Включите лампу – поток заряженных частиц мгновенно преодолевает сотни километров по проводам. Среднее напряжение в бытовой сети – 220 В, но для передачи на расстояния его повышают до 110–750 кВ, снижая потери. Медь и алюминий остаются ключевыми материалами: их проводимость достигает 58–37 МСм/м соответственно.
Генерация основана на явлении электромагнитной индукции. Турбины АЭС или ГЭС вращаются со скоростью 3000 об/мин, создавая переменный ток частотой 50 Гц. КПД современных ТЭС не превышает 60%, тогда как солнечные панели последнего поколения преобразуют 22–24% света.
Закон Ома определяет базовый принцип: сила тока прямо пропорциональна напряжению. Для расчета мощности используйте формулу P = I × U – при нагрузке 10 А в сети 220 В прибор потребляет 2.2 кВт. Автоматы в щитках отключают цепь при превышении 16–32 А, предотвращая перегрев проводки.
От генерации до розетки: маршрут электрического тока
Электростанции производят ток напряжением 6–24 кВ. Для передачи на большие расстояния напряжение повышают до 110–1150 кВ с помощью трансформаторов. Это снижает потери в линиях электропередачи (ЛЭП).
Магистральные ЛЭП передают ток на подстанции, расположенные вблизи городов. Здесь напряжение понижают до 6–10 кВ. Для распределения между микрорайонами используют кабельные или воздушные сети.
Районные трансформаторные подстанции преобразуют напряжение до 220/380 В. От них ток поступает в распределительные щитки многоквартирных домов или частных владений. Медные или алюминиевые провода разводят фазы по этажам.
Внутридомовая сеть включает автоматические выключатели, УЗО и счетчики. Сечение кабелей рассчитывают исходя из нагрузки: 1.5 мм² для освещения, 2.5 мм² для розеток, 4–6 мм² для мощных приборов. Глубина заземления контура – не менее 1.5 м.
Почему лампочка светится: принцип работы электричества в бытовых приборах
Ключевые элементы конструкции
Нить накала в вакууме или инертном газе предотвращает окисление. Современные лампы заполняют аргоном либо криптоном – это снижает потери тепла и продлевает срок службы до 1000–2000 часов.
Отличия в других типах освещения
Светодиоды преобразуют энергию напрямую в фотоны без нагрева. КПД достигает 90%, тогда как у ламп накаливания – лишь 5%. Люминесцентные модели используют газовый разряд с ультрафиолетовым излучением, которое превращается в свет благодаря люминофорному покрытию.
