Ένταση είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται συχνά από τους ηλεκτρολόγους και σημαίνει ηλεκτρικό ρεύμα, μετρούμενο σε αμπέρ ή αμπέρ. Το αμπέρ είναι η μονάδα SI για το ηλεκτρικό ρεύμα ή η ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που ρέει μέσω ενός αγωγού σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Ένα αμπέρ είναι φορτίο ενός κουλόμπ – περίπου 6.241 X 1018 ηλεκτρονίων – ανά δευτερόλεπτο που ρέει πέρα από ένα δεδομένο σημείο. Οι ηλεκτρικές συσκευές βαθμολογούνται ανάλογα με την ένταση του ρεύματος ή την ποσότητα ρεύματος που αντλούν συνήθως από μια παροχή ρεύματος όταν λειτουργούν κανονικά. Όταν οι ηλεκτρολόγοι μιλούν για το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσα και έξω από ένα σπίτι, μπορεί να αναφέρονται στην τάση, την ένταση ή την ισχύ ανάλογα με τις περιστάσεις, αλλά όταν εξετάζουμε τις επιπτώσεις της ηλεκτροπληξίας, είναι η ένταση, και όχι η τάση, σπουδαίος.
Αμπέρ και βολτ
Η ηλεκτρική ενέργεια είναι για τα οικιακά ηλεκτρικά κυκλώματα όπως το νερό για τα οικιακά υδραυλικά συστήματα. Η τάση είναι περίπου ισοδύναμη με την πίεση του νερού και η ένταση, ή το ρεύμα, με την ποσότητα νερού που ρέει πέρα από ένα δεδομένο σημείο ανά δευτερόλεπτο. Σε μια δεδομένη πίεση, λιγότερο νερό μπορεί να περάσει από έναν μικρό σωλήνα από έναν μεγάλο σε δεδομένο χρόνο, επομένως το μέγεθος του σωλήνα μπορεί να θεωρηθεί ισοδύναμο με ένα μέτρο ηλεκτρικής αντίστασης – ένας μικρότερος σωλήνας έχει μεγαλύτερη αντίσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτρική αντίσταση μιας συσκευής, τόσο χαμηλότερο θα είναι το ρεύμα της και η αντίσταση εξαρτάται συχνά από τη διάμετρο των καλωδίων.
Η ηλεκτρική ενέργεια εισάγεται στο σπίτι μέσω γραμμών ηλεκτρικού ρεύματος που τελικά συνδέονται με μια γεννήτρια. Για να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια ενέργειας μέσω της αντίστασης των γραμμών ισχύος, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές για τη μετάδοση της ισχύος σε πολύ υψηλές τάσεις. Πριν φτάσει στα σπίτια, ωστόσο, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι μετασχηματιστές για τη μείωση της τάσης σε μια κατάλληλη τιμή για οικιακή χρήση, που είναι 110 βολτ στις ΗΠΑ, αλλά 230 βολτ στην Ευρώπη, για παράδειγμα. Η τάση είναι μια μέτρηση της «δυνητικής» διαθέσιμης ενέργειας, όχι απαραίτητα πόση πραγματικά χρησιμοποιείται.
Εδώ μπαίνει το ρεύμα: μια ηλεκτρική συσκευή χρειάζεται μια συγκεκριμένη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για να εκτελέσει τη δουλειά της και αντλεί αυτή την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας από το «ποτάμι» των βολτ στη γραμμή. Μια μικρή συσκευή, όπως μια τοστιέρα συνήθως χρειάζεται λιγότερη ισχύ από μια μεγαλύτερη συσκευή, όπως ένα ψυγείο ή ένα ηλεκτρικό πριόνι. Σε ηλεκτρικούς όρους, αυτές οι συσκευές λειτουργούν με διαφορετικές τιμές ρεύματος. Ένας μεγάλος ηλεκτροκινητήρας μπορεί να αντλεί ρεύμα 100 αμπέρ, ενώ ένα μικρό θερμαντικό στοιχείο μπορεί να τραβήξει μόνο δέκα αμπέρ. Και οι δύο εισέρχονται στην ίδια γραμμή 110 volt, αλλά οι τρέχουσες ανάγκες τους είναι αισθητά διαφορετικές.
Κατανάλωση ενέργειας
Τα Watt είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της κατανάλωσης ενέργειας. Ένα ρεύμα ενός ενισχυτή σε ένα βολτ χρησιμοποιεί ένα watt ισχύος. Η ισχύς που χρησιμοποιείται από μια συσκευή είναι απλώς αμπέρ πολλαπλασιαζόμενη επί βολτ, επομένως μια συσκευή με ονομαστική απόδοση δέκα αμπέρ που είναι συνδεδεμένη σε τροφοδοσία 110 βολτ θα χρησιμοποιεί 1,110 watt. Δεδομένου ότι τα watt χρησιμοποιούνται από τις εταιρείες παραγωγής ενέργειας για τη μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται και για τη χρέωση των πελατών, η ένταση του ρεύματος είναι σημαντική για τον υπολογισμό του κόστους λειτουργίας μιας ηλεκτρικής συσκευής. Συνήθως, οι καταναλωτές θα χρεώνονται με κιλοβατώρες χρήσης ισχύος — η λειτουργία μιας συσκευής δέκα αμπέρ σε τροφοδοσία 110 βολτ για μία ώρα θα δώσει κατανάλωση 1,110 βατώρες ή 1.11 κιλοβατώρες.
Ο γενικός εμπειρικός κανόνας για τους ιδιοκτήτες σπιτιού είναι ότι όσο υψηλότερη είναι η τρέχουσα βαθμολογία, τόσο περισσότερο κοστίζει η λειτουργία μιας συσκευής. Υπάρχει πάντα ένας συμβιβασμός μεταξύ ισχύος και οικονομίας όταν πρόκειται για ηλεκτρικές συσκευές. Εάν η εξοικονόμηση των μηνιαίων λογαριασμών κοινής ωφελείας αποτελεί προτεραιότητα, τότε θα πρέπει να επιλέγονται προϊόντα με χαμηλότερη ένταση ρεύματος. Εάν η ισχύς και η ταχύτητα είναι πιο σημαντικά, τα προϊόντα υψηλότερης βαθμολογίας ρεύματος είναι γενικά τα καλύτερα.
Προστατευτικές Συσκευές
Η ένταση του ρεύματος πρέπει να ελέγχεται για να προστατεύονται τα ηλεκτρικά καλώδια και τα κυκλώματα από υπερθέρμανση ή βραχυκύκλωμα. Αυτός είναι ο λόγος που οι ηλεκτρολόγοι χρησιμοποιούν ασφάλειες και διακόπτες. Μια ασφάλεια 30 amp, για παράδειγμα, θα επιτρέψει σε μικρότερες συσκευές να λειτουργούν στη γραμμή που προστατεύει, αλλά εάν ένα ηλεκτρικό στεγνωτήριο ρούχων τραβήξει 60 amp, ένα μεταλλικό νήμα στην ασφάλεια θα λιώσει και θα σπάσει αμέσως το κύκλωμα. Οι διακόπτες διακόπτη ελέγχουν επίσης το ρεύμα μέσω διακοπής κυκλώματος. Οι μεγαλύτερες ηλεκτρικές συσκευές έχουν συχνά τα δικά τους κυκλώματα με ασφάλειες ή διακόπτες μεγαλύτερης χωρητικότητας για την αποφυγή τέτοιων υπερφορτώσεων.
Ηλεκτροπληξία
Σε περίπτωση που ένα άτομο δεχτεί ηλεκτροπληξία από απροσεξία ή ηλεκτρική βλάβη, είναι η ποσότητα του ρεύματος που διαρρέει το σώμα και όχι η τάση που καθορίζει τη σοβαρότητα των τραυματισμών που προκαλούνται και την πιθανότητα θανάτου. Πολλοί μαθητές γυμνασίου θα έχουν βιώσει ένα σοκ ίσως 50,000 βολτ από μια γεννήτρια Van de Graaf στο εργαστήριο φυσικής, αλλά αυτό παράγει ένα εξαιρετικά μικρό ρεύμα και είναι ακίνδυνο. Από την άλλη πλευρά, ένα σοκ 110 βολτ, με ρεύμα μόλις ένα μικρό κλάσμα του ενισχυτή, θα μπορούσε κάλλιστα να είναι μοιραίο. Ένα ρεύμα 0.1-0.2 αμπέρ που διαρρέει ένα ανθρώπινο σώμα είναι συνήθως θανατηφόρο, λόγω των επιπτώσεών του στην καρδιά. Παραδόξως, με την έγκαιρη θεραπεία, τα θύματα που εκτίθενται σε περισσότερα από 0.2 αμπέρ μπορεί να επιβιώσουν, καθώς οι σοβαρές μυϊκές συσπάσεις που προκαλούνται μπορούν να προστατεύσουν την καρδιά από ηλεκτρικές παρεμβολές.