Законы электротехники на страже пожарной безопасности: закон Ома
Каждый день, сами того порой не замечая, мы имеем дело с электрическими цепями. Электрический ток в цепи зависит от напряжения и сопротивления. Разберемся, как влияют друг на друга эти величины.
В процессе изучения раздела «Электричество» в школьном курсе физики значимое место отведено закону Ома для участка электрической цепи. Вспомним знакомую формулировку: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Линейную зависимость между силой тока и напряжением в 1826 году установил немецкий школьный учитель Георг Ом в ходе своих экспериментов. Спустя почти 200 лет закон Ома для участка цепи не утратил свою актуальность, а его формула известна каждому старшекласснику.
В полной электрической цепи всегда присутствуют хотя бы три элемента: источник тока, потребитель и соединительные провода. В таком случае тоже используется закон Ома, только для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению электродвижущей силы к ее полному сопротивлению. Электродвижущая сила появляется из источника тока и движет заряженные частицы. К сопротивлению нагрузки добавляется внутреннее сопротивление источника, мешающее протеканию тока.
Причем же здесь пожарная безопасность? Все просто. Для того, чтобы избежать пожара, нужно соблюдать не только федеральные законы, но и электротехнические. Законом Ома описывается такой аварийный режим работы электрооборудования, как короткое замыкание.
Короткое замыкание – это незапланированное замыкание, при котором практически весь ток проходит по пустому проводу и возвращается в источник тока. Говоря простыми словами, цепь работает без нагрузки, а сопротивление стремительно уменьшается.
Возвращаемся к закону Ома: если сопротивление становится меньше, сила тока в цепи будет возрастать (несложно посчитать, какая сила тока будет в цепи с напряжением 220 В, если сопротивление снизится до 1 Ом). После достижения предельного значения тока в электрической цепи произойдет увеличение температуры, нагрев, а затем – воспламенение. Вернемся к нашему расчету: например, предельное значение силы тока для стандартной розетки 16 А.
Подытожим: чтобы электрический ток не стал причиной пожара, придется играть по его правилам – законам электротехники. Именно с них лучше начать знакомство с электричеством на практике. Немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф говорил: «Нет ничего практичнее хорошей теории». Кстати, именно о законах Кирхгофа поговорим в следующей статье.
