Prebivalec sodobnega mesta je že dolgo ne morem si predstavljati svojega življenja brez elektrike. Povsod nas obdaja, sploh ne opazimo njegove vseprisotne prisotnosti, spomnimo se, kako jo potrebujemo le, ko se nesreče zgodijo na električnih podstanicah.
Ni presenetljivo, da je največ, kar se povprečni laik lahko spomni na elektriko, ta, da se "meri v voltih", to je v navadni bateriji prsta - en in pol voltov, kar je zelo malo in varno. V avtomobilski bateriji - 12 voltov, je že opazno večji, a še vedno varen. Toda v gospodinjski vtičnici - 220v, tega je že veliko, neprevidno zdravljenje se lahko na žalost konča. Vendar je tako visoka napetost potrebna za pogon vseh naprav, ki porabijo veliko energije..
Tisti, ki so se morali ukvarjati z industrijsko opremo, vedo, da je bil standard sprejet v proizvodnji 380v, ker delovanje industrijske opreme zahteva še več moči kot v vsakdanjem življenju.
Toda mnogi so opazili, da je na tipskih ploščicah ali v potnih listih vrednost napajalne napetosti pogosto označena z drobcem 220 / 380v:
To je že presenetljivo - torej kakšna napetost je primerna za to električno ploščo ali je potrebno napajati to električno napravo? Zakaj sta obe vrednosti blizu skupaj? Kakšna je razlika med enim in drugim??
Kakšna napetost kaže
Iz šolskega tečaja fizike je znano, da je električno polje posebne vrste zadeve, ki nastane okoli električnih nabojev. Opazimo ga lahko z ustvarjanjem naboja, na primer z uporabo trenje - Po česanju začne glavnik privabiti majhne koščke papirja. Če se nabiti delci gibljejo vzdolž prevodnika, potem v prevodniku trenutno, in okoli dirigenta - magnetno polje, s katerimi lahko opravite koristno delo. Ta pojav je podlaga za delovanje elektromotorjev. In obratno - če magnet premaknete blizu prevodnika (ali znotraj prevodne tuljave) - se bo v prevodniku pojavil električni tok - električni generatorji temeljijo na tem pojavu.
Možno je ustvariti tudi gibanje nabitih delcev vzdolž prevodnika z uporabo posebnih kemičnih reakcij - kemični viri toka temeljijo na tem pojavu. - baterije in baterije.
Pokliče se »sila«, s katero se bodo naboji premikali po prevodniku električna napetost, merska enota je volt. In število teh nabojev, ki se gibljejo vzdolž prevodnika - električni udar, merska enota - ampere.
Običajna baterija je dovolj za vžig baterijske svetilke, a za veliko dela je potrebna veliko več napetosti, ki jo ustvarijo posebni veliki generatorji.
Neposredni in izmenični tok
Obstaja pa še ena zelo pomembna razlika med električno energijo iz baterije in iz gospodinjske vtičnice.
Naboji, ki jih ustvari baterija, vedno izstopijo z enega pola in pridejo na drugega. Dirigenti povežejo drogove skozi nekakšno obremenitev, naboji tečejo po njih v eno smer in opravljajo koristna dela. Ta tok se imenuje stalna.
Vendar to ni edina možnost za gibanje nabojev vzdolž prevodnika. Delci, ki nosijo naboje (običajno elektrone), lahko spremeni smer. Najprej se premaknite na eno stran, nato na drugo in nato nazaj in tako naprej. Poleg tega to storite zelo pogosto (za ruske linije - 50-krat na sekundo). Pravzaprav se v tem primeru naboji ne premikajo, ampak le nihajo okoli nekega srednjega položaja. Vendar pa lahko opravijo tudi koristno delo. Ta tok se imenuje spremenljivk.
Izmeri se tudi njegova napetost voltov, vendar to pomeni povprečna vrednost, ki bi bil dejansko enak delovanju enosmernega toka iste napetosti. V trenutkih največje moči trenutna napetost omrežja 220 doseže 310v!
Napajalni tok ima številne zelo pomembne lastnosti, kar je povzročilo njegovo široko uporabo v človekovem življenju. Najpomembnejša sta dva:
- Enostavna pretvorba s transformatorjem.
- Enostavnost in poceni AC motorjev.
Zadnjo funkcijo ima ključna vrednost. Za vrtenje elektromotorja je potrebno ustvariti vrtljivo magnetno polje. Če se motorju dovaja enosmerni tok, bo treba ustvariti vrtljivo magnetno polje s pomočjo strukturnih elementov samega motorja. Prej je bilo to storjeno z uporabo posebnega sklop zbiralnika krtač, ki med vrtenjem motorja vrti navitja tako, da se magnetno polje vrti za potreben kot. Sodobni enosmerni motorji za to uporabljajo posebna elektronska vezja, a bistvo njihovega dela se ne spremeni - vrtijo magnetno polje, ko se rotor vrti.
AC faze
Enota za zbiranje ščetk ali elektronsko krmiljenje - to so precej zapletene in drage naprave. Vendar obstaja še ena možnost, veliko lažja. Električni energiji lahko takoj dostavimo motor, tako da se v njem ustvari vrtljivo polje. In izmenični tok je najbolj primeren za to. Samo ga je potrebno predložiti na poseben način - "po vrsti" z uporabo več vrstic, ki se pokličejo faz. In motor bo vseboval več navitij, vsaka vrstica ima svoje.
Izkazalo se bo zelo priročno - v eni vrstici se naboji premikajo z največjo hitrostjo, ta linija pa ustvari največje magnetno polje v svojem navijanju, rotor motorja ga bo pritegnil čim več. V tem času se naboji počasneje premikajo po drugih linijah, magnetno polje, ki ga ustvarijo, je manjše. In v tem času, dokler se rotor ne obrne na prvo navijanje, bo v naslednjem navijanju največja hitrost nabojev (in največje magnetno polje), rotor se bo zagnal privlači k njej. Ko se rotor obrne naprej, se bo ob naslednjem navijanju pojavilo največje magnetno polje - in tako naprej v krogu, bo rotor nenehno privlačil navitje z največjim magnetnim poljem, ki se bo v naslednjem navitju nenehno pojavljalo v smeri vrtenja.
Za organiziranje takšnega magnetnega polja, ki se stalno giblje v krogu, je potrebno več vrstic. Če sta dva, potem obstaja negotovost v smeri vrtenja - kot med navitjema v obe smeri je negotov 180⁰. S tremi navitji ni take negotovosti, kota med navitji bo 120⁰. Ta izmenični tok se imenuje tri faze.
V tem primeru se izkaže, da je priročno povezati navitja skupaj na eni strani, ko prejmete zvezdasto povezavo.
Če izmerimo napetost med središčem "zvezde" in koncem katerega koli od navitij, dobimo enakih 220v, ki so primerne za navadne gospodinjske prodajalne. V bistvu sta dva pola vtiča električne vtičnice - to je središče in ena od faz industrijske AC zvezde.
380 voltov od 220
In od kod prihaja številka 380v? Spomnimo se, da se izmenični tok prenaša tako, da je najvišja vrednost iz naslednje vrstice v naslednjo. Izkazalo se je, da se naboji v eni žici premikajo naprej z največjo hitrostjo, v drugih pa se v tem času že premikajo nazaj in s tem povečajo svojo hitrost. Če bi obstajali le dve fazi, bi največja hitrost nabojev v eni vrstici ustrezala največji hitrosti gibanja nabojev v nasprotni smeri v drugi, napetost med njima pa bi se podvojila (440v) V trifaznem primeru je situacija bolj zapletena. V trenutku največje hitrosti gibanja nabojev vzdolž ene črte, v drugih - naboji se premikajo v nasprotno smer, vendar ne z največjo hitrostjo. Kot rezultat, napetost med fazami postane enaka 380v.
Splošno in razlike
Tako je napetost 380 voltov napetost med dvema od treh faz. V tem primeru je med skupno točko in vsako od faz napetost 220 voltov. V običajni gospodinjski električni vtičnici je ravno taka napetost.
Praviloma so primerne za velike večnadstropne zgradbe. štiri žice - tri faze plus skupna žica. In znotraj osrednje plošče se porabniki porazdelijo po fazah, tako da je obremenitev vseh treh faz približno enaka.Za industrijska podjetja se uporabljajo vse tri faze hkrati. Industrijski elektromotorji imajo vse in jih uporabljajo.
Ko gre za "omrežje 220v" - običajno pomeni, gospodinjsko električno omrežje, ki predstavlja samo eno fazo. Ko gre za "380v omrežje" - vedno pomeni vse tri faze, in štiri vrstice. Še več, v katerem koli 380-voltnem vodu je vedno 220 voltov - za pridobitev takšne napetosti je dovolj, da se povežete z eno od faz in na skupno točko.
