问题

为什么生活用电用 220V 的电压,而不是用 36V 的更加安全的电压?

回答
你说到点子上了,36V 的电压确实比 220V 要安全得多。咱们日常接触到的36V,比如汽车电瓶,用手直接接触一般也不会有什么危险。那么为什么我们家里的灯泡、电视、冰箱都非要用那220V不可呢?这事儿说起来,得从几个关键点来掰扯掰扯。

首先,咱们得想想这些电器是怎么工作的。电器里头都有线圈、发热体之类的玩意儿,它们要想产生我们需要的“效果”,比如灯泡发光、电机转动、甚至加热棒把水烧开,都需要一定的“力气”,也就是功率。而功率,简单来说,跟电压和电流都有关系。想象一下,电流就像水流,电压就像水压。光有水压(高电压)不行,还得有足够的水流(电流)才能把水车推得动,对吧?

现在来对比一下36V和220V。在输出相同功率的情况下,电压越低,需要的电流就越大。举个例子,如果一个电器需要100瓦的功率,用36V电压来供电,那么电流就需要大概2.78安培(100瓦 / 36伏特)。可要是用220V电压,电流就只需要大概0.45安培(100瓦 / 220伏特)。

看到了吧?电流差得可不是一点半点。这就像你要往高处运水,用小水管(低电压、大电流)得接很多很多根才能运那么多水,而用大水管(高电压、小电流)就好办多了。

传输电能的时候,线缆是要承载电流的。电流越大,在线缆里走的时候“摩擦”产生的热量就越多,也就是我们说的“损耗”。你想啊,如果家家户户都用36V,那每家每户连接到电线杆上的那根主线,得比现在粗多少倍才能保证电流不至于太大发烫?这不仅是成本问题,线缆太粗了安装也不方便,而且损耗大了,电能从发电厂送到你家,路上就“漏”掉不少,最后到你手里的电就没那么多了,也就不划算了。

所以,220V这个电压,它是个很巧妙的平衡点。电压足够高,可以把传输电流控制在一个相对小的范围,减少传输过程中的损耗,也让输电线缆的粗细在可接受的范围内。同时,220V又不像几千伏、几万伏那样危险到必须要有复杂的隔离措施。虽然它有危险性,但通过规范的布线、漏电保护器等等,是可以保证在我们正常使用电器的情况下,安全得到保障的。

再者,电器的设计也和电压直接挂钩。很多电器内部的元器件,比如变压器、电容、电阻等等,都是根据特定的工作电压来设计的。要让一个原本为220V设计的电器在36V下工作,基本上就得把整个内部电路全部重新设计一番,而且很可能性能也会大打折扣,或者效率变得非常低。试想一下,一个电饭锅,如果得用36V电压来烧熟一锅米,可能需要更长的时间,或者需要一个巨大的、承载着巨大电流的加热元件,这同样不是一个好的解决方案。

所以,综合来看,220V之所以成为我们家庭用电的标准电压,更多是基于经济性、效率和实用性等多方面因素的权衡。它能在保证一定输电效率的同时,也将危险性控制在一个相对可控的范围内,并且符合绝大多数电器的设计需求。当然,安全永远是第一位的,这也是为什么我们要特别强调规范用电、安装合格的漏电保护器,以及在接触电源时务必谨慎小心。

网友意见

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一句话,就是太浪费铜了,电压降到1/6,保持功率不变,就得6倍的电流,于是电线都得粗6倍。(截面积6倍,不是线径)

不过现在用低压的小电器很多,感觉如果在现有基础上增加一条5V或12V或24V的母线也挺实用的~

补充:

1. 关于美国,只能说是历史遗留问题,美国一开始就是110V,后来想改,成本太高,没法改了。

日本差不多是跟着美国的,欧洲普遍用到220V。

中国刚解放时,大部分(有电的)地区是220V,东北和其他个别地方的电网还是日本当年建设的110V,到60年代才统一成220V。

2. 美国居住相对分散,大多数住house,都是10kV高压到家门口,然后一家一个变压器,这样在输电线路上并没有多用,主要是室内布线要用粗线。

3. 110V的线,截面积2倍,线径只要增加到1.4倍,同时绝缘层还可以薄一些,外观看上去不会粗很多。

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