这要看是什么电器了。
第一类电器,照明电器
照明电器有三种,第一种是已经淘汰的白炽灯,第二种是日光灯、荧光灯类的灯具,第三种是LED灯。
当电压下降了50%后,白炽灯只能发出黄红色暗淡的光;日光灯应当无法点燃,因为它的灯管无法击穿;至于LED灯,我做了一个测试,几乎都不能发光,但有些能勉强发光,光强度暗淡且不稳定。
下图是日光灯电路:
图1中右图中电压的最高点就是击穿电压。由于电源电压下降了一半,电路中无法产生足够的击穿电压来击穿灯管,可见日光灯无法点燃照明。
第二类电器,带有电动机的电器
题主所指的220V电压是相电压,它的线电压是380V。如果相电压下降了50%,为110V,那么线电压当然也下降了50%,为190V。
电动机拖动负载需要从转轴上输出的转矩,电动机的转矩T表达式如下:
我们看到,图2中电动机的转矩T与电压U1的平方成正比。现在电压下降了50%,那么转矩只剩下额定转矩的25%。可以想见,电动机拖动负载的能力大打折扣,甚至无法拖动负载。
对于家用的单相电机,电机的轴上输出转矩和电压的关系与三相电机是一样的。可见,电压降低对电机拖动负载的能力影响甚大。
第三类电器,带有电磁操作线圈的电器
例如继电器,交流接触器之类的电器。我们来看此类电器共同具有的继电特性,如下:
我来解释一下图3怎么看。
设想横坐标X是电流或者电压。当X的值从零开始上升到Xf时,继电器不会动作。当X的值上升到X1时,继电器吸合。不过,为了确保稳定吸合,必须让X上升到Xd才行。
继电器吸合后,我们下降X值。当X下降到X1时,继电器依然吸合。当X值下降到Xf时,继电器释放。
一般地,对于电压吸合的继电器而言,吸合电压为70%额定电压,释放电压为40%额定电压。
现在我们把电压从220V下降到110V,可想而知,线圈电压为220V的电磁继电器和接触器肯定不会吸合。如果我们硬性地把铁芯压到吸合位置,则继电器和接触器能勉强保持吸合,但噪音很大,且线圈会发热,毕竟它濒临释放状态。
第四类电器:电源类电器
我们看典型的串联型稳压电源,电路图如下:
我们看图5中最上方的+12V直流电源。它的交流输入电压是15V,现在220V电压变成110V,15V电压变成了7.5V,经过全波整流和电容滤波后,电压为1.2x7.5=9V。我们看到电路中的稳压二极管的稳定电压是13V,可见稳压二极管一定处于反向截止工作状态,因此调整晶体管基极通过基极电阻直接与集电极相连。由于调整晶体管为共集电极接法,可见它的输出应当略小于7.5V,就算输出7V吧,且毫无稳压和调整能力。
-15V端的输出为-7V。
对于5V端输出端口,此时交流电压由9V下降为4.5V,它的1.2倍为5.4V,故知它的输出电压倒是在5V左右,但毫无调整和稳定电压的能力。
至于开关电源,我手上有一台输出电压为15V输出电流为2A的。我把输入电压用调压器调到110V,接通开关电源的电源后,它没有输出。只有把电压调节到165V以上时,开关电源才有了输出。
第五类电器:电加热电器
我们就以最最普通的电炉为例来说明吧。
我们设图6中电炉的炉丝电阻是R,它的额定功率为P,于是有:
P=UI=\frac{U^2}{R}
当电压下降到原先的50%,那么此时的功率为:
P'=\frac{{(0.5U)}^2}{R}=0.25\times\frac{U^2}{R}=0.25P
我们看到,电炉的发热功率也只剩下额定功率的25%。别说煮饭烧菜,恐怕加热水都成问题,加热时间会变得很长。考虑到散热因素,会更耗电。
第六类电器:开关电器,这里特指断路器和空气开关
110Vac的电源频率一般是60赫兹的。我们把220V/50赫兹的电器用在110V/60赫兹下,例如断路器,它当然可以用,但保护动作会提前,动作值也会变动。我们必须调整参数才能使用。
注意看图7中的短路保护磁脱扣器线圈,当用于60赫兹系统时,保护动作会提前。
至于图7中的过载保护热脱扣器,它不会受到频率的影响。
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结论有了:当标称电压是220V的电器工作在110V电压下,肯定不能正常工作。至于是否会损坏,要看具体的电器而定。
经常出国的朋友都知道,到某些国家一定要带上电源转换器。
由于世界各国及地区的电力环境不同,民用电压也存在差异,各国电器的电压适用范围也不同。
先来看一组各国民用电的电压情况:
当然,采用220~230V电压的国家里,也有视地区需要并用110~130V电压的情形,如瑞典、俄罗斯。
尽管世界上用220V交流电的国家还是挺多的,但为什么我国不和美国一样,使用110V的交流电呢?
1879年,爱迪生制作出效果比较好的碳丝白炽灯,当时的白炽灯在110V直流电压下运行良好,爱迪生认为这是配电中安全经济的电压。
但后来,另外一个电压等级——220V也被在低压领域推荐使用。
在两大天才爱迪生、特斯拉就"直流强还是交流强"的问题大吵一番后,美国慢慢开始普遍采用了110V的交流电。
当然,美国在电力系统的发展过程中其实出现过很多电压类型,但以110V和220V为主,并在发展过程中110V逐渐胜出。
随着如今电器的进步,传输手段的发展,110V电压和220V电压其实用起来没有区别。
那么,我国为什么不学习星条国,采用110V的交流电电压呢?
因为,在美国采用110V交流电压后,欧洲认为110V电压太低,在传输中损耗大了些(那时候,变压和高压传输还不是很普遍),带动某些电器也不够给力,就力推220V,并被后来大多数国家继承。
旧中国生产力低下、经济不行,能减少一点损耗、减少一点铜等金属的消耗,当然是很好的,220V容易被供电运营商接受。
清光绪十六年(1890)上海开始使用白炽灯,电压为100V,光绪二十七年(1901)上海公共租界开始日夜供电,电压改为200V。
1930年9月12日,国民政府以建设委员会会令形式公布中国第一个电压频率标准,规定220V和50Hz作为中国的标准电压和标准频率。
新中国成立后百废待兴,能省一点当然也是很好的。所以,多次制定的"额定电压和频率标准"以及"供用电规则",都是沿用220V作为标准。
110V的电比220V的电要安全一点吗?
原则上,越低的电压自然安全性越高。有人计算过,在对人体产生病生理反应甚至致命性的危害的时间上,110V需要的时间确实要长于220V,差个100毫秒左右……
但实际上,110V和220V都大大超出了安全电压的范围。
此外,在触电的时候,真正决定安全性的是经过的电流大小,所以是否发生危险,更取决于触电环境。
一些常用电器带到国外去用,是否会因为电压差异而产生问题呢?
同属一种电压体系的普通电器带到国外去用,电压一般不会有问题,因为大部分的电器都有20%的电压浮动范围如电炉,电饭锅等,因为即便在国内有时的电压最高也可达250V,因此230V的电压只是让他们加热得更快,没有多大问题。
对那些电压要求严格和价格比较昂贵的电器,即便同属一种电压体系,如果电压不同还是建议要使用旅游变压器,以免烧毁电器或影响电器的使用寿命。
如果高电压电器带到低电压的国家去,如中国用220V的电器带到美国110V的环境下,一般情况下是不能使用的,即便勉强能用往往也是苟延残喘或如老牛拉车一样使用功能大打折扣。
不过,在全球化的背景下,一些机灵的国际化企业可能注意到了各国电压上的差异,因此,设计的很多电器本身有适配电压的,即可以适合110V—240V的电压。
当然,如果您经常出国,一般旅行社都建议大家出国自备旅游转换插头和旅游变压器。