В большинстве стран Америки используется переменный ток частотой 60 Гц, и система с расщепленной фазой (сплит-фаза или однофазная трехпроводная система) на 120/240 Вольт в домах, и трехфазная система для более крупных установок.

Трансформаторы в Северной Америке обычно питают дома напряжением 240 Вольт. Это трёхпроводная система с расщепленной фазой, которая позволяет использовать напряжение 120 Вольт. 

Расщепленная фаза, или однофазная трёхпроводная система — это тип однофазного распределения электроэнергии, прямой потомок оригинальной трёхпроводной системы постоянного тока Эдисона (Edison Machine Works). Основным преимуществом системы является то, что она экономит материалы проводников по сравнению с однофазной схемой электроснабжения.

​Из схемы видно, что 240 В переменного тока получают, подключив нагрузку между двумя линиями 120 В.

Два фазных провода называются “Hot”​, т.е. «горячие», под напряжением. Вывод нейтрали, как и в Европе, обозначают латинской буквой N. Также обычно маркируют выводы электроприборов. Тут нужно обратить внимание, что на электроприборах фазный провод — черного цвета, а нулевой проводник — белого. Провод заземления либо имеет зеленую изоляцию, либо вообще без изоляции.

Итак, электропитание переменного тока, подаваемое и используемое в домашних и коммерческих зданиях в США, составляет, в основном, 120 В переменного тока с частотой 60 Гц, что подходит для большинства электроприборов в доме или офисе. Для более мощных приборов, таких как электрические осушители, кондиционеры и духовые шкафы, используют напряжение 208 или 240 В.

Как я уже упомянул выше, в Северной Америке питание 120В (110В) было принято в системе распределения постоянного тока, разработанной Томасом Эдисоном. После перехода на переменный ток, напряжение так и осталось вдвое ниже принятого в Европе.

Напряжение между фазой и нейтралью составляет половину линейного напряжения. Светильники и небольшие электроприборы, мощностью менее 1800 Вт, подключаются между линейным проводом и нейтралью, получая напряжение 120 В.

Напряжение 208 В переменного тока получается путем подключения двух фаз трехфазного источника питания «Y» или «Звезда», как показано на диаграмме ниже.

Как видно, для получения такого напряжения нужен трехфазный трансформатор. Полагаю, это очень экзотическое напряжение, так как в США чаще всего используют однофазные трансформаторы с выходным напряжением 120/240В. Я не встречал ни одного устройства, рассчитанного только на это напряжение.

Более мощные электроприборы, такие как кухонное оборудование, электронагреватели, водонагреватели, сушилки для одежды, кондиционеры, оборудование для зарядки электромобилей, подключаются к двум линейным проводам. Это означает, что (для подачи той же мощности) ток уменьшается вдвое. Следовательно, могут использоваться проводники меньшего сечения, чем потребовалось бы, если бы приборы были спроектированы для питания от более низкого напряжения.

Такие трансформаторы располагаются в непосредственной близости от потребителя, часто питают одно домохозяйство. Их можно увидеть повсюду на улицах «одноэтажной Америки». Хотя бы в кино. Хороший пример, который мне удалось снять в Чайна-тауне, почти в центре Сан-Франциско — два распределительных трансформатора на одном столбе, один из которых питает сразу несколько домов на улице:

Можно увидеть высоковольтные провода, проходящие вверху, высоковольтные предохранители, ​и линию 120/240В, проходящую ниже. Видно, что к линии также подключено уличное освещение с индивидуальным сумеречным датчиком (это дешевле, чем прокладывать отдельную линию и собирать шкаф автоматики для управления освещением этой небольшой улицы).

Большинство приборов, рассчитанных на это напряжение, можно использовать в нашей сети без какой-либо переделки.

На более крупных объектах, в дополнение к 120/240 В переменного тока, в здание подается трехфазное напряжение 480 В переменного тока в конфигурации «Звезда» (или Y), как показано на диаграмме:

Трехфазное напряжение 480 В используется для питания крупного электрического оборудования. Например такого, как зарядные устройства вилочных погрузчиков и промышленные станки. При этом, более высоком напряжении, нагрузка потребляет меньше тока, что позволяет использовать провода меньшего сечения, а ток равномерно сбалансирован в каждой фазе. Это улучшает как распределение энергии, так и эффективность генерации. 

Измерив фазное напряжение (между фазой и нейтралью), мы получим 277В переменного тока (480В, деленное на квадратный корень из 3). Это напряжение используется в США для питания больших систем освещения и HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). Использование 277В вместо 120В снижает токи, потребляемые осветительными приборами, более чем на 50%, обеспечивая меньшее сечение проводов (с меньшим весом), т.е. более дешевую электропроводку. К источнику питания 277 В можно подключить больше осветительных приборов, чем к источнику на 120 В. Также снижаются потери мощности в проводке (P = I² x R).

Сам факт существования источников питания 277 В в коммерческих зданиях был малоизвестен до появления в конце 2000-х годов светодиодного освещения. До этого индустрия источников питания была сосредоточена на устройствах, работающих в диапазоне от 85 до 265 В переменного тока. Поскольку для светодиодов требуется постоянный ток низкого напряжения, на рынке появились драйверы светодиодов, способные работать при входном напряжении от 90 до 305 В переменного тока. Этот диапазон напряжения охватывает номиналы 100 В, 120 В, 230 В и 277 В переменного тока (с нормативным допуском +/- 10%), что позволяет использовать их во всем мире. 

Ниже — интересная информация Управления электроэнергетики Министерства энергетики США

Потребление электроэнергии домохозяйством значительно варьируется как в течение дня, так и в течение года. Как правило, пик потребления электроэнергии приходится на лето (из-за нагрузки на кондиционирование воздуха). Оно будет наиболее интенсивным ближе к вечеру, когда люди возвращаются домой с работы, настраивают термостаты и начинают готовить ужин. Количество электроэнергии, потребляемой потребителем в течение определенного времени, измеряется в киловатт-часах (кВт·ч).

В среднем, типичное домохозяйство в Соединенных Штатах потребляет 920 кВт·ч электроэнергии в месяц, при этом на бытовые приборы приходится 64,7% потребления электроэнергии.

Энергосистема, включающая генерацию, передачу и распределение, принадлежит в США нескольким организациям. Например, на 192 частных коммунальных предприятия, принадлежащих инвесторам (IOU), приходится значительная часть генерации (38%), передачи (80%) и распределения (50%). На долю около 2900 государственных коммунальных предприятий и кооперативов приходится 15% генерации, 12% передачи и почти 50% национальных распределительных сетей. Приблизительно 2800 независимых производителей электроэнергии обеспечивают 40% генерации. Федеральному правительству принадлежат 9 энергетических агентств, на долю которых приходится 7% генерации и 8% передачи. А на 211 продавцов электроэнергии (занимаются покупкой и продажей электроэнергии на оптовых рынках электроэнергии) приходится примерно 19% продаж потребителям.

Есть много организаций, участвующих в управлении сетью. Есть операторы генераторов и владельцы сетей. Но с системной точки зрения одним из наиболее важных субъектов является независимый системный оператор и региональные передающие организации (ISO и RTO). Они контролируют нагрузки системы и параметры напряжения; эксплуатируют объекты передачи и генерации; определяют эксплуатационные ограничения и разрабатывают планы на случай непредвиденных обстоятельств; внедряют аварийные процедуры. Координаторы по надежности также играют важную роль. Например, NERC (North American Electric Reliability Corporation) разрабатывает и обеспечивает соблюдение стандартов надежности; контролирует объемную энергосистему; оценивает будущую достаточность; проверяет владельцев, операторов и пользователей на готовность; обучает отраслевой персонал.

В США более 140 миллионов потребителей электроэнергии. Их можно разделить на 3 категории: жилые (122 млн потребителей; 37% продажи электроэнергии); коммерческие (17 млн; 35% продаж); и промышленные (<1 млн; 28% продаж).