发布日期:2025-02-07 21:35 点击次数:187 |
国标美标英标德标……为什么全世界搞出了这么多不同的插座?这背后到底是谁的责任?
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要追究责任,那当然得先看看美国~
我们中国人最熟悉的两孔插座,最初源于美国人哈威 · 哈贝尔在 1904 年的发明:当时的插座固定在灯座上,插头是两片扁平的金属片。
后来为了区分零线和火线,他还把插头两脚改成了一大一小。之后几经修改,就变成我们今天常见的两脚插头。
两脚插头实在太好用了,于是"友商"们纷纷仿制。到了 1915 年,这种插座已经风靡全美,整个行业都希望让哈贝尔的插座成为标准形状。
但不知道为什么,哈贝尔自己极力抵抗……
他先是拿起法律武器,希望禁止友商生产同款插座,但未能得逞。之后电器制造商们开会讨论标准化问题,哈贝尔再次让贤,希望另请高明。
但由于全场就只有他自己不同意,所以在哈贝尔孤零零地反对声中,大家已经决定了,就由你的设计来成为插头和插座的标准。以至于今天"插头"的 emoji� �,都用了哈贝尔的设计。
之后带地线的插头、插座出现了,哈贝尔的公司又设计出了这种三脚插头。
但哈贝尔这次设计的三角插头,由于跟过去的两脚插头不兼容,所以没能在美国流行开,反而让这种"沮丧表情"版的插座插头赢得了美国市场——所以"美标插座"就长这样了。
跟美国相邻的加拿大、墨西哥,被美国统治过的菲律宾,以及被美国用一艘黑船打开国门的日本、被日本侵占的中国台湾等,用的都是这种美标插座。
但哈贝尔公司设计的三角插头并没有消失……看看你的身边——
没错,我国现在用的三角插头,最初就源于哈贝尔的设计。南半球的新西兰和澳大利亚,用的也是这种三角插头。而且国标和美标的两脚插头,虽然长得不完全一样,但基本可以通用。
至于美标三角插头和我们的国标不统一,责任全在美国。谁让他们当年没沿用哈贝尔的三角插头设计?
而在地球另一侧的欧洲,他们的两脚和三脚插头又跟中美的都不一样。
如果我们追根溯源,世界上最早的插座诞生于 1882 年的伦敦,后来又出现了这种插头,长这样……需要拧在灯座上才能用。
到了 1893 年前后,英国就已经出现了两孔插座,其中插头的两个脚是较短的圆柱体,插头和插座可以分离开;
这两个圆柱形的插脚,在后来演变成了各种乱七八糟的圆柱形的两脚和三脚插头。
直到二战开打,英国被德国炸的稀巴烂。到战后重建时,才终于有机会统一标准,让如今的英标插头一统江湖。
而曾被大英帝国侵占,或深受其影响的新加坡、南非、印度、中东,以及中国香港等地区,也都在使用这种英标插头。所以至今你把一台港版的电子设备拿到内地使用,还得买个转换器才行——这个问题,责任全在英国。
而众所周知,欧洲跟江苏一样是散装的,英国跟欧洲大陆总是各玩各的。而在欧洲大陆上,工业实力最强的德国定义了"德标插头",成为了欧洲大陆上最主流的插头标准。但毕竟散装,所以意大利、瑞士等地也存在着一些更特殊的插头设计。
讲到这里,世界主流的插头插座你就弄清了:
可以说,全球主流插座的设计,都源于几个当年的列强。然后随着他们殖民的脚步,分散到了全世界。你甚至可以从他们的分布中,看到他们当年的势力范围:
跟美国关系密切的周边国家和日本、中国台湾,就用美标插座;被英国侵占过的印度、南非、中国香港,大多用英标插座;欧洲大陆的其他地方,用德标插座;我们中国和南半球的这俩,就用你身边最常见的国标插座。
不过……看看进度条,事情并没有结束:
因为插头插座只是整个电力系统露在表面的接口而已,它们的背后还连接着各个国家的电网,而不同电网的电压和频率也不一样。这同样跟曾经的殖民历史有关。
目前全世界民用交流电的电压和频率主要有两种:一种是美国系的 100-130V / 60Hz,另一种是中国和欧洲系的200-240V / 50Hz。
之所以会产生这两种区别,那又要从我们小学作文素材里的那位大发明家——爱迪生——开始说起了。
爱迪生是美国人,美国的民用电压是 110V。而这个标准的由来,是一个"两匹马马屁股的宽度决定了火箭尺寸"那样的故事。
我们把时间倒退回 1878 年 9 月,大名鼎鼎的爱迪生开始了手搓灯泡的尝试。经过他和助手们的反复试验,发现用竹子碳化后的竹丝作为灯丝,效果最好。
作为一个成功的商人,爱迪生不止想卖灯泡,还想做供电、输电等一堆电力生意。四年后的 1882 年,爱迪生在美国纽约曼哈顿建成了第一座商用发电站,它能提供 110V 电压的直流电,供给 400 盏白炽灯,点亮了 85 户家庭和商店。
那为什么是 110V 呢?爱迪生当然知道,功率等于电压乘以电流,想让灯泡达到同样的亮度,电压提的越高,电流就能越低,制造输电线用的铜就越少,利润越高。
但问题是,爱迪生他也研究不出来能耐受更高电压的灯丝了。
如果电压再高点,灯泡就会变得十分不稳定,万一来一场用电事故,那他推广灯泡和电力设备的所有努力可能都会付之一炬。所以,最高就 110V 了。
很快,爱迪生的竞争对手们也开始仿制他的灯泡,清一色地使用了 110V 左右的电压。
而之后的一场大火,和芝加哥世博会的举办,更是让 110V 电压彻底统一了美国。
1871 年,一场大火把芝加哥烧成了白地。火灾之后,建筑师们在废墟之上,从零开始重新规划芝加哥,一座座钢铁结构的高楼大厦在芝加哥拔地而起。由于当年煤气灯需要的燃气无法泵到很高的高度,因此高层建筑只能采用电灯泡照明。
到了在 1893 年的世博会上,几十万盏电灯照亮了整个会场。1909 年,全美电灯泡的销量已经达到了 6600 多万个。
如此巨量的灯泡背后,还有同样巨量的发电、供电设备。不过爱迪生并没有从其中赚到太多钱,因为当年的世博会,用的是另一位巨头特斯拉发明的交流发电机来供电。电压略微提升到 120V,但总而言之,100-130V 左右的电压标准,就此彻底在美国确定了下来。
与此同时,美国交流电的频率也定了下来:因为特斯拉发明的交流发电机,工作频率就是 60Hz。
那为什么欧洲和中国,用的又是 220V、50Hz 的标准呢?
和美国相比,欧洲人大规模用灯泡就有点晚了,但这也让欧洲人走出了一条不同的路。
还记得之前说的灯丝材料吧?
1904 年,两位匈牙利人发明了用金属钨做的灯丝,它能耐受更高的电压和温度,虽然比较脆弱,但也能用 800 个小时,比当时最好的碳丝灯泡亮度和寿命都要好。差不多同一时间,欧洲也有其他发明家做出了做出了钨丝灯泡。这让钨丝灯泡被欧洲市场广泛接受。
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钨丝灯能耐受更高的电压,因此欧洲人打一开始就有机会用 220V 电压。这是由 110V 电压倍增而来,改造起来相对方便,造电线时用的铜少,传输距离更远。
同样地,重造轮子的欧洲人也有机会选择新的交流电频率。差不多和特斯拉同时代,一位来自俄罗斯的电气工程师多布罗沃尔斯基发现:交流电的频率越高,发电损耗就越大,但如果频率太低,人眼又能感受到灯泡的频闪,于是他选择适中的 50Hz 来设计发电机。当时他所就职的德国 AEG 公司处于欧洲的电力市场的垄断地位,于是连带着把让 50Hz 的频率征服了整个欧洲。
所以追根溯源,国际上主要就是这两个比较通行的电力标准。如果非要给这种分裂找个背锅侠,那责任全在爱迪生,谁让他当年没有一步到位直接搞出钨丝灯泡,一统欧美?
但事到如今,翻旧账于事无补。总之目前美国隔壁的加拿大、墨西哥、加勒比地区,被美国掌控过的巴拿马,还有地球另一侧的中国台湾等,用的就是 110V 左右、60Hz 的交流电……欧洲、非洲等则是 220V 左右,50Hz 交流电。
而我国在民国时,就曾尝试建立统一的电网标准。1928 年,中国第一家民族资本电灯泡制造厂亚浦耳公司调查后发现,当时全国用的发电机 70% – 80% 都是欧洲生产的,剩下的 20% – 30% 是美国的,那跟随欧洲的标准显然更为现实。1930 年 9 月,国民政府决定采用 220V 电压和 50Hz 频率,建国后也一直延用至今。
至于日本……那就比较神奇了。
在"黑船事件"后,日美交流十分频繁,所以跟随美国选择了 110V 左右的电压。但由于早年关东的东京电灯公司从德国 AEG 公司采购了六台频率为 50Hz 的发电机,而关西的大阪电灯公司从美国通用电气那买了五台 60Hz 的发电机,所以导致日本有两个交流电频率,后来不得不在关东和关西的分界线上建了四座变电站,来解决频率问题。
好了,以上就是全世界为什么有这么多不同的插头插座,背后还有不同的电压频率的原因。我们很难找到具体的责任人,只能说这种分裂的背后,是殖民主义给全世界留下的印记。
也曾有人试图统一过各国的插头插座,比如国际电工委员会,IEC,就在 1986 年出台了一种 Type N 型插座,但到目前为止,也只有南非和巴西两个国家在用。
好在目前我们的手机、电脑充电头这些,大多都已经兼容了100V-240V 宽电压,和 50Hz 和 60Hz 两种频率。但插头插不进去的问题……