¿Por qué los Estados Unidos usan 110V y el Reino Unido usa 230-240V?

No debería sorprenderse de que usen diferentes voltajes y frecuencias, debería sorprenderse de que solo haya dos grandes estándares de voltaje / frecuencia.

Cuando se introdujo la electricidad por primera vez, cada productor proporcionó un voltaje y una frecuencia diferentes (o incluso CC en lugar de CA). Gradualmente, los productores se fusionaron, los gobiernos establecieron estándares y la presión del mercado exigió que los aparatos pudieran usarse en todas partes. Esto condujo a la situación actual, donde la presión para un estándar mundial es compensada por los intereses invertidos.

Para la misma cantidad de energía, 110 V requiere más corriente, por lo tanto, cables más gruesos. 230V requiere un mejor aislamiento. En algunas situaciones raras, 220V puede ser más peligroso de tocar.

No creo que 50 o 60 Hz hagan una diferencia significativa. (Un núcleo de hierro para un transformador podría ser un poco más pequeño a 60 Hz. Pero los núcleos de hierro son tan increíbles del siglo pasado ...)

Es difícil ser definitivo. Pero antes de que la distribución de energía de CA fuera adoptada ampliamente, hubo una dura batalla en los Estados Unidos entre Edison y Westinghouse sobre la distribución de energía de DC versus AC .

El sistema DC de Edison usó + 110V, 0V y -110V. Edison realizó una campaña para describir a la CA como peligrosa, incluso para introducir una silla eléctrica alimentada con electricidad de CA como un dispositivo de ejecución, lo que demuestra el "peligro de la CA". Una vez que AC fue ampliamente aceptado como superior a DC para la distribución de energía, 110V se convirtió en el estándar para la distribución de AC, presumiblemente porque usaba el nivel de voltaje "más seguro" del sistema DC.

Después de que las lámparas de filamento de metal se volvieron factibles, 220V se hizo común en Europa debido a los menores costos de distribución .

En cuanto a 50Hz versus 60Hz .. bueno eso es solo el sistema métrico .

La misma razón por la que todavía pavimentamos caminos que recorren edificios que fueron derribados hace medio siglo.

Históricamente, alguien, o algún grupo, escogió un número en cada país, otros siguieron su ejemplo y se convirtió en "un estándar". Ahora estamos atrapados con ellos.

Cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Puedes discutirlos para siempre.

Esto se cubrió ampliamente en Los Simpsons :

  

Ya sabes, Europa no es un lugar para un niño de seis años. Puede manejar 110 voltios, pero 220 lo matarían.

Bromas aparte, una vez que elija un valor y produzca una cantidad sustancial de dispositivos compatibles, el precio de cambiar a un valor diferente se vuelve prohibitivamente alto.

En el Reino Unido, el cableado estaba disponible en todo el país a fines de los años cincuenta. El resto de Europa siguió poco después de los Estados Unidos. Debido a que el Reino Unido necesitó un poco de tiempo para ponerse al día, tuvieron tiempo de aprender algo importante sobre la experiencia previa con la electricidad en el hogar: ¡las casas de cableado eran caras! Tuvieron que usar una gran cantidad de cable y al duplicar el voltaje redujeron la corriente a la mitad, lo que redujo el calibre del cable necesario.

La frecuencia AC. es una historia un poco mejor conocida ... Hasta 1890 no existía un estándar para la frecuencia de red. (obviamente) AEG, que tenía un monopolio en la producción de electricidad en Europa, estableció el estándar en 40Hz, sin embargo, poco después, notaron que las lámparas parpadeaban a esa frecuencia. así que lo aumentaron a 50Hz que estaba bien. Westinghouse se enteró de que esto se había convertido en un estándar, pero pensaron que las luces aún parpadeaban un poco, así que aumentaron la frecuencia. a 60Hz. En los años siguientes, comenzaron a cablear todo Estados Unidos y los motores y otros dispositivos fueron diseñados para esa frecuencia. así que no fue fácil cambiarlo por más tiempo.

60Hz freq. origen

El problema de 110 V es simplemente que, una vez que Tesla y Westinghouse demostraron que la transmisión de CA a larga distancia era factible, el problema número 1 que impulsó la proliferación de la electrificación fue la iluminación en las casas, reemplazando la iluminación de gas y aceite que era el mayor riesgo de incendio del día. Las lámparas de Edison eran de 100 V, pero a una lámpara no le importa si obtiene CA o CC. Por lo tanto, nuestro sistema de distribución de CA, A NIVEL RESIDENCIAL, fue diseñado para aprovechar la base instalada existente y la disponibilidad de inventario de las lámparas de Edison. Luego, a medida que los dispositivos personales comenzaron a proliferar, se diseñaron para aprovechar los circuitos de iluminación de 110 VCA que ya se utilizan en las casas y el concepto se consolidó en nuestra cultura, donde no había vuelta atrás.

El problema de 50/60 Hz es diferente y no es en absoluto "métrico" (¿qué métrica tiene el número 50?). A pesar de que Westinghouse / Tesla lo habían defendido, AC solo despegó aquí una vez que Edison cedió ante la inevitabilidad. Edison, a pesar de haber invertido en AEG cuando Europa comenzó a electrificar, se mostró reacio a permitir un sistema en el que los europeos pudieran ingresar a nuestro mercado vendiendo productos eléctricos aquí. Entonces, después de experimentar con diferentes frecuencias (40Hz fue la primera instalación industrial importante, en Folsom Power House en California), Edison y Steinmetz se establecieron en 60Hz, en parte debido al problema del parpadeo, y también porque haría incompatibles a los equipos europeos. Lo quería todo para sí mismo ... que es la misma motivación detrás de su impulso inicial para desacreditar la distribución de CA en primer lugar. Quería DC porque poseía los derechos de patente de EE. UU. Sobre su dínamo de CC (aunque en realidad compró la primera, por prueba de concepto, de Werner von Siemens. Sí, ESA Siemens ... Siemens no la había patentado en EE. UU.) . Entonces, si DC hubiera ganado, tendríamos dínamos de Edison DC cada 5 millas aproximadamente. Solo los ricos podrían permitírselo, y todos pagarían a Edison por el privilegio. El igualitarismo de Tesla arruinó su visión.

Aprendimos que se trataba de recursos. Europa tenía abundante hierro y carecía de cobre, por lo tanto, 50Hz. Mientras que (erróneamente) América y particularmente Pennsylvania, tenían un excedente de cobre, por lo tanto, 60Hz. 110v, 60Hz tiene una pérdida de distribución 4 veces mayor en comparación con 220V (pérdida de potencia = I cuadrada R) Es por eso que el cable americano es mucho más grueso y la distribución aérea (no subterránea) se presenta en una pantalla tan espectacular cuando un transformador montado en un poste sube. Además, las luces parpadean al doble de la frecuencia de CA, un destello en el semiciclo positivo y un destello en el semiciclo negativo, no en la frecuencia de suministro

Todo se remonta cuando los países elegían el tipo que tenían, Edison dijo que 110V DC era mejor porque era menos peligroso, pero Tesla dijo que 220V AC era mejor porque desperdiciaba menos energía. Así que en Europa decidieron ir por el camino más eficiente, pero los estadounidenses, siendo estadounidenses, dijeron que 110 VCA era lo mejor porque era más seguro. Así que los estadounidenses tienen un sistema eléctrico muy ineficiente cuando Europa es más eficiente.