ример при случайном коротком замыкании, она будет мгновенно отключена собственной защитой, и соседи, скорее всего, этого даже и не почувствуют.
В большом жилом массиве есть своя мощная подстанция и, более того, в большом доме тоже может быть своего рода подстанция, разумеется, не очень большая. Она получает по кабелю довольно высокое трёхфазное напряжение, снижает его до необходимых потребителю 220 Вив виде трёх отдельных фаз направляет по квартирам.
В небольшие деревенские или дачные дома однофазное напряжение поступает с местного трёхфазного понижающего трансформатора, который в случае воздушных линий обычно находится на одном из столбов. На трансформатор с подстанции поступает сравнительно высокое напряжение, а с трансформатора парами проводов — фазовый и общий — расходятся три двухпроводные линии по 220 В для трёх групп домиков.
ВК-240.На сантиметровых волнах работают небольшие радиолокаторы, которыми пользуется дорожный патруль. Такой локатор измеряет скорость приближающегося, а в более поздних моделях и удаляющегося автомобиля. На рисунке условная схема такого прибора, поясняющая принцип его работы. Скорость можно оценить по частоте отражённого сигала: при приближении машины отражённая частота больше посланной, при удалении — меньше (эффект Доплера).
Все операции с преобразованием напряжения связаны, как всегда, с желанием уменьшить потери и не допустить, чтобы в квартирах заметно снижалось напряжение с ростом нагрузки. Предположим, что большой жилой дом, скажем, стоквартирный, в вечерние часы потребляет мощность порядка 200–300 кВт. По общему кабелю, питающему дом, на участке от подстанции с напряжением 220 В будет протекать ток 1000–1500 А. Если от подстанции к дому передавать электричество с напряжением всего в три раза большим, то есть 660 В, то ток в этой линии снизится до 300–500 А и, соответственно, в девять раз уменьшатся потери в ней.
В современных больших домах личный квартирный щиток стоит уже не в самой квартире, а вместе со щитками других квартир в специальной нише на лестничной площадке. Там же находятся основные предохранители каждой квартиры и её счетчик. Он, как всегда, измеряет потребляемую мощность, но делает это не одноразово, а непрерывно. Как известно, чтобы узнать потребляемую мощность Р, достаточно измерить напряжение U и ток I, а затем перемножить их, поскольку Р = U∙I. Сделал два измерения, перемножил две цифры и забыл об этом до следующего раза. Счётчик же производит измерение мощности непрерывно и вращает тонкий алюминиевый диск: чем больше потребляемая мощность, тем быстрее он вращается. Диск связан с простеньким цифровым индикатором, который показывает суммарную электрическую энергию, которая прошла через счётчик. В какое-то время потребляемая мощность была побольше, в какое-то время поменьше, но счётчику это безразлично (Т-8), он показывает конечный результат, общую работу, выполненную домашним электричеством, общую энергию, полученную из сети.
Для порядка надо бы сказать несколько слов о внутренней квартирной проводке. Когда-то она была наружной, провода с многослойной изоляцией (снаружи — декоративный матерчатый чулок) шли по стенам, закреплялись на фарфоровых роликах. По правилам пожарной безопасности в деревянных домах и сейчас делают наружную проводку, её легче загасить, если она загорится при коротком замыкании. В кирпичных и панельных домах проводка внутренняя, она проходит в стенах и потолке в специальных пустотах, они имеют технологические входы для прокладки или замены проводов. Провод медный или алюминиевый, диаметр 1,5–2 мм, обычно пара проводов конструктивно объединяется единой полихлорвиниловой изоляцией.
ВК-241.А этот прибор принёс радиолокационные методы в медицину, осуществляя ультразвуковые исследования — УЗИ. Ультразвук (неслышимый высокочастотный звук) может многое рассказать о живой ткани, потому что она очень по-разному его пропускает и отражает. Электрические импульсы с помощью пьезокристаллов создают потоки ультразвука. Эти же кристаллы принимают его отражение, и оно создаёт электрический сигнал, который показывает на экране детали, недоступные другим приборам.
Т-192. Парад домашних электрических работников. Электрические приборы для дома поражают своим разнообразием — производители конкурируют, борются за покупателя, ищут наиболее привлекательный дизайн, пытаются ввести какие-то дополнительные удобства для пользователя. Осмотрите мысленным взором бригаду своих электрических помощников и убедитесь, что их, во-первых, немало и что, во-вторых, в последние годы заметно повысились возможности этих приборов и, главное, их надёжность — они годами работают, не требуя никакого ремонта.
Для начала обратите внимание на патрон, в который ввинчивается осветительная лампочка, и на подключение приборов к электрической сети с помощью системы «вилка-розетка». Всё это почти в точности такое же, как было более ста лет назад во времена Эдисона. Не изменились и пылесосы с переходом на электрический двигатель — первые аппараты для уборки и чистки ковров появились 150 лет назад, и их насосы вначале приводились в движение небольшим бензиновым мотором. Большое разнообразие современных электропылесосов связано с тем, что в них, как и прежде, по-разному решается главная задача — сбор пыли воздушным потоком и затем её отделение перед неизбежным возвращением воздуха в помещение. Только в дорогих пылесосах с хорошими фильтрами удаётся выбрасывать воздух с частицами размером не более трёх микрон. У многих пылесосов фильтром служит сам сменный мешок, в котором остаётся собранный мусор. Чаще всего мешок бумажный и многослойный, мельчайшие поры в бумаге рассчитаны на то, что они будут легко пропускать воздух, собирающий пыль, и не будут выпускать из мешка сами пылинки. Но, к сожалению, так бывает не всегда, и некоторые пылесосы вместе с воздушным потоком возвращают в помещение мелкую пыль.
ВК-242.Математическая десятичная система была принята потому, что она удобна. Все пальцы наших рук — это десятка. Точно так же для электрических машин удобна двоичная система, многие их элементы, такие, например, как выключатель или диод, знают только два состояния: включено — выключено. К тому же приспособить для машин нашу привычную десятку было бы очень сложно — пришлось бы, видимо, для десяти чисел употреблять десять напряжений, попав в зависимость от режима схем.
Этот раздел введён в книгу только для того, чтобы напомнить о множестве помогающих вам домашних электрических приборов и аппаратов. О двух из них — электрическом холодильнике и электрическом кондиционере — мы, к сожалению, даже в самых общих чертах говорить не сможем. В них с использованием электрической энергии происходят слишком сложные для этой книги тепловые процессы. При этом охлаждают специальное жидкое вещество (обычно фреон), и именно оно с помощью теплообменников снижает температуру в холодильном шкафе и в морозильном (до -18 °C). Примерно так же снижается температура и влажность воздуха, через кондиционер поступающего в квартиру. Практически все остальные ваши электрические помощники содержат уже знакомые нам узлы, в частности, электрические нагреватели, светильники и небольшие асинхронные двигатели. Внимательно посмотрев на эти приборы во время парада, можно отметить обилие разных моделей, вы наверняка без особого труда поймёте, как они устроены и как работают.
Согласно сделанному в самом начале книги предупреждению (Т-9), в список не включена техника, представляющая электронную ветвь домашнего работающего электричества. Но всякому ясно, что такие классические представители электроники, как телевизор, музыкальный центр, видеомагнитофон, электронные часы, телефон с памятью, приор для измерения артериального давления, персональный компьютер уже давно стали желанными, а часто и непременными электрическими обитателями нашего дома. Всё это, конечно же, электрические приборы (электрические!), и кое-что о них ещё будет рассказано в следующей главе.
ВК-243.Один их самых простых и просто налаживаемых генераторов — мультивибратор. Такое название он получил потому, что генерирует прямоугольные импульсы, а их спектр имеет много синусоидальных составляющих разных частот. Латинское слово «мультиум» как раз и означает «много». Коллекторная цепь каждого транзистора в мультивибраторе связана с базовой цепью соседа, и в итоге получается, что транзисторы (или усилительные электронные лампы) сами поочерёдно открывают и закрывают друг друга.
Т-193. Закон строг, но справедлив. В книгах об электричестве, в том числе и в отечественных, нередко встречаются выражения типа «мощность двигателя уменьшается не очень сильно», или «ток может весьма заметно превысить допустимую величину», или «в линии передачи теряется значительная часть общего напряжения». Все эти неопределённое™ «не очень сильно», «весьма заметно», «значительная часть» вполне применимы в рассказе о существе дела. Но вместе с тем существуют правила, инструкции, нормы, которые точно говорят, какими должны быть электрические машины, приборы или сети, как они должны сооружаться и проверяться, как они должны устанавливаться в машинном зале, как должен с ними взаимодействовать наладчик или дежурный механик, с какой точностью должны поддерживаться те или иные параметры в электрических сетях.
Точные инструкции существуют и в части электропроводки в зданиях разного типа с использованием различных установочных и крепёжных изделий, а также в части сооружения высоковольтных линий разного уровня. Правила эти готовятся очень тщательно и утверждаются довольно долго, их должны внимательно посмотреть профессионалы разных специальностей, причастные к делу. После согласования правило с десятками подписей и виз, подписанное высшими руководителями той области, к которой оно относится, становится законом, который нужно безоговорочно соблюдать, вза