Какой частоты и напряжения должна быть электрическая розетка, чтобы быть наименее вредной для человека и при этом быть полезной для современных приборов?

Это скорее похоже на вопрос "а с какой скоростью и какой высотой должны летать самолеты, чтобы наносить наименьший вред человеку, но при этом быть полезными для путешествий?" Я думаю, что любой профиль полета, который не может привести к травме в случае аварии, будет не лучше, чем ходьба. Если мы ограничим высоту до 1000 футов, станете ли вы менее мертвыми, когда самолет упадет на землю? Лучше сосредоточиться на том, чтобы самолеты не разбивались.

Ваш график идет только до 100 мА. Это не очень актуально. Скажем, вы хотите питать свой ноутбук мощностью 60 Вт; напряжение должно быть:

Скажем, вы хотите запустить попкорн мощностью 1 кВт:

Итак, если вы хотите спроектировать систему распределения электроэнергии для дома, в которой ток ограничен значением, при котором его можно было бы отпустить при любых условиях, но при этом иметь достаточную мощность для работы обычных кухонных приборов, напряжение распределения должно быть на уровне не менее 10кВ. Это привело бы к другому классу проблем.

Фундаментальная проблема здесь заключается в том, что электричество в доме может доставлять много энергии. Типичная цепь 15 А при 120 В составляет 1,8 кВт или 1800 Дж в секунду. Для сравнения, кинетическая энергия пули, выпущенной из пистолета калибра .45 в дульный срез, составляет около 500 Дж. С точки зрения энергии, каждая цепь в вашем доме может выстрелить в вас примерно 3,6 пули каждую секунду. Трудно сделать это безопасным при любых условиях, как ни крути. 1,8 кВт, будь то тепловая энергия, кинетическая энергия, радиочастотная энергия, вероятно, могут убить вас, так или иначе. Все, что мы можем выбрать, это как.

Поэтому, если вы не хотите ограничивать мощность распределения электроэнергии (что серьезно ограничит ее полезность), проблема заключается в том, чтобы просто установить меры предосторожности при любых проблемах, чтобы 1,8 кВт никогда не проходили через человека. Например, GFCI предназначен для прерывания цепи при очень малых токах короткого замыкания. И есть очевидные способы защиты: изоляция на проводах, розетки, предназначенные для предотвращения случайного прикосновения и т. д. Если вы хотите повысить безопасность, я бы сосредоточился на этих вещах.

Примечательным примером является система распределения электроэнергии, используемая в самолетах. Это работает не на 50 или 60 Гц, а на 400 Гц. Это часто можно услышать как нытье, когда команда делает объявления. Но здесь целью является не безопасность, а снижение веса необходимых трансформаторов меньшего размера.