Về lý thuyết

Nguồn điện sau khi sản xuất từ các nhà máy điện sẽ qua máy biến áp tại các trạm biến áp, nâng lên điện cao thế, sau đó theo đường dây truyền tải đến các nơi tiêu thụ. Sở dĩ cần đưa lên điện cao thế, vì nguồn điện được truyền tải trên quãng đường rất dài, sẽ có hao hụt năng lượng trên đường đi. Khi nguồn điện đến nơi tiêu thụ, điện áp lại qua máy biến áp ở các trạm biến áp, hạ xuống điện áp thấp hơn để phù hợp với yêu cầu của các thiết bị điện và an toàn hơn cho người sử dụng.

Cả hai điện áp 110V (viết tắt của Volt) và 220V đều cùng thực hiện chung một điều là cung cấp nguồn điện ở các ổ cắm điện trong nhà để vận hành các thiết bị điện.

Nói về sự khác biệt này, trước hết bạn hãy phân biệt giữa “điện áp” (còn gọi là hiệu điện thế) và “cường độ dòng điện”. Điện áp được đo bằng Volt; cường độ dòng điện đo bằng Ampe.

Điện áp càng lớn thì lực đẩy các hạt điện tích càng mạnh. Điều này có nghĩa là điện áp 220V sẽ mạnh hơn so với điện áp 110V.

Khi tính công suất của một thiết bị điện, ta có công thức:

Công suất (Watt) = Điện áp (Volt) x Cường độ dòng điện (Ampe).

Chẳng hạn, để đạt được công suất khoảng 900 watt, với hệ thống điện áp 220V cần phải có 4,1 ampe, trong khi với hệ thống điện áp 110V cần khoảng 8,2 ampe. Theo đó, khi sử dụng hệ thống điện áp 220V, yêu cầu cường độ dòng điện ít hơn so với hệ thống điện áp 110V.

Như vậy, ở một quốc gia sử dụng điện áp 110V, một bóng đèn 60 watt sẽ cần dòng điện khoảng 0,54 ampe. Trong khi đó, ở một quốc gia có điện áp 220V, cùng một bóng đèn 60 watt chỉ cần dòng điện 0,27 ampe.

Về hiệu quả kinh tế

Từ kiểm nghiệm thực tế, những thiết bị sử dụng điện áp 110V cần dòng điện mạnh hơn so với điện áp 220V để hoạt động được ổn định và đáp ứng nhu cầu của người dùng. 

Đối với một đường kính dây dẫn nhất định, điện áp 220 - 240V sẽ có hiệu quả hơn, có tổn hao năng lượng thấp hơn 110 - 120V khi vận chuyển điện trong dây dẫn trên một quãng đường dài.

Về hiệu quả kinh tế, điện áp 110 - 120V được đánh giá an toàn hơn nhưng cần có mạng lưới phân phối đắt tiền, cao cấp mới đảm bảo được công suất tiêu thụ. Đòi hỏi phải có dây dẫn điện tốt nên chi phí nguyên liệu chế tạo cao hơn. Ngược lại, điện áp 220 - 240V dễ truyền tải hơn, hiệu suất hoạt động cao, mức hao hụt thấp hơn, tuy nhiên kém an toàn hơn.

Ngôi nhà lắp đặt điện áp 110V, bạn cần cáp dày hơn và đắt tiền. Trong khi đó, việc sử dụng điện áp 220V đi dây linh hoạt hơn và sử dụng vật liệu rẻ hơn.

Đối với các quốc gia như Hoa Kỳ, Nhật Bản,… hệ thống lưới điện tiêu thụ chủ yếu sử dụng điện áp 110V bởi cơ sở hạ tầng tiên tiến nhất thế giới, kinh tế phát triển. Do đó, người dân không phải lo lắng về các thiết bị không tải được hoặc tốn điện năng.

Đa số các nước ở châu Âu và châu Á như Việt Nam, cơ sở hạ tầng phù hợp với điện áp 220V ở mức vừa phải. Không cần đầu tư quá hiện đại, cũng tiết kiệm điện năng, tránh lãng phí điện.

Về sự nguy hiểm

Cả 2 nguồn điện áp 110V và 220V đều rất mạnh, rất nguy hiểm cho con người khi có rò rỉ điện. Nếu như người dùng không cẩn thận, sẽ rất nguy hiểm tới tính mạng. Dù vậy, điện áp càng cao sẽ có mức độ nguy hiểm càng lớn. Nếu so sánh giữa 2 điện áp này, điện áp 220V vẫn nguy hiểm hơn so với điện áp 110V.

Vì sao? Theo định luật Ohm (được đặt tên theo nhà vật lý người Đức, Georg Ohm): Cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó, với vật dẫn điện có điện trở là một hằng số.

Như vậy, vì điện áp và cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với nhau (trong điều kiện cung cấp cùng một điện trở), dây 110V thường được coi là an toàn hơn khi hoạt động vì nó sử dụng ít volt hơn, bởi chỉ có thể mang dòng điện (ampe) bằng một nửa so với dây 220V.

Đó chỉ là lý thuyết. Theo nghiên cứu, những thiết bị điện có điện áp 24V trở lên và dòng điện 10mA đã có thể gây thiệt mạng. Do đó, người dùng hết sức cẩn trọng khi sử dụng điện, tuyệt đối không được tùy tiện chạm vào nguồn điện.