Was ist der Strom in der Haussteckdose - AC oder DC?
Moderne Elektrogeräte sind so benutzerfreundlich wie möglich gestaltet. Um sie zu verwenden, ist es überhaupt nicht erforderlich zu wissen, welcher Strom in der Steckdose fließt, an die sie angeschlossen sind. Solches Wissen kann im Alltag niemals nützlich sein - es reicht normalerweise aus zu wissen, dass sich in der Steckdose ein Strom befindet, dank dessen alle Haushaltsgeräte funktionieren.
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Wo Elektrizitätskenntnisse nützlich sein können
Es ist gut, wenn Fragen zu den Funktionsprinzipien von Elektrogeräten einfach aus "sportlichem Interesse" entstehen. Schlimmeres passiert bei einer Reise in ein anderes Land, wo unvorbereitete Reisende überrascht sind, Outlets eines unbekannten Typs zu finden. Wenn zuvor eine Person auf die Inschriften in der Nähe "ihrer" Steckdosen geachtet hat, kann es bei "Fremden" zu einer anderen Frequenz und Spannung kommen. Um zu verstehen, warum dies geschieht, müssen Sie sich zumindest allgemein mit den Grundlagen der Elektrotechnik vertraut machen.
DC und AC
Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines elektrischen Stroms. Jedes Elektrogerät ist für einen bestimmten Typ ausgelegt und funktioniert bei falschem Anschluss einfach nicht.
Jeder dieser Ströme wird durch ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das freie Elektronen dazu zwingt, sich in Metallen oder anderen Leitern zu bewegen. Aber mit Konstante fliegen sie immer in eine Richtung und der Wechselstrom zieht sie hin und her. In jedem Fall bewegen sie sich und arbeiten, aber Geräte zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie müssen anders gemacht werden. Das heißt, ein Elektromotor kann zum Beispiel sowohl aus Gleichstrom als auch aus Wechselstrom hergestellt werden, aber der erste kann nicht in den zweiten Stromkreis aufgenommen werden.
Wenn die meisten Elektrogeräte mit Gleichstrom betrieben werden, ist es rentabler, einen Wechselstrom zu verwenden, um Elektrizität über große Entfernungen zu übertragen - er ist nicht so empfindlich gegenüber dem Widerstand von Leitern. Daher kann es keine zwei Meinungen darüber geben, was Strom in einer Haushaltssteckdose ist: konstant oder variabel - die zweite Option wird immer verwendet.
Dieses Video beschreibt den historischen Hintergrund für die Verwendung von Wechselstrom in Stromnetzen:
Phase und Null
Diese Konzepte beziehen sich ausschließlich auf Wechselstrom. Es ist allgemein anerkannt, dass die Phase in der Steckdose analog zum Plus eines Gleichstroms und Null - zum Minus ist, daher schlägt die Null nicht, wenn Sie sie berühren. Tatsächlich ist alles etwas komplizierter - bei Wechselstrom ändern sich Plus und Minus ständig, daher fließt in einem geschlossenen Stromkreis (mit angeschlossener Last) auch ein Strom bei Null. Tatsache ist jedoch, dass es wirklich nicht schlägt, selbst wenn Sie es mit bloßen Händen nehmen - bei elektrischen Arbeiten suchen sie nach der Stelle, an der sich die Phase in der Steckdose befindet, und isolieren diesen Draht ohne Fehler, und der Rest bleibt ohne große Angst frei.
Bei einer ordnungsgemäß angeschlossenen und normal funktionierenden elektrischen Verkabelung schockiert Null eine Person nicht, da das sogenannte Schema zum Verbinden von Verbrauchern mit einem nicht geerdeten Neutralleiter verwendet wird. Dies bedeutet, dass der Neutralleiter am Umspannwerk und am Eingangspunkt des Hauses geerdet ist und der Strom, falls vorhanden, durch die Person fließt.
Erdung
Eine Steckdose ohne Erdungskabel ist für alte Häuser keine Seltenheit, da bisher leistungsstarke Elektrogeräte im Alltag praktisch nicht zum Einsatz kamen. Die modernen Sicherheitsanforderungen für Elektrogeräte sind viel strenger, sodass Steckdosen, die ohne Erdung installiert werden, auch in einem Projekt nicht verwendet werden können.
Die Bedeutung der Erdung liegt im zusätzlichen Schutz. Wenn eine Steckdose ohne Schutzerdung verwendet wird, ist in den meisten Fällen der Körper der Geräte an eine funktionierende Null angeschlossen. Wenn die Phase auf das Gerätegehäuse trifft (im Falle eines Isolationsausfalls), tritt ein Kurzschluss auf und die Schutzstecker werden herausgeschlagen. Dies führt unter einer Bedingung zu einer Beschädigung des Geräts und ist für eine Person relativ sicher - wenn sie das Gerät zum Zeitpunkt des Kurzschlusses nicht berührt hat. Andernfalls trifft bis zum Auslösen des Schutzes ein Kurzschlussstrom auf die Person, der zehnmal höher als der Nennwert ist.
Buchsen mit Erdung trennen die Null in eine funktionierende, die für den Betrieb des Geräts erforderlich ist, und eine schützende. Das Gehäuse ist jetzt mit Masse verbunden und Null funktioniert normal. Wenn eine Phase auf das Gehäuse fällt, „entfernt“ der Erdungskontakt der Steckdose diese von der Person, selbst wenn sie das Gerät in diesem Moment berührt, und die Schutzautomaten schalten die Stromversorgung aus. Es schockiert eine Person nicht, es tritt kein Kurzschluss auf und das Gerät bleibt, wenn möglich, intakt. Es bleibt nur die Stelle zu finden, an der die Isolierung beschädigt wurde, und die Fehlfunktion zu beseitigen.
Infolgedessen gibt es keine Frage, was besser zu stellen ist - Steckdosen, die ohne Erdung oder noch mit Erdung betrieben werden -, der PUE erfordert eindeutig die Installation eines Geräts des zweiten Typs.
Elektrische Spannung
Wenn Sie keine wissenschaftlichen Begriffe wie "elektrische Feldstärke" und "Potentialdifferenz" verwenden, helfen die folgenden Analogien zu verstehen, welche Spannung im Netzwerk liegt und warum genau dies der Fall ist:
Potential und kinetische Energie sind ein sehr vereinfachtes Beispiel, aber der Punkt ist, dass die Spannung zeigt, welche Kräfte beim Bewegen einer elektrischen Ladung verwendet werden können. Der Hauptunterschied besteht darin, dass potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt wird und die Spannung immer stabil ist. Sie können diese Analogie verwenden, da zwar kein Gerät an die Steckdose angeschlossen ist, sich jedoch eine Spannung darin befindet, die bereit ist, geladene Teilchen zu bewegen, aber kein elektrischer Strom vorhanden ist. Die Bewegung des elektrischen Stroms beginnt nur, wenn sie an die Lastdrähte angeschlossen ist (oder wenn Null und Phase geschlossen sind).
Je höher die Spannung, desto höher die "Druck" -Fähigkeit - dies bedeutet, dass bei ausreichend großen Werten der Strom das Dielektrikum zwischen den Drähten "durchbricht". Unter normalen Bedingungen ist das Dielektrikum zwischen den Drähten Luft. Je höher die Spannung, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwischen ihnen Blitze (Kurzschlüsse) auftreten. Diese Eigenschaft wird in Piezo-Feuerzeugen und Zündmechanismen für Industrieöfen verwendet, nur im ersten Fall beträgt der Abstand zwischen den Kontakten 0,5 mm und die Spannung beträgt mehrere Volt, und im zweiten Fall beträgt der Abstand zwischen den Kontakten 10 bis 15 Zentimeter und die Spannung etwa 10 Tausend Volt.
Für Stromleitungen zwischen Städten wird eine Spannung von 150-600.000 Volt verwendet, in den Vororten von 4-30.000 Volt, und für Verbraucher beträgt die Spannung in der Steckdose bereits 100-380 Volt. Verschiedene Länder haben ihre eigenen Standards, daher lohnt es sich, diesen Punkt vor Reiseantritt zu überprüfen.
Elektrische Stromfrequenz
Einer der AC-Parameter, der angibt, wie oft pro Sekunde die Bewegungsrichtung von Plus nach Minus geändert wird. Der vollständige Zyklus der Änderungen - von Null nach Plus, dann nach Minus und zurück nach Null - wird als Hertz bezeichnet.Weltweit werden zwei Frequenzstandards verwendet - 50 und 60 Hertz.
Frequenz und Spannung bestimmen den Stromverlust während der Übertragung - je höher die Frequenz, desto geringer die Verluste. Daher wird die erste Option bei einer Netzwerkspannung von etwa 220 Volt und die zweite bei 110 Volt verwendet.
Die Frequenz des Stroms hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich die Generatoren in den Kraftwerken drehen. Es bleibt immer unverändert - im Gegensatz zur Spannung ist ein Fehler von 0,5-1 Hertz zulässig.
Stromstärke
Auf dem Deckel der Steckdose sehen Sie die Aufschrift 6, 10 oder 16A. Dies bedeutet nicht, dass der Strom in der Buchse solche Werte erreicht - dies sind die Maximalwerte, für die die Buchsenkontakte ausgelegt sind. Dementsprechend sollte ein Messgerät, ein Amperemeter, in den Stromkreis eingebaut werden, um herauszufinden, wie hoch die Stromstärke ist oder wie viele Ampere sich derzeit in der Steckdose befinden.
Wenn zum Beispiel ein Wasserkocher 2000 Watt verbraucht, muss 2000 durch 220 geteilt werden. Es stellt sich heraus, dass es ungefähr 9 Ampere sind - die aktuelle Stärke, 18-mal mehr als nötig, um eine Person zu töten.
Es ist beispielsweise schwieriger, die Stromstärke eines Computers zu berechnen. Erstens, wenn es funktioniert, werden mehrere Geräte gleichzeitig mit dem Netzwerk verbunden. Zweitens verbrauchen energiesparende Technologien Prozessorressourcen auf ein Minimum und übertakten sie nur bei der Lösung komplexer Probleme. Daher ändert sich die Stromstärke periodisch.
Dies sind alle grundlegenden Eigenschaften eines elektrischen Stroms, die ausreichen, um zumindest eine allgemeine Vorstellung davon zu bekommen. Wenn Sie in ein anderes Land reisen, in dem möglicherweise andere Standards gelten, reicht es aus, herauszufinden, welche Spannung und Frequenz im Netzwerk vorhanden sind. Wenn sie sich von denen unterscheiden, für die das Telefon aufgeladen ist (oder von anderen Geräten, die auf Reisen mitgenommen werden können), müssen Sie zusätzlich entscheiden, was in dieser Situation zu tun ist.