Як не спалити дім під час вимкнень світла? 15 запитань до фізика про електрику та побутові прилади

Електрика – невидима, але така необхідна. Вона заряджає наші телефони, кип’ятить воду для чаю, сушить волосся, прасує речі та виконує ще багацько буденних справ. Без електроенергії більшість приладів перетворюється на декорацію – одразу чи після розряджання батареї.

Але якщо не знати, як саме вона працює, то запросто можна спалити всю оселю.

Чи відомо вам, що славнозвісний стандарт напруги 220 В – вже у минулому? Яка потужність необхідна, щоб бойлер нагрів вам воду? Як підібрати генератор чи зарядну станцію під ваші потреби? Та чи досі треба вимикати прилади під час грози?

Відповіді на ці та більше питань ви дізнаєтеся у нашому тексті. У його створенні допомагав кандидат фізико-математичних наук, завідувач лабораторії нових методів аналізу матеріалів Київського академічного університету Олександр Плющай.

Що ви пам’ятаєте про електрику та прилади зі школи?

На хвилинку повернемося на уроки з фізики й пригадаємо кілька простих термінів.

Найперше – що таке електричний струм? Це впорядкований рух заряджених частинок у провіднику, наприклад у дроті. Його вимірюють в амперах (А).

У побуті ми зустрічаємося з двома основними типами струму:

• постійний – носії заряду рухаються лише в одному напрямку (його дають батарейки або акумулятори);
• змінний – напрям руху заряду постійно змінюється (саме такий струм тече у розетках).

Напруга – це саме та "магія", що змушує струм протікати по електричному колу. Її можна уявити як різницю рівнів – чим більша "гірка", тим швидше "побіжить" струм. Напругу вимірюють у вольтах (В або V).

Опір – це те, що заважає струму рухатися. Чим більшим він є, тим складніше електронам "пробитися". Одиниця вимірювання опору – оми (Ом).

"Уявіть, що ви намагаєтеся пройти крізь натовп. Швидко зробити не вийде – усі заважають. Так само й у провіднику: чим більший опір, тим важче протікає струм. Він залежить від низки чинників – довжина, матеріал, температура", – пояснює Олександр Плющай.

Потужність – це швидкість, з якою електрична енергія перетворюється на інші види: тепло, світло чи рух. Вона вимірюється у ватах (Вт).

"Наприклад, візьмемо чайник потужністю 2 кВт (2000 Вт). Нам треба закип’ятити 1 літр води кімнатної температури. Для цього знадобиться близько трьох хвилин. Чим вища потужність, тим менше на кип’ятіння піде часу", – каже фізик.

У технічних характеристиках приладів часто можна побачити два значення потужності:

• пікову – максимальна потужність, яку пристрій може витримати протягом короткого часу, наприклад, під час запуску двигуна;
• номінальну (довготривалу) – це робоча потужність, з якою прилад може підтримувати тривалий час.

"Обидва види вказують в інструкції до приладу. Тому не ігноруйте її. Мануал не для "слабаків", а для тих, хто хоче, щоб техніка служила довше", – зауважує науковець.

Яку потужність мають різні побутові прилади?

Кожен пристрій має власну потужність, яка вказана у його характеристиці. Однак є середні значення:

• роутер – 5-20 Вт;
• телефон на зарядці – 5-30 Вт;
• ноутбук на зарядці – 45-65 Вт;
• комп’ютер – 150-400 Вт;
• телевізор – 50-200 Вт;
• холодильник – 300-350 Вт;
• мікрохвильова піч – 600-1000 Вт;
• електричний чайник – 1500-2000 Вт;
• електрична плита – 1500-8000 Вт;
• фен – 1000-2000 Вт;
• праска – 1500-2500 Вт;
• пилосос – 1500-2500 Вт;
• бойлер – 1000-3000 Вт;
• пральна машина – 1500-2500 Вт.

"Ще раз підкреслюю: треба читати мануал. Стара мережа на 16 А розрахована максимум на 3,5 кВт. Якщо ви купите чайник, який закипає за хвилину (його потужність близько 3 кВт), то може так статися, що решту техніки для його роботи треба вимикати. Тому при покупці обов’язково звертайте увагу на потужність", – зауважує фізик.

Як обрати генератор або зарядну станцію за потужністю?

Чим потужнішу техніку ви збираєтеся вмикати, тим потужнішим має бути джерело живлення. Тому при виборі генератора та зарядної станції необхідно розраховувати власні побутові потреби.

Потужність зарядних станцій коливається в рамках 150-10000 Вт, генераторів – 650-12000 Вт.

Навіть за допомогою найдешевших джерел живлення можна зарядити телефон чи ноутбук, увімкнути комп’ютер або телевізор.

Перед покупкою треба прочитати характеристики приладів, які ви збираєтеся під’єднувати до альтернативного джерела живлення.

Наприклад, вам одночасно треба під’єднати: комп’ютер (150 Вт) + роутер (15 Вт) + телевізор (100 Вт) + холодильник (300 Вт) + бойлер (1400 Вт) = 1965 Вт. Інколи ви також плануєте користуватися пралкою на 1800 Вт, але за умови вимкнення всієї іншої техніки.

Необхідно обов’язково враховувати запас потужності у розмірі 20-30%. В такому випадку вам підійде джерело енергії з номінальною потужністю від 2400 Вт, піковою – від 3000 Вт.

Важливо зазначити, що від потужності залежить і ціна. Наприклад, зарядна станція на 2500 Вт коштує від 50 тисяч гривень, а генератор – від 10 тисяч гривень.

Візьмемо, наприклад, зарядну станцію EcoFlow DELTA 2 з номінальною потужністю 1800 Вт і піковою – 2700 Вт. Її вартість складає 38 тисяч гривень. Від цієї станції ви зможете зарядити телефон (20 Вт), увімкнути в неї комп’ютер (150 Вт), телевізор (100 Вт) і холодильник (300 Вт). Вона може потягнути й потужнішу техніку, якщо підключати по одному приладу або дотримуватися балансу, зокрема мікрохвильову піч (1000 Вт), чайник (1500 Вт), бойлер (1500 Вт) тощо.

Варто врахувати, що всі ці значення є приблизними. Кожна модель приладу має власні характеристики, які треба враховувати при виборі генератора чи зарядної станції.

"Невибагливим користувачам, яким треба тільки роутер і ноутбук, вистачить навіть павербанку.

Варто також пам’ятати, що генератор має стояти на достатній відстані від будівлі для уникнення шкоди від вібрацій і мати накриття. Тому цей варіант зручний саме для приватного будинку. Натомість для квартири більше підходить зарядна станція", – зауважує фізик.

Крім того, варто звертати увагу на синусоїду альтернативного джерела енергії. Її тип вказують у характеристиці.

Чиста синусоїда – це плавна хвиля змінного струму, яка точно імітує напругу у мережі та підходить для всієї техніки без винятків.

Натомість модифікована є східчастою та може призводити до шуму, перегріву або пошкодження деяких пристроїв, як-от холодильники, газові котли, помпи тощо. Джерела з такою формою вихідного сигналу є дешевшими у порівнянні з приладами з чистою синусоїдою.

При виборі альтернативного джерела енергії треба орієнтуватися на пікову чи номінальну потужність?

Треба враховувати одразу два показники потужності – й номінальну, й пікову. Остання важлива для запуску приладів, зокрема для техніки з двигунами.

"Для комп’ютера, наприклад, достатньо невеличкого запасу. Скажімо, блок живлення розрахований на 400 Вт. Він не візьме більше, бо спрацює захист. Тому вам достатньо зарядної станції потужністю від 650 Вт", – каже Олександр Плющай.

У випадку із пристроями з двигунами – дуже уважно дивіться на максимальні показники. Наприклад, пральна машина номінальною потужністю 1800 Вт і піковою 2500 Вт запуститься від генератора з піковою потужністю мінімум 2500 Вт.

"Крім того, треба зважати на час утримання пікової потужності. Він показує, скільки зарядна станція чи генератор можуть витримувати цей показник, перш ніж спрацює захист. Цей час дуже невеликий – секунда-півтори. Треба, щоб їх вистачило для розгону двигуна", – зауважує науковець.

Що буде, якщо у генератор чи зарядну станцію увімкнути пристрій, який має більшу потужність за дозволену?

Якщо генератор чи зарядна станція якісні, у них спрацює захист, який їх вимкне. Натомість у дешевих або неякісних моделях він може бути відсутній або працювати ненадійно – тоді дійсно існує ризик пошкодження або навіть повного виходу з ладу.

"Генератори в такій ситуації потенційно небезпечніші. Під час перевантаження двигун починає працювати з більшим навантаженням – змінюється звук роботи (стає гучнішим, "важчим"), падає напруга та частота змінного струму. Якщо не від’єднати споживача, генератор може перегрітися або згоріти, а разом із ним можуть постраждати й під’єднані прилади", – зауважує Олександр Плющай.

Яку роль відіграє місткість батарей у зарядних станціях?

Місткість батареї у зарядній станції дуже важлива, тому при виборі треба звертати увагу не тільки на потужність. Чим вищі її показники (у ват-годинах), тим довший час автономної роботи.

Наприклад, є дві станції з такими характеристиками:

• потужність – 1800 Вт, місткість батареї – 1024 Вт/год;
• потужність – 1800 Вт, місткість батареї – 1536 Вт/год.

Обидві зможуть заживити прилади до 1800 Вт, але друга працюватиме довше. Щоб розрахувати час, треба місткість батареї поділити на потужність приладу.

Наприклад, пристрій, який "їсть" 1800 Вт, від першого варіанту пропрацює приблизно 30 хвилин, від другого – близько 50 хвилин. А ось прилад потужністю 500 Вт – десь 2 та 3 години відповідно.

Найкращі батареї – літій-залізо-фосфатні. Їх можна заряджати великим струмом і доволі сильно розряджати. Але чекати на 0% заряду все ж не варто, щоб батарея не втратила свою місткість передчасно.

Чому не можна заживлювати оселю за допомогою шнура з двома вилками та як тоді робити це правильно?

Деякі люди купляють для генератора шнур, на обидвох кінцях якого розміщені вилки. Один під’єднують до нього, інший – до розетки. Таким способом заживлюють всю оселю.

Таким шнуром користуватись не можна, оскільки може виникнути коротке замикання.

"Якщо ви заживили оселю за допомогою шнура з подвійною вилкою і не вимкнули щиток – ви наражаєтеся на небезпеку в момент повернення живлення від мережі. Шкода в такому випадку може бути різною – від зіпсованої електротехніки до пожежі", – зауважує експерт.

Єдиний правильний варіант заживлення всієї оселі – через щиток. Треба підвести до нього дріт від генератора чи зарядної станції та змінити положення перемикача навантаження з "мережі" на "генератор". Якщо його немає – треба звертатися до електрика.

Є також автоматичний перемикач (АВР/ATS), який може перемикати мережу на генератор самостійно, як тільки зникає електроенергія.

Заживлювати оселю через щиток – цілком безпечно. Але треба робити це з розумом. Якщо ви раптом увімкнете потужніший прилад, ніж може потягнути генератор, у нього має спрацювати запобіжник. Натомість неякісне джерело енергії може вийти з ладу та навіть спричинити коротке замикання. Тому треба бути уважними.

Якщо з якихось причин ви не можете під’єднати джерело енергії до щитка, вмикайте прилади безпосередньо у зарядну станцію чи генератор.

Чи є сенс з’єднувати два і більше джерела енергії для більшої потужності?

Переважна більшість генераторів не призначені за своєю електричною будовою для з’єднання. Якщо це зробити, вони можуть зіпсуватися. Потрібна більша потужність? Придивіться до іншої моделі. Те ж саме стосується і зарядних станцій.

Натомість деякі моделі інверторів можна паралельно підключати до споживача, щоб збільшити їхню потужність. Але один більш потужний коштуватиме дешевше, ніж два меншої потужності. Саме про інвертори поговоримо далі.

Чи існує альтернатива зарядним станціям?

Зарядна станція містить у собі одразу кілька приладів – акумуляторні батареї, інвертор, зарядний пристрій. Вони перевірені виробником і працюють узгоджено. Для користувача – це просто та зручно.

Альтернативою зарядній станції може бути інвертор. Це пристрій, який перетворює постійний струм від акумулятора або сонячної батареї на змінний. Він також може використовуватися для живлення побутової техніки.

Інвертори бувають із вбудованим зарядним пристроєм для живлення приладів або без нього. У другому випадку його треба докупляти окремо.

Кожен інвертор має свою потужність, як і інші альтернативні джерела живлення. Тому обирати його варто з огляду на власні потреби.

"Найчастіше інвертори як окремий прилад використовують саме з акумуляторами. Для сонячних батарей треба ще додаткова електроніка. Можна взяти навіть старенький акумулятор від машини, але багато потужності він навряд чи дасть. Та все ж варто надавати перевагу літій-залізо-фосфатним батареям", – розповідає Олександр Плющай.

Всі електронні пристрої, зокрема зарядні станції та інвертори, варто розміщувати у місці з нормальною вентиляцією, де не може трапитися задухи чи перегріву.

"Я не раджу купляти найдешевші інвертори, оскільки вони часто неякісні, а тому працюють погано, не видають заявлену потужність. І краще з питань альтернативного живлення оселі порадитися з електриком, а також перевірити проводку. Якщо вона стара, немає заземлення, ізоляція осипається – треба міняти. Але це необхідно робити й без інвертора", – каже фізик.

Чи варто хвилюватися, якщо напруга більша ніж 220 В?

Більшість з нас звикли, що стандартною напругою у мережі є 220 В. Але це вже – історія. З 1 липня 2025 року Україна перейшла на стандарт Європейського Союзу, і тепер напруга у розетках дорівнює 230 В.

"До 1960-х років стандартом були 127 В. Після цього почався поступовий перехід на 220 В. Це була серйозна справа, людям доводилося замінювати прилади. А перехід на 230 В відбувся безболісно, сучасні пристрої його навіть не помітили. Це більше юридичний аспект", – зазначає Олександр Плющай.

За його словами, більшість виробників гарантують безпроблемне використання приладів за напруги 230 В ±10% (207-253 В). Але часто вони підстраховуються і роблять цей запас трохи більшим. Тому невеликий перепад приладам не зашкодить.

З яких причин може падати напруга? Їх може бути декілька:

• збільшення споживання – коли одночасно працює багато різних приладів;
• стара або неякісна проводка;
• велика відстань від трансформатора, з якого живиться оселя.

"Комп’ютер чи телевізор, скоріше за все, низьку напругу не помітять. Хіба що можуть перезавантажуватися. Але у холодильника, наприклад, за таких умов компресор починає працювати з надмірним струмом. Він перегрівається і може вийти з ладу. Це стосується всієї техніки з моторами, зокрема пральної машини та помпи, яка тягне воду зі свердловини.

Боятися треба не невеликих і повільних коливань, а імпульсних викидів. Вони трапляються під час аварій в електромережі. Зараз часто таке трапляється, наприклад, під час атак росіян на енергетичну інфраструктуру. У разі влучання техніка дійсно може погоріти", – говорить фізик.

Показники, більші за стандарт на 10%, також можуть вивести техніку з ладу. Але у побуті вони трапляються досить рідко, якщо немає проблем із проводкою.

Чи варто купляти стабілізатори напруги?

Стабілізатор напруги – це пристрій, який вирівнює коливання напруги в електромережі та підтримує їх в межах норми. Але потрібний такий прилад не всім.

"Якщо напруга постійно низька, стабілізатор може допомогти. Але зараз якість мережі значно покращилася, тому і без нього все нормально працює. Раніше і підстанції, що живили будинки, були слабшими, й заощаджували на дротах. Тому з падінням напруги доводилося зіштовхуватися часто. В цих випадках напруга зменшувалась, виходячи за межі припустимого, й електронні пристрої просто вимикалися. Тоді ставили стабілізатор", – каже науковець.

Але у старих будівлях, де напруга постійно менша за допустиму похибку (207 В), цей прилад дійсно може стати у пригоді.

Також він потрібен для високоточних приладів. Наприклад, стабілізація напруги дуже важлива у лікарнях.

Чому необхідні запобіжники?

Запобіжник захищає мережу від перевантаження або короткого замикання. Він вимикає електроенергію при перевищенні безпечного рівня струму.

"Не можна здавати в експлуатацію будинок чи квартиру без хоча б якогось запобіжника, який встановлюють у щитку. Він дійсно рятує проводку. У типовому старому будинку запобіжник розрахований на 16 А – це до 3,5 кВт. Тому потрібно зважати на кількість ввімкнених пристроїв.

Якщо ви користуєтеся електричною плитою, запобіжник має бути на 30 А – 7 кВт. Тому тут стандартного не вистачить, краще встановити пристрій захисного вимкнення (ПЗВ). Те ж саме стосується бойлера, пральної машини. Для цих пристроїв взагалі треба прокладати окремі лінії від щитка", – зауважує Олександр Плющай.

ПЗВ завдяки електронній схемі міряє струм у вході й виході. Його великою перевагою є захист людей від ураження. Якщо ви доторкнетеся до приладу і струм потече через вас, за долі секунди все вимкнеться. Натомість зі звичайним запобіжником ви ризикуєте отримати серйозне ураження, оскільки він рятує тільки проводку. Особливо важливими ПЗВ є для приладів, які працюють з водою.

Також експерт радить встановити пристрій захисту від імпульсних перенапруг (SPD). Він рятує від великих викидів – до 1 кВт, – а також забезпечує грозозахист.

Чи треба вимикати всі прилади з розеток під час блискавки?

Так, це не міф. Якщо блискавка влучить в лінію електропередач, це спричинить потужний імпульсний викид у мережі. У такому разі техніка може згоріти.

Але Олександр Плющай каже, якщо ви забули вимкнути прилади з розеток – панікувати не варто.

Всі багатоповерхівки зараз оснащені блискавковідводами, тому у разі влучення блискавки ризик згорання техніки низький.

Водночас такий захист мають не всі приватні будинки – це залежить тільки від їхніх власників. Якщо він відсутній, краще вимкнути техніку.

А під час відключень електроенергії?

Зараз, розповідає фахівець, мережа значно стабільніша, ніж було 20 років тому. Та імпульсні викиди все ж можуть статися. Тому підстрахуватися й витягнути з розетки прилади під час відключення електроенергії зайвим не буде.

"Під час аварій напруга може бути 500+ В. Але якщо у приватному будинку чи квартирі встановлена вже згадана система захисту, прилади цієї напруги не відчують. Оселя просто відімкнеться від мережі. Деякі пристрої навіть можуть автоматично повертати електроенергію через певний заданий час – 5, 10, 15 хвилин тощо", – зазначає Олександр Плющай.

Якщо не користуєшся приладом, чи можна його залишати ввімкненим у розетку?

Прилади у режимі сну дійсно споживають електроенергію, але досить небагато. Наприклад, для комп’ютера чи ноутбука цей показник тримається на рівні 5-7 Вт. Якщо таких приладів багато, то може набігти достатньо зайвих ватів.

Залишена у розетці зарядка теж має внутрішнє споживання, хоча й незначне. Але струм по дроту не йде.

"Сучасні пристрої мають нормальний ступінь захисту, тому ризики замикання чи пожежі зводяться до мінімуму. Якщо вам буде спокійніше – вимикайте з розетки. Чи станеться щось страшне, якщо цього не зробити? З високою ймовірністю, що ні.

Водночас не можна класти електричні пристрої поруч з папером, тканиною, водою. Якщо раптом щось станеться, може виникнути сильна пожежа", – наголошує експерт.

Чи безпечно під'єднувати до подовжувача багато пристроїв?

Вмикати одразу багато приладів у подовжувач не можна – треба дотримуватися балансу. Варто зважати на рівень допустимого навантаження подовжувача. На це вказують характеристики струму навантаження. 

Якщо протягом тривалого часу велика потужність споживатиметься з однієї розетки, контакти можуть нагріватися. Це підвищує ризик пошкодження подовжувача, а в гіршому випадку – плавлення вилки чи розетки.

"Крім того, подовжувач треба дуже обережно використовувати з потужними пристроями. Якщо ви ввімкнули праску, попрасували нею годину – все буде добре. Це короткотривале використання. Але якщо через подовжувач постійно працюють потужні прилади, як-от бойлер, холодильник чи пральна машина, подовжувач може перегрітися. Якщо вчасно це не помітити, може статися коротке замикання", – розповідає Олександр Плющай.

Подовжувач можна використовувати для під'єднання приладів до зарядної станції чи генератора. Однак вмикати одразу два потужні пристрої не варто, аби уникнути перевантаження. Також не варто з'єднувати два подовжувачі між собою.

Неякісними й дешевими подовжувачами взагалі користуватися не можна. Під час вибору варто звертати увагу на:

• поперечний переріз дроту – він має бути не менш ніж 1,5 мм²;
• пластик – без недоліків штампування та сколів;
• наявність кришок для розеток (якщо подовжувач для подвір’я);
• відгуки інших покупців.

Альона Павлюк, "Українська правда. Життя"