Электрический ток представляет собой поток электрического заряда в цепи — поток свободных электронов между двумя точками в проводнике. Эти свободные электроны в движении составляют электрическую энергию. Производство электроэнергии состоит в том, чтобы заставить электроны двигаться вместе в проводящем материале, создавая дефицит электронов с одной стороны проводника и избыток с другой.
Чтобы иметь возможность правильно и безопасно использовать электрическое оборудование, важно понимать принцип работы электричества. Критически важно понимать три основных компонента, необходимых для управления и использования электричества — напряжение, ток и сопротивление — и то, как эти три компонента соотносятся друг с другом.
Электрический заряд.
Электричество — это движение электронов. Электроны создают заряд, который используется для производства энергии. Любой электрический прибор — лампа накаливания, телефон, холодильник — все они используют движение электронов для работы.
Три основных принципа, изложенных в данном разделе, можно объяснить, используя электроны, или более конкретно, заряд, который они создают:
Разность электрических потенциалов (напряжение).
Напряжение (U) определяется как количество потенциальной энергии между двумя точками цепи. Эта разница в заряде между полюсами "+" и "–" в генераторе измеряется в вольтах и обозначается буквой «В». Напряжение определяется распределительной сетью. Например, 220 В между клеммами большинства электрических розеток или 1,5 В между клеммами аккумуляторной батареи.
Электрический ток.
Электрический ток (I) — это поток свободных электронов между двумя точками в проводнике. Когда электроны движутся, количество заряда движется вместе с ними; это называется током. Электрический ток (I) выражается и измеряется в амперах (A) в качестве базовой единицы электрического тока.
Ток является функцией:
Сопротивление.
Иногда электроны удерживаются в соответствующих молекулярных структурах, а иногда они могут перемещаться относительно свободно. Сопротивление объекта — это склонность данного объекта противостоять потоку электрического тока. Сопротивление (R) выражается в Омах. Когда сопротивление в электрической цепи близко к нулю, ток может стать чрезвычайно большим, что иногда приводит к так называемому короткому замыканию. Короткое замыкание вызовет перегрузку по току в электрической цепи и может привести к повреждению цепи или устройства.
Мощность.
Электрическая мощность (P) — это объем работы, выполняемой электрическим током за единицу времени. Она представляет собой количество энергии, потребляемой устройством, подключенным к цепи. Электрическая мощность рассчитывается путем умножения напряжения на ток и выражается в ваттах (Вт).
Энергопотребление.
Энергопотребление — это количество электроэнергии, произведенной или потребленной в течение определенного периода времени. Рассчитывается путем умножения мощности устройства на продолжительность его использования, выраженную в киловатт-часах (кВт·ч). Это единица потребления, которая суммируется на счетчике электроэнергии для определения любого счета за электроэнергии.
Электрические измерения:
Что нужно знать об электрике при строительстве дома?