Откуда берется электричество? Как появляется ток в наших розетках? Что такое электричество и что значит работа тока? Объясняем доступным языком! Что такое электрический ток, откуда он берется и как добирается до наших домов.

Свет / Подключение к электросетям

Воспитать сына, вырастить дерево, построить дом… Но дом мало построить, его надо подключить к электросетям. Без света – никуда! Но в наших российских условиях подключение к электросетям это всегда стресс, а вернее сказать – небольшая юридическая война.

Мы на ЭнергоВОПРОС.ру стараемся в меру своих сил помочь людям в их борьбе за энергию. Когда вы только в начале пути, необходимо понять, с чего начинать, какие могут быть основные подводные камни, и чего стоит опасаться? Чтобы прояснить основные моменты нелегкого процесса, мы собрали ответы на наиболее типичные вопросы, которые люди задают в связи с подключением частного дома к электросетям. Часть их получены от государственных организаций, часть – дана экспертами ЭнергоВОПРОС.ру

Подключение к электросетям: в какую стоимость выйдет присоединение к электрическим сетям участка в деревне?

Я физ. лицо. Куплен мною участок в деревне. От моего участка до ближайшего столба линии эл. передач метров 70-100 напрямую, если по дороге в обход, то будет метров 300-400, нужна мощность 15кВт. Вопросы:

В какую стоимость выйдет присоединение к эл. сетям? столбы, счетчик, провода и т.п. за чей счет?

Какие документы нужны для подачи заявки?

В какой срок выполняется техническое присоединение в моем случае?

Отвечает:

В соответствии с пунктом 2 Правил технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащим сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям, утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12.2007 № 861 (далее - Правила), независимо от наличия или отсутствия технической возможности технологического присоединения на дату обращения заявителя, сетевая организация обязана заключить договор с лицами, максимальная мощность энергопринимающих устройств которых составляет до 15 кВт включительно (с учетом ранее присоединенной в данной точке присоединения мощности) и принадлежащих им на праве собственности или на ином предусмотренном законом основании объект капитального строительства и (или) земельный участок, на котором расположены (будут располагаться) объекты заявителя, либо право собственности или иное предусмотренное законом основание на энергопринимающие устройства, а также выполнить в отношении энергопринимающих устройств таких лиц мероприятия по технологическому присоединению.

Согласно пункту 16. « б» Правил по договору срок осуществления мероприятий по технологическому не может превышать 6-ти месяцев для заявителя, максимальная присоединенная мощность которого составляет до 15 кВт включительно, электроснабжение которого предусматривается по одному источнику.

Технологическое присоединение данного заявителя к электрическим сетям сетевой организации может осуществляться классом напряжения до 20 кВ включительно, если минимальное расстояние, измеряемое по прямой линии от границ участка заявителя, на котором расположены присоединяемые энергопринимающие устройства до ближайшего объекта электрической сети (опора линий электропередачи, кабельная линия, распределительное устройство, подстанция), имеющего класс напряжения, указанный в заявке, составляет не более 300 метров в городах и поселках городского типа и не более 500 метров в сельской местности.

Размер платы за технологическое присоединение энергопринимающих устройств максимальной мощностью, не превышающей 15 кВт включительно, устанавливается исходя из стоимости мероприятий по технологическому СЭД-46-01-32-648 12.12.2011 присоединению в размере не более 550 рублей (с учетом НДС) при условии выше перечисленных расстояний.

Запрещается навязывать заявителю услуги и обязательства, не предусмотренные Правилами. Никакого дополнительного взимания в виде платы за ликвидацию технологических ограничений, за оказание каких-то дополнительных услуг или дополнительного строительства до границ земельного участка заявителя с максимальной присоединяемой мощностью до 15 включительно, в соответствии с действующим законодательством, заявителю производить не требуется.

Для заключения договора заявитель направляет заявку в сетевую организацию, объекты электросетевого хозяйства которой расположены на наименьшем расстоянии от границ участка заявителя.

В заявке, направляемой заявителем - физическим лицом в целях технологического присоединения энергопринимающих устройств, максимальная мощность которых составляет до 15 кВт включительно, которые используются для бытовых нужд и иных нужд, не связанных с осуществлением предпринимательской деятельности, и электроснабжение которых предусматривается по одному источнику, должны быть указаны:

  • Фамилия, имя и отчество заявителя, серия, номер и дата выдачи паспорта или иного документа, удостоверяющего личность в соответствии с законодательством Российской Федерации;
  • Место жительства заявителя;
  • Наименование и место нахождения энергопринимающих устройств, которые необходимо присоединить к электрическим сетям сетевой организации;
  • Сроки проектирования и поэтапного введения в эксплуатацию энергопринимающих устройств (в том числе по этапам и очередям);
  • Максимальная мощность энергопринимающих устройств заявителя.

К заявке прилагаются следующие документы:

  • Копия документа, указанного в заявке, удостоверяющего личность заявителя;
  • Копия документа, подтверждающего право собственности или иное предусмотренное законом основание на объект капитального строительства и (или) земельный участок, на котором расположены (будут располагаться) объекты заявителя, либо право собственности или иное предусмотренное законом основание на энергопринимающие устройства;
  • Перечень и мощность энергопринимающих устройств, которые могут быть присоединены;
  • ИНН заявителя;
  • План расположения энергопринимающих устройств, которые необходимо присоединить к электрическим сетям сетевой организации (выкопировка в масштабе, позволяющем определить расстояние от границ земельного участка заявителя до объектов электросетевого хозяйства);
  • Расчет нагрузки потребителя;
  • Доверенность или иные документы, подтверждающие полномочия заявителя, подающего и получающего документы, в случае если заявка подается в сетевую организацию представителем заявителя.

За более полной информацией по документам на подключение электроэнергии к вашему энергопринимающему устройству Вам необходимо обратиться в сетевую организацию по территориальной принадлежности.

Подключение к электросетям частного дома: сколько времени готовят технические условия (ТУ) и кто должен их выполнять?

Здравствуйте. Для подключения к сетям электроснабжения мне предстоит стоит обратится в электросетевую организацию и запросить технические условия. В связи с этим возникает ряд вопросов.

Вопрос 1: сколько времени дается электросетевой организации на выдачу технических условий и на основании каких документов?

Вопрос 2: после получения технических условий, кто должен выполнять технические условия, все что в них сказано (установка столбов, установка подстанции, прокладка провода на мой участок.), я плачу лишь 550 руб. за технологическое присоединение 380В 15кВт (я так понимаю за подключение на столбе)? И на основании каких документов все работы должен произвести я, ЭСО, городские власти или еще кто-либо.

Заранее благодарю за ответ.

Отвечает:

По времени выдачи ТУ: сетевой организации, согласно 861 постановлению Правительства РФ, дается 30 дней.

По выполнению ТУ: если линии ЭСО находится на расстоянии не превышающем, 300 метров для города и 500 метров для села, от границ Вашего земельного участка то мероприятия по строительству электросетей до границ вашего участка лягут на сетевую организацию, согласно все тому же 861 постановлению и на все это им дается 6 месяцев.

Подключение к электросетям частного дома в городе. Расстояние - более 300 метров. Как быть?

Если расстояние от существующих электрических сетей необходимого класса напряжения до границ земельного участка заявителя, на котором расположены присоединяемые энергопринимающие устройства, составляет более 300 метров (примерно от800 до1500 метров), в городе действует ли ПП-334? И в какие сроки СО обязаны подключить к электросетям данный участок?

Отвечает:

Тут может быть два варианта. Вы пишите заявку на ТУ в сетевую организацию и вам выдают ТУ по индивидуальному тарифу т.е. сетевая компания сама строит Вам линию в течение действия ТУ это как правило 2 года. Либо к заявке прикладываете письмо - согласие о строительстве данной линии за свой счет и ТУ вам обходятся в 550 рублей за 15 кВт. А дальше все будет зависить от Вас.

Подключение к электросетям в Домодедовском районе Московской области. Куда нужно обратиться, какие документы необходимы и сколько времени займет оформление?

Добрый день! У нас участок без построек в Домодедовском районе МО, для строительства дома необходима точка присоединения к электросетям. Куда нужно обратиться, какие документы необходимы и сколько времени займет оформление?

Отвечает:

Для начала нужно найти ближайшую ЛЭП 0,4 кВ и выяснить на чьм балансе и обслуживании она находится, после выяснения баланса обратится в сетевую организацию с заявкой на тех. присоединение. По истечении 30 дней Вам выдадут договор тех. присоединения и технические условия. А дальше все будет зависить от Вас как быстро вы сможете выполнить все пункты ТУ и узаконить свою электроустановку. От редакции ЭнергоВОПРОС.ру: Скорее всего вам нужен Домодедовский РЭС Южных электросетей Московской объединенной электросетевой компании (МОЭСК). Их координаты можно посмотреть

Подключение частного дома к электросетям: сетевая компания сорвали сроки, подключать отказывается. Куда и как жаловаться?

17 января 2012 года заключила договор с электросетями по присоединению вновь построенного дома, получила на руки договор, технические условия, выполнили свою часть договора (присоединение в пределах участка), уплатила 550 рублей, срок договора истек 19 июля 2012. В электросетях устно говорят, что нет финансирования. Куда жаловаться и какие статьи привести в качестве доводов? Нужно ли требовать письменный отказ в присоединении дома?

Отвечает:

Вам необходимо подготовить в письменном виде претензию по факту нарушения сроков договора и направить ее в электросетевую компанию. Можно ее вручить лично в канцелярию под роспись руководителя (секретаря) канцелярии на Вашем экземпляре претензии. Можно и по почте, но только с уведомлением.

Учтите, что претензия должна быть адресована именно юридическому лицу, а не в его структурное подразделение - РЭС (район электрических сетей). Для этого посмотрите преамбулу договора, в ней должно быть указано правильное (полное) наименование этого юридического лица. В конце договора, где указаны адреса и платежные реквизиты сторон, найдите юридический и почтовый адреса компании. Лучше направить претензию по юридическому адресу (эти адреса, как правило, совпадают).

В претензии изложите свое требование исполнить обязательства и обещание направить свое заявление (жалобу) в УФАС (управление федеральной налоговой службы по Вашему региону) о привлечении сетевой компании к ответственности. В претензию не следует включать никаких требований отказа сетевой компании в присоединении. В основание претензии достаточно указать статьи Гражданского кодекса РФ: 401 (основания ответственности за нарушение обязательства), 779 (общие положения о договоре оказания услуг). Также добавьте ссылку на пункт 16 Правил технологического присоединения, утвержденные постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 г. № 861 (в нем установлены сроки исполнения договора). В претензии укажите срок, в течение которого сетевой компании надлежит выполнить ее обязательства перед Вами.

Понятно, что если она не выполнила обязательства в 6-ти месячный срок, то в месячный она уже не успеет. Тем не менее, укажите месячный срок, по истечению которого Вы можете направить свою жалобу в УФАС для привлечения сетевой компании к ответственности.

Жизнь современного человека организована таким образом, что ее инфраструктурное обеспечение задействует множество компонентов с разными технико-функциональными свойствами. К таким относится и электроэнергия. Рядовой потребитель не видит и не ощущает, как именно она выполняет свои задачи, но конечный результат вполне заметен в работе бытовой техники, да и не только. При этом вопросы, касающиеся того, откуда берется электричество, в представлении многих пользователей тех же домашних приборов остаются нераскрытыми. Для расширения знаний в этой области стоит начать с понятия об электроэнергии как таковой.

Что такое электричество?

Сложность данного понятия вполне объяснима, так как энергию невозможно обозначить как обычный предмет или явление, доступное визуальному восприятию. При этом существуют два подхода к ответу на вопрос о том, что такое электричество. Определение ученых гласит, что электричество является потоком заряженных частиц, который характеризуется направленным движением. Как правило, под частицами понимаются электроны.

В самой же отрасли энергетики чаще рассматривают электроэнергию как продукт, вырабатываемый подстанциями. С этой точки зрения имеют значение и элементы, которые непосредственно участвуют в процессе формирования и передачи тока. То есть в данном случае рассматривается энергетическое поле, создаваемое вокруг проводника или другого заряженного тела. Чтобы приблизить такое понимание энергии к реальному наблюдению, следует разобраться с таким вопросом: откуда берется электричество? Существуют разные технические средства для производства тока, и все они подчинены одной задаче — снабжению конечных потребителей. Впрочем, до момента, когда пользователи смогут обеспечить свои приборы энергией, она должна пройти несколько этапов.

Выработка электричества

На сегодняшний день в сфере энергетики применяется порядка 10 видов станций, которые обеспечивают генерацию электричества. Это процесс, в результате которого происходит преобразование определенного вида энергии в токовый заряд. Иными словами, электричество формируется в ходе переработки другой энергии. В частности, на специализированных подстанциях используют в качестве основного рабочего ресурса тепловую, ветреную, приливную, геотермальную и другие Отвечая на вопрос относительно того, откуда приходит электричество, стоит отметить инфраструктуру, которой обеспечена каждая подстанция. Любой электрогенератор обеспечен сложной системой функциональных узлов и сетей, которые позволяют аккумулировать вырабатываемую энергию и готовить ее для дальнейшей передачи на узлы распределения.

Традиционные электростанции

Хотя за последние годы тенденции в энергетике меняются быстрыми темпами, можно выделить основные работающих по классическим принципам. В первую очередь это объекты тепловой генерации. Выработка ресурса производится в результате сгорания и последующего преобразования выделяемой При этом существуют разные виды таких станций, в числе которых теплофикационные и конденсационные. Главным отличием между ними является возможность объектов второго типа также генерировать и тепловые потоки. То есть при ответе на вопрос о том, откуда берется электричество, можно отметить и станции, которые параллельно производят и другие виды энергии. Кроме тепловых объектов выработки, достаточно распространены гидро- и атомные станции. В первом случае предполагается от движения воды, а во втором — в результате деления атомов в специальных реакторах.

Альтернативные источники энергии

К данной категории источников энергии принято относить солнечные лучи, ветер, земельные недра и т. д. Особенно распространены различные генераторы, ориентированные на аккумуляцию и преобразование в электричество солнечной энергии. Подобные установки привлекательны тем, что их может использовать любой потребитель в объемах, требуемых для снабжения его дома. Впрочем, широкому распространению подобных генераторов мешает высокая стоимость оборудования, а также нюансы в эксплуатации, обусловленные зависимостью рабочих фотоэлементов от

На уровне крупных энергетических компаний активно развиваются ветряные альтернативные источники электричества. Уже сегодня целый ряд стран использует программы постепенного перехода на этот вид энергообеспечения. Впрочем, и в данном направлении есть свои препятствия, обусловленные маломощностью генераторов при высокой стоимости. Относительно новым альтернативным источником энергии является естественное тепло Земли. В данном случае станции преобразуют тепловую энергию, полученную из глубин подземных каналов.

Распределение электроэнергии

После выработки электроэнергии начинается этап ее передачи и распределения, который обеспечивается энергосбытовыми компаниями. Поставщики ресурса организуют соответствующую инфраструктуру, основу которой составляют электрические сети. Существует два вида каналов, по которым реализуется передача электричества, — воздушные и подземные кабельные линии. Данные сети являются конечным источником и главным ответом на вопрос о том, откуда берется электричество для разных нужд пользователей. Организации-поставщики прокладывают специальные трассы для распределения электроэнергии, используя при этом разные виды кабелей.

Потребители электричества

Электроэнергия требуется для самых разных задач как в бытовом хозяйстве, так и в промышленном секторе. Классическим примером использования данного носителя энергии является освещение. Однако в наши дни электричество в доме служит для обеспечения работы более широкого спектра приборов и оборудования. И это лишь небольшая часть потребностей общества в энергоснабжении.

Данный ресурс также требуется для поддержания работы транспортной инфраструктуры: для обслуживания линий троллейбусов, трамваев и метро и т. д. Отдельно стоит отметить промышленные предприятия. Заводы, комбинаты и перерабатывающие комплексы зачастую требуют подключения огромных мощностей. Можно сказать, это самые крупные потребители электроэнергии, использующие данный ресурс для обеспечения работы технологического оборудования и местной инфраструктуры.

Управление объектами электроэнергетики

Помимо организации электросетевого хозяйства, которое технически обеспечивает возможность передачи и распределения энергии для конечных потребителей, работа данного комплекса невозможна без систем управления. Для реализации этих задач поставщики используют оперативно-диспетчерские пункты, сотрудники которых реализуют централизованный контроль и управление работой вверенных им объектов электроэнергетики. В частности, подобные службы контролируют параметры сетей, к которым подключаются потребители электроэнергии на разных уровнях. Отдельно стоит отметить и отделы которые выполняют техобслуживание сетей, предотвращая износы и восстанавливая повреждения на отдельных участках линий.

Заключение

За все время существования энергетическая отрасль претерпела несколько этапов своего развития. В последнее время наблюдаются новые перемены, обусловленные активным освоением альтернативных источников энергии. Успешное развитие этих направлений уже сегодня дает возможность использовать электричество в доме, полученное от индивидуальных бытовых генераторов независимо от центральных сетей. Впрочем, и в этих отраслях есть определенные сложности. В первую очередь они связаны с финансовыми затратами на закупку и монтаж соответствующего оборудования — тех же солнечных панелей с аккумуляторами. Но поскольку энергия, вырабатываемая от альтернативных источников, является полностью бесплатной, то перспективы дальнейшего продвижения этих областей сохраняют актуальность для разных категорий потребителей.

Этот вопрос, как капуста, его раскрываешь-раскрываешь, а до "фундаментальной" кочерыжки всё ещё далеко. Хоть вопрос, видимо, касается этой самой кочерыжки, придётся всё же попробовать одолеть всю капусту.

На самый поверхностный взгляд природа тока кажется простой: ток - это когда заряженные частицы движутся. (Если частица не движется, то тока нет, есть только электрическое поле.) Пытаясь постичь природу тока, и не зная из чего состоит ток, выбрали для тока направление, соответствующее направлению движения положительных частиц. Позже оказалось, что неотличимый, точно такой же по действию ток получается при движении отрицательных частиц в противоположном направлении. Эта симметрия является примечательной деталью природы тока.

В зависимости от того, где движутся частицы природа тока тоже различна. Отличается сам текущий материал:

  • В металлах есть свободные электроны;
  • В металлических и керамических сверхпроводниках - тоже электроны;
  • В жидкостях - ионы, которые образуются при протекании химических реакций или при воздействии приложенного электрического поля;
  • В газах - снова ионы, а также электроны;
  • А вот в полупроводниках электроны несвободны и могут двигаться "эстафетно". Т.е. двигаться может не электрон, а как бы место, где его нет - "дырка". Такая проводимость называется дырочной. На спайках разных полупроводников природа такого тока рождает эффекты, делающие возможной всю нашу радиоэлектронику.
    У тока две меры: сила тока и плотность тока. Между током зарядов и током, например, воды в шланге больше различий, чем сходства. Но такой взгляд на ток вполне продуктивен, для понимания природы последнего. Ток в проводнике это векторное поле скоростей частиц (если это частицы с одинаковым зарядом). Но мы обычно для описания тока не учитываем эти детали. Мы усредняем этот ток.

Если мы возьмём одну только частицу (естественно заряженную и движущуюся), то ток равный произведению заряда и мгновенной скорости в конкретный момент времени существует ровно там, где находится эта частица. Помните, как было в песне дуэта Иваси "Пора по пиву": "...если климат тяжёл и враждебен астрал, если поезд ушёл и все рельсы ЗА-БРАЛ..." :)

И вот мы пришли к той кочерыжке, которую упоминали вначале. Почему частица имеет заряд (с движением вроде всё ясно, а что же такое заряд)? Наиболее фундаментальные частицы (вот теперь уж точно:) вроде бы неделимые) несущие заряд - это электроны, позитроны (антиэлектроны) и кварки. Отдельно взятый кварк вытащить и исследовать невозможно из-за конфайнмента, с электроном вроде проще, но тоже пока не очень-то ясно. На данный момент видно, что ток квантуется: не наблюдается зарядов меньше заряда электрона (кварки наблюдаются только в виде адронов с совокупным зарядом таким же или нулевым). Электрическое поле отдельно от заряженной частицы может существовать только в связке с магнитным полем, как электромагнитная волна, квантом которой является фотон. Возможно, какие-то интерпретации природы электрического заряда лежат в сфере квантовой физики. Например, предсказанное ею и обнаруженное сравнительно недавно поле Хиггса (есть бозон - есть и поле) объясняет массу ряда частиц, а масса - это мера того, как частица откликается на гравитационное поле. Может быть и с зарядом, как с мерой отклика на электрическое поле, обнаружится какая-то похожая история. Почему есть масса и почему есть заряд - это в чём-то родственные вопросы.

Многое известно о природе электрического тока, но самое главное пока нет.

Это упорядоченное движение определенных заряженных частиц. Для того чтобы грамотно использовать весь потенциал электричества, необходимо четко понимать все принципы устройства и работы электрического тока. Итак, давайте разберемся, что же такое работа и мощность тока.

Откуда вообще берется электрический ток?

Несмотря на кажущуюся простоту вопроса, немногие способны дать на него вразумительный ответ. Конечно, в наши дни, когда технологии развиваются с неимоверной скоростью, человек особо не задумывается о таких элементарных вещах, как принцип действия электрического тока. Откуда берется электричество? Наверняка многие ответят "Ну, из розетки, ясное дело" или же просто пожмут плечами. А между тем, очень важно понимать, как происходит работа тока. Это следует знать не только ученым, но и людям, никак не связанным с миром наук, для их же всеобщего разностороннего развития. А вот уметь грамотно использовать принцип работы тока под силу не каждому.

Итак, для начала следует понять, что электричество не возникает ниоткуда: его вырабатывают специальные генераторы, которые находятся на различных электростанциях. Благодаря работе вращения лопастей турбин паром, полученным в результате нагрева воды углями или нефтью, возникает энергия, которая впоследствии с помощью генератора превращается в электричество. Генератор устроен очень просто: в центре устройства находится огромный и очень сильный магнит, который заставляет электрические заряды двигаться по медным проводам.

Каким образом электрический ток доходит до наших домов?

После того как с помощью энергии (тепловой или ядерной) было получено определенное количество электрического тока, его можно подавать людям. Работает такая подача электричества следующим образом: чтобы электричество успешно дошло до всех квартир и предприятий, его нужно "подтолкнуть". А для этого потребуется увеличить силу, которая и будет это делать. Она называется напряжением электрического тока. Принцип действия выглядит так: ток проходит через трансформатор, который увеличивает его напряжение. Далее электрический ток идет по кабелям, установленным глубоко под землей или же на высоте (ибо напряжение порой достигает 10000 Вольт, что является смертельно опасным для человека). Когда ток добирается до места своего назначения, он снова должен пройти через трансформатор, который теперь уже уменьшит его напряжение. Затем он проходит по проводам к установленным щитам в многоквартирных домах или других зданиях.

Проведенное через провода электричество можно использовать благодаря системе розеток, подключая к ним бытовые приборы. В стенах же проводятся дополнительные провода, через которые течет электрический ток, и благодаря именно ему работает освещение и вся техника в доме.

Что такое работа тока?

Энергия, которую несет в себе электрический ток, с течением времени преобразуется в световую или же тепловую. Например, когда мы включаем лампу, электрический вид энергии превращается в световую.

Если говорить доступным языком, то работа тока - это то действие, которое произвело само электричество. При этом ее можно очень легко подсчитать по формуле. Исходя из закона о сохранении энергии, можем сделать вывод, что электрическая энергия не пропала, она полностью или частично перешла в другой вид, отдав при этом определенное количество теплоты. Эта теплота и есть работа тока, когда он проходит по проводнику и нагревает его (происходит теплообмен). Так выглядит формула Джоуля-Ленца: A = Q = U*I*t (работа равна количеству теплоты или же произведению мощности тока на время, за которое он протекал по проводнику).

Что означает постоянный ток?

Электрический ток бывает двух видов: переменный и постоянный. Они различаются тем, что последний не меняет своего направления, он имеет два зажима (положительный "+" и отрицательный "-") и начинает свое движение всегда из "+". А переменный ток имеет две клеммы - фазу и ноль. Именно из-за наличия одной фазы на конце проводника, его называют также однофазным.

Принципы устройства однофазного переменного и постоянного электрического тока абсолютно разные: в отличие от постоянного, переменный меняет и свое направление (образуя поток как из фазы в направлении к нулю, так из нуля по направлению к фазе), и свою величину. Так, например, переменный ток периодически меняет значение своего заряда. Получается, что при частоте 50 Гц (50 колебаний в секунду) электроны меняют направление своего движения ровно 100 раз.

Где используется постоянный ток?

Постоянный электрический ток обладает некоторыми особенностями. Ввиду того, что он течет строго по одному направлению, его сложнее трансформировать. Источниками постоянного тока можно считать следующие элементы:

  • аккумуляторы (как щелочные, так и кислотные);
  • обычные батарейки, используемые в мелких приборах;
  • а также различные устройства типа преобразователей.

Работа постоянного тока

Каковы его главные характеристики? Это работа и мощность тока, причем оба эти понятия очень тесно связаны друг с другом. Мощность подразумевает под собой скорость работы в единицу времени (за 1 с). По закону Джоуля-Ленца получаем, что работа постоянного электрического тока равна произведению силы самого тока, напряжения и времени, в течение которого была совершена работа электрического поля по переносу зарядов вдоль проводника.

Так выглядит формула по нахождению работы тока с учетом закона Ома о сопротивлении в проводниках: A = I 2 *R*t (работа равна квадрату силы тока умноженному на значение сопротивления проводника и еще раз умноженному на значение времени, за которое совершалась работа).

Электричество, пожалуй, самое значимое открытие в истории человечества. Неведомая ранее сила существовала всегда и яркий пример тому – молния. Столкнувшись с этим явлением, ученые задавались вопросом – откуда взялось электричество и что это такое?

Изучение электричества продолжалось почти 2700 лет. С того самого момента, когда древний философ Фалес Милетский обнаружил притяжение мелких предметов янтарем, потертым о кусочек шерсти. Сегодня мы знаем, что электричество передается электронами – маленькими «шариками», бегущими по проводам.

Эксперимент: положите на стол мелкие кусочки бумаги, а затем возьмите простую пластиковую ручку и интенсивно потрите ее о кусочек шерсти или о волосы. Приблизив ручку к кусочкам бумаги, они просто начнут прилипать к ней. Это и есть притяжение, возникшее в следствии статического заряда.

В процессе исследований ученые задавались вопросом – откуда берется электричество, и находили все новые источники. В природе атмосферное электричество носит статический характер. Мельчайшие капельки воды, из которых состоят облака, трутся друг о друга. В результате трения накапливают заряд и в конечном итоге разряжаются друг в друга или в землю в виде молнии.

Электростатическая машина

Принцип ее действия основан все на том же трении, а современные электростатические машины демонстрируют на уроках физики. Первая такая машина появилась еще в 1663 году. Тогда ученые заметили, что при трении стекла о шелк возникает один заряд, а при трении смолы о шерсть ‒ другой. Противоположные заряды тогда называли «стеклянным и смоляным электричеством». Сегодня мы знаем, что это положительный (+) и отрицательный (-) заряды.

Накапливали эти заряды в лейденской банке. Это был первый конденсатор, который представлял собой стеклянную банку, обмотанную фольгой и заполненную соленой водой. Вода накапливала один заряд, а фольга ‒ второй. При сближении контактов между ними проскакивает искра, являя собой маленькую модель молнии.

Сегодня это обычная батарейка – источник постоянного тока. Электроток в батарейке появляется в результате химической реакции. Получить его можно и в домашних условиях. В стакан с уксусом опустите простой гвоздь, а рядом ‒ медную проволоку. Вот и все ‒ батарейка готова. Первый гальванический элемент создал выдающийся физик Вольт. Он взял цинковые и серебряные кружочки и, чередуя их по очереди, переложил бумажками, промоченными в соленой воде. Однако подсказкой для Вольта стал эксперимент профессора медицины Гальвани. Ученый, изучая анатомию, подвесил лягушечью лапку на медном крючке, а когда прикоснулся к ней стальным предметом лапка дёрнулась. Понадобилось более 10 лет, чтобы разгадать загадку откуда появилось электричество, но в итоге Вольт определил, что оно возникло в процессе взаимодействия разных металлов.

Генератор

Первый генератор был создан в 1831 году известным физиком Фарадеем. Принцип основан на связи электричества и магнетизма. Ученый намотал на катушку провод и, когда двигал внутри катушки магнит, в обмотке появлялось электрический ток. Тот же принцип сохраняется в современных динамо-машинах. Такие устройства устанавливают на переднее колесо велосипеда и подключают к фаре. В корпусе находится катушка, а в середине вращается постоянный магнит. Современные промышленные генераторы, работающие на электростанциях, устроены сложнее. В них постоянный магнит заменили катушкой возбуждения, то есть электромагнитом, а в остальном работает все тот же принцип, открытый Фарадеем.

Как уже упоминалось, электричество передается электронами. Для того чтобы электроны начали перемещаться по проводам, им нужна дополнительная энергия. В простых генераторах они получают эту энергию от магнитного поля, а вот в солнечных батареях ‒ от света. Маленькие частички света – фотоны, попадают на специальную матрицу, которая под воздействием света начинает отдавать электроны и возникает электрический ток.

Современное электричество

Сегодня без электричества трудно представить существование человечества. К тому же с ростом технологических мощностей одним из актуальных вопросов становится ‒ откуда брать электричество. Поэтому в мире строятся и работают множество различных электростанций. Не считая солнечные, все остальные производят электрический ток с помощью генераторов, а вот вращаются эти генераторы благодаря различным силам.

Принцип работы различных видов электростанций:

  • гидроэлектростанция – вращение происходит за счет прохождения потока воды через турбину (лопасти);
  • ветряная электростанция – вращение происходит за счет ветра, раскручивающего лопасти пропеллера;
  • теплоэлектростанция – сжигается топливо, нагревая воду и превращая ее в пар. В свою очередь, пар под давлением проходит через турбину и вращает лопасти, а вращение передается генератору;
  • атомная электростанция – принцип тот же, что и у тепловой, только вода нагревается не сгоранием топлива, а замедленной ядерной реакцией.

Вот откуда в наш дом приходит электричество. Правда на своем пути стремительные электроны проходят еще много различных установок, электрических станций и подстанций, где преобразовывается напряжение, распределяется мощность и др. Объяснить для детей откуда берется электричество можно проще, сказав, что это невидимая сила, получаемая из самой природы – течения рек, дуновения ветра, огня. При этом обязательно нужно предупредить, что электрический ток – опасен и не прощает шалостей, поэтому от розеток лучше держаться подальше.

Ноль

В обыкновенной розетке присутствует 2 контакта – фаза и ноль. Откуда берется ноль в электричестве, если плюс и минус являются переменными фазы? Каждый генератор на электростанции имеет 3 обмотки и в каждой генерируется отдельная фаза. Фазы обозначают латинскими буквами А, В и С. Концы всех 3-х обмоток замкнуты, а вторые концы – источники фаз. Точка замыкания обмоток и является нулем. Таким образом, ток от любой из обмоток, проходящий через нагрузку, возвращается в нулевую точку. Дополнительно в щитовой дома ноль заземляется, а схема называется «глухозаземленная нейтраль». При воздушной ЛЭП нулевой провод заземляется на опорах. Это сделано, чтобы при коротком замыкании ток достиг максимума, достаточного для срабатывания отсекающей автоматики. К тому же если на основном нулевом проводе произойдет обрыв, земля сработает как коллектор и аварии не произойдет.

На некоторых промышленных электроустановках выполняется изолированная нейтраль, так как это предусмотрено эксплуатационными особенностями самой установки. В домах же ноль обязательно заземляется.