Tee-se-itse sähköt kotiisi. "Sähköasentajan peruskurssi" Koskettimien kytkennät
Sähköinsinööri. Työskenteli sähköverkoissa. Hän on erikoistunut releen suojaukseen ja sähköautomaatiolaitteisiin. Kahden kirjan kirjoittaja Electrician's Library -sarjasta. Julkaistu sähkötekniikan aikakauslehdissä. Asuu tällä hetkellä Israelissa. 71 vuotta vanha. Eläkeläinen.
Ha-esh`har str., 8\6, Haifa, 35844, Israel
Lukijalle
Sähkön tärkeyttä jokaisen ihmisen normaalin toiminnan turvaamiseksi ei luultavasti tarvitse selittää sinulle. Ei liene liioittelua sanoa, että nykyään se on sama olennainen osa sitä kuin vesi, lämpö ja ruoka. Ja jos valot sammuvat talossa, sinä poltat sormesi sytytettyä tulitikkua, soita meille välittömästi.
Sähkö kulkee pitkän ja vaikean polun ennen kuin se saapuu kotiisi. Voimalaitoksella polttoaineesta valmistettu se kulkee muuntaja- ja kytkinsähköasemilla tuhansien kilometrien pituisten linjojen läpi, jotka on asennettu kymmeniin tuhansiin pylväisiin.
Sähkö on nykyään kehittynyttä tekniikkaa, luotettavaa ja laadukasta virtalähdettä, huolta kuluttajasta ja hänen palvelustaan.
Siinä ei kuitenkaan vielä kaikki. Viimeinen lenkki sähköketjussa on kotisi sähkölaitteet. Ja se, kuten kaikki muukin, vaatii jonkin verran tietoa toimiakseen oikein. Siksi kehotamme teitä tekemään yhteistyötä kanssamme ja tätä tarkoitusta varten annamme joitain suosituksia ja varoituksia. Varoitukset on korostettu punaisella.
Puhumme seuraavista asioista:
1. Oikeudelliset näkökohdat. Tilaajan tulee tuntea oikeutensa, velvollisuutensa ja vastuunsa suhteessa energiahuoltoorganisaatioon. Sama koskee energiahuoltoorganisaation suhtautumista siihen.
2. Asuntojen sähköjohtojen, kytkentälaitteiden ja asennustuotteiden tuntemus.
4. Sähkö vaatii käyttäjältä paitsi tiettyä tietämystä myös tiettyjen sääntöjen tiukkaa noudattamista. Se on vaaraksi sekä niille, jotka eivät osaa käyttää sitä, että kurittomille "käsityöläisille". Siksi esittelemme sinulle sähköturvallisuuden perusteet.
Pyydämme teitä ymmärtämään suosituksiamme ja varoituksiamme. Toivomme myös, että et aiheuta vahinkoa yllämainituille verkkorakenteille ja sähkölaitteille.
Toivotamme sinulle kaikkea hyvää, myös sähkön tarjoamaa.
Tällä hetkellä se on jo kehittynyt melko tasaisesti palvelumarkkinoilla, myös alueella kodin sähköasentajat.
Ammattitaitoiset sähköasentajat, peittelemättömällä innostuksella, yrittävät kaikin voimin auttaa muuta väestöämme, samalla kun he saavat suuren tyytyväisyyden laadukkaasta työstä ja vaatimattomasta korvauksesta. Myös väestömme saa suuren ilon laadukkaasta, nopeasta ja täysin edullisesta ratkaisusta heidän ongelmiinsa.
Toisaalta on aina ollut melko laaja joukko kansalaisia, jotka pitävät sitä pohjimmiltaan kunniana - omalla kädellä ratkaise ehdottomasti kaikki omassa asuinpaikassasi esiin tulevat arkipäivät. Tällainen kanta ansaitsee ehdottomasti hyväksynnän ja ymmärryksen.
Lisäksi kaikki nämä Vaihdot, siirrot, asennukset- kytkimet, pistorasiat, koneet, mittarit, lamput, keittiön liesien liitäntä jne. - kaikki tämäntyyppiset palvelut, joita väestö tarvitsee eniten sähköasentajan näkökulmasta, ollenkaan eivät ole vaikeita töitä.
Ja ollakseni rehellinen, tavallinen kansalainen, jolla ei ole sähkötekniikan koulutusta, mutta jolla on melko yksityiskohtaiset ohjeet, pystyy helposti selviytymään sen toteuttamisesta itse, omin käsin.
Tietenkin, kun aloitteleva sähköasentaja suorittaa tällaista työtä ensimmäistä kertaa, hän voi viettää paljon enemmän aikaa kuin kokenut ammattilainen. Mutta se ei ole ollenkaan tosiasia, että tämä heikentäisi sen tehokkuutta, kiinnittäen huomiota yksityiskohtiin ja ilman kiirettä.
Alun perin tämä sivusto suunniteltiin kokoelmaksi samankaltaisia ohjeita tämän alan yleisimmistä ongelmista. Mutta myöhemmin ihmisille, jotka eivät olleet koskaan törmänneet tällaisten ongelmien ratkaisemiseen, lisättiin "nuoren sähköasentajan" kurssi, joka koostui 6 käytännön oppitunnista.
Piilotetun ja avoimen johdotuksen sähköpistorasian asennuksen ominaisuudet. Pistorasiat sähköliesille. Sähköliesi liittäminen omin käsin.
Kytkimet.
Sähkökytkimien vaihto ja asennus, piilotetut ja paljaat johdotukset.
Automaattikoneet ja RCD:t.
Vikavirtalaitteiden ja katkaisijoiden toimintaperiaate. Katkaisijoiden luokittelu.
Sähkömittarit.
Ohjeet yksivaiheisen mittarin itseasennukseen ja liittämiseen.
Johtojen vaihto.
Sähköasennukset sisätiloihin. Asennusominaisuudet riippuen seinien materiaalista ja viimeistelytyypistä. Sähköjohdot puutalossa.
Lamput.
Seinävalaisimien asennus. Kattokruunut. Kohdevalojen asennus.
Yhteystiedot ja yhteydet.
Tietyntyyppiset johdinliitännät, joita löytyy useimmiten "kodin" sähkölaitteista.
Sähkötekniikka - perusteoria.
Sähkövastuksen käsite. Ohmin laki. Kirchhoffin lait. Rinnakkais- ja sarjaliitäntä.
Yleisimpien johtojen ja kaapeleiden kuvaus.
Kuvitetut ohjeet työskentelyyn digitaalisen yleissähköisen mittauslaitteen kanssa.
Tietoja lampuista - hehkulamput, loistelamput, LED.
"Rahasta".
Sähköasentajan ammattia ei pidetty arvostetuksi vielä viime aikoihin asti. Mutta voisiko sitä kutsua matalapalkkaiseksi? Alta löydät hinnaston yleisimmistä palveluista kolmen vuoden takaa.
Sähköasennus - hinnat.
Sähkömittari kpl. - 650p.
Yksinapaiset katkaisijat kpl. - 200p.
Kolminapaiset automaattikoneet kpl. - 350p.
Difavtomat kpl. - 300p.
Yksivaiheinen RCD kpl. - 300p.
Yksinäppäinkytkin kpl. - 150p.
Kaksiavaimen kytkin kpl. - 200p.
Kolmen avaimen kytkin kpl. - 250p.
Avoin kytkentäpaneeli jopa 10 ryhmää kpl. - 3400p.
Piilotettu kytkentäpaneeli jopa 10 ryhmää kpl. - 5400p.
Avojohdon asennus P.m - 40p.
Aaltopahvijohdotus P.m - 150p.
Seinään uritus (betoni) P.m - 300p.
(tiili) p.m - 200p.
Alapistorasian ja kytkentärasian asennus betonikappaleisiin. - 300p.
tiili kpl. - 200p.
kipsilevy kpl. - 100p.
Lamppu kpl. - 400p.
Kohdevalo kpl. - 250p.
Kattokruunu koukulla kpl. - 550p.
Kattokruunu (ilman asennusta) kpl. - 650p.
Kellon ja napin asennus kpl. - 500p.
Pistorasian asennus, avoin johtokytkin kpl. - 300p.
Pistorasian asennus, piilotettu johdotuskytkin (ilman pistorasian asennusta) kpl. - 150p.
Kun olin sähköasentaja "ilmoituksen perusteella", en pystynyt asentamaan betoniin yli 6-7 pistettä (pistorasiat, kytkimet) piilojohtoja - illalla. Lisäksi 4-5 metriä uria (betonille). Suoritamme yksinkertaisia aritmeettisia laskelmia: (300+150)*6=2700p. - Nämä ovat pistorasiat, joissa on kytkimet.
300*4=1200 ruplaa. - tämä on uria varten.
2700+1200=3900 ruplaa. - tämä on kokonaismäärä.
Ei paha 5-6 tunnin työlle, eikö? Hinnat ovat tietysti Moskovan hintoja Venäjällä, mutta ne ovat pienempiä, mutta enintään kaksi kertaa.
Kaiken kaikkiaan sähköasentajan kuukausipalkka ylittää tällä hetkellä harvoin 60 000 ruplaa (ei Moskovassa)
Tietysti tällä alalla on myös erityisen lahjakkaita ihmisiä (yleensä erinomaisen terveellisiä) ja käytännön taitoa. Tietyissä olosuhteissa he onnistuvat nostamaan tulonsa 100 000 ruplaan tai enemmän. Pääsääntöisesti heillä on lupa tehdä sähköasennustöitä ja työskennellä suoraan asiakkaan kanssa tekemällä ”vakavia” sopimuksia ilman erilaisten välittäjien osallistumista.
Sähköasentajat - teollisuuskorjaajat. laitteet (yrityksissä), sähköasentajat - korkeajännitetyöntekijät, yleensä (ei aina) - ansaitsevat jonkin verran vähemmän. Jos yritys on kannattava ja varoja sijoitetaan "uudelleenlaittoon", sähköasentajille-korjaajille voi avautua lisätulonlähteitä, esimerkiksi uusien laitteiden asennus työajan ulkopuolella.
Korkeasti palkattu, mutta fyysisesti raskas ja joskus erittäin pölyinen sähköasentajan työ on epäilemättä kaiken kunnioituksen arvoinen.
Sähköasennuksia tekemällä aloitteleva asiantuntija hallitsee perustaidot ja -taidot ja saa alkukokemuksen.
Riippumatta siitä, kuinka hän rakentaa uraansa tulevaisuudessa, voit olla varma, että tällä tavalla hankittu käytännön tieto tulee varmasti tarpeeseen.
Tämän sivun materiaalin käyttö on sallittua edellyttäen, että sivustolla on linkki
SISÄLTÖ:
JOHDANTO
JOHDON TYYPPI
VIRRAN OMINAISUUDET
MUUNTAJA
LÄMMITYSELEMENTIT
SÄHKÖVAARA
SUOJAUS
JÄLKISANA
RUNO SÄHKÖVIRTASTA
MUITA ARTIKKEJA
JOHDANTO
Yhdessä "Sivilisaation" jaksossa kritisoin koulutuksen epätäydellisyyttä ja kömpelyyttä, koska se opetetaan yleensä opitulla kielellä, täynnä käsittämättömiä termejä, ilman selkeitä esimerkkejä ja kuvaannollisia vertailuja. Tämä näkökulma ei ole muuttunut, mutta olen kyllästynyt perusteettomuuteen ja yritän kuvata sähkön periaatteet yksinkertaisella ja ymmärrettävällä kielellä.
Olen vakuuttunut siitä, että kaikki vaikeat tieteet, erityisesti ne, jotka kuvaavat ilmiöitä, joita ihminen ei voi käsittää viidellä aistilla (näkö, kuulo, haju, maku, kosketus), esimerkiksi kvanttimekaniikka, kemia, biologia, elektroniikka, tulisi opettaa vertailujen ja esimerkkien muodossa. Ja mikä vielä parempaa – luo värikkäitä opetussarjoja näkymättömistä prosesseista aineen sisällä. Nyt puolessa tunnissa teen sinusta sähköisesti ja teknisesti lukutaitoisia ihmisiä. Ja niin, aloin kuvailemaan sähkön periaatteita ja lakeja kuvitteellisilla vertailuilla...
JÄNNITE, VASTUS, VIRTA
Voit pyörittää vesimyllyn pyörää paksulla suihkulla matalapaineella tai ohuella suihkulla korkeapaineella. Paine on jännite (mitattu voltteina), suihkun paksuus on virta (mitattu ampeerina) ja pyörän lapoihin iskevä kokonaisvoima on teho (mitattuna watteina). Vesipyörä on kuvaannollisesti verrattavissa sähkömoottoriin. Eli voi olla korkea jännite ja pieni virta tai matala jännite ja korkea virta, ja teho molemmissa vaihtoehdoissa on sama.
Verkon (pistorasian) jännite on vakaa (220 volttia), mutta virta on aina erilainen ja riippuu siitä, mitä kytkemme päälle, tai pikemminkin sähkölaitteen resistanssista. Virta = jännite jaettuna vastuksella tai teho jaettuna jännitteellä. Esimerkiksi vedenkeittimeen on kirjoitettu - Teho 2,2 kW, mikä tarkoittaa 2200 W (W) - Watti, jaettuna jännitteellä (Jännite) 220 V (V) - Voltti, saamme 10 A (ampeeria) - virtaa, joka kulkee vedenkeittimen käytössä. Nyt jaamme jännitteen (220 volttia) käyttövirralla (10 ampeeria), saamme vedenkeittimen resistanssin - 22 ohmia (ohmia).
Analogisesti veden kanssa vastus on samanlainen kuin huokoisella aineella täytetty putki. Veden työntämiseksi tämän kavernisen putken läpi vaaditaan tietty paine (jännite), ja nesteen määrä (virta) riippuu kahdesta tekijästä: tästä paineesta ja siitä, kuinka läpäisevä putki on (sen vastus). Tämä vertailu sopii lämmitys- ja valaistuslaitteille, ja sitä kutsutaan ACTIVE-resistanssiksi ja sähkökäämien resistanssiksi. moottoreita, muuntajia ja sähkölaitteita magneetit toimivat eri tavalla (tästä lisää myöhemmin).
SULAKKEET, PIIRIMITAT, LÄMPÖTILASÄÄTIMET
Jos vastusta ei ole, virta pyrkii kasvamaan äärettömään ja sulattaa johdon - tätä kutsutaan oikosulkuksi (oikosulku). Sähköpostin suojaamiseksi tältä. sulakkeet tai automaattiset kytkimet (automaattiset katkaisijat) on asennettu johdotukseen. Sulakkeen toimintaperiaate (sulakelinkki) on erittäin yksinkertainen, se on tarkoituksella ohut paikka sähköpiirissä. ketjut, ja missä ne ovat ohuita, ne katkeavat. Ohut kuparilanka työnnetään keraamiseen lämmönkestävään sylinteriin. Johdon paksuus (leikkaus) on paljon ohuempi kuin sähkölangan. johdotus. Kun virta ylittää sallitun rajan, lanka palaa ja "säästää" johdot. Käyttötilassa lanka voi kuumentua erittäin kuumaksi, joten sulakkeen sisään kaadetaan hiekkaa sen jäähdyttämiseksi.
Mutta useammin sähköjohtojen suojaamiseksi ei käytetä sulakkeita, vaan katkaisijoita (katkaisijoita). Koneissa on kaksi suojatoimintoa. Yksi laukeaa, kun verkkoon on kytketty liian monta sähkölaitetta ja virta ylittää sallitun rajan. Tämä on bimetallilevy, joka on valmistettu kahdesta eri metallikerroksesta, jotka kuumennettaessa eivät laajene tasaisesti, yksi enemmän, toinen vähemmän. Koko käyttövirta kulkee tämän levyn läpi, ja kun se ylittää rajan, se lämpenee, taipuu (epähomogeenisuuden vuoksi) ja avaa koskettimet. Konetta ei yleensä voi käynnistää heti takaisin, koska levy ei ole vielä jäähtynyt.
(Tällaisia levyjä käytetään laajalti myös lämpöantureissa, jotka suojaavat monia kodinkoneita ylikuumenemiselta ja palamiselta. Ainoa ero on, että levyä ei lämmitä sen läpi kulkeva kohtuuton virta, vaan suoraan itse laitteen lämmityselementti, jonka anturi on ruuvattu tiukasti kiinni Laitteissa, joissa on haluttu lämpötila (silitysraudat, lämmittimet, pesukoneet, vedenlämmittimet), sammutusraja asetetaan termostaatin nupilla, jonka sisällä on myös bimetallilevy Se sitten avautuu sulkee koskettimet pitäen asetetun lämpötilan ikään kuin polttimen voimakkuutta muuttamatta sen päällä on vedenkeitin ja poista se.)
Koneen sisällä on myös paksua kuparilankaa oleva kela, jonka läpi myös kaikki käyttövirta kulkee. Oikosulun sattuessa kelan magneettikentän voima saavuttaa voiman, joka puristaa jousta ja vetää sisään sen sisään asennetun liikkuvan terästangon (ytimen) ja se sammuttaa koneen välittömästi. Käyttötilassa kelan voima ei riitä puristamaan sydänjousta. Siten koneet suojaavat oikosulkuja (oikosulkuja) ja pitkäaikaisia ylikuormituksia vastaan.
JOHDON TYYPPI
Sähköjohdot ovat joko alumiinia tai kuparia. Suurin sallittu virta riippuu niiden paksuudesta (leikkaus neliömillimetreinä). Esimerkiksi 1 neliömillimetri kuparia kestää 10 ampeeria. Tyypilliset langan poikkileikkausstandardit: 1,5; 2,5; 4 "neliötä" - vastaavasti: 15; 25; 40 A on niiden sallittu pitkäaikainen virtakuormitus. Alumiinilangat kestävät alle noin puolitoista kertaa virran. Suurimmassa osassa johtimista on vinyylieristys, joka sulaa, kun lanka ylikuumenee. Kaapeleissa käytetään tulenkestävämästä kumista valmistettua eristystä. Ja siellä on johtoja, joissa on fluoroplastinen (teflon) eristys, joka ei sula edes tulessa. Tällaiset johdot kestävät suurempia virtakuormia kuin PVC-eristeiset johdot. Korkeajännitejohdoissa on paksu eristys, esimerkiksi sytytysjärjestelmässä olevissa autoissa.
VIRRAN OMINAISUUDET
Sähkövirta vaatii suljetun piirin. Analogisesti polkupyörän kanssa, jossa johtava tähti polkimilla vastaa sähkölähdettä. energia (generaattori tai muuntaja), takapyörän tähti on sähkölaite, jonka liitämme verkkoon (lämmitin, vedenkeitin, pölynimuri, televisio jne.). Ketjun yläosa, joka siirtää voiman käyttölaitteelta takarattaalle, on samanlainen kuin potentiaali jännitteellä - vaihe ja alempi osa, joka palaa passiivisesti - nollapotentiaaliin - nolla. Siksi pistorasiassa on kaksi reikää (PHASE ja ZERO), kuten vesilämmitysjärjestelmässä - tuloputki, jonka läpi kiehuvaa vettä virtaa, ja paluuputki, jonka kautta vesi lähtee, jolloin lämpöä vapautuu akuissa (patterit) .
Virtoja on kahta tyyppiä - vakio ja vaihtuva. Luonnollinen tasavirta, joka virtaa yhteen suuntaan (kuten vesi lämmitysjärjestelmässä tai polkupyörän ketjussa), tuotetaan vain kemiallisilla energialähteillä (paristoilla ja akuilla). Tehokkaammille kuluttajille (esim. raitiovaunut ja johdinautot) se "tasasuunnetaan" vaihtovirrasta käyttämällä puolijohdediodi "siltoja", joita voidaan verrata oven lukon salpaan - se päästetään läpi yhteen suuntaan ja lukitaan toisessa. Mutta tällainen virta osoittautuu epätasaiseksi, mutta sykkiväksi, kuten konekiväärin räjähdys tai vasara. Pulssien tasoittamiseksi asennetaan kondensaattoreita (kapasitanssi). Niiden periaatetta voidaan verrata suureen, täyteen tynnyriin, johon kaadetaan "rehevä" ja katkonainen virta, jonka pohjassa olevasta hanasta virtaa vettä tasaisesti ja tasaisesti, ja mitä suurempi tynnyrin tilavuus, sitä parempi virran laatu. Kondensaattorien kapasitanssi mitataan Faradeissa.
Kaikissa kotitalousverkoissa (asunnot, talot, toimistorakennukset ja tuotannossa) virta on vaihtovirta, se on helpompi tuottaa voimalaitoksilla ja muuttaa (pienentää tai lisätä). Ja useimmat el. moottorit voivat toimia vain siinä. Se virtaa edestakaisin, ikään kuin ottaisit vettä suuhusi, työntäisit pitkän putken (pillin), upottaisit sen toisen pään täyteen ämpäriin ja vuorotellen puhallat ulos ja vedät vettä sisään. Silloin suu on samanlainen kuin potentiaali jännitteellä - vaihe ja täysi ämpäri - nolla, joka itsessään ei ole aktiivinen eikä vaarallinen, mutta ilman sitä nesteen (virran) liikkuminen putkessa (langassa) on mahdotonta. Tai kuten puuta sahattaessa rautasahalla, jossa käsi on vaihe, liikkeen amplitudi on jännite (V), käden voima on virta (A), energia on taajuudella (Hz), ja itse loki on sähköteho. laite (lämmitin tai sähkömoottori), vain sahauksen sijaan - hyödyllinen työ. Sukupuoli sopii myös kuvaannolliseen vertailuun, mies on "vaihe", nainen on NOLLA!, amplitudi (pituus) on jännite, paksuus on virta, nopeus on taajuus.
Värähtelyjen määrä on aina sama ja aina sama kuin voimalaitoksella tuotettu ja verkkoon syötetty. Venäläisissä verkoissa värähtelyjen määrä on 50 kertaa sekunnissa, ja sitä kutsutaan vaihtovirtataajuudeksi (sanasta usein, ei puhtaasti). Taajuuden mittayksikkö on HERZ (Hz), eli pistorasioissamme se on aina 50 Hz. Joissakin maissa verkkojen taajuus on 100 hertsiä. Useimpien sähkölaitteiden pyörimisnopeus riippuu taajuudesta. moottorit. 50 Hertzillä maksiminopeus on 3000 rpm. - kolmivaiheisella virtalähteellä ja 1500 rpm. - yksivaiheisessa (kotitalous). Vaihtovirtaa tarvitaan myös sellaisten muuntajien käyttämiseen, jotka alentavat korkeajännitteitä (10 000 volttia) normaaliksi kotitalous- tai teollisuusjännitteeksi (220/380 volttia) sähköasemilla. Ja myös pienille muuntajille elektronisissa laitteissa, jotka vähentävät 220 voltin jännitteen 50, 36, 24 volttiin tai alle.
MUUNTAJA
Muuntaja koostuu sähköraudasta (koottu levypakkauksesta), johon on kierretty lanka (lakattu kuparilanka) eristyskelan läpi. Yksi käämi (ensisijainen) on valmistettu ohuesta langasta, mutta siinä on suuri määrä kierroksia. Toinen (toissijainen) kierretään eristyskerroksen läpi ensisijaisen (tai viereisen kelan) päälle paksusta langasta, mutta pienellä määrällä kierroksia. Ensiökäämin päihin tulee korkea jännite ja raudan ympärille muodostuu vaihtuva magneettikenttä, joka indusoi virtaa toisiokäämiin. Kuinka monta kertaa siinä on vähemmän kierroksia (toisio) - jännite on saman verran pienempi ja kuinka monta kertaa johto on paksumpi - kuinka paljon enemmän virtaa voidaan vetää. Ikään kuin tynnyri vettä täytetään ohuella virralla, mutta valtavalla paineella, ja alhaalta tulee paksu virta ulos suuresta hanasta, mutta kohtuullisella paineella. Samoin muuntajat voivat olla päinvastaisia - step-up.
LÄMMITYSELEMENTIT
Lämmityselementeissä, toisin kuin muuntajan käämeissä, suurempi jännite ei vastaa kierrosten määrää, vaan nikromilangan pituutta, josta spiraalit ja lämmityselementit valmistetaan. Jos esimerkiksi suoristat sähköliesi spiraalin 220 voltilla, johdon pituus on noin 16-20 metriä. Eli kelataksesi spiraalia käyttöjännitteellä 36 volttia, sinun on jaettava 220 luvulla 36, mikä on 6. Tämä tarkoittaa, että 36 voltin spiraalin johdon pituus on 6 kertaa lyhyempi, noin 3 metriä. Jos patteria puhalletaan voimakkaasti tuulettimella, se voi olla 2 kertaa lyhyempi, koska ilmavirta puhaltaa siitä lämpöä pois ja estää sitä palamasta. Ja jos se päinvastoin on suljettu, se on pidempi, muuten se palaa pois lämmönsiirron puutteesta. Voit esimerkiksi kytkeä päälle kaksi 220 voltin samantehoista lämmityselementtiä sarjaan 380 voltilla (kahden vaiheen välillä). Ja sitten jokainen niistä on 380:n jännitteen alla: 2 = 190 volttia. Eli 30 volttia pienempi kuin laskettu jännite. Tässä tilassa ne kuumenevat hieman (15%) vähemmän, mutta ne eivät koskaan pala. Sama koskee esimerkiksi hehkulamppuja, voit kytkeä 10 identtistä 24 voltin hehkulamppua sarjaan ja kytkeä ne seppeleenä 220 voltin verkkoon.
KORKEAJÄNNITE VIRTALOHJAT
On suositeltavaa siirtää sähköä pitkiä matkoja (vesi- tai ydinvoimalaitoksesta kaupunkiin) vain korkeajännitteellä (100 000 volttia) - näin voidaan ilmajohtojen kannattimien johtojen paksuus (poikkileikkaus) saada aikaan. minimiin. Jos sähköä siirrettäisiin heti matalalla jännitteellä (kuten pistorasioissa - 220 volttia), ilmajohtojen johdot olisi tehtävä hirsien paksuisiksi, eikä alumiinivarat riittäisi tähän. Lisäksi korkea jännite voittaa helpommin johdon ja liitäntäkoskettimien resistanssin (alumiinilla ja kuparilla se on mitätön, mutta kymmenien kilometrien pituudelta se silti kasvaa merkittävästi), kuten räjähdysmäisellä nopeudella kiipeävä moottoripyöräilijä, joka lentää helposti reikien ja rotkojen yli.
SÄHKÖMOOTTORIT JA KOLMIVAIHEET
Yksi vaihtovirran tärkeimmistä tarpeista on asynkroninen sähköteho. moottoreita, joita käytetään laajalti niiden yksinkertaisuuden ja luotettavuuden vuoksi. Niiden roottoreissa (moottorin pyörivässä osassa) ei ole käämiä ja kommutaattoria, vaan ne ovat yksinkertaisesti sähköraudasta valmistettuja aihioita, joissa käämitysraot on täytetty alumiinilla - tässä mallissa ei ole mitään murtuvaa. Ne pyörivät staattorin (sähkömoottorin kiinteän osan) luoman vaihtuvan magneettikentän vuoksi. Varmistaaksesi sähkölaitteiden oikean toiminnan Tämän tyyppisissä moottoreissa (ja suurimmassa osassa niistä) 3-vaiheinen virtalähde vallitsee kaikkialla. Vaiheet, kuten kolme kaksoissisarta, eivät eroa toisistaan. Jokaisen niiden ja nollan välillä on 220 voltin (V) jännite, kunkin taajuus on 50 hertsiä (Hz). Ne eroavat vain aikasiirrosta ja "nimistä" - A, B, C.
Yhden vaiheen vaihtovirran graafinen esitys on kuvattu aaltoviivan muodossa, joka heiluu käärmeen tavoin suoran viivan läpi - jakaa nämä siksakit kahtia yhtä suuriin osiin. Ylemmat aallot heijastavat vaihtovirran liikettä yhteen suuntaan, alemmat - toiseen suuntaan. Huippujen korkeus (ylempi ja alempi) vastaa jännitettä (220 V), sitten kaavio putoaa nollaan - suora viiva (jonka pituus heijastaa aikaa) ja saavuttaa jälleen huipun (220 V) alemmalla. puolella. Aaltojen välinen etäisyys suoraa viivaa pitkin ilmaisee taajuuden (50 Hz). Kaavion kolme vaihetta edustavat kolmea aaltoviivaa päällekkäin, mutta viiveellä, eli kun yhden aalto saavuttaa huippunsa, toinen on jo laskemassa ja niin edelleen yksi kerrallaan - kuin voimisteluvanne tai lattialle pudonnut kattilan kansi. Tämä vaikutus on tarpeen pyörivän magneettikentän luomiseksi kolmivaiheisissa asynkronisissa moottoreissa, joka pyörittää niiden liikkuvaa osaa - roottoria. Tämä on samanlainen kuin polkupyörän polkimet, joissa jalat painavat vuorotellen kuten vaiheita, vain täällä on ikään kuin kolme poljinta, jotka sijaitsevat toisiinsa nähden 120 asteen kulmassa (kuten Mercedes-tunnus tai kolmilapainen lentokoneen potkuri ).
Kolme sähkökäämiä moottori (jokaisella vaiheella on omat) on kuvattu kaavioissa samalla tavalla, kuten potkuri, jossa on kolme lapaa, joista osa on kytketty yhteiseen pisteeseen, toinen vaiheisiin. Kolmivaihemuuntajien käämit sähköasemilla (joissa suurjännite lasketaan kotijännitteeksi) kytketään samalla tavalla, ja ZERO tulee käämien yhteisestä kytkentäpisteestä (muuntajan nolla). Sähköä tuottavat generaattorit. energialla on samanlainen kuvio. Niissä roottorin mekaaninen pyöriminen (vesi- tai höyryturbiinin kautta) muunnetaan sähköksi voimalaitoksissa (ja pienissä liikkuvissa generaattoreissa - polttomoottorin kautta). Roottori magneettikentällä indusoi sähkövirran kolmeen staattorin käämiin 120 asteen viiveellä kehän ympärillä (kuten Mercedes-tunnus). Tuloksena on kolmivaiheinen vaihtovirta, joka sykkii useaan kertaan ja luo pyörivän magneettikentän. Sähkömoottorit puolestaan muuttavat kolmivaiheisen virran magneettikentän kautta mekaaniseksi pyörimiseksi. Käämien johtimilla ei ole vastusta, mutta käämien virta rajoittaa niiden kierroksilla raudan ympäri syntyvää magneettikenttää, kuten painovoima, joka vaikuttaa ylämäkeen ajavaan pyöräilijään ja estää häntä kiihtymästä. Virtaa rajoittavan magneettikentän resistanssia kutsutaan INDUKTIOKSI.
Toistensa jälkeen jäävien ja eri hetkillä huippujännitteen saavuttavien vaiheiden välillä saadaan potentiaaliero. Tätä kutsutaan verkkojännitteeksi, ja kotitalousverkoissa se on 380 volttia (V). Lineaarinen (vaihe-vaihe) jännite on aina 1,73 kertaa suurempi kuin vaihejännite (vaiheen ja nollan välillä). Tätä kerrointa (1,73) käytetään laajalti kolmivaiheisten järjestelmien laskentakaavoissa. Esimerkiksi sähkön jokaisen vaiheen virta. moottori = teho watteina (W) jaettuna verkkojännitteellä (380 V) = kaikkien kolmen käämin kokonaisvirta, joka jaetaan myös kertoimella (1,73), saadaan virta jokaiseen vaiheeseen.
Kolmivaiheinen virtalähde, joka luo kiertovaikutuksen sähköteholle. moottorit tarjoavat yleisen standardin vuoksi virtaa kotitalouksiin (asuin-, toimisto-, liike-, koulutusrakennukset) - missä on sähköä. moottoreita ei käytetä. Pääsääntöisesti 4-johtimiset kaapelit (3 vaihetta ja nolla) tulevat yleisiin jakelupaneeleihin ja sieltä ne hajaantuvat pareittain (1 vaihe ja nolla) asuntoihin, toimistoihin ja muihin tiloihin. Eri huoneiden virtakuormien epätasaisuudesta johtuen sähkönsyöttöön tuleva yhteinen nolla on usein ylikuormitettu. kilpi Jos se ylikuumenee ja palaa, käy ilmi, että esimerkiksi naapurihuoneistot on kytketty sarjaan (koska ne on kytketty nollalla sähköpaneelin yhteiseen kosketinrimaan) kahden vaiheen (380 voltin) väliin. Ja jos yhdellä naapurilla on voimakasta sähköä. kodinkoneet (kuten vedenkeitin, lämmitin, pesukone, vedenlämmitin) ja toisessa on vähän tehoa (TV, tietokone, audiolaitteet), niin ensimmäisen tehokkaammista kuluttajista tulee alhaisen vastuksen vuoksi hyvä johdin, ja pistorasiassa toinen naapuri nollan sijasta ilmestyy toinen vaihe, ja jännite on yli 300 volttia, mikä polttaa välittömästi hänen laitteet, mukaan lukien jääkaappi. Siksi on suositeltavaa säännöllisesti tarkistaa syöttökaapelista tulevan nollan kosketuksen luotettavuus yleiseen sähkökeskukseen. Ja jos se kuumenee, sammuta katkaisijat kaikissa asunnoissa, puhdista hiilikerrostumat ja kiristä yhteinen nollakosketin huolellisesti. Kun eri vaiheiden kuormitukset ovat suhteellisen yhtä suuret, vierekkäiset vaiheet absorboivat toisiaan suuremman osan käänteisvirroista (kuluttajan nollien yhteisen kytkentäpisteen kautta). Kolmivaiheisella sähköllä Moottoreissa vaihevirrat ovat yhtä suuret ja katoavat kokonaan vierekkäisten vaiheiden läpi, joten ne eivät tarvitse nollaa ollenkaan.
Yksivaiheinen sähkö moottorit toimivat yhdestä vaiheesta ja nollasta (esimerkiksi kotitalouksien tuulettimissa, pesukoneissa, jääkaapeissa, tietokoneissa). Niissä kahden navan luomiseksi käämitys jaetaan kahtia ja sijaitsee kahdella vastakkaisella kelalla roottorin vastakkaisilla puolilla. Ja vääntömomentin luomiseksi tarvitaan toinen (käynnistys)käämi, joka on myös kääritty kahdelle vastakkaiselle kelalle ja leikkaa magneettikentällä ensimmäisen (työ)käämin kentän 90 asteessa. Käynnistyskäämissä on kondensaattori (kapasitanssi) piirissä, joka siirtää pulssejaan ja ikään kuin lähettää keinotekoisesti toisen vaiheen, jonka vuoksi vääntömomentti syntyy. Koska käämit on jaettava kahtia, asynkronisen yksivaiheisen sähkön pyörimisnopeus. moottorit eivät saa olla yli 1500 rpm. Kolmivaiheisella sähköllä Moottoreissa kelat voivat olla yksittäisiä, sijaita staattorissa 120 asteen välein kehän ympärillä, jolloin suurin pyörimisnopeus on 3000 rpm. Ja jos ne jaetaan kumpikin puoliksi, saat 6 kelaa (kaksi vaihetta kohti), niin nopeus on 2 kertaa pienempi - 1500 rpm ja pyörimisvoima on 2 kertaa suurempi. Keloja voi olla 9 tai 12, vastaavasti 1000 ja 750 rpm, ja voima kasvaa samaan aikaan kun kierrosten määrä minuutissa on pienempi. Yksivaiheisten moottoreiden käämit voidaan myös jakaa yli puoleen, jolloin nopeus pienenee ja voima kasvaa samalla tavalla. Eli hidaskäyntinen moottori on vaikeampi pitää kiinni roottorin akselista millä tahansa kuin nopealla moottorilla.
On toinenkin yleinen sähköpostityyppi. moottorit - kommutaattori. Niiden roottoreissa on käämitys ja kosketinkollektori, johon syötetään jännite kupari-grafiitti "harjoilla". Se (roottorikäämi) luo oman magneettikentän. Toisin kuin asynkronisen sähkön passiivisesti kierretty rauta-alumiini "aihio". moottori, kommutaattorimoottorin roottorikäämin magneettikenttä hylätään aktiivisesti sen staattorin kentästä. Sellaisia sähköposteja moottoreilla on erilainen toimintaperiaate - kuten samannimisen magneetin kaksi napaa, roottori (sähkömoottorin pyörivä osa) pyrkii työntämään pois staattorista (kiinteä osa). Ja koska roottorin akseli on tiukasti kiinnitetty kahdella laakerilla päissä, "epätoivosta" roottoria kierretään aktiivisesti. Vaikutus on samanlainen kuin orava pyörässä, mitä nopeammin se juoksee, sitä nopeammin rumpu pyörii. Siksi tällaiset sähköpostit moottoreilla on paljon suuremmat nopeudet ja niitä voidaan säätää laajalla alueella kuin asynkronisilla. Lisäksi samalla teholla ne ovat paljon kompaktimpia ja kevyempiä, eivät riipu taajuudesta (Hz) ja toimivat sekä vaihto- että tasavirralla. Niitä käytetään yleensä liikkuvissa yksiköissä: sähköjunaveturit, raitiovaunut, johdinautot, sähköautot; sekä kaikissa kannettavissa el. laitteet: sähköporat, hiomakoneet, pölynimurit, hiustenkuivaajat... Mutta ne ovat yksinkertaisuudeltaan ja luotettavuudeltaan huomattavasti huonompia kuin asynkroniset koneet, joita käytetään pääasiassa kiinteissä sähkölaitteissa.
SÄHKÖVAARA
Sähkövirta voidaan muuntaa VALOKSI (johtamalla hehkulangan, luminesoivan kaasun, LED-kiteiden läpi), LÄMPÖKSEKSI (nikromilangan vastuksen voittamiseksi sen väistämättömällä lämmityksellä, jota käytetään kaikissa lämmityselementeissä), MEKAANISEKS TYÖKSEKSI (magneettisen langan kautta). sähkömoottoreissa olevien sähkökäämien ja sähkömagneettien luoma kenttä, jotka pyörivät ja vetäytyvät sisään). Kuitenkin el. virta on täynnä kuolemanvaaraa elävälle organismille, jonka läpi se voi kulkea.
Jotkut ihmiset sanovat: "Minuun osui 220 volttia." Tämä ei pidä paikkaansa, koska jännite ei aiheuta vahinkoa, vaan virta, joka kulkee kehon läpi. Sen arvo voi samalla jännitteellä vaihdella kymmeniä kertoja useista syistä. Sen kulkema polku on myös erittäin tärkeä. Jotta virta kulkee kehon läpi, sinun on oltava osa sähköpiiriä, eli tultava sen johtimeksi, ja tätä varten sinun on kosketettava kahta eri potentiaalia samanaikaisesti (vaihe ja nolla - 220 V tai kaksi vastakkaista vaiheet - 380 V). Yleisin vaarallinen virran kulku on kädestä toiseen tai vasemmasta kädestä jalkoihin, koska näin polku kulkee sydämen läpi, joka voi pysähtyä vain ampeerin kymmenesosan (100) virrasta. milliampeeria). Ja jos esimerkiksi kosketat pistorasian paljaita koskettimia yhden käden eri sormilla, virta kulkee sormesta sormeen, mutta ei vaikuta vartaloon (elleivät tietenkään jalat ole sähköä johtavilla). lattia).
Nollapotentiaalin (ZERO) roolissa voi olla maa - kirjaimellisesti itse maan pinta (erityisesti kostea) tai metalli- tai teräsbetonirakenne, joka on kaivettu maahan tai jolla on merkittävä kosketusalue sen kanssa. Eri johtoihin ei tarvitse tarttua molemmin käsin, voit vain seistä paljain jaloin tai huonoissa kengissä kostealla maalla, betoni- tai metallilattialla ja koskettaa paljastunutta lankaa millä tahansa kehon osalla. Ja välittömästi tästä osasta, salakavala virta virtaa kehon läpi jalkoihin. Vaikka menisit keventämään itseäsi pensaisiin ja osuisit vahingossa virralla paljastuneeseen vaiheeseen, virran polku kulkee (suolaisen ja paljon johtavamman) virtsavirran, lisääntymisjärjestelmän ja jalkojen läpi. Jos jaloissasi on kuivat, paksupohjaiset kengät tai lattia itsessään on puinen, nollaa ei tule eikä virtaa kulje vaikka tartuisit hampailla yhteen paljaaseen jännitteiseen VAIHEjohtoon (selkeä vahvistus tälle on lintujen istuminen eristämättömät johdot).
Virran suuruus riippuu suurelta osin kosketusalueesta. Voit esimerkiksi koskettaa kevyesti kahta vaihetta (380 V) kuivilla sormenpäillä - se osuu, mutta ei tappavasti. Tai voit tarttua kahteen paksuun kuparitankoon, joihin on kytketty vain 50 volttia, molemmilla märillä käsillä - kosketuspinta + kosteus antaa johtavuuden kymmeniä kertoja suuremman kuin ensimmäisessä tapauksessa, ja virran suuruus on kohtalokas. (Olen nähnyt sähköasentajan, jonka sormet olivat niin kovettuneet, kuivat ja kovettuneet, että hän voisi helposti työskennellä jännitteellä ikään kuin käsineet kädessä.) Lisäksi, kun ihminen koskettaa jännitettä sormenpäillään tai kätensä takana, hän nykäisee refleksisesti. pois. Jos tartutaan kaiteeseen, jännitys saa käsien lihakset supistuvat ja ihminen tarttuu voimalla, johon hän ei koskaan kyennyt, eikä kukaan voi repiä häntä irti ennen kuin jännitys on poistettu. Ja sähkövirralle altistumisaika (millisekuntia tai sekuntia) on myös erittäin merkittävä tekijä.
Esimerkiksi sähkötuolissa tiukasti kiristetty leveä metallivanne asetetaan henkilön aiemmin ajeltuun päähän (erityisellä, hyvin johtavalla liuoksella kostutetun rättityynyn kautta), johon on kytketty yksi johto - vaihe yksi. Toinen potentiaali on kytketty jalkoihin, joihin (nilkkojen lähellä oleviin sääriin) leveät metallipuristimet (jälleen märillä erikoistyynyillä) on kiristetty tiukasti. Tuomittu on kiinnitetty tukevasti tuolin käsinojiin kyynärvarsistaan. Kun kytket kytkimen päälle, pään ja jalkojen potentiaalien väliin ilmestyy 2000 voltin jännite! Ymmärretään, että tuloksena olevalla virranvoimakkuudella ja sen polulla tajunnan menetys tapahtuu välittömästi, ja loput kehon "jälkipoltosta" takaa kaikkien elintärkeiden elinten kuoleman. Vain kenties itse ruoanlaitto altistaa onnettoman ihmisen niin äärimmäiselle stressille, että itse sähköiskusta tulee vapautus. Mutta älä huolestu - osavaltiossamme ei ole vielä tällaista teloitusta...
Ja siis sähköiskun vaara. virta riippuu: jännitteestä, virran kulkureitistä, kuivista tai märistä (suolojen aiheuttama hiki johtaa hyvin) kehon osista, kosketusalueesta paljaiden johtimien kanssa, jalkojen eristämisestä maasta (kenkien laatu ja kuivuus, maaperän kosteus, lattiamateriaali), ajankohtainen altistuminen virralle.
Mutta sinun ei tarvitse tarttua paljaaseen johtoon saadaksesi virtaa. Voi käydä niin, että sähköyksikön käämin eristys katkeaa, jolloin VAIHE päätyy sen runkoon (jos se on metallia). Esimerkiksi naapuritalossa oli tällainen tapaus - kuumana kesäpäivänä mies kiipesi vanhan rautajääkaapin päälle, istui sen päälle paljain, hikinen (ja siksi suolaisilla) reidillään ja alkoi porata kattoon. sähköpora, joka pitää kiinni metalliosastaan istukan lähellä toisella kädellä... Joko se joutui betonikaton raudoitteeseen (ja se on yleensä hitsattu rakennuksen yleiseen maadoitussilmukkaan, joka vastaa nollaa) laattaan vai omaan sähköjohtoonsa?? Hän vain kaatui kuolleena, ja hän sai hirviömäisen sähköiskun. Komissio havaitsi jääkaapin rungosta VAIHEEN (220 volttia), joka ilmestyi siihen kompressorin staattorikäämin eristyksen rikkomisen vuoksi. Ennen kuin kosketat samanaikaisesti kehoa (piilotetun vaiheen kanssa) ja nollaa tai "maata" (esimerkiksi rautavesiputkea), mitään ei tapahdu (lastulevy ja linoleumi lattialla). Mutta heti kun toinen potentiaali on "löydetty" (NOLLA tai muu VAIHE), isku on väistämätön.
Tällaisten onnettomuuksien estämiseksi tehdään MAADOITUS. Eli erityisen suojaavan maadoitusjohdon (kelta-vihreä) kautta kaikkien sähkölaitteiden metallikoteloihin. laitteet on kytketty nollapotentiaaliin. Jos eristys rikkoutuu ja VAIHE koskettaa koteloa, syntyy välittömästi oikosulku (oikosulku) nollalla, minkä seurauksena kone katkaisee piirin ja vaihe ei jää huomaamatta. Siksi sähkötekniikka siirtyi kolmijohtimiseen (vaihe - punainen tai valkoinen, nolla - sininen, maa - kelta-vihreät johdot) yksivaiheiseen virtalähteeseen ja viisijohtimiseen kolmivaiheiseen (vaiheet - punainen, valkoinen, ruskea). Ns. Euro-pistorasioihin lisättiin kahden pistorasian lisäksi myös maadoituskoskettimet (viikset) - niihin on kytketty kelta-vihreä johto, ja euroliittimissä on kahden nastan lisäksi koskettimet jonka kelta-vihreä (kolmas) johto menee myös rungon sähkölaitteeseen.
Oikosulkujen välttämiseksi RCD:itä (jäännösvirtalaitteita) on viime aikoina käytetty laajalti. RCD vertaa vaihe- ja nollavirtoja (paljonko on sisään ja kuinka paljon ulos) ja kun vuoto ilmenee, eli joko eristys on rikki ja moottorin, muuntajan tai lämmittimen spiraalin käämitys "ommeltu" koteloon tai henkilö todella koskettaa virtaa kuljettavia osia, niin "nolla" -virta on pienempi kuin vaihevirta ja RCD sammuu välittömästi. Tätä virtaa kutsutaan DIFFERENTIALIKSI, eli kolmanneksi osapuolelle ("vasemmalle"), eikä se saa ylittää tappavaa arvoa - 100 milliampeeria (1 kymmenesosa ampeerista), ja kotitalouksien yksivaihevirtalähteessä tämä raja on yleensä 30 mA. Tällaiset laitteet sijoitetaan yleensä kosteisiin, vaarallisiin tiloihin (esimerkiksi kylpyhuone) syöttävien johtojen tuloon (sarjaan katkaisijoiden kanssa) ja suojaavat sähköiskuilta käsistä - "maahan" (lattia, kylpyamme, putket, vesi). Vaiheen koskettaminen ja nollan työstäminen molemmin käsin (ei-johtavalla pohjalla) ei laukaise vikavirtasuojakytkintä.
Maadoitus (kelta-vihreä johto) tulee yhdestä pisteestä nollalla (kolmivaihemuuntajan kolmen käämin yhteisestä liitäntäpisteestä, joka on myös kytketty isoon metallitankoon, joka on kaivettu syvälle maahan - MAADOITUS sähköjohdossa sähköasema, joka toimittaa sähkön mikropiiriin). Käytännössä tämä on sama nolla, mutta "vapautettu" työstä, vain "vartija". Joten, jos johdotuksessa ei ole maadoitusjohtoa, voit käyttää nollajohtoa. Nimittäin europistorasiaan asetetaan nollajohtimesta hyppyjohdin maadoitus "viiksiin", niin jos eristys on rikki ja koteloon tulee vuoto, kone toimii ja sammuttaa mahdollisesti vaarallisen laitteen.
Tai voit tehdä maadoituksen itse - aja pari sorkkarauda syvälle maahan, kaada se erittäin suolaisella liuoksella ja kytke maadoitusjohto. Jos liität sen yhteiseen nollaan tuloon (ennen RCD:tä), se suojaa luotettavasti toisen VAIHEEN ilmaantumiselta pistorasioihin (kuvattu yllä) ja kotitalouslaitteiden palamiselta. Jos sitä ei ole mahdollista saavuttaa yhteiseen nollaan, esimerkiksi omakotitalossa, kannattaa asentaa kone nollakohtaan, kuten vaiheeseen, muuten, jos kojetaulun yhteinen nolla palaa, naapurit virta kulkee nollasi kautta kotitekoiseen maadoitukseen. Ja konekiväärillä tukea naapureille tarjotaan vain rajansa asti, eikä nollasi kärsi.
JÄLKISANA
No, näyttää siltä, että olen kuvannut kaikki sähkön tärkeimmät yleiset vivahteet, jotka eivät liity ammattitoimintaan. Syvemmät yksityiskohdat vaativat vielä pidemmän tekstin. Kuinka selväksi ja ymmärrettäväksi se osoittautui, on arvioitava niiden perusteella, jotka ovat yleensä etäisiä ja epäpäteviä tässä aiheessa (oli :-).
Pieni kumarrus ja hyvä muisto Euroopan suurille fyysikoille, jotka ikuistivat nimensä sähkövirran parametrien mittayksiköissä: Alexandro Giuseppe Antonio Anastasio VOLTA - Italia (1745-1827); Andre Marie AMPERE - Ranska (1775-1836); Georg Simon OM - Saksa (1787-1854); James WATT - Skotlanti (1736-1819); Heinrich Rudolf HERZ - Saksa (1857-1894); Michael Faraday - Englanti (1791-1867).
RUNO SÄHKÖVIRTASTA:
Odota, älä kiirehdi, puhutaan vähän.
Odota, älä kiirehdi, älä kiirehdi hevosia.
Sinä ja minä olemme kahdestaan asunnossa tänä iltana.
Sähkövirta, sähkövirta,
Samanlainen jännitys kuin Lähi-idässä,
Siitä hetkestä lähtien, kun näin Bratskin vesivoimalan,
Kiinnostukseni sinua kohtaan on herännyt.
Sähkövirta, sähkövirta,
He sanovat, että voit olla välillä julma.
Salakavala purema voi viedä henkesi,
No, anna olla, en silti pelkää sinua!
Sähkövirta, sähkövirta,
He väittävät, että olet elektronien virta,
Ja sitä paitsi, joutilaat ihmiset juttelevat,
Että sinua ohjataan katodilla ja anodilla.
En tiedä mitä "anodi" ja "katodi" tarkoittavat,
Minulla on jo paljon huolia,
Mutta kun virtaat, sähkövirta
Pannullani oleva kiehuva vesi ei lopu.
Igor Irtenev 1984
Nykyään on mahdotonta kuvitella elämää ilman sähköä. Tämä ei ole vain valoa ja lämmittimiä, vaan myös kaikkia elektronisia laitteita ensimmäisistä tyhjiöputkista matkapuhelimiin ja tietokoneisiin. Heidän työnsä kuvataan erilaisilla, joskus hyvin monimutkaisilla kaavoilla. Mutta jopa monimutkaisimmat sähkötekniikan ja elektroniikan lait perustuvat sähkötekniikan lakeihin, joita opiskellaan "Sähkötekniikan teoreettiset perusteet" (TOE) oppilaitoksissa, teknisissä kouluissa ja korkeakouluissa.
Sähkötekniikan peruslait
- Ohmin laki
- Joule-Lenzin laki
- Kirchhoffin ensimmäinen laki
Ohmin laki- TOE:n opiskelu alkaa tästä laista, eikä yksikään sähköasentaja pärjää ilman sitä. Siinä sanotaan, että virta on suoraan verrannollinen jännitteeseen ja käänteisesti verrannollinen vastukseen. Tämä tarkoittaa, että mitä korkeampi vastukseen, moottoriin, kondensaattoriin tai kelaan syötetty jännite (muiden olosuhteiden pysyessä vakiona), sitä suurempi virta virtaa piirin läpi. Toisaalta mitä suurempi vastus, sitä pienempi virta.
Joule-Lenzin laki. Tämän lain avulla voit määrittää lämmittimen, kaapelin, sähkömoottorin tehon tai muun sähkövirran suorittaman työn tuottaman lämmön määrän. Tämä laki sanoo, että lämmön määrä, joka syntyy, kun sähkövirta kulkee johtimen läpi, on suoraan verrannollinen virran neliöön, tämän johtimen resistanssiin ja virran virtausaikaan. Tämän lain avulla määritetään sähkömoottoreiden todellinen teho ja myös tämän lain perusteella toimii sähkömittari, jonka mukaan maksamme kulutetusta sähköstä.
Kirchhoffin ensimmäinen laki. Sitä käytetään kaapeleiden ja katkaisijoiden laskemiseen tehonsyöttöpiirejä laskettaessa. Siinä todetaan, että mihin tahansa solmuun saapuvien virtojen summa on yhtä suuri kuin siitä solmusta lähtevien virtojen summa. Käytännössä yksi kaapeli tulee sisään virtalähteestä ja yksi tai useampi menee ulos.
Kirchhoffin toinen laki. Käytetään, kun kytketään useita kuormia sarjaan tai kuorma ja pitkä kaapeli. Sitä voidaan käyttää myös silloin, kun se ei ole kytketty kiinteästä virtalähteestä, vaan akusta. Siinä sanotaan, että suljetussa piirissä kaikkien jännitehäviöiden ja kaikkien emfs-arvojen summa on 0.
Mistä aloittaa sähkötekniikan opinnot
Sähkötekniikkaa on parasta opiskella erikoiskursseilla tai oppilaitoksissa. Opettajien kanssa kommunikointimahdollisuuden lisäksi voit hyödyntää oppilaitoksen tiloja käytännön tunneille. Oppilaitos antaa myös asiakirjan, joka vaaditaan työpaikkaa haettaessa.
Jos päätät opiskella sähkötekniikkaa itse tai tarvitset lisämateriaalia tunneille, on monia sivustoja, joissa voit opiskella ja ladata tarvittavat materiaalit tietokoneellesi tai puhelimeesi.
Video oppitunnit
Internetissä on monia videoita, jotka auttavat sinua hallitsemaan sähkötekniikan perusteet. Kaikki videot voidaan katsoa verkossa tai ladata erityisillä ohjelmilla.
Sähköasentajan opetusvideot- paljon materiaaleja, jotka kertovat erilaisista käytännön ongelmista, joita aloitteleva sähköasentaja voi kohdata, ohjelmista, joita hänen on työskenneltävä, ja asuintiloihin asennetuista laitteista.
Sähkötekniikan teorian perusteet- tässä on videotunteja, jotka selittävät selkeästi sähkötekniikan peruslait Kaikkien oppituntien kokonaiskesto on noin 3 tuntia.
- nolla ja vaihe, hehkulamppujen kytkentäkaaviot, kytkimet, pistorasiat. Sähköasennustyökalujen tyypit;
- Materiaalityypit sähköasennusta varten, sähköpiirien kokoonpano;
- Kytkinliitäntä ja rinnakkaisliitäntä;
- Sähköpiirin asennus kahdella painikkeella. Tilojen virtalähteen malli;
- Virtalähteen malli huoneeseen, jossa on kytkin. Turvallisuuden perusteet.
Kirjat
Paras neuvonantaja aina oli kirja. Aiemmin kirja piti lainata kirjastosta, ystäviltä tai ostaa. Nykyään Internetistä voit löytää ja ladata erilaisia kirjoja, jotka ovat välttämättömiä aloittelijalle tai kokeneelle sähköasentajalle. Toisin kuin video-opetusohjelmissa, joissa voit katsoa, kuinka tämä tai toinen toiminto suoritetaan, voit pitää sen lähelläsi kirjan avulla työn aikana. Kirja voi sisältää viitemateriaaleja, jotka eivät sovi videotunnille (kuten koulussa - opettaja kertoo oppikirjassa kuvatun oppitunnin, ja nämä opetusmuodot täydentävät toisiaan).
On sivustoja, joilla on suuri määrä sähkötekniikan kirjallisuutta erilaisista aiheista - teoriasta vertailumateriaaleihin. Kaikilla näillä sivustoilla voit ladata tarvitsemasi kirjan tietokoneellesi ja lukea sen myöhemmin millä tahansa laitteella.
Esimerkiksi,
mexalib- erityyppistä kirjallisuutta, mukaan lukien sähkötekniikka
kirjat sähköasentajalle- Tällä sivustolla on paljon neuvoja aloittelevalle sähköinsinöörille
sähköalan asiantuntija- sivusto aloitteleville sähköasentajille ja ammattilaisille
Sähköasentajan kirjasto- monia erilaisia kirjoja pääasiassa ammattilaisille
Online-oppikirjoja
Lisäksi Internetissä on sähkötekniikan ja elektroniikan verkkooppikirjoja, joissa on interaktiivinen sisällysluettelo.
Näitä ovat esimerkiksi:
Sähköasentajan peruskurssi- sähkötekniikan oppikirja
Peruskonseptit
Elektroniikka aloittelijoille- peruskurssi ja elektroniikan perusteet
Turvallisuusvarotoimet
Sähkötöitä tehtäessä tärkeintä on turvatoimien noudattaminen. Jos virheellinen käyttö voi johtaa laitevikaan, turvallisuusohjeiden noudattamatta jättäminen voi johtaa loukkaantumiseen, vammautumiseen tai kuolemaan.
Pääsäännöt- tämä tarkoittaa, että jännitteisiin johtoihin ei saa koskea paljain käsin, työskennellä työkaluilla, joissa on eristetyt kahvat, ja kun katkaiset virran, kirjoitetaan kyltti "älä kytke päälle, ihmiset työskentelevät". Tämän ongelman yksityiskohtaisempaa tutkimista varten sinun on otettava kirja "Sähköasennus- ja säätötöiden turvallisuussäännöt".
Videoversio artikkelista:
Aloitetaan sähkön käsitteestä. Sähkövirta on varautuneiden hiukkasten järjestetty liike sähkökentän vaikutuksesta. Hiukkaset voivat olla metallin vapaita elektroneja, jos virta kulkee metallilangan läpi, tai ioneja, jos virta kulkee kaasussa tai nesteessä.
Puolijohteissa on myös virtaa, mutta tämä on erillinen keskustelunaihe. Esimerkki on mikroaaltouunin suurjännitemuuntaja - ensin elektronit virtaavat johtojen läpi, sitten ionit liikkuvat johtimien välillä, vastaavasti, ensin virtaa metallin läpi ja sitten ilman läpi. Ainetta kutsutaan johtimeksi tai puolijohteeksi, jos se sisältää hiukkasia, jotka voivat kuljettaa sähkövarauksen. Jos tällaisia hiukkasia ei ole, niin tällaista ainetta kutsutaan dielektriseksi, se ei johda sähköä. Varautuneissa hiukkasissa on sähkövaraus, joka mitataan q:na kuloneina.
Virran voimakkuuden mittayksikköä kutsutaan ampeeriksi ja sitä merkitään kirjaimella I, 1 ampeerin virta muodostuu, kun 1 Coulombin varaus kulkee sähköpiirin pisteen läpi 1 sekunnissa, eli karkeasti sanottuna Virran voimakkuus mitataan coulombeina sekunnissa. Ja pohjimmiltaan virran voimakkuus on sähkön määrä, joka virtaa aikayksikköä kohti johtimen poikkileikkauksen läpi. Mitä enemmän varautuneita hiukkasia kulkee johtoa pitkin, sitä suurempi on vastaavasti virta.
Jotta varautuneet hiukkaset siirtyisivät napasta toiseen, napojen välille on luotava potentiaaliero tai – jännite. Jännite mitataan voltteina ja se merkitään kirjaimella V tai U. Saadaksesi 1 voltin jännitteen, sinun on siirrettävä 1 C:n varaus napojen välillä samalla kun teet töitä 1 J, se on hieman epäselvää .
Selvyyden vuoksi kuvittele vesisäiliö, joka sijaitsee tietyllä korkeudella. Säiliöstä tulee putki. Vesi virtaa putken läpi painovoiman vaikutuksesta. Olkoon vesi sähkövaraus, vesipatsaan korkeus jännite ja veden virtausnopeus sähkövirta. Tarkemmin sanottuna ei virtausnopeus, vaan sekunnissa ulos virtaavan veden määrä. Ymmärrät, että mitä korkeampi vedenpinta, sitä suurempi paine alhaalla on ja mitä korkeampi paine alapuolella, sitä enemmän vettä virtaa putken läpi, koska nopeus on suurempi. Samoin mitä korkeampi jännite, sitä enemmän virtaa. virtaa piirissä.
Kaikkien kolmen tarkastellun suuren välinen suhde tasavirtapiirissä määräytyy Ohmin lain mukaan, joka ilmaistaan tällä kaavalla, ja kuulostaa siltä, että piirin virranvoimakkuus on suoraan verrannollinen jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen vastukseen. Mitä suurempi vastus, sitä pienempi virta ja päinvastoin.
Lisään vielä muutaman sanan vastustuskyvystä. Se voidaan mitata tai se voidaan laskea. Oletetaan, että meillä on johdin, jonka pituus ja poikkipinta-ala tunnetaan. Neliö, pyöreä, ei väliä. Eri aineilla on eri resistiivisyys, ja kuvitteelliselle johtimellemme on tämä kaava, joka määrittää pituuden, poikkileikkausalan ja ominaisvastuksen välisen suhteen. Aineiden resistanssit löytyvät Internetistä taulukoiden muodossa.
Jälleen voimme vetää analogian veden kanssa: vesi virtaa putken läpi, anna putken olla tietty karheus. On loogista olettaa, että mitä pidempi ja kapeampi putki, sitä vähemmän vettä virtaa sen läpi aikayksikköä kohden. Katso kuinka yksinkertaista se on? Sinun ei tarvitse edes opetella ulkoa kaavaa, kuvittele vain putki, jossa on vettä.
Mitä tulee vastuksen mittaamiseen, tarvitset laitteen, ohmimittarin. Nykyään yleismittarit ovat suositumpia - yleismittarit, jotka mittaavat vastusta, virtaa, jännitettä ja monia muita asioita. Tehdään kokeilu. Otan nikromilangan, jonka pituus ja poikkipinta-ala tunnetaan, etsin resistiivisyyden nettisivuilta, josta ostin sen, ja lasken resistanssin. Nyt mittaan saman kappaleen laitteella. Tällaista pientä vastusta varten minun on vähennettävä laitteeni anturien vastus, joka on 0,8 ohmia. Noin vain!
Yleismittarin asteikko on jaettu mitattujen suureiden koon mukaan. Jos haluan mitata vastuksen, jonka nimellisarvo on 100 kOhm, asetan kahvan suurempaan lähimpään vastukseen. Minun tapauksessani se on 200 kiloohmia. Jos haluan mitata 1 kiloohmin, käytän 2 ohmia. Tämä pätee muidenkin määrien mittaamiseen. Toisin sanoen asteikko näyttää mittauksen rajat, joihin sinun tulee pudota.
Jatketaan hauskanpitoa yleismittarin kanssa ja yritetään mitata loput opimme suuret. Otan useita erilaisia DC-lähteitä. Olkoon se 12 voltin virtalähde, USB-portti ja muuntaja, jonka isoisäni teki nuoruudessaan.
Voimme mitata jännitteen näissä lähteissä juuri nyt kytkemällä volttimittarin rinnan, eli suoraan lähteiden plus- ja miinuspisteisiin. Kaikki on selvää jännitteellä, se voidaan ottaa ja mitata. Mutta virran voimakkuuden mittaamiseksi sinun on luotava sähköpiiri, jonka läpi virta kulkee. Sähköpiirissä on oltava kuluttaja tai kuorma. Yhdistetään kuluttaja jokaiseen lähteeseen. Pala LED-nauhaa, moottori ja vastus (160 ohmia).
Mittaataan piireissä kulkeva virta. Tätä varten kytken yleismittarin virranmittaustilaan ja vaihdan anturin virtatuloon. Ampeerimittari on kytketty sarjaan mitattavaan kohteeseen. Tässä on kaavio, se tulee myös muistaa, eikä sitä pidä sekoittaa volttimittarin kytkemiseen. Muuten, on olemassa sellainen asia kuin virtapihdit. Niiden avulla voit mitata virtapiirin virran kytkemättä suoraan piiriin. Eli johtoja ei tarvitse irrottaa, vaan heittää ne johtimelle ja ne mittaavat. Okei, palataan tavalliseen ampeerimittariimme.
Joten mittasin kaikki virrat. Nyt tiedämme, kuinka paljon virtaa kuluu jokaisessa piirissä. Täällä LEDit hehkuvat, täällä moottori pyörii ja täällä…. Joten seiso siinä, mitä vastus tekee? Hän ei laula meille lauluja, ei valaise huonetta eikä käännä mitään mekanismia. Joten mihin hän kuluttaa kaikki 90 milliampeeria? Tämä ei toimi, selvitetään se. Hei sinä! Voi, hän on kuuma! Tässä siis energiaa kuluu! Onko mahdollista jotenkin laskea minkälaista energiaa tässä on? Osoittautuu, että se on mahdollista. Kaksi tiedemiestä, James Joule ja Emilius Lenz, löysivät 1800-luvulla sähkövirran lämpövaikutusta kuvaavan lain.
Lakia kutsuttiin Joule-Lenzin laiksi. Se ilmaistaan tällä kaavalla ja osoittaa numeerisesti, kuinka monta joulea energiaa vapautuu johtimessa, jossa virta kulkee, aikayksikköä kohti. Tästä laista voit löytää tästä johtimesta vapautuvan tehon, joka on merkitty englannin kirjaimella P ja mitataan watteina. Löysin tämän erittäin siistin tabletin, joka yhdistää kaikki tähän mennessä tutkimamme määrät.
Näin ollen pöydälläni sähköä käytetään valaistukseen, mekaanisten töiden suorittamiseen ja ympäröivän ilman lämmittämiseen. Muuten, tällä periaatteella toimivat erilaiset lämmittimet, vedenkeittimet, hiustenkuivaajat, juottimet jne. Kaikkialla on ohut spiraali, joka lämpenee virran vaikutuksesta.
Tämä kohta on otettava huomioon kytkettäessä johtoja kuormaan, toisin sanoen tähän konseptiin sisältyy myös johtojen asettaminen pistorasiaan koko huoneistossa. Jos otat johdon, joka on liian ohut liitettäväksi pistorasiaan, ja liität tähän pistorasiaan tietokoneen, vedenkeittimen ja mikroaaltouunin, johto voi kuumentua ja aiheuttaa tulipalon. Siksi on olemassa sellainen merkki, joka yhdistää johtojen poikkileikkausalan suurimmalla teholla, joka virtaa näiden johtimien läpi. Jos päätät vetää johdot, älä unohda sitä.
Lisäksi haluaisin osana tätä numeroa palauttaa mieleen nykyisten kuluttajien rinnakkais- ja sarjakytkentöjen ominaisuudet. Sarjakytkennällä virta on sama kaikilla kuluttajilla, jännite on jaettu osiin ja kuluttajien kokonaisresistanssi on kaikkien vastusten summa. Rinnakkaisliitännällä kaikkien kuluttajien jännite on sama, virran voimakkuus jaetaan ja kokonaisvastus lasketaan tällä kaavalla.
Tämä tuo esiin yhden erittäin mielenkiintoisen kohdan, jota voidaan käyttää virran voimakkuuden mittaamiseen. Oletetaan, että sinun on mitattava virta noin 2 ampeerin piirissä. Ampeerimittari ei selviä tästä tehtävästä, joten voit käyttää Ohmin lakia puhtaassa muodossaan. Tiedämme, että virran voimakkuus on sama sarjakytkennässä. Otetaan vastus, jolla on hyvin pieni vastus ja laitetaan se sarjaan kuorman kanssa. Mitataan sen jännite. Nyt Ohmin lain avulla löydämme virran voimakkuuden. Kuten näet, se osuu yhteen nauhan laskennan kanssa. Tärkeintä tässä on muistaa, että tämän lisävastuksen tulee olla mahdollisimman pieni, jotta se vaikuttaisi mahdollisimman vähän mittauksiin.
On vielä yksi erittäin tärkeä seikka, joka sinun on tiedettävä. Kaikilla lähteillä on suurin lähtövirta, jos tämä virta ylittyy, lähde voi lämmetä, epäonnistua ja pahimmassa tapauksessa jopa syttyä palamaan. Edullisin lopputulos on, kun lähteessä on ylivirtasuoja, jolloin se yksinkertaisesti katkaisee virran. Kuten muistamme Ohmin laista, mitä pienempi vastus, sitä suurempi virta. Eli jos otat langanpalan kuormitukseksi, eli suljet lähteen itselleen, niin piirin virranvoimakkuus hyppää valtaviin arvoihin, tätä kutsutaan oikosulkuksi. Jos muistat numeron alun, voit vetää analogian veteen. Jos korvaamme Ohmin lain nollaresistanssin, saamme äärettömän suuren virran. Käytännössä näin ei tietenkään tapahdu, koska lähteellä on sisäinen vastus, joka on kytketty sarjaan. Tätä lakia kutsutaan Ohmin laiksi täydelliselle piirille. Siten oikosulkuvirta riippuu lähteen sisäisen vastuksen arvosta.
Palataan nyt maksimivirtaan, jonka lähde voi tuottaa. Kuten jo sanoin, piirin virta määräytyy kuorman mukaan. Monet ihmiset kirjoittivat minulle VK:ssa ja kysyivät jotain tällaista, liioittelen sitä hieman: Sanya, minulla on 12 voltin ja 50 ampeerin virtalähde. Jos liitän siihen pienen palan LED-nauhaa, palaako se loppuun? Ei, se ei tietenkään pala. 50 ampeeria on suurin virta, jonka lähde voi tuottaa. Jos liität siihen teipinpalan, se kestää hyvin, vaikkapa 100 milliampeeria, ja siinä se. Piirin virta on 100 milliampeeria, eikä kukaan pala missään. Toinen asia on, että jos otat kilometrin LED-nauhaa ja liität sen tähän virtalähteeseen, siellä oleva virta on sallittua suurempi, ja virtalähde todennäköisesti ylikuumenee ja epäonnistuu. Muista, että kuluttaja määrittää piirin virran määrän. Tämä laite voi tuottaa enintään 2 ampeeria, ja kun oikosulun sen pulttiin, pultille ei tapahdu mitään. Mutta virtalähde ei pidä tästä, se toimii äärimmäisissä olosuhteissa. Mutta jos otat lähteen, joka pystyy toimittamaan kymmeniä ampeeria, pultti ei pidä tästä tilanteesta.
Esimerkkinä lasketaan virtalähde, joka tarvitaan LED-nauhan tunnetun osan syöttämiseen. Joten ostimme kiinalaisilta kelan LED-nauhaa ja haluamme syöttää kolme metriä tätä nauhaa. Ensin menemme tuotesivulle ja yritämme selvittää, kuinka monta wattia yksi nauhametri kuluttaa. En löytänyt tätä tietoa, joten siellä on tämä merkki. Katsotaan millainen nauha meillä on. Diodit 5050, 60 kpl per metri. Ja näemme, että teho on 14 wattia metriä kohti. Haluan 3 metriä, mikä tarkoittaa, että teho on 42 wattia. On suositeltavaa ottaa virtalähde, jonka tehoreservi on 30%, jotta se ei toimi kriittisessä tilassa. Tuloksena saamme 55 wattia. Lähin sopiva virtalähde on 60 wattia. Tehokaavasta ilmaistamme virran voimakkuuden ja löydämme sen tietäen, että LEDit toimivat 12 voltin jännitteellä. Osoittautuu, että tarvitsemme yksikön, jonka virta on 5 ampeeria. Esimerkiksi menemme Aliin, etsimme sen, ostamme sen.
On erittäin tärkeää tietää nykyinen kulutus, kun teet USB-kotitekoisia tuotteita. Suurin virta, joka voidaan ottaa USB: stä, on 500 milliampeeria, ja on parempi olla ylittämättä sitä.
Ja lopuksi lyhyt sana turvatoimista. Täältä näet, mihin arvoihin sähköä pidetään ihmiselämälle vaarattomana.