Skip to content

Вольт, Ампер и Миллиметр квадратный Печать E-mail
Разместил(а) Редакция
Практика
18.12.11 16:09

bochegurov.jpgНа первый взгляд, в электричестве все просто – проложил провода, скрутил распредкоробки, подключил розетку, вкрутил лампочку...

Со стороны все так и выглядит: вдруг почему-то пропал свет, пришел электрик, чего-то там поковырялся в щитке, щелкнул включателем, пробурчал что-то про неведомые фазу и ноль. Или сказал, что напряжения не хватает, ампераж большой, поэтому автомат и выбило. И что не надо включать все чайники одновременно.

И здесь многие начинают понимать, что ничего не понимают. Вроде бы все в школе учились, на уроках физики закон Ома постигали. Но со временем мы выбираем профессии, не связанные с электричеством. И не пригодившиеся в жизни знания уходят от нас. Что поделать, так происходит всегда, ненужные формулы и определения улетучиваются, и мы не можем вспомнить, чем отличается вольт от ампера, наречие от причастия, дискриминант от дифференциала.

Да и правильно, в наш информационный век с ее бурным потоком разнообразных новостей и законов, технологических новинок и развлечений не успеваешь за всем уследить. Поэтому даже редактор центрального телевидения может ошибиться, и мы можем из уст диктора ОРТ или НТВ услышать про аварию мощностью в миллионы вольт.

И на слова пришедшего электрика вам хочется возразить: при чем здесь чайники, если вы их вообще не включали? И почему не хватает напряжения, у всех – хватает, у вас нет? И какое отношение к делу имеют амперы?

Дело в том, что самое прямое – сила тока (I)и напряжение (U) тесно связаны друг с другом и увеличение-уменьшение одного из них мгновенно ведет к изменению другого и имеет вид I=GU (где G – коэффициент пропорциональности или электропроводность материала). Эту зависимость экспериментальным путем определил немецкий ученый Георг Ом в 1826 году. Следует заметить, что закон, получивший имя своего открывателя, является фундаментальным и может быть приложен к любой физической системе, в которой бегут потоки энергии или частиц.

Электрическая энергия с ее упорядоченным движением заряженных электронов как раз таким потоком и является. Если представить в воображении трубу и бегущую по ней воду, мы с легкостью можем заменить жидкость на любой другой носитель, электрический ток, например. И изменить меру счета с литров, ведер, ванн или бочек на амперы.

Именно в амперах определяется сила тока, а это его количественная мера (и равна отношению заряда q, перемещенного по проводнику определенного сечения за ничтожно малый интервал времени, к этому интервалу времени). Поэтому все приборы электрической энергии имеют в своих характеристиках величину ее силы. Одни, такие, как счетчик, предназначены ее считать; другие, автоматы и устройства защиты, – ограничивать; третьи, провода, розетки и выключатели – пропускать через себя. Четвертые, лампочки и чайники, обогреватели и электроплиты, двигатели и насосы, – потреблять, преобразовывая полученный заряд в свет, тепло и прочую работу.

Но для того чтобы доставить нам этот заряд, необходимо проделать работу по его перемещению. Георг Ом в 1827 году представил гидродинамическую модель электрического тока для объяснения своего эмпирического закона. И по аналогии с водяными трубами с перепадом давлений на различной высоте (допустим, замкнутая система с высотой 0 метров и 220 от земли) ввел понятие напряжения – разности потенциалов (220 – 0 = 220).

Измеряется напряжение в вольтах и является качественной мерой электрического тока. Так, напряжение в домашней сети должно быть и считается качественным при значении 220 вольт плюс-минус 5 процентов. Именно на такое значение рассчитаны практически все бытовые приборы. И чтобы удержать значение напряжения в заданных пределах, производится вся остальная работа – проектировщики рассчитывают сечение и материал проводника, количество отходящих линий и приборов-приемников, монтажники укладывают толстые и не очень кабели, ставят приборы передачи, защиты и автоматики.

Все дело в том, что при этих расчетах роль играет сопротивление R проводника, величина обратная G – коэффициенту электропроводности. (R=1/G). Она характеризует способность материала препятствовать прохождению электрического тока. Сопротивление у всех материалов разное, и поэтому даже для хорошо токопроводящих алюминия и меди имеет значение сечение провода и его длина (R=pL/S, где p («ро» – не нашел на клавиатуре правильный значок) – удельное сопротивление материала, L – длина линии, S – сечение проводника).

От внутреннего сопротивления бытовых и промышленных приборов зависит потребляемый ток и мощность электропотребителя. Она определяется по формуле Р=UI и измеряется в ваттах.

Как правило, воздействие одного прибора незначительно, но их совокупность оказывает существенное влияние на питающую сеть. И чем больше электроприемников подключено к одной линии, тем большую пропускную способность (сечение проводника) должны иметь приходящие кабели и автоматы защиты. Как видно из формулы, при неизменном напряжении при увеличении нагрузки растет сила тока.

Все это и имел в виду пришедший электрик – сумма токов в вашем офисе превысила предельно допустимую, поэтому автомат в щитке выбило. Или сечение провода мало, он работает на пределе, поэтому постоянно нагревается, и из-за этого срабатывает тепловая защита линии.

 

Иван Бочегуров, мастер электромонтажного участка
ООО «ЭНЕРГОСТРОЙСЕРВИС», г. Абакан

 

Сообщения с форума:
сообщений нет

 
Интересная статья? Поделись ей с другими: