Что такое переменный ток: определение
Этот термин слышал каждый, а вот что он означает, знают не все. Переменным называется хаотичное движение заряженных частиц, меняющее свою полярность от плюса к минусу с определенной частотой, которая измеряется в герцах (Гц). Если нарисовать график, то подобная величина будет выглядеть как синусоида, периодически пересекающая ось координат «Х». Если же говорить о трехфазном токе, то он протекает не по одному проводнику, а по трем. Синусоиды фаз в идеале совершенно идентичны, но сдвинуты во отношению друг к другу на 120 градусов.
Переменный ток встречается повсеместно. Он вырабатывается на электростанциях генераторами с различными приводами. Такой ток прост в передаче на различные расстояния и из него довольно просто получить постоянный, чего не скажешь об обратной трансформации. Для «транспортировки» с наименьшими потерями напряжение повышается до 25 кВ, вследствие чего, по законам физики, снижается сила тока, измеряемая в амперах (А). Когда он достигает нужной точки, то попадает на первичную трансформаторную подстанцию. На ней напряжение понижается до 6 кВ и отправляется дальше. Последний трансформатор еще понижает напряжение до привычных 0.4 кВ (400В). Именно этот ток по трем фазам попадает в многоквартирные дома. Здесь фазы равномерно распределяются, в результате чего в каждое жилище подводится 1 фаза, способная обеспечить помещения электрическим напряжением 220 В.
Так какой ток в розетке? Конечно же, переменный. Именно на нем работает практически вся бытовая техника. Если же устройству требуется постоянный ток, используются специальные трансформаторы с выпрямителями (диодными мостами), которые называются адаптерами. Подобными блоками питания часто оборудуются телевизоры, компьютеры, музыкальные центры.
Постоянный ток: особенности
Его сила и направление неизменны. Здесь проводники переносят определенный заряд – положительный или отрицательный. В быту за выработку постоянного тока отвечают не только адаптеры. Его можно получить из аккумуляторных батарей, гальванических элементов. Величины напряжения постоянного тока в быту невелики – обычно от 1.5 В до 24 В.
В промышленности его используют для двигателей с большими пусковыми токами. Это позволяет обеспечить плавную регулировку скорости вращения. Здесь прямой ток вырабатывается специальными генераторами, создающими вихревые потоки электромагнитного поля.
Что следует знать о силе тока и напряжении
Мало знать, какой ток в розетке — переменный или постоянный. Требуется учитывать множество других факторов. Многие считают, что чем выше его напряжение, тем он опаснее. На самом же деле все обстоит совершенно наоборот. Как уже говорилось, с повышением напряжения падает сила тока, а при поражении, для организма опасен именно этот параметр. Но данное утверждение верно только для постоянной величины. Переменный ток не имеет определенной силы – этот параметр будет зависеть от нагрузки. Чем больше приборов включено в электрическую розетку 220 вольт, тем выше данная величина в проводнике. Ограничителем повышения этого параметра будет служить защитная автоматика, которая не позволит силе тока возрасти до критических пределов, отключив питание домашней сети.
Как трехфазный ток преобразуется в однофазный
Осталось разобраться, почему мы пользуемся однофазным током с напряжением, величина которого составляет именно 220 Вольт. Для этого необходимо проследить путь, и трансформацию электроэнергии от электростанции до розетки в доме потребителя.
Мощные электростанции вырабатывают напряжение порядка 200 300 тысяч вольт, затем эта электроэнергия передается по высоковольтным ЛЭП на групповые распределительные подстанции, обслуживающие города, районы, крупные промышленные предприятия. Здесь происходит понижение напряжения, как правило, до 6000 Вольт и дальнейшая подача электричества на понижающие подстанции, трансформаторы которых снижают высокое напряжение до 380 Вольт.
Какой ток идет в розетке: характеристики бытового напряжения
Стандартное напряжение бытовой сети между фазой и нейтралью 220-240 В. Сила тока зависит от количества потребителей и их характеристик. Попробуем рассчитать параметры при подключении стиральной машины с водонагревателем, мощностью 2.5 кВт. Чтобы узнать, какая сила тока в розетке будет присутствовать при подключении подобного оборудования, необходимо уточнить некоторые величины. Для вычислений понадобится коэффициент мощности. Он указывается в технической документации и на шильдике прибора. Если этот показатель отсутствует, за расчет принимается величина в 0.95.
Чтобы узнать силу тока, возникающую в момент включения водонагревателя, необходимо умножить напряжение на коэффициент мощности, после чего на полученное значение разделить 2.5 кВт, которые потребляет стиральная машинка. Вычисления будут выглядеть следующим образом: 2500 Вт / (220 × 0.95) = 11,96 А. Получается, что обычная дешевая электрическая розетка 220 В не подойдет для подобного оборудования – ее максимум составляет 10 А. Придется приобрести более дорогое изделие, которое способно выдержать до 16 А.
Как можно измерить переменное напряжение
Изменять непостоянную напряженность сети, как и любые другие электрические характеристики сети, можно с помощью специальных измерительных приборов: вольтметров, амперметров, омметров. Современные тестеры и мультиметры содержат в себе функции их всех, поэтому лучше пользоваться ими. Для того чтобы измерить параметр, следует следовать инструкции:
Найти шкалу измерения на приборе, которая чаще всего находится справа. Выставить предел измерения, зная, что, например, в розетке приблизительно 220 вольт. Взять щупы и вставить их в источник
При этом неважно, какой щуп куда будет вставлен. Произвести измерения с учетом техники безопасности. Зафиксировать полученные показатели.
Таким образом, отличие постоянного напряжения от переменного есть, и оно существенное. На основании постоянных и непостоянных токовых сил изготовлены генераторы, конвертирующие механическую энергию в электрический ток различных видов, который можно быстрее и дальше подать по проводам.
Защитная автоматика: как она может спасти жизнь
Переписав все данные бытовых приборов, подключаемых к определенной линии, можно определить, какой ток в бытовых розетках образуется при включении всего оборудования одновременно. Это позволит подобрать защитные устройства с подходящими параметрами. Многие недооценивают роль УЗО в схеме электроснабжения, считая, что вполне достаточно обычного автоматического выключателя. Однако эти устройства имеют совершенно разное назначение.
Автоматический выключатель предназначен для принудительного или аварийного размыкания цепи в случае возникновения перегрузки или короткого замыкания. Но он не способен защитить человека от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции токоведущего проводника и его соприкосновении с открытыми участками тела. Зато эту работу с успехом выполняет УЗО. Если в помещении оборудованы розетки с заземлением, то при пробое возникает утечка тока, которую фиксирует устройство защитного отключения, моментально прерывая подачу электроэнергии. Проблема УЗО лишь в том, что оно не реагирует на короткое замыкание, вследствие чего может сгореть. Именно по этой причине устройство защитного отключения монтируется в паре с автоматическим выключателем.
Номинальный ток потребителя
Любое устройство, используемое в электрических сетях постоянного или переменного напряжения, имеет определенные параметры. Одним из них является номинальный ток.
Эта характеристика показывает, сколько ампер может быть пропущено через основную электрическую цепь устройства в течение длительного времени.
В этом плане электрические розетки не составляют исключения из правил. Их также можно разделить в зависимости от номинального тока. Стандартными значениями для однофазных устройств бытового назначения являются 6, 10, 16, 25 и 32 ампер.
ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Условное обозначение розетки на схеме
Розетки на 6 – 16 ампер используются наиболее часто и могут быть объединены в группы, получающие питание по выделенной линии от квартирного электрощитка. Устройства с номинальным током 25 ампер предназначены для питания более мощных потребителей.
Что же касается розеток на 32 ампера, то они выпускаются в большинстве случаев в трехфазном исполнении и предназначены для подключения особенно мощных потребителей, таких как электрические плиты или варочные поверхности.
Напряжение сети и его изменения
Понятно, что вопрос, сколько ампер ток в розетке, некорректен – это величина изменяемая. Но почему может падать или резко повышаться напряжение в сети? Чаще всего причин возникновения подобных проблем бывает две – изношенный трансформатор на подстанции, требующий замены и неквалифицированные электромонтеры, которые производили расключение фаз перед сдачей дома в эксплуатацию. Если с первым вариантом все более или менее ясно, то на втором стоит остановиться более подробно.
Причины перекоса фаз и его последствия для бытовой техники
Если на площадке расположены три квартиры, то расключение производится следующим образом – общий ноль на все помещения и по одной из трех фаз на каждое. При этом на каждом этаже производится замена стояка. Если на первом третья фаза подключена к двухкомнатной квартире, на втором она пойдет на четырехкомнатную, еще выше это будет питание однокомнатной. Такое чередование позволяет равномерно распределить нагрузку. Если же одну фазу пустить по всем четырехкомнатным квартирам подъезда, да еще и представить холодную зиму с необходимостью использования электрических радиаторов, несложно понять, каким образом перегружается сеть. В этом случае напряжение на линии может упасть. Вследствие перекоса фаз дополнительная нагрузка будет осуществляться и на трансформатор.
Теперь представим, что люди возвращаются с работы (обычно в одно и то же время), на улице потеплело, потому в нескольких квартирах разом выключили радиаторы. Результат предсказуем – скачок напряжения и возможный выход из строя бытовых приборов. Часто подобное случается в квартирах с неправильно подобранной автоматикой и отсутствием розеток с заземлением.
Требования к штепсельным соединениям
Для подключения электроприбора к сети розетка с вилкой являются соответственно источником и приемником энергии, образуя штепсельное соединение. К нему предъявляются следующие требования.
Надежный контакт. Слабое соединение приводит к разогреву и выходу его из строя
Важно также обеспечить надежную фиксацию от самопроизвольного отключения. Здесь удобно применять пружинящие контакты в розетке. Изоляция токонесущих частей друг от друга. Защита от прикосновения руками или разными предметами к деталям, находящимся под напряжением
Для защиты от детей в розетках предусматриваются специальные шторки, открывающиеся только тогда, когда вставляется вилка. Обеспечение полярности при подключении. Это важно, если через соединение течет постоянный ток или устройство применяется в сочетании с однополюсным выключателем. Конструкция розетки не допускает неправильного подключения. Наличие заземления для приборов 1 класса защиты. В розетках важно правильно подключить заземление.
Несколько советов по выбору розеток УЗО и АВ
Первым делом следует выписать отдельно мощности всех бытовых приборов, разделив их на группы, от которых они будут запитаны. Вычислив, какой ток в розетке будет максимальным, можно определить параметры автоматического выключателя и УЗО, требуемого для конкретной линии. Если планируется общее устройство защитного отключения, то все показатели силы тока складываются. Такое вполне допустимо, но следует помнить, что на каждую группу должен стоять отдельный автоматический выключатель. Он устанавливается после УЗО, которое запитывается от прибора учета электроэнергии. Здесь между счетчиком и устройством защитного отключения необходима установка общего автомата. Он защитит УЗО в случае короткого замыкания или нагрева проводки. Еще одно место обязательной установки автоматического или пакетного выключателя – перед электросчетчиком. Им пользуются в случае необходимости замены или обслуживания прибора учета.
Подводя итоги
Информация по вопросу, какой ток в розетке, прояснилась – переменный. Его величина не определена и зависит только от потребляемой мощности включенных в сеть бытовых приборов. Напряжение в сети — 220-240 В. Домашнему мастеру, не занимающемуся вопросами электротехники профессионально, этих характеристик вполне достаточно. Если же потребуется вычислить силу тока в домашней сети при полной нагрузке, всегда можно воспользоваться представленными в статье расчетами. Подобное может понадобиться для выбора защитной автоматики с необходимыми параметрами, а также при полной замене электропроводки.
Практическое значение различий
Вот такой он, переменный и постоянный ток. В чем разница, разобраться не так уж сложно. Различие есть и очень большое. Источник постоянного тока не позволит подключить сварочный, да и любой другой, трансформатор. При расчёте изоляции или конденсаторов на пробой берётся не действующее, а максимальное значение напряжения. Ведь наверняка может возникнуть мысль: «а зачем в сети 220 вольт конденсаторы на 400?». Вот и ответ, в сети 220 В напряжение доходит и до 380 В при нормальной работе, а при небольшом сбое и 400 В не предел.
Люди давно привыкли к благам электричества и многим все равно, какой ток в розетке. На планете 98% вырабатываемой электроэнергии – это переменный ток. Его намного легче производить и передавать на значительные расстояния, чем постоянный. При этом напряжение может многократно изменяться по величине в сторону понижения и повышения. Сила тока существенно влияет на потери в проводах.
Передача электроэнергии на расстояние
Параметры домашней сети всегда известны: переменный ток, напряжение 220 вольт и частота 50 герц.
Они подходят преимущественно для электродвигателей, холодильников и пылесосов, а также ламп накаливания и многих других приборов. Многие потребители работают при постоянном напряжении в 6-12 вольт. Особенно это относится к электронике. Но питание приборов должно приводиться к одному типу. Поэтому для всех потребителей ток в розетке должен быть переменным, с одним напряжением и частотой.
