Tại sao Mỹ chọn điện áp 110V nhưng Châu Âu lại là 220V?

Trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta, nguồn điện là một phần không thể thiếu.

Tuy nhiên, bạn đã bao giờ nghĩ tại sao một số quốc gia nhất quyết sử dụng điện áp 110V thay vì 220V hay chưa?

Để hiểu rõ nguồn gốc của điện áp 110V, chúng ta cần nhìn lại lịch sử phát triển hệ thống điện vào cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20. Vào thời điểm đó, việc xây dựng hệ thống điện còn ở giai đoạn sơ khai và nhiều quốc gia đang cố gắng phát triển các tiêu chuẩn thống nhất.

Là quốc gia đi đầu trong việc phát triển hệ thống điện, cuối cùng người Mỹ đã chọn điện áp 110V làm tiêu chuẩn quốc gia.

Tuy nhiên Châu Âu và sau đó là nhiều phần khác của thế giới lại lựa chọn điện áp 220V. Quyết định này bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố chính.

Yếu tố đầu tiên là máy phát điện một chiều (DC) của Thomas Edison. Vào cuối thế kỷ 19, Edison đã phát minh ra máy phát điện DC có khả năng tạo ra điện áp 110V. Cỗ máy này nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn cho hệ thống điện của Mỹ.

Yếu tố thứ hai là công nghệ dòng điện xoay chiều (AC) của các nhà khoa học như Nikola Tesla và George Westinghouse. Họ đã đề xuất khái niệm AC vào cuối thế kỷ 19 và đã phát triển thành công máy biến áp và máy phát điện AC có thể thay đổi điện áp.

Mặc dù lúc bấy giờ, điện áp sử dụng trong thiết bị được xác định bởi công suất của chính nó, nhưng với sự phát triển của hệ thống điện, người ta dần phát hiện ra rằng sử dụng điện áp cao hơn có thể làm giảm dòng điện, từ đó làm giảm tổn thất đường dây và truyền tải điện.

Điện áp thấp hơn sẽ làm tăng lãng phí năng lượng và gây nguy hiểm cho an toàn đường dây.

Do đó, cùng với sự phát triển của công nghệ, Châu Âu đã tăng dần điện áp tiêu chuẩn lên 220V để nâng cao hiệu suất của hệ thống điện. Ngược lại, người Mỹ chưa từng thực hiện những thay đổi như vậy.

Sự kết hợp của hai yếu tố này đã dẫn đến sự phát triển các tiêu chuẩn điện áp khác nhau ở Mỹ và Châu Âu. Nguyên nhân của sự khác biệt này chủ yếu là do quá trình lịch sử phát triển công nghệ.

Có bí mật gì không?

Vì vậy, mặc dù 110V có thể không hiệu quả bằng 220V nhưng Mỹ vẫn nhất quyết sử dụng.

Lý do chính là vì nếu thay đổi tiêu chuẩn điện áp, sẽ cần phải có những sửa đổi và điều chỉnh lớn đối với hạ tầng cấp điện hiện có, điều không chỉ mang lại gánh nặng kinh tế to lớn mà còn ảnh hưởng đến hoạt động cung cấp điện và thiết bị thông thường.

Ngoài ra có một lý do khác ảnh hưởng tới quyết định của người Mỹ, đó là vì điện áp thấp còn giúp giảm thiểu rủi ro về an toàn.

So với điện áp cao, hệ thống điện áp thấp dễ điều khiển và bảo trì hơn. Trong điện gia dụng, chẳng hạn như ổ cắm và công tắc, sử dụng điện áp 110V có thể làm giảm khả năng xảy ra tai nạn hỏa hoạn và điện giật.

Dòng điện của hệ thống điện áp thấp tương đối nhỏ, khi xảy ra sự cố, dòng điện có thể được cắt nhanh hơn bằng các thiết bị bảo vệ như cầu dao, cầu chì để tránh những tình huống nguy hiểm do quá tải, đoản mạch.

Ngoài ra, do hệ thống điện áp thấp có điện trở cao nên cảm giác sốc do cơ thể con người tạo ra khi tiếp xúc với dòng điện sẽ thấp hơn, càng tăng thêm sự an toàn khi sử dụng các thiết bị điện.

Thách thức?

Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ hiện đại, điện áp 110V cũng phải đối mặt với một số thách thức.

Một mặt, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều thiết bị điện yêu cầu nguồn điện lớn hơn và điện áp 110V khó đáp ứng được nhu cầu này khiến một số thiết bị tiêu thụ điện năng cao bị hạn chế trên thị trường.

Mặt khác, xu hướng toàn cầu hóa cũng kéo theo vấn đề tương thích của các thiết bị điện giữa các quốc gia, khu vực. Điện áp 220V được sử dụng ở một số quốc gia và khu vực yêu cầu thiết bị điện nhập khẩu vào Mỹ phải có thêm bộ chuyển đổi.

Ngoài ra, với sự phát triển nhanh chóng của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, hệ thống điện đang phải đối mặt với những tình huống phức tạp hơn và tiêu chuẩn điện áp có thể cần phải được điều chỉnh cho phù hợp.

Khi đối mặt với những thách thức này, người Mỹ cũng đang tích cực tìm kiếm giải pháp. Một cách tiếp cận khả thi là tăng điện áp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng điện từ các thiết bị mới.

Một phương pháp khác là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong môi trường điện áp thấp hiện có thông qua đổi mới công nghệ và hệ thống điều khiển thông minh.