Хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл: цахилгааны гурван тулгуур ба Омын хууль
Цахилгааны гурван суурь хэмжигдэхүүн
Цахилгаан техникийн бараг бүх тооцоо гурван үндсэн хэмжигдэхүүн дээр тогтдог: хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл. Эдгээрийн харилцан хамаарлыг зөв ойлгохгүйгээр таслуурын тохиргоо сонгох, дамжуулах шугамын огтлол тодорхойлох, эсвэл газардуулгын байгууламжийн эсэргүүцлийг үнэлэх боломжгүй.
Хүчдэл
Хүчдэл (U) гэдэг нь хэлхээний хоёр цэгийн хоорондох цахилгаан потенциалын зөрүү юм. Нэгж нь вольт (В). Үүнийг ус дамжуулах хоолойн даралттай зүйрлэвэл ойлгомжтой: даралт өндөр байх тусам ус хүчтэй урсдагийн адил хүчдэл өндөр байх тусам гүйдэл нэвтрэх түлхэц их болно. Монголын түгээх сүлжээнд 0.4кВ-оос эхлээд дамжуулах 110, 220кВ хүртэл олон түвшний хүчдэл ашиглагддаг.
Гүйдэл ба эсэргүүцэл
Гүйдэл (I) нь дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор нэгж хугацаанд өнгөрөх цахилгаан цэнэгийн урсгал бөгөөд ампер (А)-аар хэмжигдэнэ. Эсэргүүцэл (R) нь энэ урсгалыг сааруулах материалын чанар бөгөөд ом (Ω)-оор илэрхийлэгдэнэ. Зэс, хөнгөн цагаан зэрэг металл бага эсэргүүцэлтэй тул дамжуулагчид ашиглагддаг бол тусгаарлагын материал маш өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг.
Омын хууль
1827 онд Георг Ом эдгээр гурван хэмжигдэхүүний хамаарлыг томьёолсон нь өнөөг хүртэл цахилгаан техникийн суурь хэвээр байна:
Хэлхээний тодорхой хэсгээр нэвтрэх гүйдэл нь хэрэглэсэн хүчдэлд шууд, эсэргүүцэлд урвуу пропорциональ байна.
Математик хэлбэрээр U = I × R. Энэ нэг томьёоноос практикт хэрэглэдэг гурван хувилбар гарна:
| Олох зүйл | Томьёо | Жишээ тооцоо |
|---|---|---|
| Хүчдэл (U) | U = I × R | 2А × 10Ω = 20В |
| Гүйдэл (I) | I = U / R | 230В / 46Ω ≈ 5А |
| Эсэргүүцэл (R) | R = U / I | 400В / 8А = 50Ω |
Цуваа ба зэрэгцээ холболт
Бодит хэлхээнд эсэргүүцлүүд хоёр янзаар холбогдоно. Цуваа холболт-д эсэргүүцлүүд нэмэгдэж нийт эсэргүүцэл өснө (R = R₁ + R₂ + …), гүйдэл бүх элементээр ижил урсана. Зэрэгцээ холболт-д нийт эсэргүүцэл багасч, гүйдэл салаалдаг. Айл өрх, барилгын цахилгаан хэрэгслүүд голдуу зэрэгцээ холбогддог тул нэг гэрэл унтарсан ч бусад нь ажилласаар байдаг.
Монголын нөхцөл дэх температурын нөлөө
Металл дамжуулагчийн эсэргүүцэл температураас хамаарна: халуунд өсч, хүйтэнд буурдаг. Монголын −40°С хүйтэнд агаарын шугамын зэс, хөнгөн цагаан утас зуны улиралтай харьцуулахад бага эсэргүүцэлтэй болох тул ижил хүчдэлд арай их гүйдэл дамжуулах чадвартай болдог. Гэвч хүйтэнд тусгаарлагын материал хэврэгшиж, мөстөлт, механик ачаалал нэмэгддэг тул тооцоонд улирлын нөлөөг заавал тусгадаг.
Эдгээр суурь ойлголтыг эзэмшсэнээр эрчим хүчний инженер хэлхээний аль ч цэгийн горимыг урьдчилан тооцоолж, хамгаалалтын төхөөрөмжийг зөв сонгох боломжтой болно.