Nap mint nap dugjuk be a töltőket a konnektorba anélkül, hogy belegondolnánk, milyen dráma zajlott több mint egy évszázaddal ezelőtt éppen ezen voltok miatt. Hozz haza egy amerikai hajszárítót – azonnal leég. A mi vízforralónk pedig az USA-ban egyszerűen be sem kapcsol.
Ezen hétköznapi kellemetlenségek mögött a nagy feltalálók, gazdasági számítások és műszaki megoldások összecsapásának izgalmas története húzódik, amelyek a mai napig meghatározzák, hogyan működik az áram az otthonainkban.
Thomas Edison az egész világ ellen: így kezdődött az „áramok háborúja”
A 19. század végén Thomas Edison volt az amerikai villamos energia igazi királya. Izzói világították meg New York utcáit, az erőművek pedig 100 voltos egyenárammal működtek – ez elég volt az utcai lámpákhoz. Edison nemcsak feltaláló volt, hanem tehetséges üzletember is, aki tudta, hogyan adja el ötleteit a közönségnek.
Valóságos show-műsorokat rendezett, hogy demonstrálja rendszere „biztonságát és megbízhatóságát”. Az egyenáramnak azonban volt egy hatalmas problémája: nem lehetett nagy távolságokra továbbítani iszonyatos energiaveszteség nélkül. Néhány háztömbönként új erőműre volt szükség.
Amikor Edison korábbi alkalmazottja, Nikola Tesla előállt egy alternatívával – a váltakozó árammal, amelyet transzformátorokkal lehetett feljebb transzformálni és több tíz kilométerre továbbítani –, igazi csata kezdődött. Edison nem adta magát harc nélkül.
Nikola Tesla és a forradalmi megoldás
Tesla teljesen másképp látta az elektromosság jövőjét. Váltakozó áramú rendszere lehetővé tette a feszültség több ezer voltra történő növelését a távolsági átvitelhez, majd biztonságos szintre csökkentését az otthoni használathoz. Ez valódi forradalom volt, de Edison ellenségesen fogadta.
Thomas valóságos információs háborút indított: nyilvánosan mutatta be, hogyan öli meg az állatokat a váltakozó áram, támogatta a villamosszék létrehozását, és azt állította, hogy Tesla rendszere halálosan veszélyes.
A tények azonban önmagukért beszéltek: a váltakozó áram gazdaságosabb és hatékonyabb volt, ráadásul lehetővé tette nagy teljesítményű elektromos hálózatok kiépítését. Végül a józan ész győzött, és az egész világ átállt a váltakozó áramra. Az USA is elfogadta ezt a rendszert, bár Edison milliókat bukott rajta. Érdekes, hogy maga Tesla úgy demonstrálta találmányai biztonságosságát, hogy nagyfeszültségű áramot vezetett át saját testén – innen származnak a híres fényképek a feltalálót körülvevő villámokról.
Miért választotta Amerika a 110 voltot, és miért tartott ki mellette
Amikor az USA átállt a váltakozó áramra, megtartották a megszokott, 110 volt körüli feszültséget – egyszerűen azért, mert minden meglévő berendezést ezekre az értékekre terveztek. Az 1950-es évekre a szabvány 120 voltra emelkedett, és ezen a szinten rögzült.
1967-ben hivatalosan is rögzítették, és ma az amerikai rendszer meglehetősen nagy tűréshatárt enged meg: 108-tól 132 voltig. Az amerikaiak fő érve mindig is a biztonság volt: a 120 voltos áramütés valóban ritkábban halálos. De az éremnek van egy másik oldala is: alacsony feszültségnél vastagabb vezetékeket kell használni ugyanakkora teljesítmény átviteléhez. A réz és az alumínium drága, de az amerikaiak úgy döntöttek, a biztonság fontosabb a takarékosságnál.
Ma az USA számára egy másik szabványra való átállás az ország teljes elektromos infrastruktúrájának cseréjét jelentené – ez dollártrilliókat és évtizedes munkát emésztene fel. Ezért inkább együtt élnek a rendszerükkel, a nagy teljesítményű készülékekhez pedig egyszerűen a duplázott, 240 voltos feszültséget használják.
Hogyan jutott el a Szovjetunió és a keleti blokk a 220 volthoz gazdasági számítások révén.
Oroszországban (és a Szovjetunióban, így közvetve nálunk is) a villamosítás később kezdődött, de rögtön ésszerű alapokon. Az 1880-as évek első erőművei csak az utcai világítást táplálták, a tömeges villamosítás pedig az első világháború és a forradalmak után indult. Kezdetben a szovjet otthonokban is 110–127 voltot használtak, de a háború utáni iparosítás mindent megváltoztatott.
Árammal kellett ellátni a gyárakat, üzemeket, új városokat – és az alacsony feszültségű rendszer nem bírta a terhelést. A mérnökök egyszerű számítást végeztek: 220 voltos feszültség mellett a vezetékekben folyó áram feleakkora, így vékonyabb kábeleket lehet használni. A fémmel való takarékoskodás kritikusan fontos volt az országok számára, amelyek éppen a háború után lábadoztak és hatalmas ipart építettek ki.
Az átállás évtizedekig tartott. Érdekes, hogy bár hivatalosan ma már nálunk is 230 volt a szabvány – közelebb hozva a rendszert az európai normákhoz –, a gyakorlatban a régi házakban még mindig sokszor 220 voltot mérhetünk, míg az új építésűekben közelebb áll a 230-hoz vagy akár a 240-et is elérheti. Ez a rendszer nemcsak gazdaságosnak, hanem univerzálisnak is bizonyult – bármelyik konnektor alkalmas bármilyen készülékhez, az izzótól a mosógépig.
Miért számít az áram frekvenciája is
A feszültség mellett az országokat egy másik jellemző is megosztotta: a váltakozó áram frekvenciája. Az USA-ban ez 60 hertz, Oroszországban és Európában (így Magyarországon is) pedig 50 hertz. Első pillantásra apróságnak tűnik, de ez a különbség befolyásolja a motorok, órák és audiotechnikai eszközök működését. Egy amerikai lemezjátszó nálunk kicsit lassabban játszaná a zenét, a mi villanymotorunk pedig az USA-ban hangosabban és kevésbé hatékonyan működne.
A frekvenciaválasztásnak is történelmi okai voltak: amikor az első elektromos hálózatok létrejöttek, a különböző cégek eltérő szabványokat használtak, és ezek egyszerűen rögzültek a világ különböző régióiban. Ma a modern technika leggyakrabban mindkét szabványra méretezve van – ezért működik az Apple vagy Samsung okostelefon töltője bárhol, Budapesttől Tokióig. A speciális berendezések azonban hisztisek lehetnek: egy amerikai hajszárító az itthoni konnektorban azonnal leég, a mi vízforralónk pedig az USA-ban be sem kapcsol.
A szabványok globális káosza, és hogy miért nem fog ez változni.
Ma az elektromosság világa a Bábel tornyára emlékeztet – minden ország a saját „feszültségnyelvét” beszéli. Japánban 100 voltot használnak, régiónként eltérő frekvenciával; Brazíliában egyes kerületek 127 volton, mások 220 volton élnek, az Egyesült Királyságnak pedig saját, 230 voltos rendszere van hatalmas, téglalap alakú villásdugókkal.
Az ausztrál konnektorok mosolygó arcokra hasonlítanak, néhány afrikai országban pedig egészen egzotikus szabványokkal találkozhatunk. Ma már gyakorlatilag lehetetlen egységes elektromos világszabványt létrehozni – ez azt jelentené, hogy egyszerre kellene lecserélni milliárdnyi készüléket és több ezer kilométernyi vezetéket világszerte. Minden ország évtizedeken át fektetett be a saját rendszerébe, és az átállás többe kerülne, mint a Mars kolonizálása. Ezért a gyártók egyszerűen megtanultak univerzális tápegységeket készíteni, az utazók pedig átalakító készleteket vásárolnak.
Ez a történet megmutatja, hogyan nyúlnak évszázadokon át a múlt technikai döntései. Az amerikaiak a maximális biztonság útját választották, még akkor is, ha ez drágább. Európa és Oroszország a gazdasági hatékonyság és az univerzalitás útján indult el. Úgy tűnik, az elektromosság világában is, akárcsak a kultúrában, minden országnak megvannak a maga egyedi szokásai.
