Kuinka sähkö toimii kotona?
Kotitalouksien sähkö ja sen nykyinen virtaus voivat tuntua melko salaperäiseltä, koska tämä sähkömagneettinen voima on täysin näkymätön. Mutta voi olla helpompi ymmärtää, jos verrataan sitä kotisi putkistojen läpi virtaavaan veteen. Vaikka analogia ei ole täydellinen, näiden järjestelmien toiminnassa on silmiinpistäviä yhtäläisyyksiä.
Sekä vesi että sähkö tulevat kotiisi yleishyödyllisten palvelulinjojen kautta ja poistuvat jaettuaan koko taloon. Vesi virtaa putkien läpi ja sitä käytetään hanoissa ja muissa kalusteissa, ennen kuin ne ovat olemassa viemärijärjestelmän kautta. Sähkö virtaa johdotusverkon läpi, ja valot, laitteet ja muut sähkölaitteet käyttävät sitä; se myös "poistuu" kodista virtaamalla takaisin maahan.
Paine saa sen virtaamaan
Vesi virtaa koko kodin syöttöputkistossa, koska vesiyhtiö tai kaivojärjestelmä painostaa sitä. Kun sitä käytetään kiinnittimessä, sillä ei ole enää painetta, ja sen on luotettava painovoimaan virtaamaan viemäriputkien läpi. Siksi kaikella talosta viemäriin lähtevällä vedellä ei voida pitää paineita. Samoin sähköllä on erityinen paine (jännite), jota sähköyhtiö säätelee. Tämän paineen avulla sähkövirta kulkee taloon johtavien johdotusten läpi ja koko kodin sähköjärjestelmässä. Sähkö käytetään jokaisessa sähkölaitteessa tai laitteessa. Kaikki käyttämätön palaa sähköpalvelun sisääntulopisteeseen (ja lopulta takaisin sähköverkkoon) nollajohtimien kautta. Tämän paluun ei katsota olevan paine, aivan kuten vesi menisi kotiisi viemäreihin.
Paine = jännite
Lisääntyvä vesipaine putkistossa tarkoittaa, että vesi virtaa läpi suuremmalla voimalla. Sama pätee sähköjohdotukseen; suurempi paine tarkoittaa suurempaa voimaa. Vaikka vedenpaine mitataan paineina neliötuumalle tai psi: ksi, sähköinen paine mitataan voltteina tai jännitteinä. Kaikki sähkölaitteet on luokiteltu tietyille jännitteille. Useimpien kodin laitteiden ja pienten laitteiden nimellisarvo on noin 120 volttia, kun taas suurjännitelaitteiden, kuten sähkökuivaimien, keittolevyjen ja monien jalkalevylämmittimien, jännite on noin 240 volttia.
Virta = ampeeri
Aivan kuten suuremmat vesiputket kuljettavat enemmän vettä tai enemmän vettä, suuremmat sähköjohdot voivat kuljettaa enemmän sähkövirtaa. Sähkövirta mitataan ampeereina tai ampeereina. Jännitteen ohella kaikki sähkökomponentit on mitoitettu turvalliselle ampeeritasolle. Kotisi katkaisijalaatikossa olevat katkaisijat ohjaavat kumpikin sähkövirtaa erillisessä piirissä, ja kullakin on erityiset vahvistinarvot. Useimpien yleiskäyttöisten piirien nimellisarvot ovat 15 tai 20 ampeeria, kun taas suurten laitteiden piirit on mitoitettu 30, 40, 50 tai enemmän. Kun syötät liian monta laitetta tai valoa yhdellä piirillä, kasvatat virtausta tehokkaasti ylikuormitettavaan pisteeseen. Tämä saa katkaisijan laukaisemaan ja katkaisemaan virran piiriin.
Jännite x ampeeri = wattia
Watti on mitta, kuinka paljon sähköä kuluttavat sähkölaitteet, jotka ottavat virtaa piiristä. Watti on sekä jännitteen (paineen) että ampeerin (virtauksen tai virran) funktio. Jännitteen ja ampeerin kertominen antaa tehon.
Esimerkiksi mikroaaltouunisi teho voi olla enintään 10 ampeeria, ja se on kytketty 120 voltin pistorasiaan. Tämän laitteen suurin virrankulutus on siis 10 (ampeeria) x 120 (volttia) = 1200 wattia. Juuri kuinka paljon sähköä mikroaaltouuni käyttää aina, kun se toimii korkealla (muut asetukset, kuten sulatus, kuluttavat todennäköisesti vähemmän wattia). Vastaavasti voit laskea koko piirin käytettävissä olevan tehon. 15 ampeerin 120 voltin kotitalouspiirissä on käytettävissä enintään 1800 wattia (15 x 120). Tämä tarkoittaa, että kaikki samaan aikaan toimivat valaisimet ja pistorasiat voivat lisätä enintään 1800 wattia, ennen kuin se ylikuormittaa piirejä ja laukaisee katkaisijan.
Sähkön säästäminen
Kuten vedessä, jossa säästäminen tarkoittaa kulutettujen gallonamäärien vähentämistä, sähkön säästäminen merkitsee kulutetun tehon kokonaismäärän vähentämistä. Palataksemme LVI-vertailuun, energiatehokas hehkulamppu voidaan verrata matalan virtauksen suihkupäähän. Vanhojen suihkupään virtaus oli 5 gallonaa minuutissa, mutta nykypäivän matalavirtaiset mallit käyttävät korkeintaan 2,5 gallonaa minuutissa. Vastaavasti, jos kerran käytimme rutiininomaisesti 60 watin hehkulamppuja, voimme nyt käyttää 12 tai 14 watin LED-lamppuja. Ja kuten vedenkäyttöä voidaan vähentää kiinnittämällä vuotavat hanat, sähkönkulutusta voidaan vähentää sammuttamalla valot ja laitteet, kun poistut huoneesta.
Energian säästäminen, kuten veden säästäminen, sisältää kulutetun sähkön määrän vähentämisen watteina mitattuna. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä tehokkaampia hehkulamppuja ja laitteita, joiden tehontarve on pienempi, tai rajoittamalla niiden tehonottoaikaa (esimerkiksi olematta käyttämättä ilmastointia jatkuvasti).
