Supakorn Kaewinta / EyeEm / Getty Images
Za večino ljudi je elektrika skrivnostna sila, ki se nekako čarobno pojavi, ko prižgemo stikalo za luč ali vtaknemo v aparat. Kljub temu, da je znanost o pretoku električne energije zelo zapletena, je osnove električnega toka ali toka enostavno razumeti, če se naučite nekaterih ključnih izrazov in funkcij. Pomaga tudi primerjati pretok električne energije po žicah in pretok vode skozi cevi. Čeprav analogija ni popolna, so številne značilnosti električnega toka v žicah tokokroga podobne pretoku vode v vodovodnem sistemu.
-
Premikajoči se elektroni
Sharif Tarabay / Getty Images
Električni tok, ki mu rečemo električni tok, se pojavi na ravni delcev med atomi prevodnega materiala - v gospodinjskem vezju, to je bakreno ožičenje. V vsakem atomu so tri vrste delcev: nevtroni, protoni (ki nosijo pozitiven elektromagnetni naboj) in elektroni (ki imajo negativni naboj). Tu je pomemben delček elektron, saj ima edinstveno lastnost, da se lahko loči od svojega atoma in se premakne na sosednji atom. Ta tok elektronov ustvarja električni tok - skok negativno nabitih elektronov iz atoma v atom.
Kako delujejo generatorji
Kaj pošlje elektrone v gibanje? Fizika je zapletena, vendar v bistvu električni tok v žicah tokokroga omogoča generator generator (turbina, ki jo poganjajo veter, voda, atomski reaktor ali gorijo fosilna goriva). Leta 1931 je Michael Faraday odkril, da so električni naboji nastali, ko se material, ki vodi elektriko (kovinska žica), premika znotraj magnetnega polja. To je glavno delo sodobnih generatorjev: Turbine - bodisi s pomočjo padajoče vode ali pare, ustvarjene z jedrskimi reaktorji - v velikanskih magnetih vrtijo ogromne kolobarje iz kovinske žice in s tem povzročajo pretok električnih nabojev.
S tem vzpostavljenim masivnim električnim poljem pozitivnih in negativnih nabojev elektroni v žicah v celotnem elektroenergetskem omrežju začnejo delovati in začnejo teči v hipu z električnim poljem. Ko prižgete stikalo za luč ali vtaknete svetilko ali opekač, se pravzaprav dotaknete velikega toka elektronov, ki ga električni generatorji potegnejo in potisnejo na stotine kilometrov.
Električni generatorji so včasih primerljivi z vodnimi črpalkami - ne ustvarjajo električne energije (tako kot vodna črpalka ne ustvarja vode), ampak omogočajo pretok elektronov.
-
Tok = tok elektrike
Victor De Schwanberg / Knjižnica znanstvenih fotografij / Getty Images
Izraz tok se nanaša na preprost tok elektronov v tokokrogu ali električnem sistemu. Prav tako lahko primerjate električni tok s količino ali prostornino vode, ki teče skozi vodovodno cev. Električni tok se meri v amperaži ali amperih.
Izmenični in enosmerni tok
Električni tok obstaja v dveh vrstah: izmenični tok (AC) in enosmerni tok (DC). Tehnično enosmerni tok teče samo v eno smer, medtem ko izmenični tok obrača smer. V vsakodnevnem smislu je izmenični tok električna energija, ki ustvarja generator, ki upravlja z lučmi, napravami in vtičnicami v vašem domu, medtem ko je enosmerni tok oblika energije, ki jo zagotavljajo baterije. Na primer, vaše svetilke so enosmerni sistemi, medtem ko prodajalne vašega doma uporabljajo sistem izmeničnega toka.
Številni obnovljivi viri energije, kot so sončni in vetrni generatorji, proizvajajo enosmerno elektriko, ki se pretvori v AC za uporabo v domu. Akumulator avtomobila je sistem enosmernega toka, ki se uporablja za zagon motorja, ko pa se motor zažene, ima električni sistem alternator, ki začne ustvarjati izmenični tok za zagon različnih sistemov.
-
Napetost = tlak
Marek Jagoda / EyeEm / Getty Images
Napetost, znana tudi kot elektromotorna sila , se pogosto definira kot tlak elektronov v sistemu. Lahko ga primerjamo s pritiskom vode v cevi. Standardni tokokrogi v vašem domu imajo približno 120 voltov (dejanska napetost se lahko giblje med približno 115 do 125 voltov) ali 240 voltov (dejanski razpon: 230 do 250 voltov). Večina svetlobnih napeljav in vtičnic napaja 120-voltna vezja, sušilniki, štedilniki in druge večje naprave pa običajno uporabljajo 240-voltna vezja.
-
Moč = hitrost pretoka
Tom Chance / Getty Images
Izraz moč se nanaša na hitrost, s katero se električna energija razprši ali porabi. Skupna količina električne energije, ki jo porabi električni sistem v vašem domu, se odčita z električnim števcem komunalnega podjetja. Izmeri se v kilovatnih urah ali 1.000 vatnih ur in tako se zaračunava.
Vsaka električna naprava, na primer svetilka ali naprava, ima porabo, merjeno v vatih. Na primer, 100-vatna žarnica, ki gori 10 ur, porabi eno kilovatno uro električne energije.
Amp, volti in vati obstajajo v matematičnem razmerju drug do drugega, izraženo na naslednji način: vati = volti x ampi
Če ima aparat na 120 voltov in 10 amperov, bo med delovanjem porabil do 1200 vatov: 120 voltov x 10 amperov = 1200 vatov.
-
Ohms = odpornost
Stanley K Patz / Getty Images
Ohmi so merjenje upora proti toku elektronov skozi prevodni material. Večji kot je upor, manjši je pretok elektronov. Ta upor povzroči, da se v tokokrogu ustvari določena količina toplote. Razlog, da na primer sušilec za lase vroč zrak, je odpornost v notranjem ožičenju, ki proizvaja toploto. In odpornost v drobnih žicah žarnice z žarilno nitko povzroča, da se segreva in žari s svetlobo. Prav tako odpornost lahko pregreje podaljšek, če ga uporabljate na napravi, ki črpa preveč toka.
Pri ožičenju vezja lahko prevelik upor preobremeni vezje in povzroči električni požar. Ker so verjetno krivci slabih povezav, ki so posledica ohlapnih vijačnih sponk in korozije, je treba redno preverjati električne povezave, da se zagotovi varnost v električnem sistemu.
