Kolika je struja u kućnoj utičnici - izmjenična ili istosmjerna?
Suvremeni električni uređaji dizajnirani su tako da budu što jednostavniji za upotrebu, a da bi ih mogli koristiti, uopće nije potrebno znati koja je struja u utičnici na koju su spojeni. Takva znanja možda nikada neće biti korisna u svakodnevnom životu - obično je dovoljno znati da u utičnici postoji struja, zahvaljujući kojoj rade svi kućanski aparati.
Sadržaj
Gdje znanje struje može dobro doći
Dobro je ako pitanja o principima rada električnih uređaja nastaju jednostavno iz "sportskog interesa". Još gore je u slučaju putovanja u drugu zemlju, gdje nespremni putnici iznenađuju kad pronađu mjesta nepoznatog tipa. Ako je prije toga osoba obraćala pažnju na natpise u blizini "njihovih" utičnica, onda u "strancima" može postojati drugačija frekvencija i napon. Da biste razumjeli zašto se to događa, trebate se barem općenito upoznati s osnovama elektrotehnike.
DC i AC
Ovo je jedna od najvažnijih karakteristika električne struje. Svaki je električni uređaj dizajniran za određenu vrstu uređaja i, ako je spojen pogrešno, u najboljem slučaju jednostavno neće raditi.
Bilo koju od ovih struja stvara elektromagnetsko polje, koje prisiljava slobodne elektrone da se kreću u metalima ili drugim provodnicima. Ali s konstantom oni uvijek lete u jednom smjeru, a izmjenična struja ih vuče naprijed-nazad. U svakom se slučaju kreću i rade, ali uređaje za pretvaranje električne energije u mehaničku energiju moraju biti različiti. To jest, na primjer, elektromotor se može proizvesti iz istosmjerne i izmjenične struje, ali prvi se ne može uključiti u drugi krug.
Ako većina električnih uređaja radi na istosmjernoj struji, tada je isplativije koristiti izmjeničnu struju za prijenos električne energije na velikim udaljenostima - to nije toliko osjetljivo na otpor vodiča. Stoga ne mogu postojati dva mišljenja o tome koja je struja u kućanstvu: konstantna ili varijabilna - uvijek se koristi druga opcija.
Ovaj video opisuje povijesnu pozadinu za korištenje izmjeničnih struja u elektroenergetskim mrežama:
Faza i nula
Ti se pojmovi odnose isključivo na izmjeničnu struju. Općenito je prihvaćeno da je faza na izlazu analogna plusu istosmjerne struje, a nula - minusu, dakle, nula "ne tuče" ako je dodirnete. Zapravo je sve nešto složenije - u naizmjeničnoj struji plus i minus stalno mijenjaju mjesta, stoga u zatvorenom krugu (s povezanim opterećenjem) struja također teče na nuli. Ali činjenica je da se stvarno ne tuče, čak i ako je uzmete golim rukama - kad obavljate električne radove, traže gdje se nalazi faza u utičnici i bez greške izoliraju ovu žicu, a ostatak ostave goli bez puno straha.
U ispravno spojenom i normalno radnom električnom ožičenju nula ne šokira osobu jer se koristi takozvana shema povezivanja potrošača sa mrtvo uzemljenim neutralnim slojem. To znači da je neutralna žica na trafostanici i na mjestu ulaska u kuću uzemljena, a struja, ako postoji u žici, prolazi pored osobe.
Uzemljenje
Utičnica bez uzemljene žice nije neuobičajena za stare kuće, jer se ranije snažni električni uređaji praktički nisu koristili u svakodnevnom životu. Suvremeni sigurnosni zahtjevi za električne uređaje su mnogo stroži, pa utičnice instalirane bez uzemljenja jednostavno se ne mogu koristiti ni u projektu.
Značenje uzemljenja je u dodatnoj zaštiti. Ako se koristi utičnica bez zaštitnog uzemljenja, tada je u većini slučajeva tijelo uređaja spojeno na radnu nulu. Kao rezultat, ako faza pogodi kućište uređaja (u slučaju kvara izolacije), dolazi do kratkog spoja i otpušta zaštitne utikače. To dovodi do oštećenja uređaja i relativno je sigurno za osobu, pod jednim uvjetom - ako uređaj nije dodirnuo u trenutku kratkog spoja. U suprotnom, dok se ne aktivira zaštita, struja kratkog spoja udara osobu, što je nekoliko desetina puta veće od nazivnog.
Utičnice s uzemljenjem odvajaju nulu u radnu, koja je potrebna za rad uređaja, i zaštitnu. Slučaj je sada spojen na zemlju i nula radi normalno. Ako na kućište padne faza, kontakt uzemljenja utičnice "oduzima" ga od osobe, čak i ako u tom trenutku dodirne uređaj, a zaštitna automatika isključi struju. To ne šokira osobu, ne dolazi do kratkog spoja, a uređaj, ako je moguće, ostaje netaknut. Ostaje samo pronaći mjesto na kojem je izolacija oštećena i otkloniti kvar.
Kao rezultat, pitanje što je bolje postaviti - utičnice koje rade bez uzemljenja ili još uvijek s njim ne postoje - PUE nedvosmisleno zahtijeva instalaciju uređaja drugog tipa.
Električni napon
Ako ne upotrebljavate znanstvene izraze kao što su "jakost električnog polja" i "razlika potencijala", sljedeće analogije pomoći će vam da shvatite koji je napon u mreži i zašto je upravo to:
Potencijalna i kinetička energija vrlo je pojednostavljen primjer, ali poanta je u tome što napon pokazuje koje sile se mogu koristiti pri pomicanju električnog naboja. Glavna razlika je u tome što se potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju, a napon je uvijek stabilan. Možete upotrijebiti ovu analogiju, jer iako nijedan uređaj nije priključen u utičnicu, u njemu se nalazi napon, spreman za početak kretanja nabijenih čestica, ali nema električne struje. Kretanje električne struje započinje samo kad je spojeno na žice opterećenja (ili kada su nula i faza zatvoreni).
Što je napon veći, to je veća i njegova "gurajuća" sposobnost - to znači da će pri dovoljno velikim vrijednostima struja "probiti" dielektrik između žica. U normalnim uvjetima, dielektrik između žica je zrak, pa što je napon veći, veća je vjerojatnost da će se među njima pojaviti munje (kratki spoj). Ovo svojstvo koristi se u piezo upaljačima i mehanizmima paljenja za industrijske peći, samo u prvom je razmak između kontakata 0,5 mm, a napon nekoliko volti, a u drugom slučaju - između kontakata je 10-15 centimetara, a napon je oko 10 tisuća volti.
Za dalekovode između gradova koristi se napon od 150-600 tisuća volti, u predgrađima je 4-30 tisuća volti, a za potrošače napon u utičnici već je 100-380 volti. Različite zemlje imaju svoje standarde, pa je vrijedno provjeriti ovu točku prije putovanja.
Frekvencija električne struje
Jedan od parametara izmjeničnog napona, pokazuje koliko će puta u sekundi promijeniti smjer kretanja iz plus u minus. Potpuni ciklus promjena - od nule do plus, zatim do minusa i natrag do nule naziva se Hertz.Širom svijeta koriste se dva frekvencijska standarda - 50 i 60 Hertza.
Frekvencija, kao i napon, određuju gubitak struje tijekom prijenosa - što je veća frekvencija, to su manji gubici. Stoga se prva opcija koristi na mrežnom naponu od oko 220 volti, a druga na 110.
Učestalost struje ovisi o brzini kojom se generatori okreću u stanicama za proizvodnju energije. Uvijek ostaje nepromijenjen - za razliku od napona, dopuštena je pogreška od 0,5-1 Hertz.
Trenutna snaga
Na poklopcu utičnice možete vidjeti natpis 6, 10 ili 16A. To ne znači da će struja u utičnici dostići takve vrijednosti - to su maksimalne vrijednosti za koje su dizajnirani kontakti utičnice. Prema tome, kako bi se utvrdilo kolika je trenutna jačina struje, odnosno, koliko je ampera trenutno u utičnici, u električni krug treba biti ugrađen mjerni uređaj, ampermetar.
Na primjer, ako električni čajnik troši 2000 vata, onda se 2000 mora podijeliti s 220. Ispada da je oko 9 ampera - trenutna snaga, 18 puta veća nego što je potrebno da ubijete osobu.
Teže je izračunati amperažu, na primjer, računala. Prvo, kad radi, odjednom je povezano nekoliko uređaja na mrežu. Drugo, energetski štedljive tehnologije troše resurse procesora na minimum, pretjerujući s njima samo pri rješavanju složenih problema. Stoga će se trenutna snaga periodično mijenjati.
Sve su to glavne karakteristike električne struje, koje su dovoljno znati da biste dobili barem općenitu predodžbu o tome. Tijekom putovanja u drugu zemlju u kojoj se mogu primjenjivati drugi standardi, bit će dovoljno saznati koji su napon i frekvencija u mreži. Ako se razlikuju od onih za koje se telefon naplaćuje (ili drugih uređaja koji se mogu povesti na putovanje), tada ćete dodatno morati odlučiti što ćete raditi u ovoj situaciji.