Как это ни странно, все знают, что такое электрический ток, и даже наизусть могут повторить цитату из школьного учебника по физике, однако многие открыто признаются в том, что совершенно не понимают, что такое электричество.

Одних, например, удивляет тот факт, что вилку в розетку можно втыкать по-разному, при этом результат всегда один и тот же, хотя у электричества есть фаза и ноль. Других удивляет то, что электричество идет от минуса к плюсу, хотя значительно легче представить, что оно течет в обратном направлении.

Примеров можно было бы привести бесконечное множество, так как знание всегда одно, а незнания – разные. Отсюда и предвзятое отношение к электричеству, наподобие: «Это совершенно необъяснимая вещь, надо вызвать электрика, чтобы он поменял нам розетку, а то как бы чего не случилось...»

В этом и кроется причина неправильного обращения с током – непрофессионализм, который приводит к травмам, авариям, пожарам. Многим не раз встречались явления, связанные с электричеством, кажущиеся совершенно необъяснимыми, а если и объяснимыми, то имеющие какое-то неестественное, фантастическое с точки зрения незнающего человека обоснование.

Объяснять природу электричества приходится с молекулярной физики, а потому на первый взгляд все выглядит чрезвычайно сложно и запутанно, хотя на самом деле нет ничего проще. Мы не будем вдаваться в подробности относительно электронной теории строения вещества, а попытаемся объяснить просто, как говорится, «по-народному».

На самом деле электричество очень популярный источник энергии. Посудите сами: его легко транспортировать, оно легко переводится в другие виды энергии – тепловую, механическую. По этой причине электричество так популярно, ученые придумывают все новые способы применения электричества (например, электромобиль), а также применение новым качествам электричества (например, сверхпроводимость).

Вам наверняка приходилось слышать выражение: «Если отключить воду, газ и электричество, то человек снова станет первобытным»? Это совершенно истинное утверждение. Про воду и газ мы говорить не будем, так как это тема для других книг, а вот без электричества действительно нельзя обойтись.

Во-первых, освещенность наших квартир напрямую зависит от электричества. Лампы накаливания, дневного света, галогенные лампы, без них нам приходилось бы пользоваться хозяйственными свечами или лучинами. Когда отключается во всем доме электричество, растерянные жильцы, как правило, не говорят: «Отключили электричество», говорят – «Отключили свет». Задумайтесь, почему?

Во-вторых, на электричестве работает большинство бытовых приборов, которыми мы пользуемся каждый день, начиная с дверного звонка и заканчивая холодильными установками. Когда отключают электричество, пусть даже и на короткий промежуток времени, то после того, как все успеют зажечь хозяйственные свечи, начинают возмущаться по поводу того, что размораживается холодильник. В такой ситуации уж совсем нелепо вспоминать про пылесос или утюг.

В-третьих, отсутствие электричества явно скажется на нашем культурном уровне: телевизор, видеомагнитофон, магнитофон, видеокамера, радио, компьютер, наконец – все это средства общения с окружающим миром и при отсутствии электрического тока они становятся просто корпусами со множеством никуда не годных микросхем.

Все опасные свойства электричества вытекают из правила, согласно которому электричество нагревает проводник, по которому проходит. Если по каким-то причинам электрическая сеть испытывает постоянную перегрузку, изоляция постепенно обугливается, осыпается. Изоляция также может разрушиться и в результате неправильного обращения с бытовыми приборами. Возникает возможность короткого замыкания, которое очень опасно.

Разноименные полюса не должны соприкасаться друг с другом, электрический ток должен обязательно проходить через какой-нибудь бытовой прибор или устройство для того, чтобы сила тока соответствовала норме. Электричество, протекая по проводам, встречает небольшое сопротивление, также оно встречает сопротивление в бытовом приборе или лампе накаливания.

Сопротивление бытовых и осветительных приборов измеряется килоомами, тогда как сопротивление электропроводки – просто омами. Если происходит короткое замыкание, сила тока возрастает в несколько тысяч раз. При этом выделяется большое количество теплоты, способное расплавить металл.

Нетрудно догадаться, что при повышении в несколько тысяч раз температуры проводника (каким в данном случае является электропроводка) изоляция моментально вспыхивает. Это является причиной пожаров и несчастных случаев, поэтому следует быть предельно осторожным, следить за исправностью электропроводки, рассчитывать нагрузку на нее.

Перегрузка электрической сети является одной из самых распространенных причин короткого замыкания. Однако оно может происходить и по другим причинам: это и неосторожное обращение с оголенными токоведущими частями бытовых и осветительных приборов, перетирание изоляции, перекручивание проводов, сгибание проводов под острыми углами, повреждение проводов во время ремонта или животными.

Вряд ли найдется хотя бы один человек, которого ни разу в жизни не ударило электричеством. Кого-то сильнее, кого-то слабее, но все так или иначе это испытали.

Хотя конструкцией любого бытового прибора предусмотрена степень защиты от поражения электрическим током, все же иногда случаются ситуации, когда человек оказывается проводником электрической энергии. При этом он испытывает на себе действие электрического тока, которое принято называть электрическим ударом.

В народе уже давно известны наиболее типичные ситуации, когда может ударить током. Например, человек меняет автоматический предохранитель, держась при этом за металлическую дверь или трубу. Как только он прикасается рукой к токоведущим частям, его ударяет током. Бывает и так, что человек, придерживая металлическую дверь одной рукой, другой открывает металлическую ставню распределительного щитка, у которого по каким-то причинам электричество пробивает на корпус.

Иногда удар электричеством происходит из-за пользования испорченным инструментом. Ручки отверток, плоскогубцев, пассатижей обязательно должны иметь изоляцию, на которой имеется маркировка, обозначающая, какое напряжение данная изоляция может выдержать. Поэтому следует быть очень осторожным, когда приходится пользоваться пассатижами без изоляции, кровельными ножницами и другими инструментами, не отвечающими требованиям техники безопасности при работе с электричеством.

Лампы накаливания устроены так, что исключают возможность получения удара электричеством: при вкручивании лампы в патрон контакты замыкаются только тогда, когда металлическая часть цоколя оказывается полностью вкрученной в патрон. Однако некоторые забывают, что лампочка все же имеет контакт с электричеством, а потому возможно получить удар, например, если протирать лампу накаливания влажной тряпкой. Даже отключенная лампа является подключенной к токоведущему проводу, а потому лучше не рисковать.

Как появляется электричество в доме? Конечно же, из распределительного щитка. Если вы живете в многоэтажном доме, рядом обязательно располагается подстанция, на которую поступает электричество с ГЭС или АЭС.

Нетрудно догадаться, что ЭДС электростанции очень велика, а потому возникает необходимость преобразования переменного тока. Чтобы получить переменный ток меньшего напряжения без потери мощности, применяются трансформаторы. Около каждого многоэтажного дома обязательно есть трансформаторная будка, которую также принято называть подстанцией, где и происходит преобразование электричества.

Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя катушками, имеющими обмотки. Одна из обмоток называется первичной, другая – вторичной. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС во вторичной обмотке.

Сила тока во вторичной обмотке, не присоединенной к цепи, потребляющей энергию, равна нулю. Если цепь подсоединена и происходит потребление электроэнергии, то в соответствии с законом сохранения энергии сила тока в первичной обмотке пропорционально возрастает. Таким образом и происходит преобразование и распределение электрической энергии.

Электрический кабель с подстанции идет в каждую квартиру, в каждый распределительный щиток. На распределительном щитке электропроводка разделяется на несколько магистралей для равномерного распределения электроэнергии. При этом цепь не является замкнутой. Она замыкается, когда вы втыкаете вилку в розетку и нажимаете кнопку включения бытового прибора. Как уже объяснялось выше, чем больше потребление энергии, тем больше сила тока в первичной обмотке на подстанции. Вот почему напряжение в электрической сети распределяется равномерно независимо от того, кто, как и когда пользуется бытовыми приборами.

На распределительный щиток подводится кабель с подстанции, по которому передается электричество в вашу квартиру и в квартиры ваших соседей (если распределительный щиток общий). На кабеле обязательно имеется фазовый переключатель, к которому подключаются все магистрали. Магистрали представляют собой разветвления электрической сети, предназначенные для того, чтобы электрическая энергия равномерно распределялась по квартире, чтобы не возникало перегрузок сети. Каждая магистраль подключается через автоматический предохранитель, о котором будет рассказано позже.

Фазовый переключатель может иметь разные конструкции в зависимости от производителя. Как правило, на распределительных щитках устанавливаются фазовые переключатели отечественного производства

Отечественный фазовый переключатель представляет собой барабан с проворачивающейся ручкой. Хотя ручку можно проворачивать в разных направлениях сколько угодно, переключатель имеет всего две позиции – «включено» и «выключено», о чем на корпусе имеется соответствующая маркировка. Также на переключателе имеется указатель параметров электрического тока, на которые рассчитано это электроустановочное устройство. Соответствие силе тока и напряжению определенного уровня является главным требованием, которым нельзя пренебрегать.

Отечественные устройства имеют один недостаток: фазовый переключатель отключает замечательно, но не всегда включает электричество, когда надо. В чем причина?

Причина в том, что конструкция устройства при проворачивании ручки пружинит. В результате иногда получается так, что вы поставили ручку в нужную позицию, но электричества в сети нет. Значит, нет контакта. Покрутите ручку в разные стороны, насколько она пружинит, но так, чтобы не переключить в другую позицию; это решит проблему.

Другое устройство, располагающееся в распределительном щитке, предназначенное для учета расхода электроэнергии, – однофазный счетчик электроэнергии.

Алюминиевый диск счетчика вращается за счет индукционных токов, вырабатываемых двумя катушками. Если нагрузка на сеть равна нулю, диск стоит на месте. Чем сильнее нагрузка, тем быстрее вращается алюминиевый диск.

Диск связан с помощью червячной и зубчатой передач со счетным механизмом, который учитывает расход энергии в киловатт-часах. На щитке счетчика имеются обозначения, указывающие единицы отсчета электроэнергии, номинальное напряжение, силу и частоту тока, максимальную нагрузку, при которой погрешность учета не выходит за пределы класса точности. На обратной стороне корпуса помещена схема устройства.

Для того чтобы определить, сколько электроэнергии было израсходовано, необходимо вычислить, сколько «накрутил» счетчик за определенный промежуток времени. Это значение и будет количеством израсходованных киловатт-часов.

Чтобы определить правильность показаний счетчика электроэнергии, следует выключить все приборы в квартире, оставив только лампочку мощностью 100 ватт. Если диск делает один оборот в минуту, значит счетчик работает исправно.

Как мы уже говорили, лучше всего отключать электричество не с помощью фазового переключателя, а с помощью автоматического предохранителя. Это устройство предназначено еще и для того, чтобы отключать магистраль в случае возникновения короткого замыкания или перегрузки сети.

Уже самые первые электрики столкнулись с проблемой короткого замыкания, которое способно не только вывести из строя электропроводку, но и стать причиной пожара, поэтому в распределительных щитках стали устанавливаться автоматические предохранители, которые отключали бы сеть в случае возникновения перегрузки.

Самые первые автоматические предохранители (которыми, кстати, кое-где пользуются до сих пор) имели фарфоровый корпус с цоколем, как у лампочки, который вкручивался в соответствующее гнездо. В корпус вставлялся плавкий предохранитель, «заведомо ослабленный участок цепи».

Принцип работы плавкого предохранителя заключается в том, что медная проволочка, заменяющая участок проводки, подобрана так, что в случае возникновения перегрузки или короткого замыкания перегорает раньше, чем успеют нагреться проводка и испортиться бытовые приборы.

Плавкие предохранители применялись не только в качестве автоматических предохранителей. Многие модели бытовой техники также имеют соответствующее гнездо для установки плавкого предохранителя. Так как многие считают себя достаточно опытными для того, чтобы устанавливать «жучки», о которых будет рассказано ниже, это оказалось очень хорошим средством для того, чтобы защитить бытовую технику от скачков напряжения, вызванных в том числе и короткими замыканиями.

Как уже упоминалось в предыдущей главе, автоматический предохранитель, переделанный под «жучок», может стать причиной порчи бытовой техники и аппаратуры, износа электропроводки и коротких замыканий в сети. Чем же объясняется такое вредное воздействие этого самодельного устройства?

Устав от постоянных отключений автоматических предохранителей, особенно зимой, когда возникает необходимость подключения обогревательных приборов, некоторые граждане выкручивают автоматические предохранители, с помощью медной проволоки или канцелярской скрепки замыкают контакты и вкручивают предохранитель обратно. При этом он перестает функционировать и не отключается ни в случае перегрузки сети, ни в случае короткого замыкания. Это дает возможность подключать обогревательные приборы, не опасаясь того, что автоматический предохранитель вот-вот отключится.

Однако такое решение не только выглядит непрофессионально, но и является довольно опасным явлением, в результате которого может пострадать имущество. Из-за перегрузки сети электрический кабель нагревается (так как его сечения уже недостаточно для прилагаемой нагрузки), изоляция постепенно теряет свою эластичность, чернеет и осыпается. Рано или поздно двужильный провод где-нибудь замкнет и возникнет короткое замыкание, которое приведет к тому, что нагрузка на проводку и на все бытовые приборы и аппаратуру, которые включены в данный момент, резко возрастет. В результате может сгореть телевизор, холодильник, магнитофон, которые, как правило, работают почти всегда, когда кто-нибудь есть дома, а также придется чинить проводку, для чего вызывать электрика, платить ему деньги за ремонт проводки, а потом еще и проводить штукатурные работы.

Еще хуже, если где-нибудь провода заклеены обоями и короткое замыкание произойдет именно в этом месте, может возникнуть пожар, который всегда приносит массу неприятностей, даже если его удалось сразу же ликвидировать.

Это самый худший из вариантов. Если короткого замыкания не произойдет, то все равно бытовые приборы, аппаратура и проводка стареют с удвоенной скоростью, так как в сети повышается напряжение.