Zacznijmy nietypowo bo od kawału: Co mówi blondynka jak widzi kontakt w ścianie? Biedna świnko, kto cię tu zamurował! W tym artykule chciałbym skupić się nad tematem „zamurowanych świnek”. Ich historii, zróżnicowania i omówieniu najważniejszych typów.
Krótka historia
Zaopatrzenie poszczególnych rejonów w dostęp do elektryczności było procesem żmudnym i długotrwałym, przebiegało także niezależnie od innych części świata. Na początku elektryczność służyła głównie do oświetlania domostw, jednak gdy pojawiły się pierwsze urządzenia elektryczne, koniecznością stało się wymyślenie bezpiecznego sposobu na podłączanie ich do sieci. Z tego też powodu prawie każdy kraj opracował własny, lokalny rodzaj wyglądu gniazdek. Nikt nie zastanawiał się nad ich unifikacją, ponieważ mobilność ludzka była wówczas ograniczona. Turystyka międzynarodowa niemalże nie istniała, a ilość sprzętów elektrycznych używanych w podróży była znikoma.
Z biegiem czasu zaczęto zauważać trudności, jakie powodują różnice w typach gniazdek. Pojawiły się pomysły ujednolicenia ich wyglądu, niestety żaden z nich nie zakończył się powodzeniem. Nie można było określić, który typ gniazdka miałby być tym uniwersalnym i wiodącym. Dodatkowo koszty takiego procesu byłyby zbyt wysokie. W zamian za to, bardziej skupiono się na różnicy w napięciach prądu, która doprowadziła do stosowania różnych typów gniazdek w różnych krajach. Współcześnie większość urządzeń pracuje w przedziale od 110 do 250 V, dzięki temu ryzyko, że sprzęt się zniszczy lub uszkodzi jest minimalne.
Historia
Kiedy elektryczność została po raz pierwszy wprowadzona do domów w latach 80. XIX wieku, była używana głównie do oświetlenia. Jednym z powszechnych rozwiązań w przypadku innych urządzeń (takich jak odkurzacze, wentylatory elektryczne, żelazka do wygładzania i podgrzewacze do lokówek) było podłączenie do gniazd żarówek za pomocą oprawki wtykowej.
Rys. 1. Oprawka wtykowa używana w domach – 1880 rok
Jednak w Wielkiej Brytanii już w 1885 roku pojawiły się na rynku dobrze nam dziś znane podwójne wtyczki i gniazdka ścienne.
Rys. 2. Pierwsza podwójna wtyczka i gniazdko ścienne – 1885 rok
Brytyjski patent
Ponieważ elektryczność stała się powszechną metodą obsługi urządzeń oszczędzających pracę, potrzebny był bezpieczny sposób podłączenia do sieci elektrycznej inny niż za pomocą oprawki wtykowej. Thomas Tayler Smith z Londynu otrzymał brytyjski patent w 1882 r. na „Połączenie z obwodem elektrycznym”, aby „umożliwić szybkie i bezpieczne połączenie przewodów elektrycznych przenoszących prąd do jednej lub więcej lamp lub wzdłuż elastycznego przewodu z linią lub głównymi przewodami”. Smith następnie otrzymał patent na to samo urządzenie w 1885 roku.
Gustav Binswanger, niemiecki imigrant, który założył General Electric Company, w 1895 roku uzyskał patent na wtyczkę i gniazdo z koncentrycznym (współosiowym) systemem styków
Wynalazki Hubbella (USA)
Harvey Hubbell (1857-1927) był utalentowanym wynalazcą i przedsiębiorcą. Kilka jego wynalazków odegrało decydującą rolę w rozwoju wtyczek w USA. Należy tu wspomnieć o pięciu patentach związanych z wtyczkami.
Hubbell zdał sobie sprawę z potrzeby opracowania metody umożliwiającej łatwe i bezpieczne (od)łączenie urządzeń elektrycznych do lampy lub oddzielnego gniazdka ściennego. Jego projekty rozłącznych wtyczek mocujących zostały opatentowane w 1904 r., (rysunki A i B).
Rys. 3. Pierwsza amerykańska rozłączna wtyczka i gniazdo 1904 rok
Hubbell ewidentnie wkrótce uznał, że konstrukcja okrągłego kołka jest niezadowalająca, ponieważ kolejny patent złożony 27 maja 1904 r. pokazuje adaptery oprawek podobne do tych z jego pierwszego patentu do użytku z wtyczkami z płaskimi kołkami współpłaszczyznowymi (tandemowymi). Katalog Hubbella z 1906 r. zawiera różne trójdrożne adaptery podobne do tych przedstawionych w poprzednim patencie, ale zmodyfikowane do użytku z płaskimi wtykami.
Cechą wspólną dla wszystkich opatentowanych projektów Hubbella jest zastosowanie zaczepów do utrzymywania wtyczki w gnieździe. Była to pożądana funkcja w czasach, w których gniazda ścienne stały się powszechne, a dla wielu konsumentów jedynym źródłem energii elektrycznej było gniazdko elektryczne.
Hubbell kontra inni amerykańscy producenci
Pomimo zastrzeżeń do pomysłu Hubbela, inni producenci przyjęli jego wzór i do 1915 roku użycie konfiguracji wtyczek Hubbell było szeroko rozpowszechnione (z małymi modyfikacjami). W 1919 Hubbell bezskutecznie próbował uzyskać nakaz, aby uniemożliwić innym producentom wytwarzanie gniazd i wtyczek o wymiarach używanych przez niego.
Do roku 1915 firma Hubbella sprzedała około 13 milionów gniazd i podstaw/nasadek wtyczek z gniazdami/pinami tandemowymi i około 1,25 miliona z gniazdami/pinami równoległymi, z których większość była wtedy nadal aktywnie używana, co oznacza, że konfiguracje Hubbella były zdecydowanie najbardziej powszechnie używana.
Podążając za tropem ustalonym przez producentów lamp w zakresie standaryzowania podstaw lamp, zorganizowano konferencję producentów wtyczek i gniazd, w celu uzgodnienia standardowej konfiguracji. Był to czas wielkiej ekspansji urządzeń elektrycznych, takich jak wentylatory, grzejniki i kuchenki, a także urządzeń przenośnych, takich jak lokówki i żelazka, a społeczeństwo chciało wymienności. Preferowana była konfiguracja pinów równoległych Hubbella, ale Hubbell zbuntował się przeciwko standaryzacji i odmówił zgody, twierdząc, że ma prawa zwyczajowe w wymiarach swojego produktu. Pozostali członkowie konferencji naciskali mimo wszystko i zgodzili się ujednolicić konfigurację i wymiary równoległych kołków płaskich Hubbella. Pozew sądowy Hubbella posłużył jedynie do potwierdzenia legalności ich działalności, z wielką korzyścią dla społeczeństwa USA
Komercjalizacja
W ciągu pierwszych pięćdziesięciu lat komercyjnego wykorzystania energii elektrycznej standardy rozwijały się szybko w oparciu o rosnące doświadczenie. Czynniki techniczne, bezpieczeństwa i ekonomiczne wpłynęły na rozwój wszystkich urządzeń elektrycznych i wynaleziono wiele odmian. Po wprowadzeniu dwubolcowej wtyczki elektrycznej w latach dwudziestych XX wieku, opracowano gniazdo trójbolcowe. Ten format został wprowadzony w celu złagodzenia skutków zwarcia, ponieważ zasilanie zostanie zneutralizowane uziemieniem. Stopniowo chęć handlu wyeliminowała niektóre standardy, które były stosowane tylko w kilku krajach. Byłe kolonie zaczęły zachowywać standardy kraju kolonizującego. Czasami morskie zakłady przemysłowe lub zagraniczne bazy wojskowe wykorzystują praktyki okablowania swojego kraju kontrolującego zamiast otaczającego regionu. W niektórych krajach stosuje się różne napięcia, częstotliwości i konstrukcje wtyczek, co może powodować niedogodności i zagrożenia bezpieczeństwa. Hotele i lotniska mogą dla wygody podróżnych utrzymywać gniazda zagranicznych standardów. Obecnie stosuje się 14 typów wtyczek i gniazd.
Typy gniazdek na świecie
Rys. 4. Typy gniazdek na świecie
Modele europejskie
Rys. 5. Europejskie modele gniazd elektrycznych
Co prawda nie ma jednego urządzenia mogącego poszczycić się tą nazwą. Tak samo, jak Europa nie jest spójna, tak samo jest z gniazdkiem elektrycznym. Co do zasady gniazdem europejskim (C) nazywamy standardowe urządzenie z dwoma otworami na przewody fazowy i neutralny. Brakuje tam uziemienia. W standardzie możemy wyróżnić dwa podtypy. Model francuski (E) to po prostu dodanie bolca z uziemieniem. Dostosowany jest do obciążenia prądem do 16A. Znajdziemy je, zgodnie z nazwą we Francji, Belgii, także w naszym pięknym kraju. Pasują do nich wtyczki standardowe (płaskie) oraz typu unischuko (posiadają otwór na uziemienie).
Kolejny model to schuko (F). Inaczej nazywany „niemieckim”. Posiada, tak jak standardowy model, dwa otwory na przewody. Dodatkowo sprężynujące blaszki, umieszczone po bokach. Służą do uziemienia. Funkcjonuje z urządzeniami o obciążeniu prądem do 16A. Występuje zgodnie z nazwą potoczną w Niemczech, ale również na Węgrzech, w Austrii, Islandii, Norwegii. Poza Europą znajdziemy je w Chile i Iranie.
Zaletą gniazd schuko jest to, że pasują do nich standardowe wtyczki z dwoma bolcami oraz wtyczki dualne, czyli unischuko. Te wtyczki są hybrydą pomiędzy standardowym modelem z otworem na bolec, ale posiadają także blaszki po bokach. Obsługują urządzenia do 16A. W tej kategorii musimy także umieścić wtyczkę „duńską”, która właściwie jest modelem standardowym (C) plus bolec uziemiający, umieszczony w innym miejscu na wtyczce niż w modelu (E), czyli francuskim. Ten model, oprócz Dani, występuje także na Grenlandii, ale też w Senegalu i na Malediwach.
Kolejną odmianą wtyczki europejskiej jest model szwajcarski (J), który zasadniczo nie różni się od standardu z uziemieniem. Kołek do uziemienia znajduje się pośrodku wtyczki, ponad pozostałymi. Jak wskazuje potoczna nazwa, używa się go w Szwajcarii, Lichtensteinie oraz w Etiopii.
W Europie spotkamy się z jeszcze jednym rodzajem wtyczki i gniazdka, we Włoszech (L). Ich wtyczki w zasadzie przypominają standardowe (C), ale bolce są ułożone w linii prostej na wtyczce. Bolec do uziemienia jest pośrodku. Spotkamy je we Włoszech i na Kubie.
Model idealny (brytyjski)
Rys. 6. Brytyjskie modele gniazd elektrycznych
W wymiarze wtyczek i gniazd elektrycznych, Wielka Brytania już dawno zamanifestowała swój Brexit od reszty Europy i ma zupełnie inny sprzęt, nieprzystający do tych kontynentalnych. Wtyczka brytyjska (G) i pasujące do niej gniazdo, spotkamy również w Irlandii, na Cyprze i Malcie. Wtyczka posiada trzy prostokątne bolce rozmieszczone na planie trójkąta. Jeden z nich, umieszczony prostopadle do pozostałych służy do uziemienia. Co ciekawe, zazwyczaj ten rodzaj wtyczek posiada wewnętrzny bezpiecznik. Jest to nie lada zabezpieczeniem dla instalacji. Choć minusem jest, że może ulec uszkodzeniu. Dlatego, gdy urządzenie odmawia współpracy, należy sprawdzić, czy bezpiecznik w gniazdku nie jest przypadkiem spalony.
Wielu uważa, że wtyczka brytyjska jest najlepsza ze wszystkich. Głownie ze względu na specyficzne rozwiązania związane z bezpieczeństwem użytkowania. Choćby wspomniany wyżej bezpiecznik czy środkowy bolec na wtyczce. Odpowiada nie tylko za uziemienie, służy również do „odbezpieczenia” kontaktu. Gdy wkładamy go do gniazda, „odsłania” dwa pozostałe wejścia. Dzięki temu nikt nie może nic włożyć do kontaktu. Także Wasze dzieci, nie zdołają tam wcisnąć kredki czy swoich małych paluszków.
Ciekawym rozwiązaniem jest dodatkowy guzik na wtyczce, który wyłącza urządzenie z sieci za pomocą jednego wciśnięcia przycisku. Oprócz tego sposób, w jaki wyizolowano kable – są do połowy swojej wielkości wyizolowane. W momencie, jeżeli nieprawidłowo włożymy wtyczkę do kontaktu, nie ma ryzyka porażenia.
Model wyjątkowy
Rys. 7. Izraelski model gniazda elektrycznego
Ten typ jest wyjątkowy ze względu na miejsce obowiązywania. Nie rozprzestrzenił się nigdzie poza Izraelem i Strefą Gazy (H). Nie pasuje do żadnego innego modelu wtyczki. Ma trzy okrągłe (w starszych modelach) lub płaskie, ułożone w kształcie litery V. Max natężenie prądu wynosi 16A.
Model amerykański
Rys. 8. Amerykańskie modele gniazd elektrycznych
Wyposażona jest w dwa równolegle, płaskie bolce (A). Spotykamy jeszcze wersję (B) dodatkowo wyposażoną w uziemienie. Napięcie w niej jest równe 110V. Znajdziemy ją w zasadzie na całym kontynencie Ameryki Północnej i Środkowej, a także w Japonii.
Model australijski
Rys. 9. Australijki model gniazda elektrycznego
Zasadniczo nie różni się od modelu amerykańskiego. W tym przypadku bolce na wtyczce ułożone są pod kątem, a bolec do uziemienia pionowo. Występują w Australii i Nowej Zelandii. Od modelu amerykańskiego różni je napięcie. W Australii w gniazdkach jest 240V. Novum jest też włącznik prądu w gniazdku, pomysł zaczerpnięty zapewne z Zjednoczonego Królestwa.
Podsumowanie
Mimo panującej ery globalizacji w czasie, gdy wszystko już chyba ujednoliciliśmy, gniazdko i wtyczka wciąż dzielnie stoją na barykadzie. Na świecie jest 14 różnych typów wtyczek. Dlatego, kiedy jedziemy na wakacje, powinniśmy się upewnić, czy nie potrzebujemy przypadkiem przejściówki do gniazdka elektrycznego. Inaczej możemy nie naładować nawet telefonu. Są dwa główne powodu tego stanu rzeczy:
Po pierwsze:
W różnych częściach używa się innych rodzajów gniazdek, bo na samym początku procesu podłączania sieci elektrycznej do domów nikt nie przypuszczał, że dojdzie do sytuacji, w której urządzenia produkowane np. w Ameryce, zawędrują do Europy. Mało więc przejmowano się tym, że rozwiązania w poszczególnych krajach różnią się pomiędzy sobą.
Producentom sieci i sprzętów elektrycznych bardziej też opłacało się stosować swoje patenty niż płacić za wykorzystanie cudzego projektu. A to właśnie najpopularniejsi producenci urządzeń mieli wpływ na to, jakie sieci elektryczne podłączano w danym państwie.
Po drugie:
W różnych częściach świata obowiązują do dziś różne standardy zasilania. Stąd wtyczki i gniazdka mają różne kształty.
Źródła
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_AC_power_plugs_and_sockets
https://www.plugsocketmuseum.nl/
https://gadzetomania.pl/dlaczego-gniazdka-elektryczne-sa-rozne-w-roznych-krajach,6704722301487233a
