Napětí, odpor, proud a výkon.

Elektřina sama o sobě je neviditelná, i když díky tomu není o nic méně nebezpečná. Naopak: právě proto je nebezpečnější. Ostatně, kdybychom to viděli, jako vidíme třeba vodu tekoucí z kohoutku, určitě bychom se vyhnuli mnoha potížím.

Voda. Tady to je, vodovodní potrubí, a tady je zavřený kohoutek. Nic neteče, nic nekape. Ale víme jistě: uvnitř je voda. A pokud systém funguje správně, pak je tam voda pod tlakem. 2, 3 atmosféry nebo kolik tam je? Na tom nezáleží. Ale je tam tlak, jinak by systém nefungoval. Někde hučí čerpadla, pumpují vodu do systému a vytvářejí stejný tlak.

Ale náš elektrický drát. Někde daleko na druhém konci také hučí generátory, které vyrábějí elektřinu. A to také způsobuje tlak v drátu. Ne, ne, ne tlak, samozřejmě tady v tomto drátu напряжение. Měří se také, ale ve vlastních jednotkách: voltech.

Voda v trubkách tlačí na stěny, nikam se nehýbe a čeká, až se najde cesta ven, aby se tam mohla řítit v mohutném proudu. A v drátu napětí tiše čeká na sepnutí spínače, aby se tok elektronů mohl pohnout, aby splnil svůj účel.

A pak se otevřel kohoutek a tekl proud vody. Protéká potrubím a pohybuje se od čerpadla k průtokovému ventilu. A jakmile se sepnuly ​​kontakty spínače, do drátů proudily elektrony. Co je to za pohyb? Tento proud. Elektrony tok. A tento pohyb, tento proud má také svou vlastní jednotku měření: ampér.

A je toho víc odpor. U vody je to, obrazně řečeno, velikost otvoru ve výtokovém kohoutku. Čím větší otvor, tím menší odpor vůči pohybu vody. U vodičů je to téměř stejné: čím větší je odpor vodiče, tím menší je proud.

To je něco takového, když si obrazně představíte hlavní charakteristiky elektřiny. Ale z hlediska vědy je vše přísné: existuje takzvaný Ohmův zákon. Zní následovně: I = U/R.
I – síla proudu. Měřeno v ampérech.
U – napětí. Měřeno ve voltech.
R – odpor. Měřeno v ohmech.

Existuje ještě jeden koncept – výkon, W. Je to také jednoduché: W = U*I. Měřeno ve wattech.

Ve skutečnosti je to pro nás všechna nezbytná a dostatečná teorie. Z těchto čtyř jednotek měření lze v souladu s výše uvedenými dvěma vzorci odvodit řadu dalších:

Říkáte: „Proč to všechno potřebuji?“ Vzorce, čísla. Nebudu dělat výpočty.

A já odpovím na toto: – Přečtěte si znovu předchozí článek Zásobování elektřinou. Základy.. Jak si můžete být jisti, aniž byste znali ty nejjednodušší pravdy a výpočty? I když ve skutečnosti je v každodenní praxi nejzajímavější pouze vzorec 7, kde je síla proudu určena při známém napětí a výkonu. Zpravidla jsou tyto 2 veličiny známé a výsledek (síla proudu) je jistě nutný pro určení přípustného průřezu vodiče a pro volbu jištění.

V kontextu tohoto článku je třeba zmínit ještě jednu okolnost. V elektroenergetice se používá tzv. „střídavý“ proud. To znamená, že tytéž elektrony se nepohybují ve vodičích vždy jedním směrem, neustále jej mění: dopředu-dozadu-dopředu-dozadu. A tato změna směru pohybu je 100krát za sekundu.

Počkejte, ale všude říkají, že frekvence je 50 hertzů! Ano, přesně tak to je. Frekvence se měří v počtu cyklů za sekundu, ale v každém cyklu proud dvakrát změní směr. Jinými slovy, v jednom období jsou dva vrcholy, které charakterizují maximální hodnotu proudu (kladný a záporný), a právě v těchto vrcholech se mění směr.

Nebudeme se hlouběji rozepisovat, ale přesto: proč střídavý proud a ne stejnosměrný?

Celý problém je přenos elektřiny na velké vzdálenosti. Zde vstupuje v platnost Ohmův neúprosný zákon. Při velkém zatížení, pokud je napětí 220 voltů, může být proud velmi vysoký. Pro přenos elektřiny s takovým proudem budou zapotřebí vodiče velmi velkého průřezu.

Existuje pouze jedna cesta ven: zvýšit napětí. Sedmá formule říká: I = W/U. Je zcela zřejmé, že pokud dodáme napětí ne 220 voltů, ale 220 tisíc voltů, pak se síla proudu tisíckrát sníží. To znamená, že průřez vodičů může být mnohem menší.

A můžete zvýšit napětí před jeho přivedením do vedení a snížit ho na druhém konci pomocí transformátorů. Jde o známá zařízení, ze kterých lokálně přijímáme elektřinu. Ale obecně platí, že v elektrárnách to není stejnosměrný proud, který produkují generátory, ale střídavý proud o frekvenci 50 Hz.

V tomto článku jsem se nejednou zmínil o závislosti průřezu vodiče na síle protékajícího proudu. Jak určit přípustnou hodnotu se dozvíme v dalším článku Přípustný trvalý proud.

Ušetřete, bude se hodit: