Две дырочки на американской вилке: как они появились и почему сохранились

Американская электрическая вилка кажется предельно простой: пластиковый корпус и два плоских металлических штыря. Но возле конца каждого штыря находится аккуратное круглое отверстие — слишком правильное и одинаковое, чтобы быть случайным следом производства.

Эта деталь встречается на старых сетевых шнурах, современных удлинителях и кабелях бытовой техники. При этом существуют внешне похожие вилки со сплошными штырями, которые подключаются к тем же розеткам и работают без каких-либо отличий.

Какие вилки называют американскими

Наиболее распространены два американских бытовых разъёма. Вилка NEMA 1-15P, также известная как тип A, имеет два плоских токоведущих штыря. Вилка NEMA 5-15P, или тип B, дополнена отдельным заземляющим контактом круглой либо U-образной формы.

Отверстия располагаются только на двух плоских штырях, по которым ток поступает к прибору. Заземляющий контакт устроен иначе и обычно не имеет подобных отверстий.

Такие вилки применяются не только в США. Близкие по форме разъёмы распространены в Канаде, Мексике, Японии и некоторых других странах. При этом внешне похожие изделия могут различаться номинальным напряжением, допустимой силой тока и требованиями национальных стандартов.

Как появились съёмные электрические вилки

На раннем этапе электрификации жилых домов проводка предназначалась преимущественно для освещения. Отдельных бытовых розеток ещё не было повсеместно, поэтому небольшие приборы часто подключали через переходники для ламповых патронов.

В 1904 году американский изобретатель Харви Хаббелл запатентовал один из первых удобных съёмных электрических разъёмов. Подключаемая часть имела два металлических контакта, а внутри основания находились пружинные пластины. Они прижимались к контактам, проводили ток и одновременно удерживали соединение.

Постепенно круглые стержни уступили место плоским металлическим штырям. Их можно было штамповать из листового металла, а широкая поверхность обеспечивала устойчивое соприкосновение с контактами розетки.

Единого расположения штырей первоначально не существовало. Производители выпускали несколько вариантов вилок, а розетки иногда снабжали Т-образными прорезями, чтобы они принимали разные типы контактов. Уже в конструкциях 1910-х годов встречались отверстия и выемки, взаимодействовавшие с выступами внутри розетки.

Как отверстия удерживали вилку

Внутри старых розеток находились упругие металлические пластины. На некоторых из них делали небольшие округлые выступы. При подключении плоский штырь раздвигал пружинные контакты, после чего выступ частично входил в отверстие.

Получалось простое механическое зацепление. Оно мешало вилке выпадать под весом провода, уменьшало её смещение и помогало сохранять плотное соприкосновение токоведущих поверхностей.

Для извлечения вилки требовалось приложить достаточное усилие. Пружинная пластина отклонялась, выступ выходил из отверстия, и штырь освобождался.

По одному отверстию делали на каждом плоском контакте, поскольку оба штыря входили в отдельные группы пружин. Их независимая фиксация помогала удерживать вилку без перекоса.

Как устроена современная розетка

Со временем конструкция розеточных контактов стала надёжнее. Теперь удержание обеспечивается формой пружинных пластин, свойствами металлического сплава и рассчитанной силой прижатия.

Когда штырь входит в современную розетку, упругие контакты плотно сжимают его с двух сторон. Возникающего трения достаточно, чтобы вилка оставалась на месте при обычной эксплуатации. Отверстия для этого не требуются.

Современные требования безопасности не позволяют считать зацепление выступа за отверстие основным средством фиксации. Розетка должна надёжно удерживать совместимую вилку независимо от того, перфорированы её штыри или выполнены сплошными.

Если вилка начинает свободно перемещаться или выпадать, причиной обычно становится износ пружинных контактов розетки. Ослабленное соединение может нагреваться, поэтому такой разъём требует замены.

Почему отверстия не мешают прохождению тока

Ток передаётся через участки, на которых пружинные контакты розетки прижимаются к металлическим штырям. Для надёжной работы важны площадь соприкосновения, состояние поверхности и сила прижатия.

Отверстие занимает лишь небольшую часть штыря и не разрывает его. Вокруг остаётся достаточно металла, а основные контактные поверхности сохраняются. Поэтому исправная вилка может одинаково работать как с отверстиями, так и без них.

Сами отверстия не определяют допустимую мощность прибора и не указывают назначение проводников. Электрические параметры задаются размерами контактов, материалами, внутренним соединением и стандартом, по которому изготовлен разъём.

Зачем отверстия продолжают использовать

По стандарту ANSI/NEMA WD 6 отверстия на плоских штырях являются необязательными. Производитель может выпускать вилки как с ними, так и без них.

Главное современное назначение отверстий связано с производством. На автоматической линии металлические штыри необходимо перемещать, удерживать на заданном расстоянии и точно устанавливать в корпус. Отверстия позволяют закреплять заготовки на технологическом носителе или специальной оснастке.

Это особенно удобно при изготовлении неразборных вилок. Перед формированием пластикового корпуса два штыря должны оставаться параллельными, выступать на одинаковую длину и находиться на строго определённом расстоянии. После закрепления контактов вокруг них формируют изолирующий корпус.

Сохранять отверстия удобно и потому, что под такую форму уже создано большое количество штампов и производственного оборудования. Деталь не мешает эксплуатации, поэтому её продолжают использовать там, где это упрощает изготовление.

Почему отверстия есть не у всех вилок

Поскольку отверстия необязательны, некоторые производители используют сплошные штыри. Они встречаются у компактных зарядных устройств, небольших блоков питания и другой электроники.

Отсутствие отверстий не означает, что вилка изготовлена неправильно. Для оценки её соответствия важны размеры штырей, качество материалов, номинальные электрические параметры и наличие необходимой сертификации.

Кроме того, не каждая внешне похожая вилка относится именно к американскому стандарту NEMA. Например, японские разъёмы могут выглядеть почти так же, но выпускаются по собственным требованиям.