باطریها نمیتوانند بهقدر کافی انرژی ذخیره کنند که دستگاههایی مانند خوراکپزی، ماشینهای لباسشویی و بخاریهای برقی را بهکار اندازند. وقتی شما دوشاخۀ کتری را به برق میزنید، برق از ژنراتور که کیلومترها دورتر است، میآید. در نیروگاه، برق ِ ژنراتور از کابلهای ضخیمی عبور کرده و به ترانسفورماتور منتقل میشود. در آنجا، قبل از این که برق به خطوط انتقال نیرو که در سراسر کشور گسترده است، تغذیه شود، ولتاژ آن بالا میرود. افزایش ولتاژ، شدت جریان را کاهش میدهد و الکترونها به یکدیگر فشرده شده؛ تعداد کمتری از آنها نیاز به انتقال نیرو پیدا میکنند. اکثر خطوط انتقال، روی دکلها قرار دارند؛ اما در مناطقی که به زیبایی طبیعت لطمه میخورد، کابلها را زیر زمین میکشند. خطوط انتقال، قسمتی از شبکۀ نیروگاهها را تشکیل میدهند. کابلها را اصطلاحاً «شبکه» مینامند. اگر یک منطقه، احتیاج به نیروی بیشتری داشته باشد، میتوان این نیرو را از ژنراتورهایی که در مناطق دیگر هستند، به آنجا رساند.
توزیع نیرو
نیرو از خطوط انتقال به ایستگاههای فرعی منتقل میشود. در اینجا ولتاژ بهوسیلۀ ترانسفورماتورها کاهـش مییابد و خطوط تقسیم میشوند و بهطرف ایستگاههای فرعی کوچکتر میرونـد. و اینکار هـمینطور ادامه مییابد. مـمکن است شما هم یک ایستگاه فرعیکوچک در محلهتان داشته باشید. در اینصورت، یک حصار به دور آن کشیده شده و یک اخطار روی آن نصب شده است که چنین مضمونی دارد «تابلو برق: نزدیک نشوید».
معمولاً سیم اتصال به خانه شما از زیرزمین میآید. ممکن است در مناطقی هم سیم، هوایی باشد.
وقتی کابل برق وارد خانه میشود، شما میتوانید سه چیز را ببینید: یکی کلید اصلی، دیگری فیوز اصلی که هرگاه بار مصرف در مدار زیادتر از حدّ باشد، خود به خود جریان را قطع میکند، یک کنتور که میزان مصرف و در نتیجه، میزان قیمت برق مصرف شده را تعیین میکند.
برق در سراسر خانه
سیمکشی درون خانه به چندین شاخه یا مدار تقسیم میشود. سیمها از جعبۀ مصرف کننده (جعبۀ فیوز) منتشر میشوند. در این جعبه، هر مدار برای خود فیوز یا مدارشکن دارد.
در انگلستان در بسیاری از خانهها، تنها یک کابل اتصال به پریزها وارد میشود که در تمام خانه دور میزند و دوباره به جعبۀ مصرف کننده برمیگردد. این کابل را جعبۀ تقسیم مینامند. هر دستگاهی را که شما به پریز میزنید، دوشاخهاش دارای فیوز میباشد. این مسأله که توان فیوز چقدر باشد، بسیار مهم است؛ زیرا اگر توان آن بسیار بالا باشد. در موقع لازم، فیوز نمیسوزد و مدار قطع نمیشود.
برای تولید برق، دانشمندان در جستجوی روشهای جدیدی مثل مهار کردن نیروی باد و جزر و مدّ هستندکه باعث آلودگی نشود.
نیروگاههای بزرگ میتوانند 1000 (یکMW= یک مگاوات یا یک میلیون وات) برق تولید کنند.
👇 برق بهوسیلۀ خطوط انتقال هوایی به سراسر کشور حمل میشود. ولتاژ برق در مرحلۀ توزیع به شهرها و کارخانهها کاهش پیدا میکند.
در جعبه مصرف کننده (جعبۀ فیوز)، کابل اصلی به چندین سیم منشعب میشود. در بسیاری از خانهها در انگلستان، پریزها همه به یک کابل وصلاند. این کابل، جعبۀ تقسیم نامیده میشود.
خطر
برق ِشهر، خطرناک است. دست زدن به خطوط انتقال و سیمهایی که دارای ولتاژ زیاد هستند میتواند باعث برقگرفتگی، سوختگی و حتی مرگ شود.
هرکدام از لامپهای خانۀ شما بین 40 تا 150 وات مصرف دارند. لامپهای مهتابی اگرچه بسیار درخشان هستند، اما فقط 25 وات مصرف دارند.
ترانسفورمرها
یک ترانسفورماتور چگونه کار میکند؟ زمانی که جریان متناوب از سیمپیچ اولیه عبور میکند، در وسط سیم (مغزی آهن)، یک حوزۀ مغناطیسی متغیّر ایجاد میکند. این حوزۀ مغناطیسی، در سیم پیچ ثانویه، ایجاد ولتاژ میکند، هرچه تعداد حلقههای سیمپیچ ثانویه بیشتر باشد، ولتاژ بالاتری ایجاد خواهد کرد.
کابلهای اصلی
هر کابل، دارای سه سیم با روکشهای جداگانه است. در بسیاری از کشورها، از رنگهای استاندارد در کابلهاییکه به دوشاخهها وصل میشوند استفاده میگردد. سیم مثبت، قهوهای رنگ و سیم منفی، آبی رنگ است.
سیم اتصال زمین هم از نوارهاییسبز و زرد تشکیل شده و سیم بدون خطری است. این سیم از مثبت شدن فلزات در صورتی که سیمی به آنها اتصال پیدا کند، جلوگیری میکند.
مهندسینتاسیسات برق تلویزیون تماشا میکنند!
وقتی یک برنامۀ پرطرفدار تلویزیونی تمام میشود، ژنراتورهای فوقالعاده باید آماده باشند؛ زیرا مردم شروع به تهیۀ نوشیدنیگرم میکنند و این ممکن است مصرف برق را ده درصد یا بیشتر افزایش دهد.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 74-75