Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Warto przeczytać

W domowej instalacji elektrycznej w Polsce płynie prąd przemienny, jednofazowyprąd jednofazowyjednofazowy, o napięciu skutecznymnapięcie skutecznenapięciu skutecznym 230 V i częstotliwości 50 Hz, a w miejscach szczególnie narażonych na porażenie prądem, instaluje się dodatkowy przewód uziemiający.

To zdanie zawiera wszystkie informacje, jakie chcemy Ci przekazać. Poniżej objaśniamy i rozwijamy każde zawarte w nim zagadnienie.

Prąd przemienny

Prąd przemienny płynie na przemian, raz w jedną, a raz w drugą stronę. Taki prąd najłatwiej wytworzyć w generatorach elektrowni, które działają na zasadzie indukcji elektromagnetycznejzjawisko indukcji elektromagnetycznejindukcji elektromagnetycznej. Regularna zmienność umożliwia też łatwą zmianę napięcia, konieczną do przesyłu energii na duże odległości, w celu zminimalizowania strat. Wykres zmian napięcia wraz z upływem czasu pokazano na Rys. 1.

RkRPQQui1oRzD
Rys. 1. Wykres zależności napięcia prądu w domowej instalacji elektrycznej od czasu jest sinusoidą.

Prąd jednofazowy

Z pewnością wiesz, że na słupach energetycznych zawieszone są trzy przewody.

RdiI1yJWho5ml
Rys 2. Linie energetyczne składają się z trzech przewodów fazowych.

W każdym z nich płynie prąd taki, jak na Rys. 1, ale są one przesunięte w fazie, czyli w czasie. Pokazaliśmy to obrazowo na Rys. 3, na którym oś czasu jest rozciągnięta w porównaniu z Rys. 1.

RsmrHikUfUPvs
Rys. 3. Trzy fazy prądu trójfazowego, zaznaczone różnymi kolorami.

Czwartym, zerowym „przewodem” jest ziemia. Jeden ze sposobów połączenia odbiorników do prądu trójfazowego pokazano na Rys. 4.

R1OPhT3P9onws
Rys. 4. Połączenie trójfazowe typu „gwiazda”.

Każdy z odbiorników jest podłączony do przewodu zerowegoprzewód neutralny, zerowyprzewodu zerowego i jednej fazy, czyli każdy z nich jest zasilany prądem jednofazowym. Jeśli jednak odbiornik podłączyć na przykład do przewodów fazowychprzewód fazowyprzewodów fazowych 1 i 3, można uzyskać większe napięcie i zasilić urządzenia większej mocy, na przykład w fabryce.

W domowym gniazdku elektrycznym, jedna dziurka podłączona jest do przewodu fazowego, a druga do zerowego. Możemy je odróżnić używając próbnika zawierającego neonówkę. Gdy przyłożymy go do przewodu zerowego, nic się nie wydarzy. Gdy przyłożymy go do przewodu fazowego i dotkniemy kciukiem do metalowego zakończenia, zmienne napięcie spowoduje zaświecenie się neonówki.

Napięcie skuteczne 230 V

W Polsce, w domowej instalacji elektrycznej panuje napięcie 230 V. Ale co to oznacza, skoro wiemy już, że jego wartość cały czas się zmienia? Otóż podawane napięcie prądu przemiennego, to napięcie skutecznenapięcie skutecznenapięcie skuteczne, czyli takie, jakie miałby prąd stały wykonujący tę samą pracę, co prąd zmienny (patrz Rys. 5.).

Rfy67RsKZgN6P
Rys. 5. Wartość napięcia skutecznego prądu przemiennego.

W niektórych państwach stosuje się inne wartości napięcia sieciowego. Na przykład w Ameryce Północnej i Środkowej – 110‑120 V, a w Japonii i na Madagaskarze – 100 V.

Również gniazdka i wtyczki elektryczne mają różne kształty (patrz – Rys. 6.).

R1L83DDQFBMJH
Rys. 6. Typy wtyczek i gniazdek na świecie.

Częstotliwość 50 Hz

Wielkość ta oznacza, że jeden pełny cykl zmienności napięcia, zaznaczony na Rys. 7., powtarza się 50 razy na sekundę.

R1Rz4JmA5w7i3
Rys. 7. Jeden pełny cykl zmienności prądu przemiennego.

Na świecie spotyka się także prąd sieciowy o częstotliwości 60 Hz – w większości krajów amerykańskich oraz w zachodniej części Japonii.

Uziemienie

W miejscach szczególnie narażonych na porażenie prądem, na przykład w łazience i kuchni, gdzie urządzenia elektryczne mogą mieć kontakt z wodą, w gniazdkach instaluje się dodatkowe zabezpieczenie, zwane uziemieniem. Wystający bolec połączony jest przewodem bezpośrednio z ziemią. Jeżeli metalowa obudowa urządzenia jest uziemiona, mamy pewność, że nie pojawi się na niej napięcie elektryczne, nawet w przypadku awarii.

Słowniczek

napięcie skuteczne
napięcie skuteczne

(ang.: effective voltage) wielość określana dla prądu przemiennego, równa takiej wartości napięcia stałego, która spowoduje wydzielenie się na oporniku takiej samej ilości energii, jak dla prądu przemiennego.

zjawisko indukcji elektromagnetycznej
zjawisko indukcji elektromagnetycznej

(ang.: electromagnetic induction) wytwarzanie prądu indukcyjnego (SEM indukcji) w obwodzie zamkniętym, podczas zmiany strumienia pola magnetycznego przechodzącego przez ten obwód.

prąd jednofazowy
prąd jednofazowy

(ang.: single‑phase electric power) sposób doprowadzenia energii elektrycznej z wykorzystaniem jednego przewodu, który jest pod napięciem względem przewodu neutralnego. W instalacji jednofazowej energia elektryczna biegnie tylko pomiędzy dwoma przewodami: fazowym (L jak linia) i neutralnym (N jak neutralny).

przewód neutralny, zerowy
przewód neutralny, zerowy

(ang. neutral conductor) przewód elektryczny, w którym napięcie względem ziemi wynosi 0 V.

przewód fazowy
przewód fazowy

(ang. phase conductor) przewód elektryczny będący w czasie normalnej pracy pod napięciem fazowym względem przewodu neutralnego służący do przesyłania energii elektrycznej w sieci elektroenergetycznej.