§ 19. Споживання електрики

Пригадайте

Генерація та транспортування електрики

Із 5 класу ви знаєте, що електричну енергію добувають на спеціальних підприємствах — електростанціях. На традиційних електростанціях (гідро-, атомних і теплових) генератори виробляють лише змінний струм. Таку конструкцію цих електростанцій свого часу обрали через те, що змінний струм набагато дешевше транспортувати. Ви, напевно, бачили великі лінії електропередач (ЛЕП), якими транспортують електрику.

Чому будують великі електростанції, а не багато маленьких поблизу споживачів? Це пояснюється тим, що в першому випадку значно нижчі витрати на будівництво і менша собівартість електроенергії.
Під час розміщення електростанцій ураховують багато чинників: наявність певних енергоресурсів, шляхи їхнього транспортування, природні умови, можливість роботи у складі єдиної енергосистеми тощо. Тому часто електростанції розташовані далеко від центрів споживання електроенергії.

Із винаходом електричного освітлення необхідність передавання електроенергії на великі відстані стала актуальною проблемою, оскільки освітлення потрібне було насамперед у великих містах, віддалених від джерел енергії.

Можливість передавання електроенергії на відстань уперше виявив Стівен Грей у 1720-х роках. У дослідах Грея заряд передавався шовковим проводом на відстань до 800 футів (244 м).

Завдання 1

Потужність електричних приладів

Кількість електрики в побуті зазвичай вимірюють у кВт∙год (читається «кіловат-година»). Кількість електрики, що споживає певний прилад, обчислюють за формулою:

Кількість електрики = Потужність приладу (кВт) × Час роботи (годин).

Щоб користуватися цією формулою, потрібно знати потужність електричних приладів. Дізнатися про неї можна або в технічному паспорті приладу, або на етикетці, яка зазвичай приклеєна на його задній панелі.
Потужність вимірюють у ватах або кіловатах: кирилицею це позначають буквами Вт і кВт, а латиницею — W і kW.

1 кВт = 1000 Вт

Приклад 1. Споживач змінного струму

На нижній частині електричного чайника можна дізнатися про його потужність (див. малюнок).

Припустімо, щоб закип’ятити воду, чайник працює 15 хвилин. Переводимо хвилини в години: 15 хвилин — це ¼ години, або 0,25 години.

Тож, упродовж цього часу чайник споживає електрики:

Кількість електрики = 2 кВт × 0,25 год = 0,5 кВт·год.

Приклад 2. Споживач постійного струму

Прилади, які споживають постійний струм (мобільні телефони, планшети, ноутбуки тощо), потребують періодичного заряджання від електричної мережі. Для цього ми зазвичай користуємося зарядними пристроями, які під час заряджання перетворюють змінний струм на постійний. Потужність зарядних пристроїв також має бути зазначена на корпусі.

Зверніть увагу: на зарядних пристроях позначають параметри електричного струму як вхідного, тобто того, який споживає цей пристрій від електричної мережі (його позначають input), так і вихідного (output) — цим струмом зарядний пристрій заряджає телефон (див. малюнок).

Припустімо, що мобільний телефон заряджається впродовж двох годин. Скільки електрики витрачається, щоб його зарядити? Спочатку обчислимо потужність зарядного пристрою, як добуток напруги та сили струму:

Потужність (Вт) = Напруга (В) × Сила струму (А) = 240 В × 0,5 А = 120 Вт, або 0,12 кВт. 

За дві години цей зарядний пристрій споживає електрики:

Кількість електрики = 0,12 кВт × 2 год = 0,24 кВт·год.

  

Витрати енергії кожним споживачем (будинок, квартира тощо) вимірюють спеціальними приладами — електричними лічильниками. Вони мають механічне або електронне табло та показують певні значення з точністю до 1 або 2 цифр після коми.

Знаючи вартість електрики, за розглянутими вище прикладами можна обчислити витрати родини на електричну енергію.
Сьогодні по всьому світу міркують щодо способів зменшення споживання електрики. Щороку розробляють нові прилади та пристрої, у яких упроваджено технології для підвищення енергоефективності.

Завдання 2

Підсумуємо

Завдання 3

Завдання 4

ЗАВДАННЯ ДО ПАРАГРАФА