что лучше в частном доме и экономичнее, сравнение систем

На чтение 9 мин. Просмотров 3.8k. Обновлено 14 декабря, 2020

В отличие от жителей городских квартир, владельцы частных домов могут сами выбрать систему отопления. Здесь допустима установка любого обогревательного устройства — обычной батареи или тёплого пола.

Однако многих застройщиков частного жилья ставит в тупик вопрос выбора отопительной системы. Что лучше, тёплый пол или радиатор, и что эффективнее и экономичнее будет обогревать помещение, и создавать благоприятный микроклимат?

Чтобы сделать правильный выбор, нужно знать особенности и принцип работы каждой системы.

Виды тёплых полов

Тёплые полы подразделяются на водяные и электрические:

1. Водяные — состоят из гибких труб, по которым движется нагретый до 30 — 35 градусов теплоноситель. Схема укладки магистрали бывает «змейкой» или « улиткой». Чаще монтируются под цементно бетонную стяжку. Хотя, при наличии деревянных перекрытий возможна укладка и без заливки бетона.

• Электрические тёплые полы бывают:
• кабельные — это провод, который может располагаться под любой поверхностью, уложенный в стяжку или между бобышками утеплителя;
• маты — также представляет собой кабельный тип конструкции, только провод уже зафиксирован на подложке (мате) с определённым шагом;
• инфракрасные — это плёнка с вмонтированными карбоновыми пластинами, не требуется заливка стяжки, процесс укладки простой и быстрый.

Виды радиаторов

Если рассматривать радиаторы, то они выпускаются трёх видов:

1. Алюминиевые — самая распространённая модель. Весь корпус батареи изготовлен из алюминия, что делает её легкой и повышает уровень теплоотдачи. Единственный минус — не высокая прочность.
2. Биметаллические — имеют алюминиевый корпус со стальной или медной сердцевиной. Наличие такой вставки придаёт изделию прочность, оно способно выдержать высокое давление и температурные перепады.
3. Чугунные — классика, они и сегодня пользуются популярностью, хотя обладают внушительным весом и достаточно инертны. Имеют продолжительное время нагрева, но зато хорошо лучше держат и отдают тепло.

Кроме того, радиаторы подразделяются на самотечные и принудительные. Суть работы самотечной системы — прогрев воды в котле, после чего, по закону физики, она поднимается вверх по стояку и опускается при остывании.

Бывают одно и двухтрубные. В батареях с принудительным действием подразумевается наличие насоса, который способствует продвижению жидкости в трубах.

Плюсы и минусы полов

Каждая отопительная система имеет свои положительные и отрицательные стороны, и предназначена для конкретных условий, в которых она будет эффективнее функционировать, поэтому стоит с ними ознакомиться.

Зоны обогрева (голова или ноги)

Отличительная черта тёплых полов от радиаторов, заключается в способе обогрева, а это в свою очередь оказывает существенное влияние на микроклимат в помещении.

К сведению! Благоприятные условия для человека — ноги в тепле, а голова в прохладе.

У нагревательных полов обогрев помещения начинается снизу, тёплый воздух поднимается вверх, и постепенно остывает. Достигая потолок, он практически охлаждается и опускается вниз.

Но такой пол, может оказывать отрицательное действие для людей имеющих варикозное расширение вен или страдающих аллергией. Кроме того, детям на нём слишком долго находится будет жарко, так как у них циркуляция крови происходит быстрее.

Монтаж

Любые ремонтные работы создают неудобство и ощутимо «бьют» по кошельку.

Если монтировать водяную систему «тёплый пол» в частном доме, то в большинстве случаев требуется заливка стяжки. Это лучше и удобней делать на этапе строительства здания. При обустройстве такого пола в отремонтированном помещении, потребуется демонтировать половое покрытие.

После чего, можно приступать к монтажу самой тёплой конструкции, которая состоит из слоя гидро и теплоизоляции, нагревательных элементов и бетонной стяжки.

Наличие бетонного слоя требует длительное время для его застывания, около 28 дней, и лишь потом можно производить укладку финишного покрытия, и пользоваться устройством.

Стоимость самой системы «тёплый пол» и её монтаж зависит от комплектующих, и от отапливаемой площади. Важное значение имеет правильный расчёт количества контуров и шаг укладки.

Если трубы расположены слишком часто, то поверхность будет перегреваться, потребуется снизить температуру нагрева теплоносителя.

Но это экономически не выгодно, так как увеличиваются расходы на материал. Кроме того, снижается эффективность работы пола — чрезмерно длинный контур.

Экономичность эксплуатации

При использовании нагревательных полов, обогрев поверхности равномерный, прогревается воздух на расстоянии 2 метров от полового покрытия.

Это именно то пространство, в котором существует человек. Кроме того, у тёплых полов показатель теплопотерь ниже в 2 раза, чем у батареи, и составляет 10 — 15%.

Так как, укладка полов с обогревом подразумевает наличие «пирога», который не даёт теплу уходить зря через пол (теряется не более 5%), то устройство функционирует более эффективно.

Помимо этого, экономичнее расходуются энергоресурсы (на 30 — 50% чем у радиаторов), ведь происходит нагрев теплоносителя всего до 40-45°С.

Сложность ремонта

Если водяные тёплые полы в частном доме вышли их строя, то найти причину и произвести ремонтные работы сложно, ведь трубы закрыты стяжкой, которую придётся демонтировать. Это работа достаточно трудоёмкая и пыльная.

Кроме того, после устранения неполадок необходимо снова залить нагревательные элементы бетонным раствором и подождать пока он застынет. Однако, нельзя не заметить, что такие поломки происходят крайне редко.

Скорость нагрева

Нагревание водяной конструкции происходит медленно, так как сначала греется жидкость внутри трубы, потом прогревается стяжка, в которой они расположены, и только затем сам пол. Зато и остывают они, также медленно.

Однако, стоит отметить, что тёплые полу лучше и быстрее прогреют частный дом, ведь они покрывают большую площадь помещения.

Микроклимат

Важное значение при выборе системы отопления, играет не только её способность обогревать помещение, но и факторы, оказывающие влияние на самочувствие человека:

1. Влажность воздуха. Полы с обогревом, также как любая отопительная система, сушат воздух. Рекомендовано устанавливать увлажнитель воздуха, это поможет улучшить микроклимат в помещении. Хотя, стоит отметить, что водяные тёплые полы — это устройство способное поддерживать молекулы воды на необходимом уровне, поэтому они предпочтительнее для установки.
2. Сквозняки. Тёплые полы не создают сквозняков, в отличие от батарей, так как имеет малую конверсию (30%). Ещё одна положительная сторона отсутствия сквозняков — пыль будет разноситься меньше.
3. Вентиляция. Если помещение обустроено приточным вентилятором, то требуется контроль входящих воздушных потоков, а тёплый пол с этой задачей не справится.

Сочетание с интерьером

Как и при любых строительных работах, напольное покрытие играет большую роль в создание гармоничного интерьера. При монтаже тёплого водяного пола в частном доме, важно не только правильно вписать его в общую стилистику помещения, но и подобрать модель, которую допустимо укладывать на систему с обогревом.

Лучший вариант — керамическая плитка, дерево не рекомендовано. Хотя есть отдельные модели, которые сочетаются с такими устройствами, они оснащены специальной маркировкой.

В остальном, тёплые водяные полы не влияют на дизайн помещения, так как спрятаны под финишным покрытием.

Плюсы и минусы батарей

Батарея давно является основным источников отопления помещений разного назначения.

Чтобы, определиться с целесообразностью их установки в частном доме, следует подробно рассмотреть все их плюсы и минусы.

Зоны обогрева (голова или ноги)

Принцип действия батарей отличается от тёплых полов, они быстро прогревают воздух, который охлаждается поднимаясь по стенам. У потолка его температура существенно снижается и он опускается в центр комнаты.  Именно эти воздушные массы и греют человека.

Стоит заметить, что распределение тепла от батареи происходит не равномерно.

Монтаж

Установка и подключение радиатора в частном доме — это более простой способ обустройства обогрева помещения, который займёт один день. Суть работы заключается:

• в прокладывании труб;
• установке радиатора;
• соединение системы фитингами.

Стоимость самого монтажа обойдётся не дорого, в  сравнении с тёплыми полами.

Экономичность эксплуатации

Так как, при обогреве частного дома с помощью радиатора, самый тёплый воздух находится под потолком, а именно через него происходит большая часть теплопотерь (до 30%).

Поэтому эффективность функционирования системы снижается, а расходы на поддержание оптимальной температуры увеличиваются.

Сложность ремонта

Процесс ремонта радиаторного отопления намного проще, чем тёплого пола, ведь отопительный контур находится на виду. Исключение — если трубы замурованы в стене, но даже в этом случаи, устранить неполадку легче.

Скорость нагрева

При подключении радиатора к центральному отоплению, достаточно повернуть вентиль, и поступившая в трубы горячая вода быстро нагрет системы.

Если в частном доме индивидуальное отопление, то потребуется сначала прогреть теплоноситель в контуре, поэтому процесс займёт больше времени.

Кроме того, скорость прогрева зависит от вида радиатора. Быстрее прогреваются алюминиевые батареи, затем идут биметаллические, дольше всех греются чугунные.

Микроклимат

На комфортное существование человека в помещении влияют следующие факторы:

1. Влажность воздуха. Как и полы с обогревом, радиаторы сушат воздух, в связи с этим, лучше устанавливать увлажнители.
2. Сквозняки. Батареи создают сильные воздушные потоки только над собой, поэтому могут сглаживать небольшие сквозняки идущие от окна. С большими холодными воздушными массами они не справятся.
3. Вентиляция. Для контроля потока воздуха от приточного канала, лучший выход — установка радиатора. Горячий воздух от него будет соединяться с холодным, тем самым создавая комфортные условия.

Сочетание с интерьером

С эстетической точки, батареи уступают теплым полам, так как находятся на виду, и их не загородить шкафом.

Хотя сегодня, можно приобрести более облагороженные модели, которые выглядят современно.

Совмещённое отопление — пол + батареи

Возможно совмещение двух видов отопления в частном доме, когда:

• батареи выступают основным источником тепла, а тёплый пол — дополнительным;
• пол с обогревом — основная отопительная система, а радиаторы — вспомогательная.

При наличии двухэтажного коттеджа, для его отопления, идеальным вариантом будет обстроить на первом этаже нагревательные полы, а на второй обогревать производить с помощью батареи.

Данная комбинация позволяет в полной мере использовать положительные стороны обеих систем, и более экономично осуществлять обогрев дома.

Что выбираем в итоге?

Однозначного ответа, на вопрос — какое отопление лучше: полы с обогревом или батареи, нет. Каждое устройство имеет своим преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе.

Если позволяют денежные средства, и вы строите дом для детей и внуком, то лучший вариант — тёплые полы. При проблеме с финансами, можно отдать предпочтение радиаторам. Ведь каждая система способна обогреть ваш дом и создать комфортную обстановку.

Видео пособия

Что лучше — радиаторы или теплый пол: что экономичнее, комбинированная схема отопления, видео и фото

Радиаторная система обогрева жилья существует уже более сотни лет, она многократно проверена и весьма надежна. Теплый пол получил широкое распространение относительно недавно, но производители этого новшества говорят о его абсолютном преимуществе перед батареями. Как обычно ответ лежит где-то посередине, поэтому сейчас мы постараемся сравнить теплый пол и радиаторное отопление, с точки зрения независимых экспертов.

Фото распределительного коллектора.

Важно: во многих мегаполисах нашей великой державы, в том числе и в Москве, официально запрещено монтировать жидкостную систему обогрева пола в многоэтажных домах с центральным отоплением.
Единственным вариантом в данном случае является комбинированное отопление радиаторы плюс теплый пол, но только с электроподогревом.

Вначале об экономике

На вопрос что экономичнее теплый пол или радиаторы, сразу и однозначно ответить нельзя. Эта проблема складывается из двух составляющих. Первое, это затраты на закупку оборудования и непосредственно монтаж. Вторая, но не менее важная сторона, это расходы на топливо в долгосрочной перспективе.

Маты для электрического подогрева.

Важно: покрытия с подогревом могут быть жидкостными и электрическими.
Электрический вариант зачастую довольно дорого обходится, поэтому далее мы будем рассматривать исключительно водяные системы.

Схема коллекторного подключения обогрева пола.

Материалы и монтажные работы

Перед тем как выбрать теплый пол или радиатор, давайте в общих чертах пройдемся по основным этапам монтажа.

В данном случае не так важно, будете вы устанавливать все своими руками или доверите профессионалам, покупать материалы в любом случае вам.

• Начнем с того, что при монтаже напольного обогрева уровень чистового покрытия поднимется в среднем на 60 – 100 мм. Если в частном доме это как правило не вызывает проблем, то в городской квартире данный факт часто становится главным камнем преткновения. В то время как существенных ограничений при установке батарей нет.

Монтаж на сетку.

• Обогревающее покрытие в подавляющем большинстве случаев укладывается на абсолютно ровную бетонную основу. Для этого застилается слой рулонной гидроизоляции с заходом на стены и слой теплоизоляции, дабы зря не греть бетон.
• Любой материал при нагревании незначительно расширяется. Чтобы будущее покрытие не потрескалось, по периметру комнаты клеится демпферная лента из вспененного полиэтилена или иного пористого материала.

Схема монтажа на арматурную сетку.

• Для подобных систем используются металлопластиковые или медные трубы. Безусловно, дешевле змейку крепить хомутами к металлической сетке. Но намного удобней и надежней использовать специальный «ковер» с круглыми бобышками. Шаг укладки колеблется от 10 до 35 см, при этом зазор между стеной и змейкой делается не менее 7 см.

Настил для монтажа.

• После подключения и опрессовки специалисты рекомендуют залить самовыравнивающуюся стяжку, но в случае с монтажом на специальный ковер можно застелить слой вспененного полиэтилена и сразу укладывать ламинат.

Что же касается установки традиционных батарей, то инструкция гораздо проще, а главное дешевле.

• Дороже всего обойдутся сами батареи. В доступном секторе пальму первенства держат старые проверенные чугунные радиаторы типа МС-140. Цена на алюминиевые изделия также невысока, но они годятся только для частного дома и то не везде. Элитой считаются биметаллические конструкции или художественное чугунное литье.

Стандартная батарея МС-140.

• Полипропиленовые трубы для соединения радиаторной системы, имеют приемлемую стоимость, плюс монтировать их достаточно просто. Для открытой проводки существуют кронштейны, которые крепятся к стене анкерными болтами. А под скрытый монтаж прорезается штроба, после чего в нее укладывается и замазывается труба.
• По сути, наиболее существенные расходы приходятся на батареи и трубы, фитинги, кронштейны и прочая фурнитура стоят недорого.

Как видите теплый пол вместо радиаторов монтировать несоизмеримо проблематичней и в разы дороже. Загнать в стену несколько кронштейнов, навесить на них батарею и подключить ее, можно за несколько часов. В то время, как теплый пол по технологии укладывается несколько дней.

Вариант подключения радиаторов.

Затраты на топливо

Специалисты утверждают, что отопление теплыми полами без радиаторов в долгосрочной перспективе значительно выгоднее. Ведь температура теплоносителя в напольной системе в среднем держится на уровне 40 ºС, максимум не превышает 60 ºС.

При таком диапазоне можно использовать не только газовые или электрические котлы, но и солнечные коллекторы, тепловые насосы и котлы конденсационного типа. Что намного дешевле традиционного топлива.

Термокарта обогрева помещений в сравнении.

Так как квадратура пола несоизмеримо больше площади даже самой объемной батареи, теплоотдача здесь будет несколько выше. При более низкой температуре в помещении удается добиться оптимального уровня комфорта. Это приводит к тому, что при грамотном монтаже, экономия на топливе может достигать 12%.

Согласно СНиП температура воды в радиаторной системе должна держаться, в районе 70ºС. Если сравнивать теплые полы или радиаторы в частном доме, то первые значительно выигрывают. Ведь цена за кубометр газа постоянно растет, а если хорошо утеплить дом, можно ощутимо снизить затраты.

Движение потоков.

Важно: безусловно, в батареях теплоноситель может быть и более низкой температуры, но в этом случае нужно будет увеличивать количество секций, что влечет за собой дополнительные расходы.

Важные мелочи

Выбирая теплый пол или радиаторы отопления, следует учесть немаловажную особенность напольного обогрева. Доля теплового излучения здесь доходит до 70%, на конвекцию при этом остается не более 30%.

В батареях все с точностью до наоборот. Максимум 15% занимает тепловое излучение и до 90% приходится на конвекцию. А по утверждениям врачей лучистая энергия лучше воспринимается человеком.

Традиционные батареи, какие бы красивые и компактные они ни были, занимают часть жизненного пространства.

В этом отношении теплый пол с радиаторами отопления не сравнить, залитые стяжкой или иным покрытием трубы абсолютно никому не мешают.

Напольный обогрев в службах.

Но отопление теплыми полами без радиаторов, несет в себе немало опасностей. Мебель в таких комнатах из-за постоянного обогрева снизу желательно устанавливать только натуральную, причем на высоких ножках. Ламинированное ДСП, МДФ, пластик и прочие «подарки» цивилизации наполнят помещение не самыми полезными испарениями. Ковры здесь также противопоказаны.

Тепло равномерно идущее снизу понижает влажность воздуха минимум на 20%. Если полностью отказаться от батарей, то нужно будет устанавливать отдельные увлажнители, так как в нашем климате, постоянно держать форточку на проветривании нереально. В противном случае вам и вашим домочадцам обеспечены недомогание и головные боли.

Конечно, сквозняков при напольном обогреве в вашем доме не будет. Производители говорят, что постепенное понижение температуры от пола к потолку способствует комфортному микроклимату.

Но врачи утверждают, что для гипертоников, аллергиков, астматиков и людей с варикозным расширением вен, это противопоказано. Детям также не рекомендуется постоянный обогрев снизу.

Разные виды обогрева.

Золотая середина

Мы перечислили лишь основные плюсы и минусы этих двух направлений, на видео в этой статье специалисты раскрывают еще массу тонкостей. Как видно из всего выше сказанного идеальным решением является комбинированная система отопления: радиаторы и теплый пол. При грамотном подходе, можно оптимально совместить эти две системы.

Схема отопления с теплым полом и радиаторами, где напольный обогрев используется в кухне, холле и службах, в то время как батареи, устанавливаются во всех остальных комнатах, заслужено считается оптимальной. При таком подходе повышенная влажность в кухне и службах будет компенсирована нижним обогревом. А прихожая получит сплошную тепловую завесу.

Термостатический смеситель.

Важно: схема теплый пол плюс радиаторы, обязательно должна иметь в своем составе термосмесители.
Все дело в том, что в сильные морозы на радиаторы идет горячая вода, если ее пустить и в систему теплых полов, ходить по ним будет невозможно.
Термосмесители при этом будут регулировать температурный баланс в разных секторах.

Вывод

Долговечность как обеих систем по отдельности, так и скомбинированных вместе, напрямую зависит от качества материалов и профессионального монтажа. Если не экономить на основных, несущих узлах, то даже отопление собранное своими руками будет работать не менее 30 – 40 лет. Солидные фирмы, специализирующиеся на установке отопления, дают гарантию на 50 лет.

Обогрев под ламинат.

Экономичное электрическое отопление дома на примере.

Сани лучше готовить летом, как и систему отопления дома или дачи. Не стоит откладывать на потом решение этого жизненно-важного вопроса. Ведь осенние холода могут наступить внезапно, и важно, чтобы погода не застигла вас врасплох.  Домовладельцы, у которых к дому подведен газ, а с отоплением и горячим водоснабжением проблем нет, могут закрыть эту статью и заниматься своими делами. Эта статья для людей, которые хотят сделать в доме самое экономичное электрическое отопление, но выделенная на их дом мощность (лимит разрешенной мощности) не достаточна для подключения нескольких отопительных приборов и другой бытовой техники. А покупка дополнительной электрической мощности у энергетиков не представляется возможной ввиду неоправданно высокой стоимости или физического отсутствия лишней мощности из-за старых трансформаторных подстанций.

Какая же система отопления электричеством самая экономичная и недорогая?

По многолетнему опыту можно сказать, что самым простым и недорогим в реализации способом электрического отопления загородного дома или дачи является использование электрических конвекторов. Эти электроприборы положительно зарекомендовали себя для отопления, как жилых, так и административных или торговых площадей. Этот вид электрического отопления имеет ряд важных преимуществ перед другими электрическими отопительными системами и приборами. Рассмотрим лишь некоторые из преимуществ.

Лучшие показатели эффективности и экономичности

Принцип действия электрического конвектора — естественная циркуляция воздуха, когда теплый воздух, как менее плотный, поднимается вверх над холодным. Воздух внутри помещения перемешивается самопроизвольно. Этим достигается хорошая равномерность и скорость прогрева, а также отсутствие сквозняков.

Нагревательные элементы электрических конвекторов имеют малую массу и тепловую инерцию, поэтому разогреваются быстро. В отличие, скажем, от радиаторов, наполненных маслом. Поэтому КПД такого нагревательного прибора очень высокий, а потребляемая мощность на порядок меньше, чем потребляет электрический котел.

Практически все потребляемое конвектором электричество преобразуется в тепло. А термостат позволяет добиться существенной экономии электроэнергии, потому что ТЕН работает не постоянно, а лишь при снижении температуры воздуха. Т.е. циклически.

Лучшие показатели по безопасности эксплуатации

Современные конвекторы содержат ТЭНы, которые не нагреваются выше 100°С. При этом температура корпуса конвектора остается ниже 60°С. Конвектор не сжигает кислород. А большинство приборов этого типа имеет повышенную защиту от влаги (IP24), поэтому их можно спокойно устанавливать в санузлах, ванных комнатах, предбанниках, рядом с бассейном и т.д. Хотя, конечно, это не значит, что конвектор можно поливать водой из шланга!

Конвекторы от ведущих производителей оснащены системой безопасности, которая отключит нагрев, если закрыт вход или выход воздуха. Поэтому конвекторы могут использоваться в детских садах, детских комнатах, больницах и т.п.

Простота установки и эксплуатации

Электрический отопительный конвектор готов к использованию сразу после покупки. Все, что необходимо для его в эксплуатации, это установка на стену или на специальные ножки, а также включение в электросеть.

Для выбора температуры достаточно поставить терморегулятор на соответствующее значение температуры, а потом, лишь протирать пыль с корпуса. В отличие от монтажа водяной системы, конвекторы экономят значительные деньги, поскольку не требуют прокладки труб по всему дому.

Небольшая цена

Стоимость качественных электрических конвекторов не идет ни в какое сравнение со стоимостью системы электрического водяного отопления.

Возможность постепенного наращивания системы

Конвекторы можно покупать и запускать в эксплуатацию постепенно, по мере необходимости или наличия средств. В то время, как водяное отопление требует покупки сразу всех комплектующих, что недешево.

Возможность использования энергосберегающей автоматики

Очень часто мощности, выделенной на дом или дачу, недостаточно для подключения нескольких энергоемких отопительных приборов. Электрические конвекторы позволяют использовать дополнительную внешнюю автоматику, например, оптимизатор нагрузки на электросеть, который снижает общую потребляемую мощность и позволяет эксплуатировать их даже при недостаточном лимите разрешенной мощности.

Это очень важно для загородного дома. К тому же, есть оптимизаторы нагрузки не требующие монтажа, а просто включаются в розетку, как адаптер — переходник.

Нечувствительность к отклонениям напряжения электросети

Нагревательные элементы конвекторов не чувствительны к отклонению напряжения сети, которое часто встречается за городом. Поэтому, им не требуется дополнительный стабилизатор напряжения.

Отличный дизайн и компактность

Отопление с помощью конвекторов не требует помещения под котельную. Конвекторы имеют малые габариты и впишутся в любой интерьер. Смотрите подробнее про устройство электрических  конвекторов в статье «Конвектор электрический. Отопление помещения электричеством.«.

Экономичное электрическое отопление, на примере

По договору с энергосбытовой компанией выделенная на дом электрическая мощность составляет 5 кВт. При этом, нужно эксплуатировать четыре конвектора по 1 кВт, водонагреватель 1 кВт, и чайник 1 кВт. В сумме наши электроприборы потребляют 6 кВт, что превышает выделенный лимит. Следовательно, при их одновременном включении наступит перегрузка сети и выбьет автомат (автоматический выключатель).

Однако, не обязательно, чтобы все приборы были включены на нагрев одновременно. Если мощные электроприборы условно разделить на пары и сделать так, чтобы в каждой паре включенным мог быть один, и только один электроприбор, то можно значительно снизить общую потребляемую мощность и обойти лимит разрешенной мощности. Для этих целей и применяют новейшую автоматику — оптимизаторы нагрузки на электросеть.

Экономичное электрическое отопление, видеообзор

 

Для подключения энергоемких электроприборов будем использовать три оптимизатора нагрузки на электросеть.

   Экономичное электрическое отопление трёх этажного дома

Третий этаж. Одно большое помещение студия. При включении приоритетного конвектора А в режим нагрева, неприоритетный конвектор В, отключается. Как только температура в левой зоне комнаты достигнет заданного значения, конвектор А отключит нагрев. Начнется рабочий цикл неприоритетного электроприбора B.

Когда температура в правой зоне комнаты достигнет установленного значения, конвектор B отключится. Некоторое время, зависящее от качества теплоизоляции помещения, могут быть выключены оба конвектора. В это время температура в левой зоне комнаты медленно снижается.

Когда температура упадет ниже уставленного значения, приоритетный конвектор А включится и начнет свой новый рабочий цикл.

Поскольку в этой паре конвекторов в любой момент времени включенным может оказаться только один конвектор, общая потребляемая двумя конвекторами мощность никогда не превысит 1 кВт. Общее потребление и нагрузка на электросеть снижается в 2 раза.

Второй этаж. Две отдельные комнаты. Конвекторы второго этажа, подключенные к сети через оптимизаторы нагрузки на электросеть, работают точно также, как и конвекторы на третьем этаже. Только каждый из ни обогревает своё помещение. При этом, общая потребляемая двумя конвекторами мощность никогда не превысит 1 кВт.

Первый этаж. Чайник и водонагреватель подключены к сети через оптимизатор OEL-820. Пока чайник не используется, водонагреватель работает в соответствии с установленной на термостате температурой. При включении чайника водонагреватель автоматически отключается на время работы чайника.

Как только вода закипит, и чайник отключится, водонагреватель будет подключен к сети и продолжит работу. Предпочтительнее, если термостат водонагревателя будет электромеханическим. Такой водонагреватель и стоит дешевле.

Поскольку из двух электроприборов включенным может быть один и только один электроприбор, общая потребляемая мощность чайника и водонагревателя никогда не превысит 1 кВт. Следовательно их потребление и нагрузка на электросеть снижается в 2 раза!

Вывод 

При эксплуатации шести электроприборов общей мощностью 6 кВт, подключенных через три оптимизатора нагрузки на электросеть, общая потребляемая от электросети мощность никогда не превысит 3 кВт!

Какой из перечисленных нами пунктов преимуществ конвекторов нужно ставить на первое место, а какой на последнее? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Но, возможность выбирать, что важнее в вашей конкретной ситуации — уже замечательна!

Какие электрические конвекторы выбрать?

Это дело вкуса и кошелька. Однозначно, что покупать следует только приборы известных производителей, таких, как NOBO или подобных. Это ваша безопасность. Обратите внимание на такую функцию, как самовосстановление работы (перезапуск) после отключения питания.

Нормальные конвекторы не чувствительны к перебоям питания. А те, что требуют повторного запуска человеком — не удобны в эксплуатации и могут нанести большой ущерб, заморозив дом.

 

Смотрите по теме экономичное электрическое отопление:

   Обогреватели для дома. Их типы и особенности применения.

   Нагреватель воздуха. Какой выбрать, тэновый или керамический?

   Теплый пол электрический. Обзор теплых полов.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Как работает аккумулятор — Любопытно

Представьте себе мир без батарей. Все портативные устройства, от которых мы так зависим, были бы настолько ограничены! Мы сможем доставить наши ноутбуки и телефоны настолько далеко, насколько это досягаемо для их кабелей, что сделает это новое работающее приложение, которое вы только что загрузили на свой телефон, практически бесполезным.

К счастью, батарейки у нас есть. Еще в 150 г. до н.э. в Месопотамии парфянская культура использовала устройство, известное как багдадская батарея, сделанное из медных и железных электродов с уксусом или лимонной кислотой.Археологи считают, что на самом деле это не батареи, а в основном они использовались для религиозных церемоний.

Изобретение батареи в том виде, в котором мы ее знаем, приписывают итальянскому ученому Алессандро Вольта, который собрал первую батарею, чтобы доказать свою точку зрения другому итальянскому ученому Луиджи Гальвани. В 1780 году Гальвани показал, что лапки лягушек, подвешенных на железных или латунных крючках, подергиваются при прикосновении к зонду из другого металла. Он считал, что это вызвано электричеством из тканей лягушек, и назвал это «животным электричеством».

Луиджи Гальвани обнаружил, что лапы лягушек, подвешенных на латунных крючках, дергались, когда их ткнули зондом из другого металла. Он думал, что эта реакция была вызвана «животным электричеством» внутри лягушки. Источник изображения: Луиджи Гальвани / Wikimedia Commons.

Вольта, первоначально впечатленный открытиями Гальвани, пришел к выводу, что электрический ток исходит от двух разных типов металла (крючки, на которых висели лягушки, и другой металл зонда) и просто передается через них, а не через них. из тканей лягушек.Он экспериментировал со стопками слоев серебра и цинка, перемежаемых слоями ткани или бумаги, пропитанной соленой водой, и обнаружил, что электрический ток действительно течет через провод, приложенный к обоим концам стопки.

Батарея Алессандро Вольта: куча цинковых и серебряных листов, перемежаемых тканью или бумагой, пропитанной соленой водой. Представьте, что вы используете это для питания вашего телефона. Источник изображения: Луиджи Кьеза / Wikimedia Commons.

Volta также обнаружил, что, используя различные металлы в свае, можно увеличить количество напряжения.Он описал свои открытия в письме Джозефу Бэнксу, тогдашнему президенту Лондонского королевского общества, в 1800 году. Это было большое дело (Наполеон был весьма впечатлен!), И его изобретение принесло ему устойчивое признание в честь «вольта». ‘(мера электрического потенциала), названная в его честь.

Я сам, шутя в сторону, поражен тем, как мои старые и новые открытия … чистого и простого электричества, вызванного контактом металлов, могли вызвать такое волнение. Алессандро Вольта

Так что же именно происходило с этими слоями цинка и серебра и действительно с подергивающимися лягушачьими лапами?

Химия батареи

Аккумулятор — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электричество.Это известно как электрохимия, а система, лежащая в основе батареи, называется электрохимическим элементом. Батарея может состоять из одного или нескольких (как в оригинальной куче Вольты) электрохимических ячеек. Каждая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом.

Итак, откуда электрохимический элемент получает электричество? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что такое электричество. Проще говоря, электричество — это тип энергии, производимый потоком электронов.В электрохимической ячейке электроны образуются в результате химической реакции, которая происходит на одном электроде (подробнее об электродах ниже!), А затем они перетекают на другой электрод, где расходуются. Чтобы понять это правильно, нам нужно поближе взглянуть на компоненты клетки и то, как они собраны вместе.

Электроды

Чтобы создать поток электронов, вам нужно где-то, чтобы электроны текли с из , а где-то электроны текли с по .Это электроды ячейки. Электроны текут от одного электрода, называемого анодом (или отрицательным электродом), к другому электроду, называемому катодом (положительный электрод). Обычно это разные типы металлов или другие химические соединения.

В котле Вольта анодом служил цинк, от которого электроны текли по проволоке (при соединении) с серебром, которое было катодом батареи. Он сложил много этих ячеек вместе, чтобы получилась общая свая, и поднял напряжение.

Но откуда анод вообще берет все эти электроны? И почему они так счастливы, что их отправили в веселый путь к катоду? Все сводится к химии, происходящей внутри клетки.

Нам необходимо понять несколько химических реакций. На аноде электрод реагирует с электролитом в реакции, в которой образуются электроны. Эти электроны накапливаются на аноде. Между тем, на катоде одновременно происходит другая химическая реакция, которая позволяет этому электроду принимать электроны.

Технический химический термин, обозначающий реакцию, которая включает обмен электронами, — это реакция окисления-восстановления, обычно называемая окислительно-восстановительной реакцией. Вся реакция может быть разделена на две половинные реакции, и в случае электрохимической ячейки одна полуреакция происходит на аноде, а другая — на катоде. Уменьшение — это усиление электронов, и это то, что происходит на катоде; мы говорим, что катод восстанавливается во время реакции. Окисление — это потеря электронов, поэтому мы говорим, что анод окисляется.

Каждая из этих реакций имеет определенный стандартный потенциал. Думайте об этой характеристике как о способности / эффективности реакции либо производить, либо поглощать электроны — ее силе в электронном перетягивании каната.

• Стандартные потенциалы для полуреакций

  Ниже приведен список половинных реакций, в которых происходит высвобождение электронов из чистого элемента или химического соединения. Рядом с реакцией указано число (E ⁰ ), которое сравнивает силу электрохимического потенциала реакции с силой готовности водорода расстаться со своим электроном (если вы посмотрите вниз по списку, вы увидите, что водородная полуреакция имеет нулевое значение E ⁰ ).E ⁰ измеряется в вольтах.

  Причина, по которой этот список настолько интересен, заключается в том, что если вы выберете две реакции из списка и объедините их в электрохимическую ячейку, значения E ⁰ скажут вам, в каком направлении будет протекать общая реакция: реакция с более отрицательной реакцией. Значение E ⁰ отдает свои электроны другой реакции, и это определяет анод и катод вашей ячейки. Разница между двумя значениями E ⁰ говорит вам об электрохимическом потенциале вашей ячейки, который в основном представляет собой напряжение ячейки.

  Итак, если вы возьмете литий и фторид и сумеете объединить их, чтобы сделать элемент батареи, у вас будет самое высокое напряжение, теоретически достижимое для электрохимического элемента. Этот список также объясняет, почему в котле Вольта цинк был анодом, а серебро — катодом: полуреакция цинка имеет более низкое (более отрицательное) значение E ⁰ (-0,7618), чем полуреакция серебра (0,7996). .

  Источник: UC Davis ChemWiki

Любые два проводящих материала, которые вступают в реакцию с разными стандартными потенциалами, могут образовывать электрохимическую ячейку, потому что более сильный из них сможет забирать электроны у более слабого.Но идеальным выбором для анода был бы материал, который вызывает реакцию со значительно более низким (более отрицательным) стандартным потенциалом.

НАУЧНЫЙ ХОББИСТ: Электричество F.A.Q. ОТВЕТЫ

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

КАК МЫ ДЕЛАЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

Как мы производим электричество? На этот вопрос невозможно ответить, так как слово «электричество» не имеет четкого значения.

Хорошо, как насчет этого. Я отвечу на вопрос, но воспользуюсь научным определение слова «электричество», используемое Фарадеем, Эйнштейном, Максвелл и др. Тебе, наверное, это не понравится, поскольку в большинстве учебников для общеобразовательных школ электричество определяется иначе, чем в ученые делают. Мой ответ будет странным. Ученые говорят, что электричество — это количество электрического заряда. Учебники для начальной школы не согласен; вместо этого в этих учебниках электричество определяется как количество электроэнергия. Но заряд и энергия — это два совершенно разных вещи! Они такие же разные, как воздух и звук или стальной привод валы по сравнению с HP-часами. Для списка многих различий между электрический заряд и электрическая энергия, см. выше.)

ОК, ждем ответа!

«Электричество» означает заряд. Электричество — фундаментальное свойство материя, поэтому, чтобы создать электричество, мы должны создать материю. В положительные и отрицательные заряды электричества постоянно прикреплены к электроны и протоны в атомах. Чтобы производить электричество, нам нужно было создавать протоны или создавать электроны! Нет простого способа сделать электрический заряд из воздуха. Однако это не невозможно. Если у тебя есть гигантский ускоритель частиц в физической лаборатории, тогда вы можете создавать новые заряженные частицы.То же самое происходит в определенных радиоактивные материалы, и когда космические лучи из космоса поражают атомы здесь, на земле. Но кроме этого, «сгенерировать» никакие электричество.

Если в учебнике сказано, что электрогенераторы производят электричество, это в учебнике слово «электричество» используется ненаучно.

• Генераторы не производят электричество
• Батареи не производят электричество
• Солнечные элементы не производят электричество
• Топливные элементы не производят электричество
• При трении меха о пластик не вырабатывается электричество
• Машины VandeGraaff не производят электричество

Если все вышеперечисленные устройства не производят электричество, то что они делают? Просто. Все они электронасосы. Как и любой насос, насос не является источником жидкости, насос просто перемещает жидкость. (Твой сердце не создает кровь, а только качает ее по контуру; полный круг.) Электрогенератор не подает электричество, а только качает его. В подвижное электричество уже было в провода, а генераторы (или аккумуляторы и т. д.) просто качают. Но как сделал электричество попадает в провода? Я отвечаю на этот вопрос здесь: ЧТО ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ОЗНАЧАЕТ «ПРОВОДНИК»? Но если кратко, любой «проводник» — это вещество, содержащее огромное количество подвижного электричества, вроде предварительно залитой воды труба.

Итак, когда электрическая компания заявляет, что продает электроэнергию, что на самом деле происходит? Все просто: они используют ненаучное определение слова «электричество». Они действительно не продают электричество. Вместо этого они продают насосные услуги. Вместо этого они просто качают электричество туда и обратно внутри проводов. Вот что AC «чередование ток «означает. Электричество просто сидит в проводах и шевелится 60 раз в секунду. Электрическая компания продает насосные услуги, а вы могут использовать их услуги для запуска двигателей, обогревателей и лампочек. Oни продавать энергию, а затем отправлять ее вам по длинным колоннам электроны, но они не продают вам электроны. Электроны они вообще не текут, они просто вибрируют. Это все еще похоже на приводной ремень, но тот, где ремень проворачивается вперед и назад вместо постоянно вращается в одном направлении.

Все это слишком запутанно? Может быть, вам нужен ответ на другой вопрос: «КАК МОЖНО ПРОИЗВОДИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК?» Смотри ниже.

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

КАК МЫ ДЕЛАЕМ ТОКИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА?

Все проводники содержат подвижные заряды, подвижное «электричество».» Нам никогда не нужно производить электричество, поскольку электричество уже есть. Мы просто надо как-то переместить.

Итак, как мы можем его переместить? Именно как мы можем накачать «электричество» и Создайте какие-то электрические токи? Краткий ответ: создать напряжение. Напряжение что-то вроде электрического давления. Сделать кондукторские сборы Начните движение, просто приложите напряжение к этому проводнику.

Есть три распространенных способа создания напряжений, которые могут заряжает вместе:

1. Проведите магнитом мимо проводника.
2. Поместите два разных провода в соленую воду.
3. Соедините два разных проводника вместе, а затем посветите на них.

Это также список трех распространенных видов электропитания:

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ ГЕНЕРАТОР: Проведите магнитом мимо проводника.
2. БАТАРЕЯ: Поместите два разных провода в соленую воду.
3. СОЛНЕЧНАЯ ЯЧЕЙКА: соедините два разных проводника вместе, а затем направьте на них свет.

Есть не только три способа переместить заряды, но и другие способы являются более экзотическими и не часто используются для питания повседневных товаров.

4. АНТЕННА: Посветите радиоволнами на короткий металлический провод.

5. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КРИСТАЛЛ: поместите специальный кристалл между двумя металлические пластины, затем сожмите или согните кристалл.

6. THERMOCOUPLE ИЛИ T-E МОДУЛЬ: прикоснитесь к двум разным проводам вместе, затем нагрейте их.

7. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР: коснитесь двух разных изоляторов. вместе, а затем снова разведите их.

8. ТЕРМИОННАЯ ЯЧЕЙКА: Поместите две металлические пластины в вакуум, нагрейте один пластина раскалена добела, поэтому она извергает электроны.

9. ЯДЕРНАЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ БАТАРЕЯ: Соберите заряженный альфа- или бета-частицы, испускаемые радиоактивным материалом.

10. ФОТОСИНТЕЗ СОЛНЕЧНОЙ КЛЕТКИ: Поместите немного биологических наноразмеров. протонные насосы на мембране, светят на них.

11. УСТРОЙСТВО ТОЛЬМАНА: выберите провод с закрепленным плюсом. заряжает и подвижные отрицательные заряды, затем вибрирует проводник

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

ЧТО ТАКОЕ «ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК?» И «ПРЯМОЙ ТОК?»

В системе переменного тока провода заполнены вибрирующими зарядами. В DC системы, провода тоже полны зарядов, но заряды текут постоянно вперед, как резиновый приводной ремень. (И когда все выключен, провода еще заряжены, но они не течет.)

Вот аналогия для понимания переменного и постоянного тока. Приобретите велосипедное колесо. Наполните колесо механической энергией, быстро вращая его. Теперь положи свой Палец против вращающейся шины. Шина замедляется, и палец становится горячим! Резиновая шина действует как заряд внутри проводов электрического цепь.Он движется в одном направлении, и вот что такое «Постоянный ток» средства. Постоянный ток появляется всякий раз, когда невидимый пояс внутри проводной цепи вращается плавно.

Хорошо, теперь возьми такое же велосипедное колесо и пусть друг начнет его крутить вперед и назад, вперед и назад. Сделайте это очень быстро, чтобы «поворот» больше похож на покачивание. Теперь положите большой палец на шину, чтобы шина трется о вашу кожу взад и вперед. Ваш большой палец становится горячим! У вас есть просто продемонстрировал «переменный ток». «

В обоих приведенных выше примерах большой палец представляет собой электрический обогреватель, Резиновая велосипедная шина представляет собой заряды, протекающие внутри проводов электрическая цепь. Мы можем прокачать их в одном направлении, и это создает «DC». Или мы можем использовать другой тип «насоса» и заставить их все двигаются вперед и назад. Это «AC».

Последняя вещь. Очень важно, чтобы вы четко понимали, что батареи и генераторы никогда не создают текущих зарядов. Все провода полно зарядов, все время. Все металлы полны подвижного обвинения. Как и все проводники, включая аккумуляторную кислоту, человеческую плоть, светящаяся плазма и т. д. Батареи и генераторы — это «электрические насосы», но они не создают то, что качают. Круг проводов содержит что-то вроде «невидимого велосипедного колеса», и если вы нажмете на него заряжается, тогда все заряды по всему кругу переместятся вперед, прямо как прочная резина приводного ремня.Мы можем только создать поток, электрический ток, если заряды уже есть. К счастью, в проводах полно подвижных зарядов. Они как трубы, которые всегда предварительно заполнены водой.

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ ТОЛЬКО НА ПОВЕРХНОСТИ ПРОВОДА?

В цепях постоянного тока и в цепях переменного тока 60 Гц ток существует на всем протяжении весь провод.Заряд не течет только по поверхности. (Если это так, тогда мы могли бы заменить все наши дорогие медные провода на дешевый пластик … просто нанесите на пластик очень тонкий слой меди.)

Но этот вопрос поднимает некоторые важные идеи. Например, когда мы поместите электростатический заряд на провод, заряд распространяется и занимает только поверхность металла. Он не входит внутрь. Но это без разницы! В конце концов, электрический ток — это поток заряда. Если заряд существует только на поверхности, как электрический ток может быть глубоко внутри металл? Однако токи действительно глубоко внутри, а электростатические заряд появляется только на поверхности.

Вот решение … действительно только заряд * избыток * , который существует на поверхности проводника, а сам заряд, электроны и протоны, они существуют по всему металлу. Помните что металлические провода уже заряжены; они содержат море подвижных электроны. Это всегда так, даже когда металл «незаряжен». Хех, металл без заряда всегда заряжен! Другими словами, металлы всегда полны «незаряженного заряда», потому что каждое движимое отрицательный электрон находится рядом с положительным протоном, а противоположные заряды отменяет.И все же «электронное море» может течь сквозь металл. как если бы электроны были своего рода жидкостью. Жидкость заряжена, но это аннулированный платеж; это «незаряженный» заряд. Этот электрический поток не на поверхности.

Но предположим, что мы дадим проводам лишних положительных зарядов на удаление некоторых электронов. Эта «избыточная плата» переместится почти мгновенно на поверхность металла. Все это очень запутанно, не так ли? В путаница возникает из-за того, что слово «обвинение» имеет два разных значения. Это означает «шар заряженных частиц». Медь полна подвижных электронов, так что он полный «заряд». Но заряд также означает чистый заряд или отрицательные вычтено из положительных. Внутри меди количество электронов и протоны равны, поэтому медь вообще не содержит «заряда». Но медь полный заряд все время, заряды, которые можно накачать генераторы и аккумуляторы. Это все хреново! Искаженная терминология вводит в заблуждение новичков и порождает самые разные заблуждения. Смотрите мои вещи насчет слова «заряд».’ И, эти заблуждения заставляют людей спорить о том, являются ли электрические токи глубоко внутри проводов или только на поверхности. Ответ: токи глубокие внутри, но провода могут иметь или не иметь «поверхностный заряд», и это вызывает спутанность сознания.

Чтобы еще больше запутать , есть еще одно явление. здесь называется …

КОЖНЫЙ ЭФФЕКТ

Скин-эффект вызывает электрические токи, чтобы избежать середины проводов и появляются только на поверхности. (ГАХ !!!!!!) Но, к счастью, скин-эффект относится только к AC. Также скин-эффект наиболее значим для частоты далеко выше, чем 60 Гц бытовых цепей переменного тока. Обычно нормально игнорировать эффект кожи, если вы не используете аудиокабели, антенны и передатчики, теория электромагнетизма, импульсы и удары молнии и т. д.

Скин-эффект возникает из-за того, что металлы действуют как электромагнитные экраны и потому что электрическая энергия всегда распространяется в виде электромагнитных (ЭМ) полей по цепям.Когда генератор отправляет электроэнергию в ваш дом, энергия распространяется как электромагнитные поля, окружающие провода, и этот поток энергия прочно связаны с электронами и протонами в металлических проводах. (Наиболее люди предполагают, что электрическая энергия проходит внутри проводов. Не так.)

Когда импульсы электрической энергии проходят по проводу, они производят избыточный заряд на поверхности провода, и они вызывают электрический ток внутри провода. Но поскольку металл действует как электромагнитный экран, сначала путь для электрического тока существует только на поверхности.Поскольку Проходят миллионные доли секунды, все больше и больше электрического тока появляется глубоко внутри провода. Наконец, через долю секунды ток везде внутри провода. Но что, если мы имеем дело с чередованием Текущий? Затем процесс должен начинаться заново для каждого импульса тока. Если частота переменного тока низкая, то на пути тока много время перемещаться повсюду внутри провода. Но если проволока очень толстая (много сантиметров в поперечнике) или, если частота очень высока, то путь тока никогда не мигрирует очень далеко от поверхности, прежде чем ему придется повернуть вспять и начать сначала.

Благодаря скин-эффекту мы можем сэкономить на высокочастотных цепях. путем замены дорогих сплошных кабелей более дешевыми полыми трубами. Этот в основном относится к мощным радиопередатчикам. И с радио UHF и микроволновых схем, «кожа тока» настолько тонка, что мы можем дать медь проводит покрытие из серебра, и весь ток будет существовать только в серебре с высокой проводимостью . .. как если бы мы использовали полностью серебро проводники. (Во многих схемах лучше использовать серебряные провода. чем медь, но это чертовски дорого.)

Кожный эффект также заставляет людей спорить о том, есть ли токи. внутри проводов или только на поверхности. Ответ: для постоянного тока и 60 Гц переменного тока схем, скин-эффект почти всегда можно игнорировать. Но чем выше частота, и чем толще проводник, тем хуже скин-эффект становится.

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

ЭЛЕКТРОНЫ ПОТОКАЮТ МЕДЛЕННО, КАК МОЖНО МГНОВЕННО ВКЛЮЧАТЬСЯ?

На этот вопрос есть простой ответ: свет включается мгновенно. потому что провода уже набиты подвижные электроны.Так что если аккумулятор или генератор попытаются потянуть электроны из одного конца провода, он должен засосать все электроны вперед в аккумулятор, и это создает ток во всем цепь.

Или представьте приводной ремень с двумя шкивами. Когда вы поворачиваете один шкив, весь ремень движется мгновенно, и дальний шкив тоже поворачивается. Тем не менее сам пояс двигался не очень быстро. Электроны внутри проводов как круговой приводной ремень.

Вот и другие похожие вопросы:

• Когда я тяну за цепь, начинает двигаться дальний конец цепи мгновенно?
• Когда я нажимаю на конец длинной палки, почему другой конец палка вдруг сдвинулась?
• Когда я вдыхаю струю воздуха в длинную полую трубку, почему воздух мгновенно выйти из дальнего конца?
• Когда я нажимаю на обод велосипедного колеса, почему все колесо начать движение?
• Когда я поворачиваю ролик на одном конце конвейерной ленты, почему ролик на другом конце тоже двигаться?
• Когда я говорю, воздух колеблется взад и вперед.Как звук может летать ТОЛЬКО В ОДНОМ направлении, от моего рта?
• Когда я включаю садовый шланг, а шланг уже был наполнен водой, почему вода мгновенно струится из дальнего конца?

Смотрите, что происходит? Это волны. Если потянуть за цепь, она перемещает к вам, но что-то еще удаляется от вас очень быстро. Для цепей это «нечто» — механическая энергия. Первый ссылка в цепь тянет за второе звено, которое тянет за третье звено и т. д.Каждый звено перемещает к вашей руке, но каждое звено доставляет энергию ссылка дальше. Каждое звено движется медленно, но «волна» движется очень быстрый. Эта волна подобна электрической энергии в цепи. Ссылки в металлическая цепочка подобна электронам внутри проволоки. Или другими словами, электрическая энергия — это волны, а электричество — это среда через по которым текут волны.

Здесь большая проблема. Слово «электричество» — проблема. Научные книги в начальной школе правильно учат нас, что электроны частицы электричества, и этот электрический ток представляет собой поток электричество.Другими словами, они учат, что электричество похоже на металлическая часть этого цепь, за которую мы дернули. Или в трубе, полной теннисных мячей, электричество это шары. Но тогда книги противоречат сами себе … они также говорят нам, что электричество … это форма энергии, которая почти моментально по проводам! КАКИЕ?! Другими словами, они говорят нам, что электричество предполагается, что это сами электроны, а также электричество — это должна быть волна, которая двигалась по цепочке электронов? Ну что это Это? Если «электричество» — это волна, то это не может быть , среда , это не может быть электронов в проводе.

Книги неправильные. Они облажались. Их авторы не понимают разница между волной и ее средой. В частности, они не понять заряд против энергии. Они не понимают элементарного электричества все. Они учат, что электричество подобно потоку воздуха внутри трубки, но они также учат нас, что электричество подобно звуковым волнам в трубке. Но … звук не воздух. Неудивительно, что мы не понимаем электричество. Тем не менее этим авторам платят за то, чтобы они были экспертами, учителя полагаются.В результате наши учителя не понимают электричество вообще, и это потому, что они доверяют школьным учебникам которые ошибаются.

Подозреваю, что никто не хочет чинить книги, так как все эти сорта школьные учебники по естествознанию имеют ту же ошибку. Чтобы исправить ошибку, сначала Книжные издатели K-6 должны быть честными и брать на себя ответственность за такая огромная проблема. Всем учителям придется признать, что они неправильно. Этого еще не произошло.Профессиональные ученые были жалуются на эту же проблему по крайней мере с 1960-х годов, и до сих пор этого не произошло. Но Интернет позволяет нам раскрыть проблему на всеобщее обозрение.

Видеть:

Чума ошибок в учебниках К-6
http://amasci.com/miscon/miscon.html

Типичные учебники по электричеству
http://amasci.com/miscon/elect.html

Огромный источник недоразумений: аналог «грузовых вагонов»
http: // amasci.ru / miscon / eleca.html # electronic

Что * ЕСТЬ * Электричество ?!
http://amasci.com/miscon/whatis.html

Насколько быстро проходит электрический ток?
http://amasci. com/miscon/speed.html

Центральная организация по борьбе с чумой ошибок
http://www.textbookleague.org

Вот способ понять, как работают электрические цепи. Получите длинную цепочку и соедините его концы вместе, чтобы получилась петля. Оберните эту цепочку вокруг двух разделите шкивы, чтобы цепь была похожа на ленту конвейера.Теперь, если вы повернете один шкив, что происходит? Другой шкив поворачивается почти точно на в то же время.

Цепочка подобна электронам внутри провода. Цепь медленно течет в круг. Так же текут и электроны. Однако энергия течет очень быстрый. Когда вы поворачиваете один шкив, звенья цепи дёргаются за свои соседей, и волны энергии текут по обеим половинам цепи. ( Оба половинки: волна «толчка» с одной стороны и волна «рывка» с другой.) В дальний шкив поворачивается практически мгновенно.И (Да Да!) Первый шкив как генератор постоянного тока, а дальний шкив как двигатель постоянного тока. В круг цепи подобен электрической цепи. Звенья цепи как электроны внутри провода.

<< <--- НАЗАД

---

ВЕРНУТЬСЯ В ЧАВО ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ

ЧТО БОЛЬШЕ ОПАСНО, переменный или постоянный ток?

ВНИМАНИЕ: Я НЕ СПЕЦИАЛИСТ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ.ЕСЛИ ВАМ НУЖЕН ЮРИДИЧЕСКИЙ СОВЕТ, СВЯЖИТЕСЬ С * ПОДЛИННЫМ * ЭКСПЕРТОМ

Да, батареи постоянного тока довольно безопасны, но провода в розетках переменного тока не. Однако это не имеет ничего общего с переменным током по сравнению с постоянным током. Электрический розетки были бы опасны , даже если бы они были DC. Эта опасность вызвано двумя основными причинами:

1. высокое напряжение
2. возможность качать большой электрический ток

В случае настенных розеток и батарей это напряжение источник питания, который имеет значение.

Электрический ток причиняет вред, когда заряды в вашем теле вынуждены течь. Но и батареи, и розетки могут перекачивать большую электрическую текущий. Но это не их текущая способность создавать поражение электрическим током. Батареи фонарика могут выдавать несколько ампер, но батареи безопасны, потому что человеческая кожа является относительно плохим проводником. Это требует изрядного количества электрического «давления» (или напряжения), чтобы заставить заряды внутри вашего тела начнут течь. Коснитесь обоих терминалов D-клетка, и электрический ток в вашей коже будет таким крошечным, что вы ничего не чувствую.С другой стороны, металлические провода не похожи на кожу, и достаточно небольшого напряжения, чтобы накачать электрический заряд через фонарик лампочка. Поскольку напряжение D-элемента очень низкое, он может только создавать большие токи в проводах и в лампочках, но не в людях.

ОК, если 1,5 вольта от аккумуляторов безопасно, то какой уровень напряжения «опасно?» Ответ:

это варьируется от человека к человеку, но только серьезная опасность появляется, когда напряжение выше примерно 40 вольт.

Напряжение типичной батареи намного ниже 40 вольт, необходимых для убить вас электрическим током. Настенные розетки переменного тока — 120 В, что намного выше, чем 40 вольт порог. 120 вольт могут вызвать сильный электрический ток через ваш кожа, а значит, розетки опасны. «AC» — это не проблема, поскольку источник питания переменного тока 12 В (например, тот, который используется с портативных компьютеров) не опасен, даже если он переменного тока. 12v компьютерные источники питания ИМЕЮТ способность производить большие токи в проводах, но его напряжение слишком низкое, и он не может производить большой ток в человеческое тело, потому что кожа слишком устойчива.

Люди электрически защищены своей кожей. Вот отвратительный подумал: снимите кожу, и даже аккумулятор станет опасен! если ты у вас большой порез в груди, не вставляйте в него 9-вольтовую батарею. Если у вас большие порезы на руках, не хватайтесь за клеммы автомобильный аккумулятор. Это могло остановить твое сердце! (Я думаю, что больше всего повезло люди не вставляют электрические провода в большие открытые раны груди. Ага!) Это особенно опасно, когда путь тока проходит через ваше сердце.Если у вас на обеих руках большая открытая рана, не хватайтесь за клеммы. источника питания, потому что путь для зарядов ведет в одну рану, через руку, через грудь , затем через другую завелась и обратно к АКБ.

Текущий заряд внутри вашего тела опасен, но требует значительного напряжение для создания потока заряда. Батарея фонарика редко бывает опасно, потому что 1,5 вольта не могут создать большой ток в вашей коже (или в вашем сердце.) С другой стороны, высокое напряжение само по себе безопасно. Например, если вы скользите по автокреслу, а затем взбираетесь вне машины между вашим телом и автомобилем может появиться 20 000 вольт! Коснитесь машины, и вы почувствуете болезненную искру, но вы точно не в опасность смерти. Было высокое напряжение, но не было постоянные электрические токи. Вы можете поцарапать обувь о коврик и взлететь дверные ручки весь день с небольшим вредным воздействием, хотя напряжение иногда приближается к 10 000 вольт. Повседневные «статические» искры не очень опасно, так как высокое напряжение мгновенно пропадает, когда искра происходит, и он не может производить большой непрерывный поток заряда через твое тело. Чтобы быть опасным, источник электроэнергии должен быть выше 40 вольт, чтобы он мог пройти через кожу. Также источник энергии должен иметь возможность подавать большой ток в течение длительного времени (хотя бы на несколько секунд.)

Хорошо, а как насчет переменного или постоянного тока? Что делать, если аккумулятор и розетка одновременно были 120 вольт? Будет ли один безопаснее другого? Оба могут предоставить большой ток, и оба имеют опасно высокое напряжение.Если мы сравним Источник переменного тока высокого напряжения с источником постоянного тока идентичной характеристики, вот один ответ, который я слышал:

При прочих равных, переменный ток несколько на опаснее постоянного тока, потому что AC имеет немного большее влияние на ваше сердце.

Если источник питания переменного или постоянного тока на 120 вольт должен вас шокировать, и если путь ток должен проходить через вашу грудь, тогда у переменного тока больше шансов спровоцировать фибрилляцию и остановить ваше сердце. Не ошибитесь, Электропитание 120 В постоянного тока почти так же болезненно и почти так же опасно.Но если все в остальном все равно, высоковольтный кабель переменного тока 60 Гц немного опаснее чем высоковольтный кабель постоянного тока для вашего сердца.

Еще один интересный лакомый кусочек: Источники питания очень высокого напряжения могут на самом деле быть менее опасным, чем среднее-высокое напряжение, используемое в стене магазины. Под «очень высоким» я подразумеваю напряжение, намного превышающее 500 вольт. Высоко напряжение может быть менее опасным, потому что высокое напряжение может действовать как естественное сердце-дефибриллятор. Он перезапускает ваше сердце одновременно с остановкой твое сердце.Высокое напряжение также имеет тенденцию создавать очень высокие токи, которые заставьте мышцы руки или ноги сжаться, что может отбросить ваше тело прочь от то токоведущие проводники. Если бы у меня был выбор, я бы предпочел прикоснуться к 1000 провод вольт, чем провод на 120 вольт. С 120 вольт мои руки могли защелкнуться на провод, и я не смогу отпустить. С проводом на 1000 вольт была бы большая вспышка и громкий хлопок, и меня могло бы отбросить комната. (Энергия не бросила меня, вместо этого ток сделал мою руку и мышцы ног делают работу.)

С другой стороны, очень высокое напряжение имеет обратную сторону. Это может быстро нагревает плоть и вызывает внутренние ожоги, тогда как среднее-высокое напряжение может требуется гораздо больше времени, чтобы вызвать такого рода «приготовление пищи». В предыдущем параграф, я могу получить серьезные ожоги от прикосновения к этой 1000-вольтной проволока, и, может быть, потерял палец или руку, но я все еще был жив. (Но если я схватил крепко до 1000 вольт и не мог отпустить, я бы быстро зажарился в уголь. Совсем не весело!)

Ссылки

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ БОЛЕЕ ОПАСНЫМ — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ИЛИ ВЫСОКИЙ ТОК?

ВНИМАНИЕ: Я НЕ СПЕЦИАЛИСТ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. ЕСЛИ ВАМ НУЖЕН ЮРИДИЧЕСКИЙ СОВЕТ, СВЯЖИТЕСЬ С * ПОДЛИННЫМ * ЭКСПЕРТОМ

Я помню, как спорил об этом с другими детьми в начальной школе. Мой книги и учителя не помогли ответить на него. Может это загадка одна из вещей, которая привлекла меня в электронике в место.

Итак, если я ответь на свой вопрос и разрушь тайну, потеряешь ли ты увлечение этой областью науки? (ухмылка!)

Люди страдают от электрического тока в основном потому, что ток может прекратиться. твой сердце.Сильный ток также может сжечь ваше тело или вызвать смертельные химические вещества. изменения в ваших мышцах. Но человеческая кожа бедная дирижер. Требуется довольно высокая напряжение, чтобы протолкнуть быстрый поток зарядов через тело человека. Напряжение похоже на «толчок». Напряжение вызывает ток. Одно только напряжение не может причинить тебе боль. Однако без высокого напряжения поражение электрическим током не могло произойти. Напряжение — это «давление», которое вызывает заряды в вашем теле, чтобы течь, и это требует более 40 вольт для того, чтобы пропустить через ваше тело достаточно большой ток, чтобы сильно ударить ты.

Сильный ток никогда не опасен, пока он остается внутри провод. Чтобы вызвать проблемы, путь зарядового потока должен идти через ваше тело, а не только через проволоку. Ток в один ампер может убить вас, но предположим, что ток в 1 ампер внутри фонаря на 3 вольта цепь? Вы можете без опасений схватить оголенные провода фонарика, а большой ток останется внутри металла. Три вольта слишком слабы, чтобы нажимать опасный ток через вашу кожу.Если напряжение батарейки фонарика были 120 вольт, все было бы иначе, а там может быть опасным током в вашем теле, если вы схватитесь за оголенные провода. (Тем не менее, вам придется схватить их таким образом, чтобы ваше тело стало частью схемы.)

Итак, если источник питания рассчитан в вольтах и ​​амперах, какой из них Опасность? оба. Чтобы быть опасным, источник питания напряжение должно быть выше 40 вольт, а номинальный ток должен быть выше примерно десять миллиампер (1/100 ампер.) При гораздо меньшем токе, чем этот, даже Источник высокого напряжения не может убить вас электрическим током. И если власть напряжение питания значительно ниже 40 В, это не опасно, даже если ток рейтинг очень высокий.

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

КАК ЭЛЕКТРОНЫ МОГУТ ПОТОКАТЬ МЕДЛЕННО, А ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ БЫСТРО?

Провода всегда полны подвижных электронов (все металлы.) электроны действуют как жидкость или жидкость: они действуют как вещество. Электрическая энергия меньше похожа на вещество. Вместо этого энергия волны , которые проходят через эту «электрическую жидкость» или «заряд-вещество» внутри проводов.

Эта тема может сбивать с толку, потому что в некоторых книгах говорится, что электроны — это электрическая энергия. Или, может быть, они скажут, что ток это поток энергии. Эти книги просто неправильные.

Вот несколько похожих вопросов, которые могут помочь прояснить ситуацию:

1. Когда я натягиваю длинный трос, почему другой конец движется одновременно? время?
2. Когда я нажимаю на палку, почему другой конец тоже двигается?
3. Когда наливаю воду в ванну, почему поднимается уровень воды везде одновременно?
4. Когда я вдыхаю воздух в воздушный шар, почему каждая его часть воздушный шар станет больше?
5. Как звук может двигаться быстро, даже если ветер идет медленно?

Электрическая энергия может быстро перемещаться по столбцу электронов внутри проволокой, хотя сами электроны движутся медленно. Все металлы всегда полны электронов. Провода похожи на трубы, но эти «трубы» всегда всегда заполнены «водой».

Если что-то подталкивает электроны к одному концу провода, все электроны во всем проводе будут пытаться двигаться вперед, и энергия появляется на другом конце * почти * мгновенно. Это похоже на давление конец палки: вся палка движется вперед, даже если палка очень очень долго.

Если из проволоки сформировать круг, то подвижный электрон — материал внутри проволока может действовать как приводной ремень.Если вы заставите электроны одна часть круга провода двигаться вдоль, ВСЕ электроны должны течь по кругу (как движущийся приводной ремень). Это верно, даже если Диаметр круга приводного ремня составляет несколько миль.

Итак, вернемся к нашему первоначальному вопросу. Вопрос в том такой же, как этот: «Как может приводной ремень довольно медленно перемещаться по пара шкивов, но при этом почти мгновенно передает механическую энергию с первого шкива на второй? »

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

Почему у электрических розеток три отверстия?

ОТВЕТ

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

БАТАРЕЯ ЗАЖИГАЕТ ЛАМПОЧКУ. ЧТО ТАМ ПРОИСХОДИТ?

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

ПОЧЕМУ НАПРЯЖЕНИЕ НЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ «ДАВЛЕНИЕ»?

Напряжение — это «потенциал», а потенциал на самом деле не является давлением, даже хотя разность потенциалов может «подтолкнуть» электрические заряды. Электрический потенциал тесно связан с электрической силой, с толчками. и тянет.Но потенциал и сила — это не одно и то же.

Вот один из способов представить это. Предположим, мы катим валун в гору. Этот сохраняет потенциальную энергию, и мы получаем энергию обратно, если валун катится назад вниз. Электростатические поля подобны гравитации, а напряжение похоже на высота холма. Чем выше мы поднимаемся, тем более «гравитационный» потенциал »кладем в валун. Но высота — это не давление, и даже когда валун исчез, холм и перепад высот все еще там.Напряжение похоже на высоту.

Точно так же нам нужно и напряжение, и заряд, прежде чем появится «электрическое давление». Напряжение вызывает «толчок» только тогда, когда заряд присутствуют. Напряжение может появиться в космосе, но если зарядов нет, тогда не существует толкающей силы или «давления». Это очень отличается от скажем, давление воды. Вода может подтолкнуть подводную лодку к поверхности, но давление не уходит, когда нет подводной лодки. С участием напряжение, «давление» УХОДИТ, поэтому напряжение не совсем похоже на физическое давление.(В частности, напряжение — это расстояние через электрическое поле, умноженное на напряженность поля.)

Также см .: Что такое «напряжение»?

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

Чем ватты отличаются от ампер?

Амперы и ватты — это не одно и то же, потому что заряд — это не энергия. А? Это потому, что амперы являются мерой скорость потока заряда, в то время как ватты являются мерой скорости потока энергии.И амперы, и ватты — это значения расхода, но они измеряют две разные вещи. которые текут.

Сначала ватты. Ватты — это мера потока энергии , и «ватт». это просто сокращенное название «Джоулей энергии в секунду». Имейте в виду, что Вт сами по себе не как фигня, ватты не текут, а ватты а измерение скорость потока чего-то еще: текущей электрической энергии. Джоулей электрические энергия могут течь, и их расход называется «Ваттами».» Если у тебя есть двадцать джоулей энергии, протекающей по цепи в секунду, тогда это поток двадцать джоулей в секунду, также называемый двадцатью ваттами. (Может быть, будет менее запутанным, если мы полностью перестанем использовать слово «ватты» и просто все время говорил «джоули в секунду» и никогда не упоминал «ватты».)

Амперы — это мера заряда , расход , а «ампер» — это всего лишь сокращенное название «Кулоны заряда, протекающего в секунду». Иметь ввиду что усилители не похожи на хлам, усилители не текут, вместо этого усилители измерение расхода чего-то еще.Кулоны заряда могут протекают внутри проводов, и их скорость потока называется «Ампер». Если у вас есть двадцать кулонов заряда, текущих в контуре в секунду, тогда это поток в двадцать кулонов в секунду, также называемый двадцатью ампер.

Другой способ думать об этом: в линиях электропередач и в шнурах переменного тока, «усилители». являются колеблющимся потоком, а «ватты» — быстрым односторонним потоком. Заряд в пределах провод переменного тока «чередуется» или извивается взад и вперед, когда вы сидите в место. Колебание вперед-назад измеряется в амперах.На с другой стороны, электрическая энергия в шнуре переменного тока не колеблется, и не сидит на месте. Вместо этого он течет от источника к нагрузке в почти со скоростью света. Этот быстрый поток энергии измеряется с помощью Вт. Ампер — это покачивание, а ватт — это стремительно приближающиеся волны. Также см:

1. Заряд vs. энергия, текут две вещи
2. Эбботт и Костелло очень запутались (видео)

<< <--- НАЗАД

---

НАЗАД К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ FAQ

Что такое электрический заряд?

Попробуйте эти ссылки:

Простой и очень краткий ответ: «Заряд» — это то, что течет во время электрический ток.

Заряд — это не форма энергии, а компонент повседневной иметь значение. Все атомы состоят из положительных зарядов, отрицательных зарядов и еще кое-что.

Медные провода всегда наполнены большим количеством подвижного заряда, но так все проводящие материалы. Электрические проводники ведут себя как резервуары и трубы, заполненные водой, причем вода занимает место количества подвижного заряда. Изоляционные материалы также изготавливаются из заряд, но в их случае заряд застывает на месте и не может течь вокруг.Ваше тело полно подвижного заряда в виде натрия, хлорида и ионов калия, и всякий раз, когда вы испытываете электрический шок, это эти биты заряда, которые проходят через ваш плоть.

Но учтите: обычно все эти заряженные материалы не заряжаются. и электрически нейтральный. Они наполнены заряженными частицами, но в среднем у них нет полного заряда. Они заполнены равным количество плюсов и минусов, и два вида заряда в конечном итоге взаимно компенсируют друг друга, чтобы получить нулевой общий заряд. Для каждого положительного частица, где-то поблизости есть отрицательная частица. Но если либо только положительные или отрицательные стороны должны начать течь, это подлинный электрический ток. Большинство электрических токов — это поток незаряженных заряда », где каждая движущаяся заряженная частица имеет около неподвижных соседняя частица с противоположным зарядом.

<< <--- НАЗАД

Что такое электрический ток? | Живая наука

Электрический ток — это движущийся электрический заряд.Он может принимать форму внезапного разряда статического электричества, например, разряда молнии или искры между вашим пальцем и пластиной выключателя заземления. Однако чаще, когда мы говорим об электрическом токе, мы имеем в виду более контролируемую форму электричества от генераторов, батарей, солнечных или топливных элементов.

Большая часть электрического заряда переносится электронами и протонами внутри атома. Протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Однако протоны в основном иммобилизованы внутри атомных ядер, поэтому перенос заряда из одного места в другое выполняют электроны.Электроны в проводящем материале, таком как металл, в значительной степени могут свободно перемещаться от одного атома к другому по своим зонам проводимости, которые являются высшими электронными орбитами. По словам Серифа Урана, профессора физики в Питтсбургском государственном университете, достаточная электродвижущая сила (ЭДС) или напряжение создает дисбаланс заряда, который может заставить электроны перемещаться по проводнику в виде электрического тока.

Хотя сравнивать электрический ток с потоком воды в трубе несколько рискованно, есть некоторые сходства, которые могут облегчить понимание.По словам Майкла Дабсона, профессора физики в Университете Колорадо Болдера, мы можем представить поток электронов в проводе как поток воды в трубе. Предостережение: в этом случае труба всегда заполнена водой. Если мы откроем клапан на одном конце, чтобы впустить воду в трубу, нам не нужно ждать, пока эта вода дойдет до конца трубы. Мы получаем воду из другого конца почти мгновенно, потому что поступающая вода выталкивает воду, которая уже находится в трубе, к концу.Это то, что происходит в случае электрического тока в проводе. Электроны проводимости уже присутствуют в проводе; нам просто нужно начать толкать электроны на одном конце, а они почти сразу же начинают течь на другом конце.

Согласно веб-сайту HyperPhysics Государственного университета Джорджии, фактическая скорость электрона в проводе составляет порядка нескольких миллионов метров в секунду, но он не движется прямо по проводу. Он подскакивает почти наугад и движется только со скоростью несколько миллиметров в секунду.Это называется дрейфовой скоростью электрона. Однако скорость передачи сигнала, когда электроны начинают выталкивать другой конец провода после того, как мы щелкаем выключателем, почти равна скорости света, которая составляет около 300 миллионов метров в секунду (186 000 миль в секунду). В случае переменного тока, когда ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду, большая часть электронов никогда не выходит из провода.

Несбалансированность начислений может быть создана несколькими способами.Первым известным способом было создание статического заряда путем трения друг о друга двух разных материалов, например, протирания кусочка янтаря мехом животного. Затем можно создать ток, прикоснувшись янтарем к телу с меньшим зарядом или к земле. Однако этот ток имел очень высокое напряжение, очень низкую силу тока и длился всего долю секунды, поэтому его нельзя было заставить выполнять какую-либо полезную работу.

Постоянный ток

Следующим известным способом создания дисбаланса зарядов стала электрохимическая батарея, изобретенная в 1800 году итальянским физиком Алессандро Вольта, в честь которого названа единица электродвижущей силы — вольт (В).Его «гальваническая куча» состояла из стопки чередующихся цинковых и медных пластин, разделенных слоями ткани, пропитанной соленой водой, и создавал устойчивый источник постоянного тока (DC). Он и другие улучшили и усовершенствовали свое изобретение в течение следующих нескольких десятилетий. Согласно Национальному музею американской истории, «батареи привлекли внимание многих ученых и изобретателей, и к 1840-м годам они обеспечивали током новые электрические устройства, такие как электромагниты Джозефа Генри и телеграф Сэмюэля Морса.»

Другие источники постоянного тока включают топливные элементы, которые объединяют кислород и водород в воду и вырабатывают в процессе электрическую энергию. Кислород и водород можно подавать в виде чистых газов или из воздуха и химического топлива, такого как спирт. Другой источник постоянного тока ток — это фотоэлектрический или солнечный элемент. В этих устройствах фотонная энергия солнечного света поглощается электронами и преобразуется в электрическую энергию.

Переменный ток

Большая часть электроэнергии, которую мы используем, поступает в виде переменного тока (AC) от электрического Энергосистема.Переменный ток вырабатывается электрическими генераторами, которые работают по закону индукции Фарадея, с помощью которого изменяющееся магнитное поле может индуцировать электрический ток в проводнике. В генераторах есть вращающиеся катушки с проволокой, которые проходят через магнитные поля при их вращении. Когда катушки вращаются, они открываются и закрываются относительно магнитного поля и производят электрический ток, который меняет направление на противоположное каждые пол-оборота. Ток проходит полный прямой и обратный цикл 60 раз в секунду, или 60 герц (Гц) (50 Гц в некоторых странах).Генераторы могут работать от паровых турбин, работающих на угле, природном газе, масле или ядерном реакторе. Они также могут приводиться в действие ветряными турбинами или водяными турбинами на плотинах гидроэлектростанций.

Из генератора ток проходит через серию трансформаторов, где он повышается до гораздо более высокого напряжения для передачи. Причина этого в том, что диаметр проводов определяет величину тока или силы тока, которую они могут проводить без перегрева и потери энергии, но напряжение ограничивается только тем, насколько хорошо линии изолированы от земли.Интересно отметить, что ток передается только по одному проводу, а не по двум. Две стороны постоянного тока обозначены как положительная и отрицательная. Однако, поскольку полярность переменного тока меняется 60 раз в секунду, две стороны переменного тока обозначаются как горячая и заземленная. В линиях электропередачи на большие расстояния провода проходят через горячую сторону, а земля проходит через землю, замыкая цепь.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на силу тока, вы можете послать больше мощности по линии при той же силе тока, используя более высокое напряжение.Затем высокое напряжение понижается по мере того, как оно распределяется по сети подстанций, пока не достигает трансформатора рядом с вашим домом, где оно наконец понижается до 110 В. (В Соединенных Штатах настенные розетки и лампы работают от 110 В. при 60 Гц. В Европе почти все работает от 230 В при 50 Гц.)

Как только ток достигает конца линии, большая часть его используется одним из двух способов: либо для обеспечения тепла и света через электрическое сопротивление. , или механическое движение за счет электрической индукции.Есть еще несколько приложений — на ум приходят люминесцентные лампы и микроволновые печи, — которые работают на разных принципах, но львиная доля энергии приходится на устройства, основанные на сопротивлении и / или индуктивности. Фен, например, использует и то, и другое одновременно.

Это подводит нас к важной особенности электрического тока: он может выполнять работу. Он может освещать ваш дом, стирать и сушить одежду и даже поднимать дверь гаража одним щелчком выключателя. Однако все более важной становится способность электрического тока передавать информацию, особенно в форме двоичных данных.Хотя для подключения к Интернету вашего компьютера требуется лишь небольшая часть электрического тока, скажем, электрического обогревателя, он становится все более и более важным для современной жизни.

Дополнительные ресурсы

ЭЛЕКТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

1. Электронная трубка зависит от своего воздействия на поток электронов, которые действуют как носители тока. Для создания этого потока электронов в каждой трубке есть специальный металлический электрод (катод). Но при обычных комнатных температурах свободные электроны катода не могут покинуть его поверхность из-за определенных сдерживающих сил, которые действуют как барьер.Эти притягивающие поверхностные силы стремятся удерживать электроны внутри катодного вещества, за исключением небольшой части, которая имеет достаточную кинетическую энергию (энергию движения) для прорыва через барьер. Большинство электронов движутся слишком медленно, чтобы это произошло.

2. Чтобы покинуть поверхность материала, электроны должны совершить определенную работу, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы. Для выполнения этой работы электроны должны иметь достаточную энергию, сообщаемую им от какого-либо внешнего источника энергии, поскольку их собственная кинетическая энергия недостаточна.Существует четыре основных метода получения электронной эмиссии с поверхности материала: термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия, автоэлектронная эмиссия и вторичная эмиссия.

3. Термоэлектронная эмиссия. Это самый важный и наиболее часто используемый в электронных лампах. В этом методе металл нагревается, что приводит к увеличению тепловой или кинетической энергии несвязанных электронов. Таким образом, большее количество электронов достигнет достаточной скорости и энергии, чтобы покинуть поверхность эмиттера.Количество электронов, высвобождаемых на единицу площади излучающей поверхности, связано с абсолютной температурой катода и количеством работы, которую электрон должен совершить, покидая излучающую поверхность.

4. Термоэлектронная эмиссия достигается за счет электрического нагрева катода. Это можно сделать двумя способами: 1) используя электроны, испускаемые нагревательной спиралью для проведения тока (прямой нагрев), или 2) размещая нагревательную спираль в никелевом цилиндре, покрытом оксидом бария, который излучает электроны (косвенный обогрев).Обычно используется метод непрямого нагрева.

5. Фотоэлектрическая эмиссия. В этом процессе энергия светового излучения, падающего на поверхность металла, передается свободным электронам внутри металла и ускоряет их в достаточной степени, чтобы они могли покинуть поверхность.

6. Автоэлектронная эмиссия или эмиссия с холодным катодом. Приложение сильного электрического поля (т.е. высокого положительного напряжения вне поверхности катода) буквально вытягивает электроны с поверхности материала из-за притяжения положительного поля.Чем сильнее поле, тем больше автоэлектронная эмиссия с холодной поверхности эмиттера.

7. Вторичная эмиссия. Когда высокоскоростные электроны внезапно ударяются о металлическую поверхность, они отдают свою кинетическую энергию электронам и атомам, на которые они ударяются. Некоторые из бомбардирующих электронов сталкиваются непосредственно со свободными электронами на поверхности металла и могут выбить их с поверхности. Электроны, освобожденные таким образом, известны как вторичные электроны эмиссии, поскольку первичные электроны из какого-то другого источника должны быть доступны для бомбардировки вторичной электронно-излучающей поверхности.

УПРАЖНЕНИЯ:

1. Контрольные вопросы:

1. От чего зависит действие электронной лампы? 2. Что присутствует в каждой трубке для создания потока электронов? 3. При каких температурах свободные электроны не могут покинуть поверхность катода? 4. Какие силы удерживают электроны внутри катодного вещества? 5. Что должны сделать электроны, чтобы убежать? 6. Что должны иметь электроны, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы? 7.Сколько существует методов получения электронной эмиссии? 8. Какие они? 9. Что сообщает внешнюю энергию электронам при термоэлектронной эмиссии? 10. Какая энергия используется для образования свободных электронов при фотоэмиссии? 11. Что такое автоэлектронная эмиссия?

12. Как получается вторичная эмиссия? 13. Какое излучение чаще всего используется в электронике?

2. Переводите международные слова без словаря.

катод, эмиттер, материал, цилиндр, часть, энергия, излучение, температура, термический, адекватный, абсолютный, специальный, эмиссия, электрон, обычно

3. Определите, к каким частям речи принадлежат эти слова, и переведите их :

реализовывать, выравнивать, электрифицировать, классифицировать, создавать, усиливать, расширять, увеличивать, расширять, аналогично, иначе, вперед, к, вверх, наружу, вниз

Текст 5 Прочтите и переведите текст.

ДИОДЫ

1. Простейшей комбинацией элементов, составляющих электронную лампу, является диод.Он состоит из катода, который служит для испускания электронов, и пластины или анода, окружающей катод, который действует как коллектор электронов. Оба электрода заключены в герметичную оболочку из стекла или металла. Если катод нагревается косвенно, должна быть нагревательная спираль или нагреватель. Размер диодных трубок варьируется от крошечных металлических трубок до выпрямителей большого размера. Пластина обычно представляет собой полый металлический цилиндр из никеля, молибденового графита, тантала или железа.

2.Основной закон электричества гласит, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются. Электроны, испускаемые катодом электронной лампы, являются отрицательными электрическими зарядами. Эти заряды могут либо притягиваться, либо отталкиваться от пластины диодной лампы, в зависимости от того, заряжена пластина положительно или отрицательно.

3. Фактически, при приложении разности потенциалов (напряжения) от батареи или другого источника между пластиной и катодом диода внутри трубки создается электрическое поле.Силовые линии этого поля всегда проходят от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному. Электроны, будучи отрицательными электрическими зарядами, следуют направлению силовых линий в электрическом поле.

4. Установив электрическое поле правильной полярности между катодом и пластиной и «сформировав» силовые линии этого поля на определенных траекториях, ¹ можно контролировать движение электронов по желанию. Батарея подключается между пластиной и катодом диода, чтобы сделать пластину положительной по отношению к катоду, при этом силовые линии электрического поля проходят в направлении от катода к пластине.

5. И снова, приложение напряжения нагревателя приводит к эмиссии электронов с катода. Электроны следуют по силовым линиям к положительной пластине и ударяют по ней с высокой скоростью. Поскольку движущиеся заряды содержат электрический ток, поток электронов к пластине представляет собой электрический ток, называемый током пластины.

6. Достигнув пластины, электронный ток продолжает течь по внешней цепи, состоящей из соединительных проводов и батареи. Поступающие электроны поглощаются положительной клеммой батареи, и такое же количество электронов вытекает из отрицательной клеммы батареи и возвращается на катод, таким образом восполняя запас электронов, потерянных при эмиссии.

7. Пока катод трубки поддерживается при температурах излучения, а пластина остается положительной, ток пластины будет продолжать течь от катода к пластине внутри трубки и от пластины обратно к катоду через внешнюю цепь.

8. Теперь подключение батареи поменялось местами, чтобы сделать пластину отрицательной по отношению к катоду. Когда на нагреватель подается напряжение, катод испускает поток электронов. Однако эти электроны сильно отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и стремятся заполнить межэлектродное пространство между катодом и пластиной.Поскольку электроны фактически не достигают пластины, трубка действует как разомкнутая цепь.

9. Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда одинаково при данной рабочей температуре. Напряжение на пластине (напряжение между пластиной и катодом), следовательно, не влияет на количество электронов, испускаемых катодом. Однако достигают ли эти электроны пластины на самом деле, определяется напряжением между пластиной и катодом ² , а также явлением, известным как пространственный заряд.

10. Термин пространственный заряд применяется к облаку электронов, которое образуется в межэлектродном пространстве между катодом и пластиной. Поскольку оно состоит из электронов, это облако представляет собой отрицательный заряд в межэлектродном пространстве, который оказывает отталкивающее действие на электроны, испускаемые катодом. Таким образом, эффект одного только этого отрицательного объемного заряда заключается в том, чтобы заставить значительную часть испускаемых электронов вернуться обратно в катод и предотвратить попадание других электронов на пластину.

11. Объемный заряд, однако, действует не сам по себе. Ему противодействует электрическое поле от положительной пластины, которое проникает сквозь объемный заряд, притягивая электроны и, таким образом, частично преодолевая его эффекты. При низких положительных напряжениях пластины только ближайшие к ней электроны притягиваются к ней и образуют небольшой ток пластины. Тогда объемный заряд сильно влияет на ограничение числа электронов, достигающих пластины.

12. По мере увеличения напряжения на пластине большее количество электронов притягивается к пластине через отрицательный пространственный заряд и, соответственно, меньшее количество электронов отталкивается обратно на катод. Если напряжение на пластине сделать достаточно высоким, в конечном итоге достигается точка, в которой все электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластине, и влияние объемного заряда полностью преодолевается. Дальнейшее увеличение напряжения на пластине не может увеличить ток пластины через трубку, а эмиссия с катода ограничивает максимальный ток.

Дата: 02.07.2015; вид: 1496;

Тема «Технологии»

2.Посмотрите анкеты трех человек

Какие у них интересы и хобби? Как вы думаете, без каких гаджетов они не могли жить? Слушай, читай и говори.

Я не очень люблю компьютеры, гаджеты и тому подобное, но должен признать, что действительно не могу представить жизнь без своего iPod! Удивительно иметь возможность хранить всю свою музыкальную коллекцию на крошечном устройстве. Я люблю слушать и , когда иду в школу и обратно.

Кроме того, мне было бы почти невозможно жить без мобильного телефона.Я просто не мог организовать свою общественную жизнь без номеров — , а мои родители разрешают мне не выходить допоздна в субботу, только если я продолжаю звонить им . Они хотят знать, где я.

Я только что купил цифровой фотоаппарат на день рождения. Это невероятно! Я сделал так много фотографий своих друзей. Фактически, я даже рассматриваю как карьеру фотографа.

Я полный фанатик, поэтому сложно выбрать всего три вещи, без которых я не смог бы жить!

Во-первых, я думаю, что в наши дни никто не может выжить без своего мобильного телефона.У Минса есть неплохой диктофон на и , поэтому я часто использую его для записи своих университетских лекций, чтобы снова слушать , потом дома. Это действительно удобно.

Второе, что мне очень нравится, — это портативный DVD-плеер, который я выиграл на соревновании в прошлом году. Я учусь в университете вдали от моего родного города, поэтому действительно приятно иметь возможность надеть наушники и посмотреть фильмы в долгом обратном пути на автобусе.

Мне немного стыдно признаться, но я полностью зацепился за свою PlayStation.Я знаю, что мне 19, но я все еще очень люблю , .