Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Pro většinu lidí je elektřina záhadnou silou, která se nějakým způsobem kouzelně objeví, když přepneme vypínač nebo připojíme zařízení. Přestože věda o toku elektřiny je velmi složitá, základy elektrického toku nebo proudu, jsou snadno srozumitelné, pokud se naučíte některé klíčové pojmy a funkce. Pomáhá také porovnávat tok elektřiny vodiči s průtokem vody trubkami. Ačkoli analogie není dokonalá, mnoho charakteristik elektrického toku v obvodových vodičích je podobných toku vody v instalatérském systému.
Tady je to, co potřebujete vědět o toku elektřiny.
- 01 z 05
Pohybující se elektrony
To, co nazýváme elektrický proud, se vyskytuje na úrovni částic mezi atomy vodivého materiálu - v obvodu domácnosti, to je měděné vedení. V každém atomu jsou tři typy částic: neutrony, protony (nesoucí kladný elektromagnetický náboj) a elektrony (nesoucí záporný náboj). Důležitou částicí je zde elektron, protože má jedinečnou charakteristiku schopnosti oddělit se od svého atomu a přesunout se k sousednímu atomu. Tento tok elektronů vytváří elektrický proud - skok záporně nabitých elektronů z atomu na atom.
Jak fungují generátory
Co posílá elektrony do pohybu? Fyzika je komplikovaná, ale v podstatě je elektrický tok v obvodových vodičích umožněn generátorem (turbína poháněná větrem, vodou, atomovým reaktorem nebo spalováním fosilních paliv). V roce 1931 Michael Faraday objevil, že elektrické náboje vznikají, když se materiál, který vede elektřinu (kovový drát), pohybuje v magnetickém poli. Toto je hlavní princip, kterým moderní generátory pracují: Turbíny - ať už poháněné padající vodou nebo párou vytvářenou jadernými reaktory - otáčejí obrovskými cívkami kovového drátu uvnitř obřích magnetů, což způsobuje tok elektrických nábojů.
S tímto vytvořeným masivním elektrickým polem kladných a záporných nábojů elektrony ve vodičích v celé energetické síti skočí do činnosti a začnou proudit v kadenci s elektrickým polem. Když otočíte spínačem světla nebo zapojíte lampu nebo topinkovač, ve skutečnosti se napojujete na velký tok elektronů, které jsou utahovány a tlačeny generátory nástrojů, které mohou být stovky mil daleko.
Elektrické generátory jsou někdy přirovnávány k vodním čerpadlům - nevytvářejí elektřinu (stejně jako vodní čerpadlo nevytváří vodu), ale umožňují tok elektronů.
- 02 z 05
Proud = tok elektřiny
Termín proud odkazuje na jednoduché tok elektronů v obvodu nebo elektrickém systému. Můžete také přirovnat elektrický proud k množství nebo objemu vody protékající vodním potrubím. Elektrický proud se měří v proudu nebo v ampérech.
AC vs. DC proud
Elektrický proud existuje ve dvou typech: střídavý proud (AC) a stejnosměrný proud (DC). Technicky stejnosměrný proud proudí pouze v jednom směru, zatímco střídavý proud směr obrací. V každodenních podmínkách je střídavý proud formou elektřiny generované generátorem, který provozuje světla, spotřebiče a zásuvky ve vaší domácnosti, zatímco stejnosměrný proud je formou energie poskytované bateriemi. Například vaše baterky jsou systémy stejnosměrného proudu, zatímco domácí zásuvky používají systém střídavého proudu.
Mnoho obnovitelných zdrojů energie, jako jsou solární a větrné generátory, vyrábí stejnosměrnou elektřinu, která se převádí na střídavý proud pro použití v domácnosti. Baterie automobilu je stejnosměrný systém používaný ke spouštění motoru, ale jakmile je motor spuštěn, má elektrický systém automobilu alternátor, který začíná vytvářet střídavý proud pro provoz různých systémů.
- 03 z 05
Napětí = tlak
Napětí, také známé jako elektromotorická síla, je často definován jako tlak elektronů v systému. Lze to přirovnat k tlaku vody v potrubí. Standardní obvody ve vaší domácnosti přenášejí buď přibližně 120 voltů (skutečné napětí se může pohybovat mezi přibližně 115 až 125 volty), nebo 240 voltů (skutečný rozsah: přibližně 230 až 250 voltů). Většina svítidel a zásuvek je napájena 120 voltovými obvody, zatímco sušičky, sporáky a další velká zařízení obvykle používají 240 voltové obvody.
- 04 z 05
Příkon = průtok
Termín příkon označuje rychlost, při které se rozptýlí elektrická energie, nebo spotřebované. Celkové množství energie spotřebované elektrickým systémem ve vaší domácnosti se odečítá přes elektroměr energetické společnosti. Měří se v kilowatthodinách nebo 1 000 watthodinách, a tak vám jsou účtovány poplatky.
Každé elektrické zařízení, například svítidlo nebo zařízení, má míru využití měřenou ve wattech. Například 100 wattová žárovka hořící po dobu 10 hodin využívá jednu kilowatthodinu elektřiny.
Zesilovače, volty a watty existují ve vzájemném matematickém vztahu, vyjádřeno takto: Watty = volty x zesilovače
Pokud je zařízení dimenzováno na 120 voltů a 10 ampérů, spotřebuje při provozu až 1200 wattů: 120 voltů x 10 ampérů = 1200 wattů.
Pokračujte na 5 z 5 níže. - 05 z 05
Ohmy = odpor
Ohmy jsou měření odpor vůči toku elektronů vodivým materiálem. Čím vyšší je odpor, tím nižší je tok elektronů. Tento odpor způsobuje, že v okruhu vzniká určité množství tepla. Důvodem, proč fén fouká například horký vzduch, je odpor vnitřního vedení, které vytváří teplo. A odpor malých vodičů žárovky způsobuje, že se zahřívá a září světlem. Je to také odpor, který může přehřát prodlužovací kabel, pokud je použit na zařízení, které odebírá příliš mnoho proudu.
V zapojení elektrického obvodu může příliš velký odpor přetížit obvod a způsobit elektrický požár. Protože je pravděpodobné, že za to mohou špatná připojení způsobená věcmi, jako jsou uvolněné šroubové svorky a koroze, je třeba pravidelně kontrolovat elektrické připojení, aby byla zajištěna bezpečnost elektrického systému.
