Každý elektrický spotřebič vyžaduje přesně daný druh napájení. Některé spotřebiče využívají bez úpravy střídavé napětí za zásuvky, jiné si je upravují podle potřeby. Podíváte-li se pozorně na napájecí zdroj k notebooku, uvidíte na něm podobné označení jako na obrázku níže. Jaké podstatné údaje je možné ze štítku zjistit?

To nejdůležitější lze shrnout následovně. Na vstup zdroje (PRI) je třeba připojit střídavé napětí 230 V, 50 Hz, což odpovídá síťové zásuvce. Na výstupu zdroje (SEC) bude stejnosměrné napětí 13 V. Hodnota 800 mA je pak maximální proud, který dokáže zdroj bezpečně dodávat do spotřebiče.

U všech zdrojů je nezbytné rozlišovat, zda generují stejnosměrné či střídavé napětí. Zdrojem stejnosměrného napětí jsou typicky galvanické články a baterie, zdrojem střídavého napětí je nejčastěji síťová zásuvka.

Důvodem, proč se v elektrické síti používá střídavé napětí a proud, je snadnější možnost změny napětí. Ztráty energie ve vodičích jsou totiž úměrné procházejícímu proudu. Při vyšším napětí můžeme stejný výkon přenášet pomocí menšího proudu (platí \(P=UI\)), výsledkem tedy budou i menší ztráty ve vodičích. Začněme ale pěkně od začátku a podívejme se na to, jak střídavé napětí měřit a jak ho jednoduše popsat.

Jak měříme střídavé napětí a proud?

Pro sledování elektrických signálů, které se v čase mění, používáme zařízení zvané osciloskop. Nemusí se jednat jen o střídavé napětí. Může jít třeba o elektrické signály v automobilu nebo o sledování elektrické aktivity srdce (EKG). Osciloskop měří hodnoty napětí a proudu s určitou vzorkovací frekvencí, která musí být přizpůsobená sledovanému signálu. Například vzorkovací frekvence 1 000 Hz znamená, že přístroj provede 1 000 měření za sekundu. Podobně fungují také měřící senzory, které připojujeme k počítači. Podrobněji se práci s osciloskopem věnujeme v praktickém cvičení.

Pojďme se nyní podívat na několik různých měření.

Na prvním obrázku vidíme časový průběh napětí ovládajícího srdeční sval – EKG. Vidíme, že signál se v čase opakuje, ale není přesně periodický. Jeho průběh nelze popsat jednoduchou matematickou funkcí. Druhý obrázek představuje zcela neperiodický signál – zprávu ve dvojkové soustavě. Takto spolu komunikují počítače (viz také kapitola 9). Na třetím obrázku vidíme střídavý proud sinusového průběhu. Tento signál je periodický a dokážeme jej matematicky poměrně jednoduše popsat. Co všechno můžeme z tohoto grafu zjistit? Graf jsme si pro tento účel zvětšili a vyznačili do něj důležité hodnoty.

Amplituda je maximální hodnota napětí, značíme ji \(U_\mathrm{M}\). Perioda je nejmenší čas, za který se průběh signálu začne opakovat, značíme ji \(T\). Kromě periody se používá ještě frekvence, což je převrácená hodnota periody – platí \(f=1/T\).

S těmito veličinami se setkáte všude tam, kde narazíte na periodické děje (například u mechanického kmitání v kapitole 21) Z našeho grafu pro střídavé napětí odečteme následující hodnoty: amplituda \(U_\mathrm{M}=325\ \mathrm{V}\); perioda \(T=0{,}02\ \mathrm{s}\). Výpočtem pak zjistíme také frekvenci \(f=1/T=50\ \mathrm{Hz}\).

Pokud jsou proud a napětí v čase neměnné, používáme pro ně velká písmena \(U\) a \(I\). V případě, že se napětí a proud v čase mění, používáme pro jejich okamžité hodnoty malá písmena \(u\) a \(i\). Funkce \(u(t)\) případně \(i(t)\) pak můžeme znázornit grafem, jak jsme viděli výše. V případě, že se jedná o sinusový průběh, není obtížné najít také předpis těchto funkcí. K tomu je dobré připomenout si význam parametrů obecné sinusové funkce v matematickém zápisu

\[ y(x) = A\sin(Bx+C)+D\;. \]

Názorně to ukazuje tento applet: https://www.geogebra.org/m/zbgnkw4d.

V případě sinusového napětí mají fyzikální význam zejména parametry \(A\), \(B\) a \(C\), které představují konkrétní fyzikální veličiny. Parametr \(A\) odpovídá amplitudě (maximální hodnotě) \(U_\mathrm{M}\). Parametr \(B\) se nazývá úhlová frekvence \(\omega\) s jednotkou rad ⋅ s⁻¹. Platí

\[ \omega = \frac{2\pi}T = 2\pi f\;. \]

Například je-li perioda \(T=4\ \mathrm{s}\), bude úhlová frekvence \(\omega=2\pi/4\ \mathrm{rad}\cdot\mathrm{s}^{-1} = \pi/2\ \mathrm{rad}\cdot\mathrm{s}^{-1}\). To znamená, že po uplynutí času \(t=1\ \mathrm{s}\) se napětí dostane do jedné čtvrtiny periody, což odpovídá úhlu \(\pi/2\ \mathrm{rad}\). Parametr \(C\) se pak označuje jako počáteční fáze \(\varphi_0\) a popisuje posun funkce na časové ose.

Nyní můžeme matematickou funkci y(x) přepsat do tvaru u(t) pomocí definovaných veličin:

\[ u(t) = U_\mathrm{M}\sin(\omega t + \varphi_0)\]

Jednoduchý obvod s rezistorem

Jak se bude chovat elektrický obvod, který bude napájen střídavým napětím? Základní znalosti o elektrických obvodech již máme z kapitoly 8 a mnohé z nich zde použijeme. Pojďme si nakreslit schéma jednoduchého obvodu s žárovkou a zdrojem střídavého napětí.

Žárovka se v obvodu projevuje svým odporem \(R\). Proud protékající žárovkou se v případě stejnosměrného zdroje vypočítá jako \(I=U/R\). Tento vztah platí i nyní, ovšem tentokrát pro okamžité hodnoty proudu a napětí. Elektrický proud bude svým průběhem „kopírovat“ průběh napětí. Pokud bychom měřili napětí a proud současně, dopadlo by to nějak takto:

Matematicky to můžeme zapsat také docela jednoduše jako

\[ i=\frac uR=\frac{U_\mathrm{M}\sin(\omega t)}R=\frac{U_\mathrm{M}}R\sin(\omega t)=I_\mathrm{M}\sin(\omega t)\;, \]

kde \(I_\mathrm{M}=U_\mathrm{M}/R\) je amplituda (maximální hodnota) proudu.

Mnohem zajímavější bude odpověď na otázku, jak je to s výkonem předaným spotřebiči. Je jasné, že výkon (a tedy i svit žárovky) bude v čase kolísat. Tyto změny jasu však nejsou při vyšších frekvencích než cca 50 Hz lidským okem rozpoznatelné (více v motivační aktivitě). Pro okamžitý výkon platí známý vztah \(p=ui\), kde \(u\) a \(i\) jsou nyní okamžité hodnoty napětí a proudu. Dosazením za \(i\) dostaneme

\[ p=ui=Ri^2= RI_\mathrm{M}^2\sin^2(\omega t)\;. \]

Graf této funkce \(p(t)\) vypadá takto:

Vidíme, že výkon se pohybuje mezi nulou a maximem \(P_\mathrm{M}=U_\mathrm{M}I_\mathrm{M}\). V grafu je vyznačen také průměrný výkon \(P_\mathrm{P}=P_\mathrm{M}/2\). Žárovka tedy svítí v průměru přesně polovičním výkonem, než jaký by měla při stejnosměrném napětí o velikosti \(U_\mathrm{M}\) a proudu \(I_\mathrm{M}\). Z praktických důvodů byly zavedeny efektivní veličiny: efektivní napětí \(U_\mathrm{ef}\) a efektivní proud \(I_\mathrm{ef}\), pro které platí:

Efektivní hodnoty jsou tedy definované tak, aby se dal průměrný výkon na rezistoru vypočítat jako jejich součin (to znamená stejně jako u stejnosměrného proudu). Pokud měříme střídavý proud a napětí multimetrem, přístroj ukazuje efektivní hodnoty. V případě síťové zásuvky multimetr ukáže efektivní hodnotu 230 V, zatímco maximální hodnota je \(U_\mathrm{M}=\sqrt2\cdot230\ \mathrm{V}=325\ \mathrm{V}\).

Obvod s rezistorem se při napájení střídavým zdrojem chová docela jednoduše, protože časový průběh proudu „kopíruje“ napětí. Odborně říkáme, že proud a napětí v obvodu s rezistorem nejsou fázově posunuté. Při zapojení cívky či kondenzátoru naopak dochází k fázovému posunutí proudu vůči napětí. Tím se situace komplikuje, neboť křivka okamžitého výkonu zasahuje i do záporných hodnot. Záporné hodnoty výkonu znamenají, že cívka a (nebo) kondenzátor se v danou chvíli chovají jako zdroje, dodávají do obvodu energii. Při nenulovém fázovém posunu je tedy průměrný výkon vždy menší než \(P_\mathrm{P}=\frac12P_\mathrm{M}\). Přehledně to ukazuje následující graf nebo tento applet: https://www.geogebra.org/m/p3cggxb3.

Provoz elektrické sítě by se neobešel bez dvou důležitých zařízení – transformátoru a usměrňovače. Transformátor umožňuje snižovat a zvyšovat napětí. Pomocí usměrňovače pak můžeme měnit střídavé napětí na stejnosměrné.

Transformátor

Transformátor funguje na principu elektromagnetické indukce. Je tvořen dvěma cívkami, které jsou navinuté na společném jádře z feromagneticky měkkého materiálu (viz obrázek).

Primární cívka vytváří v jádře střídavé magnetické pole. V sekundární cívce se pak indukuje napětí. Trik spočívá v různém počtu závitů primární a sekundární cívky. V případě nezatíženého transformátoru platí jednoduchý vztah mezi počtem závitů \(N\) a napětím \(U\):

\[ \frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}\;. \]

Tento jednoduchý vztah můžeme experimentálně ověřit pomocí sady cívek a rozložitelného jádra.

Například při volbě \(N_1=300\) a \(N_2=600\) bychom měli na sekundární cívce naměřit dvojnásobné napětí než na primární. Při opačné volbě (\(N_1=600\) a \(N_2=300\)) se bude napětí naopak snižovat na polovinu. Pokud ovšem na sekundární cívku připojíme spotřebič (např. žárovku), transformační poměr se změní (klesne).

Transformátor musí splňovat také zákon zachování energie. Jednoduše řečeno, za zvýšení napětí „zaplatíme“ poklesem proudu (\(p=ui\)). V ideálním transformátoru musí platit, že \(P_1=P_2\) a přibližně také \(U_1I_1=U_2I_2\) (konkrétní výpočty jsou složitější kvůli fázovému posunu).

Kromě toho dochází v reálném transformátoru také k určitým ztrátám elektrické energie, která se mění na teplo. Proto je výkon transformátoru \(P_2\) vždy menší než jeho příkon \(P_1\). Ztráty jsou dvojího druhu. Jednak dochází k zahřívání vodičů cívek kvůli jejich odporu. Druhou část ztrát má na svědomí magnetické pole. Jádro cívky se zahřívá kvůli vířivým proudům, které se v něm indukovaly. Pokud by jádro cívky bylo z masivního vodiče, ztráty by byly obrovské. Proto se jádra cívek vyrábějí buď z nevodivého materiálu (ferity), nebo z tenkých izolovaných plechů, kde jsou vířivé proudy potlačeny.

Transformátory

Usměrňovač

Veškerá elektronika a také všechny spotřebiče, které mají akumulátor (včetně automobilů), mohou být napájené pouze stejnosměrným napětím. Usměrňovač je zařízení, které převádí střídavé napětí na stejnosměrné pomocí diod. Z kapitoly 9 víme, že dioda propouští proud pouze jedním směrem. Pokud ji zapojíme sériově ke zdroji napětí, dostaneme nejjednodušší jednocestný usměrňovač. Jeho činnost si můžeme ukázat pomocí obvodu se žárovkou. Pomocí osciloskopu snadno změříme také průběh napětí.

Jednocestný usměrňovač sice propouští proud pouze v jednom směru, ale jeho výstup má ke stejnosměrnému (konstantnímu) napětí dost daleko. Proto se reálně používá dvoucestný usměrňovač se čtyřmi diodami (viz obrázek). Jeho zapojení opět modelujeme pomocí obvodu s žárovkou. Pokud před výstup z usměrňovače přidáme ještě kondenzátor s dostatečnou kapacitou, dostaneme na výstupu již téměř konstantní napětí. Vtip je v tom, že kondenzátor se periodicky nabíjí a vybíjí a tím vyrovnává napětí na výstupu usměrňovače.

Také v usměrňovači dochází k tepelným ztrátám. Největší podíl na tom mají usměrňovací diody, které nemají nulový odpor. Na typické usměrňovací diodě naměříme úbytek napětí mezi 0,5 a 1,5 V. Například při proudu 10 A a napětí na diodě 1 V bude ztrátový výkon dvoucestného usměrňovače \(P_\mathrm{Z}=4\cdot1\ \mathrm{V}\cdot10\ \mathrm{A}=40\ \mathrm{W}\).

Typická spotřební elektronika napájená ze síťové zásuvky tedy vyžaduje zdroj, který se skládá z transformátoru a usměrňovače. Transformátor pro síťovou frekvenci (50 Hz) však musí mít poměrně těžké a velké jádro (v závislosti na přenášeném výkonu). Proto přišli výrobci s trikem, jak toto omezení obejít a vyrábět napájecí zdroje malé a lehké. Při vyšších frekvencích je totiž transformace snazší i s menším jádrem. Výsledné řešení se jmenuje spínaný zdroj a funguje zhruba takto: Napětí přicházející ze sítě se nejdříve usměrní a vyhladí na vstupním kondenzátoru. Pak se pomocí spínacích tranzistorů periodicky zapíná a vypíná s frekvenci řádově desítek kHz. Takto vzniklé přerušované napětí je přivedeno na primární cívku transformátoru. Ze sekundární cívky je napětí opět usměrněno, vyhlazeno a připraveno k použití. Řídící elektronika ovládá zdroj tak, aby na výstupu bylo prakticky stálé napětí.

Elektromotory jsou stroje, které přeměňují elektrickou energii na mechanickou. Děje se tak prostřednictvím magnetické síly (viz kapitola 19). Každý magnet, který se ocitne v magnetickém poli jiného magnetu, má tendenci natočit se do směru tohoto magnetického pole. Magnetické pole působí na magnet dvojicí sil, která má otáčivý účinek. Prakticky si to můžeme vyzkoušet pomocí magnetu tvořeného obdélníkovou smyčkou protékanou proudem (viz obrázek). V obrázku vidíte zakresleny magnetické síly, jejichž směr vyplývá z orientace proudu a magnetického pole.

20.22 – Na obdélníkovou smyčku působí v magnetickém poli dvojice sil, která ji otočí.
Zdroj

Otáčení magnetu ve vnějším magnetickém poli je základním principem všech typů elektromotorů. Podle technického provedení pak rozlišujeme několik typů elektromotorů.

Elektromotory

Bezkartáčový motor

Principiálně nejjednodušším typem je bezkartáčový motor (brushless motor). Jeho rotor (tj. otáčející se část) tvoří sada trvalých magnetů, stator (pevná část) je složen ze souborů elektromagnetů. Řídící elektronika postupně zapíná elektromagnety po obvodu tak, aby se k nim magnet rotoru natáčel.

Řídící elektronika dokáže precizně regulovat výkon a otáčky těchto motorů. Proto se využívají ve výpočetní technice (pohon pevného disku, CD mechanik, ventilátorů),v elektromobilních dopravních prostředcích (elektrické koloběžky, bicykly, skútry, automobily) a v průmyslu (čerpadla, nářadí).

Zvláštní variantou bezkartáčového motoru je tzv. krokový motor (stepper motor), který díky speciální konstrukci rotoru umožňuje natáčet rotor po jednotlivých krocích (běžně kolem 200 kroků na jednu otáčku). Díky tomu je možné motor nejen roztáčet, ale také natáčet o potřebný úhel. Proto jsou krokové motory ideální pro pohon robotických systémů, tiskáren apod. Princip fungování motoru ukazuje krátké video: https://www.youtube.com/watch?v=eyqwLiowZiU.

Asynchronní motor

Bezkartáčové motory se otáčejí se stejnou frekvencí, s jakou se přepínají cívky ve statoru, proto se jim často říká synchronní motory. Mírně odlišného principu využívají asynchronní motory. Jejich rotor tvoří uzavřená kovová klec, která není feromagnetická. Cívky ve statoru vytvářejí otáčející se magnetické pole (cívky samozřejmě stojí, efekt rotujícího pole je zajištěn přepínáním cívek). Díky otáčení magnetického pole se ve vodičích rotoru indukuje elektrický proud. Rotor se proto chová jako elektromagnet a začne se v poli statoru roztáčet. Čím větší zpoždění mají otáčky rotoru vůči otáčkám pole statoru, tím větší proud se v rotoru indukuje a tím větší má motor výkon.

Asynchronní motory se využívají všude tam, kde je požadavek na velký točivý moment, například u tramvají a vlaků.

Komutátorový motor

Oba výše zmíněné typy motorů fungují díky elektronickému řízení. V mnoha aplikacích se dodnes setkáme také s původní konstrukcí motoru, která se používala před rozšířením elektroniky. Tento typ motoru je ovládaný mechanicky. Jeho základem je komutátor – prstenec s vodivými kontakty, do kterých se přivádí proud pomocí tzv. kartáčků (název je historický, v dnešní době jsou kartáčky bez výjimky vyráběny ve formě grafitových kvádříků).

Rotor je tvořen souborem cívek, které jsou připojeny na kontakty komutátoru. Kartáčky přivádějí do rotoru proud z vnějšího zdroje – rotorem protéká proud, i když se otáčí. Vnější magnetické pole statoru zajišťují buďto trvalé magnety (u stejnosměrného motoru), nebo elektromagnety (u střídavého motoru).

Díky komutátoru teče cívkami rotoru proud vždy tím „správným“ směrem – vzniklý magnetický moment zajišťuje stálý směr otáčení.

Stejnosměrné motory se díky své jednoduché konstrukci používají u hraček a spotřebičů napájených z akumulátoru, střídavé motory u většiny domácích spotřebičů.

Třífázový generátor

Díky Michaelu Faradayovi víme, že pomocí elektromagnetické indukce můžeme generovat elektrické napětí (viz kapitola 19). Takový generátor je v principu přesným opakem elektromotoru – mění mechanickou energii na elektrickou. Nyní si představíme konkrétní podobu takového zařízení. V praxi se nejčastěji setkáme s třífázovým alternátorem. Tak se označuje generátor, který vytváří střídavý proud.

Rotor je tvořen magnetem (na obrázku je znázorněn jen schematicky, zpravidla jde o elektromagnet). Stator pak tvoří trojice cívek, které jsou vůči sobě otočené o 120°. Pokud se rotor roztočí s frekvencí 50 Hz, bude se na každé z cívek statoru indukovat přibližně sinusový průběh napětí s frekvencí 50 Hz.

Obrázek také ukazuje zvláštní způsob propojení cívek, jehož cílem je snížit počet vodičů z šesti na čtyři. Toho se dosáhne propojením jednoho konce všech tří cívek. Vznikne tak nulový vodič. Zbylé tři vodiče bývá zvykem označovat jako fázové vodiče. Tato čtveřice (3 fáze a nula) tvoří výstup z generátoru.

Skutečný alternátor v řezu můžete vidět na obrázku dole. Vidíte, že rotor je tvořen elektromagnetem a v jeho těsné blízkosti jsou navinuté cívky statoru.

Přenos elektrické energie

Alternátory v elektrárnách obvykle generují napětí řádově tisíc voltů, zatímco generovaný proud může být podle výkonu generátoru řádově v desítkách tisíc ampérů. Tak velké proudy ale není technicky možné přenášet na větší vzdálenosti kvůli odporu vedení. Pro ztrátový výkon na vodiči platí vztah \(P_\mathrm{Z}=UI\), kde \(U=RI\) je úbytek napětí na vodiči s odporem \(R\). Tento vztah můžeme přepsat do praktičtější podoby

\[ P_\mathrm{Z} = RI^2\;. \]

Dráty elektrického vedení nemohou být příliš silné kvůli vysoké hmotnosti a také ceně. Většinou se vyrábějí z hliníku s ocelovým jádrem (viz obrázek). Nejsilnější používané vodiče mají průměr 40 mm a odpor cca 0,1 Ω/km (tuto hodnotu si můžete sami snadno ověřit výpočtem pomocí rezistivity hliníku).

Pro zmenšení ztrátového výkonu je tedy potřeba snížit protékající proud a zvýšit napětí, neboť přenášený výkon je \(P=UI\). Napětí se zvyšuje na vyšší hodnoty pomocí transformátorů, umístěných zpravidla přímo v areálu elektrárny.

Následující obrázek ukazuje celkové schéma přenosu elektrické energie z elektrárny až ke spotřebitelům. Přenos na velké vzdálenosti má na starosti přenosová soustava, kde se obvykle používá vedení o napětí 110 a 400 kV. Na výstupu z přenosové soustavy najdeme opět transformátory, které napětí sníží na 22 kV. Napětí 22 kV využívá lokální distribuční soustava. Na konci řetězce najdeme místní trafostanici, která napětí sníží na konečných 230 V. Z lokální trafostanice je pak energie vedena ke spotřebitelům většinou pomocí podzemních kabelů.

Elektrická energie je výjimečná tím, že je v celé síti nutné zajistit rovnováhu mezi její okamžitou výrobou a spotřebou. O udržování této rovnováhy se stará správce přenosové soustavy a využívá k tomu dva základní nástroje.

1. Je-li okamžitá výroba větší než potřeba, začne se přebytečná energie ukládat pomocí přečerpávacích vodních elektráren. Tyto elektrárny odebírají přebytečnou energii a čerpají vodu ze spodní nádrže do horní. Energie je zde uložena v podobě potenciální energie vody v gravitačním poli. K ukládání energie je možné využít také akumulátory, ale to je velmi drahé.
2. Je-li okamžitá výroba menší, než je potřeba, fungují přečerpávací elektrárny v opačném směru – jako zdroj energie. Pokud to nestačí, zapínají se záložní zdroje. Jsou to elektrárny, které jsou neustále v pohotovosti za účelem udržování rovnováhy v síti a dokáží se rychle nastartovat.

Na rovnováhu v síti má vliv jednak kolísání výkonu elektráren (zejména slunečních a větrných), jednak kolísání spotřeby během dne. Udržovat neustále rovnost výkonu a spotřeby proto není vůbec snadné. V případě nenadálých událostí mohou pomoci sousední země, neboť elektrické sítě evropských zemí jsou propojené. Pokud by ani to nestačilo, nastal by celkový výpadek větší části elektrické sítě – tzv. blackout. Neustálý dohled nad přenosovou soustavou a její regulací má v ČR na starosti státní společnost ČEPS. Na její webové stránce najdete také zajímavá data o výrobě a spotřebě elektřiny (https://www.ceps.cz/cs/data#Load).

Přenosová soustava

Elektřina v domácnosti

Obě soustavy, přenosová i distribuční, jsou tu proto, aby se elektrická energie dostala až ke spotřebitelům – do našich domácností, škol, obchodů, průmyslových podniků. V poslední části kapitoly si proto představíme, jak je elektřina přivedena do naší domácnosti a jak je v ní dále rozvedena.

Hlavní jistič a elektroměr

Toto je místo, kterým vstupuje elektřina do domácnosti (správně řečeno do „odběrného místa“). Z distribuční soustavy sem vedou tři fáze (označení L1, L2, L3) a nulový vodič. K nim se přidává ještě pátý vodič – uzemnění. Na hlavním jističi můžeme najít maximální proud, např. 3 × 25 A. Tím je také dán maximální výkon, který můžeme ze sítě odebírat. Elektroměr slouží k měření odebrané energie v kWh a případně také k přepínání mezi dvěma tarify. Nízký tarif se zapíná v časech, kdy je v síti přebytek výkonu a můžeme pomocí něj například topit nebo ohřívat vodu. Je to další prvek sloužící k regulaci energetické soustavy.

Rozvaděč

V rozvaděči se vedení dělí do jednotlivých okruhů. Každý okruh je napájen jednou ze tří fází a jištěn pomocí jističe, na kterém opět můžeme najít maximální proud (např. 10 A). Jistič se sám vypíná v případě zkratu nebo překročení maximálního proudu. Jistič můžeme vypnout také ručně, například před výměnou světla nebo před sejmutím krytu zásuvky. Pokud máme v domácnosti nějaký třífázový spotřebič, najdeme v rozvaděči také třífázový jistič. Třífázové napájení využívají dva druhy spotřebičů. Jednak ty, které mají velký příkon, a měly by proto odebírat proud rovnoměrně ze všech tří fází (například elektrické topení nebo elektrický sporák), jednak jsou to spotřebiče s třífázovým motorem. Jistič je určen k ochraně samotných elektrických rozvodů, vypíná se až při proudu, který by člověka spolehlivě zabil. Proto je velmi důležitým ochranným prvkem proudový chránič. Ten se vypíná v případě, kdy proud tekoucí fází není shodný s proudem nulovacím vodičem. K tomu může dojít nejčastěji tak, že se člověk dotkne fázového vodiče a současně je uzemněn.

Zásuvka

20.39 – Zapojení zásuvky.
Zdroj

Do zásuvky je přivedena trojice vodičů: fáze, nulový vodič a uzemnění. Tyto vodiče se odlišují pomocí barev, jak můžete vidět na obrázku. Na fotografii zásuvky si můžete všimnout, že od každé barvy je zapojena dvojice vodičů, které jsou v zásuvce propojeny. Jeden vodič je přívodní a druhý pokračuje k další zásuvce atd.