Mikael Vaisanen / Getty Images
Elektryczność w gospodarstwie domowym i jej przepływ prądu mogą wydawać się dość tajemnicze, ponieważ ta siła elektromagnetyczna jest całkowicie niewidoczna. Ale łatwiej jest to zrozumieć, porównując go do wody przepływającej przez rury instalacyjne w domu. Chociaż analogia nie jest idealna, istnieją uderzające podobieństwa w działaniu tych systemów.
Zarówno woda, jak i energia elektryczna wchodzą do domu z linii serwisowych i wychodzą po dystrybucji w całym domu. Woda przepływa przez rury i jest wykorzystywana w kranach i innych urządzeniach, zanim zostanie przepuszczona przez system odpływowy. Energia elektryczna przepływa przez sieć okablowania i jest wykorzystywana przez światła, urządzenia i inne urządzenia elektryczne; on także „wychodzi” z domu, spływając z powrotem na ziemię.
Ciśnienie sprawia, że płynie
Woda przepływa przez domowe rurociągi zasilające, ponieważ jest pod ciśnieniem przez firmę wodociągową lub system studni. Po zastosowaniu w urządzeniu nie ma już ciśnienia i musi polegać na grawitacji, aby przepłynąć przez rury spustowe. Dlatego całą wodę wychodzącą z domu przez dreny można uznać za pozbawioną ciśnienia. Podobnie, energia elektryczna ma określone ciśnienie (napięcie), które jest regulowane przez przedsiębiorstwo energetyczne. Ciśnienie to pozwala przepływowi prądu elektrycznego przez okablowanie prowadzące do domu i przez instalację elektryczną domu. Energia elektryczna jest zużywana przez każde urządzenie elektryczne lub urządzenie. Wszelkie niewykorzystane elementy wracają do punktu wejścia do serwisu elektrycznego (i ostatecznie z powrotem do sieci elektrycznej) za pośrednictwem przewodów obwodu neutralnego. Powrót ten uważa się za pozbawiony ciśnienia, podobnie jak woda spływająca do kanalizacji domu.
Ciśnienie = napięcie
Zwiększenie ciśnienia wody w rurze hydraulicznej oznacza, że woda przepływa z większą siłą. To samo dotyczy okablowania elektrycznego; większy nacisk oznacza większą siłę. Podczas gdy ciśnienie wody jest mierzone w funtach na cal kwadratowy lub psi, ciśnienie elektryczne jest mierzone w woltach lub napięciu . Wszystkie urządzenia elektryczne są przystosowane do określonych napięć. Większość urządzeń i małych urządzeń domowych ma moc około 120 woltów, a urządzenia wysokonapięciowe, takie jak suszarki elektryczne, kuchenki i wiele grzejników na listwie przypodłogowej, mają moc około 240 woltów.
Przepływ = natężenie
Tak jak większe rury wodociągowe przenoszą większy przepływ lub większą objętość wody, tak większe przewody elektryczne mogą przenosić więcej prądu elektrycznego. Prąd elektryczny mierzy się w amperach lub natężeniu . Wraz z napięciem wszystkie komponenty elektryczne są przystosowane do bezpiecznego poziomu natężenia. Wyłączniki w skrzynce wyłączników w domu kontrolują przepływ prądu w osobnym obwodzie, a każdy z nich ma określone wartości znamionowe wzmacniacza. Większość obwodów ogólnego zastosowania ma moc 15 lub 20 A, a obwody dużych urządzeń - 30, 40, 50 lub więcej. Kiedy zasilasz zbyt wiele urządzeń lub lamp za pomocą jednego obwodu, skutecznie zwiększasz przepływ do punktu przeciążenia. Powoduje to wyzwolenie wyłącznika i odcięcie zasilania obwodu.
Napięcie x natężenie prądu = waty
Wat jest miarą ilości energii elektrycznej zużywanej przez urządzenia elektryczne pobierające energię z obwodu. Waty są funkcją zarówno napięcia (ciśnienia), jak i natężenia (przepływu lub prądu). Mnożenie napięcia i natężenia daje moc.
Na przykład kuchenka mikrofalowa może mieć moc znamionową maksymalnie 10 amperów i jest podłączona do gniazdka o napięciu 120 woltów. Maksymalny pobór mocy tego urządzenia wynosi zatem 10 (ampery) x 120 (wolty) = 1200 watów. Tyle energii elektrycznej zużywa kuchenka mikrofalowa, gdy działa na wysokim poziomie (inne ustawienia, takie jak rozmrażanie, prawdopodobnie zużywają mniej watów). W podobny sposób można obliczyć dostępną moc całego obwodu. 15-amperowy, 120-woltowy obwód domowy ma maksymalnie 1800 watów (15 x 120). Oznacza to, że wszystkie oprawy oświetleniowe i urządzenia wtykowe działające w tym samym czasie mogą zsumować nie więcej niż 1800 watów, zanim przeciążą obwody i wyzwolą wyłącznik.
Oszczędzanie energii elektrycznej
Podobnie jak w przypadku wody, gdzie ochrona oznacza zmniejszenie liczby zużytych galonów, oszczędność energii elektrycznej jest kwestią zmniejszenia całkowitej zużytej mocy. Wracając do naszego porównania hydrauliki, energooszczędną żarówkę można porównać do głowicy prysznicowej o niskim przepływie. Stare głowice prysznicowe miały przepływ 5 galonów na minutę, ale dzisiejsze modele o niskim przepływie zużywają nie więcej niż 2, 5 galonów na minutę. Podobnie, tam gdzie kiedyś rutynowo używaliśmy 60-watowych żarówek, teraz możemy używać 12- lub 14-watowych żarówek LED. I podobnie jak zużycie wody można zmniejszyć przez naprawienie nieszczelnych kranów, tak zużycie energii elektrycznej można zmniejszyć poprzez wyłączenie świateł i urządzeń po wyjściu z pokoju.
Oszczędzanie energii, podobnie jak zachowanie wody, polega na zmniejszeniu ilości zużytej energii elektrycznej, mierzonej w watach. Można to osiągnąć przez zastosowanie bardziej wydajnych żarówek i urządzeń o niższym zapotrzebowaniu na moc lub przez ograniczenie czasu, w którym pobierają one moc (na przykład przez ciągłą pracę klimatyzacji).
