Параметры потребителей электроэнергии

Но прежде, чем мы приступим к рассмотрению новой темы, давайте вспомним, что называют потребителем электрической энергии.

Итак, мы с вами уже говорили, что приёмник или потребитель – это устройство, в котором происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии для её использования – например, осветительные лампы, электрические обогреватели, двигатели.

В электротехнике такие устройства называют нагрузкой.

Также напомним, что источник электрической энергии, нагрузка и соединительные провода – всё вместе это называется электрической цепью.

В основном все электрические цепи состоят из нескольких потребителей электроэнергии.

Но некоторые из этих потребителей, например, провода, выключатели и устройства защиты, потребляют совсем небольшое количество энергии, если сравнивать с главным потребителем, который выполняет некоторую работу. Именно этот главный потребитель и определяет режим работы электрической цепи.

Источник электроэнергии предоставляет потребителю энергию с определёнными параметрами. Эти параметры обязательно должны соответствовать параметрам потребителя, иначе потребитель не будет работать и в скором времени выйдет из строя.

Важно понимать, что систематическое, даже самое небольшое, превышение допустимых параметров может привести к преждевременной поломке электрического устройства в процессе эксплуатации.

Первым самым важным параметром потребителя электрической цепи является его электрическое сопротивление.

Давайте попробуем разобраться, что же это такое – сопротивление.

Проводники могут иметь одинаковый размер, но быть изготовлены из разных металлов.

И при подключении к одному и тому же источнику тока такие проводники будут совершенно по-разному себя вести, по-разному сопротивляться движению зарядов, и проводить разной силы ток.

Итак, электрическое сопротивление – это не что иное, как противодействие всей электрической цепи или отдельных её участков прохождению электрического тока.

Сопротивление измеряется в омах – в честь немецкого учёного Георга Ома.

Отсюда получаем, что величина сопротивления напрямую зависит от размеров и материала проводника. Вообще, сопротивление электрического проводника тем больше, чем он длиннее, чем меньше его поперечное сечение и чем хуже материал проводит электрический ток.

На принципиальных схемах проводник, обладающий электрическим сопротивлением, принято изображать в виде прямоугольника и обозначать латинской буквой R.

Напомним, что соединение проводников может быть последовательным или параллельным.

При последовательном соединении проводников с разным сопротивлением общее электрическое сопротивление будет равно сумме их электрических сопротивлений.

Что касается параллельного соединения проводников, кстати, именно этим соединением подключают потребителей электроэнергии в быту и на производстве, то здесь надо знать, что общее сопротивление всех потребителей уменьшается, а сила тока источника увеличивается. При этом возрастает опасность перегрузки сети, что может привести к пожару.

Следующим не менее важным параметром нагрузки электрической цепи является проводимость.

Вообще, под проводимостью принято понимать величину, которая обратна сопротивлению проводника. При параллельном соединении проводников общая проводимость будет равна сумме их проводимостей.

Ещё одним параметром потребителей электрической энергии является напряжение.

Вообще, под напряжением понимают работу, которую совершает источник электрического тока по перемещению единицы электрического заряда через нагрузку с сопротивлением R. Обозначается напряжение латинской буквой U и измеряется в вольтах – в честь итальянского физика АлессАндро Вольта.

Со школьного курса физика вам хорошо знаком закон Ома. Из него вытекает, что протекающий через проводник или потребитель ток тем сильнее, чем больше напряжение и чем меньше сопротивление.

Именно этим законом руководствуются при передаче электричества по линиям электропередач, так как одним из важнейших требований к линиям электропередачи является уменьшение потерь при доставке энергии потребителю. 

И последним параметром, о котором мы сегодня поговорим, будет мощность.

Вообще, мощностью называют работу, которую совершает источник тока в единицу времени, по перемещению определённого электрического заряда через потребитель. Мощность измеряется в ваттах – в честь английского изобретателя Джеймса Уатта. Мощность оборудования зависит как при постоянном токе, так и при переменном токе от действующих значений напряжения и силы тока.

Во всех параметрах потребителей электроэнергии, которые мы сегодня назвали: а это сопротивление, проводимость, напряжение и мощность, обязательно нужно разбираться. Ведь эти знания помогут вам грамотно пользоваться электроэнергией и сохранить вашу жизнь и здоровье в безопасности.

Вы должны были слышать, что проводник в электрической цепи из-за действия электрического тока может нагреваться. При нагревании проводника из любого металла происходит его окисление, при этом его сопротивление начинает увеличиваться, что впоследствии приводит к плавлению проводника и его разрушению. Поэтому для любого потребителя, для провода или любого другого элемента электрической цепи существует максимально допустимая мощность. При такой мощности проводник может довольно долго работать без каких-либо осложнений.

Если произойдёт превышение максимально допустимой мощности, то со временем любой элемент электрической цепи начинает разрушаться.

Все основные параметры потребителя обязательно наносят на корпус изделия: это рабочее напряжение, потребляемая мощность или сила тока.

Зная их, можно сразу же понять соответствует ли электроприбор параметрам остальных элементов электрической цепи.

Так, например, параметром проводов и вспомогательных элементов (выключателей, розеток, вилок, ламповых патронов) является максимально допустимая мощность, которую обязательно указывают на корпусе этих элементов. В техническом паспорте на провод обязательно будет записана  величина его площади сечения и допустимая сила тока.

Итоги урока

На этом уроке мы обсудили основные параметры потребителей электроэнергии. Узнали, что к этим параметрам относятся электрическое сопротивление, проводимость, напряжение и мощность. В параметрах потребителей электроэнергии, которые мы сегодня рассмотрели обязательно нужно разбираться. Так как эти знания помогут сделать пользование электроэнергией грамотным и безопасным для вашей жизни и здоровья.