Всяко невежество си има цена, а невниманието в часовете по физика в училище обикновено води до известна степен на неориентираност по отношение на електроматериалите, техните основни параметри и тълкуванията, свързани с тях. В главата на обикновения човек понятия като изолационно напрежение, волт и номинална мощност звучат като откъс от мистична елфическа балада, достойна за “Властелина на пръстените”, но, уви, шансът да се сблъскаме с тях в реалността въобще не е толкова абстрактен. 

Защо е необходимо да познаваме означенията и спецификациите на електроматериалите?

Без да навлизаме в излишни обяснения, искаме да изтъкнем важността на общата култура в областта на електроматериалите, защото рано или късно ще ни се наложи да си закупим такъв, независимо от социалната ни роля и статус. 

Знаете ли какъв ефект има разликата в мощността за типовете електрически крушки върху нивото на осветеност в помещението? А обяснено ли ви е, че имат различни цокли, означени с маркировка? Кой е най-енергоспестяващият тип, който губи най-малка част от енергията под формата на топлина? 

Ако подберете осветителен електроматериал с параметри, несъвместими с електропреносната мрежа, можете да предизвикате както смущения в неговата работа, така и неизправности в самата инсталация. Обратно - ако сте запознати, ще се насочите към съвместими със системата LED устройства, като ще спестите от сметки за електричество и ремонти, свързани с повреди. 

Горното е валидно за всеки един електрически уред или електроматериал. Колкото по-добре се ориентираме в означенията и техническите обяснения, толкова по-добри решения ще вземаме за нашето домакинство. Фирмите, естествено, могат да си позволят да ползват консултации от професионални електротехници, но за непрофесионалистите всяка допълнителна информация в тази сфера би се оказала полезна още при следващото им посещение за покупка на оборудване. 

Кои са фундаменталните мерни единици, които се ползват в електричеството, и как се означават? 

Неведнъж сме обяснявали дефиницията и ролята на основните електрически величини големина на тока, напрежение и съпротивление, но искрено вярваме, че нито един текст на подобна тема не би бил цялостен без тяхното така значимо присъствие. Естествено, ще ги допълним с означението и смисъла на понятието мощност, което е изключително важно в контекста на всеки електроматериал, който избираме за дома си, и не само. 

Всички мерни единици са обяснени според международната система SI, която представлява утвърден, универсално разпознаваем и унифициран източник на електрически означения. 

Какво представлява големината на тока? Как се измерва, обяснява и означава?

Величината се обяснява като насочено движение на заредени частици, независимо дали положително или отрицателно. Зарядът, преминал през определена точка от веригата за единица време, наричаме ток, означен с I, и измерваме в ампери (A), чието име съвпада с това на откривателя на електромагнетизма Андре-Мари Ампер. Измерва се чрез амперметър, свързан паралелно, и задължително в прекъсната верига. 

Интересното е, че на стойността на тока може да се влияе единствено по косвен начин, а именно чрез промяна в останалите две основни величини, описани в добре познатия ни закон на Ом - напрежение и съпротивление. Увеличаване на волтажа увеличава и големината на тока (правопропорционална зависимост), докато увеличаване на съпротивлението би я намалило (обратнопропорционална такава).

Посоката на тока е стандартизирана и е обратна на посоката на електроните - от положителния към отрицателния полюс. Заряд, който не променя посоката си в хода на времето, се нарича постоянен (DC), а за променлив (AC) приемаме този, чиято полярност варира. Цикълът на всяко обръщане на посоката на променливия ток се нарича честота и се измерва в херцове (Hz). 

Как да обясним и означим напрежението? 

Напрежението, означено с U, е реалната причина за насоченото движение на електрическия заряд, следователно и за генерирането на ток. Означава се с мерната единица волт (V), носеща името на Алесандро Волта. По своята същност представлява потенциалната разлика между две точки във веригата. Също може да бъде постоянно (когато положителният и отрицателният край не се променят във времето) или променливо (в обратния случай). Измерва се чрез волтметър, свързан успоредно.

Стандартите за напрежение варират в различните части на света, като това следва да се вземе предвид при подбора на уреди и електроматериали. По причини, свързани с ефективност и редуциране на електрическите загуби, електропреносната мрежа навсякъде е променливотокова, но зададените стойности на напрежение се различават. Могат да бъдат разделени съвсем условно на две големи групи:

  • 220-240V 50/60Hz;
  • 110-130V 50/60Hz.

Сигурно сте запознати, че глобално погледнато, електроснабдителните инсталации могат да бъдат разделени и на монофазни и трифазни, като за последните величината на напрежението може да достигне до 415V. Монофазната е двупроводникова система, функционираща с фаза и неутрал, докато трифазната, както подсказва името, е притежател на три фазови и една нулева жица. Първите са предназначени по-скоро за домашни и битови нужди, докато вторите са приспособени към нуждите на производството и индустрията.

А какво обяснение може да дадем за съпротивлението и как следва да го означим?

Съпротивлението, означавано с R, е способността на материала, от който са направени проводниците на електрически ток, да възпрепятстват неговото движение. Съответстващата му мерна единица е омът (Ω), чиято стойност се отчита с помощта на омметър. 

Материалите имат различна способност да “противодействат” на тока, като тези с по-малко съпротивление се наричат проводници, а на другия полюс са изолаторите, които изобщо не провеждат електрически заряд. Най-добрите токопроводими елементи са металите и в частност медта и алуминия. За по-висока стойност на електричеството са необходими проводници с по-голямо сечение, за да се избегнат явления като прегряване и стопяване.

Как да обясним мощността?

Мощността представлява скоростта, с която енергията се отдава или преобразува в дефинирана верига. Бележи се с P и се измерва във ватове, означавани с W. От гледна точка на крайният потребител е изключително полезна, защото стойността ѝ, отнесена към количеството енергия за определен период от време, дава информация за ват-часовете (Wh), аналогични на енергийния разход. Както добре знаете, това е основният фактор, който има отношение към месечните ви сметки за електричество, отчитащо се с електромер. 

Как да приложим знанията за електрическите величини в практиката?

Теорията на електричеството ще ви е полезна всеки път, когато подбирате нов електроматериал за домакинството си или се натъкнете на необичайна домашна повреда. Множество от проблемите в електрическите инсталации възникват именно поради неправилни изчисления на проектантите или използване на несъвместими по стойност на мощност и напрежение електроматериали. Всеки консуматор в дома ви трябва да е подбран спрямо спецификите на мрежата и да покрива необходимите критерии за сигурност и безопасност.

Какви други електрически показатели съществуват?

Предварително уточняваме, че въпреки наличието на универсални и общовалидни характеристики, които могат да бъдат отнесени към почти всеки електроматериал, съществуват и специфични такива. За превключващите електроматериали във веригите ниско напрежение могат да бъдат например изключвателната способност в килоампери (kA), имаща отношение към тока на късо съединение. Реално няма изложение, което може да обхване всички мерни единици, но поне можем да допринесем с някои базови насоки и обяснения.

При подбора на електроматериали и подходящи инсталационни компоненти за нашите електрически системи, няма начин да не се срещнем с понятия като номинален ток, полюси, различни видове напрежение и множество други технически характеристики. За да се уверим, че ще изберем правилният електроматериал за монтаж в нашето скромно домакинство, е изключително полезно да сме добре информирани какво представляват.

Какво представлява номиналният ток и как се означава? 

Номиналният ток е онази негова числова стойност, изразена в ампери, на която съответният уред може да работи неограничено дълго време по нормален начин, без повреди и без превишения в температурите на отделните части. Означава се с In.

Принципно цифрите, които обясняват този параметър, са стандартизирани по IEC и ANSI, като големината им оказва влияние върху електропреносната система, вида и материалите на окабеляването и изискванията към електроматериалите в конкретната система. 

Номинално работно напрежение - как да го обясним и означим?

Работното напрежение (Ue), подобно на номиналния ток, е стойността на величината, изразена във волтове, на която съответният електрически компонент е проектиран да работи оптимално. Трябва да бъде съпоставен с дефинираната стойност на мрежата, за да се отчете дали е съвместим, като разминавания по този показател могат да имат много фатални последици. Обикновено съответства на линейното (междуфазно) напрежение, на което са предназначени да оперират електроматериалите.

Как да обясним разликата между номинална и максимална мощност?

На база на предходните два параметъра сигурно вече се досещате, че разлика има. Номиналната мощност е стойността, обяснена във ватове, на която електроматериалът работи за дълго време без проблем, а максималната е най-високото цифрово изражение на величината, на което може да издържи, без да се повреди, обикновено за съвсем кратко. 

Никой електроматериал не бива да бъде експлоатиран дълго време на мощност над номиналната. Обяснението за това е много просто - за да се избегнат неизправности както в инсталацията, така и в самия уред. 

Изолационно съпротивление - как да обясним неговата роля?

Изолационното съпротивление, означаващо се с IR, често се обяснява като основен количествен измерител за качеството на изолацията, която е ключов фактор при електрическите инсталации. За електроматериалите е важно да не провеждат електричество извън дефинираните за това проводникови части, за да не причинят повреди в оборудването и или негативни физически ефекти върху хората вследствие на директен или индиректен допир с ток. 

Добре е да се правят редовни тестове в тази посока, за да се избегнат отклонения от нормалните за специфичната инсталация стойности, които се пораждат в хода на времето в резултат на механично износване на електроматериалите. Ако имате съмнения за повреда в изолацията, можете да измерите изолационното съпротивление в частта под напрежение с помощта на мегаомметър. 

От всичко, казано дотук, можем да направим категоричното заключение, че материята е доста специфична и трудна за категорично обобщаване. Каквито и обяснения да дадем, означенията и характеристиките, съпътстващи електроматериалите, са нещо точно регламентирано, конкретно и стандартизирано, което е хубаво да познаваме поне отчасти, за да се справяме успешно с ежедневни ситуации, изискващи подобна информация.