Các thiết bị điện - điện tử trên thị trường Việt Nam của chúng ta hiện nay thường sử dụng ở mức điện áp 220V. Thế nhưng, sẽ có lần các bạn gặp phải những món đồ có xuất xứ từ Mỹ hoặc Nhật đòi hỏi sử dụng điện áp 110V và để sử dụng tại lưới điện tại Việt Nam, chúng ta cần phải có bộ chuyển điện áp từ 220V xuống 110V. Ngoài ra, đối với một số bạn thường đi nước ngoài thì chắc hẳn sẽ quen thuộc với sự khác nhau về điện áp của lưới điện dân dụng giữa các nước.

Vậy đâu là nguyên nhân của sự khác biệt giữa điện áp 110V và 220V? Chúng ta hãy cùng đi tìm câu trả lời qua bài viết dưới đây nhé!

Tình hình sử dụng điện áp giữa các quốc gia trên thế giới

Như các bạn thấy trong bản đồ bên trên, tiêu chuẩn sử dụng điện xoay chiều có sự khác nhau giữa các nước trên thế giới. Thông thường, điện áp từ 220-240V được sử dụng rộng rãi nhất với phần lớn các quốc gia bao gồm châu  u, nhiều nước châu Á, châu Phi và dĩ nhiên trong đó có Việt Nam chúng ta. Tiếp theo là điện áp 100-127V được sử dụng rộng rãi tại toàn bộ lãnh thổ Bắc Mỹ, một số nước Nam Mỹ, Nhật Bản và Đài Loan.

Ngoài ra, một thông số khác cũng đáng chú ý là tần số của dòng điện xoay chiều (Viết tắt là AC, đơn vị đo là Hz). Phần lớn các quốc gia đều sử dụng dòng điện xoay chiều có tần số 50Hz. Một số ít còn lại sử dụng tần số 60Hz. Tiêu chuẩn lưới điện tại Mỹ nói riêng là 120V và 60Hz. Tuy nhiên, điện áp trung bình thực tế tại Mỹ là vào khoảng 117V. Điều này khác hẳn với nhiều nơi khác trên thế giới vốn dĩ chủ yếu sử dụng điện áp từ 220 đến 240V.

Chúng ta sẽ lần lượt trả lời 2 câu hỏi trên. Đầu tiên, mọi chuyện bắt đầu từ cuộc chiến dòng điện giữa 2 nhà phát minh thiên tài: Nicolas Tesla và Thomas Edison. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy tìm hiểu những sự khác nhau cơ bản giữa điện áp 110V và 220V.

Sự khác nhau giữa điện áp 110V và 220V

Điều đầu tiên cần phải nói ở đây là cả 2 điện áp đều có khả năng gây nguy hiểm đến tính mạng của con người. Dù vậy điện áp càng cao sẽ có mức độ nguy hiểm càng lớn. Như ta đã biết một trong những tác dụng của dòng điện chính là tác dụng sinh lý. Theo nghiên cứu, điện áp 24V và dòng điện 10mA trở lên có thể gây ra chết người. Chính vì thế, hết sức cẩn trọng khi sử dụng điện dù đó là điện áp gì.

Trên mặt lý thuyết: Khái niệm điện áp hay hiệu điện thế là chênh lệch điện thế giữa 2 điểm. Hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển 1 hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm khác. Trong hệ đo lường quốc tế, đơn vị của điện áp là Volt (viết tắt là V). Điện áp càng lớn thì lực đẩy các hạt điện tích càng mạnh. Có thể hiểu một cách nôm na rằng nếu so sánh dòng điện như 1 dòng nước thì hiệu điện thế là lực chảy của dòng nước. Nếu chênh lệch mức nước giữa 2 điểm càng cao thì nước chảy càng mạnh.

Về mặt các thiết bị sử dụng: Nhà sản xuất chế tạo các thiết phù hợp với từng chuẩn điện áp được sử dụng tại những nơi khác nhau. Chủ yếu là 100-120V và 220-240V. Một số phương tiện công suất nhỏ thường được sản xuất ở cả 2 mức điện áp 110 và 220V. Những thiết bị có công suất lớn như máy sấy, máy nén,... thường yêu cầu sử dụng mức điện áp 220V.

Về khía cạnh dây dẫn: Một cách cơ bản, dòng điện xoay chiều (AC) được chia thành loại mạch điện 1 pha và 3 pha. Mạch điện 1 pha xoay chiều có hai dây nối với nguồn điện. Tuy nhiên, không giống với mạch điện 1 chiều (DC) có hướng của dòng điện không thay đổi, hướng của cường độ dòng điện trong mạch AC thay đổi nhiều lần mỗi giây tùy theo tần số (ở đây chúng ta đang nói đến 50Hz) của nguồn điện trong mạch. Điện 220V cung cấp cho mỗi hộ gia đình sử dụng là điện xoay chiều 1 pha và có 2 dây: dây pha và dây trung tính (dây nóng và dây nguội).

Tuy nhiên, đường dây phân phối điện mà các bạn thường thấy bên ngoài có thể có 4 dây. 3 dây dẫn điện (dây pha) và cùng chung một dây trung tính (dây nguội). Hệ thống ba pha có 3 dạng sóng là 2/3 pi radian (120 độ, 1/3 chu kỳ) lệch nhau về mặt thời gian.

Về mặt hiệu quả kinh tế: Điện áp 110-120V được cho là an toàn hơn tuy nhiên có mạng lưới phân phối đắt tiền hơn do để đảm bảo công suất, đòi hỏi tiết diện dây dẫn phải lớn hơn nên chi phí nguyên liệu chế tạo dây sẽ lớn hơn. Bên cạnh đó để tránh tổn hao do điện trở thuần gây ra nên dây dẫn cần sử dụng loại nguyên liệu tinh khiết hơn nên tốn kém hơn (dùng đồng ít bị pha). Ngược lại, điện 240V dễ truyền tải hơn, hiệu suất cao hơn và có mức hao hụt thấp hơn tuy nhiên kém an toàn hơn.

Thời gian đầu, hầu hết các nước đều sử dụng điện áp 110V. Sau đó do nhu cầu sử dụng tăng cao nên cần thiết phải thay dây dẫn để chịu được dòng cao hơn. Khi đó, một số nước chuyến sang sử dụng điện áp tăng gấp đôi, tức 220V. Hệ thống điện nào càng nhỏ, càng non trẻ thì chi chuyển đổi sẽ không cao và ngược lại.

Xét trên khía cạnh kinh tế vĩ mô, điện áp còn là công cụ để điều tiết mậu dịch quốc gia, tránh hàng hóa giá rẻ từ nước này tràn qua nước khác.

Việc lựa chọn sử dụng loại điện áp nào trên phạm vi toàn quốc gia không chỉ dựa trên các yếu tố thuần kỹ thuật mà còn xét đến một số yếu tố khác như quy mô lưới điện, các bối cảnh lịch sử, chính trị,...

Lịch sử của điện áp và tần số

Hệ thống điện 3 pha xoay chiều hiện nay bao gồm việc tạo ra, truyền dẫn và cung cấp được phát triển từ thế kỷ 19 với công lao của các nhà phát minh vĩ đại Nikola Tesla, Geogre Westinghouse và một số người khác. Thomas Edison phát triển nên hệ thống điện 1 chiều (DC) với điện áp 110V và tuyên bố rằng hệ thống này an toàn so với dòng điện xoay chiều. Đây chính là lập luận của Edison trong cuộc chiến giữa những người ủng hộ dùng điện xoay chiều và 1 chiều: Cuộc chiến AC vs DC (War of Current).

Lưới điện 1 chiều của Thomas Edison

Vào những buổi đầu của hệ thống điện, mô hình điện 1 chiều của Thomas Edison được sử dụng tại Mỹ với điện áp 110V. Hệ thống điện 1 chiều 110V được công ty General Electric của Edison cung cấp khắp nước Mỹ cho chiếc bóng đèn do chính ông phát minh. Thế nhưng, hệ thống điện 1 chiều sớm bộc lộ nhược điểm của mình là không thể áp dụng trên quy mô lớn để làm nên một lưới điện khổng lồ cấp độ quốc gia.

Tesla đề xuất hệ thống điện xoay chiều

Sau đó, mạng lưới điện cung cấp cho các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh tại Mỹ nhanh chóng được chuyển sang điện xoay chiều. Đây là hệ thống điện xoay chiều 3 pha được phát triển bởi Nilola Tesla với điện áp 240 V. Đó là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số, nhưng lệch nhau về thời gian 1/3 chu kỳ. Dòng ba pha có những ưu điểm mà dòng một pha không có được. Tesla đã tính toán được rằng 60 chu kỳ mỗi giây hay dòng điện có tần số 60Hz là hiệu suất cao nhất. Tuy nhiên, vì lý do an toàn nên cuối cùng Tesla chấp nhận giảm điện áp xuống còn 120V đề phù hợp với các thiết bị được thiết kế hoạt động dưới điện áp thấp.

Tổng kết

Điện áp và tần số điện xoay chiều có sự khác nhau lớn giữa nhiều quốc gia trên khắp thế giới. Nhiều nơi sử dụng điện áp 230V và tần số 50Hz. Có khoảng 20% quốc gia trên thế giới sử dụng điện áp 110V và/ hoặc tần số 60Hz cho các hệ thống điện gia dụng. Điện áp 240V và tần số 60Hz có giá trị sử dụng hiệu quả nhất nhưng chỉ một số quốc gia chọn cách sử dụng này.

Đây là tất cả những thông tin về điện áp 110V và 220V mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn, hy vọng đã mang đến cho bạn những thông tin hữu ích. Mọi ý kiến thắc mắc xin vui lòng liên hệ qua Hotline:  0912 418 434 - 0911 985 435