電気は家庭でどのように機能しますか?

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Anonim

ミカエル・ヴァイサネン/ゲッティイメージズ

この電磁力はまったく見えないため、家庭の電気とその電流の流れは非常に不思議に思えます。 しかし、自宅の配管パイプを流れる水と比較すれば、理解しやすくなります。 アナロジーは完全ではありませんが、これらのシステムの動作には顕著な類似点があります。

水と電気の両方がユーティリティサービスラインから家に入り、家中に分配された後に出ます。 水はパイプを通って流れ、排水システムを介して存在する前に蛇口やその他の備品で使用されます。 電気は配線のネットワークを流れ、ライト、電化製品、その他の電気機器で使用されます。 それも、地面に戻ることで家を「退出」させます。

圧力が流れる

水は、水道会社または井戸システムによって加圧されているため、家の供給配管全体に流れます。 フィクスチャーで使用されると、圧力がなくなり、ドレンパイプを流れる重力に頼らなければなりません。 したがって、排水口から家を出るすべての水には圧力がないと考えることができます。 同様に、電気には電力会社によって規制されている特定の圧力(電圧)があります。 この圧力により、電流が家屋につながる配線を通って家の電気システム全体に流れることができます。 電気は、各電気機器または電気器具によって使用されます。 使用されていないものはすべて、中立回路ワイヤを介して電気サービスエントリポイントに戻ります(最終的には電力網に戻ります)。 この戻りは、水が家の排水溝を下るのと同じように、圧力がかかっていないと見なされます。

圧力=電圧

配管パイプの水圧が上昇すると、水はより大きな力で流れます。 電気配線でも同じことが言えます。 より多くの圧力はより大きな力を意味します。 水圧はポンド/平方インチまたはpsiで測定されますが、電気圧力は ボルト または 電圧で 測定されます。 すべての電気機器は、特定の電圧に対応しています。 家庭内のほとんどのデバイスと小型機器の定格は約120ボルトですが、電気乾燥機、レンジ、および多くのベースボードヒーターなどの高電圧機器の定格は約240ボルトです。

流量=アンペア

より大きな水道管がより多くの流れ、またはより多くの水を運ぶように、より大きな電線はより多くの電流を運ぶことができます。 電流は アンペア または アンペアで 測定され ます 。 電圧に加えて、すべての電気部品は安全なアンペアレベルの定格があります。 自宅のブレーカーボックスにある回路ブレーカーは、それぞれ個別の回路で電気の流れを制御し、それぞれに特定のアンプ定格があります。 ほとんどの汎用回路の定格は15または20アンペアですが、大型アプライアンスの回路の定格は30、40、50またはそれ以上です。 1つの回路であまりにも多くのアプライアンスまたはライトに電力を供給している場合、過負荷になるまでフローを効果的に増加させています。 これにより、ブレーカーが作動し、回路への電力が遮断されます。

電圧xアンペア数=ワット

ワットは、回路から電力を引き出す電気デバイスが使用する電気の量の尺度です。 ワットは、電圧(圧力)とアンペア数(流量、または電流)の両方の関数です。 電圧とアンペアを乗算するとワット数が得られます。

たとえば、電子レンジの定格は最大10アンペアで、120ボルトのコンセントに接続されています。 したがって、このアプライアンスの最大消費電力は10(アンペア)x 120(ボルト)= 1, 200ワットです。 これは、高電圧で動作しているときはいつでも電子レンジが使用している電気量です(霜取りなどの他の設定では、おそらくより少ないワットを使用します)。 同様の方法で、回路全体の利用可能なワット数を計算できます。 15アンペア、120ボルトの家庭用回路では、最大1, 800ワットを利用できます(15 x 120)。 これは、同時に動作するすべての照明器具とプラグイン機器が、回路に過負荷をかけ、回路ブレーカーを作動させるまでに、1, 800ワットまでしか追加できないことを意味します。

節電

水と同様に、保存とは消費されるガロンの数を減らすことを意味しますが、電気を節約することは、消費されるワットの総量を減らすことです。 配管の比較に戻ると、エネルギー効率の良い電球は、低流量のシャワーヘッドに例えることができます。 古いシャワーヘッドの流量は毎分5ガロンでしたが、今日の低流量モデルでは毎分2.5ガロン以下しか使用していません。 同様に、かつて日常的に60ワットの白熱電球を使用していましたが、現在では12ワットまたは14ワットのLED電球を使用しています。 そして、漏れる蛇口を修理することで水の使用量を減らすことができるように、部屋を出るときに照明や電化製品を止めることで電気消費量を減らすことができます。

水の節約と同様に、エネルギーの節約には、ワット単位で測定される消費電力量の削減が含まれます。 これは、ワット数の少ない効率的な電球や機器を使用するか、電力を消費する時間を制限することで実現できます(エアコンを常時稼働させないなど)。