Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Landsvirkjun - borði í orkumálaflokki

Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt?

Í heild hljóðaði spurningin svona:

Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Eru fleiri þjóðir með 110 V og er það betra en 220 V? Er þetta frá því að Edison var uppi?

Ástæða þess að í Bandaríkjunum eru notuð 110 volt er fyrst og fremst söguleg. Fyrstu rafalarnir (jafnstraumsrafalar) voru byggðir í sitt hvoru lagi árið 1832 af Englendingnum Michael Faraday (1791–1867) og Bandaríkjamanninum Joseph Henry (1797–1878). Bandaríkjamaðurinn Thomas Alva Edison (1847-1931) er hins vegar talinn einn af brautryðjendunum raforkudreifingar í heiminum en hann var upphafsmaður á framleiðslu á jafnstraumsrafölum, sem voru notaðir við lýsingu með ljósaperum. Fyrsti rafall Edisons fór í gang árið 1882 í New York og nutu 85 heimili á Manhattan-eyju þessarar nýju tækni. Þar með var komin samkeppni á milli gömlu gaslýsingarinnar og hinnar nýju ljósaperu en til að fá svipaða lýsingu þurftu rafalarnir að gefa um 110 V spennu.

Unnið að lagningu rafmagnsstrengja í New York. Teikning úr Harper's Weekly, 21. júní 1882.

Þegar hér er komið við sögu er jafnstraumurinn einungis þekktur. Þó eru hugmyndir um riðstrauminn farnar að líta dagsins ljós en árið 1887 bjó Serbinn Nikola Tesla (1856-1943) til einn fyrsta riðstraumsmótorinn. Skömmu síðar hóf verkfræðingurinn George Westinghouse (1846-1914) framleiðslu á riðstraumsrafölum eftir hugmyndum Tesla sem notaðir voru í fyrsta stóra riðstraumsraforkuver sögunnar, í Niagara-fossum. Samkvæmt rannsóknum Tesla taldi hann álitlegast að nota 220 V spennu og 60 Hz tíðni.

Fyrsta stóra riðstraumsraforkuver sögunnar var í Niagara-fossum.

Mikill rígur var á milli Westinghouse og Edison enda miklir hagsmunir í húfi. Báðir börðust fyrir að þeirra kerfi yrði notað í Bandaríkjunum og varð niðurstaðan bil beggja, Bandaríkjamenn völdu 110 V og 60 Hz riðstraumskerfi.

Eftir því sem raforkunotkun jókst sáu menn að ef til vill væri hagstæðara að hækka spennuna vegna þess að aflið (P) sem raftæki tekur er margfeldi straums (I) og spennu (V), það er$$P=I\cdot V$$Það þýðir að tæki sem notar til dæmis 250 W (vött) dregur tvöfalt meiri straum á 110 V heldur en á 220 V. Þetta sjáum við þegar við setjum gildin inn í jöfnuna:

$$I=\frac{P}{V}=\frac{250 W}{110 V}=2,27 A$$

$$I=\frac{250 W}{220 V}=1,14 A$$Hærri straumur kallar á gildari straumleiðara til að varna ofhitnun. Orkutapið og þar með hitun í straumleiðaranum er í hlutfalli við strauminn í öðru veldi. Fleiri kostir þykja því fylgja 220 V kerfinu en því 110 V. Hins vegar er hægara sagt en gert að skipta út öllu rafkerfi lands, sérstaklega eins víðfeðms og fjölmenns lands eins og Bandaríkjanna. Bandaríkjamenn hafa því einungis einu sinni hækkað spennuna í rafkerfinu sínu, úr 110 V í 120 V í kringum árið 1950. Vegna þess fjölda heimilisraftækja sem almenningur í Bandaríkjunum hafði komið sér upp á þeim tíma gekk ekki að hækka spennuna meira án umtalsverðs kostnaðar fyrir almenning.

Á svipuðum tíma var rafkerfinu í Evrópu breytt úr 110 V í 220 V. Segja má að það hafi verið Evrópu til happs að almenn útbreiðsla heimilisraftækja var mun seinni á ferðinni þar en í Bandaríkjunum og því ekki eins mikið mál að breyta.

Að Ameríku undanskilinni eru flest lönd heims með spennu á bilinu 220-240V

Gott yfirlit um mismunandi spennustig landa heimsins er að finna hér.

Heimildir:

Útgáfudagur

8.2.2017

Spyrjandi

Jóhann Kröyer

Höfundar

Magni Þór Pálsson

lektor í raforkuverkfræði og sérfræðingur hjá Landsneti

Emelía Eiríksdóttir

efnafræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Tilvísun

Magni Þór Pálsson og Emelía Eiríksdóttir. „Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt? “ Vísindavefurinn, 8. febrúar 2017. Sótt 25. júlí 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=63427.

Magni Þór Pálsson og Emelía Eiríksdóttir. (2017, 8. febrúar). Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=63427

Magni Þór Pálsson og Emelía Eiríksdóttir. „Af hverju nota Ameríkanar 110 volt? Er það betra en 220 volt? “ Vísindavefurinn. 8. feb. 2017. Vefsíða. 25. júl. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=63427>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Vaxlitur

Vaxmálun á sér sér langa sögu, Fornegyptar, Grikkir og Rómverjar blönduðu t.d. litum í bráðið vax. Á fullgerðum myndum voru pensil- eða spaðaför sléttuð með hita. Rómverski höfundurinn Plinius eldri lýsir aðferð til vaxmálunar í alfræðiriti sínu frá 1. öld e.Kr. Vaxlitir handa börnum voru fyrst gerðir snemma á 20. öld.