а) Важнейшие основные понятия

Сюда в первую очередь относятся понятия о единицах напряжения, силе тока и сопротивления, которые определяют соотношение в каждой замкнутой электрической цепи и являются общепринятыми мерами, подобно мерам веса и длины. Эти величины мы можем себе лучше всего уяснить посредством сравнения с водой, текущей в водопроводной трубе.

Электрическому напряжению, единицей измерения которого является вольт, соответствует давление воды в трубопроводе. Силе тока соответствует сила водяной струи или количество вытекаемой из трубы воды. Электрическому сопротивлению соответствует сопротивление, вызванное трением воды о стенку более или менее длинной водопроводной трубы. Чем сильнее давление воды и чем слабее сопротивление (от трения), которое зависит от поперечного сечения и длины трубы, тем большее количество воды будет через неё протекать.

Электрический ток есть не что иное, как то же течение по проводу мельчайших частиц, называемых электронами. В источнике электрического тока, например, в аккумуляторе или в динамо-машине, возникает напряжение, потому что внутренние силы этого источника - электроны - стремятся к отрицательному полюсу. Таким образом, на этом полюсе получается излишек электронов, тогда как на положительном полюсе возникает их недостаток. Теперь, если оба полюса соединить проволокой, излишек электронов отрицательного (-) полюса устремится в ту сторону, где их недостает, то-есть к положительному (+) полюсу; здесь происходит постоянный "проток" тока, так как от его источника беспрестанно текут новые электроны.

Если в этом месте тока мы включим электрическую лампочку или никелиновую проволоку, то вследствие высокого сопротивления электроны станут проходить только с трудом и будут накалять лампочку или никелиновую проволоку. В действительности здесь происходит очень сложный процесс, но на основании вышесказанного мы можем создать себе представление о том, что происходит в цепи электрического тока.

Известно, что на электрических станциях, снабжающих общественную сеть током, энергия производится якорем динамо-машин, вращающимся вокруг своей оси. При этом нужно различать два вида электрического тока, - постоянный и переменный ток. Постоянный ток, у которого электроны текут по проводу всегда в одном направлении, теперь мало применяется крупными электростанциями, потому что его нельзя передавать на большие расстояния. Переменный ток производят в настоящее время все крупные современные электростанции.

У переменного тока электроны текут по проводу, колеблясь то в одну, то в другую сторону. В электрической сети для освещения применяется переменный ток с частотой колебании 50 герц в секунду; это означает, что ток 100 раз в секунду меняет своё направление.

Из технических и экономических соображений каждая динамо-машина производит не один, а три разграниченных по времени тока переменной частоты, которые, сплетаясь между собой, образуют так называемый трёхфазный ток. Для проводки он нуждается в трёх проводах, так называемых фазах, между которыми в сети низкого напряжения проходит большей частью ток в 380 вольт. Если прибавить еще четвертый - нулевой провод, идущий от места сцепления на моток динамомашины, то от такой 380-вольтовой сети можно получить, между каждой из трех фаз и нулевым проводом, напряжение в 220 вольт, которое применяется обыкновенно для освещения помещений и питания более мелких электрических установок. Только для крупных установок вводятся в помещение все четыре провода, для того, чтобы распределить всю нагрузку установки по возможности равномерно между тремя фазами.

Переменный, или трехфазный, ток получил большое распространение главным образом потому, что при помощи трансформатора его легко можно превращать в более высокие или низкие напряжения. Это дает возможность передавать его на большие расстояния почти без потерь. Для этого в трансформаторе поднимается его напряжение до 5000-10000 вольт, а на месте потребления трансформатор снова дает нужное напряжение в 110 или 220 вольт. Трансформируется ток на трансформаторных станциях высокого напряжения.

Таким же образом можно при помощи звонкового трансформатора превращать электрический ток в 110 или 220 вольт в безопасный ток слабого напряжения для электрического звонка в 4-8 вольт, или при помощи сухого трансформатора снизить напряжение тока до 24 или 16 вольт, как, например, у аппаратов для шестимесячной завивки перманент. С постоянным током этого делать нельзя. Для того, чтобы снизить напряжение постоянного тока, нужен так называемый "одноякорный преобразователь-умформер".

Этот преобразователь превращает, например, постоянный ток в 220 вольт в переменный ток в 150 вольт (или постоянный ток в 110 вольт в переменный ток в 75 вольт). Напряжение полученного таким образом переменного тока можно снижать уже при помощи трансформатора.

При покупке новых приборов и аппаратов или же при переезде в другой город каждый парикмахер должен знать, с каким видом тока и с каким напряжением ему придется работать, для того, чтобы, в случае необходимости переделать аппараты соответственно имеющемуся току. На щитке каждого электрического счетчика имеются данные о виде тока и его напряжении.

Маленькие электромоторы обыкновенно строятся так, что могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. Также и аппараты, нагреваемые электричеством, могут работать на том и другом токе. В каждом случае, однако, необходимо, чтобы напряжение, указанное на аппарате, соответствовало бы напряжению тока в электрической сети. Если мы включим лампочку в 110 вольт в сеть тока в 220 вольт, то она перегорит почти моментально. То же самое произойдет со всяким электромотором или электронагревателем. Важно знать, что трансформаторы можно включать только в сеть переменного тока, причем нужно иметь в виду напряжение, указанное на щитке каждого трансформатора. Это касается также и ламп со светильным газом, которые можно включать только в сеть переменного тока в 220 вольт. Для включения их в сеть постоянного тока необходимы добавочные приспособления. Для расчета израсходованной энергии, на основании данных счетчика, служит использованная электрическая мощность, помноженная на время. Мощность в ваттах или киловаттах можно вычислить, умножив силу тока на напряжение. Аппарат - "горячий воздушный душ" в 1,8 ампер (А) при напряжении тока в 220 вольт (V) поглощает в час мощность в 1,8×220 = 400 ватт. Если он работал три часа, то получим: 3 часа×400 ватт = 1,2 киловатта.

На щитках аппаратов большей частью указывается поглощаемая ими в 1 час мощность в ваттах (W) или киловаттах (kW). На электрических лампочках вместо силы света указывается поглощаемая ими мощность в ваттах. Таким образом, мы можем приблизительно рассчитать как расход электрического тока, так и максимальную нагрузку нашей установки, если вся аппаратура будет одновременно включена.