На главнуюСайт адаптирован для смартфонов, планшетов, ноутбуков, настольных компьютеров...

Главная > Электроснабжение > Напряжение, сопротивление, ток и мощность.

130  Напряжение, сопротивление, ток и мощность.


Что такое электричество?

Электричество само по себе невидимо, хотя от этого его опасность ничуть не меньше. Даже наоборот: как раз потому и опаснее. Ведь если бы мы его видели, как видим, например, воду, льющуюся из крана, то наверняка бы избежали множества неприятностей.

Вода. Вот она, водопроводная труба, и вот закрытый кран. Ничего не течет, не капает. Но мы точно знаем: внутри вода. И если система исправно работает, то вода эта там находится под давлением. 2, 3 атмосферы, или сколько там? Неважно. Но давление там есть, иначе система бы не работала. Где-то гудят насосы, гонят воду в систему, создают это самое давление.

А вот наш провод электрический. Где-то далеко, на другом конце тоже гудят генераторы, вырабатывают электричество. И в проводе от этого тоже давление... Нет-нет, не давление, конечно, тут в этом проводе напряжение. Оно тоже измеряется, но в своих единицах: в вольтах.

Давит в трубах на стенки вода, никуда не двигаясь, ждет, когда найдется выход, чтобы ринуться туда мощным потоком. И в проводе молча ждет напряжение, когда замкнется выключатель, чтобы потоки электронов двинулись выполнять свое предназначение.

И вот открылся кран, потекла струя воды. По всей трубе течет, двигаясь от насоса к расходному крану. А как только замкнулись контакты выключателя, в проводах потекли электроны. Что это за движение? Это ток. Электроны текут. И это движение, этот ток тоже имеет свою единицу измерения: ампер.

И еще есть сопротивление. Для воды это, образно говоря, размер отверстия в выпускном кране. Чем больше отверстие, тем меньше сопротивление и сильнее движется вода. В проводах почти также: чем толще провод, тем меньше его сопротивление, и тем больше ток.

Конечно, эти сравнения лишь образность, не претендующая на исключительность и полную правильность. Понятие электричества физически во многом отличается, но для тех, кому ток в проводе - это только то, что может шибануть, - тем такое сравнение может что-то и сказать.

А для любознательных можно привести еще и немного физики, чтобы можно было в повседневной жизни и в строительстве в частности, точнее определяться с выбором материалов для своей электрической проводки и вообще всего того, что связано с электричеством.

Тут с точки зрения науки все строго: существует так называемый закон Ома. Гласит он следующим образом: I = U/R.
I - сила тока. Измеряется в амперах.
U - напряжение. Измеряется в вольтах.
R - сопротивление. Измеряется в омах.

И еще одно понятие - мощность, W. С ним тоже просто: W = U*I. Измеряется в ваттах.

Собственно, это вся необходимая и достаточная для нас теория. Из этих четырех единиц измерения в соответствии с вышеприведенными двумя формулами можно вывести некоторое множество других:

Задача Формула Пример
1 Узнать силу тока, если известны напряжение и сопротивление. I = U/R I = 220 в / 500 ом = 0.44 а.
2 Узнать мощность, если известны ток и напряжение. W = U*I W = 220 в * 0.44 а = 96.8 вт.
3 Узнать сопротивление, если известны напряжение и ток. R = U/I R = 220 в / 0.44 а = 500 ом.
4 Узнать напряжение, если известны ток и сопротивление. U = I*R U = 0.44 а * 500 ом = 220 в.
5 Узнать мощность, если известны ток и сопротивление. W = I2*R W = 0.44 а * 0.44 а * 500 ом = 96.8 вт.
6 Узнать мощность, если известны напряжение и сопротивление. W = U2/R W = 220 в * 220 в / 500 ом = 96.8 вт.
7 Узнать силу тока, если известны мощность и напряжение. I = W/U I = 96.8 вт / 220 в = 0,44 а.
8 Узнать напряжение, если известны мощность и ток. U = W/I U = 96.8 вт / 0.44 а = 220 в.
9 Узнать сопротивление, если известны мощность и напряжение. R = U2/W R = 220 в * 220 в / 96.8 вт = 500 ом.
10 Узнать сопротивление, если известны мощность и ток. R = W/I2 R = 96.8 вт / (0,44 а * 0,44 а) = 500 ом.

Нет, я не стремлюсь обязать всех знать все эти формулы. Но одну из них весьма желательно знать каждому. В бытовом практическом плане наиболее интересна только формула 7, где определяется сила тока при известных напряжении и мощности. Как правило, эти 2 величины известны, а результат (сила тока) безусловно необходим для определения допустимого сечения провода и для выбора защиты.

Вот! Именно эти два слогана и есть цель этого моего поста. На мой взгляд, каждый здравосмыслящий в нашем сегодняшнем мире просто обязан знать их и подчиняться им безусловно и беспрекословно. Только так можно обеспечить безопасность для себя и для своей семьи, для своего дома.

И будет не лишним в этом контексте повториться: определение допустимого сечения провода и правильный выбор защиты в электропроводке дома. Эти вопросы требуют отдельного, более подробного разговора. И этот разговор тоже состоялся на моих ресурсах.

А сейчас еще об одном обстоятельстве, о котором совсем нелишне упомянуть здесь. В электроэнергетике используется так называемый "переменный" ток. То есть, те самые электроны движутся в проводах не всегда в одном направлении, они постоянно меняют его: вперед-назад-вперед-назад... И эта смена направления движения - 100 раз в секунду.

Переменный ток Погоди, но ведь везде говорится, что частота 50 герц! Да, именно так и есть. Частота измеряется в количестве периодов за секунду, но в каждом периоде ток меняет свое направление дважды. Иначе сказать, в одном периоде две вершины, которые характеризуют максимальное значение тока (положительное и отрицательное), и именно в этих вершинах происходит смена направления.

Не будем вдаваться в подробности более глубоко, но все же: почему именно переменный, а не постоянный ток? А просто потому, что переменный ток возможно преобразовать с помощью трансформаторов, увеличить или уменьшить его при той же мощности. С постоянным такое не прокатывает.

Тогда вопрос: а зачем его уменьшать, увеличивать? Вся проблема в передаче электроэнергии на большие расстояния. Тут как раз вступает в силу неумолимый закон Ома. При больших нагрузках, если напряжение 220 вольт, сила тока может быть очень большой. Для передачи электроэнергии с таким током потребуются провода очень большого сечения, толстые провода. Это дорого, это трудно осуществимо.

Выход здесь только один: поднять напряжение. Седьмая формула говорит: I = W/U. Совершенно очевидно, что если мы будем подавать напряжение не 220 вольт, а 220 тысяч вольт, то сила тока уменьшится в тысячу раз. А это значит, что сечение проводов можно взять на-амного меньше. Что и делается в современных реалиях.

А поднять напряжение перед подачей в линию и опустить его на другом конце можно, применяя трансформаторы. Это всем известные устройства, от которых мы и получаем электроэнергию на местах. А на электростанциях вырабатывается генераторами именно переменный ток частотой 50 герц.

На сегодня пока все. Вопросы есть?





Проводники PEN и PE.
Системы заземления.
Электропроводка в доме.
Главная > Электроснабжение > Напряжение, сопротивление, ток и мощность.

© 2010 - 2022 GoAndSee.ru
Копирование материалов сайта допустимо с указанием прямой работающей ссылки на источник.