Электроприборы под защитой
(См. «Наука и жизнь» № 1, 2022 г.)
Функции электрических предохранителей известны — разрывать цепь при перегрузке. Оба употреблённых слова — разрывать и перегрузка — требуют комментариев и уточнений, а во многих случаях — решения сложных инженерных и физических задач. Рассмотрим лишь самые простые моменты.
Разрыв цепи занимает какое-то время, и понятно — чем оно должно быть меньше, тем сложнее задача. Далее: до разрыва по цепи протекал ток, а падение напряжения на этом участке было пренебрежимо мало. После разрыва тока нет, а вот что с напряжением? Как правило, именно на этом разрыве оказывается большое напряжение, то, при котором до срабатывания предохранителя работали источник и потребитель. Что, если при разрыве цепи произойдёт пробой (в воздухе и парах материала электродов) и вспыхнет дуга? В быту мы с этим обычно не сталкиваемся, а в энергетике — на каждом шагу.
Теперь поговорим о перегрузке. Провести без сна одну ночь — это одно, а две недели спать по четыре часа (как некоторые студенты в сессию) — совершенно другое. Поэтому, если заходит речь о перегрузке электрической, то важно, какая именно перегрузка и на какое время допустима. Причём понятно, что если предельный ток, при котором сеть может работать длительно, равен, например, 25 А, то ток в 26 А отключить надо, но можно делать это не очень спеша, а если 250 А, то ситуация радикально иная. Основную характеристику предохранителя, связь тока и времени отключения, электрики называют «ампер-секундной характеристикой». И во многих случаях применяют одновременно несколько предохранителей, обеспечивающих защиту в разных диапазонах перегрузок. Например, в корпусе каждого предохранителя, имеющегося в вашей квартире или в распределительном щитке со счётчиками на лестничной площадке, стоят, скорее всего, два предохранителя — электромагнитный для быстрого отключения при больших перегрузках и термобиметаллический — для отключения при небольших перегрузках и без особой спешки. Этот последний представляет собой пластинку из двух металлов, которая при нагреве слишком сильным током изгибается и разрывает контакт.
Раньше во всех квартирах обходились просто расплавляемыми при перегрузке проволочками, плавкими предохранителями, которые называли пробками. Применялись подобные и в технике — только рассчитанные на бoльшие значения тока. Некоторые граждане заменяли пробки «жучками» — кусочками проволоки. Что часто приводило к пожарам, а иногда — к срабатыванию следующих предохранителей, которые отключали уже весь подъезд. В 1960-х годах появились так называемые автоматические пробки. При коротком замыкании или слишком большой мощности одновременно включённых электроприборов из этого устройства выскакивает большая кнопка, которую надо вдавить обратно, устранив причину срабатывания. Но менять уже ничего не приходится. Такие пробки часто используют и сейчас.
Плавкими предохранителями защищали и бытовую радиоаппаратуру. Именно такие предохранители показаны на фотографии вверху. Причём это эпоха, когда в СССР существовали бытовые сети и 127 В, и 220 В, отсюда разные цифры на наших образцах. Нередко в одном городе часть домов имела в розетках и патронах для ламп 127 В, другая — 220. В магазинах электротоваров в таких городах продавались лампочки на оба напряжения, а также трансформаторы для тех электроприборов, которые не имели на задней стенке переключателя на другой вольтаж. Переключение иногда осуществлялось установкой предохранителя в два разных положения, при этом напряжение подавалось через эту нежную, еле заметную проволочку (предохранитель) на разные участки обмотки трансформатора (переключатель).
Плавкие предохранители бывали и другой конструкции — проволочка проходила по оси стеклянного цилиндра, на концах которого имелись контакты. Сейчас выпускают, впрочем, предохранители и не в картоне, и не в стекле, а в пластике и в керамике. У каждого решения есть свои преимущества и недостатки, своя область применения, и рассказывать об этой якобы простой вещи можно если и не бесконечно, то час или два — точно.
Раз уж мы заговорили об электричестве, то вот ещё кое-что на близкую тему. Объект, показанный на двух фотографиях в сложенном и раскрытом виде, считать загадочным никак нельзя. Очевидно, что это древняя зарядка, два гнезда — под два аккумулятора, ну и втыкаем её в сеть. Всё правильно, но учтите следующее. В большинстве случаев то кругленькое, с чем вы имеете дело в ваших портативных электронных устройствах, не аккумуляторы, а батарейки, для зарядки они не предназначены. При попытке их зарядить, в зависимости от того, как именно устроены зарядка и сама батарейка, последствия могут быть от минимальных — не зарядится, до максимальных — и не зарядится, и взорвётся.
Но даже если это не просто батарейка, а аккумулятор, то не факт, что он зарядится. Потому что зарядка эта древняя, в СССР тогда этого размера были только кадмий-никелевые аккумуляторы Д-0,06 с рабочим напряжением около 1,2 В и ёмкостью 60 мА·ч. Аккумуляторы, которые сейчас реально где-то найти, могут оказаться примерно на такое же напряжение, но бывают и литиевые — на напряжение втрое большее. Захочет ли зарядка их заряжать — зависит от её устройства. Если она самая примитивная — диод и гасящее сопротивление (при малой мощности это возможно), то захочет. Правда, у современных аккумуляторов ёмкость побольше, тока заряда мы не знаем, сколько времени заряжать — не знаем (если не сохранили прилагаемый к ним паспорт), а некоторые литиевые аккумуляторы к перезаряду относятся крайне болезненно. Могут тихо выйти из строя, а могут и с треском.
Если дома среди старых вещей или на улице вам встретится загадочный объект, сфотографируйте его и пришлите снимок. Наши эксперты постараются рассказать о назначении объекта и привести его название. Или же это сделает кто-то из читателей, увидев присланные вами фото в журнале.
