Elektryka dla nieelektryków czyli podstawy podstaw

Artykuł ten jest kierowany do wszystkich osób, które są zainteresowane elektryką, ale nie wiedzą od czego zacząć. Staram się w nim w bardzo krótki sposób wyjaśnić podstawowe prawa obowiązujące w elektryce. Znając te podstawowe zagadnienia i rozumiejąc je, możesz przejść do dalszej nauki. Myślę, że te podstawy są także fundamentem pod praktyczną naukę elektryczności. Jeśli pracujesz jako pomocnik elektryka i nie miałeś do czynienia wcześniej z elektryką, to ten artykuł jest dla Ciebie idealny. Rozumiejąc to co tutaj opisuję, łatwiej będzie Ci zrozumieć Twoją pracę. Wszystkie podstawowe prawa wyróżniłem pogrubionym tekstem. Zaczynajmy więc:

1. Napięcie jest to różnica pomiędzy potencjałami

batery

To może wydać się trochę skomplikowane. Każdy punkt ma swój określony potencjał wyrażony w Woltach [V]. Wartość napięcia jest to różnica pomiędzy potencjałami, np.:

– Akumulator – plus ma potencjał równy 12V, a minus potencjał równy 0V. Napięcie czyli różnica potencjałów: 12 – 0 = 12V

– Instalacja w mieszkaniu – faza ma potencjał równy 230V, przewód neutralny ma potencjał ziemi równy 0V. Stąd napięcie pomiędzy przewodem fazowym a neutralnym wynosi 230 – 0 = 230V

Oczywiście jest to duże uproszczenie. W obwodach prądu przemiennego napięcie jest wyrażane w bardziej skomplikowany matematycznie sposób. Jednak na tym etapie nauki tyle wystarczy. Chodzi o to abyś zrozumiał ideę – napięcie jest to różnica potencjałów.

Napięcie jest oznaczane symbolem U i jego jednostką jest Wolt (oznacza się przez „V”).

2. Prąd płynie tylko przez obwód zamknięty

obwod

Prąd płynie zawsze od jednego punktu źródła i musi wrócić do jego drugiego punktu. Obwód musi być zamknięty żeby ten prąd popłynął – jeżeli obwód przerwiemy, prąd nie popłynie. Przykłady:

– Wyłącznik światła przerywa i zwiera jeden z przewodów obwodu.

– Gniazdko elektryczne w domu – jeśli nic nie podłączymy do gniazdka to prąd nie płynie. W momencie podłączenia czegokolwiek, prąd przepływa

3. Każde urządzenie stanowi opór dla płynącego prądu

Wszystko co podłączymy do źródła prądu stanowi opór dla jego przepływu. Wielkość tego oporu jest określona przez oporność urządzenia i zależy od budowy urządzenia. Oporność dla płynącego prądu oznacza nic innego jak „przeszkodę” na drodze jego przepływu. Czyli, im bardziej będziemy przeszkadzać przepływającemu prądowi, tym mniej go przypłynie. To tak jakby ściskać wąż ogrodowy kiedy jest włączona woda – im bardziej go ściskamy (wprowadzamy większy opór) tym mniej wody wylatuje. Tak samo jest z prądem – im większy opór wstawimy tym mniejszy prąd może przepłynąć. Opór jest nazywany REZYSTANCJĄ i wyrażany w jednostkach Ohm (czyt. „om”), których symbol wygląda tak: Ω

4. Opór urządzenia określa jak duży prąd płynie w obwodzie

obwod2

Dokładnie tak. To jaki duży prąd przepłynie jest zależne od tego co włączymy do obwodu. Im mniejszy opór tym więcej prądu przepłynie. Maksymalnie może przepłynąć tyle ile wygeneruje źródło a minimalnie nic. Największy przepływ prądu to zwarcie w obwodzie czyli brak oporu. Najmniejszy przepływ prądu czyli nic to przerwa w obwodzie – tak duży opór, że prąd nie przepływa.

Płynący w obwodzie prąd jest nazywany natężeniem prądu i wyrażany w jednostkach Amper, których symbol to „A”

5. Prawo Ohma

Z powyższego wynika jedno z podstawowych praw w elektryce – prawo Ohma. Określa ono zależności pomiędzy oporem, napięciem i natężeniem prądu.

I = U / R

Gdzie:

I – natężenie prądu wyrażone w A (Ampery)

U – napięcie wyrażone w V (Wolty)

R – rezystancja elementu w obwodzie wyrażona w Ω (Ohm)

Z powyższego wzoru wynika że:

– jeżeli wartość napięcia nie zmienia się (np. 12V z akumulatora lub 230V napięcia znamionowego z sieci) to im większa jest rezystancja urządzenia to tym mniejszy popłynie prąd w obwodzie.

– jeżeli urządzenie ma stałą rezystancję, to im większe będzie napięcie (np. 24V zamiast 12V) tym większy popłynie prąd.

6. I Prawo Kirchhoffa

kirchhoff

Prawo to wynika z tego co przeczytałeś dotychczas.

Suma prądów wpływających do węzła i wypływających z niego jest równa zero. Czyli to co wpływa do punktu połączenia, musi z niego wypływać. Ma to związek z tym, że to co wypływa ze źródła, musi do niego wrócić. Prąd nigdy nie „znika”, dlatego jeśli zrobisz jakiekolwiek połączenie to wszystko co do niego wpłynie, to też musi wypłynąć. Przykład:

– Rozdzielacz w gniazdku – wpływający prąd do gniazdka rozpływa się na poszczególne gniazda w rozdzielaczu i wszystko wraca przewodem neutralnym.

– Instalacja w mieszkaniu – mieszkanie zasilone jest z jednego przewodu i jest to rozdzielone na wiele odbiorników (lampy lub odbiorniki podłączone do gniazd), a wszystko wraca przewodem neutralnym doprowadzonym też do rozdzielni.

7. Moc urządzenia

Z tym spotykasz się bardzo często. Każde urządzenie ma jakąś moc – np. czajnik elektryczny ma moc 2kW (2 kilowaty). Jednostką mocy jest Watt (oznaczany przez „W”). Moc jest zależna od rezystancji urządzenia. Im mniejszą rezystancję ma urządzenie, tym większy prąd przez nie przepłynie, czyli tym większą ma moc. Zależności dotyczące mocy:

P = U x I

P = U2 / R

Wynika z tego że:

– Im większą ma urządzenie moc, tym większy prąd przez nie płynie (przy niezmiennym napięciu)

– Im większa rezystancja urządzenia, tym mniejsza jest jego moc.

 

Wszystkie zależności powyżej są ze sobą powiązane. Jeżeli je zrozumiesz, łatwiej będzie Ci zrozumieć inne zagadnienia.

Być może masz jakieś sugestie, co jeszcze mógłbym wyjaśnić z podstaw elektryki? Jeśli tak, napisz to proszę w komentarzu poniżej.

Zobacz również:

  • Prąd przemienny – podstawyPrąd przemienny – podstawy Nie jest to pytanie, które pojawia się na egzaminie SEP, jednak przed przystąpieniem do niego warto sobie przypomnieć podstawy. Prąd przemienny (ang. alternating current, AC) jest to […]
  • Podłączenie silnika indukcyjnego klatkowego 3-fazowegoPodłączenie silnika indukcyjnego klatkowego 3-fazowego Silnik indukcyjny klatkowy zbudowany jest w części stałej zwanej stojanem i części ruchomej zwanej wirnikiem. W stojanie nawinięte są trzy uzwojenia fazowe, które w czasie pracy mogą być […]
  • Układy sieci niskiego napięciaUkłady sieci niskiego napięcia Każdy elektryk przystępujący do egzaminu kwalifikacyjnego SEP musi znać układy sieci niskiego napięcia. Sieć niskiego napięcia jest wykorzystywana u odbiorców o małej mocy przyłączeniowej […]

6 myśli na temat “Elektryka dla nieelektryków czyli podstawy podstaw

  1. Cenne informację dla początkujących.

  2. Witam.
    A mnie ciekawi jedna sprawa. Być może jest to błachostka, ale nie dla mnie. Do gniazdka mamy podłączone jakieś urządzenie (np. piekarnik), i twierdzi pan, że tyle samo prądu musi wpłynąć i z niego wypłynąć, co można doskonale zauważyć na wyłączniku różnicowo-prądowym (jeśli wypłynie mniej, to wyłącznik wyłączy). Ale przecież samo urządzenie (piekarnik) zużywa jakąś ilość prądu, więc jak to możliwe, że „tyle samo” prądu wypłynie z powrotem?
    Czy chodzi tutaj może o moce pozorne i bierne?

    Sebastian.

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Zawsze taki sam prąd wraca do źródła – czy to przy prądzie przemiennym, czy stałym. Sam przepływ prądu jest generatorem wszystkich zjawisk – tego że żarówka świeci, lub że grzałka się nagrzewa. To o czym Pan pisze to zużycie energii, czyli pobieranie ze źródła określonej mocy w określonym czasie (stąd jednostka Wh – wato-godzina). Za to jesteśmy rozliczani z ZE. Elektrownia musi wytworzyć tak dużą moc, aby w danej chwili zapewnić odpowiedni jej poziom wszystkim odbiorcom.
      Prąd przepływa; moc i energia jest pobierana, oddawana lub przetwarzana. Ważne aby nie mylić tych pojęć.

  3. Ok, jednak chciałbym się dowiedzieć o jakiej wartości „prądu” pan pisze? Czy „prąd” jako napięcie, czy natężenie? A może inna wartość.
    I jeszcze jedna sprawa. Spróbujmy na przykładzie domowego obwodu elektrycznego. Dlaczego z reguły żyła zerowa (czyli powrotna) przepala (nadpala) się częściej, niż żyła fazowa? Wielokrotnie widziałem właśnie takie zjawiska.

    Sebastian.

  4. Hm. Byłem pewny, że gdy mówił pan „prąd” to jest napięcie, bo one zawsze jest takie same i wraca do żródła. A natężenie jest zmienne, bowiem zależy od pobieranej mocy z obwodu…
    Tak, czytałem tekst na tym linku.

Dodaj komentarz

Podpis *
Email *
Witryna internetowa