Мои Телевизоры

Поговорим о школе

Шумер против Египта

Бороды, наколки, качки

Обратно в мавзолей



Про напряжение и ток

Практически 100% населения, несмотря на то, что «училось» в т.н. «школе» и даже в т.н. «техническом вузе», совершенно не различают этих понятий, догадываясь, что они как то связаны – всё-таки электричеством пользуются все. У меня просто бесконечное количество раз спрашивали: «а вот 220 вольт – это сколько ампер?» или «почему когда в хате скакнуло напряжение, не сработал мой автомат на 25 ампер и вся электроника вышла из строя»? Поэтому я расскажу, как объясняю гуманитариям эти два понятия.

Ну, во-первых, почему «ток»? Ток – это то, что течет. Река – это тоже ток. Ток воды. Электрический ток, это количество электрического заряда перенесенное за единицу времени I = dQ/dt. Где Q – электрический заряд (всегда кратен заряду электрона), а t – время. Не пытайтесь сильно глубоко осмысливать эту формулу. Поймите только одно – чем больший заряд протекает (переносится) за единицу времени, тем бОльший ток. Точно так же как в реке – чем большее количество воды переносится за единицу времени – тем мощнее река. Очевидно, что все мощные реки – довольно широкие. Амазонка, Ганг, Волга, Миссисипи. Поэтому если ток большой – то провод нужен толстый! Через тонкий конечно тоже можно, но он будет нагреваться и может даже расплавиться, на этом принципе построены плавкие предохранители, ну вот те, что раньше сзади в телевизор вставлялись. То есть при превышении некоего расчётного тока, перегорает проволочка в предохранителе. С рекой — то же самое: запустите в неё воды в несколько раз больше чем может пропустить русло («провод») и она выйдет из берегов и разрушит всё вокруг.

То есть ток – это течение электрических зарядов за время.

riverТеперь про напряжение. Банальный вопрос: «почему течет река»? Ответ на него тоже дадут единицы! Не верите? Думаете что все такие умные? Ну тогда вот завтра сделайте опрос в своём офисе и будете приятно удивлены. Так вот, река течет потому что… ее исток и устье находятся в разных уровнях, разных высотках H(igh). Течет сверху вниз, под действием силы тяжести. Например, болото находится в одном уровне и никуда не течет, там нет «тока». Иными словами, для того чтобы река потекла, нужна разность высот или по-научному – разность потенциалов. Точно также и в электричестве. Чтобы возник ток, нужна разность потенциалов. Нужен «верх» и «низ». Посмотрите на батарейку. На ней — плюс и минус и написано 1,5 вольта. То есть разность потенциала между плюсом и минусом – 1,5 вольта. По мере износа эта разность падает до нуля. Соответственно возникновение тока становится невозможным. Таким образом, в физике электрическое напряжение – это разность электрических потенциалов. U = Ф2-Ф1
Но! Всё что мы говорили, касается так называемого постоянного тока. Такого как в батарейках, аккумуляторах и трамваях с троллейбусами. То есть тока, что не меняет направление течения. Но мы видим везде на бытовых приборах «220 вольт 50 герц». Это значит, что ток меняет свое направление 100 раз в секунду. С рекой, конечно, такое представить трудно!
Да, так как же связаны ток и напряжение? А связаны они через сопротивление. Сопротивление (R)– это свойство материалов оказывать противодействие току. Ну вот как бы если бы реку завалить камнями. Ее течение бы уменьшилось. Выключите из розеток все приборы и вы увидите, что ваш счетчик остановился. Почему? Потому что нет тока. То есть если в вашу розетку ничего не включено, то соответственно напряжение в ней 220 вольт, но ток равен нулю. Потому что сопротивление между дырками – бесконечно (в реальности – просто очень большое). Хотите создать ток – соедините обе дырки в розетке, например – засуньте туда пальцы. Через них пойдет ток. Не хотите пальцы, включите утюг. Допустим, сопротивление утюга 50 ом. Делим 220 вольт на 50 ом и получаем ток 4,4 ампера.

То есть:

Напряжение (разность потенциалов) в вашей квартире равна 220 вольтам. По крайней мере она таковой должна быть. Впрочем, «220 вольт» в общем фикция, оно изменяется от 0 до 310 вольт по синусоидальному закону причем 100 раз в секунду, но вам это знать не надо. По среднему — 220 вольт. Ток в вашей квартире может быть любым – от нуля, до того значения при котором срабатывает автомат на счетчике или до того, какое в принципе способны обеспечить электросети в вашем доме. Ток связан с напряжением через сопротивление согласно первому закону Ома (I = U/R). Чем больше вы подключите электроприборов, тем больший у вас будет потребляться ток. То есть в аналогиях с рекой – тем больше от этой реки будет отводов. Самый большой ток потребляют устройства выделяющие тепло – электродуховки, бойлеры, обогреватели, лампы накаливания, кондиционеры, утюги.

Скачок напряжения в квартире никак не влияет на срабатывание автоматов – они реагируют только на превышение тока. Для защиты от скачков напряжения нужно ставить свой специальный автомат защиты по напряжению. Деньги вы платите за мощность (за «киловатты»), но реально ЗА ТОК, так как мощность определяется формулой P=UIcos(f), а напряжение и «косинус фи» у нас (для наших квартир) принимаются постоянными. Что такое «косинус фи» я расскажу как-то в другой раз. А чтобы понять какой ваше устройство потребляет ток, поделите потребляемую им мощность на 220. Мощность всегда указывается на самом приборе, ну если она хоть сколь-либо значительна. Например на электрочайнике написано P(ower)=2200 W, значит 2200/220=10 Ампер.

Tags: ,

Рецензии

Техника

Статьи

Оперы