Зачем человеку электрическая энергия
В предыдущей части цикла было показано, что электричество необходимо человеку в качестве промежуточного звена для передачи энергии в нужную точку пространства с последующим преобразованием ее в тот вид энергии, который ему действительно необходим. Благодаря освоению электричества, в наших домах появился удобный, доступный и условно неисчерпаемый источник энергии, без которого нашу жизнь уже сложно представить.
Однако вместе с появлением электропроводки в наши дома пришла новая опасность – опасность поражения электрическим током. Каждый из нас с детства знает, что «пальцы в розетку совать нельзя». И хоть это физически невозможно – диаметр отверстий в розетке намного меньше толщины даже самого тонкого человеческого пальца, – все понимают, что с любым электрическим оборудованием нужно обращаться осторожно, а разбирать и ремонтировать электроприборы неподготовленному человеку категорически запрещено.
Причиной этого является высокое напряжение. На сегодняшний день, номинальное напряжение в наших розетках равно опасному для жизни человека значению – 230 B. Более того, один из проводов розетки («ноль») электрически соединен с землей, поэтому если стоящий на земле человек случайно коснется второго провода («фазы»), то цепь замкнется и по телу человека через землю пойдет ток.
Но почему выбрано столь высокое напряжение? Разве сложно было придумать электропроводку с напряжением, например, 12 В – как в легковых автомобилях? Тогда количество бед от электрического тока было бы намного меньше. К сожалению, это не получится, и в этой части цикла будет рассмотрено, почему.
1) Существуют экспериментальные проекты криогенных линий электропередачи, в которых проводники охлаждаются до температуры, при которой появляется эффект сверхпроводимости. Потери проводимости в этих системах минимальны, однако появляются дополнительные потери на охлаждение кабелей. Поэтому потери при передаче энергии будут всегда, просто их количество и вид могут быть совершенно разными.
2) В таблице указаны цены 2020 года. Реальная цена металлов на рынке постоянно изменяется, однако для понимания сути этого материала абсолютное значение цены не имеет особого значения.
3) На самом деле электрические провода уже давно не делают из чистой меди или чистого алюминия – это дорого. Сейчас применяются различные сплавы, которые уменьшают стоимость проводов, но без значительного ухудшения их электрических и эксплуатационных характеристик.
4) Этот вопрос будет рассмотрен в следующей части цикла.
5) Кабельная ЛЭП состоит из проводников и изоляции. Даже самая простая изоляция обычно способна без проблем выдержать напряжение до 400 В. Поэтому увеличение напряжения с 65 до 110 не вызвало особых технических проблем.
6) Сверхнизкое напряжение (Extra-Low Voltage, ELV) – напряжение, считающееся безопасным для человека в обычных условиях (до 50 В переменного тока и до 120 В постоянного тока)
7) Человека поражает не напряжение, а ток. Известны случаи гибели людей от электрического тока в системах с напряжением 12 В и меньше. Вопросы электробезопасности будут подробно рассмотрены в одной из следующих глав.