Великі і маленькі струми в електротехніці, що про них варто знати електрику

Тема: чому сила струму в схемі занадто мала або надмірно велика, причини.

Нагадаю, що електричним струмом прийнято називати впорядкований рух електрично заряджених частинок. Саме струм здійснює всю основну роботу, яка проявляється в різних діях електротехніки (механічний рух, світло, звук, електромагнітні коливання, хвилі і т.д.). Але, багато струму зовсім не означає, що це добре (багато дії). В електротехніці, як і в будь-який інший сфері, потрібна своя міра. Пристрій буде працювати нормально тільки в тому випадку, якщо через його електричні ланцюги в схемі протікають строго певні значення струму.

Електричний струм має свою одиницю виміру, це ампер. Один ампер, це багато чи мало? З основ електрофізики ми знаємо, що 1 ампер дорівнює 1 кулон (кількість електричного заряду) поділений на 1 секунду. Швидше за все це вам нічого не говорить. Найбільш відомою формулою є закон ома, в якій мовиться, що 1 ампер струму дорівнює 1 вольт (напруга) поділений на 1 ом (опір). Та й це особливо немає про що. Краще наведу приклади сили струмів на конкретному електрообладнанні.

• Ось невеликий підсилювач ват так на 20 (при напрузі живлення в 12 вольт) буде споживати силу струму рівну близько 1,6 ампер (при максимальній своєї гучності).
• Звичайний комп'ютер, у якого стоїть блок живлення потужністю близько 500 ват, в звичайному режимі буде з мережі брати струм в межах 1 ампера (при напрузі на вході блоку живлення 220 вольт).
• Електричний обігрівач потужністю в 2 кіловати, який живиться від мережі 220 вольт споживатиме силу струму рівну 9 ампер.
• Звичайна 100 ватна лампочка на 220 вольт їсть 0,45 ампер.
• Цифровий плеєр при своїй роботі бере від акумулятора струм 0,03 ампера.
• Під час запуску стартера легкового автомобіля по ланцюгу короткочасно протікає сила струму приблизно в 500-800 ампер.

Коли якесь електричний пристрій виходить з ладу, то в багатьох випадках це супроводжується його згоряння. Згорає воно в прямому сенсі, в результаті надмірного перегріву його функціональних елементів. Як і чому це відбувається? А справа вся в тому, що коли електричний струм проходить крізь провідник виділяється певна кількість тепла. При малих токах відчутного нагріву як би і не помітно, оскільки його кількість мало, та до того ж воно швидко розсіюється по самому провіднику. Зі збільшенням сили струму, природно, збільшується і кількість виробленого тепла. Коли температура стає критичною, то відбувається руйнування провідника (вигоряння кристала напівпровідника, розплавлення мідного дроту, доріжки на платі і т.д.).

Чому в схемі, яка до цього нормально працювала раптом може відбутися збільшення сили струму? Справа в тому, що струм залежить від напруги і опору. Якщо раптом на певній ділянці електричного кола підвищилася напруга, то і сила струму на ньому також збільшиться. Це може статися, де, наприклад, стояв стабілітрон, який знижував напруга до потрібного рівня, і який з якихось причин пробився. Природно, після його пробою напруга вже збільшиться, що змінить величини струму в різних ланцюгах, що зав'язані на цей стабілітрон. Або сила струму збільшилася через зменшення опору в ланцюзі. Наприклад, сталося коротке замикання в якійсь частині схеми (потрапила токопроводящая пил, частинки і т.д.), це також спричинить підвищення струму і збільшення тепла, що виділяється, що веде до перегріву окремих частин схеми і подальшого (можливого) перегорання пристрою.

Іншим же випадком є ​​занижене значення сили струму або зовсім припинення його протікання по електричному ланцюзі схеми. Струм перестає текти тоді, коли станеться розрив контакту. В результаті динамічний впливів на пристрій просто стався обрив проводу, ось і все струму немає. Заниженими струм може бути в тому випадку якщо в електричному ланцюзі, по якій він тече, збільшилася опір. Наприклад, спочатку схеми варто вимикач, з часом його контакти (що всередині) окислилися або покрилися шаром нагару, що призвело до збільшення опору в місці зіткнення контактів. В результаті в місце того, щоб мати практично нульовий опір цей вимикач стає як би додатковим резистором в схемі. Це спочатку не розраховувалося при створенні пристрою, отже така зміна вже порушить нормальну роботу електротехнічного обладнання.

У більш якісних пристроях спочатку ставлять різні електричні захисту від надмірного збільшення сили струму. Це дозволяє звести до мінімуму втрати руйнування, які відбуваються при таких випадках. Звичайнісінькою струмовим захистом є звичайний запобіжник, що ставиться на самому початку електричної схеми. Як тільки значно підвищується струм в загальному ланцюжку, так відразу ця плавкахвставка просто вигорає, розриваючи ланцюг з основним харчуванням. У самих схемах часто ставляться захисні вузли на напівпровідниках, що автоматично знижують опір ланцюга, тим самим зменшуючи струм.

При ремонті, відновленні працездатності різної електротехніки повсюдно використовують вимірювання сили струму, що дає можливість судити про правильність роботи того чи іншого електричного вузла в схемі. Після виявлення згорілого запобіжника проста його заміна на новий скоріше за все не вирішить проблеми. Запобіжник згорає після того, як на самій схемі десь відбувається неправильна робота якого-небудь вузла. Наприклад, в блоці живлення в результаті перегріву виходить з ладу транзистор стабілізатора (пробивається і закорачивает ланцюг). Природно, це призводить до різкого збільшення струму у вхідному ланцюзі харчування. Запобіжник згорає. Якщо поставити новий, то він знову згорить. Це буде повторюватися до тих пір, поки не відновиться ланцюг у вузлі несправного стабілізатора, шляхом заміни непридатного транзистора.

P.S. Саме потрібна величина сили струму і напруги забезпечує електричній схемі нормальний режим роботи. Як тільки ці величини виходять за межі допустимого, то відразу електротехніка починає працювати неправильно або зовсім припиняє це робити. При створенні схем і їх ремонтно-відновлювальних роботах завжди враховуйте струми і напруги, що дозволить не тільки зробити пристрій робочим, а й вивести його на найбільш оптимальні режими функціонування.