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科技前沿

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經常關注差評的差友們應該知道,我們每年總要參加幾場國際活動,比方說什麼蘋果發布會啦、 CES 啦、MWC 之類的,總之就是全球可飛。

跑得多了,辦公室裏慢慢就出現了一堆充電頭轉換器。

什麼方腳圓腳啥樣的都有,同事每次從不同的地方回來都能扔一個在這,跟旅行青蛙似的。

看着這堆從世界各地帶回來的特產,託尼有點納悶了,手機接口都被歐盟統一成 Type-C 了,世界各地的插座就不能統一一下,讓轉換器早點退休嗎?

就比方說,明明都是歐盟國家,在法國能用的充電插頭,到了愛爾蘭可能就插不進去,再去歐洲其他地方轉轉,還能見到意大利排成一條直線的三個孔、瑞士錯位排列的三個圓孔,一趟歐洲遊下來數據線可以只拿一根,但轉換頭得帶一筐。

細數 40 多個歐洲國家裏,竟然用了 7 種不同的插座體系。。。

這就讓託尼有點好奇了:歐盟連蘋果的充電接口都能推動統一,怎麼到了自家牆上的插座,反而遲遲統一不了?

於是乎託尼順着這條線索往下挖,發現真正的問題在於,設計一個大家都能用的新插座,和讓所有人換掉正在用的舊插座,完全是兩碼事。。。

首先是因爲,牆上的插座,早就和當地的住宅布線、安全規範、家電設計配套發展了幾十年。

先說說英國這邊的情況,不少人第一次見到英國插頭,都會覺得它又大又笨重,原因是它裏面還藏着一個很多其他國家的插頭沒有的東西:保險絲。

這種獨特的設計得從英國爲戰後住宅重建設計供電方案說起。

當時材料緊缺,工程師既希望節省銅材,又希望家裏能裝上更多插座,於是採用了環形回路,線路從配電箱出發,經過多個插座,再回到配電箱。

這樣一來,用電器兩頭來電,根據英國工程技術學會的歷史介紹,當時這套方案被認爲可節省約 30% 的銅材。

不過這種設計並不是十全十美,環形回路本身可以承受比較大的電流,但用電器的電線就沒那麼能扛事兒了。

只靠配電箱裏的保護裝置,未必能對每一個用電器提供足夠的過載保護。

於是乎,英國的解決辦法,就是在插頭裏再放一枚保險絲,在過流時能切斷電源。

你看,牆裏的布線方式就決定了一種插頭形態的存在合理性,至於接地和防誤觸,各國又走出了不同的路線。

就比如德國常見的 Schuko 系統,通過插頭、插座側面的金屬觸點接地;法國則把接地針放在插座上,插頭留孔與它配合。

英國插座還要求設置保護門,遮住內部帶電觸點,利用較長的接地插腳打開保護門,所以大家有時候會看到塑料接地插腳英標插頭,它的作用單純是爲了開門。

3D 打印用於頂開英標保護門的小配件

說白了,大家追求的都是用電安全,只是各自選了不同的辦法,最後插頭、插座也就長成了不同的模樣。

但放眼全球,想讓一臺電器走遍世界,光把插頭形狀統一了還不夠,還有一個很大的障礙是電壓和頻率。

這裏託尼就得拿美國的電壓歷史給大家舉例子了。

1882 年,愛迪生的紐約珍珠街電站開始供電,採用的是 110 伏直流電。爲啥選 110 伏呢?

電壓太低,輸送同樣的功率就需要更大的電流,銅線也得更粗更貴;電壓太高,當時的碳絲燈又難以穩定工作,最終 110 伏就是選定的折中方案。

在人類電路建設的初期,能使用什麼燈泡、建設線路要花多少錢,都會影響選擇。

而一旦燈泡、線路和用戶設備圍繞某個電壓等級鋪開,後續的改變就得照顧已經有了的設備。

後來,交流電逐漸取代直流電,但早期設備使用的百伏左右電壓延續了下來。

隨着供電技術和標準的調整,美國又經歷了 115 伏等標稱值,逐步形成今天普通家用插座常見的 120 伏。

類似的情況,在日本甚至不用跨出國境就能碰到。

日本東部主要使用 50 赫茲的交流電,西部卻主要使用 60 赫茲。原因說來也簡單,早期東京引進了德國的 50 赫茲發電機,大阪則買了美國的 60 赫茲發電機。

其實一開始,各地發展各地的供電,這點差異並不礙事,可等兩邊的電網越建越大,需要互相送電,此時再想統一頻率,又得改造大量設備,代價實在太高,於是 “ 東 50 、西 60 ” 的格局就一直延續到了今天。

這也恰恰證明了,電力標準往往是在各地先用起來,再逐漸擴大規模的過程中形成的。等到跨國旅行和家電貿易越來越普遍,大家才更強烈地感受到彼此不兼容的麻煩。

這時候有差友可能會問了:那就重新設計一個國際標準,讓大家慢慢換不就得了?

其實這件事早就有人做過了。

早在 1986 年,國際電工委員會發布了 IEC 60906-1 ,給使用 200 至 250 伏交流電的地區,準備了一套統一的家用插頭插座方案。

帶接地的版本採用三個圓腳,兩根負責供電,中間的接地腳稍微錯開,形成一個扁扁的三角形;不需要接地的設備也有對應的兩腳版本。

假設所有人都談妥了,憧憬未來插頭統一了有多方便,也沒問多少錢,歡天喜地回家按照這個標準給房子全部換了新插座。

於是舊家電就發現自己成小醜了,在這個過渡期間,託尼覺得轉接頭一定要賣爆了。。。

就這還只是麻煩點,沒算整個社會要爲此付出的成本。

2017 年,歐盟 REFIT 平臺通過的一份插頭插座相關意見,指出如果統一全歐洲的插頭和插座,社會成本約 1000 億歐元,可能產生約 70 萬噸電氣廢棄物,新舊系統共存的過渡期可能超過 75 年。

所以有時候制定新標準,也不一定非得換掉舊插座。

比如國內今年發布的、適用於香港地區的插頭插座國家標準,規定了尺寸配合、接地、防觸電等產品要求,並不意味着香港居民要把牆上的插座換成內地樣式。

畢竟對於經常出國的人來說,少帶轉接頭確實方便,但對於更多長期在本地生活的人來說,家裏東西都好好的,你讓我全換了,是圖啥呢。

代碼能跑,就別去亂動它好吧。

相比統一插座,歐盟統一 Type-C 的事兒就顯得合理多了,畢竟手機會隨着購買新機逐漸更新,但是牆上的插座卻不會跟着手機換代。

不過雖然插座暫時統一不了,我們也許也可以換個思路,讓插頭多兼容幾種插座。

比如常見的 CEE 7/7 插頭,就同時安排了德式插座需要的側面接地觸點,以及法式插座接地針要用的孔,兩圓腳的 Europlug 也能適配歐洲多種插座。

回過頭來看手機充電器其實也是類似的思路,如果你細心觀察下,就能發現很多充電器都支持 100~240 伏、50/60 赫茲輸入,能適應不同地區的供電。

所以出國只需要帶個轉接頭,已經是地球 online 代碼優化後的結果了。

說到底,牆上的插座長啥樣,是各地過去一百多年做過的選擇。每一個選擇背後,都連接着大量已經存在的房屋和電器。

統一接口當然有價值,但替換舊設施同樣有成本。工程師和政策制定者要考慮的,是怎樣用合理的代價,讓設備更方便、更安全地使用。

在這筆賬算清楚之前,大家的轉接頭還是繼續帶着吧。

撰文:小柳 & 紐斯

美編:素描

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