ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ทั่วไป เรียกว่า ไฟฟ้าหลักไฟฟ้าจากระบบสายส่งไฟฟ้าบ้านไฟฟ้าจากเต้ารับไฟฟ้า[ 2 ] หรือในบางส่วน^{ของแคนาดาเรียก}ว่าไฟฟ้า พลังน้ำ

แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของกระแสไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามภูมิภาค ในหลายพื้นที่ทั่วโลกใช้แรงดันไฟฟ้า (โดยทั่วไป) 230 โวลต์และความถี่ 50 เฮิรตซ์ ในอเมริกาเหนือ แรง ดันไฟฟ้าและความถี่ที่ใช้กันมากที่สุดคือ 120 โวลต์และความถี่ 60 เฮิรตซ์ นอกจากนี้ยังมีแรงดันไฟฟ้าและความถี่แบบอื่น เช่น 230 โวลต์ที่ 60 เฮิรตซ์ เครื่องใช้ไฟฟ้าพกพาของนักเดินทางอาจใช้งานไม่ได้หรือเสียหายจากระบบไฟฟ้าในต่างประเทศปลั๊กและเต้ารับที่ ไม่สามารถใช้แทนกันได้ ในแต่ละภูมิภาคจะช่วยป้องกันการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าและความถี่ไม่เข้ากันโดยไม่ได้ตั้งใจได้ในระดับหนึ่ง

ในสหรัฐอเมริกา ไฟฟ้าที่อาคารได้รับเรียกว่าบริการไฟฟ้า และสิ่งที่ออกมาจากเต้ารับจะถูกอ้างอิงตามแรงดันไฟฟ้า เช่น 120 หรือ 240 โวลต์^{[ 3 ]}บางครั้งอาจอ้างอิงตามจำนวนเฟส เช่นสามเฟส^{[ 4 ]}

ในสหราชอาณาจักร ไฟฟ้ากระแสสลับโดยทั่วไปจะเรียกว่า "the mains"

พลังงานมากกว่าครึ่งหนึ่งในแคนาดามาจากพลังงานน้ำและไฟฟ้าจากสายส่งมักถูกเรียกว่า "ไฮโดร" ในบางภูมิภาคของประเทศ สิ่งนี้ยังสะท้อนให้เห็นในชื่อของบริษัทสาธารณูปโภคไฟฟ้าในปัจจุบันและในอดีต เช่นHydro-Québec , BC Hydro , Manitoba Hydro , Hydro One (Ontario) และNewfoundland and Labrador Hydro ^{[ 5 ]}

ทั่วโลกมีระบบไฟฟ้าหลักหลายประเภทที่ใช้สำหรับการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก รวมถึงระบบไฟส่องสว่าง โดยระบบต่างๆ เหล่านี้มีลักษณะสำคัญดังนี้:

• แรงดันไฟฟ้า
• ความถี่
• Plugs and sockets (receptacles or outlets)
• Earthing system (grounding)
• Protection against overcurrent damage (e.g., due to short circuit), electric shock, and fire hazards
• Parameter tolerances.

All of these parameters vary among regions. The voltages are generally in the range 100–240 V (always expressed as root-mean-square voltage). The two commonly used frequencies are 50 Hz and 60 Hz. Single-phase or three-phase power is most commonly used today, although two-phase systems were used early in the 20th century. Foreign enclaves, such as large industrial plants or overseas military bases, may have a different standard voltage or frequency from the surrounding areas. Some city areas may use standards different from that of the surrounding countryside (e.g. in Libya). Regions in an effective state of anarchy may have no central electrical authority, with electric power provided by incompatible private sources.

Many other combinations of voltage and utility frequency were formerly used, with frequencies between 25 Hz and 133 Hz and voltages from 100 V to 250 V. Direct current (DC) has been displaced by alternating current (AC) in public power systems, but DC was used especially in some city areas to the end of the 20th century. The modern combinations of 230 V/50 Hz and 120 V/60 Hz, listed in IEC 60038, did not apply in the first few decades of the 20th century and are still not universal. Industrial plants with three-phase power will have different, higher voltages installed for large equipment (and different sockets and plugs), but the common voltages listed here would still be found for lighting and portable equipment.

Electricity is used for lighting, heating, cooling, electric motors and electronic equipment. The US Energy Information Administration (EIA) has published:

U.S. residential sector electricity consumption by major end uses in 2021^[6]

¹ Includes televisions, set-top boxes, home theatre systems, DVD players, and video game consoles.

² Includes desktop and laptop computers, monitors, and networking equipment.

³ Does not include water heating.

⁴ Includes small electric devices, heating elements, exterior lights, outdoor grills, pool and spa heaters, backup electricity generators, and motors not listed above. Does not include electric vehicle charging.

Electronic appliances such as computers or televisions sets typically use an AC to DC converter or AC adapter to power the device. This is often capable of operation with a wide range of voltage and with both common power frequencies. Other AC applications usually have much more restricted input ranges.

Standard	Earth/Ground wire	Neutral wire	Live/Phase 1 wire	Live/Phase 2 wire (Optional)	Live/Phase 3 wire (Optional)
Europe / Most of World (IEC)	green/yellow	blue	brown	black	gray
UK(Old) / India / South Africa	green/yellow	black	red	yellow	blue
United States / Canada (NEC)	green	white	black	red	blue
Australia	green/yellow	black	red	white	blue

Portable appliances use single-phase electric power, with two or three wired contacts at each outlet. Two wires (neutral and live/active/hot) carry current to operate the device.^[7][8] A third wire, not always present, connects conductive parts of the appliance case to earth ground. This protects users from electric shock if live internal parts accidentally contact the case.

In northern and central Europe, residential electrical supply is commonly 400 V three-phase electric power, which gives 230 V between any single phase and neutral; house wiring may be a mix of three-phase and single-phase circuits, but three-phase residential use is rare in the UK. High-power appliances such as kitchen stoves, water heaters and household power heavy tools like log splitters may be supplied from the 400 V three-phase power supply.

Small portable electrical equipment is connected to the power supply through flexible cables terminated in a plug, which is inserted into a fixed receptacle (socket). Larger household electrical equipment and industrial equipment may be permanently wired to the fixed wiring of the building. For example, in North American homes a window-mounted self-contained air conditioner unit would be connected to a wall plug, whereas the central air conditioning for a whole home would be permanently wired. Larger plug and socket combinations are used for industrial equipment carrying larger currents, higher voltages, or three phase electric power.

เบรกเกอร์และฟิวส์ใช้สำหรับตรวจจับการลัดวงจรระหว่างสายไฟและสายกลางหรือสายดิน หรือการดึงกระแสไฟฟ้ามากกว่าที่สายไฟกำหนดไว้ (การป้องกันการโอเวอร์โหลด) เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและอาจเกิดไฟไหม้ได้ อุปกรณ์ป้องกันเหล่านี้มักติดตั้งอยู่ในแผงควบคุมส่วนกลาง ซึ่งโดยทั่วไปคือแผงจ่ายไฟหรือตู้ควบคุมไฟฟ้าในอาคาร แต่ระบบสายไฟบางระบบก็มีอุปกรณ์ป้องกันอยู่ที่เต้ารับหรือภายในปลั๊กด้วยอุปกรณ์ตรวจจับกระแสไฟรั่วลงดิน หรือที่รู้จักกันในชื่ออุปกรณ์ตัดวงจรรั่วลงดินและอุปกรณ์ตัดกระแสไฟรั่วของเครื่องใช้ไฟฟ้า ใช้สำหรับตรวจจับการรั่วลงดิน ซึ่ง หมาย ถึงการไหลของกระแสไฟฟ้าในสายอื่นที่ไม่ใช่สายกลางและสายไฟ (เช่น สายดินหรือบุคคล) เมื่อตรวจพบการรั่วลงดิน อุปกรณ์จะตัดวงจรอย่างรวดเร็ว

คำว่า "สายดิน" และ "สายกราวด์" มักใช้แทนกันได้ ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในแต่ละภูมิภาค สำหรับสายที่เชื่อมต่อกับพื้นดินหรือตัวนำไฟฟ้าบางชนิดที่ทำหน้าที่แทนพื้นดินเพื่อรับการปล่อยประจุไฟฟ้า^{[ 9 ]}สายดินถูกติดตั้งเป็นคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเพื่อนำกระแสไฟฟ้าไปยังตัวกลางที่ปลอดภัยอื่นที่ไม่นำไฟฟ้า เช่น อากาศหรือพื้นดิน เพื่อป้องกันการลัดวงจรหรือไฟฟ้าดูด^{[ 10 ]}

ประชากรส่วนใหญ่ของโลก (ยุโรป แอฟริกา เอเชีย ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และอเมริกาใต้ ส่วนใหญ่ ) ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วง 6% ของ 230 V ในสหราชอาณาจักร^{[ 11 ]}แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคือ 230 V +10%/−6% เพื่อรองรับข้อเท็จจริงที่ว่าหม้อแปลงส่วนใหญ่ยังคงตั้งค่าไว้ที่ 240 V มาตรฐาน 230 V แพร่หลายมากขึ้น ดังนั้นอุปกรณ์ 230 V จึงสามารถใช้งานได้ในส่วนใหญ่ของโลกโดยใช้อะแดปเตอร์หรือเปลี่ยนปลั๊กของอุปกรณ์ให้เป็นไปตามมาตรฐานของประเทศนั้นๆ

สหรัฐอเมริกาและแคนาดาใช้แรงดันไฟฟ้า 120 โวลต์ ± 6% ญี่ปุ่น ไต้หวัน ซาอุดีอาระเบียอเมริกาเหนืออเมริกากลาง และบางส่วนของอเมริกาใต้ตอนเหนือใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่าง 100 V ถึง 127 V อย่างไรก็ตามครัวเรือนส่วนใหญ่ในญี่ปุ่นติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบแยกเฟสเช่นเดียวกับสหรัฐอเมริกา ซึ่งสามารถจ่ายไฟได้ถึง 200 V โดยใช้เฟสกลับด้านในเวลาเดียวกัน บราซิลเป็นประเทศที่แปลกตรงที่มีทั้งระบบ 127 V และ 220 V ที่ 60 Hz และยังอนุญาตให้ใช้ปลั๊กและเต้ารับแบบสลับกันได้^{[ 12 ]}

ซาอุดีอาระเบียและเม็กซิโกมีระบบแรงดันไฟฟ้าแบบผสม โดยในอาคารที่พักอาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็กทั้งสองประเทศใช้แรงดันไฟฟ้า 127 โวลต์ และใช้แรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ที่ 60 เฮิรตซ์ในอาคารพาณิชย์และอุตสาหกรรม รัฐบาลซาอุดีอาระเบียอนุมัติแผนในเดือนสิงหาคม 2553 เพื่อเปลี่ยนระบบไฟฟ้าของประเทศให้เป็นระบบ 230/400 โวลต์ 60 เฮิรตซ์โดยสมบูรณ์^{[ 13 ]}

ควรแยกความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้า ณ จุดจ่ายไฟ (แรงดันไฟฟ้าที่ระบุ ณ จุดเชื่อมต่อระหว่างการไฟฟ้าและผู้ใช้) และแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์รองรับได้ (แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานหรือแรงดันไฟฟ้าขณะโหลด) โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานจะต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ระบุของระบบประมาณ 3% ถึง 5% ตัวอย่างเช่น ระบบจ่ายไฟที่ระบุ 208 V จะเชื่อมต่อกับมอเตอร์ที่มี "200 V" บนแผ่นป้ายชื่อ ทั้งนี้เพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงระหว่างอุปกรณ์และแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าในบทความนี้คือแรงดันไฟฟ้าที่ระบุของระบบจ่ายไฟ และอุปกรณ์ที่ใช้ในระบบเหล่านี้จะมีแรงดันไฟฟ้าที่ระบุบนแผ่นป้ายชื่อต่ำกว่าเล็กน้อย แรงดันไฟฟ้าของระบบจ่ายไฟมีลักษณะเกือบเป็นรูปคลื่นไซน์

แรงดัน ไฟฟ้าที่แสดงเป็น ค่า รากกำลังสองเฉลี่ย (RMS) ไม่ใช่ค่าสูงสุดถึงต่ำสุด (peak-to-peak) ค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดันไฟฟ้าที่ระบุไว้ใช้สำหรับการทำงานในสภาวะคงที่ โหลดหนักชั่วขณะ หรือการสลับการทำงานในเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้า อาจทำให้เกิดการเบี่ยงเบนในระยะสั้นออกจากช่วงความคลาดเคลื่อน และพายุหรือสภาวะผิดปกติอื่นๆ อาจทำให้เกิดความผันผวนชั่วคราวที่มากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว แหล่งจ่ายไฟที่มาจากเครือข่ายขนาดใหญ่ที่มีแหล่งกำเนิดหลายแหล่งจะมีเสถียรภาพมากกว่าแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายให้กับชุมชนที่อยู่ห่างไกลซึ่งอาจมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียงเครื่องเดียว

การเลือกแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายนั้นเป็นผลมาจากเหตุผลทางประวัติศาสตร์มากกว่าการปรับระบบจ่ายไฟฟ้าให้เหมาะสมที่สุด เพราะเมื่อแรงดันไฟฟ้านั้นถูกนำมาใช้และอุปกรณ์ที่ใช้แรงดันไฟฟ้านั้นแพร่หลาย การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าถือเป็นมาตรการที่รุนแรงและมีค่าใช้จ่ายสูง ระบบจ่ายไฟฟ้า 230 โวลต์จะใช้ตัวนำน้อยกว่าระบบ 120 โวลต์ในการจ่ายพลังงานในปริมาณที่เท่ากัน เนื่องจากกระแสไฟฟ้าและผลที่ตามมาคือการสูญเสียความต้านทานต่ำกว่า ในขณะที่เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ให้ความร้อนสามารถใช้ตัวนำขนาดเล็กกว่าที่ 230 โวลต์สำหรับกำลังไฟที่เท่ากัน แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้กำลังไฟเต็มกำลังของเต้ารับที่เชื่อมต่ออยู่ ขนาดสายไฟขั้นต่ำสำหรับอุปกรณ์มือถือหรืออุปกรณ์พกพามักถูกจำกัดด้วยความแข็งแรงทางกลของตัวนำ

หลายพื้นที่ เช่น สหรัฐอเมริกา ซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้า (โดยทั่วไป) 120 โวลต์ มักใช้ ระบบ สามสายแบบแยกเฟส 240 โวลต์ เพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ ในระบบนี้ สายจ่ายไฟ 240 โวลต์จะมีสายกลางที่ต่อกับจุดกึ่งกลางเพื่อให้ได้สายจ่ายไฟ 120 โวลต์สองสาย ซึ่งสามารถจ่ายไฟ 240 โวลต์ให้กับโหลดที่เชื่อมต่อระหว่างสายทั้งสองได้ ระบบสามเฟสสามารถเชื่อมต่อเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าหลายระดับที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์ประเภทต่างๆ ในกรณีที่ระบบไฟฟ้าจ่ายไฟให้กับทั้งโหลดแบบเฟสเดียวและสามเฟส ระบบอาจระบุแรงดันไฟฟ้าทั้งสองแบบ เช่น 120/208 หรือ 230/400 โวลต์ เพื่อแสดงแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับจุดกึ่งกลางและแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับสาย โหลดขนาดใหญ่จะเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า แรงดันไฟฟ้าสามเฟสอื่นๆ สูงถึง 830 โวลต์ อาจใช้สำหรับระบบเฉพาะทาง เช่น ปั๊มน้ำมันในบ่อ มอเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ (เช่น มากกว่า 250 แรงม้า หรือ 150 กิโลวัตต์) อาจทำงานที่แรงดันปานกลาง ในระบบ 60 เฮิรตซ์ มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์แรงดันปานกลางคือ 2,400/4,160 โวลต์ ในขณะที่ 3,300 โวลต์เป็นมาตรฐานทั่วไปสำหรับระบบ 50 เฮิรตซ์

จนกระทั่งปี 1987 แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในหลายพื้นที่ของยุโรป รวมถึงเยอรมนี ออสเตรีย และสวิตเซอร์แลนด์ อยู่ที่ระดับหนึ่ง220 ± 22 Vในขณะที่สหราชอาณาจักรใช้240 ± 14.4 Vมาตรฐาน ISO IEC 60038:1983 กำหนดมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าใหม่ของยุโรปไว้ดังนี้230 ± 23 Vตั้งแต่ปี 1987 เป็นต้นมา มีการเปลี่ยนแปลงทีละขั้นไปสู่230+13.8 −23 มีการนำแรงดัน ไฟฟ้า Vมาใช้ ตั้งแต่ปี 2009 เป็นต้นมา อนุญาตให้ใช้แรงดันไฟฟ้านี้ได้230 ± 23 V [ ^{14 ] [ 15 ] ไม่}จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในระบบของยุโรปกลางหรือสหราชอาณาจักร เนื่องจากทั้ง 220 V และ 240 V อยู่ภายในช่วงความคลาดเคลื่อน 230 V ที่ต่ำกว่า (230 V ±6%) โดยปกติจะรักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ที่ 230 V ±3% บางพื้นที่ในสหราชอาณาจักรยังคงใช้แรงดันไฟฟ้า 250 โวลต์ด้วยเหตุผลเดิม แต่แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ก็อยู่ภายในช่วงความคลาดเคลื่อน 10% ของ 230 โวลต์เช่นกัน ในทางปฏิบัติ สิ่งนี้ทำให้ประเทศต่างๆ สามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน (220 หรือ 240 V) ได้ อย่างน้อยจนกว่าจะมีการเปลี่ยนหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีอยู่ อุปกรณ์ (ยกเว้นหลอดไฟไส้ ) ที่ใช้ในประเทศเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้รับแรงดันไฟฟ้าใดๆ ก็ได้ภายในช่วงที่กำหนด

In 2000, Australia converted to 230 V as the nominal standard with a tolerance of +10%/−6%,^[16] this superseding the old 240 V standard, AS 2926-1987. The tolerance was increased in 2022 to ± 10% with the release of AS IEC 60038:2022.^[17] The utilization voltage available at an appliance may be below this range, due to voltage drops within the customer installation. As in the UK, 240 V is within the allowable limits and "240 volt" is a synonym for mains in Australian and British English.

In the United States^[18][19] and Canada,^[20] national standards specify that the nominal voltage at the source should be 120 V and allow a range of 114 V to 126 V (RMS) (−5% to +5%). Historically, 110 V, 115 V and 117 V have been used at different times and places in North America. Mains power is sometimes spoken of as 110 V; however, 120 V is the nominal voltage.

In Japan, the electrical power supply to households is at 100 and 200 V. Eastern and northern parts of Honshū (including Tokyo) and Hokkaidō have a frequency of 50 Hz, whereas western Honshū (including Nagoya, Osaka, and Hiroshima), Shikoku, Kyūshū and Okinawa operate at 60 Hz. The boundary between the two regions contains four back-to-back high-voltage direct-current (HVDC) substations which interconnect the power between the two grid systems; these are Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu, and the Higashi-Shimizu Frequency Converter. To accommodate the difference, frequency-sensitive appliances marketed in Japan can often be switched between the two frequencies.

The world's first public electricity supply was a water wheel driven system constructed in the small English town of Godalming in 1881. It was an alternating current (AC) system using a Siemens alternator supplying power for both street lights and consumers at two voltages, 250 V for arc lamps, and 40 V for incandescent lamps.^[21]

โรงไฟฟ้ากลางขนาดใหญ่แห่งแรกของโลก— สถานีพลังไอน้ำ ของโทมัส เอดิสันที่สะพานโฮลบอร์นในลอนดอน—เริ่มดำเนินการในเดือนมกราคม พ.ศ. 2425 โดยให้กระแสตรง (DC) ที่ 110 โวลต์^{[ 22 ]}สถานีสะพานโฮลบอร์นถูกใช้เป็นต้นแบบสำหรับการก่อสร้างสถานีเพิร์ลสตรีท ที่ใหญ่กว่ามาก ในนิวยอร์กซึ่งเป็นโรงไฟฟ้ากลางเชิงพาณิชย์ถาวรแห่งแรกของโลก สถานีเพิร์ลสตรีทยังให้กระแสตรงที่ 110 โวลต์ ซึ่งถือว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ "ปลอดภัย" สำหรับผู้บริโภค เริ่มตั้งแต่วันที่ 4 กันยายน พ.ศ. 2425 ^{[ 23 ]}

ระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เริ่มปรากฏในสหรัฐอเมริกาในช่วงกลางทศวรรษ 1880 โดยใช้แรงดันไฟฟ้าในการจ่ายที่สูงกว่า แล้วลดแรงดันลงผ่านหม้อแปลงให้เหลือ 110 โวลต์ ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ลูกค้าใช้เหมือนกับที่เอดิสันใช้ ในปี 1883 เอดิสันได้จดสิทธิบัตรระบบจ่ายไฟแบบสามสาย เพื่อให้โรงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) สามารถให้บริการลูกค้าได้ในรัศมีที่กว้างขึ้นเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายด้านทองแดง โดยการต่อหลอดไฟ 110 โวลต์สองกลุ่มแบบอนุกรม ทำให้สามารถรองรับโหลดได้มากขึ้นโดยใช้ตัวนำขนาดเดียวกันที่มีแรงดัน 220 โวลต์ระหว่างกัน ตัวนำกลางจะทำหน้าที่รับกระแสไฟที่ไม่สมดุลระหว่างวงจรย่อยทั้งสอง วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ได้นำรูปแบบเดียวกันนี้มาใช้ในช่วงสงครามกระแสไฟฟ้าทำให้สามารถใช้หลอดไฟที่แรงดันประมาณ 110 โวลต์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถต่อกับแรงดัน 220 โวลต์ได้ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็น 112 โวลต์ 115 โวลต์ หรือแม้แต่ 117 โวลต์

หลังสงครามโลกครั้งที่สองแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานในสหรัฐอเมริกากลายเป็น 117 V แต่หลายพื้นที่ยังคงล้าหลังแม้กระทั่งในช่วงทศวรรษ 1960 ในปี 1954 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน (ANSI) ได้เผยแพร่ C84.1 "มาตรฐานแห่งชาติอเมริกันสำหรับระบบและอุปกรณ์ไฟฟ้า – ระดับแรงดันไฟฟ้า (60 เฮิรตซ์)" มาตรฐานนี้กำหนดระบบแรงดันไฟฟ้าปกติที่ 120 โวลต์ และช่วงสองช่วงสำหรับแรงดันไฟฟ้าบริการและแรงดันไฟฟ้าใช้งาน^{[ 24 ]}ปัจจุบัน บ้านและธุรกิจเกือบทั้งหมดในอเมริกาสามารถเข้าถึงแรงดันไฟฟ้า 120 และ 240 V ที่ 60 เฮิรตซ์ แรงดันไฟฟ้าทั้งสองมีให้ใช้งานบนสายไฟสามเส้น (ขา "ร้อน" สองขาที่มีเฟสตรงข้ามกันและขา "กลาง" หนึ่งขา)

ในปี พ.ศ. 2442 บริษัท Berliner Elektrizitäts-Werke (BEW) ซึ่งเป็น บริษัทสาธารณูปโภคไฟฟ้า ในเบอร์ลินได้ตัดสินใจเพิ่มกำลังการจ่ายไฟฟ้าอย่างมากโดยเปลี่ยนไปใช้ระบบจ่ายไฟฟ้าแรงดัน 220 V โดยใช้ประโยชน์จากความสามารถในการทนแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นของหลอดไฟไส้โลหะที่พัฒนาขึ้นใหม่ บริษัทสามารถชดเชยต้นทุนในการแปลงอุปกรณ์ของลูกค้าได้ด้วยการประหยัดต้นทุนของตัวนำไฟฟ้าในการจ่ายไฟฟ้า ซึ่งกลายเป็นแบบอย่างสำหรับการจ่ายไฟฟ้าในเยอรมนีและส่วนอื่นๆ ของยุโรป และระบบ 220 V ก็กลายเป็นเรื่องปกติ ในขณะที่การปฏิบัติในอเมริกาเหนือยังคงใช้แรงดันไฟฟ้าใกล้เคียง 110 V สำหรับหลอดไฟ^{[ 25 ]}

ในช่วงทศวรรษแรกหลังจากการนำไฟฟ้ากระแสสลับมาใช้ในสหรัฐอเมริกา (ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1880 ถึงประมาณปี 1893) มีการใช้ความถี่ที่แตกต่างกันหลายความถี่ โดยผู้ให้บริการไฟฟ้าแต่ละรายกำหนดความถี่ของตนเอง ทำให้ไม่มีความถี่ใดความถี่หนึ่งที่แพร่หลาย ความถี่ที่ใช้กันมากที่สุดคือ133 Hz+1/3 เฮิรตซ์  ความเร็วรอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์เหนี่ยวนำ ประสิทธิภาพของหม้อแปลง และการกะพริบของหลอดไฟอาร์คคาร์บอน ล้วนมีบทบาทในการกำหนด ความถี่

ประมาณปี 1893 บริษัท Westinghouse ElectricในสหรัฐอเมริกาและAEGในเยอรมนีได้ตัดสินใจกำหนดมาตรฐานอุปกรณ์การผลิตไฟฟ้าของตนที่ 60 Hz และ 50 Hz ตามลำดับ ซึ่งในที่สุดก็ทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ของโลกได้รับการจ่ายไฟฟ้าด้วยความถี่ใดความถี่หนึ่งในสองความถี่นี้ ปัจจุบันระบบ 60 Hz ส่วนใหญ่จ่ายแรงดันไฟฟ้า 120/240 V และระบบ 50 Hz ส่วนใหญ่จ่ายแรงดันไฟฟ้า 230 V ^{[ 26 ]}ข้อยกเว้นที่สำคัญคือในบราซิล ซึ่งมีโครงข่ายไฟฟ้า 60 Hz ที่ซิงโครไนซ์กันโดยมีแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานทั้ง 127 V และ 220 V ในภูมิภาคต่างๆ^{[ 12 ]}และญี่ปุ่น ซึ่งมีสองความถี่คือ 50 Hz สำหรับญี่ปุ่นตะวันออกและ 60 Hz สำหรับญี่ปุ่นตะวันตก

เพื่อรักษาระดับแรงดันไฟฟ้า ณ จุดบริการของลูกค้าให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ บริษัทผู้จำหน่ายไฟฟ้าจึงใช้อุปกรณ์ควบคุมที่สถานีไฟฟ้าย่อยหรือตามแนวสายส่ง ในสถานีไฟฟ้าย่อย หม้อแปลงลดแรงดันจะมีตัวเปลี่ยนแท็ปอัตโนมัติขณะใช้งาน ซึ่งช่วยให้สามารถปรับอัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ส่งและแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายได้ทีละขั้น

สำหรับวงจรจ่ายไฟฟ้าในชนบทที่มีความยาวมาก (หลายกิโลเมตร) อาจติดตั้งเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติไว้บนเสาของสายส่งไฟฟ้า เครื่องควบคุมเหล่านี้คือหม้อแปลงอัตโนมัติซึ่งมีตัวเปลี่ยนแท็ปแบบปรับตามโหลดเพื่อปรับอัตราส่วนตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่สังเกตได้ ณ จุดจ่ายไฟของลูกค้าแต่ละราย หม้อแปลงลดแรงดันจะมีแท็ปได้มากถึงห้าแท็ปเพื่อให้สามารถปรับแรงดันได้ในช่วงหนึ่ง โดยปกติจะอยู่ที่ ±5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เนื่องจากแท็ปเหล่านี้ไม่ได้ถูกควบคุมโดยอัตโนมัติ จึงใช้เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยระยะยาว ณ จุดจ่ายไฟเท่านั้น และไม่ได้ใช้เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ลูกค้าผู้ใช้ไฟฟ้าได้รับ

ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่จ่ายให้กับลูกค้าแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศและภูมิภาค คำว่า "คุณภาพไฟฟ้า" หมายถึงระดับความเบี่ยงเบนจากแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่กำหนดไว้ การกระชากและไฟตกในระยะสั้นส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความเสียหาย เช่น คอมพิวเตอร์และจอแสดงผลแบบแบนการไฟฟ้าดับในระยะยาว ไฟตก ไฟดับและความน่าเชื่อถือต่ำของระบบจ่ายไฟโดยทั่วไปจะเพิ่มต้นทุนให้กับลูกค้า ซึ่งอาจต้องลงทุนในเครื่องสำรองไฟหรือ เครื่องกำเนิด ไฟฟ้าสำรองเพื่อจ่ายไฟเมื่อไฟฟ้าจากระบบสาธารณะไม่สามารถใช้งานได้หรือไม่สามารถใช้งานได้ การจ่ายไฟที่ไม่สม่ำเสมออาจเป็นอุปสรรคทางเศรษฐกิจอย่างร้ายแรงต่อธุรกิจและบริการสาธารณะที่ต้องพึ่งพาเครื่องจักรไฟฟ้า แสงสว่าง การควบคุมสภาพอากาศ และคอมพิวเตอร์ แม้แต่ระบบไฟฟ้าที่มีคุณภาพดีที่สุดก็อาจเกิดการชำรุดหรือต้องการการซ่อมบำรุง ดังนั้น บริษัท รัฐบาล และองค์กรอื่นๆ บางครั้งจึงมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองไว้ในสถานที่สำคัญๆ เพื่อให้แน่ใจว่าจะมีไฟฟ้าใช้ได้แม้ในกรณีที่ไฟฟ้าดับหรือไฟตก

คุณภาพของกำลังไฟฟ้าอาจได้รับผลกระทบจากความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นกระแสหรือแรงดันในรูปแบบของฮาร์โมนิกของความถี่พื้นฐาน (ความถี่จ่าย) หรือความผิดเพี้ยนแบบไม่ใช่ฮาร์โมนิก(อินเตอร์โมดูเลชัน)เช่นที่เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในทางตรงกันข้าม ความผิดเพี้ยนแบบฮาร์โมนิกมักเกิดจากสภาวะของโหลดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในระบบไฟฟ้าหลายเฟส ความผิดเพี้ยนจากการเลื่อนเฟสที่เกิดจากโหลดที่ไม่สมดุลอาจเกิดขึ้นได้

• มิเตอร์ไฟฟ้า
• ระดับไฟฟ้าหลักในแต่ละประเทศ
• ตัวบ่งชี้ความต้องการสูงสุด