О непонятностях с электричеством

Вот точно я ответить, увы, не смогу - но примерно в этих масштабах, да. :)))

@ganqqwerty, Вспомним, что напряжение это суть разница потенциалов, то есть мера насколько в одном месте носителей заряда (электрончиков в простейшем случае) больше чем в другом, и соответственно того, насколько они хотят перебежать из более густонаселенного места в менее набитое, чтоб потенциалы уравнялись и наступила гармония. Поэтому чтоб рассуждать о напряжении, было бы неплохо решить, разницу между чем и чем мы измеряем. Сложилась традиция измерять все напряжения от одной точки в схеме, принимая ее за ноль потенциала - отсюда и название. Физически ноль (N, neutral wire) обычно представляет что-то типа металлического ведра закопанного в землю на трансформаторной подстанции и подключенного к средней точке трансформатора - сеть у нас трехфазная, обмотки трансформатора соединяются звездой, и вот то место где они сходятся вместе и подключают к этому ведру, а также к нулевому проводу в розетке дома. То есть в теории если взяться за нулевой провод и батарею, ебнуть не должно, т.к. потенциалы и там и там одинаковые (на практике есть нюансы вроде гнилой проводки и пьяных электриков).
Фазой же, соответственно, называют потенциал, который оказывается на противоположных нолю концах обмоток трансформатора - и оно уже почти гарантированно ебнет. У нормальных людей фаз ровно три, потенциал там меняется по синусоиде частотой 50Гц и размахом в 240В если считать от ноля (мерять на двух концах одной обмотки), и эти синусоиды сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120 градусов. Провод одной из фаз также подводится в розетку юзеру, и полезная работа совершается при их соединении замысловатым образом (например, через электроприбор с кучей всякой требухи внутри, всячески мешающей протеканию тока).
А еще в уважающей себя розетке есть третий провод (земля, она же protective earth) - там такой же потенциал, как и на нулевом, потому что он физически с ним соединен где-нибудь в щитке или на подстанции, но никакого тока в нормальной ситуации по нему не идет - он нужен он для того, чтоб при нарушении изоляции электрончики бежали не в юзера схватившегося за корпус, а в ту же матушку землю, но в обход УЗО, которое сдетектит ненулевую разницу между токами идущими по нулевому и фазному проводам, что будет означать что ток потек куда-то мимо и все отключит нафиг.
А в промышленных розетках проводов вообще пять - все три фазы, ноль и земля.
А еще бывают люди с песьими головами американцы, у которых в домашних розетках может быть не ноль и фаза, а две разные фазы, да еще и с разницей в 180 градусов вместо человеческих 120, поэтому если тщательно заземлиться, то ебнет одинаково вне зависимости за какой провод хвататься.
// вот это я наменсплейнил

Хех, это вот одна из весёлостей! :)

Общественное мнение очень плохо себе представляет, в КАКИХ промышленных масштабах используются изобретения Теслы, Эдисона, Сименса, Доливо-Добровольского и многих других. :)

Как я вкратце говорил вначале в "моей" АМА: если магнитики перестанут притягиваться плюсиком к минусу - то вся наша цивилизация просуществует максимум неделю после этого.

А потом - стимпанк в самом оптимистичном случае... :)

Самые технически простые, дешёвые и надёжные современные электродвигатели - асинхронные - это изобретение как раз Николы Теслы.

Но из их конструкций и преимуществ вытекают и их недостатки. :)

@zahhar, как и любой слух со временем не найдешь концов. Возможн, промышленный масштаб того времени был от деревни к деревне с расстоянием в N-цать километров. Сейчас же у нас ездят огромные "танки", которые используются в прошышленности (например, самосвалы шириной в две полосы или атомные подводные лодки).

@zahhar, рекомендую посмотреть фильм "Война токов". Там про Теслу тоже есть.

@ganqqwerty, Хорошие вопросы. :)

На них можно циклом статей отвечать.

Начну очень упрощенно и вкратце - ну, и потом буду дополнять. :)

1. В металлах из-за особенностей веществ и физики нашего мира в толще металла есть свободные "межузловые" электроны. Они и являются передатчикаси электрической энергии.

2. Очень грубо, но да: в упрощённой модели принимаем, что электроны бегают по проводу.

3. В чуть более сложной модели, которая ближе к реальности, электроны являются средой передачи энергии: хорошей условно-аналогичной визуализацией будет устройство "маятник Ньютона" или оно же "колыбель Ньютона" (см. Вики :).

@ganqqwerty,

4. В обиходе и на макроуровне используются два типа построения цепей передачи электрической энергии: цепи постоянного тока (батарейки-лампочки и большинство бытовых приборов) и цепи переменного тока (не подавляющее, но большинство во множестве промышленной техники на данный момент).

5. Цепи постоянного тока проще в понимании. Цепи переменного тока, соответственно, сложнее и в понимании, и в математических описаниях.

6. Да, именно Никола Тесла по сути сделал первые шаги по конструкции цепей переменного тока. :)

7. Цепи постоянного тока описываются теми же дифуравнениями, что и гидродинамические контуры. :)))

8. Благодаря п.7 очень удобно пояснять работу цепей постоянного тока на весьма близкой аналогии с трубопроводом. Тогда электрическая проводимость (прямо обратно сопротивлению) - это диаметр трубы, электрическое напряжение — это давление жидкости в трубе и электрический ток — это объём жидкости прошедший через сечение трубы за единицу времени. Напоминаю — мы здесь упрощаем! ;)

9. С цепями переменного тока всё сложнее. Особенно объяснить, как на самом деле там "делается ток". Но, да — грубо говоря вектор переменного напряжения и вектор переменного тока 50 раз за секунду на нашем континенте меняют своё направление "туда-сюда".

10. Знаменитые 50 Гц в современных сетях переменного тока. Собственно, именно эта частота связана с историей примерно столетней давности практически как и в анекдоте о зависимости диаметра ракет-носителей от ширины жоп древнеримских лошадок. Просто 100 лет назад при переходе от стимпанка к электропанку старались при замене привода (с пара на электромощь) не трогать технологический процесс. Тупо потому, что это не надо было —да ещё и было сильно дешевле. А стим-машЫнкам было комфортно работать на величине оборотов валов в райoне 3000 оборотов в минуту. Ну, с такой скоростью вращения стали делать и двигатели. А исходя из конструктивных особенностей генераторов (и двигателей) переменного тока в их самом оптимальном по материалозатратам и надёжности исполнении — как раз в трёхфазных современных системах — исходя из всего этого и стало удобна именно частота 50 Гц. Плюс, это достаточно низкая, но при этом стабильная для техники частота, при которой лампочки накаливания не мерцают.

@Zefir, мне стало понятнее благодаря этому видео:

@Zefir, то видео было ошибочно (там не было натурного эксперимента), и его опровергли экспериментально.

@greemster, самый простой ответ, спираль очень горячая и светится. Не ?

@greemster, я всегда это понимал так, что-то нагревается, получает много энергии, электроны переходят с более низких энергетических состояний в более высокие, однако это состояние неустойчивое и они сразу возвращаются обратно, испуская ту разницу энергии нам в глаза, после чего мы что-то наблюдаем, если эта энергия попадает в видимый спектр либо не видим, в зависимости от самого элемента и той энерегии, которая нужна, чтобы перейти на более высокий уровень. 🌝 (у нас на химфаке так почти все явления объясняли)

@madyankin,

1. Нет, нулём не шибанёт. Местами фаза и ноль могут поменяться лишь по воле электрика.
2. Не очень ясный вопрос. У земли с фазой нет цепи, заземление в цепи переменного тока - это контур для безопасного сброса оного.
3. Ток потечёт по цепи наименьшего сопротивления, и в считанные миллисекунды расплавит наименее прочный материал - проволоку, перемычку или же провода в розетке. Через мгновенье ты будешь стоять с расплавленным металлом в руках. Всё это конечно с условием, что раньше не сработает автомат в щитке.

@crafted, минуту, но что вообще тогда будет ответом? "Потому что движущиеся заряды в магнитном поле отклоняются"? "Потому что движущиеся заряды взаимодействуют с другими движущимися зарядами"?

Если говорить совсем строго, физика вообще не может ответить на вопрос "почему?", только создать какую-то модель для описания явлений в реальном мире.

Наверное, самый честный и одновременно правильный ответ: так уж энтропийно сложилось в нашем Метапузырьке. 😋

Собственно, ни один даже увожаемый физик не сможет объяснить, что такое "масса" и почему такое явление вообще существует. Вот прям чтобы строго, точно и наверняка. Как круто заметили выше, физика больше про моделирование постфактум с целью понимания отдельных свойств и их использования

@lCkhXCBjO5pRP897, 1. Зависит от контекста, пардон. И контакторы тоже надо подбирать под конкретные задачи и нагрузки(типы нагрузок) - недаром их так много всяких. :)

2. В обшем - очень советую начать с текстов парня с ником idiv на хабре - он прямо напрямую инженер по электросетям.

3. Спроси у него же. :)

@lCkhXCBjO5pRP897, Про электрику в доме - вот этот блог: https://cs-cs.net/ (там "Путеводитель" в менюшке даст индекс по темам)

@norguhtar, по простому он работает как управляемый кран. То есть представим ситуацию на толстой трубей стоит кран управляемый небольшим напряжением с большой скоростью. подавай управляющий сигнал кран быстро меняет напор. вот и все усиление по сути

@norguhtar, уместить семестр физики полупроводников в краткий пересказ, да еще и без рисования на доске сложновато, поэтому вот пара видосов от Ben Eater:
Как работают полупроводники вообще:

// кстати, fun fact: принцип работы полевых транзисторов гораздо проще чем биполярных, несмотря на то что практические полевики появились позже. Там используется электрическое поле создаваемое затвором чтоб "притянуть" носители заряда в область между истоком и стоком. Чем больше носителей заряда - тем легче идти току.

https://dmkpress.com/catalog/electronics/textbooks/978-5-97060-604-9/

@MaximmV, Сложный вопрос. Вот на самом деле. :)

А сколько лет пытливому уму? :))

@MaximmV, если совсем просто и на грани неуместных аналогий, можно взять трубу, по которой течет вода. Сила тока - понятно что, наклон трубы по отношению к горизонту как-то соотносится с напряжением, про мощность надо чуток подумать.

В зависимости от возраста и интересов))

Напряжение 50 кВ передаётся к ЭлектроПодвижномуСоставу через автотрансформаторы; при этом снижаются потери электроэнергии и напряжения в тяговой сети, а ЭПС получает питание при напряжении 25 кВ. Следовательно, при этой системе электрификации может использоваться парк ЭПС, обращающийся на участках, электрифицированных на переменном токе напряжением 27,5 кВ. Наличие фидеров напряжением 50 кВ и автотрансформаторов позволяет увеличить расстояние между тяговыми подстанциями до 80—90 км (вместо 45—55 км при питании по системе 27,5 кВ).

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, первичная и вторичная обмотки которого объединены в одну общую обмотку и имеют не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения.

На основных магистралях используется медный провод с сечением 85 кв.мм

Для защиты контактной сети от повреждений ее секционируют (разделяют на отдельные участки – секции) с помощью воздушных промежутков (изолирующих сопряжений), нейтральных вставок, секционных и врезных изоляторов.

Получается, что напряжение на таком толстом проводе падает не так чтобы сильно. По мере падения автотрансформатор изменяет свои характеристики и повышает передаваемое напряжение. Весь путь действительно разрезан на изолированные сегменты.

Явление называется блуждающими токами. В теории можно сделать как с трубопроводами в земле, добавить отрицательный потенциал на трубу. На практике надо спрашивать специалистов.

@Maximus, Все погружены в обдумывание вопроса «что такое IT?».

@Maximus, почему никогда не хватает прямых рук нормально поставить розетки в квартире? :(
Всегда аккуратно лезу туда, где мало понимаю, и поставить розетку могу, а не вытащить её из стены за следующие пять использований - нет

😱 Комментарий удален его автором...

@enignoxt, а вдруг там аккум свинцовый, обслуживаемый? )

@ganqqwerty, если очень грубо - то это свисток, только для электромагнитных колебаний вместо механических. Электроны носятся в магнитном поле по кругу, возбуждая колебания в резонансных полостях (работающих как LC-контур) с частотой, зависящей от геометрических размеров.

😱 Комментарий удален его автором...