Elektrik Avrupa’da 220V iken niçin ABD’de 110V?

Avrupa’da yaşayıp ABD’ye gidenler veya Avrupa’ya gelen ABD vatandaşları beraberlerinde taşıdıkları elektronik aletleri buralarda kullanmakta ciddi sıkıntılar çeker. Fiş duvardaki prize uymaz, uysa bile ya cihaz çalışmaz ya da çalışmasında bir anormallik olur.

Avrupa ve birçok başka ülke, elektrik devre ve cihazlarında 220 voltu standart olarak kullanırken, ABD, Kanada, Japonya başta olmak üzere, bazı ülkelerde 110 volt kullanılır. Fiş, priz, şalter, kablo gibi sistem elemanlarım her ülke kendi standardına göre dizayn ettiğinden farklı elektrik karakteristiğine sahip ülkelerin cihazları diğerlerinde ya kullanılamaz, ya istenilen verim alınamaz, ya da cihaza zarar verilir.

priz

Hep aynı yönde akan elektrik akımına “doğru akım” denilir. Pillerin ve akülerin ürettikleri akım doğru akımdır. Evlerde ve işyerlerinde kullanılan akım ise “değişken akım”dır. “Alternatif akım” da denilen bu akımda akımın yönü önce bir tarafa sonra ters tarafa sürekli değişir. Akımın yönünün devamlı değişmesi yüzünden aydınlattığı lambanın ışığının da devamlı kırpışması gerektiği düşünülebilir. Ancak bu değişim saniyede 100 kere gibi, o kadar hızlıdır ki kırpışmaları fark etmek mümkün değildir. Akımın yönünün bir taraftan diğer tarafa değişmesi, bir saniyede kaç kez oluyorsa, buna akımın frekansı denilir ve hertz (Hz) olarak ifade edilir. Sadece voltaj değil bu frekans da okyanusun iki yanında farklıdır. Avrupa’da frekans 50 Hz. iken ABD’de 60 Hz.’dir.

Kullanıcılar için ciddi sıkıntılara yol açan farklı voltaj ve frekans uygulamalarının kökeninde, elektrikle aydınlanma pazarını ele geçirmeye uğraşan Thomas Edison ile George Westinghouse arasında “elektrik savaşları” diye bilinen, dünya tarihindeki gelmiş geçmiş en önemli ticari savaş yatar

tesla

On dokuzuncu yüzyılın, yani 1800Terin sonlarına doğru Edison ABD’de elektrik konusunda, insanların karanlık gecelerini aydınlatan bir dâhi, bir milli kahraman kabul ediliyordu. Gerçekten de Edison bilimsel olmasa da, bilimin uygulanmasındaki ticari görüş olarak yaşadığı zamanın çok ötesinde idi. Edison’un New York şehri başta olmak üzere kurduğu tüm üretim, dağıtım ve aydınlatma sistemleri doğru akımla ve 110 voltla çalışıyordu. Ancak doğru akımı tellerle uzaklara taşımak mümkün değildi, kısa mesafelerde bile büyük güç kaybına uğruyordu.

Yine aynı tarihlerde çok zengin ve nüfuzlu bir işadamı olan Westinghouse, alternatif akım teknolojisinin gelişmesine yatırım yapmaya başladı. Alternatif akımda kayıplar çok az olduğundan elektrik santralleri akarsu, kömür madeni gibi kaynakların yakınına kurulabiliyor, elektrik çok uzaklara ekonomik olarak taşınabiliyordu. Sonuçta Westinghouse Niagara şelalerinde elektrik üretip, çok ucuz fiyata New York’ta satınca maliyet silahıyla Edison’u pes ettirdi. Alternatif akımın insan hayatı için tehlikeli olduğunu göstermek için Edison ve ekibinin yoğun olarak yaptıkları acımasız ve pek de dürüst olmayan kampanyaları da bir işe yaramayınca elektrik üretimi tamamen alternatif akım ve 110 volt olarak devam etti.

Bu gelişmelerden sonra Westinghouse en az kendisi kadar meşhur, sinema filmlerine konu olmuş danışmanı Nicola Tesla’yı elektrikte en uygun ve verimli voltaj / frekans kombinasyonunu tespitle görevlendirdi. Tesla yaptığı ölçümler ve hesaplamalar sonucunda alternatif akımda en uygun olanın 220 volt, 60 Hz. olduğunu saptadı. Frekans için 60 Hz. kabul edildi ama Edison daha önceden New York sokaklarını 110 volta göre donattığından artık 220 volta geçilemedi ve biraz da daha güvenli olacağı düşünülerek 110 volt düzeyini korumaya karar verildi. Şüphesiz bu kararın alınmasında ve Westinghouse’ın 110 volt için ikna olmasında, bu düşük voltajla daha fazla akım çekildiğinden daha kalın bakır kablolara ihtiyaç duyulması ve Westinghouse’m aynı zamanda bakır kablo üreticisi olması da etkili olmuştur.

Elektrik sistemlerinin Avrupa’daki öncüsü Alman AEG firmasıdır. AEG ilk üretim tesislerini kurarken mühendisleri 60 Hz. frekansın metrik birim standartlarına uymadığı gerekçesiyle 50 Hz. frekansını kullanmayı tercih ettiler. Aslında cihazlar ve elektrik motorları, kullanılan malzemenin ve kayıpların az olması nedeniyle 60 Hz.’de, 50 Hz.’e göre daha verimli çalışır.

AEG’li mühendisler voltaj olarak başlangıçta ABD’deki gibi 110 voltu kullandılar ama 220 voltu güvenli bir şekilde kullanarak daha az voltaj düşüşü ve kayıpla, daha az kalınlıkta bakır kablo kullanıldığını, yani daha ucuza daha fazla güç elde edilebileceğini görünce kısa sürede 220 volt uygulamasına geçtiler. Aynı yıllar ABD’de de 220 volta geçmek düşünüldü ama ortalama bir ABDli’nin yaşamında elektrikli cihazlar o kadar yaygınlaşmıştı ki, getireceği maliyet nedeniyle değişiklikten vazgeçildi.

Farklı ülkelerde farklı fiş ve priz gibi armatürlerin kullanımının 110V/220V veya 60Hz/50Hz kullanımı ile doğrudan ilgisi olduğu söylenemez. Bu durum çok eskiden kalan uygulamaların ve biraz da ülkelerin kendi ekonomi ve menfaatlerini koruma isteklerinin sonucudur. Son zamanlarda üretilen, her sisteme uyabilen adapterler sayesinde fiş ve prizlerin farklı olması artık önemli bir sorun teşkil etmiyor.

50 Hz.’e göre üretilmiş bir cihazı, 60 Hz.’lik bir sistemde kullanmak daha az zarar vericidir ama voltajları eşit bile olsa 60 Hz.’lik bir saat veya teyp 50 Hz.’lik akımda çalışmayabilir, motorları daha yavaş döner, ısınma yapabilir. Gerçi birçok elektronik cihaz voltaj değişimlerine karşı korumalıdır ama yine de 110 volta göre dizayn edilmiş bir cihaz 220 volta bağlanırsa elden çıkabilir. Üreticiler bazı cihazları her iki karakteristikte de çalışabilecek şekilde dizayn ederler, ancak saç kurutucusu tipi cihazlar bu iki seçenekten biriyle çalışmak zorundadır.

Son zamanlarda ABD’de çamaşır makinesi, fırın gibi büyük cihazlar 220 volta göre üretiliyor ve binalarda bunların konulacağı yerlere 220 volt çekiliyor, ancak bu 220 voltun elde edilişi Avrupa’dakinden farklı oluyor. Kontrol kalemini Avrupa’da prizin deliklerine soktuğunuzda birinde ışık yanar (canlı uç), diğerinde yanmaz (nötr). ABD’de her iki delikte de ışık yanar çünkü 220 volt, iki canlı 110 volt ucundan elde edilir, dolayısıyla Avrupa’dan getirilen 220 voltluk bir cihazı ABD’de 220 volta bağlamak sorun çıkartabilir.