Направи си сам електричество във вашия дом. "Начален курс по електротехник" Методи за осъществяване на контактни връзки
Електроинженер. Работил в електрически мрежи. Специализирал е устройства за релейна защита и електрическа автоматика. Автор на две книги от поредицата Библиотека на електротехника. Публикуван в списания по електротехника. В момента живее в Израел. 71 години. Пенсионер.
Ha-esh`har str., 8\6, Хайфа, 35844, Израел
Към читателя
Може би няма нужда да ви обясняваме значението на електричеството за осигуряване на нормалното функциониране на всеки човек. Няма да е преувеличено, ако кажем, че днес тя е същата неразделна част от него като водата, топлината и храната. И ако светлините изгаснат в къщата, вие, изгаряйки пръстите си на запалена клечка, веднага ни се обаждате.
Електричеството изминава дълъг и труден път, преди да стигне до вашия дом. Произведен от гориво в електроцентрала, той преминава през трансформаторни и комутационни подстанции, през хиляди километри линии, монтирани на десетки хиляди стълбове.
Електричеството днес е напреднала технология, надеждно и качествено захранване, грижа за потребителя и неговото обслужване.
Това обаче не е всичко. Последната връзка в електрическата верига е електрическото оборудване на вашия дом. И той, както всяко друго нещо, изисква познания за правилното му функциониране. Затова ви насърчаваме да си сътрудничите с нас и за тази цел даваме някои препоръки и предупреждения. Предупрежденията са маркирани в червено.
Ще говорим за следното:
1. Правни аспекти. Абонатът трябва да е запознат със своите права, задължения и отговорности във връзка с организацията за доставка на енергия. Същото важи и за отношението на енергоснабдителната организация към него.
2. Познаване на битовата електрическа инсталация, комутационна техника и инсталационни продукти.
4. Електричеството изисква не само определени познания, но и стриктно спазване на определени правила от потребителя. Той представлява опасност както за тези, които не знаят как да го използват, така и за недисциплинираните „майстори“. Затова ще ви запознаем с основите на електрическата безопасност.
Призоваваме ви да се отнесете с разбиране към нашите препоръки и предупреждения. Също така се надяваме, че няма да причините щети на мрежовите структури и електрическото оборудване, споменато по-горе.
Желаем ви всичко най-добро, включително и тези, осигурени от електричеството.
В момента тя вече се е развила доста стабилно пазар на услуги, включително и в обл битови електротехници.
Електротехници с висок професионализъм, с нескрит ентусиазъм, се стараят с всички сили да помогнат на останалата част от нашето население, като същевременно получават голямо удовлетворение от качествената работа и скромното възнаграждение. На свой ред, нашето население също получава голямо удоволствие от качествено, бързо и напълно евтино решение на техните проблеми.
От друга страна, винаги е имало доста широка категория граждани, които принципно го смятат за чест - със собствената си ръкарешавайте абсолютно всички ежедневни проблеми, които възникват в собственото ви място на пребиваване. Подобна позиция със сигурност заслужава одобрение и разбиране.
Освен това всички тези Замени, трансфери, монтажи- ключове, контакти, машини, измервателни уреди, лампи, свързване на кухненски печкии т.н. - всички тези видове услуги, които са най-търсени от населението, от гледна точка на професионален електротехник, изобщо не са трудна работа.
И за да бъда честен, обикновен гражданин, без електротехническо образование, но с доста подробни инструкции, може лесно да се справи с изпълнението му сам, със собствените си ръце.
Разбира се, когато извършва такава работа за първи път, начинаещ електротехник може да прекара много повече време от опитен професионалист. Но изобщо не е факт, че това ще го направи по-малко ефективно, с внимание към детайла и без бързане.
Първоначално този сайт е замислен като колекция от подобни инструкции относно най-често срещаните проблеми в тази област. Но по-късно, за хора, които абсолютно никога не са се сблъсквали с решаването на такива проблеми, беше добавен курс „млад електротехник“, състоящ се от 6 практически урока.
Характеристики на монтаж на електрически контакти на скрито и открито окабеляване. Гнезда за електрическа кухненска печка. Свързване на електрическа печка със собствените си ръце.
Превключватели.
Смяна и монтаж на ел. ключове, скрита и открита инсталация.
Автомати и RCD.
Принцип на действие на дефектнотокови устройства и прекъсвачи. Класификация на прекъсвачите.
Електромери.
Инструкции за самостоятелно инсталиране и свързване на еднофазен измервателен уред.
Подмяна на окабеляване.
Вътрешна ел. инсталация. Характеристики на монтаж, в зависимост от материала на стените и вида на довършителните работи. Електрическо окабеляване в дървена къща.
Лампи.
Монтаж на стенни лампи. Полилеи. Монтаж на прожектори.
Контакти и връзки.
Някои видове връзки на проводници, най-често срещани в „домашната“ електрическа техника.
Електротехника - основни теории.
Концепцията за електрическо съпротивление. Закон на Ом. Законите на Кирхоф. Паралелна и серийна връзка.
Описание на най-често срещаните проводници и кабели.
Илюстровано ръководство за работа с цифров универсален електроизмервателен уред.
Относно лампите - с нажежаема жичка, луминесцентни, LED.
За "парите".
Професията на електротехник доскоро определено не се смяташе за престижна. Но може ли да се нарече нископлатен? По-долу можете да видите ценовата листа на най-разпространените услуги от преди три години.
Ел.инсталация - цени.
Електромер бр. - 650p.
Еднополюсни прекъсвачи бр. - 200p.
Триполюсни автомати бр. - 350p.
Дифавтомат бр. - 300p.
Монофазни RCD бр. - 300p.
Ключ едноклавишен бр. - 150p.
Ключ двуклавишен бр. - 200p.
Ключ триклавишен бр. - 250p.
Отворено табло за окабеляване до 10 групи бр. - 3400p.
Скрито табло за окабеляване до 10 групи бр. - 5400p.
Полагане на отворено окабеляване P.m - 40p.
Гофрирано окабеляване P.m - 150p.
Жлебове в стената (бетон) P.m - 300p.
(тухла) P.m - 200p.
Монтаж на розетка и разклонителна кутия в бетон бр. - 300p.
тухла бр. - 200p.
гипсокартон бр. - 100p.
Аплик бр. - 400p.
Прожектор бр. - 250p.
Полилей на кука бр. - 550p.
Таванен полилей (без монтаж) бр. - 650p.
Монтаж на звънец и бутон за звънец бр. - 500p.
Монтаж на контакт, ключ за отворено окабеляване бр. - 300p.
Монтаж на контакт, ключ за скрито окабеляване (без монтаж на контактна кутия) бр. - 150p.
Когато бях електротехник „по реклама“, не успях да инсталирам повече от 6-7 точки (контакти, ключове) скрито окабеляване върху бетон - за една вечер. Плюс 4-5 метра канали (на бетон). Извършваме прости аритметични изчисления: (300+150)*6=2700p. - това са за контакти с ключове.
300*4=1200 rub. - това е за жлебовете.
2700+1200=3900 rub. - това е общата сума.
Не е лошо за 5-6 часа работа, нали? Цените, разбира се, са цените в Москва; в Русия те ще бъдат по-ниски, но не повече от два пъти.
Взети като цяло, месечната заплата на електротехник-монтажник в момента рядко надвишава 60 000 рубли (не в Москва)
Разбира се, има и особено надарени хора в тази област (като правило, с отлично здраве) и практически усет. При определени условия те успяват да увеличат приходите си до 100 000 рубли и повече. По правило те имат лиценз за извършване на електромонтажни работи и работят директно с клиента, като поемат „сериозни“ договори без участието на различни посредници.
Електротехници - промишлени ремонтници. оборудване (в предприятия), електротехници - работници с високо напрежение, като правило (не винаги) - печелят малко по-малко. Ако предприятието е печелившо и средствата се инвестират в „преоборудване“, могат да се отворят допълнителни източници на доход за електротехници-ремонтници, например инсталиране на ново оборудване, извършено в извънработно време.
Високо платена, но физически трудна и понякога много прашна, работата на електротехник-монтажник несъмнено е достойна за всяко уважение.
Извършвайки електрическа инсталация, начинаещ специалист може да овладее основни умения и способности и да придобие първоначален опит.
Независимо как ще изгради кариерата си в бъдеще, можете да сте сигурни, че практическите знания, получени по този начин, определено ще бъдат полезни.
Използването на всякакви материали от тази страница е разрешено при условие, че има връзка към сайта
СЪДЪРЖАНИЕ:
ВЪВЕДЕНИЕ
ТИП ПРОВОД
СВОЙСТВА НА ТОКА
ТРАНСФОРМАТОР
НАГРЕВАТЕЛНИ ЕЛЕМЕНТИ
ЕЛЕКТРИЧЕСКА ОПАСНОСТ
ЗАЩИТА
ПОСЛЕСЛОВО
СТИХОТВОРЕНИЕ ЗА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК
ДРУГИ СТАТИИ
ВЪВЕДЕНИЕ
В един от епизодите на "Цивилизацията" критикувах несъвършенството и тромавостта на образованието, защото то по правило се преподава на изучаван език, натъпкан с неразбираеми термини, без ясни примери и образни сравнения. Тази гледна точка не се е променила, но ми писна да съм неоснователен и ще се опитам да опиша принципите на електричеството на прост и разбираем език.
Убеден съм, че всички трудни науки, особено тези, които описват явления, които човек не може да разбере с петте си сетива (зрение, слух, обоняние, вкус, осезание), например квантова механика, химия, биология, електроника, трябва да се преподават в форма на сравнения и примери. И още по-добре - създавайте цветни образователни анимационни филми за невидимите процеси в материята. Сега за половин час ще ви превърна в електрически и технически грамотни хора. И така, започвам да описвам принципите и законите на електричеството, използвайки образни сравнения...
НАПРЕЖЕНИЕ, СЪПРОТИВЛЕНИЕ, ТОК
Можете да завъртите колелото на водна мелница с плътна струя с ниско налягане или тънка струя с високо налягане. Налягането е напрежението (измерено във ВОЛТОВЕ), дебелината на струята е токът (измерено в АМПЕРИ), а общата сила, удряща лопатките на колелото, е мощността (измерена във ВАТОВЕ). Водното колело е образно сравнимо с електрически мотор. Тоест може да има високо напрежение и нисък ток или ниско напрежение и висок ток, като мощността и при двата варианта е еднаква.
Напрежението в мрежата (контакта) е стабилно (220 волта), но токът винаги е различен и зависи от това какво включваме или по-точно от съпротивлението, което има електроуреда. Ток = напрежение, разделено на съпротивление, или мощност, разделена на напрежение. Например на чайника пише - Мощност 2,2 kW, което означава 2200 W (W) - Watt, разделено на напрежение (Voltage) 220 V (V) - Volt, получаваме 10 A (Ampere) - тока, който протича при работа на чайника. Сега разделяме напрежението (220 волта) на работния ток (10 ампера), получаваме съпротивлението на чайника - 22 ома (ома).
По аналогия с водата съпротивлението е подобно на тръба, пълна с поресто вещество. За да се изтласка вода през тази кавернозна тръба, е необходимо определено налягане (напрежение), а количеството течност (ток) ще зависи от два фактора: това налягане и колко пропусклива е тръбата (нейното съпротивление). Това сравнение е подходящо за отоплителни и осветителни уреди и се нарича АКТИВНО съпротивление и съпротивлението на електрическите намотки. двигатели, трансформатори и ел магнитите работят по различен начин (повече за това по-късно).
ПРЕДПАЗИТЕЛИ, КРЕГУЛИ, РЕГУЛАТОРИ НА ТЕМПЕРАТУРА
Ако няма съпротивление, тогава токът има тенденция да се увеличава до безкрайност и стопява жицата - това се нарича късо съединение (късо съединение). За да защитите имейла от това. предпазители или автоматични превключватели (автоматични прекъсвачи) са монтирани в окабеляването. Принципът на работа на предпазителя (предпазител) е изключително прост, това е умишлено тънко място в електрическата верига. вериги, а където са тънки, се късат. В керамичен топлоустойчив цилиндър се вкарва тънък меден проводник. Дебелината (сечението) на проводника е много по-тънка от електрическата. електрически инсталации. Когато токът надвиши допустимата граница, проводникът изгаря и „спасява“ проводниците. В режим на работа жицата може да стане много гореща, така че вътре в предпазителя се изсипва пясък, за да се охлади.
Но по-често за защита на електрическото окабеляване не се използват предпазители, а прекъсвачи (прекъсвачи). Машините имат две защитни функции. Единият се задейства, когато към мрежата са включени твърде много електрически уреди и токът надвишава допустимата граница. Това е биметална плоча, съставена от два слоя различни метали, които при нагряване не се разширяват еднакво, единият повече, другият по-малко. Целият работен ток преминава през тази пластина и когато надхвърли границата, той се нагрява, огъва (поради нееднородност) и отваря контактите. Обикновено не е възможно да включите отново машината веднага, защото плочата все още не е изстинала.
(Такива плочи също се използват широко в термични сензори, които предпазват много домакински уреди от прегряване и изгаряне. Единствената разлика е, че плочата не се нагрява от прекомерен ток, преминаващ през нея, а директно от нагревателния елемент на самото устройство, за да който сензорът е плътно завинтен В устройства с желана температура (ютии, нагреватели, перални машини, бойлери) границата на изключване се задава от копчето на термостата, вътре в което има и биметална пластина След това се отваря и след това затваря контактите, поддържайки зададената температура, като че ли, без да променя силата на огъня, горелката е настроена, след което я махнете.
Вътре в машината има и намотка от дебел меден проводник, през която също преминава целият работен ток. Когато има късо съединение, силата на магнитното поле на бобината достига сила, която компресира пружината и прибира подвижния стоманен прът (сърцевина), монтиран в нея, и моментално изключва машината. В работен режим силата на намотката не е достатъчна, за да компресира основната пружина. Така машините осигуряват защита срещу късо съединение (късо съединение) и дълготрайни претоварвания.
ТИП ПРОВОД
Електрическите проводници са алуминиеви или медни. Максимално допустимият ток зависи от тяхната дебелина (сечение в квадратни милиметри). Например 1 квадратен милиметър мед може да издържи 10 ампера. Типични стандарти за напречно сечение на проводника: 1,5; 2,5; 4 "квадрата" - съответно: 15; 25; 40 ампера е техният допустим дългосрочен токов товар. Алуминиевите проводници издържат на ток по-малко от един и половина пъти. По-голямата част от проводниците имат винилова изолация, която се топи при прегряване на проводника. Кабелите използват изолация от по-огнеупорна гума. И има проводници с флуоропластична (тефлонова) изолация, която не се топи дори при огън. Такива проводници могат да издържат на по-високи токови натоварвания от проводниците с PVC изолация. Проводниците за високо напрежение имат дебела изолация, например при автомобили в системата за запалване.
СВОЙСТВА НА ТОКА
Електрическият ток изисква затворена верига. По аналогия с велосипед, където водещата звезда с педали съответства на електрическия източник. енергия (генератор или трансформатор), звездата на задното колело е електрически уред, който включваме в мрежата (нагревател, чайник, прахосмукачка, телевизор и др.). Горната част на веригата, която прехвърля сила от задвижването към задното зъбно колело, е подобна на потенциала с напрежение - фаза, а долната част, която пасивно се връща - към нулев потенциал - нула. Следователно в гнездото има два отвора (ФАЗА и НУЛА), както при водна отоплителна система - входяща тръба, през която тече вряща вода, и връщаща тръба, през която водата излиза, отдавайки топлина в батериите (радиаторите) .
Има два вида токове - постоянни и променливи. Естественият постоянен ток, който тече в една посока (като вода в отоплителна система или верига на велосипед), се произвежда само от химически източници на енергия (батерии и акумулатори). При по-мощни консуматори (например трамваи и тролейбуси) той се „изправя“ от променлив ток с помощта на полупроводникови диодни „мостове“, което може да се сравни с резето на ключалката на вратата - пропуска се в една посока и се заключва в другата. Но такъв ток се оказва неравномерен, но пулсиращ, като избухване на картечница или ударен чук. За изглаждане на импулсите са инсталирани кондензатори (капацитет). Техният принцип може да се сравни с голяма, пълна бъчва, в която се налива „дрипава“ и непостоянна струя, а от крана й на дъното изтича равномерно и равномерно вода и колкото по-голям е обемът на бъчвата, толкова по-добре качеството на потока. Капацитетът на кондензаторите се измерва във фаради.
Във всички битови мрежи (апартаменти, къщи, офис сгради и в производството) токът е променлив, по-лесно е да се генерира в електроцентрали и да се трансформира (понижи или увеличи). И повечето ел. двигателите могат да работят само на него. Тече напред-назад, сякаш взимате вода в устата си, вкарвате дълга тръба (сламка), потапяте другия й край в пълна кофа и последователно издухвате и изтегляте вода. Тогава устата ще бъде подобна на потенциал с напрежение - фаза, а пълна кофа - нула, което само по себе си не е активно и не е опасно, но без него движението на течност (ток) в тръбата (жица) е невъзможно. Или, както при рязане на дънер с ножовка, където ръката ще бъде фазата, амплитудата на движението ще бъде напрежението (V), силата на ръката ще бъде токът (A), енергията ще бъде честота (Hz), а самият дневник ще бъде електрическата мощност. устройство (нагревател или електродвигател), само вместо трион - полезна работа. Половият акт е подходящ и за образно сравнение, мъжът е „фаза“, жената е НУЛА!, амплитудата (дължината) е напрежение, дебелината е ток, скоростта е честота.
Броят на трептенията е винаги един и същ и винаги същият като този, произведен в електроцентралата и подаден към мрежата. В руските мрежи броят на трептенията е 50 пъти в секунда и се нарича честота на променлив ток (от думата често, не чисто). Единицата за измерване на честотата е HERZ (Hz), тоест в нашите контакти винаги е 50 Hz. В някои страни честотата в мрежите е 100 херца. Скоростта на въртене на повечето електрически устройства зависи от честотата. двигатели. При 50 херца максималната скорост е 3000 об/мин. - на трифазно захранване и 1500 об./мин. - на еднофазни (битови). Променлив ток е необходим и за работа на трансформатори, които понижават високото напрежение (10 000 волта) до нормално битово или индустриално напрежение (220/380 волта) в електрическите подстанции. А също и за малки трансформатори в електронно оборудване, които намаляват 220 волта до 50, 36, 24 волта и по-ниски.
ТРАНСФОРМАТОР
Трансформаторът се състои от електрическо желязо (сглобено от пакет от плочи), върху което през изолационна намотка е навит проводник (лакирана медна жица). Една намотка (първична) е направена от тънък проводник, но с голям брой навивки. Другият (вторичен) се навива през слой изолация върху първичната (или върху съседна намотка) от дебел проводник, но с малък брой навивки. До краищата на първичната намотка идва високо напрежение и около желязото се появява променливо магнитно поле, което индуцира ток във вторичната намотка. Колкото пъти по-малко навивки има в него (вторичния) - толкова ще е по-ниско напрежението и колкото пъти е по-дебел проводникът - толкова повече ток може да се тегли. Сякаш един варел с вода ще се напълни с тънка струя, но с огромно налягане, а отдолу ще изтече дебела струя от голям кран, но с умерено налягане. По същия начин трансформаторите могат да бъдат обратното - повишаващи.
НАГРЕВАТЕЛНИ ЕЛЕМЕНТИ
В нагревателните елементи, за разлика от трансформаторните намотки, по-високото напрежение ще съответства не на броя на завъртанията, а на дължината на нихромния проводник, от който са направени спиралите и нагревателните елементи. Например, ако изправите спиралата на електрическа печка при 220 волта, тогава дължината на жицата ще бъде приблизително 16-20 метра. Тоест, за да навиете спирала при работно напрежение от 36 волта, трябва да разделите 220 на 36, което е 6. Това означава, че дължината на жицата на спирала от 36 волта ще бъде 6 пъти по-къса, приблизително 3 метра. Ако намотката се обдухва интензивно от вентилатор, тогава тя може да бъде 2 пъти по-къса, защото въздушният поток издухва топлината от нея и я предпазва от изгаряне. И ако, напротив, е затворен, тогава е по-дълъг, в противен случай ще изгори от липса на топлообмен. Можете например да включите два нагревателни елемента от 220 волта с еднаква мощност последователно на 380 волта (между две фази). И тогава всеки от тях ще бъде под напрежение 380: 2 = 190 волта. Тоест с 30 волта по-малко от изчисленото напрежение. В този режим те ще се нагряват малко (15%) по-малко, но никога няма да изгорят. Същото е и с електрическите крушки, например можете да свържете 10 еднакви 24 волтови крушки последователно и да ги включите като гирлянд към 220 волтова мрежа.
ЕЛЕКТРОПРОВОДИ ВИСОКО НАПРЕЖЕНИЕ
Препоръчително е да се пренася електричество на дълги разстояния (от водна или атомна електроцентрала до град) само под високо напрежение (100 000 волта) - по този начин може да се определи дебелината (напречното сечение) на проводниците на опорите на въздушните електропроводи сведени до минимум. Ако електричеството се предава веднага под ниско напрежение (както в контактите - 220 волта), тогава проводниците на въздушните линии ще трябва да бъдат направени дебели като трупи и никакви резерви от алуминий няма да са достатъчни за това. Освен това високото напрежение по-лесно преодолява съпротивлението на проводника и съединителните контакти (за алуминий и мед то е пренебрежимо малко, но на дължина от десетки километри все пак се натрупва значително), като мотоциклетист, който бърза с бясна скорост, който лесно лети над дупки и дерета.
ЕЛЕКТРОМОТОРИ И ТРИФАЗНО ЗАХРАНВАНЕ
Една от основните нужди от променлив ток е асинхронната електрическа енергия. двигатели, които са широко използвани поради тяхната простота и надеждност. Техните ротори (въртящата се част на двигателя) нямат намотка и комутатор, а са просто заготовки от електрическо желязо, в които прорезите за намотката са запълнени с алуминий - в тази конструкция няма какво да се счупи. Те се въртят поради променливото магнитно поле, създадено от статора (неподвижната част на електродвигателя). За да се осигури правилна работа на ел За двигатели от този тип (и по-голямата част от тях) трифазното захранване преобладава навсякъде. Фазите като три сестри близначки не са по-различни. Между всеки от тях и нулата има напрежение от 220 волта (V), честотата на всяко от тях е 50 херца (Hz). Те се различават само по времевото изместване и "имена" - A, B, C.
Графичното представяне на променлив ток на една фаза е изобразено под формата на вълнообразна линия, която се движи като змия през права линия - разделяйки тези зигзаги наполовина на равни части. Горните вълни отразяват движението на променлив ток в една посока, долните - в другата посока. Височината на пиковете (горен и долен) съответства на напрежението (220 V), след това графиката пада до нула - права линия (дължината на която отразява времето) и отново достига пика (220 V) на долния страна. Разстоянието между вълните по права линия изразява честотата (50 Hz). Трите фази на графиката представляват три вълнообразни линии, насложени една върху друга, но със закъснение, тоест когато вълната на едната достигне своя връх, другата вече намалява и така една по една - като гимнастически обръч или капак от тиган, който е паднал на пода. Този ефект е необходим за създаване на въртящо се магнитно поле в трифазните асинхронни двигатели, което завърта тяхната движеща се част - ротора. Това е подобно на велосипедните педали, върху които краката се натискат последователно като фази, само че тук има три педала, разположени един спрямо друг под ъгъл от 120 градуса (като емблемата на Mercedes или витлото на самолет с три остриета ).
Три електрически намотки двигател (всяка фаза има своя собствена) са изобразени на диаграмите по същия начин, като витло с три лопатки, някои краища свързани в обща точка, други към фазите. Намотките на трифазните трансформатори в подстанциите (които намаляват високото напрежение до битовото напрежение) са свързани по същия начин, а НУЛА идва от общата точка на свързване на намотките (неутралът на трансформатора). Генератори, произвеждащи електричество. енергия имат подобен модел. При тях механичното въртене на ротора (чрез хидро или парна турбина) се преобразува в електричество в електроцентрали (а в малки мобилни генератори - чрез двигател с вътрешно горене). Роторът със своето магнитно поле индуцира електрически ток в трите статорни намотки със закъснение от 120 градуса около обиколката (като емблемата на Mercedes). Резултатът е трифазен променлив ток с многократни пулсации, създаващи въртящо се магнитно поле. Електрическите двигатели, от друга страна, преобразуват трифазния ток чрез магнитно поле в механично въртене. Жиците на намотките нямат съпротивление, но токът в намотките ограничава магнитното поле, създадено от техните завъртания около желязото, подобно на силата на гравитацията, действаща върху велосипедист, каращ нагоре, и му пречи да ускори. Съпротивлението на магнитното поле, ограничаващо тока, се нарича ИНДУКЦИЯ.
Поради изоставането на фазите една от друга и достигането на пиковите си напрежения в различни моменти се получава потенциална разлика между тях. Това се нарича мрежово напрежение и в домакинските мрежи е 380 волта (V). Линейното (междуфазово) напрежение винаги е 1,73 пъти по-голямо от фазовото напрежение (между фаза и нула). Този коефициент (1,73) се използва широко във формулите за изчисление на трифазни системи. Например токът на всяка фаза на електрическото. двигател = мощност във ватове (W), разделена на мрежово напрежение (380 V) = общ ток във всичките три намотки, който също разделяме на коефициента (1,73), получаваме тока във всяка фаза.
Трифазно захранване създаващо ротационен ефект за електрическата енергия. двигатели, поради универсалния стандарт, осигурява захранване на битови сгради (жилищни, офисни, търговски, учебни сгради) - където има електричество. двигатели не са използвани. По правило 4-жилни кабели (3 фази и нула) идват към общите разпределителни табла и оттам се разпръскват по двойки (1 фаза и нула) към апартаменти, офиси и други помещения. Поради неравенството на токовите натоварвания в различни помещения, общата нула, която идва към електрическото захранване, често се претоварва. щит Ако прегрее и изгори, се оказва, че например съседните апартаменти са свързани последователно (тъй като са свързани с нули на обща контактна лента в ел. таблото) между две фази (380 волта). И ако един съсед има мощна електрическа енергия. уреди (като чайник, нагревател, пералня, бойлер), а другият е с ниска мощност (телевизор, компютър, аудио техника), то по-мощните консуматори на първия, поради ниско съпротивление, ще се превърнат в добър проводник, а в гнездата на друг съсед, вместо нула, ще се появи втора фаза и напрежението ще бъде над 300 волта, което веднага ще изгори оборудването му, включително хладилника. Поради това е препоръчително редовно да проверявате надеждността на контакта на нулата, идваща от захранващия кабел с общото електрическо разпределително табло. И ако стане горещо, изключете прекъсвачите във всички апартаменти, почистете въглеродните отлагания и затегнете добре общия нулев контакт. При относително равни натоварвания на различните фази, по-голям дял от обратните токове (през общата точка на свързване на консуматорските нули) ще се поемат взаимно от съседни фази. В трифазен ел В двигателите фазовите токове са равни и напълно изчезват през съседни фази, така че те изобщо не се нуждаят от нула.
Монофазен ел двигателите работят от една фаза и нула (например в битови вентилатори, перални машини, хладилници, компютри). В тях, за да се създадат два полюса, намотката е разделена наполовина и разположена на две срещуположни намотки от противоположните страни на ротора. А за създаване на въртящ момент е необходима втора (стартова) намотка, също навита на две срещуположни намотки и с магнитното си поле пресича полето на първата (работна) намотка на 90 градуса. Стартовата намотка има кондензатор (капацитет) във веригата, който измества своите импулси и, така да се каже, изкуствено излъчва втора фаза, поради което се създава въртящ момент. Поради необходимостта да се разделят намотките наполовина, скоростта на въртене на асинхронните еднофазни електрически. двигателите не могат да бъдат повече от 1500 оборота в минута. В трифазен ел В двигателите намотките могат да бъдат единични, разположени в статора на всеки 120 градуса около обиколката, тогава максималната скорост на въртене ще бъде 3000 об / мин. И ако всяка от тях се раздели наполовина, тогава получавате 6 намотки (по две на фаза), тогава скоростта ще бъде 2 пъти по-малка - 1500 об / мин, а силата на въртене ще бъде 2 пъти по-голяма. Може да има 9 или 12 бобини, съответно 1000 и 750 rpm, с увеличаване на силата толкова пъти, колкото е по-малък броят на оборотите в минута. Намотките на еднофазните двигатели също могат да бъдат срязани повече от половината, с подобно намаляване на скоростта и увеличаване на силата. Тоест, нискоскоростен двигател е по-трудно да се задържи на роторния вал с каквото и да било, отколкото високоскоростен двигател.
Има и друг често срещан тип имейл. двигатели - колекторни. Техните ротори носят намотка и контактен колектор, към който се подава напрежение чрез медно-графитни „четки“. Тя (намотката на ротора) създава собствено магнитно поле. За разлика от пасивно неусуканата желязо-алуминиева „заготовка“ на асинхронни електрически. двигател, магнитното поле на намотката на ротора на колекторния двигател се отблъсква активно от полето на неговия статор. Такива имейли двигателите имат различен принцип на работа - подобно на двата полюса на едноименния магнит, роторът (въртящата се част на електродвигателя) има тенденция да се оттласква от статора (неподвижната част). И тъй като валът на ротора е здраво фиксиран от два лагера в краищата, от „отчаяние“ роторът е активно усукан. Ефектът е подобен на катерица в колело, колкото по-бързо бяга, толкова по-бързо се върти барабанът. Следователно такива имейли. двигателите имат много по-високи скорости и могат да се регулират в широк диапазон от асинхронните. Освен това, при еднаква мощност, те са много по-компактни и по-леки, не зависят от честотата (Hz) и работят както на променлив, така и на постоянен ток. Обикновено се използват в мобилни единици: локомотиви на електрически влакове, трамваи, тролейбуси, електрически автомобили; както и във всички преносими ел. устройства: електрически бормашини, мелници, прахосмукачки, сешоари ... Но те са значително по-ниски по отношение на простотата и надеждността на асинхронните машини, които се използват главно на стационарно електрическо оборудване.
ЕЛЕКТРИЧЕСКА ОПАСНОСТ
Електрическият ток може да се преобразува в СВЕТЛИНА (чрез преминаване през нажежаема жичка, луминисцентен газ, LED кристали), ТОПЛИНА (преодоляване на съпротивлението на нихромов проводник с неизбежното му нагряване, което се използва във всички нагревателни елементи), МЕХАНИЧНА РАБОТА (чрез магнитно поле, създадено от електрически намотки в електродвигатели и електрически магнити, които съответно се въртят и прибират). Обаче ел. Токът е изпълнен със смъртна опасност за живия организъм, през който може да премине.
Някои хора казват: „Бях ударен от 220 волта“. Това не е вярно, защото не напрежението причинява повреда, а токът, който преминава през тялото. Стойността му при едно и също напрежение може да се различава десетки пъти по ред причини. Пътят, по който върви, също е от голямо значение. За да тече ток през тялото, трябва да сте част от електрическа верига, тоест да станете неин проводник, като за целта трябва да докоснете два различни потенциала едновременно (фаза и нула - 220 V, или два противоположни фази - 380 V). Най-често срещаният опасен поток на ток е от едната ръка към другата или от лявата ръка към краката, защото по този начин пътят ще минава през сърцето, което може да спре от ток от само една десета от ампера (100 милиампери). И ако например докоснете оголените контакти на контакта с различни пръсти на едната си ръка, токът ще премине от пръст на пръст, но няма да засегне тялото (освен ако, разбира се, краката ви не са на непроводим етаж).
Ролята на нулев потенциал (ZERO) може да се играе от земята - буквално самата повърхност на почвата (особено влажна) или метална или стоманобетонна конструкция, която е вкопана в земята или има значителна площ на контакт с нея. Изобщо не е необходимо да хващате различни проводници с две ръце, можете просто да стоите боси или с лоши обувки на влажна земя, бетон или метален под и да докосвате открития проводник с която и да е част от тялото си. И мигновено от тази част през тялото ще потече коварен ток към краката. Дори ако отидете да се облекчите в храстите и случайно ударите откритата фаза със струя, пътят на тока ще премине през (солената и много по-проводима) струя урина, репродуктивната система и краката. Ако краката ви носят сухи обувки с дебели подметки или самият под е дървен, тогава няма да има НУЛА и няма да тече ток, дори ако хванете със зъби един оголен ФАЗОВ проводник под напрежение (ясно потвърждение за това са птиците, които седят на неизолирани проводници).
Големината на тока до голяма степен зависи от зоната на контакт. Например, можете леко да докоснете две фази (380 V) със сухи върхове на пръстите - ще удари, но не фатално. Или можете да хванете две дебели медни пръчки, към които са свързани само 50 волта, с двете мокри ръце - контактната площ + влагата ще осигурят проводимост десетки пъти по-голяма, отколкото в първия случай, а големината на тока ще бъде фатална. (Виждал съм електротехник, чиито пръсти бяха толкова мазоли, сухи и мазоли, че той можеше лесно да работи под напрежение, сякаш носи ръкавици.) Освен това, когато човек докосне напрежението с върховете на пръстите си или опакото на ръката си, той рефлексивно потрепва далеч. Ако се хванете за парапет, тогава напрежението предизвиква свиване на мускулите на ръцете и човекът хваща със сила, на която никога не е бил способен, и никой не може да го откъсне, докато напрежението не бъде изключено. И времето на излагане (милисекунди или секунди) на електрически ток също е много важен фактор.
Например, в електрическия стол върху предварително обръснатата глава на човек се поставя плътно затегнат широк метален обръч (чрез парцал, навлажнен със специален, добре проводим разтвор), към който е свързан един проводник - фазовият. Вторият потенциал е свързан с краката, върху които (на пищялите близо до глезените) са здраво затегнати широки метални скоби (отново с мокри специални подложки). Осъденият е здраво фиксиран към подлакътниците на стола с предмишниците си. Когато включите ключа, се появява напрежение от 2000 волта между потенциалите на главата и краката! Разбираемо е, че с получената сила на тока и неговия път загубата на съзнание настъпва моментално, а останалата част от „доизгарянето“ на тялото гарантира смъртта на всички жизненоважни органи. Само може би самата процедура на готвене излага нещастния човек на такъв изключителен стрес, че самият токов удар се превръща в избавление. Но не се стряскайте - в нашата държава все още няма такава екзекуция...
И така, опасността от токов удар. токът зависи от: напрежение, път на протичане на ток, сухи или мокри (потта поради солите има добра проводимост) части на тялото, зона на контакт с голи проводници, изолация на краката от земята (качество и сухота на обувките, влага на почвата, подов материал), време на излагане на ток.
Но не е нужно да хващате оголен проводник, за да получите захранване. Може да се случи, че изолацията на намотката на електрическия блок е нарушена и тогава ФАЗАТА ще се окаже върху тялото му (ако е метално). Например имаше такъв случай в съседна къща - мъж в горещ летен ден се качи на стар железен хладилник, седна върху него с голи, потни (и следователно солени) бедра и започна да пробива тавана с електрическа бормашина, като с другата ръка се държи за металната й част близо до патронника... Или е попаднал в армировката (а тя обикновено е заварена към общия заземителен контур на сградата, което е еквивалентно на НУЛА) на бетона таванска плоча или в собствената си електрическа инсталация?? Той просто падна мъртъв, ударен на място от чудовищен токов удар. Комисията откри ФАЗА (220 волта) на корпуса на хладилника, появила се по него поради нарушение на изолацията на намотката на статора на компресора. Докато не докоснете едновременно тялото (със скритата фаза) и нулата или „земята“ (например желязна водопроводна тръба), нищо няма да се случи (ПДЧ и линолеум на пода). Но щом се „намери“ вторият потенциал (НУЛА или друга ФАЗА), ударът е неизбежен.
За предотвратяване на подобни инциденти се извършва ЗАЗЕМЯВАНЕ. Тоест чрез специален защитен заземителен проводник (жълто-зелен) към металните корпуси на всички електрически устройства. устройствата са свързани към НУЛЕВ потенциал. Ако изолацията е нарушена и ФАЗАТА докосне корпуса, моментално ще се получи късо съединение (късо съединение) с нула, в резултат на което машината ще прекъсне веригата и фазата няма да остане незабелязана. Поради това електротехниката премина към трижилно (фаза - червено или бяло, нула - синьо, земя - жълто-зелени проводници) окабеляване в еднофазно захранване и петжилно в трифазно (фази - червено, бяло, кафяв). В така наречените евророзетки, освен два гнезда, бяха добавени и заземителни контакти (мустаци) - към тях се свързва жълто-зелен проводник, а на еврощепселите, освен два щифта, има контакти от който жълто-зелен (трети) проводник също отива към електроуреда на тялото.
За да се избегнат къси съединения, напоследък широко се използват RCD (устройства за остатъчен ток). RCD сравнява фазовите и нулевите токове (колко е вътре и колко е навън) и когато се появи теч, тоест или изолацията е счупена, а намотката на двигателя, трансформатора или спиралата на нагревателя е „зашита“ върху корпуса или човек действително докосне частите, носещи ток, тогава "нулевият" ток ще бъде по-малък от фазовия ток и RCD незабавно ще се изключи. Този ток се нарича ДИФЕРЕНЦИАЛЕН, т.е. трета страна („ляв“) и не трябва да надвишава смъртоносна стойност - 100 милиампера (1 десета от ампера), а за домакинско еднофазно захранване тази граница обикновено е 30 mA. Такива устройства обикновено се поставят на входа (последователно с прекъсвачи) на окабеляването, захранващо влажни, опасни помещения (например баня) и предпазват от токов удар от ръцете - до „земята“ (под, вана, тръби, вода). Докосването на фазата и работната нула с две ръце (с непроводим под) няма да задейства RCD.
Заземяването (жълто-зелен проводник) идва от една точка с нула (от общата точка на свързване на трите намотки на трифазен трансформатор, която също е свързана с голям метален прът, вкопан дълбоко в земята - ЗАЗЕМЯВАНЕ при ел. трафопост захранващ микрорайона). На практика това е същата нула, но „освободена“ от работа, просто „пазач“. Така че, при липса на заземяващ проводник в окабеляването, можете да използвате неутрален проводник. А именно, в евро гнездо поставете джъмпер от неутралния проводник към заземяващите „мустаци“, след което, ако изолацията е счупена и има теч към корпуса, машината ще работи и ще изключи потенциално опасното устройство.
Или можете сами да направите заземяване - забийте няколко лоста дълбоко в земята, изсипете го с много солен разтвор и свържете заземяващия проводник. Ако го свържете към общата нула на входа (преди RCD), тогава той надеждно ще предпази от появата на втора ФАЗА в гнездата (описани по-горе) и изгарянето на домакинско оборудване. Ако не е възможно да го достигнете до общата нула, например в частна къща, тогава трябва да инсталирате машина на вашата нула, както във фаза, в противен случай, ако общата нула в разпределителното табло изгори, съседите токът ще премине през вашата нула до домашно заземяване. И с картечница подкрепата за съседите ще бъде осигурена само до нейната граница и вашата нула няма да пострада.
ПОСЛЕСЛОВО
Е, изглежда, че описах всички основни общи нюанси на електричеството, които не са свързани с професионални дейности. По-дълбоките детайли ще изискват още по-дълъг текст. Колко ясно и разбираемо се е получило е да преценят тези, които по принцип са далечни и некомпетентни в тази тема (беше :-).
Нисък поклон и скъпа памет пред великите физици на Европа, увековечили имената си в единици за измерване на параметрите на електрическия ток: Александро Джузепе Антонио Анастасио ВОЛТА - Италия (1745-1827); Андре Мари АМПЕР - Франция (1775-1836); Георг Симон ОМ - Германия (1787-1854); Джеймс УАТ - Шотландия (1736-1819); Хайнрих Рудолф ХЕРЦ – Германия (1857-1894); Майкъл Фарадей - Англия (1791-1867).
СТИХОТВОРЕНИЕ ЗА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК:
Чакай, не бързай, нека поговорим малко.
Чакай, не бързай, не бързай конете.
Ти и аз сме сами в апартамента тази вечер.
Електрически ток, електрически ток,
Подобно на напрежението в Близкия изток,
От момента, в който видях Братската водноелектрическа централа,
Интересът ми към теб се появи.
Електрически ток, електрически ток,
Казват, че понякога можеш да бъдеш жесток.
Вашето коварно ухапване може да отнеме живота ви,
Е, нека бъде, все още не се страхувам от теб!
Електрически ток, електрически ток,
Те твърдят, че вие сте поток от електрони,
И освен това празните хора бърборят,
Че вие се управлявате от катода и анода.
Не знам какво означават "анод" и "катод",
Вече имам много грижи,
Но докато тече, електрически ток
Врящата вода в тигана ми няма да изтече.
Игор Иртенев 1984г
В днешно време е невъзможно да си представим живота без електричество. Това не е само светлина и нагреватели, но и цялото електронно оборудване, от първите вакуумни тръби до мобилни телефони и компютри. Тяхната работа се описва с различни, понякога много сложни, формули. Но дори и най-сложните закони на електротехниката и електрониката се основават на законите на електротехниката, които се изучават в предмета „Теоретични основи на електротехниката“ (ТОЕ) в институти, технически училища и колежи.
Основни закони на електротехниката
- Закон на Ом
- Закон на Джаул-Ленц
- Първият закон на Кирхоф
Закон на Ом- изучаването на TOE започва с този закон и нито един електротехник не може без него. Той гласи, че токът е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението. Това означава, че колкото по-високо е напрежението, приложено към резистора, двигателя, кондензатора или бобината (при поддържане на други условия постоянни), толкова по-висок е токът, протичащ през веригата. Обратно, колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-малък е токът.
Закон на Джаул-Ленц. Използвайки този закон, можете да определите количеството топлина, генерирано от нагревател, кабел, мощност на електрически двигател или други видове работа, извършвана от електрически ток. Този закон гласи, че количеството топлина, генерирано при протичане на електрически ток през проводник, е право пропорционално на квадрата на тока, съпротивлението на този проводник и времето, през което протича токът. С помощта на този закон се определя действителната мощност на електродвигателите, а също и въз основа на този закон работи електромерът, според който плащаме за консумираната електроенергия.
Първият закон на Кирхоф. Използва се за изчисляване на кабели и прекъсвачи при изчисляване на електрически вериги. Той гласи, че сумата от токовете, влизащи във всеки възел, е равна на сумата от токовете, напускащи този възел. На практика от източника на захранване влиза един кабел, а излизат един или повече.
Вторият закон на Кирхоф. Използва се при последователно свързване на няколко товара или товар и дълъг кабел. Приложимо е и при свързване не от стационарен източник на захранване, а от батерия. Той гласи, че в затворена верига сумата от всички спадове на напрежението и всички emfs е 0.
Къде да започна да уча електроинженерство
Най-добре е да изучавате електроинженерство в специални курсове или в образователни институции. В допълнение към възможността да общувате с учители, можете да се възползвате от съоръженията на учебното заведение за практически занятия. Учебното заведение издава и документ, който ще се изисква при кандидатстване за работа.
Ако решите да изучавате електроинженерство сами или имате нужда от допълнителни материали за часовете, тогава има много сайтове, където можете да изучавате и да изтеглите необходимите материали на вашия компютър или телефон.
Видео уроци
В интернет има много видеоклипове, които ви помагат да овладеете основите на електротехниката. Всички видеоклипове могат да се гледат онлайн или да се изтеглят с помощта на специални програми.
Видео уроци по електротехници- много материали, разказващи за различни практически въпроси, с които може да се сблъска начинаещ електротехник, за програмите, с които трябва да работи, и за оборудването, инсталирано в жилищни помещения.
Основи на теорията на електротехниката- ето видео уроците, които нагледно обясняват основните закони на електротехниката, общата продължителност на всички уроци е около 3 часа.
- нула и фаза, схеми за свързване на крушки, ключове, контакти. Видове инструменти за електроинсталация;
- Видове материали за ел. инсталация, монтаж на ел. верига;
- Превключвател и паралелно свързване;
- Монтаж на електрическа верига с двубутонен ключ. Модел на захранване на помещенията;
- Модел на захранване за стая с ключ. Основи на безопасността.
Книги
Най-добрият съветник винаги имаше книга. Преди това беше необходимо да се вземе книга от библиотеката, от приятели или да се купи. Днес в Интернет можете да намерите и изтеглите различни книги, които са необходими на начинаещ или опитен електротехник. За разлика от видео уроците, където можете да гледате как се изпълнява това или онова действие, в книга можете да го държите наблизо, докато вършите работата. Книгата може да съдържа справочни материали, които няма да се поберат във видео урок (като в училище - учителят разказва урока, описан в учебника, и тези форми на обучение се допълват взаимно).
Има сайтове с голямо количество електротехническа литература по различни въпроси - от теория до справочни материали. Във всички тези сайтове можете да изтеглите книгата, от която се нуждаете, на вашия компютър и по-късно да я прочетете от всяко устройство.
Например,
мексалиб- различни видове литература, включително електротехника
книги за електротехник- този сайт има много съвети за начинаещи електроинженери
електро специалист- сайт за начинаещи електротехници и професионалисти
Библиотека на електротехника- много различни книги предимно за професионалисти
Онлайн учебници
Освен това в интернет има онлайн учебници по електротехника и електроника с интерактивно съдържание.
Това са като:
Основен курс по електротехник- учебник по електротехника
Основни понятия
Електроника за начинаещи- начален курс и основи на електрониката
Мерки за безопасност
Основното при извършване на електрически работи е спазването на предпазните мерки. Ако неправилната работа може да доведе до повреда на оборудването, тогава неспазването на предпазните мерки може да доведе до нараняване, увреждане или смърт.
Основни правила- това означава да не докосвате живи проводници с голи ръце, да работите с инструменти с изолирани дръжки и при изключване на захранването да поставите знак „не включвайте, хората работят“. За по-подробно проучване на този въпрос трябва да вземете книгата „Правила за безопасност при електрическа инсталация и работа по настройка“.
Видео версия на статията:
Нека започнем с понятието електричество. Електрическият ток е подредено движение на заредени частици под въздействието на електрическо поле. Частиците могат да бъдат свободни електрони на метала, ако токът тече през метална жица, или йони, ако токът тече в газ или течност.
В полупроводниците също има ток, но това е отделна тема за обсъждане. Пример е трансформатор с високо напрежение от микровълнова фурна - първо електроните протичат през проводниците, след това йони се движат между проводниците, съответно първо токът протича през метала, а след това през въздуха. Едно вещество се нарича проводник или полупроводник, ако съдържа частици, които могат да носят електрически заряд. Ако няма такива частици, тогава такова вещество се нарича диелектрик, то не провежда електричество. Заредените частици носят електрически заряд, който се измерва като q в кулони.
Единицата за измерване на силата на тока се нарича ампер и се обозначава с буквата I, ток от 1 ампер се образува, когато заряд от 1 кулон преминава през точка в електрическа верига за 1 секунда, тоест, грубо казано, силата на тока се измерва в кулони за секунда. И по същество силата на тока е количеството електричество, протичащо за единица време през напречното сечение на проводника. Колкото повече заредени частици се движат по жицата, толкова по-голям е съответно токът.
За да накарате заредените частици да се преместят от един полюс към друг, е необходимо да се създаде потенциална разлика или – напрежение – между полюсите. Напрежението се измерва във волтове и се обозначава с буквата V или U. За да получите напрежение от 1 волт, трябва да прехвърлите заряд от 1 C между полюсите, докато извършвате 1 J работа, съгласен съм, малко е неясно .
За по-голяма яснота си представете резервоар за вода, разположен на определена височина. От резервоара излиза тръба. Водата тече през тръбата под въздействието на гравитацията. Нека водата е електрически заряд, височината на водния стълб е напрежение, а скоростта на водния поток е електрически ток. По-точно, не скоростта на потока, а количеството вода, изтичаща за секунда. Разбирате, че колкото по-високо е нивото на водата, толкова по-голямо ще бъде налягането отдолу и колкото по-високо е налягането отдолу, толкова повече вода ще тече през тръбата, защото скоростта ще бъде по-висока. По същия начин, колкото по-високо е напрежението, толкова по-голям е токът. ще тече във веригата.
Връзката между всичките три разглеждани величини във верига с постоянен ток се определя от закона на Ом, който се изразява с тази формула, и звучи така, сякаш силата на тока във веригата е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на съпротивлението. Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-малък е токът и обратно.
Ще добавя още няколко думи за съпротивата. Може да се измери или може да се преброи. Да кажем, че имаме проводник с известна дължина и напречно сечение. Квадратни, кръгли, няма значение. Различните вещества имат различни съпротивления и за нашия въображаем проводник има тази формула, която определя връзката между дължината, площта на напречното сечение и съпротивлението. Съпротивлението на веществата може да се намери в интернет под формата на таблици.
Отново можем да направим аналогия с водата: водата тече през тръба, нека тръбата има специфична грапавост. Логично е да се предположи, че колкото по-дълга и по-тясна е тръбата, толкова по-малко вода ще тече през нея за единица време. Вижте колко е просто? Дори не е нужно да запомняте формулата, просто си представете тръба с вода.
Що се отнася до измерването на съпротивлението, имате нужда от устройство, омметър. В днешно време са по-популярни универсалните уреди - мултиметри, измерват съпротивление, ток, напрежение и куп други неща. Нека направим експеримент. Ще взема парче нихромова жица с известна дължина и напречно сечение, ще намеря съпротивлението на уебсайта, откъдето го купих, и ще изчисля съпротивлението. Сега ще измеря същото парче с помощта на устройството. За такова малко съпротивление ще трябва да извадя съпротивлението на сондите на моето устройство, което е 0,8 ома. Просто така!
Скалата на мултиметъра е разделена според големината на измерваните величини; това се прави за по-висока точност на измерване. Ако искам да измеря резистор с номинална стойност 100 kOhm, настройвам дръжката на по-голямото най-близко съпротивление. В моя случай е 200 килоома. Ако искам да измеря 1 килоом, използвам 2 ома. Това важи за измерване на други величини. Тоест скалата показва границите на измерването, в които трябва да попаднете.
Нека продължим да се забавляваме с мултиметъра и да се опитаме да измерим останалите количества, които научихме. Ще взема няколко различни DC източника. Нека да бъде захранване от 12 волта, USB порт и трансформатор, който дядо ми направи в младостта си.
Можем да измерим напрежението на тези източници в момента, като свържете волтметър паралелно, тоест директно към плюса и минуса на източниците. Всичко е ясно с напрежението, може да се вземе и измери. Но за да измерите силата на тока, трябва да създадете електрическа верига, през която ще тече ток. В електрическата верига трябва да има консуматор или товар. Нека свържем потребител към всеки източник. Парче LED лента, двигател и резистор (160 ома).
Нека измерим тока, протичащ във веригите. За да направя това, превключвам мултиметъра в режим на текущо измерване и превключвам сондата към текущия вход. Амперметърът е свързан последователно към измервания обект. Ето диаграмата, тя също трябва да се помни и да не се бърка със свързването на волтметър. Между другото, има такова нещо като токови клещи. Те ви позволяват да измервате ток във верига, без да се свързвате директно към веригата. Тоест не е нужно да изключвате кабелите, просто ги хвърляте върху проводника и те измерват. Добре, нека се върнем към нашия обичаен амперметър.
Така че измерих всички токове. Сега знаем колко ток се консумира във всяка верига. Тук имаме светещи светодиоди, тук двигателят се върти и тук…. Стойте там, какво прави резисторът? Не ни пее песни, не осветява стаята и не върти никакъв механизъм. И така, за какво харчи всичките 90 милиампера? Това няма да работи, нека го разберем. Хей, ти! О, той е горещ! Така че тук се изразходва енергия! Възможно ли е по някакъв начин да се изчисли какъв вид енергия има тук? Оказва се, че е възможно. Законът, описващ топлинния ефект на електрическия ток, е открит през 19 век от двама учени, Джеймс Джаул и Емилиус Ленц.
Законът беше наречен закон на Джаул-Ленц. Изразява се с тази формула и числено показва колко джаула енергия се отделят в проводник, в който тече ток, за единица време. От този закон можете да намерите мощността, която се отделя на този проводник; мощността се обозначава с английската буква P и се измерва във ватове. Намерих тази много готина таблетка, която свързва всички количества, които сме изучавали досега.
Така на моята маса електрическата енергия се използва за осветление, за извършване на механична работа и за отопление на околния въздух. Между другото, именно на този принцип работят различни нагреватели, електрически чайници, сешоари, поялници и др. Навсякъде има тънка спирала, която се нагрява под въздействието на тока.
Тази точка трябва да се вземе предвид при свързване на проводници към товара, тоест полагането на кабели към гнезда в целия апартамент също е включено в тази концепция. Ако вземете проводник, който е твърде тънък за свързване към контакт и свържете компютър, чайник и микровълнова печка към този контакт, проводникът може да се нагрее и да причини пожар. Следователно има такъв знак, който свързва площта на напречното сечение на проводниците с максималната мощност, която ще тече през тези проводници. Ако решите да дърпате кабели, не забравяйте за това.
Също така, като част от този брой, бих искал да припомня характеристиките на паралелните и последователни връзки на текущите потребители. При последователно свързване токът е еднакъв на всички консуматори, напрежението е разделено на части, а общото съпротивление на консуматорите е сумата от всички съпротивления. При паралелно свързване напрежението на всички потребители е еднакво, силата на тока се разделя и общото съпротивление се изчислява по тази формула.
Това води до една много интересна точка, която може да се използва за измерване на силата на тока. Да кажем, че трябва да измерите тока във верига от около 2 ампера. Амперметърът не може да се справи с тази задача, така че можете да използвате закона на Ом в неговата чиста форма. Знаем, че силата на тока е еднаква при последователно свързване. Нека вземем резистор с много малко съпротивление и го вкараме последователно с товара. Да измерим напрежението върху него. Сега, използвайки закона на Ом, намираме силата на тока. Както можете да видите, тя съвпада с изчисляването на лентата. Основното нещо, което трябва да запомните тук е, че този допълнителен резистор трябва да е възможно най-нисък, за да има минимално въздействие върху измерванията.
Има още един много важен момент, за който трябва да знаете. Всички източници имат максимален изходен ток; ако този ток бъде превишен, източникът може да се нагрее, да се повреди и в най-лошия случай дори да се запали. Най-благоприятният изход е, когато източникът има защита от свръхток, в който случай той просто ще изключи тока. Както си спомняме от закона на Ом, колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-голям е токът. Тоест, ако вземете парче тел като товар, тоест затворете източника към себе си, тогава силата на тока във веригата ще скочи до огромни стойности, това се нарича късо съединение. Ако си спомняте началото на проблема, можете да направите аналогия с водата. Ако заместим нулево съпротивление в закона на Ом, получаваме безкрайно голям ток. На практика това разбира се не се случва, тъй като източникът има вътрешно съпротивление, което е свързано последователно. Този закон се нарича закон на Ом за пълна верига. По този начин токът на късо съединение зависи от стойността на вътрешното съпротивление на източника.
Сега да се върнем към максималния ток, който източникът може да произведе. Както вече казах, токът във веригата се определя от товара. Много хора ми писаха във VK и зададоха нещо като този въпрос, ще го преувелича леко: Саня, имам захранване от 12 волта и 50 ампера. Ако свържа малко парче LED лента към него, ще изгори ли? Не, разбира се, че няма да изгори. 50 ампера е максималният ток, който източникът може да произведе. Ако свържете парче лента към него, то ще издържи добре, да кажем 100 милиампера, и това е. Токът във веригата ще бъде 100 милиампера и никой няма да изгори никъде. Друго нещо е, че ако вземете километър LED лента и я свържете към това захранване, токът там ще бъде по-висок от допустимото и захранването най-вероятно ще прегрее и ще се повреди. Не забравяйте, че потребителят е този, който определя количеството ток във веригата. Това устройство може да изведе максимум 2 ампера и когато го окъся до болта, нищо не се случва с болта. Но захранването не харесва това; работи в екстремни условия. Но ако вземете източник, способен да доставя десетки ампери, болтът няма да хареса тази ситуация.
Като пример, нека изчислим захранването, което ще е необходимо за захранване на известна секция от LED лента. И така, купихме макара LED лента от китайците и искаме да захранваме три метра от същата тази лента. Първо отиваме на продуктовата страница и се опитваме да намерим колко вата консумира един метър лента. Не можах да намеря тази информация, затова има този знак. Да видим каква лента имаме. Диоди 5050 по 60 броя на метър. И виждаме, че мощността е 14 вата на метър. Искам 3 метра, което означава, че мощността ще бъде 42 вата. Препоръчително е да вземете захранване с 30% резерв на мощност, така че да не работи в критичен режим. В резултат на това получаваме 55 вата. Най-близкото подходящо захранване ще бъде 60 вата. От формулата за мощност изразяваме силата на тока и го намираме, знаейки, че светодиодите работят при напрежение от 12 волта. Оказва се, че имаме нужда от единица с ток от 5 ампера. Например отиваме при Али, намираме го, купуваме го.
Много е важно да знаете консумацията на ток, когато правите каквито и да е USB домашни продукти. Максималният ток, който може да се вземе от USB, е 500 милиампера и е по-добре да не го превишавате.
И накрая, няколко думи за предпазните мерки. Тук можете да видите до какви стойности електричеството се счита за безвредно за човешкия живот.