Електроенергія є центром сучасного життя, але багато людей не знають її основ. Яка різниця між електрикою, яка проходить через лінії електропередач, електрикою в будинку та електрикою всередині приладу? Чому на висувному перемикачі на задній панелі комп’ютера написано 110 або 120 В змінного струму?
Основи
Електроенергія поставляється у двох основних варіантах: змінного та постійного струму. Потужність постійного струму постійно тече в одному напрямку, в ідеалі ніколи не перемикаючись і не коливаючись. Струм змінного струму багато разів у секунду перемикається з позитивного на негативний та негативного на позитивний.
Струм напруги і частота
Не існує такого поняття, як потужність змінного струму - це просто джерело змінного струму. Коли ви бачите на приладі 110 В змінного струму, це означає, що потужність змінного струму становить 110 вольт. Напруга є мірою "тиску в контурі". Це стосується того, наскільки сильно електрика штовхає ланцюг. Напруга допомагає визначити силу струму - кількість електрики, що протікає по ланцюгу щосекунди. Чим вище напруга, тим сильніше електрика штовхає ланцюг і тим більше електрики протікає через нього. AC також вимірюється в частоті - як швидко він змінює напрямок. Найбільша потужність змінного струму дорівнює 60 герц, що означає, що вона змінюється від негативного до позитивного до негативного знову 60 разів на секунду.
Типи
Більшість Сполучених Штатів використовує електроенергію від 110 до 120 вольт змінного струму. Електроніка, яку ми створюємо, розроблена таким чином, щоб вона могла впоратися з цим незначним коливанням потужності без несправностей. На відміну від них, Європа та більшість країн світу використовують потужність від 220 до 240 вольт. Заводи також використовують 240 вольт змінного струму, але з важливою різницею. Потужність на заводах - це трифазна потужність, що складається з трьох різних електричних сигналів змінного струму, які не синхронізуються між собою.
Переваги
Кожен раз, коли ви змінюєте енергію з однієї форми на іншу, ви втрачаєте трохи енергії. Генератори роблять електроенергію змінним струмом, тому має сенс передавати його в такому вигляді. Вироблена електроенергія має надзвичайно високу напругу, що мінімізує кількість втрат через лінії електропередач. Однак окремі будівлі використовують набагато меншу напругу. Електроенергія проходить через понижуючий трансформатор, пристрій, що знижує напругу змінного струму. Якби електроенергія в лініях електропередач була постійним струмом, її потрібно було б перетворити назад на змінний струм на кожному трансформаторі, перш ніж її можна було відмовити від влади - марнотратний процес, що вимагає багато додаткового обладнання.
Міркування
Більшість електронних пристроїв фактично не можуть відімкнути змінний струм. Натомість їм потрібне постійне низьковольтне живлення постійного струму. Ось чому майже кожен споживчий пристрій, який підключається до мережі, має джерело постійного струму. Спочатку потужність проходить через другий понижуючий трансформатор, щоб знизити його з 120 вольт до деякого значення, як правило, від 5 до 20. Потім він проходить через мостовий випрямляч, який перетворює потужність на постійне.
Міжнародна конверсія
Якщо ви подорожуєте за кордон, відмінності між стандартами живлення змінного струму в різних країнах створюють проблеми для мобільних електронних пристроїв. Типи штекерів різні, тому, наприклад, штепсельний роз’єм США не входить у німецьку розетку. Деякі сучасні пристрої оснащені адаптерами для різних країн; електронні схеми автоматично налаштовуються на різну напругу. Для інших пристроїв вам знадобиться міжнародний адаптер напруги, який перетворює вищі сторонні напруги в американський стандарт на 110 вольт. Адаптер підключається до настінної розетки, а ваш пристрій американського типу - до розетки адаптера. Перед поїздкою перевірте, чи можуть ваші пристрої використовувати міжнародне живлення змінного струму чи вам потрібно взяти з собою адаптери.