей электросредой. Следуя нашим простым рекомендациям, приобрести действительно качественную технику, которая прослужит Вам долгие годы, будет очень легко.
Товары, упомянутые в статье:
Почему в электроэнергетике выбран стандарт частоты 50 герц
Почему по сей день в энергетической отрасли для передачи и распределения электроэнергии всюду выбраны и остаются принятыми частоты 50 и 60 Гц? Вы когда-нибудь задумывались об этом? А ведь это совсем не случайно.
В странах Европы и СНГ принят стандарт 220-240 вольт 50 герц, в североамериканских странах и в США — 110-120 вольт 60 Гц, а в Бразилии 120, 127 и 220 вольт 60 Гц. Кстати, непосредственно в США в розетке порой может оказаться, скажем, 57 или 54 Гц. Откуда эти цифры?
Давайте обратимся к истории, чтобы разобраться в данной теме. Во второй половине XIX века ученые многих стран мира активно изучали электричество и искали ему практическое применение. Томас Эдисон изобрел свою первую лампочку, внедрив тем самым электрическое освещение. Возводились первые электростанции постоянного тока. Начало электрификации в США.
Первые лампы были дуговыми, они светились электрическим разрядом, горящим на открытом воздухе, зажигаемым между двумя угольными электродами. Экспериментаторы того времени довольно быстро установили, что именно при 45 вольтах дуга становится более устойчивой, однако для безопасного зажигания, последовательно с лампой подключали резистивный балласт, на котором падало в процессе работы лампы около 20 вольт.
Так, долгое время применялось постоянное напряжение 65 вольт. Затем его повысили до 110 вольт, чтобы можно было последовательно включить в сеть сразу две дуговые лампы.
Эдисон был фанатичным сторонником систем постоянного тока, и генераторы постоянного тока Эдисона поначалу так и работали, подавая в потребительские сети 110 вольт постоянного напряжения.
Но технология постоянного тока Эдисона была очень-очень затратной, экономически не выгодной: нужно было прокладывать много толстых проводов, да и передача от электростанции до потребителя не превышала расстояния в несколько сотен метров, поскольку потери при передаче были огромны.
Позже была введена трехпроводная система постоянного тока на 220 вольт (две параллельные линии по 110 вольт), однако существенно положение относительно экономичности такой передачи не улучшилось.
Позже Никола Тесла разработал свои, совершенно новаторские генераторы переменного тока, и внедрил экономически более эффективную систему передачи электроэнергии при высоком напряжении в несколько тысяч вольт, и электроэнергию можно стало передавать на тысячи метров, потери при передаче снизились в десятки раз. Постоянный ток Эдисона не выдержал конкуренции с переменным током Тесла.
Трансформаторы на железе понижали высокое напряжение до 127 вольт на каждой из трех фаз, подавая его потребителю в виде переменного тока. При работе генераторов переменного тока, приводимых в движение паром или падающей водой, роторы их вращались с частотой от 3000 оборотов в минуту и даже больше.
Это позволяло лампам не мерцать, асинхронным двигателям нормально работать, выдерживая номинальные обороты, а трансформаторам — преобразовывать электричество, повышать и понижать напряжение.
Между тем, в СССР напряжение сетей до 60-х годов оставалось на уровне 127 вольт, затем с ростом производственных мощностей его подняли до привычных нам теперь 220 вольт.
Доливо-Добровольский, так же как и Тесла, исследовавший возможности переменного тока, предложил использовать для передачи электроэнергии именно синусоидальный ток, а частоту предложил установить в пределах от 30 до 40 герц. Позже сошлись на 50 герцах в СССР и на 60 герцах — в США. Эти частоты были оптимальными для оборудования переменного тока, во всю работавшего на многих заводах.
Частота вращения двухполюсного генератора переменного тока составляет 3000 либо максимум 3600 оборотов в минуту, и дает как раз частоты 50 и 60 Гц при генерации. Для нормальной работы генератора переменного тока, частота должна быть не менее 50-60 Гц. Промышленные трансформаторы без проблем преобразуют переменный ток данной частоты.