Потребление и источнике электроэнергии

Электрическое сопротивление - это свойство противодействия всей электрической цепи или отдельных её участков прохождению электрического тока. В СИ сопротивление измеряется в омах (Ом) – по имени немецкого учёного Георга Ома.
Одним из основных параметров потребителя (нагрузки) в электрической цепи является его электрическое сопротивление.

э
Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, на принципиальных схемах изображается в виде прямоугольника и обозначается латинской буквой R
и
3

При последовательном соединении проводников с разным сопротивлением общее электрическое сопротивление равно сумме их электрических сопротивлений Rпосл = R1 + R2 + R3.
Величина, обратная сопротивлению проводника (1 / R), называется проводимостью.
При параллельном соединении проводников общая проводимость равна сумме их проводимостей 1/Rпар = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

и
В быту и на производстве все потребители электроэнергии (лампы накаливания, утюги, электрочайники, электромоторы и др.) подключаются к сети параллельно. В связи с этим надо запомнить, что при параллельном включении общее сопротивление всех потребителей уменьшается, а сила тока источника увеличивается. При этом возрастает опасность перегрузки сети, что может привести к пожару.
и

и
Следующими важными параметрами электропотребителей являются напряжение и мощность.
Напряжение — это работа, которую совершает источник электрического тока по перемещению единицы электрического заряда через нагрузку с сопротивлением R. Обозначается оно латинской буквой U и измеряется в вольтах (В) — в честь итальянского физика Алессандро Вольты.
и

и
Мощностью (Р) называется работа по перемещению через нагрузку определённого электрического заряда, которую совершает источник тока в единицу времени. Мощность измеряется в ваттах (Вт) — по имени английского изобретателя Джеймса Уатта.
и
и
и
и
P=A/t=I*U
A-работа эл. Тока на участке эл. цепи
U-электрическое напряжение на участке цепи
I-сила тока, А
t-время, в течении которого эл. Ток совершал работу, с
P-мощность тока, Вт

Как известно, проводник в электрической цепи способен нагреваться. При нагревании проводник из любого металла начинает постепенно окисляться, его сопротивление увеличивается, что в конце концов приводит к плавлению проводника и его разрушению. Поэтому для любой нагрузки, для провода или любого другого элемента электрической цепи существует максимально допустимая мощность, при которой проводник может длительно работать без каких-либо осложнений.

Превышение максимально допустимой мощности любого элемента электрической цепи приводит с течением времени к его разрушению.

Основными параметрами нагрузки, которые обычно наносятся на корпус изделия, являются рабочее напряжение, потребляемая мощность или сила тока. Зная их, можно определить соответствие электроприбора параметрам остальных элементов электрической цепи.

Параметром проводов и вспомогательных элементов (выключателей, розеток, вилок, ламповых патронов) является максимально допустимая мощность, которая отражена непосредственно на корпусе этих элементов или — в виде максимального напряжения и силы тока — на корпусе розеток. В техническом паспорте на провод приводится величина его площади сечения и допустимая сила тока.

Как мы уже знаем, электрическая энергия вырабатывается её источником под действием каких-либо внешних сил (в электромеханическом генераторе такой внешней силой является механическая сила, которая вращает его турбину). При этом в результате действия внешней силы каждый единичный электрический заряд при движении внутри источника приобретает некоторое количество энергии. Величина энергии, получаемой от внешних сил единичным электрическим зарядом внутри источника, называется электродвижущей силой источника (ЭДС). Как и напряжение, ЭДС источника измеряется в вольтах.

Электроэнергия – это энергия, которую вырабатывает электрический ток.

Опасным в электротехнике является короткое замыкание. Если соединить электроды источника тока проводом, получим то, что называется режимом короткого замыкания. Сила тока в режиме короткого замыкания источника становится непомерно большой, что приводит к выделению большого количества тепла внутри электромеханического генератора и разрушению в нём обмоток. (В гальванических источниках тока это ведёт к разрушению электродов.) Сила тока бывает настолько велика, что провод, замыкающий электроды источника, раскаляется докрасна и даже плавится.

Ток короткого замыкания опасен как для источника электрической энергии, так и для нагрузки и может привести к возгоранию проводов электрической цепи и пожару.

Для предохранения от короткого замыкания между источником и нагрузкой в разрыв проводов устанавливают защитные устройства в виде плавких предохранителей и автоматов защиты. Эти устройства предохраняют от повреждения станки, двигатели, генераторы, линии электропередачи, бытовые электроприборы и т. д. При отклонениях в работе электрической цепи они отключают потребители электроэнергии, предотвращая пожары, аварии, травматизм.

Примером защитного устройства электрической цепи служат плавкие предохранители, устанавливаемые для защиты квартирной электропроводки и электробытовых приборов (телевизоров, радиоприёмников и др.). Предохранитель представляет собой тонкую проволоку из легкоплавкого металла, вставленную в стеклянную или керамическую трубку. При неисправностях в электрической цепи, связанных с увеличением тока выше допустимого (при перегрузке или коротком замыкании), проволока нагревается и расплавляется. При этом происходит размыкание электрической цепи.

Нагрузка электрической цепи будет исправно выполнять положенную работу только в том случае, если её электрические параметры соответствуют параметрам источника и другим элементам цепи. Это означает, что рабочее напряжение нагрузки должно соответствовать рабочему напряжению источника, а мощность, потребляемая нагрузкой, не должна превышать его допустимой мощности. Так, все электроприборы, рассчитанные на напряжение 220 В, в электрической сети с напряжением 127 В практически работать не смогут из-за недостатка энергии. Поэтому нить накала лампы будет едва светиться, излучающая поверхность электрокамина станет лишь слегка тёплой, а вода в электрочайнике не вскипит.

Проверим знания
Что такое сопротивление проводника и в каких единицах оно измеряется?
Что такое мощность и в каких единицах она измеряется?
Чему равно полное сопротивление трёх одинаковых проводников, соединённых последовательно? параллельно?