Các thiết bị điện - điện tử trên thị trường Việt Nam hiện nay sử dụng ở mức điện áp 220V. Còn các món đồ có xuất xứ từ Mỹ hoặc Nhật lại sử dụng điện áp 100V-110V và để sử dụng được tại Việt Nam bạn sẽ phải cần tới bộ chuyển điện áp từ 220V xuống 110V. Vậy tại sao các quốc gia trên thế giới có sự khác nhau trong việc sử dụng điện áp 110V và 220V?
Lịch sử dòng điện
Vào những buổi đầu của hệ thống điện, mô hình điện 1 chiều do Thomas Edison thiết kế được áp dụng tại Mỹ với điện áp 110v. Hiểu một cách đơn giản, dòng điện 1 chiều là dòng điện chạy theo 1 hướng nhất định, dù cho cường độ của nó biến thiên tăng hoặc giảm như thế nào thì vẫn không có sự thay đổi.
Tuy nhiên, dòng điện 1 chiều lại có nhược điểm là không đủ khả năng cung cấp trên quy mô lớn như thành phố, quốc gia.
Tesla đề xuất điện xoay chiều
Nikola Tesla đã phát triển dòng điện xoay chiều 3 pha, có điện áp 240V. Hệ thống điện này gồm 3 dòng điện xoay chiều, các dòng có cùng tần số, biên độ, nhưng có pha lệch nhau. Hệ thống điện do Tesla tạo ra đã khắc phục được nhược điểm của dòng điện 1 chiều, nên nhanh chóng được áp dụng tại Mỹ. Sau đó, vì lý do an toàn, Tesla đã chấp nhận giảm điện áp xuống 120V để phù hợp với các thiết bị được thiết kế để sử dụng điện áp thấp.
Châu Âu chuyển sang tần số dòng điện 50hz
Vào năm 1899, khi mà bóng đèn dây tóc chịu được điện áp cao trở nên phổ biến, công ty điện lực tại Berlin, Đức quyết định chuyển sang áp dụng điện áp danh định 220V để tăng khả năng phân phối điện của mình. Nhiều công ty điện lực tại Đức và châu Âu đã học tập theo khiến cho hệ thống điện 220V trở nên phổ biến khắp châu Âu.
Tại Mỹ, hệ thống điện xoay chiều của Tesla trở thành tiêu chuẩn. Trong khi đó, công ty AEG tại Đức, độc quyền cung cấp điện tại châu Âu quyết định sử dụng dòng điện có tần số 50Hz thay vì 60hz để phù hợp với tiêu chuẩn đo lường hệ mét [metric] được áp dụng rộng rãi tại đây. Nhưng dòng điện xoay chiều tần số 50Hz có hiệu quả lại không cao bằng tần số 60hz và mức hao hụt năng lượng điện lớn.
Châu Âu chuyển sang điện áp 230V
Sau chiến tranh thế giới thứ 2 hầu như toàn bộ các thiết bị điện cũng như hệ thống điện trước đó đều bị hủy hoại nặng nề. Châu Âu xây dựng hệ thống điện với chuẩn hoàn toàn mới và chuyển sang sử dụng điện 230V, đồng thời chuyển từ tần số 60Hz xuống 50Hz.
Mỹ vẫn giữ hệ thống điện xoay chiều 120V, 60Hz
Trong lịch sử, Mỹ đã nhiều lần tính đến việc chuyển đổi sang hệ thống điện 220V, tuy nhiên việc tái xây dựng mạng lưới điện của cả một quốc gia sẽ cần đến khoản chi phí khổng lồ, chưa kể đến việc phải thay toàn bộ các thiết bị điện được thiết kế để sử dụng điện áp thấp. Nhược điểm của hệ thống điện xoay chiều cũ ở Mỹ là những điểm cuối dòng không nhận được đủ điện áp.
Dù không thể thay thế hoàn toàn hệ thống điện, họ vẫn nỗ lực để chuyển sang sử dụng chuẩn điện áp 240V theo cách khác. Cụ thể, điện áp cung cấp tới mỗi gia đình sẽ là 240V, sau đó sẽ được hạ áp xuống 120V để sử dụng cho các thiết bị gia dụng được thiết kế để sử dụng điện áp thấp. Nhiều thiết bị gia dụng mới ở Mỹ hiện nay đã được thiết kế để có thể sử dụng điện áp tối đa tới 240V, như máy sấy quần áo hay các loại bếp điện.
Vậy sự khác biệt của điện áp 110V và 220V là gì?
Bất cứ điện áp nào cũng gây nguy hiểm đến tính mạng con người, điện áp càng lớn thì càng nguy hiểm. Song điện áp 110V an toàn hơn so với điện áp 220V.
Về hiệu quả kinh tế, dòng điện 110V cần dòng điện mạnh hơn nhiều so với 220V. Dòng điện 110V đòi hỏi đường dây, các trạm, cột dẫn điện phải có chất lượng cao hơn nên chi phí đầu tư cho cơ sở hạ tầng của điện áp 110v là rất lớn.
Ngược lại, điện 220V dễ truyền tải hơn, hiệu suất cao hơn và có mức hao hụt thấp hơn.
Thời gian đầu có rất nhiều quốc gia sử dụng điện áp 110V nhưng sau đó đã chuyển sang sử dụng điện áp 220V để không phải chịu áp lực đầu tư cơ sở vật chất quá lớn.
Tình hình sử dụng điện áp giữa các quốc gia trên thế giới
Điện áp 220V-240V với hiệu suất sử dụng cao hơn hiện đang được áp dụng tại 80% các nước trên thế giới, kể cả các nước châu Âu, châu Á, trong đó có Việt Nam.
Do yếu tố lịch sử nên 1 số nước như Mỹ, Nhật lại dùng 110V. Sau chiến tranh thế giới 2, Mỹ chịu trách nhiệm tái tạo hệ thống điện cho vùng phía Tây Nhật Bản nên Mỹ cũng sẽ tái thiết cho Tây Nhật Bản giống mình, điện áp 110V - tần số 60Hz. Hệ thống điện tại phía Đông Nhật Bản lại do Anh thiết kế, dù thời điểm đó Anh và châu Âu đã chuyển sang sử dụng điện áp 240V và tần số 50Hz, nhưng họ lại tạo hệ thống điện 100V-110V, 50Hz cho Nhật.
Việt Nam dùng điện 220V do cơ sở hạ tầng đã xây dựng phù hợp với điện áp này hơn và giúp tiết kiệm được kinh tế do cắt giảm rất nhiều điện hao hụt so với điện 110V.
- Cắm sạc điện thoại liên tục khi không sử dụng lãng phí bao nhiêu tiền điện mỗi năm?
- 5 sai lầm người dùng đang mắc phải khi sử dụng smartphone
- Tại sao sóng wifi có cùng tần số với lò vi sóng nhưng không “nướng chín” cái gì cả?
- Mất điện 1 phút, nhà máy sản xuất RAM và SSD của Samsung thiệt hại triệu đô, dừng hoạt động trong 3 ngày
- Máy tính ngốn bao tiền điện mỗi tháng?
Bạn có biết điện gia đình là điện mấy pha không? Bài viết này sẽ không những cho các bạn lời giải mà còn giúp bạn so sánh điện 1 pha, 2 pha và 3 pha. Bây giờ, cùng Kỹ sư gia đình tìm hiểu về điện áp là gì trước nhé.
Hiệu điện thế[điện áp] là gì?
Hiệu điện thế còn được gọi là điện áp là sự chênh lệch điện thế giữa 2 điện cực. Hiểu theo một cách khác, hiệu điện thế là công được thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia.
Ký hiệu của hiệu điện thế là: U và đơn vị của điện áp là: vôn – V.
Ở Việt Nam, các thiết bị sử dụng điện đều được thiết kế để sử dụng điện áp là 220V. Để đo được hiệu điện thế, người ta sử dụng vôn kế.
Trên thế giới, tùy vào khu vực mà quy chuẩn điện áp lại khác nhau.
Lưu ý: Khi các bạn sử dụng thiết bị điện được sản xuất từ nước ngoài, các bạn cần hạ thế cho dòng điện trước khi cắm vào các thiết bị đó.
Bạn có thắc mắc tại sao đang nói về điện gia đình là điện mấy pha mà tôi lại đề cập đến hiệu điện thế không?
Khi nói đến dòng điện, người ta cũng thường nói tới điện áp của dòng điện đó. Điện áp cũng là một đại lượng dùng để so sánh các dòng điện.
Điện 1 pha
Điện 1 pha là gì?
Điện 1 pha là điện có 2 sợi dây dẫn điện, trong đó có 1 dây nóng và 1 dây nguội, hay còn gọi là dây lửa và dây mát.
Điện áp [hiệu điện thế] của điện 1 pha
Ở Việt Nam, hiệu điện thế của điện 1 pha là 220V giữa 2 dây nóng và nguội.
Đó là ở Việt Nam, còn ở một vài quốc gia khác như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đài Loan, hiệu điện thế [điện áp] của điện 1 pha có quy chuẩn thấp hơn: 100V, 110V, 120V…
Đối tượng sử dụng của điện 1 pha
Đối tượng sử dụng điện 1 pha là:
- Dùng trong sinh hoạt đời sống.
- Dùng cho các thiết bị có công suất nhỏ.
- Dùng cho các thiết bị không bị hao phí về điện năng nhiều.
Điện 2 pha
Bạn có nghĩ câu trả lời cho câu hỏi điện gia đình là điện mấy pha chính là điện 2 pha không? Để biết có phải thật không thì cùng đọc tiếp nhé.
Điện 2 pha là gì?
Ngành điện có quy ước, số pha được tính bằng với số dây nóng. Do đó, điện 2 pha sẽ có 2 dây nóng. Trên thực tế, điện 2 pha là một loại điện rất đặc biệt.
Khái niệm của điện 2 pha thường được ít người biết bởi vì nó mới được phát hiện gần đây. Qua việc nghiên cứu và chế tạo máy ổn áp, máy ổn áp có cho ra loại điện 2 pha nóng. Cơ bản là máy ổn áp sẽ dùng 2 dây lửa bất kỳ đấu với đầu vào [input] và lấy ra được điện 1 pha ở đầu ra [output] mà không cần đến dây trung tính.
Điện áp của điện 2 pha
Có một thực tế là, đầu ra của điện 2 pha đều là 2 dây nóng. Tuy vậy, có 1 dây điện có trị số rất thấp trong khoảng từ 3V đến 5V. Do đó, nó vẫn tạo ra được điện áp U = 220V để dùng cho các thiết bị điện 1 pha.
Đối tượng sử dụng điện 2 pha
Điện 2 pha dùng cho các thiết bị điện 1 pha.
Điện 3 pha
Trước khi đi đến câu trả lời cho câu hỏi “điện gia đình là điện mấy pha?” chúng ta cùng đến với điện 3 pha.
Điện 3 pha là gì?
Điện 3 pha là hệ thống điện gồm có 3 dây nóng và 1 dây nguội. 2 cách nối của điện 3 pha là nối hình tam giác và nối hình ngôi sao.
Một đường điện 3 pha tương đương với 3 đường điện 1 pha chạy song song và có chung 1 dây trung tính. Vì lý do đó mà đường điện 3 pha thường có 4 dây là 3 dây nóng và 1 dây nguội. Để kiểm chứng điều này, các bạn có thể quan sát các đường dây điện hạ thế quanh khu vực mà bạn đang sinh sống.
Hiệu điện thế của điện 3 pha
Tương tự với điện 1 pha, điện 3 pha trên thế giới ở mỗi nơi đều có hiệu điện thế[điện áp] khác nhau. Vấn đề này phụ thuộc lớn vào lịch sử, cơ sở hạ tầng, điều kiện kinh tế, công nghệ… và một vài yếu tố khác nữa.
Ở đây, Kỹ sư gia đình sẽ liệt kê 3 điện áp ở Việt Nam, Mỹ và Nhật Bản như sau:
- Điện áp của điện 3 pha ở Việt Nam: 380V/3F
- Điện áp của điện 3 pha ở Mỹ: 220V/3F
- Điện áp của điện 3 pha ở Nhật Bản: 200V/3F
Đối tượng sử dụng điện 3 pha
Điện 3 pha được dùng trong việc truyền tải điện và sử dụng các thiết bị điện có công suất lớn để giải quyết tổn hao điện năng trong sản xuất công nghiệp.
Thực tế, các hộ gia đình có trang bị hệ thống điện 3 pha sẵn và lắp đặt thêm một máy ổn áp 3 pha để lấy ở output [đầu ra] ra điện 1 pha có điện áp 220V để phục vụ trong sinh hoạt. Đây là một cách sử dụng điện tối ưu nguồn cấp điện 3 pha.
Nếu bạn muốn sử dụng tối ưu điện 3 pha theo kiểu này, bạn phải biết cách chuyển điện 3 pha thành 1 pha.
Điện gia đình là điện mấy pha?
Bên trên đã liệt kê cụ thể điện 1 pha, điện 2 pha và điện 3 pha. Điện gia đình sử dụng là điện 1 pha. Điện một pha không thể truyền đi xa như điện 3 pha được.
Mặc dù điện 3 pha sản sinh ra được điện 1 pha nhưng phải dùng thêm máy biến áp. Điện 3 pha thường được dùng trong sản xuất với các thiết bị điện có công suất lớn.
Điện 3 pha được xếp vào điện sử dụng trong sản xuất, không dùng cho gia đình. Các thiết bị điện trong gia đình hầu hết đều có công suất nhỏ và được thiết kế để sử dụng điện 1 pha. Giá thành của điện 3 pha cao hơn giá của điện 1 pha.
Bên trên là toàn bộ những thông tin về điện 1 pha, điện 2 pha và điện 3 pha từ khái niệm, điện áp và mục đích sử dụng từng dòng điện. Bây giờ, các bạn cũng có câu trả lời cho câu hỏi “điện gia đình là điện mấy pha?” rồi. Hãy nhớ những kiến thức này nhé!