家里的电如何工作?

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Mikael Vaisanen /盖蒂图片社

由于这种电磁力是完全不可见的,因此家庭用电及其电流流动似乎非常神秘。 但是,如果将其与流经家中管道的水进行比较,会更容易理解。 尽管类推并不完美,但是这些系统的工作方式却有着惊人的相似之处。

水和电都从公用事业服务线进入您的房屋,然后分配到整个房屋中,然后排出。 水流经管道,并通过排水系统在水龙头和其他固定装置上使用。 电流流经布线网络,并被照明,电器和其他电气设备所使用; 它也通过流回地面“离开”房屋。

压力使之流动

由于自来水公司或井系统对水加压,因此水流经房屋的供水管道。 在固定装置上使用后,它不再有压力,必须依靠重力流过排水管。 因此,可以认为所有通过排水管排出房屋的水都没有压力。 同样,电力具有由电力公司调节的特定压力(电压)。 该压力允许电流流过通向房屋并贯穿整个家庭电气系统的电线。 每个电气设备或电器都使用电。 任何未使用的东西都会通过中性电路线返回到电气服务入口点(并最终回到电网)。 这种返回被认为是没有压力的,就像水从您家的下水道流下一样。

压力=电压

管道中水压的增加意味着水以更大的力流过。 电线也是如此。 更大的压力意味着更大的力量。 水压以磅每平方英寸或psi为单位测量,而电压力以 伏特 或 电压 为单位测量。 所有电气设备的额定电压均为特定电压。 家里的大多数设备和小型电器的额定电压约为120伏特,而高​​压电器(例如电干衣机,炉灶和许多底板加热器)的额定电压约为240伏特。

流量=安培数

就像更大的水管承载更多的流量或更大的水一样,更大的电线可以承载更多的电流。 电流以 安培 或 安培数为单位 。 除电压外,所有电气组件的额定电流均达到安全安培数水平。 家庭断路器盒中的断路器分别控制单独电路中的电流,并且每个断路器都有特定的安培额定值。 大多数通用电路的额定电流为15或20安,大型设备的电路额定为30、40、50或更高。 当通过一个电路为太多的电器或照明设备供电时,实际上可以将流量增加到过载点。 这导致断路器跳闸并切断电路电源。

电压x安培=瓦

瓦特是衡量电气设备从电路中获取电能的电量的量度。 瓦特是电压(压力)和安培数(流量或电流)的函数。 电压和安培数相乘得出瓦数。

例如,您的微波炉的最大额定值为10安培,并将其插入120伏特电源插座。 因此,此设备的最大功耗为10(安培)×120(伏特)= 1, 200瓦。 那就是微波在高功率运行时所消耗的电量(其他设置(例如除霜)可能消耗的功率更少)。 以类似的方式,您可以计算整个电路的可用功率。 15安培的120伏家用电路最大可用功率为1800瓦(15 x 120)。 这意味着同时运行的所有灯具和插入式电器在使电路过载并使断路器跳闸之前,总和最多不超过1800瓦。

节约用电

与水一样,节约用水意味着减少消耗的加仑数,节约电力是减少消耗的总电量的问题。 回到我们的管道比较中,可以将节能灯泡比作低流量淋浴喷头。 旧的淋浴喷头每分钟流量为5加仑,但今天的低流量型号每分钟流量不超过2.5加仑。 类似地,在以前我们通常使用60瓦白炽灯泡的地方,现在使用的可能是12瓦或14瓦的LED灯泡。 正如可以通过安装漏水的龙头来减少用水量一样,离开房间时关掉电灯和电器也可以减少电力消耗。

节约能源就像节约用水一样,需要减少消耗的电量(以瓦特为单位)。 这可以通过使用功率要求较低的更高效的灯泡和电器,或者通过限制其耗电的时间来实现(例如,不连续运行空调)。