Меню

Напряжение текущего по проводу тока

Объясните простым языком, что такое электричество, почему оно передается по проводам и больно бьется?

Если объяснять простым языком, то электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (электронов, ионов), которое создается изменением электрического поля (напряжением).

Пришла в голову такая аналогия, которая немного проливает свет на суть электрического тока. Представьте большое сборище голодных солдат (электронов). И вдруг командир им начал кричать: «Там много вкусной и бесплатной еды!» (изменение электрического поля, создание напряжения). И для этого им построили специальную дорогу (электрический провод). После этого солдаты стройно побегут по этой дороге в поисках бесплатной еды, снося все преграды, нагревая поверхность дороги трением своих сапог, то есть будут совершать при этом работу. Эту дорогу построили так, что она ведет обратно в военную часть. И вот наши солдаты снова вернулись в часть, совершив работу на своём пути. Они готовы бежать снова и снова по этому порочному кругу, пока командиру будет хватать сил и энергии кричать «там много еды!» (то есть своим криком он создает напряжение, которое и приводит в движение солдат). Немного глупо, но представим просто таких солдат, чтобы понять электрический ток.

Так и электроны бегают по этому порочному кругу от источника тока по электрическим проводам обратно к источнику благодаря напряжению, которое создается разными путями (вращение генератора, солнечный свет падает на солнечную панель, химическая реакция в аккумуляторе и т.д.). Ну если быть точнее про напряжение: генератор/батарейка/солнечная панель под действием энергии (вращение турбины, химическая реакция, солнечный свет) перебрасывает электроны с одного своего полюса на другой. Тем самым создается избыток электронов на одном конце и недостаток на другом. Вот они и спешат установить равновесие, гуляя строем по проводам — сначала уходят от источника тока с одного его полюса, а потом возвращаясь к другому полюсу, выполнив нужную работу. Как только прекращается вращение генератора, иссякает химическая реакция в батарейке, то снижается и напряжение, уменьшается электрический ток, прекращается работа тока (горение лампочки, нагревание чайника и т.д).

Читайте также:  Регулятор напряжения приора 2011 года

А сейчас пришла в голову более простая аналогия: это ведь еще можно сравнить с обычным водяным насосом, который качает воду по замкнутому шлангу. Где вода — это электроны, движение воды — это электрический ток, шланг — провод, а насос — это источник тока.

Почему именно по проводам? Провод состоит из металлической жилы. Металлы состоят из атомов, которые находятся в виде металлических решеток, которые очень легко пропускают электроны (это как дороги построенные для солдат или как шланги из аналогии). Поэтому металлы проводят электрический ток.

Источник



Про электричество понятным языком.

Сейчас я попытаюсь дать ответ на два вопроса, которые неизбежно возникают в постах, где упоминаются электросети.

Что убивает: напряжение или ток?
Почему в паре проводов один из них «фаза», а второй «ноль», если ток в сети переменный?

Объяснять буду просто, «на пальцах», чтобы все поняли, так что профессионалы, не пинайте за профанские аналогии.

Итак, на первый вопрос ответ короткий — убивает ток. Причем очень небольшой, порядка 300mA для постоянного тока и 100mA для переменного. Но сразу возникает вполне резонный вопрос: почему человека не убивают, скажем, блоки питания мобильных телефонов, или простые батарейки, ведь они выдают и более высокий ток. Дело в том, что в электрической цепи ток — величина производная. Чтобы определить его величину, нужно напряжение разделить на сопротивление. Электрическое сопротивление человеческой кожи довольно велико, так что при небольших напряжениях и ток получается очень незначительный. Сопротивление может меняться в больших пределах, это зависит от состояния кожи, влажности, температуры, и т.д. Оно может достигать десятков и сотен тысяч Ом. При анализе опасности поражения человека током, принимается условное значение в 1000 Ом. (на самом деле, среднее значение выше, но раз уж так заведено)

Читайте также:  Советы по выбору стабилизатора напряжения

Теперь к практике. Берем большой и страшный аккумулятор от автомобиля, который может обеспечивать ток в сотни А (в тысячи раз выше смертельного!) и. хватаемся за контакты голыми руками. Умерли? Нет. Даже ничего не почувствовали. Потому что напряжение всего 12v, соответственно ток 12/1000=0,012А.

Вот так и получается, что убивает ток, но без напряжения он существовать не может.

А что же тогда за страшные цифры указываются на блоках питания и аккумуляторах? Это максимальный ток, который они способны обеспечить. Предположим, у нас компьютерный блок питания, обеспечивающий ток 10 А при напряжении 12 V. Если мы подключаем нагрузку 10 Ом, получаем ток 12/10=1.2 А. С нагрузкой 5 Ом, ток получается 2,4 А. Подключаем нагрузку 1 Ом (ток соответственно должен быть 12 А) и блок питания либо выключается, если там есть защитная схема, либо начинает перегреваться, просаживать напряжение и т.д. Потому что сопротивление нагрузки требует больший ток, чем питальник может обеспечить.

Теперь второй вопрос: почему в паре проводов один из них «фаза», а второй «ноль», если ток в сети переменный?

Для начала нужно в полной мере осмыслить, что такое напряжение. Напряжение — разность электрических потенциалов. Напряжение не может быть на одном проводе. Это разница, а разница может быть как минимум между двумя точками.

Допустим, у нас есть батарейка на 1,5 вольта. Это значит, что электрический потенциал одного контакта на 1,5V выше, чем у другого. Можно сказать, что у нее с одной стороны ноль, а с другой +1,5V. А можно сказать, что у нее со стороны плюса ноль, а со стороны минуса -1,5V. Это не важно, за ноль можно принять любую часть схемы. А теперь соединим последовательно две такие батарейки, на краях этой конструкции получается разница потенциалов 3V. Но, опять же, это не «абсолютное» напряжение (такового вообще быть не может) а именно напряжение одного полюса, относительно другого. И за ноль можно принять любую точку — как один из полюсов, так и контакт в центре между батарейками. Ноль это лишь условность — точка отсчета. Неизменно одно — там где электрический потенциал выше — там плюс.

Читайте также:  Преобразователи напряжения с 24 вольт до 12 вольт постоянного тока

Теперь вернемся к бытовой электрической сети. Один из ее проводников — ноль. Его электрический потенциал равен земле, это точка равновесия, от нее идут все отсчеты. А вот фаза — второй проводник, обладающий электрическим потенциалом, относительно этого нуля. Причем как положительным, так и отрицательным, в этом и заключается суть переменного тока. То есть, в определенный момент времени у нас фаза +220V, а ноль это ноль, получается, что фаза это плюс, а ноль — минус. Но проходит доля секунды и фаза становится -220V. То есть, потенциал фазы ниже нуля — фаза становится минусом, а ноль плюсом. Ноль остается на месте, а фаза 100 раз в секунду (50 полных циклов) меняет свое состояние [+220] [-220] [+220] [-220]. Так и получается, что в системе ноль и фаза постоянны, а минус и плюс меняются местами.

Источник