¿Por qué se eligió la alimentación de CA para operar a 230 V 50 Hz? ¿Por qué no más alto o más bajo?

Answer 1

Estados Unidos, México y algunos otros países seleccionados funcionan con 120V 60Hz. Europa, Asia y la mayoría del resto del mundo funcionan con 220V 50Hz. Cada uno de nosotros acertó la mitad de acuerdo con el diseño de Tesla para corriente alterna: 60 hertz, o 60 ciclos por segundo, estaba destinado a facilitar el tiempo y facilitar las matemáticas al trabajar con 60 segundos por minuto y 60 minutos por hora, Europa se fue con 50 Hertz porque hizo una matemática más limpia con el sistema métrico decimal compartimentado a 60 hertz. Tesla también pensó que 220 voltios de CA serían más efectivos que 120 voltios, presumiblemente por razones matemáticas y para limitar las sobretensiones; fueron los estadounidenses los que decidieron que querían lidiar con 120 voltios, tal vez porque era un múltiplo limpio de 60 hercios. No estoy seguro de por qué pensaron que sabían mejor que Tesla, quien inventó la corriente alterna. El hombre era un genio absoluto, no pretendo entender su plan más que cualquiera que entienda la electricidad mejor que yo.

Answer 2

Vea la respuesta de Rajesh Rosan Sethy a ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de una fuente de alimentación de 50 Hz y 60 Hz? ¿Por qué los países prefieren cualquiera de las frecuencias?

50Hz (0r 60Hz) era probablemente una frecuencia conveniente para generar con maquinaria rotativa. Las frecuencias más altas requerirían velocidades de rotación más altas, pero luego podrían usar transformadores y motores físicamente más pequeños. 400Hz es común en barcos y aviones. Las frecuencias más bajas requerirían transformadores más grandes y pesados. Frecuencias mucho más altas irradiarían energía al espacio a menos que se transmitiera en guías de onda costosas en lugar de en cables relativamente simples.

230V es un buen compromiso entre baja tensión (alta corriente, conductores caros gruesos) y alta tensión (chispas peligrosas, aislamiento costoso grueso). Una vez que las personas comenzaron a fabricar equipos y suministros con esos voltajes, naturalmente se hizo más fácil y más barato fabricar dispositivos que funcionaran con ellos.

Ver la red eléctrica por país – Wikipedia

Answer 3

Es una cuestión de costo y producción y también de la disponibilidad de tecnología de producción en masa adecuada hace ~ 100 años.

La mayoría de las máquinas eléctricas están diseñadas para funcionar a un flujo constante que puede ser equivalente a una relación V / f constante.

Por lo tanto, se produce el mismo flujo ya sea 22/5, 220/50 o 2200/500 o 22000/5000. Sin embargo, la velocidad síncrona para cualquier motor de 2 polos sería de 300, 3000, 30000 y 300000 rpm, respectivamente.

En un transformador y motor, la alta frecuencia incurrirá en pérdidas de hierro muy grandes en forma de histéresis y pérdidas por corrientes parásitas.

Las pérdidas en los conductores también están relacionadas con la frecuencia y aumentarían.

Por lo tanto, una frecuencia más alta permitiría que el núcleo del transformador sea más pequeño, pero sus pérdidas aumentarían y las pérdidas del conductor y, en muchos sistemas / redes de transmisión y distribución, se usa mucho más Cu que hierro, por lo que hay que hacer una compensación entre todos estos .

Como se puede ver, tener motores funcionando a 300 rpm requeriría pares muy altos y, por lo tanto, altas corrientes y conductores grandes y más Cu. Del mismo modo, un funcionamiento a 30000 rpm requeriría un diseño mecánico y una seguridad muy especiales y rodamientos que funcionan de manera confiable y segura a esas velocidades simplemente no estaban disponibles hace 100 años e incluso ahora son una rareza y aquellos que son caros y requieren grasa especial y lubricantes A frecuencias tan altas, las pérdidas de Cu, hierro y corrientes parásitas serían muy altas, por lo que habría más material para permitir el enfriamiento y, por lo tanto, mayores costos.

También en lo que respecta a la iluminación, 5 Hz crearía una luz pulsante, mientras que 50/60 Hz está justo por encima de nuestro ancho de banda de sensibilidad ocular. Por lo tanto, es esta combinación de factores la que condujo a los sistemas de 50/60 Hz y hasta la fecha no tengo conocimiento de ningún deseo o razón para cambiar o cambiar.

El sistema de 400Hz para aeronaves es un ejemplo específico en el que se requerían pequeños motores de alta velocidad con menos masa de peso pero que solo usaban 220 V trifásicos y que es equivalente a hacer funcionar un motor en modo de debilitamiento de campo (es decir, potencia constante y modo de par no constante).

Answer 4

Si la frecuencia fuera mucho más baja, entonces habría habido un parpadeo obvio de las primeras lámparas incandescentes.

Si la frecuencia hubiera sido mucho mayor, las pérdidas de hierro (pérdida por histéresis y pérdidas por corrientes parásitas) en los núcleos de la red y los transformadores de distribución habrían sido mayores y también en las armaduras de los generadores. Esto reduce la eficiencia general de la transmisión y distribución.

Estados Unidos eligió 60 Hertz mientras que el Reino Unido eligió 50 Hertz. Sospecho que eligieron la frecuencia más baja donde el parpadeo no era obvio para minimizar las pérdidas de hierro. Hoy en día hay materiales disponibles con bajas pérdidas de hierro a frecuencias más altas, pero los estándares se establecieron en los primeros días. Un transformador de mayor frecuencia podría ser más pequeño. pero – demasiado tarde!

Answer 5

Eso depende de la distribución de la red eléctrica. Por ejemplo, la distancia de transmisión entre la central eléctrica.

Answer 6

Vea que los Hz se deciden por las rpm de los generadores en la casa de máquinas si las rpm son más, sería Hz, por lo que el voltaje se puede aumentar o disminuir fácilmente usando los transformadores, etc.