為什麼世界各地插座的眼兒各式各樣?當初它們的設計是隨機的嗎?


正好我也對這個問題挺感興趣的,就各種google、bing了一下。

  • 世界上現行的至少有13種插座(插頭)的標準,詳見下圖

更詳細的關於世界各國的插座(插頭)標準以及相關的Single-Phase Voltage、Frequency等參數可以在下面這個網頁里查到。

已更正:混合色代表這幾種type都能用。感謝@亡境

Electricity around the world:Electricity around the world: everything about plugs, sockets, voltages, converters, etc.

  • 仔細研究這些參數,你會發現它們基本上分成兩大類。一類是以北美國家為首的110-120V/60Hz的標準,還有一類就是遍布世界各地的220-240V/50Hz的標準,儘管插座(插頭)的形狀不一樣,參數還是基本上一致的,雖然還有個別奇葩的參數存在,比如有個國家叫Barbados,使用的是115V/50Hz,這個或許和國家特定的情況有關,我們暫時不討論這些例外。
  • 在上面那個 Electricity around the world 的網頁里,對於為什麼有這麼多種標準,提到了這樣一句話:

The reason why we are now stuck with no less than 13 different styles of plugs and wall outlets, is because many countries preferred to develop a plug of their own, instead of adopting the US standard.

  • 那麼,為何US standard和世界上其他各國的標準不一樣呢,繼續google,終於讓我找到了~ 摘錄如下:

Edison"s early experiments with direct current (DC) power in the late 1800s netted the first useful mainstream applications for electricity, but suffered from a tendency to lose voltage over long distances. Nonetheless, when Nikola Tesla invented a means of long-distance transmission with alternating current (AC) power, he was doing so in direct competition with Edison"s technology, which happened to be 110v. He stuck with that. By the time people started to realize that 240v power might not be such a bad idea for the US, it was the 1950s, and switching was out of the question.

......

the debate was settled: AC power was the only option, and national standardization started in earnest. Westinghouse Electric, the first company to buy Tesla"s patents for power transmission, settled on an easy standard: 60Hz, and 110v. In Europe—Germany, specifically—a company called BEW exercised their monopoly to push things a little further. They settled somewhat arbitrarily on a 50Hz frequency, but more importantly jacked voltages up to 240, because, you know, MORE POWER. And so, the 240 standard slowly spread to the rest of the continent.

簡而言之,就是Edison用的直流電標準在長距離傳輸的時候會受到損耗較大的困擾,而Nikola Tesla發明了使用交流電的長距離傳輸技術,這個技術與愛迪生的技術形成了競爭,Westinghouse Electric買下了這個專利,並把它規定為了110V/60Hz,之後就逐漸變成了國家標準。與此同時,在德國,有一個叫做BEW的公司為了實現壟斷(!),一意孤行地把他們的標準指定為240V/50Hz,之後這個標準也逐漸傳播開了,所以會形成今天的兩大標準的局面。

感謝@kun yu 的補充:

110v是愛迪生訂的,不是特斯拉,愛迪生為了配合他的電燈才用的110v。

Edison"s DC distribution system consisted of generating plants feeding

heavy distribution conductors, with customer loads (lighting and motors)

tapped off them. The system operated at the same voltage level

throughout; for example, 100 volt lamps at the customer"s location would

be connected to a generator supplying 110 volts, to allow for some

voltage drop in the wires between the generator and load. The voltage

level was chosen for convenience in lamp manufacture; high-resistance

carbon filament lamps could be constructed to withstand 100 volts, and

to provide lighting performance economically competitive with gas

lighting. At the time it was felt that 100 volts was not likely to

present a severe hazard of fatal electric shock.

後來歐洲的用240v也不僅僅是為了壟斷,後來的金屬燈絲能夠承擔240v,而且電壓高的話損耗比較小。

  • 理解了為何有兩種標準之後,再看插座(插頭)的形狀為何會有如此多種。繼續摘抄資料如下:

Harvey Hubbell"s "Separable Attachment Plug"—which essentially allowed for non-bulb devices to be plugged into a light socket for power.

......

He later adapted the original design to include a two-pronged flat-blade plug, which itself was refined into a three-pronged plug—the third prong is for grounding—by a guy named Philip Labre in 1928. This design saw a few changes over the years too, but it"s pretty much the type Americans use now.

......

Here"s the thing: Stories like that of Harvey Hubbell"s plug were unfolding all over the world, each with their own twist on the concept. This was before electronics were globalized, and before country-to-country plug compatibility really mattered.

簡而言之,就是一個叫做Harvey Hubbell的人發明了兩個腳的插頭,後來Philip Labre在他的基礎之上改進成三個腳的(多了接地腳),這就基本上是今天北美插頭的構造。並且在電氣的全球化,以及跨國電器使用的兼容性問題還沒有出現之前,世界上各國的科學家都已經發明出了自己的插座(插頭),所以就會有如此多的種類了。

參考資料:

Electricity around the world: everything about plugs, sockets, voltages, converters, etc.

AC power plugs and sockets

Giz Explains: Why Every Country Has a Different F#$%ing Plug


如@Eddie所言,分布請參考TA的答案,鄙人補充些圖片。

AS 3112(10A/240V)

用於澳大利亞,紐西蘭,斐濟,阿根廷,索羅門群島,巴布亞紐幾內亞和中國。

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5A插頭

15A插頭

BS 546(5A,15A) 印度,斯里蘭卡,尼泊爾和巴基斯坦,迦納,肯亞,奈及利亞科威特,卡達和部分東南亞地區。

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BS 1363 英國標準插頭

英國,香港、愛爾蘭、馬來西亞、新加坡、沙特

BS 4573 用於浴室 英國、愛爾蘭

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CEE 7/4(德國,16A/250V接地)

阿爾巴尼亞,奧地利,波斯尼亞和 馬其頓,荷蘭,挪威,巴基斯坦,葡萄牙,羅馬尼亞,俄羅斯,

塞爾維亞,斯洛維尼亞,韓國,西班牙,瑞典,土耳其,烏克蘭,烏拉圭

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CEE 7/5(法國)法國,比利時,波蘭,捷克共和國,斯洛伐克和其他一些國家

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CEE 7/16 義大利、俄羅斯

它也可以用來在中東(伊朗),大多數非洲國家,南美(巴西,智利,阿根廷,秘魯和玻利維亞),亞洲(印度,孟加拉國,斯里蘭卡,印度尼西亞,巴基斯坦和韓國)以及俄羅斯和加入前蘇聯的共和國,如烏克蘭,亞美尼亞,喬治亞,和許多發展中國家。

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丹麥 107-2-D1(10,13,16A/250V接地)

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義大利 CEI 左邊的插頭和插座為16A的額定電流 右邊的是10A的

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蘇聯 GOST 7396 C1(6A,16A/250V 不接地) 如今仍廣泛用於俄羅斯

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瑞士SEV 1011(10A/250V)

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巴西 IEC 60906-1 20A/250V

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眼熟吧…這個是中國的CPCS-CCC 與澳大利亞的可以部分兼容

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以色列SI32

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NEMA 5-15(15A/125V 接地) 加拿大,美國和墨西哥的標準。它也可以用在中美洲,加勒比地區,南美洲北部(哥倫比亞,厄瓜多,委內瑞拉,巴西),日本,台灣,菲律賓和沙特。

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日本 JIS C 8303(15A/100V 不接地)

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泰國TIS 166-2549 泰國使用220V電力

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第一款電源插座和插頭

最早的電源插頭和插座由哈維·哈貝爾(Harvey Hubbell II,http://en.wikipedia.org/wiki/Harvey_Hubbell)與1904年發明,起美國專利號為774250,是一種擰入式的雙孔電源插座,其插座並非固定於建築物的。製造商採用了哈貝爾的模式,在1915年前,這種設計是普遍的。

第一款固定的插座(grounded plug)與1915年由喬治·P·納普發明,但是他的構造對於現行的插座而言是不可行的。

德國的Schuko-system插座由Albert Büttner 發明並與1926年申請專利

現行的美國插座,有兩個垂直的葉片和和圓形接地引腳接頭的插頭(上面有圖)由Philip F. Labre於1927申請專利並於1928年獲得批准。據說女房主家的貓進窗戶的時候老是打翻她的風扇,她重新安放好風扇時就會觸電。由於接地插座把電導給地球具有更高的安全性,所以許多工業國家都採用了她的發明。

由於技術、安全以及經濟等因素,更多品種的插座被發明出來,只有少數的國家為了貿易有修改本國標準的意願。而前殖民地保留宗主國的標準。各異的插座、頻率、電流和電壓時酒店、旅館、機場存在安全隱患。

1965年以來在歐洲,國際電氣設備委員會(IECEE/CEE,http://en.wikipedia.org/wiki/IECEE/CEE)公布了標準模式,而在北美,全國電器製造商協會(National Electrical Manufacturers Association,NEMA,http://en.wikipedia.org/wiki/NEMA)公布了標準的插座插頭模式。

為了更好的兼容以及國際上的標準化,一些具有適應性的插頭插座出現了。CEE7/7插頭已經被數個歐洲國家採用,而IEC 60906-1被提議為通用標準。現在總體趨勢是互相兼容合併的。

一些電子製造商如個人電腦的生產者,其產品本身設計得更適應各種頻率電壓,提供IEC 60320 耦合器及各國的標準插頭,以期加快產品審批、減少產品自身變化。

一點淺見,請指正。


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大體來講分為三類:美式雙豎頭,歐洲式雙圓頭,還有英國式三頭。


剩下的插頭(除了中國的奇葩的地線式)都是根據這三種升級出來的,主要特徵就是接地線的位置以及是否和插座合身(例如德國的插頭)


美式和歐式插頭最大特點是同一個插座可以接受有地線和無地線兩種插頭。尤其是歐洲部分,很多國家的插線板區別就在於地線的位置。英國插頭對於地線要求似乎是必須的,所以有時候買到英國的水貨電器會發現地線頭是塑料的(當然也有可能是因為兩個橫頭太不結實了)。


中國……中國和別的國家相比略蛋疼,因為有兩套不兼容的插頭。

個人認為其中設計的最好的應該是US型,因為US實際上是設計成一個口長一個口短


&


這樣也能滿足對於零線/火線有特別要求的電器。


(有好幾個萌萌噠)


和各國的地理文化及最早的發明人有關係吧,除了中國的插座規格比較奇葩之外....


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