Буклет на тему «Математика в розетке»

Математика в розетке показывает, как электрические величины связаны между собой в обычной домашней сети. Для расчётов используют три основные величины: напряжение, силу тока и мощность.

• В бытовой сети в России номинальное напряжение составляет 230 вольт, а допускаемое отклонение — 10%.

Электрическая мощность — это работа, совершаемая током за единицу времени. В школьной физике её обозначают буквой P.

• Основная формула мощности: P = U × I, где U — напряжение, а I — сила тока.

• Если известны мощность и напряжение, ток находят по формуле I = P / U.

• При переменном токе в школьных задачах встречается и запись P = U × I × cos φ.

Число 220 долго считалось «розеточным» стандартом, хотя в современных нормах для бытовой сети закреплено 230 вольт. Поэтому на приборах и в учебниках можно встретить сразу два значения: старое привычное и действующее.

В квартире ток идёт не «сам по себе», а по замкнутой цепи, где розетка лишь точка подключения к сети. Напряжение создаёт разность потенциалов между фазой и нулём.

• Мощность прибора зависит от двух величин сразу: например, при одном и том же напряжении более мощный прибор берёт больший ток.

• Единица мощности — ватт, единица напряжения — вольт, единица силы тока — ампер.

• Для расчётов часто используют паспортные данные прибора: на корпусе обычно указана его мощность.

В школьной задаче лампа на 60 ватт в сети 230 вольт потребляет ток меньше, чем чайник на 2000 ватт. Разница объясняется формулой P = U × I.

• В трёхфазных сетях различают фазное и линейное напряжение: для бытовой сети называют 230 вольт между фазой и нейтралью и 400 вольт между фазами.

• Старые обозначения 220/380 вольт и новые 230/400 вольт встречаются рядом, потому что стандарты менялись постепенно.

• Фактическое напряжение в сети немного колеблется в течение дня, но для расчётов берут номинальное значение.