Что же такое электрический ток, откуда и как он поступает в наши дома?
Из физики известно, что электрический ток — это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. Одни, называемые проводниками, хорошо проводят электрический ток. К ним относятся прежде всего металлы и их сплавы. Вещества, практически не проводящие электрический ток, называются диэлектриками, или изоляторами. К ним относятся пластмассы, керамика, сухая древесина и многие другие материалы. В электротехнике широко применяются и проводники, и изоляторы. Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), а изоляторы — для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами.
Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.
Главный элемент электрической цепи — источник электрического тока. Без него электрика, а именно электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов — потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции — производителю этой электроэнергии. На электростанциях происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. Например, на гидроэлектростанциях в электрическую энергию превращается энергия падающей воды, на тепловых электростанциях — энергия сжигаемого топлива, на атомных электростанциях — внутренняя энергия вещества, выделяемая в виде теплоты при распаде атомных ядер. Преобразования различных видов энергии в электрическую осуществляются с помощью специальных устройств — электрических генераторов.
Электростанции вырабатывают, а многие бытовые электроприборы потребляют так называемый переменный ток. Переменным считается ток, величина и направление которого периодически меняются.
Трансформаторы. Передавать электроэнергию на расстояния лучше при помощи переменного, а не постоянного тока, так как напряжение переменного тока легко изменить с помощью трансформаторов: ток более высокого напряжения — в ток более низкого, и наоборот. С меньшими потерями электроэнергия передается при высоком напряжении переменного электрического тока и малой силе тока — в этом случае провода меньше нагреваются, следовательно, меньше потери энергии. Поэтому ток низкого напряжения, вырабатываемый генератором электростанции, подается на трансформатор повышающей подстанции, преобразуется в нем в ток высокого напряжения (до нескольких сотен киловольт), далее по линиям электропередачи поступает к месту потребления энергии. На понижающих подстанциях высокое напряжение трансформаторы понижают до 380 или 220 вольт и ток подается потребителям: на предприятия, в школы, больницы, наши дома и т. д.
Некоторые электрические приборы и устройства используют только постоянный ток, направление и сила которого не меняются с течением времени при неизменном напряжении. Постоянный ток получают несколькими способами: с помощью генераторов постоянного тока; выпрямляют переменный ток с помощью полупроводниковых приборов — диодов; используют химические источники тока — гальванические элементы и их батареи — несколько гальванических элементов, соединенных последовательно, и др.
