Чуть более века назад электричество для людей было чем-то диковинным и необычным. А на простую лампочку смотрели как на чудо. В современном мире электроток уже не вызывает удивления. Наше окружение заполнили электрические приборы, существование человечества без них стало невозможным. Большинство людей, пользуясь такими приборами, даже не задумываются, как они работают. Лишь немногие имеют представление об электроснабжении, проводке, принципах монтирования электрических цепей.
Множество компаний ежедневно выпускают огромное количество бытовых приборов, развивая рынок, улучшая уже существующие модели или выпуская абсолютно новые. Специалисты в научно-исследовательских институтах по всему миру продолжают изучать электричество. Совершенствуют принципы работы электрического оборудования, разрабатывают принципиально новые подходы к производству, экономии потребления электрической энергии, новые способы ее добычи. Достижения в этой области позволяют не только выпускать серийные модели, но и выполнять заказы по индивидуальным проектам.
Все электрическое оборудование можно подразделить на 2 основные категории. В первую категорию зачисляют технику и приспособления, которые предназначены для добычи и передачи электрической энергии. Сюда относят основные узлы электростанций, такие как турбины, генераторы, реакторы. В отдельную подгруппу выделяется все то, что используется при транспортировке и монтаже электролиний и цепей: провода различного диаметра, соединительные муфты, планки,металлоконструкции для ЛЭП а также трансформаторы и преобразователи тока. Вторая категория – это непосредственно потребители электроэнергии. В первую очередь, это световые приборы, бытовая техника, электроника, обогреватели и т.д. Если вопросов по второй категории не возникает, то производство и передача электроэнергии для многих является не совсем очевидным процессом. Для производства электричества построено большое количество электростанций. На них осуществляется преобразование различных видов энергий в электрическую.
Основных видов электростанций 3, они подразделяются по принципам работы. Во-первых, тепловые станции, на которых преобразуется энергия сгорания органического топлива. Во-вторых, гидроэлектростанции, использующие энергию течения воды. И, в-третьих, атомные электростанции, где в электроэнергию преобразуется энергия распада атомов в специальных реакторах. Для автономного питания локальных потребителей (небольших поселков, ферм и т.д.) используются «ветряки» – сооружения, где в ток преобразуется кинетическая энергия ветра, или солнечные батареи, которые используют энергию солнца. Основной недостаток последних 2 способов — очень маленькая мощность. Промышленно добывать таким образом энергию на данный момент фактически невозможно. Для транспортировки электроэнергии строятся линии электропередач (сокращенно – ЛЭП). Различают 2 вида ЛЭП – высоковольтные линии передач постоянного тока и стандартные, которые передают переменный ток.Так как все конечные потребители работают только с переменным током, для ЛЭП постоянного тока на входе и на выходе используют преобразователи. Такая схема позволяет увеличивать напряжение, не изменяя при этом сечение провода, что приводит к удешевлению линии электропередач, снижению потерь, возможности использования подводных кабелей. В качестве преобразователя тока служат трансформаторы. Это и является минусом такой схемы.
Для каждой линии необходимо минимум 2 трансформатора, которые имеют высокую собственную цену и требуют регулярного обслуживания. Поэтому линии передач постоянного тока используются только при необходимости связать 2 объекта на больших расстояниях, когда затраты на обслуживание становятся меньше, чем стоимость потерь на передаче. Для передачи электроэнергии на средних и малых дистанциях используются линии переменного тока. Эти линии не требуют дополнительного оборудования для преобразования, их монтаж и обслуживание гораздо проще и дешевле. Но потери мощности напряжения в таких линиях выше. Непосредственно от электростанции ток попадает на подстанции в районе. Именно здесь он распределяется по линиям передач переменного тока к конечному потребителю. По специальному многожильному кабелю осуществляется подключение электрического узла здания к подстанции. Помимо распределительной функции, электрощит здания несет еще и защитную. Подключение всех помещений происходит через специальные автоматы, которые в случае повреждения или короткого замыкания на линии мгновенно отключают ее от питания. Также возможность отключить отдельный узел, не прекращая питание остальных, позволяет производить ремонтно-монтажные работы без риска быть пораженным электрическим током.
В нашей стране стандартом является ток напряжением 230 Вольт (ранее было 220) и частотой 50 Гц. Фактически напряжение в сети достигает 240 В, изменяясь в диапазоне от 190 до 250 В.