电压为什么是220v（为什么电压是220v而不是200）

　　前记：有师弟问我怎么样思考问题。其实不一定思考很高大上的问题，一些我们习以为常的东西，你去认真想想，就会发现里面有很多东西可以学到。借以前写的一篇文章作为简单的例子。中国的家用电电压是220V，这个很多人都清楚，但是问一下：为什么会是220V，而不选100v，200v啊这样的好看的数字呢？估计就很少有人能答得上来了，有人说是学了苏联的，这个确实是的，但苏联为什么选220V呢？
　　作为一个学电气工程的，我对这个问题也是大二某天才认真思考，但是没有得到一些很有说服力的解释。初中学物理开始接触220V，一直到现在，这样一个基本的问题都没能搞清楚，深感惭愧。下面就自己收集到的知识，以及自己的一些见解，对这个问题做一个系统的论述。
　　首先说一下交流电，交流电的发明者，我最佩服的三个物理大神之一NikolaTesla（尼古拉特斯拉，关于这个大神，我在其他地方已经有文章介绍过，这里不再赘述，有兴趣的百度一下这个人，你会被他吓到）。商用交流电最早的频率是60Hz（英制12进制，用60计算比较方便，参考前一篇《为什么是50Hz》），电压是110V，其发明NikolaTesla受美国西屋电气公司老板的资助实现，商用交流电网也是在美国首次投入运营。美国是采用英制单位的，为计算方便采用了60Hz110V的规格。这个就是商用民用交流电的始祖，所以说当年选了110v可以说只是为了一个计算方便，至于为什么计算方便，那就跟英制单位有关了，有人觉得100v这样的数字可能会更好，事实上，110220只是电压的有效值，很多电力计算是要瞬时值得，或者幅值，对于三相交流电，则要在有效值的基础上乘以根号3的，这时就会发现100看起来数字很整齐，但结果就很丑了，所以说100、200这样的数字实际上和110、220在计算的时候是没有很大的意义的，仅仅是看起来舒服，而已！事实上，现在很多国家使用的电压等级也是千奇百怪的，家用电源规格会按地区而有不同，但一般来说，电压值通常在100V到240V之间，而最常见的频率值是50H和60Hz。部分国家的境外属地的数据与其母国差异很大，因此另外列出而不和母国放在一起。另外像是大型工厂或海外军事基地之类的特殊地域，常会有电压或频率与值与附近地区不同的情形。下面是一些国家使用的电压值；世界各各国电压概况
　　100V：日本、朝鲜
　　110～130V：台湾、美国、加拿大、巴拿马、古巴、黎巴嫩、墨西哥
　　220～230V：英国、德国、法国、中国、新加坡、香港（200V）、义大利、西班牙、希腊、奥地利、荷兰、菲律、泰国、挪威、新加坡、印度、纽西兰、澳洲
　　注1：采用220～230V电压的国家里，亦有视地区需要并用110～130V电压等情形，如瑞典、俄罗斯。
　　所以说电压的等级在世界各国都不是统一的，更多的是一种习惯，而对于中国来说，电压是引用苏联老大哥的，而苏联又是从欧洲引进的技术。
　　商用交流电大获成功之后，欧洲迅速引进了交流发电、馈电技术。欧洲除英国外均使用公制单位，为计算方便将频率改为了50Hz。后因110V电压较低，电网传输损耗较大，为改善这种状况，在交流电网没有大规模建设因而没有负担的欧陆国家，采用了220V的电压规格，这是由110V倍压而来，技术改造相对最简单，于是在欧陆国家就形成了220V50Hz的交流电网标准。中国最早的交流电网并没有统一的标准，只是局部的小型电网，设备由各发达工业国提供，规格五花八门。中国基本统一后，选定了公制为中国的度量衡标准，故电网的建设开始全面转向公制基础。1949年以后，中国的工业化全面转向苏联模式，电网建设也遵照苏联标准，而苏联采用的也是欧洲标准，于是220V50Hz最终定为中国的电网标准。由于历史遗留原因，东北地区及上海市有部分原租界地区，用的是110V电压标准，直到上世纪60年代后期，才统一使用220V电压。
　　那么，是选用110V呢，还是220V？供电方式没有什么先进之分，只有是否适合所使用环境。目前各国的高压电网区别不大，只是在低压的配变电网（用户级）有区别。目前各国的低压电网分为3大类。欧洲及我国的3380122050Hz（三相线电压380V，相电压220V，频率50Hz，下同）；中美州、北美州的3208112060Hz；还有日本香港等使用3200V50Hz1100V50Hz。一个国家选定的低压电网电压等级有很多因素，像历史、地理因素。比如我国，我国在20世纪50年代是紧跟苏联老大哥的步伐，什么都套用苏制。前苏联幅员辽阔，人烟稀少，根据电路知识，电压等级越高供电能力及范围就越大，这样的话就节约有色金属了。同样根据电路知识，电压等级越高设备的绝缘要求就会越高，当然设备制造成本就增加，而且对用户危险性加大，低压电网用户为非专业人员，这样就会增加触电事故。所以电压等级选择就需要考虑：供电能力及范围、人员的稠密程度、设备绝缘、有色金属消耗量、用电安全等，其实就是经济合理性与用电安全两大类。以上是从技术角度考虑的，当然历史与政治的原因也不可忽视，如殖民地等。
　　就目前来说，经过历史的选择，最后剩下了两大派系：110和220，个别国家的奇葩电压等级这里就不予以考虑了，选择哪里电压等级好，这个一直存在争论的。比如，前一段时间日本就想提高电压等级达到节能的目的，这引起了国内的很多讨论。
　　选用的电压等级是极其复杂的一件事情，实际上，选择高一些的电压，对确实可以节省很多导线，但是，它会增加开关或者电子元件的成本，也节省不了多少钱。如果我们开始发展电力的时候选择100120VAC，会在直接利用整流电路的用电器方面减少很多资金，也会更安全，甚至电力线路干扰源会减少很多。
　　电力越来越紧张，动力设备使用变频技术也越来越多，由于整流电路功率因数比较低，所以改善功率因数的FPC电路也会在不久的将来普及，那个时候，110200VAC的供电电路比220400VAC有着更高的优势！
　　就目前而言，对于电压等级的选择版本而言，主要有以下几个方面的考虑：
　　从使用方面来讲，和220V和110V是完全一样的，不存在节能，但在实际输送电方面来讲，220V的输送距离比较远，覆盖面积大，而110V输送得比较近，覆盖面积小，因为同样的功率电压低电流就要大，线路损耗就大，从安全角度来讲，电压低，就意味着安全，110V触电死亡要远远低于220V触电死亡，所以110V电压是相对安全得多。
　　电压的220比110的优点：第一，传输耗电小，减少了能量损耗，这个原理和超高压输电一样。第二，传输相同的电量，在传输损耗相同的情况下，使用的导线截面积小一倍，这可是个惊人的数字，如果全中国的线路加起来，那么220比110不知节省了多少的铜和其他一些金属。这对于中国这样的资源贫乏的大穷国，意味着什么，不言而喻。第三，相比110伏特，可以减少变电器的工作负荷，使变电这一个关键而脆弱的节点有更多的安全保证，这对于中国国情也比较合适。第四，可以对偷电，改电，以及盗窃导线的人有一定的威胁。
　　绝大多数的国家就是220V50HZ或者110V60HZ的民用交流电。
　　其实在民用电历史上是先有110V的电网，主要是当时的发电机性能所限，但是后来有了更好的220V交流电后，别国可以实行，但是你不能逼本国所有电器都报废重买220V的吧？而且还要涉及电网改造、电网的变电设备全都重换，所以110V市电的国家就这么延用下来了。
　　所以说220V的电压等级，看起来好像是没什么特别的地方，其实里面涉及到的东西有很多很多，一些看似简单的东西认真一想却发现里面大有乾坤。