在全球范围内，插头插座的规格可谓五花八门，中国、美国、英国、法国等国家所使用的各不相同。国标、美标、英标、德标……林林总总的标准让人眼花缭乱，不禁让人发问：为何全世界会出现如此繁多的插座类型？

让我们先把目光投向美国。

中国人最为熟悉的两孔插座，最初源于1904年美国人哈维·哈贝尔的发明。当时，这种插座固定在灯座上，插头是两片扁平的金属片。后来，为了区分零线和火线，哈贝尔将插头两角改成一大一小，经过多次改良，就演变成了如今常见的两角插头。由于两角插头使用便捷，很快便受到其他商家的青睐并纷纷仿制。

到了1915年，这种插座已在美国广泛流行，整个行业都期望将哈贝尔的插座设计确立为标准形状。然而令人费解的是，哈贝尔本人却极力反对。他先是试图通过法律手段禁止其他商家生产同款插座，但未能成功。

之后，在电器制造商们讨论标准化问题的会议上，哈贝尔再次表示拒绝，希望另选方案。但由于全场只有他一人反对，最终大家还是决定采用他的设计作为插头和插座的标准，以至于如今插头的emoji都沿用了哈贝尔的设计。

后来，带地线的插头插座问世，哈贝尔的公司又设计出三角插头。不过，这次设计的三角插头与过去的两角插头不兼容，因此未能在美国市场流行开来。反而是另一种插头插座占据了美国市场，这就是现在的美标插座。与美国相邻的加拿大、墨西哥，曾被美国统治过的菲律宾，以及被美国用黑船打开国门的日本，还有被日本侵占过的中国台湾地区等，使用的都是美标插座。

值得一提的是，哈贝尔公司设计的三角插头并没有消失。我们身边常见的国标三角插头，最初就源于哈贝尔的设计，南半球的新西兰和澳大利亚使用的也是这种三角插头。而且，国标和美标的两脚插头虽然不完全相同，但基本可以通用。至于美标三角插头和国标不统一，这主要责任在于美国，谁让他们当年没有沿用哈贝尔的三角插头设计呢。

在地球的另一侧——欧洲，他们的两角和三角插头与中美两国的又有所不同。

追溯历史，世界上最早的插座诞生于1882年的伦敦。后来出现了一种需要拧在灯座上才能使用的插头。大约在1893年，英国出现了两孔插座，其插头的两个角是较短的圆柱体，插头和插座可以分离。这两个圆柱形插脚在后来演变出了各式各样的圆柱形两角插头和三角插头。

直到第二次世界大战爆发，英国遭受德国的轰炸，战后重建时才终于有机会统一标准，如今的英标插头得以在英国广泛使用。曾被大英帝国侵占或深受其影响的新加坡、南非、印度、中东以及中国香港等地区，也都在使用这种英标插头。所以，当你把一台港版的电子设备拿到内地使用时，往往还得购买一个转换器。

在欧洲大陆，工业实力最强的德国定义了德标插头，使其成为欧洲大陆最主流的插头标准。但由于欧洲各国情况各异，意大利、瑞士等地还存在一些更为特殊的插头设计。

从插头插座的分布，我们甚至可以窥见他们当年的势力范围：与美国关系密切的周边国家，以及日本、中国台湾地区等，使用美标插座；曾被英国侵略过的印度、南非、中国香港等地，大多使用英标插座；欧洲大陆的其他地方则使用德标插座；中国大陆和南半球的部分地区使用我们身边最常见的国标插座。

然而插头插座仅仅是整个电力系统露在表面的接口，它们背后连接着各个国家的电网，而不同国家电网的电压和频率也存在差异。

目前，全世界民用交流电的电压和频率主要分为两种：一种是美国系的100-130伏、60赫兹；另一种是中国和欧洲系的200-240伏、50赫兹。

1878年9月，爱迪生开始尝试研制灯泡。经过他和助手们的反复试验，发现用竹子碳化后的竹丝作为灯丝效果最佳。作为一名成功的商人，爱迪生不仅想销售灯泡，还涉足供电、输电等电力业务。1882年，爱迪生在美国纽约曼哈顿建成了第一座商用发电站，它能提供110伏电压的直流电，为400盏白炽灯供电，点亮了85户家庭和商店。

那么，为什么选择110伏电压呢？爱迪生深知功率等于电压乘以电流的原理，想要灯泡达到相同的亮度，电压越高，电流就越低，制造输电线所需的铜材就越少，利润也就越高。但问题在于，他无法研制出能耐受更高电压的灯丝。

如果电压再提高，灯泡就会变得不稳定，一旦发生用电事故，他推广灯泡和电力设备的努力可能就会付诸东流，所以最终确定最高电压为110伏。很快，爱迪生的竞争对手们也开始仿制他的灯泡，并且都采用了110伏左右的电压。

之后，一场大火和芝加哥世博会的举办，更是让110伏电压彻底统一了美国。

1871年，一场大火将芝加哥夷为平地。火灾后，建筑师们在废墟上重新规划建设，一座座钢铁结构的高楼大厦拔地而起。由于当时煤气灯的燃气无法泵送到很高的高度，高层建筑只能采用电灯泡照明。1893年的世博会上，几十万盏电灯照亮了整个会场。1909年，全美电灯泡的销量已达到6600多万个。

在如此巨量的灯泡背后，是同样庞大的发电供电设备。不过，爱迪生并没有从这些业务中获得太多利润，因为当年的世博会使用的是特斯拉发明的交流发电机来供电，电压略微提升到120伏。

但总体而言，100-130伏左右的电压标准就此在美国确定下来。与此同时，美国交流电的频率也确定为60赫兹，因为特斯拉发明的交流发电机工作频率就是60赫兹。

与美国不同，欧洲人大规模使用灯泡的时间相对较晚，但这也让他们走出了一条独特的发展道路。1904年，两位匈牙利人发明了用金属钨做的灯丝，这种灯丝能耐受更高的电压和温度，虽然比较脆弱，但使用寿命可达800小时，比当时最好的碳丝灯泡在亮度和寿命上都有显著提升。大约同一时期，欧洲其他发明家也研制出了钨丝灯泡，这使得钨丝灯泡被欧洲市场广泛接受。

由于钨丝灯能耐受更高的电压，欧洲人从一开始就有条件采用220伏电压，这个电压是由110伏电压倍增而来，改造相对简便，而且在制造电线时所需的铜材更少，传输距离更远。同样，欧洲人在选择交流电频率时也有了新的考量。

与特斯拉同时代的一位俄罗斯电气工程师多布罗沃尔斯基发现，交流电的频率越高，发电损耗就越大；但如果频率太低，人眼又能察觉到灯泡的频闪，于是他选择了适中的50赫兹来设计发电机。当时，他所就职的德国AEG公司在欧洲电力市场占据垄断地位，这也使得50赫兹的频率逐渐在欧洲普及开来。

目前，美国隔壁的加拿大、墨西哥、加勒比地区，曾被美国掌控过的巴拿马，以及地球另一侧的中国台湾地区等，使用的是110伏左右、60赫兹的交流电；欧洲、非洲等地区则使用220伏左右、50赫兹的交流电。我国在民国时期就曾尝试建立统一的电网标准。

1928年，中国第一家民族资本电灯泡制造厂亚浦耳公司经过调查发现，当时全国使用的发电机70%-80%都是欧洲生产的，剩下的20%-30%来自美国，因此跟随欧洲标准显然更为现实。1930年9月，国民政府决定采用220伏电压和50赫兹频率，建国后也一直沿用至今。

日本的情况则较为特殊。在黑船事件后，日本与美国交流频繁，因此跟随美国选择了110伏左右的电压。但由于早年关东的东京电灯公司从德国AEG公司采购了6台频率为50赫兹的发电机，而关西的大阪电动公司从美国通用电气购买了5台60赫兹的发电机，这就导致日本存在两个交流电频率。后来，日本不得不在关东和关西的分界线上建造了4座变电站来解决频率差异问题。

也曾有人试图统一各国的插头插座，例如国际电工委员会（IEC）在1986年出台了一种typen型插座，但截至目前，只有南非和巴西两个国家在使用。好在如今我们日常使用的手机、电脑、充电头等设备，大多已经兼容100伏到240伏的宽电压以及50赫兹和60赫兹两种频率，但插头插不进去的问题，恐怕还得期待未来能有更好的解决方案。

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