Dzisiejszy artykuł to zastrzyk wiedzy w temacie prądu o standardowym napięciu dostarczanym do naszych domowych gniazdek. Postaram się nie przynudzać i przejrzyście opisać to zagadnienie, odpowiadając wam (i sobie) na następujące pytania:
- Czym charakteryzuje się dostarczany do domu prąd?
- Co to znaczy, że napięcie jest ujemne?
- Co to jest wartość skuteczna napięcia (prądu)?
- Dlaczego napięcie ma wartość 230V, zamiast np. 38V albo 489V?
- Jak to wygląda w praktyce?
| Jeśli jesteś świeży w tematyce związanej z elektrycznością, niektóre pojęcia używane w tym artykule mogą być dla Ciebie nieznane. W celu uzupełnienia wiedzy, zajrzyj do Akademii Elektryka. |
1. Czym charakteryzuje się dostarczany do domu prąd?
Prąd dostarczany przez zakład energetyczny do domu / mieszkania ma kilka podstawowych własności:
Rodzaj prądu: przemienny (AC)
Napięcie: 230V [Volt]
Częstotliwość: 50Hz [Herz]
Zanim napiszę coś więcej, wykresik:
Tak wygląda przebieg napięcia. Co tu widzimy:
- Wartość napięcia jest zmienna w czasie (napięcie przemienne) i ma kształt sinusoidy. W jednej chwili jego wartość może wynosić 30V, ułamek sekundy później 210V, a po chwili -300V. (Wszystko pod kontrolą, to jest nadal “prąd o napięciu 230V” czytaj dalej 🙂 )
- Zmiana wartości napięcia, która jest widoczna na schemacie, trwa 20 milisekund, czyli w ciągu sekundy taki sam przebieg powtarza się 50 razy (stąd częstotliwość 50 Hz).
- Maksymalna wartość napięcia to 325V, a minimalna -325V.
2. Co to znaczy, że napięcie jest ujemne?
Znak dodatni lub ujemny napięcia definiuje jedynie kierunek przemieszczania się elektronów w przewodzie. Nic ponad to. Prąd przemienny charakteryzuje się zatem tym, że elektrony płyną raz w jedną raz w drugą stronę.
|
|
Dla odbiornika przystosowanego do napięcia przemiennego nie ma jednak znaczenia w którą stronę płyną elektrony. Bez względu na ich kierunek przepływając przez urządzenie dostarczają energię elektryczną.
3. Co to jest wartość skuteczna napięcia (prądu)?
W punkcie pierwszym przedstawiłem wykres, przebieg napięcia w prądzie przemiennym o napięciu 230V. Jednak nigdzie tego napięcia 230V nie widać, a jednak posługujemy się takim właśnie opisem. Wynika to z uproszczenia i w tym przypadku (jawnego) niedopowiedzenia. Otóż wykres ten przedstawia przebieg prądu przemiennego o napięciu skutecznym wynoszącym 230V.
Za chwilę postaram się zobrazować skąd taka wartość pojawiła się (matematycznie).
Pomijając jednak obliczenia, wartość napięcia skutecznego prądu przemiennego informuje nas o tym, jakie napięcie prądu stałego należałoby podać, aby dostarczyć identyczną co w prądzie przemiennym moc do urządzenia.
Err… jeszcze raz?
Jeżeli do urządzenia (np. żarówki) podamy:
a) prąd przemienny o napięciu skutecznym 230V
b) prąd stały o napięciu 230V
dostarczona moc w obu przypadkach będzie identyczna (żarówka będzie świecić tak samo jasno).
Okej, teraz czas na relaks w postaci wyjaśnienia, skąd napięcie skuteczne się wzięło. Jeśli nie jesteś tym zainteresowany, przejdź do kolejnego punktu.
Dlaczego 230V?
Nie zamierzam tutaj wyprowadzać wzorów matematycznych, całkować, kombinować. Jeśli tego poszukujesz, zerknij np. tutaj (anglojęzyczne wiki).
Wspominałem powyżej, że prąd przemienny o napięciu skutecznym dostarcza taką samą moc do urządzenia, co prąd stały o takim samym napięciu. Potrzebujemy zatem porównać moc dostarczoną w jednym i drugim przypadku. Wzór na moc gdy nie mamy do dyspozycji natężenia prądu jest następujący:
P = U²/R (MOC = Napięcie ² / Opór)
W przypadku prądu stałego sprawa jest prosta bo do wzoru podstawiamy 230V i opór elektryczny tutaj zależny od urządzenia. Jeśli chodzi o prąd przemienny to nie możemy podstawić do wzoru całej sinusoidy napięcia. Więc co? Najłatwiej jest obliczyć średnią. Ale nie średnią sinusoidy przedstawionej powyżej, bo ta wynosi 0V.
Wracając do wzoru na moc, potrzebujemy napięcia podniesionego do potęgi 2, czyli najpierw podnieśmy sinusoidę do “kwadratu”, a dopiero potem wyliczmy z niej średnią.
Średnia z tego wykresu wynosi U² = 52900 V². Wartość tą możemy podstawić do wzoru na moc i sprawa będzie załatwiona. Ale my dążymy do tego, żeby poznać napięcie, a nie napięcie do kwadratu. Zatem:
U = √52900 V² = 230V
I ot cała tajemnica. 🙂
Tak na marginesie i w celu uproszczenia, wartość skuteczna dla przebiegu sinusoidalnego wynosi:
Usk = Um / √2 (325V / √2 =~ 230V)
4. Dlaczego napięcie ma wartość 230V, zamiast np. 38V albo 489V?
Napięcie elektryczne na poziomie 230V to swego rodzaju kompromis (z historycznym uzasadnieniem o którym możesz przeczytać tutaj). Kompromis pomiędzy bezpieczeństwem, a skutecznością dostarczenia mocy do urządzeń.
Bezpieczeństwo
Jak wiadomo, im mniejsza wartość napięcia tym jest bezpieczniej. Choćbyśmy nie wiadomo jak się starali, bateria AA (paluszek) o napięciu 1.5V nie zrobi nam krzywdy. W drugą zaś stronę, jeśli napięcie będzie rzędu 1000V lub więcej, to stanowi to śmiertelne zagrożenie dla człowieka. Dlatego chcemy, żeby wartość napięcia była jak najmniejsza najlepiej na poziomie 2V 😉 .
Moc
Ale hola, nie jest to takie proste. Załóżmy, że mamy czajnik elektryczny, mały, o mocy 1000W. Jeśli będziemy chcieli dostarczyć taką moc prądem elektrycznym o napięciu 2V (absolutnie hipotetycznie) to ze wzoru na moc (P = U * I => I = P / U) otrzymujemy, że natężenie prądu będzie wynosiło 500A(!!). Jest to gigantyczne natężenie prądu jak na domowe warunki. Gdyby prąd o takim natężeniu przepłynął przez domowe przewody, natychmiast by one spłonęły. Dlaczego?
Zerknijmy na inny wzór na moc: P = I² * R.
Wynika z niego, że dostarczana moc jest w dużym stopniu zależna od natężenia prądu. Należy tutaj przypomnieć, że przewody miedziane mają pewien opór, choć bardzo mały (aluminiowe zaś nieco większy). Podstawiamy do wzoru opór jaki stawia metr przewodu miedzianego o przekroju 2.5mm² czyli:
P = (500A)² * 0.00672Ω = 1680W
Czyli metr przewodu pobierałby więcej mocy niż nasz czajnik elektryczny. A gdzie by ta energia się podziała? Zostałaby zamieniona oczywiście na ciepło (dużo ciepła).
Rozwiązaniem mogłoby być zamontowanie przewodów o dużo większym polu przekroju, jednak bądźmy realistami. Oprócz tego, że nie byłoby praktyczne przeciąganie przewodów o szerokości ramienia, to nikt by za to nie zapłacił.
Kompromis
Napięcie nie może być zbyt niskie, ponieważ straty energii będą zbyt duże, nie może być też zbyt wysokie, bo to byłoby zbyt niebezpieczne. Stąd kompromis, obecnie wynosi on 230V (być może wkrótce będzie to 240V). Nie jest to absolutnie bezpieczne napięcie, ale przynajmniej mniej dotkliwe w skutkach od wyższego napięcia.
Wartość ta nie jest oczywiście jedyną słuszną, jest po prostu ustaleniem. Założeniem dzięki któremu jakiekolwiek domowe urządzenie elektryczne możemy podpiąć do gniazdka i będzie działać (jeśli jest sprawne 🙂 ). W USA przyjęto napięcie na poziomie 110V 120V i też jest to jak najbardziej akceptowane rozwiązanie.
5. Jak to wygląda w praktyce?
Myślę, że teoretycznych rozważań na dzisiaj już wystarczy. Na koniec jeszcze przedstawię, co pokaże miernik uniwersalny, gdy sprawdzimy napięcie w domowym gniazdku.
 |  |
| UWAGA! Jeśli nie wiesz w jaki sposób wykonywać pomiary napięcia multimetrem, NIE PRÓBUJ naśladować tego co widzisz na powyższym zdjęciu. Najpierw naucz się wykonywać pomiar napięcia, o tutaj. |
Bez względu na to w jaki sposób podepniemy sondy miernika, pokaże on taką samą wartość (no prawie, różnicę zrzucam na karb błędu pomiarowego 🙂 ). I co najważniejsze pokaże wartość napięcia skutecznego. Proste mierniki (taki jak ten na załączonym obrazku) wyliczają w bardzo prosty sposób napięcie skuteczne. Wyznaczane jest napięcie maksymalne sinusoidy, które jest następnie dzielone przez 1.41 (czyli √2). Czyli miernik zakłada, że sinusoida prądu przemiennego jest idealna. I to jest ok, bo często nie odbiega ona tak bardzo od ideału.
Ale nie zawsze jest tak pięknie, dlatego na rynku dostępne są mierniki (dużo droższe) z oznaczeniem “true RMS”, które wartość skuteczną wyznaczają z rzeczywistego przebiegu przemiennego.
Chcę więcej!
Jeśli informacje przedstawione w tym artykule nie są dla Ciebie wystarczające, zerknij na artykuł znajdujący się na sąsiedzkim blogu elektronicznym. 🙂
Pytanie na koniec
W artykule miałem odpowiedzieć na jeszcze jedno pytanie, ale po namyśle stwierdziłem, że dam wam się wykazać w komentarzach. Czy wiesz dlaczego dostarczany do domu prąd jest przemienny, a nie stały jak w bateriach? 🙂
Kupiłem przedłużacz w Biedronce, taki na pięć gniazdek z wyłącznikami do każdego, gdy sprawdzam napięcie na zerze, mam 110V. Ki diabeł ?
Dobry art ale
” W USA przyjęto napięcie na poziomie 110V i też jest to jak najbardziej akceptowane rozwiązanie.”
w USA 110V odeszło w zapomnienie dziesiątki lat temu. Standardem jest 120V
Dzięki, poprawione.
120V +/- 10% czyli 110V jest też poprawnie
Świetny artykuł! 🙂
to nie jest pytanie na koniec dla laika… trzeba się zastanowić za co płacimy, a co mamy w gniazdku… jeśli mam mieć 240V, a miernik pokazuje 222V to mam prawo skarżyć Taurona czy nie? jaka wartość napięcia ma się pokazać na mierniku z Lidla, mierniku typu ORNO itp. czy jeśli tam się pokaże 222V to czy to jest ok względem racjunku za prąd? I czy wtedy przelioczne zużycie KWh jest prawdziwe?
Wartość skuteczna napięcia może wynosić 230V +/- 10%, czyli 207-253V. Przy czym wartość tego napięcia należy mierzyć w granicach eksploatacji, to znaczy w miejscu, w którym mówiąc prosto instalacja elektryczna jest już nasza a nie dystrybutora energii elektrycznej. Bo za napięcie nie mieszczące się w granicach tolerancji może odpowiadać zły stan instalacji wewnętrznej. Pozdrawiam!
Witam,
mam pytanie i jednocześnie prośbę o wyjaśnienie tego o czym wspomniał Jarek.To prawda że akumulator samochodowy 12V po zwarciu + i – nieźle popieści to więc dlaczego przy zwarciu + i – w baterii AA 15V nie odczujemy niczego?
Hej łukasz,
Wyjaśnijmy coś najpierw. Połączenie śrubokrętem + i – nie spowoduje porażenia prądem jak to sugeruje Jarek. W takim przypadku powstanie zwarcie, czyli pomiędzy + i – będzie płynął bardzo duży prąd (rzędu setek amper w aku aut osobowych). Efektem takiego zwarcia jest błysk, huk w miejscu wykonania połączenia i/lub uszkodzenie akumulatora (nawet fizyczne).
12V to napięcie bezpieczne i prąd płynący przez człowieka który dotknął jednocześnie + i – np. akumulatora będzie niewielki. Odczujesz przepływ prądu co prawda gdy jesteś spocony lub warunki są wilgotne (skóra posiada dużo mniejszy opór).
Bateryjki AA nie mają 15V tylko 1.5V. Poza tym mają dużo mniejszą wydajność prądową (czyli maksymalnego prądu jaki może płynąć przez źródło – czyli tutaj baterię). Jak połączysz + z – to popłynie dużo mniejszy prąd niż w przypadku akumulatora. Poza tym napięcie 1.5V jest już totalnie niegroźne dla człowieka.
Jeśli chcesz wiedzieć więcej o porażeniu prądem, polecam artykuł:
https://elektrykadlakazdego.pl/kilka-slow-o-elektrycznosci-cz-3/
“im mniejsza wartość napięcia tym jest bezpieczniej” już na pierwszych zajęciach z elektryki by Cie wyrzucili za takie stwierdzenie napięcie to tylko różnica potencjałów nic nam nie zrobi. To natężenie prądu zabija bo ono mówi ile prądu jest w stanie przepłynąć przez Ciebie w danym czasie czytaj. usmażyć Cie Przykład akumulator 12V w aucie zewrzyj śrubokrętem + i – zobaczysz jak Cie popieści No ale przecież 12V miało być bezpiecznie….
A ja jestem ciekawy skąd tyle minusów u kolegi? Taka jest prawda że każdy prąd może zabić a wszystko zależy od natężenia. Dlatego zawsze mam słowa mojej pani profesor od podstawy elektrotechniki i pracowni że tonie prąd zabija tylko jego natężenie
To prawda Karol, że przepływający prąd zabija, jednak ten prąd skądś się musi wziąć. Jeśli napięcie jest bardzo niskie i rezystancja spora, to nie ma szans na to, żeby popłynął prąd mogący grozić śmiercią.
Przytoczone 12V nie jest napięciem groźnym dla człowieka. W pomieszczeniach bardzo wilgotnych (czyli w najcięższych warunkach jeśli chodzi o bezpieczeństwo) można stosować urządzenia zasilone własnie takim napięciem.
W przypadku samochodu, zrobienie śrubokrętem zwarcia jest jedynie niebezpieczne pod kątem możliwego uszkodzenia akumulatora w bardzo efektowny (i niebzpieczny) sposób. Prąd w taki sposób Cię nie zabije.
Pozdrawiam
W LO mat-fiz nauczyciel pytał co zabija. Napiecie czy natężenie. I zawsze stawiał dwójkę (teraz pała). Ani to ani to. Porównywał do wodospadu. Wysokość z której spada woda to napięcie a ilość wody to natężenie. Nawet jak z kilometra spada kropla to nie zabija. Ale tez olbrzymia ilość wody z 1/2 m też nie zabija. Dopiero kombinacja tych dwóch rzeczy. Czyli musi być wysokość czyli napięcie czyli różnica potencjałow jako warunek spadku wody czyli przepłynięcia prądu. Ale wtedy decyduje ile tej wody czyli prądu 🙂 spadnie ci na głowę
Nie można powiedzieć, że duże napięcie nas może zabić… Ciało ludzkie elektryzuje się nawet do kilku kV, co można dostrzec szczególnie zimą zamykając drzwi samochodu 😀
Czemu wszyscy podchodzą tak upośledzenie do tematu? Nie zabija nas jedno czy drugie, Zabijaą nas dwa czynniki działające wspólnie.100kV i pare µA nic nam nie zrobi, bo limitujemy A(choć tu czas w którym działa na nas napięcie ma też znaczenie), jeśli tego nie zrobimy upalimy się jak ognisko. Z Kolei jesli zlimitujemy V , przy np 1V a puścimy 1kA też nic nam się nie stanie :S
Te wartości działają wspólnie.
Nie stanie się bo nigdy nie będzie 1kA przez opór ciała, gdyby nie to to też by cie zabiło. I=U*R WSZYSTKO opiera się na tym wzorze A że opór ciała to kilka tysięcy om to też jest jakaś granica napięcia które jest bezpieczne.
Ciekawe.
Prąd to natężenie energii elektrycznej.
Napięcie to różnica potencjałów energii elektrycznej pomiędzy dwoma punktami.
Aby wystąpił przepływ prądu, a więc strumienia elektronów o określonym natężeniu, musi nastąpić połączenie tych dwóch punktów przewodnikiem energii elektrycznej.
Dlatego nie można mówić o prądzie jeśli punkty źródła energii nie są czymś połączone – np. Twoim ciałem.
Zatem, gdy wsadzisz palce w gniazdko elektryczne w ścianie mieszkania, w którym jest napięcie, to zostaniesz porażony przez prąd elektryczny – przepływ strumienia elektronów przez Twoje ciało.
Zatem to ten PRĄD Cię może zabić, który posiada jakieś natężenie.
Z perspektywy terminologii, Twoja profesor miała na myśli fakt że to nie napięcie zabija a prąd. Bowiem prąd reprezentuje natężenie strumienia, a napięcie różnicę potencjałów o czym wspomniałem na wstępie.
“Prąd” jako określenie potoczne w kontekście faktycznych zjawisk i ich nazewnictwa jest bardzo błędne.
Dlatego gdy żarówka zgaśnie to stwierdzenie że “chyba” nie ma prądu” jest błędne, bo może faktycznie nie ma, ale napięcia.
Napięcie może BYĆ lub nie.
Prąd może PŁYNĄĆ lub nie.
Nie każdy prąd może zabić, prąd to synonim natężenia.
I po co się tak rzucasz jak lekki na wodzie? Jest absolutnie prawdziwym stwierdzenie, że “im mniejsza wartość napięcia tym jest bezpieczniej”. To tak jak by negować stwierdzenie “im wolniej jedziesz autem, tym jest to bezpieczniejsze – bo nie prędkość zabija tylko walnięcie w barierę”. Zastanów się najpierw, potem komentuj….
Dostarczany prąd jest przemienny dlatego, że w takiej formie łatwo jest go przesyłać na dalekie odległości (np 110kV), a potem zmniejszyć jego wartość do 230V za pomocą transformatora. W ten sposób zmniejsza się straty. Prąd stały trochę trudniej się przesyła na dalekie odległości (ale się przesyła).
Drugą zaletą jest to, że silniki bezszczotkowe (3faz) aby się obracały potrzebują prądu przemiennego. Nie obciążają one tak sieci jakimiśtam harmonicznymi, nie odkształcają sinusa.
Prąd stały jest bardziej niebezpieczny.
W prądzie przemiennym bardzo łatwo i tanio można zmieniać napięcie aby zasilić różne urządzenia domowe.
Jak to mówili w szkole “ze względów ekonomicznych” , wszystko obraca się wokół pieniądza 😀
Co do tego że łatwo się go przesyła i jest ekonomiczny to muszę się nie zgodzić. Przesyłamy prąd przemienny dlatego, że łatwo go przetransformować, oraz ma małe straty mocy, prąd stały w trakcie przesyłu generuje znaczne straty w postaci mocy biernej która jest niepożądana, natomiast znacznie łatwiej transportuje się go na znaczne odleglosci
. Dlatego używa się ich do transportu energii wytworzonej przez elektrownie wiatrowe usytuowane na morzu (pomimo strar). Gdybyśmy mieli przesyłać tak prąd przemienny co pewna odległość.
Ale jak to się dzieje, że urządzenia nie dostają tego napięcia szczytowego tylko akurat skuteczne?
Tak jak było wspomniane częstotliwość napięcia zmienia się 20 razy w ciągu sekundy (50Hz), więc trudno byłoby odczytać z ekranu miernika wartości zmieniające się właśnie te 20 razy w ciągu jednej sekundy. Miernik od razu “przelicza” wachania napięcia i podaje wartość skuteczną (która również się zmienia w czasie, ale o wiele wolniej – co pozwala na odczytanie wartości).
W ramach sprostowania Szymonie, częstotliwość wynosi 50Hz czyli 50x na sekundę napięcie osiąga maksimum 325V i -325V. Wartość skuteczną można wyznaczyć na podstawie jednego takiego przebiegu trwającego 0,02 sekundy, natomiast pomiar na wyświetlaczu miernika jest odświeżany rzadziej.
Adrianie wartość napięcia skutecznego jest przydatna dla człowieka, bo tak jak napisał Szymon, nie jesteśmy w stanie analizować tak szybko zmieniających się wartości, natomiast urządzenia nic “nie wiedzą” o napięciu skutecznym. Otrzymują szybko zmienne napięcie, które raz wynosi 325V, raz 170, raz 0V, a to wszystko zmieniające się w ułamkach sekund.
Pozdrawiam
Mam pytanie może ono sie wydać banalne, ale naprawde dopiero zaczynam z elektryką , co znaczy ze nie ma natężenia ?? Myślałem że zawsze jest kiedy go nie ma … ?
Cześć Mati,
Czy czytałeś artykuł “Słów kilka o… elektryczności”?
https://elektrykadlakazdego.pl/slow-kilka-o-elektrycznosci-1/
Natężenie prądu najogólniej to ilość elektronów która płynie w obwodzie.
Jeśli np. obwód jest przerwany to elektrony nigdzie nie popłyną. Stąd jest szansa że natężenie będzie wynosić 0A.
Pozdrawiam
Witam,
Mam pytanie. Rozumiem, że jeśli będziemy próbowali zasilić czajnik elektryczny baterią 1,6V to możemy sobie zrobić krzywdę z racji tego, że przez przewody przepłynie bardzo duży prąd?? Trochę ciężko mi to sobie wyobrazić.
Rzeczywiście przykład z 2V jest trochę abstrakcyjny. Żeby popłynął taki prąd po pierwsze urządzenie musiałoby być dostosowane do tego napięcia, po drugie źródło napięcia musiałoby mieć możliwość wytworzenia takiego prądu. Nawet jak połączysz + z – baterii to nie popłynie tak gigantyczny prąd.
Tutaj chodziło tylko o zobrazowanie zależności: im mniejsze napięcie tym większy prąd i większe straty w obwodzie (ciepło).
Pozdrawiam
Na powyższe pytanie można odpowiedzieć krótko: bo Tesla wygrał wojnę z Edisonem.
Radku ja mam podobne pytanie do Alicji z tym, że w odwrotną stronę.
Chciałem zapytać, czy urządzenie, które kupie zagranicą (dokładnie elektronarzędzia stolarskie, pilarki, frezarki itp.) i będą oznaczone, że s przeznaczone do sieci 220 V i 50 Hz będą poprawnie działały w Polsce gdzie prąd w gniazdku ma mieć według norm 230 V i 50 Hz?
Jeżeli tak to kolejne moje pytanie co będzie w momencie gdy podniosą 230 do 240V bo z tego co czytałem podobno w całej UE mają ujednolicić normę.
I trzecie pytanie przepraszam, że aż tyle ale nie mam kogo zapytać, a dopiero zaczynam moją przygodę z majsterkowaniem, jak na razie narzędziami ręcznymi.
Na zagranicznych stronach często urządzenia są oznaczone np. Motor: 2 HP, 120V/240V, 15A/7.5A, prewired 120V, single-phase, 60 Hz – tutaj chodzi mi o te 120V/240V – jak to odczytać, tzn. że to urządzenie występuje w dwóch wersjach? Na 120V i 240V i czy w wersje 240V można podłączyć do gniazdka 230V?
I teraz co w sytuacji gdy na tej samej stronie producenta przy innym urządzeniu nie podają częstotliwości np. Motor: 3 HP, 220V, single-phase – tzn. że tutaj będzie 50 Hz.
Radku na koniec dziękuje za świetny artykuł i bardzo solidną dawkę wiedzy. Mam nadzieję, że będziesz kontynuował pisanie na blogu, bo naprawdę potrafisz pisać tak aby każdy zrozumiał.
Cześć Ampelios!
Podobnie jak w przypadku poprzedniego pytania, urządzenia stosowane w Unii Europejskiej powinny być przystosowane do wahań napięcia +- 10% czyli powinny działać w zakresie od 207V do 253V. Także po podniesieniu napięcia te zaprojektowane na 220V wciąż działać powinny. (użyłem słowa “powinny” bo teoria jedno a pytanie brzmi gdzie te urządzenia będą kupione i czy również tam są te same normy. Z innej beczki kiedyś dla urządzeń 220V normą było +5% czyli max. 231V)
Co do 120/240V to urządzenie albo można kupić w dwóch wersjach, albo ma przełącznik do wyboru napięcia pracy. Trudniejszą sprawą do ominięcia w Polsce jest te 60Hz. Stosując polskie 50Hz, silnik nie będzie się kręcił z nominalną prędkością (i będzie się prawdopodobnie trochę bardziej nagrzewał). W przypadku takich urządzeń najlepiej użyć transformator który zamieni 230V i 50Hz na 110-120V i 60Hz o mocy (dla tego urządzenia) 2000VA.
Nie jestem w stanie odpowiedzieć jak to wygląda z innymi urządzeniami tego producenta (może podasz konkretnie model?). Ale jeśli produkuje na amerykański rynek to 50Hz bym się nie spodziewał.
Pozdrawiam
Ps. Dziękuję za opinię 🙂
Dziękuję za szczegółową odpowiedź.
Masz racje najlepiej podam przykłady.
Piła stołowa Grizzly G0771
Motor: 2 HP, 120V/240V, 15A/7.5A, prewired 120V, single-phase, 60 Hz
http://www.grizzly.com/products/10-Hybrid-Table-Saw/G0771?utm_campaign=zPage
Oznacza to, że są dwie wersje na 120V i 240V o częstotliwości 60Hz. czy dobrze odczytuje zapis producenta?
I drugi przykład tym razem Europejski. Jak odcztać ten zapis
Pilarka PK 250A EURO 9
http://www.rojek.cz/rojek.asp?jazyk=pl&d=formatyzerka_pk_250a_euro_9&go=Vyrobek&Vyrobek=1247001
Moc silnika 3,7(4,4)kW/3x400V (2,2 kW/1x230V)
Obroty silnika 2 840/min.(3 410/min.[60Hz])
Czy dobrze odczytuje, że z opisu wynika, że maszyna występuje w dwóch, a nawet w czterech wersjach? Tzn. na 400V i 50 Hz, na 230 i 50 Hz i na 230 i 60 Hz oraz 400V i 60 Hz?
W zasadzie i tak kupie małą pilarkę przenośną. Do majsterkowania w drewnie wystarczy bo ten sprzęt co podałem jest dla profesjonalistów. Ale chciałbym poprawnie umieć odczytywać oznaczenia producentów, bo dla mnie są dość nieprecyzyjne. A czasem jednak można kupić jakieś elektronarzędzia zagranicą naprawdę w okazyjnych cenach, a sprzedawca nie zawsze umie pomóc w tych kwestiach.
Transformator zmieni częstotliwość……? Ciekawe
Witam, mam pytanie : jakie parametry powinien mieć prąd w gniazdku (oczywiście oprócz 230V) – ‘dorobiłem’ w mieszkaniu 2 gniazdka i tak się zastanawiam co mogę sprawdzić że jest to dobrze zrobione/podłączone ….
Cześć Woytek, tak musi być 230V pomiędzy przewodem fazowym (L) a neutralnym (N) oraz pomiędzy przewodem fazowym (L), a przewodem (PE). Poza tym zwykłym multimetrem niewiele więcej sprawdzisz w tej materii. Ważne, żeby przewody były dobrze dokręcone (jeśli gniazdka posiadają zaciski śrubowe). Nie może być luzów. Bez względu na rodzaj zacisku, zawsze warto sprawdzić i pociągnąć lekko przewód czy “siedzi” dobrze.
Pozdrawiam
Dzięki
Witam jeszcze raz, a ten ‘lepszy’ multimetr to co powinien posiadać ? bo może sobie załatwię ……
Nie tyle multimetr co miernik impedancji pętli zwarciowej. Dodatkowym pomiarem który można zrobić po założeniu gniazdka, to test wyłącznika różnicowoprądowego z poziomu gniazda (jeśli oczywiście masz zamontowaną różnicówkę).
Pozdrawiam
Witam, podczas pomiaru napięcia miernik się nie ustabilizował (tak jak na filmie) raz 230 po chwili 233 do 244 itp, czy to po prostu wina miernika ?
Takie wahania napięć typowo nie występują. Może nastąpić zauważalny spadek napięcia jeśli załączysz (lub zrobi to sąsiad) urządzenie odpowiednio dużej mocy w domu (np. piekarnik), jest to jednak jednorazowy efekt lub okresowy (grzałka w piekarniku się załącza i wyłącza, ale to raz na kilkadziesiąt sekund / kilka minut). Nie są to jednak spadki na poziomie 11V jednorazowo.
Ważne jest, żeby sondy miernika solidnie były przyciśnięte do elementów przewodzących w otworach gniazdka (czy czegokolwiek gdzie wykonujesz pomiar), każde poruszenie, lekkie “odpuszczenie” sondy od zacisku może spowodować wahanie.
Może to być oczywiście kwestia multimetru.
Pozdrawiam
Próbnik napięcia np. Fluke T150, którym chwaliłem się w artykule o multimetrze ma specjalne końcówki nakręcane na sondy które są tej samej średnicy jak bolce typowej wtyczki. Wtedy sonda w gniazdku “siedzi” pewniej jak prawdziwa wtyczka i styk jest o wiele lepszy. Jeśli chcesz cyklicznie mierzyć napięcie w gniazdkach doradzam kupno takich sond z możliwością wymiany lub dokręcenia grubszych końcówek bo to od tanich mierników są krótkie i łatwo urywają się końcówki z dwóch stron.
http://obrazki.elektroda.pl/8427798400_1471778652.jpg
https://elektrykadlakazdego.pl/pomiar-napiecia-multimetrem/#comment-988
Dzięki Radku za ciekawy artykuł. Widzę (w komentarzach), że jednak wiele osób myli kwestie wzrostu i spadku napięcia. Zgodnie ze wzorem U=I/R wzrost napięcia powoduje wzrost natężenia przy stałym oporze. I odwrotnie wzrost natężenia generuje wzrost napięcia. Bo są do siebie wprost proporcjonalne. A podniesienie napięcia pozwoli na obniżenie natężenia w celu uzyskania takiej samej mocy. I tu sprawdza się transformator. Kurcze – chciałem uprościć a chyba zagmatwałem. Pozdrawiam.
przepraszam za pomyłkę w wzorze I = U/R oczywiście.
Po pierwsze, z tego co mi wiadomo, to elektrownie generują prąd zmienny. Tu by się przydało pokrótce opisać, jak to robią. Dla dalszych rozważań, pomijam istnienie elektrowni słonecznych, bo te chyba generują prąd stały. W elektrowni jądrowej, to mniej więcej wygląda tak, reaktor tworzy ciepło, bo rozpad ciężkich jąder jest egzoenergetyczny, woda chłodząca odbiera to ciepło i na wymienniku ciepła oddaję to wodzie z poza układu reaktor-chłodziwo. Woda odbierająca ciepło zmienia się w parę przegrzaną, i leci na turbiny, którymi obraca, na turbinach są przewody elektryczne, a z boku magnesy. Z praw elektromagnetycznych wiemy, że poruszanie przewodem elektrycznym w polu magnetycznym za indukuję przepływ elektronów, a jako, że przewody poruszają się po okręgu, to mamy zmienność prądu, bo cyklicznie powtarzają się pozycję wobec tych magnesów.
Po drugie, ktoś by spytał, a co za problem zamontować prostownik w takiej elektrowni, miel byśmy prąd stały. Tutaj, z tego co pamiętam z wykładów, problem jest taki, że przesył prądu stałego, jest bardzo kosztowny, (dużo energii się rozprasza), a okazuję się, że najtaniej jest wysyłać prąd o częstotliwości 50 Hz. Ciekawostką jest to, że taki prąd wchodzi w rezonans z naszymi mięśniami, (mózg ponoć wysyła sygnały prądem o zbliżonej amplitudzie), dlatego chwytając przewód elektryczny, nasze mięśnie się kurczą, i nie możemy oderwać zaciśniętej ręki od takiego przewodu.
Inną ciekawostką jest, to że większość urządzeń działa na prąd stały, więc mają one prostowniki, jednak taniej jest montować na urządzeniu prostownik, niż przesyłać prąd stały na wiele kilometrów.
witam wszystkich i proszę o pomoc w domowych warunkach próbuje uzyskać napięcie niezmienne w prądzie zmiennym o natężeniu 1 mil volt na częstotliwości (ostatnio wypróbowanej 726 Hz) Gdy próbowałem dotknąć pręta aluminiowego a raczej miedzianej końcówki z około 40- 50 cm dostałem strzał jasnym łukiem prądu po czym zemdlałem, ,długo dochodziłem do siebie .Moje pytanie jak dostroić częstotliwość Hz do siebie znaczy się do swojego ciała ,jaką częstotliwość mam ja???.wgł. wzoru na to to nie działa znaczy się wzór specjalnie podaje zły wynik. Bardzo dziękuję za jakąkolwiek pomoc
Jestem zupełnym laikiem jeżeli chodzi o prąd,dlatego mam pytanie:czy mogę podłączyć urządzenie o napiciu 230 V do gniazdka w którym jest napięcie 220 V ? Z góry dziękuję za odpowiedź.Pozdrawiam.
Witaj Alicjo. Nie powinno być żadnego problemu. Urządzenia muszą być przystosowane do pewnej odchyłki napięcia, a konkretnie +- 10%. W przypadku urządzeń zaprojektowanych na napięcie 230V oznacza to że powinny dobrze funkcjonować w zakresie od 207V do 253V.
Pozdrawiam
Trzeba chyba zacząć od pytania gdzie Alicja znajdzie gniazdko o napięciu 220V? No chyba, że gdzieś w dalekim świecie:)
Ja, jako człowiek starej daty często łapię się na tym, że przez pomyłkę mówię o napięciu 220V, bo taka wartość obowiązywała u nas przez większą część mojego życia. Zmiana 220 > 230 nastąpiła na podstawie PN-IEC 60038 z dnia 18 marca 1999 r.
W Portugalii, a więc nie tak daleko.
Witam,
moje gratulację za naprawdę świetny blog Radek! Chciałbym jeszcze zapytać o kierunek prądu przemiennego w sieci elektrycznej. Jak odbywa się przekazywanie prądu elektrycznego przemiennego z elektrowni (generatora) do domowego gniazdka elektrycznego ? Mam na myśli głównie kierunek przepływu prądu w sieci. Czy z każdym okresem zmiany napięcia prąd płynie linią wysokiego napięcia raz z elektrowni do naszych gniazdek, a chwilę później w stronę odwrotną? Wogóle nie potrafię wyobrazić sobie funkcjonowania tego zjawiska w skali przemysłowej.
Dzięki Hubert za słowa uznania.
Jest taki fajny film/animacja w którym omówione jest jak działa transformator (i myślę, że w większości odpowiada na Twoje pytania). Niestety na obecną chwilę tylko po angielsku:
https://www.youtube.com/watch?v=agujzHdvtjc
W każdym razie tak, elektrony płyną raz w jedną raz w drugą stronę generując energię. Sam przepływ prądu generuje energię, nie jest istotne w którym kierunku. A jak to się dzieje, że zmienia się to tak często (choć częstotliwość 50Hz to wcale nie jest tak dużo) i funkcjonuje prawidłowo? Na to pytanie na obecną chwilę nie mam odpowiedzi.
Pozdrawiam 🙂
Nie jestem do końca pewien, ale wydaje mi się, że częstotliwość jest ściśle związana z prędkością obrotową turbiny (generatora prądu). Dobrze obrazuje to ta animacja: https://www.youtube.com/watch?v=NReWmb1M3ms
Co do kierunku prądu to bardzo fajna animacja, która dużo wyjaśnia.
Jednak ja ta sprawa wygląda w gniazdku elektrycznym ? Oznacza to, że przez przewód fazowy połączony z odbiornikiem (np. z żarówką) i przewodem neutralnym tworzy właśnie taki obwód jak na animacji ? Czyli prąd płynie raz od “zera” do “fazy”, a następnie w odwrotnym kierunku, a na przewodzie fazowym występuje cały czas napięcie 230 v ?
Tak, przepływ elektronów w gniazdku następuje raz w jedną raz w drugą stronę, oczywiście jeżeli jest podpięty jakikolwiek odbiornik.
230V to tylko wartość skuteczna napięcia na przewodzie fazowym co opisałem w artykule. W rzeczywistości napięcie cały czas ulega zmianie od 0 do 325V (zmianie ulega również kierunek przepływu elektronów).
PS. Dzięki za animację.
Powyższe wyliczenie Usk kojarzy mi się z matematyczną sztuczką – pomyśl jakąś liczbę, przeprowadź kilka działań na niej, by na koniec wrócić na początek, ponieważ podyktowane kroki wzajemnie się znoszą.
P = (500A)² * 0.00672Ω = 1680W A wiec 0,00672Ω to jest rezystancja miedzi 2,5mm2 na odcinku metra ?zakladam ze to metr przewodu 2,5mm2 L1 jak to bedzie sie mialo do całego obwodu czy zakladajac ze mamy metr miedzi 2,5mm2 zasilajacego urzadzenie i ww rezystancje czy do tego nalezy doliczyc kolejna rezystancje przewodu neutralnego TEJ SAMEJ DLUGOSCI 1METRA,kolejne 0,00672Ω poniewaz 2metry wynosi obwod zasilajacy tego urzadzenia a co za tym idzie i moc jaka zuzylby przewod tez trzeba by podwoic???
Witaj Piotrze,
1. Tak rezystancja 1m przewodu miedzianego 2.5mm2 wynosi 0.00672Ω.
2. Tak, przewody neutralne też się nagrzewają, gdy płynie w nich prąd o stosunkowo dużym natężeniu, zatem przy obliczaniu rezystancji całego obwodu należy uwzględnić stawiany przez nie opór.
Pozdrawiam
a ja mam pytanie dlaczego np. miernik fluke 376 z true RMS pokazuje w gniazdku sieciowym 239,8V ?
Takie napięcie może być w gniazdku, Krzychu. Zgodnie z normą napięcie w sieci może wynosić 230V +- 10% czyli od 207V do 253V.
Świetny blog Radek, w końcu ktoś jest w stanie wytłumaczyć tą czarną magię jaką dla mnie jest elektryka. Nie jestem dobry z fizyki więc proszę o wyrozumiałość…może czegoś tutaj nie rozumiem, ale możesz mi wytłumaczyć skąd:
“Natężenie = Napięcie/Opór), to im wyższe napięcie tym natężenie, płynące w przewodach wysokiego napięcia jest mniejsze.”
Opór w przewodach jest stały więc jak zwiększymy napięcie to wartość natężenia nie powinna również wzrastać? tak jak we wzorze dzielimy coraz większą wartość (napięcie) przez stały opór w kablu?
z góry dzięki za odp.
Cześć Michał.
Masz rację, jak zwiększasz napięcie przy stałej rezystancji, to natężenie wzrasta.
To zdanie które cytujesz to trochę skrót myślowy, użyty w kontekście przesyłania określonej ilości energii. Spróbuję to przeredagować:
Im wyższe napięcie w sieci zasilającej tym prąd o mniejszym natężeniu należy przesłać aby uzyskać tą samą ilość energii. Zgodnie ze wzorem na moc w prądzie zmiennym (Moc = Napięcie * Prąd * Współczynnik mocy (stały dla danego urządzenia)). Załóżmy że współczynnik mocy =1. Jeśli chcesz zasilić czajnik bezprzewodowy o mocy 2000W to do uzyskania tej mocy:
– przy napięciu 6000V płynącym w linii średniego napięcia potrzebne będzie przesłanie prądu o natężeniu ok. 0.333A
– przy napięciu 20000V płynącym w linii średniego napięcia, potrzebny będzie przesłanie prądu o natężeniu ok. 0.1A.
Próbując odpowiedzieć na Twoje pytanie natknąłem się na dwie odpowiedzi:
– Liniami wysokiego napięcia lepiej jest (przy mniejszych stratach), “transportować do Naszych domów prąd przemienny, a nie stały.
Pisałeś w poprzednich artykułach, że Nasze rachunki za prąd są wprost proporcjonalne do natężenia prądu, jaki pobieramy, czyli analogicznie do oporników (urządzeń elektrycznych), jakie mamy podłączone do domowego obwodu elektrycznego.
Cytuję:
“Strata energii podczas przesyłania jest proporcjonalna do kwadratu wartości natężenia prądu, co oznacza, że jeśli przesyłamy energię przy 10 razy większym natężeniu, straty będą 100 razy większe. Ilość możliwej do wykonania pracy jest prawie równa ilości dostarczonej energii (różnica wynika ze sprawności).”
Nie wiem, czy dobrze rozumuję, ale jeśli podstawimy wszystko do wzoru na natężenie,
(Natężenie = Napięcie/Opór), to im wyższe napięcie tym natężenie, płynące w przewodach wysokiego napięcia jest mniejsze.
– Przeglądając pomocnicze animacje, których używałeś w poprzednich artykułach, natknąłem się na taki, w którym przedstawiłeś układ o zasilaczu rzędu 12V. Prąd ten “płynął” przez układ tylko w jednym kierunku. Przedstawiłeś też spadek napięcia, z 12V, na 2,4V i w końcu na 0V. Spadki napięcia w prądzie przemiennym występują samoistnie, tak samo jak wzrost napięcia (Czy się mylę?). W takim razie, czy układ elektryczny z prądem przemiennym nie jest lepszy przez to, że do zasilacza trafić może wtórnie napięcie o różniej wartości, a nie po spadku napięcia, równemu 0V, jak to wygląda przy układzie z Napięciem stałym?
Dysponuję jedynie swoim mózgiem i znajomością budowy i działania rozrusznika samochodowego, więc moje rozmyślania na temat elektryki mogą być niezrozumiałe, jednakże cieszę się, że jest coś takiego, jak ta strona 🙂
Cześć Dawid,
Dziękuję bardzo za komentarze.
Odnośnie pierwszej części Twojego postu, to w zasadzie trafiłeś w sedno. Potwierdzę to tylko swoimi słowami. Po pierwsze na duże odległości łatwiej przesłać prąd o wyższym napięciu, dlatego, że są dużo mniejsze straty (jak zauważyłeś płynie wtedy prąd o mniejszym natężeniu).
Drugą kwestią jest możliwość zmiany tego wysokiego napięcia na napięcie odpowiednie do zastosowań domowych. Dużo łatwiej, taniej i przy mniejszych stratach można to zrobić, gdy napięcie jest zmienne (dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej). Wykorzystuje się do tego transformatory.
Odnośnie drugiej części, to nie jestem pewien czy dobrze zrozumiałem co masz na myśli. Spadki napięć występują zarówno w napięciu stałym jak i zmiennym na podobnych zasadach.
Zarówno “-” zasilacza w prądzie stałym jaki punkt neutralny w prądzie przemiennym mają potencjał równy 0V i cokolwiek jest do tych punktów podłączone, będzie również zrównane do tego potencjału (0V). Czyli w zaprezentowanym układzie nie ma możliwości, żeby do minusa dotarło jakiekolwiek “wtórne napięcie”.
Spadek napięcia do wartości różnej od 0V był możliwy, ponieważ w przytoczonym przykładzie były wpięte dwie żarówki szeregowo. Pomiędzy żarówkami był poprowadzony przewód, który nie był bezpośrednio podpięty ani do “+” czyli potencjału 12V, ani do “-” czyli 0V. Potencjał elektryczny, który tam występował był wynikiem oporu elektrycznego pierwszej i drugiej żarówki oraz oczywiście napięcia zasilania (12V).
Hm, nie wiem czy mówimy o tym samym. Jakby co, pisz, myślę że powoli się dogadamy 🙂 .
Zajęcia z fizyki chyba przespałem, ciekawy ten blog i ja jako stary facet zacząłem się interesować elektryką 😉
Rzeczywiście.
Bardzo ciekawy i przystępnie napisany artykuł.
Mam taką zagadkę do rozwiązania .. w celu zmiany perspektywy 🙂
Jaka jest długość fali (w cm) propagowanej w przewodzie dla przebiegu sinus pokazanego na zdjęciu nr 1.