Oferujemy mały materiał na temat: „Elektryczność dla początkujących”. Da to wstępne zrozumienie terminów i zjawisk związanych z ruchem elektronów w metalach.

Cechy terminu

Energia elektryczna to energia małych naładowanych cząstek poruszających się w przewodnikach w określonym kierunku.

Na DC nie ma zmiany jego wielkości, a także kierunku ruchu w pewnym okresie czasu. Jeśli jako źródło prądu wybrane zostanie ogniwo galwaniczne (bateria), wówczas ładunek przemieszcza się w sposób uporządkowany: od bieguna ujemnego do końca dodatniego. Proces trwa, aż do całkowitego zaniku.

Prąd przemienny okresowo zmienia wielkość i kierunek ruchu.

Obwód transmisji prądu przemiennego

Spróbujmy zrozumieć, czym jest faza w słowie, które każdy słyszał, ale nie każdy rozumie jego prawdziwe znaczenie. Nie będziemy wdawać się w szczegóły i szczegóły, wybierzemy tylko materiał, którego potrzebuje rzemieślnik domowy. Sieć trójfazowa jest metodą transmisji prąd elektryczny, w którym prąd przepływa przez trzy różne przewody, a jeden go zwraca. Na przykład w obwodzie elektrycznym są dwa przewody.

Prąd przepływa pierwszym przewodem do odbiornika, na przykład do czajnika. Drugi przewód służy do jego zwrotu. Gdy taki obwód zostanie otwarty, nie będzie przepływu ładunku elektrycznego wewnątrz przewodnika. Ten schemat opisuje obwód jednofazowy. w elektryczności? Za fazę uważa się przewód, przez który przepływa prąd elektryczny. Przewód zerowy to przewód, przez który odbywa się powrót. W obwodzie trójfazowym występują jednocześnie trzy przewody fazowe.

Panel elektryczny w mieszkaniu jest niezbędny, aby prąd we wszystkich pokojach był obecny. są uważane za ekonomicznie wykonalne, ponieważ nie wymagają dwóch. Gdy zbliżają się do konsumenta, prąd jest podzielony na trzy fazy, każda z zerem. Przewód uziemiający, który jest stosowany w sieć jednofazowa, nie wiąże się z żadnym obciążeniem. On jest bezpiecznikiem.

Na przykład, jeśli nastąpi zwarcie, istnieje ryzyko porażenia prądem lub pożaru. Aby zapobiec takiej sytuacji, wartość prądu nie powinna przekraczać bezpiecznego poziomu; nadmiar schodzi do ziemi.

Podręcznik „Szkoła dla elektryków” pomoże początkującym rzemieślnikom poradzić sobie z niektórymi awariami sprzętu gospodarstwa domowego. Na przykład, jeśli wystąpią problemy z działaniem silnika elektrycznego pralki, prąd przepłynie do zewnętrznej metalowej obudowy.

Jeżeli nie ma uziemienia, ładunek zostanie rozprowadzony po całej maszynie. Kiedy dotkniesz go rękami, osoba będzie działać jak przewodnik uziemiający i zostanie porażona prądem. Jeśli istnieje przewód uziemiający, taka sytuacja nie wystąpi.

Cechy elektrotechniki

Podręcznik „Elektryczność dla opornych” cieszy się popularnością wśród tych, którzy są daleko od fizyki, ale planują wykorzystać tę naukę do celów praktycznych.

Za datę pojawienia się elektrotechniki uważa się początek XIX wieku. To właśnie w tym czasie powstało pierwsze źródło prądu. Odkrycia dokonane w dziedzinie magnetyzmu i elektryczności pozwoliły wzbogacić naukę o nowe koncepcje i fakty o istotnym znaczeniu praktycznym.

Podręcznik „Szkoła dla Elektryka” zakłada znajomość podstawowych pojęć związanych z elektrycznością.

Wiele zbiorów poświęconych fizyce zawiera kompleksy obwody elektryczne, a także wiele niejasnych terminów. Aby początkujący mogli zrozumieć wszystkie zawiłości tej części fizyki, opracowano specjalny podręcznik „Elektryczność dla manekinów”. Wycieczkę do świata elektronów należy rozpocząć od rozważenia teoretycznych praw i pojęć. Przykłady ilustrujące, fakt historyczny, wykorzystany w książce „Elektryczność dla opornych”, pomoże początkującym elektrykom przyswoić wiedzę. Aby sprawdzić swoje postępy, możesz skorzystać z zadań, testów i ćwiczeń związanych z elektrycznością.

Jeśli rozumiesz, że nie masz wystarczającej wiedzy teoretycznej, aby samodzielnie poradzić sobie z podłączaniem przewodów elektrycznych, zapoznaj się z podręcznikami dla „manekinów”.

Bezpieczeństwo i praktyka

Najpierw musisz dokładnie przestudiować sekcję dotyczącą środków ostrożności. W takim przypadku podczas prac związanych z energią elektryczną nie wystąpią sytuacje awaryjne zagrażające zdrowiu.

Aby zastosować w praktyce wiedzę teoretyczną zdobytą podczas samodzielnego studiowania podstaw elektrotechniki, możesz zacząć od starego sprzętu AGD. Przed przystąpieniem do naprawy należy zapoznać się z instrukcją dołączoną do urządzenia. Pamiętaj, że nie należy żartować z prądem.

Prąd elektryczny jest związany z ruchem elektronów w przewodnikach. Jeśli substancja nie jest w stanie przewodzić prądu, nazywa się ją dielektrykiem (izolatorem).

Aby wolne elektrony mogły przemieszczać się z jednego bieguna na drugi, musi istnieć między nimi pewna różnica potencjałów.

Natężenie prądu przepływającego przez przewodnik jest związane z liczbą elektronów przechodzących przez przekrój poprzeczny przewodnika.

Na prędkość przepływu prądu wpływa materiał, długość i pole przekroju poprzecznego przewodnika. Wraz ze wzrostem długości drutu wzrasta jego rezystancja.

Wniosek

Elektryczność jest ważną i złożoną gałęzią fizyki. W podręczniku „Elektryczność dla opornych” zbadano główne wielkości charakteryzujące sprawność silników elektrycznych. Jednostką napięcia są wolty, prąd mierzy się w amperach.

Każdy ma pewną moc. Odnosi się do ilości energii elektrycznej wytwarzanej przez urządzenie w określonym czasie. Odbiorcy energii (lodówki, pralki, czajniki, żelazka) również posiadają energię, zużywając energię elektryczną podczas pracy. Jeśli chcesz, możesz przeprowadzić obliczenia matematyczne i określić przybliżoną cenę każdego urządzenia gospodarstwa domowego.

Energia elektryczna jest wykorzystywana w wielu obszarach i otacza nas niemal wszędzie. Prąd pozwala uzyskać bezpieczne oświetlenie w domu i pracy, zagotować wodę, ugotować jedzenie, a także pracować przy komputerach i maszynach. Jednocześnie musisz umieć radzić sobie z prądem, w przeciwnym razie możesz nie tylko odnieść obrażenia, ale także spowodować szkody w mieniu. Jak prawidłowo ułożyć okablowanie i zorganizować dostawę energii elektrycznej do obiektów, bada taka nauka jak elektrotechnika.

Koncepcja energii elektrycznej

Wszystkie substancje składają się z cząsteczek, które z kolei składają się z atomów. Atom składa się z jądra oraz poruszających się wokół niego dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek (protonów i elektronów). Kiedy dwa materiały znajdują się obok siebie, powstaje między nimi różnica potencjałów (atomy jednej substancji mają zawsze mniej elektronów niż drugiej), co prowadzi do pojawienia się ładunku elektrycznego - elektrony zaczynają przemieszczać się z jednego materiału do drugiego . W ten sposób powstaje prąd. Innymi słowy, elektryczność to energia wynikająca z ruchu ujemnie naładowanych cząstek z jednej substancji do drugiej.

Szybkość ruchu może się różnić. Aby zapewnić ruch we właściwym kierunku i z odpowiednią prędkością, stosuje się przewodniki. Jeżeli ruch elektronów przez przewodnik odbywa się tylko w jednym kierunku, taki prąd nazywa się stałym. Jeśli kierunek ruchu zmienia się z określoną częstotliwością, wówczas prąd będzie przemienny. Najbardziej znanym i prostym źródłem prądu stałego jest akumulator lub akumulator samochodowy. Prąd przemienny jest aktywnie wykorzystywany w gospodarstwach domowych i przemyśle. Prawie wszystkie urządzenia i sprzęt na nim pracują.

Co studiuje elektrotechnika?

Ta nauka wie prawie wszystko o elektryczności. Studia tego kierunku jest konieczne dla każdego, kto chce zdobyć dyplom lub kwalifikacje elektryka. W większości instytucje edukacyjne kurs, w ramach którego studiuje się wszystko, co jest związane z elektrycznością, nosi nazwę „Teoretyczne podstawy elektrotechniki” lub w skrócie TOE.

Nauka ta rozwinęła się w XIX wieku, kiedy wynaleziono źródło prądu stałego i stało się możliwe budowanie obwodów elektrycznych. Elektrotechnika otrzymała dalszy rozwój w procesie nowych odkryć w dziedzinie fizyki promieniowanie elektromagnetyczne. Aby w obecnych czasach bezproblemowo opanować nauki ścisłe, trzeba posiadać wiedzę nie tylko z zakresu fizyki, ale także chemii i matematyki.

Przede wszystkim na kursie TOE badane są podstawy elektryczności, podana jest definicja prądu, badane są jego właściwości, charakterystyka i obszary zastosowań. Następnie badane są pola elektromagnetyczne i możliwości ich praktycznego wykorzystania. Kurs zwykle kończy się badaniem urządzeń wykorzystujących energię elektryczną.

Aby zrozumieć elektryczność, nie trzeba iść do szkoły wyższej lub średniej, wystarczy skorzystać z instrukcji samokształceniowej lub wziąć udział w lekcjach wideo „dla manekinów”. Zdobyta wiedza wystarczy, aby uporać się z okablowaniem, wymienić żarówkę czy zawiesić żyrandol w domu. Jeśli jednak planujesz pracować zawodowo z elektrycznością (na przykład jako elektryk lub elektroenergetyk), wówczas odpowiednie wykształcenie będzie obowiązkowe. Umożliwia uzyskanie specjalnego zezwolenia na pracę z przyrządami i urządzeniami zasilanymi ze źródła prądu.

Podstawowe pojęcia elektrotechniki

Najważniejsze jest, gdy uczysz się elektryczności dla początkujących– rozumieć trzy podstawowe pojęcia:

• Aktualna siła;
• Napięcie;
• Opór.

Natężenie prądu odnosi się do ilości ładunku elektrycznego przepływającego przez przewodnik o określonym przekroju w jednostce czasu. Innymi słowy, liczba elektronów, które w czasie przemieściły się z jednego końca przewodnika na drugi. Obecna siła jest najbardziej niebezpieczna dla życia i zdrowia ludzkiego. Jeśli chwycisz goły drut (a człowiek jest także przewodnikiem), wówczas elektrony przejdą przez niego. Im więcej ich przeleci, tym większe będą szkody, ponieważ gdy się poruszają, wytwarzają ciepło i wywołują różne reakcje chemiczne.

Jednakże, aby prąd płynął przez przewodniki, musi istnieć różnica napięcia lub potencjałów między jednym końcem przewodnika a drugim. Co więcej, musi być stały, aby ruch elektronów się nie zatrzymał. W tym celu należy zamknąć obwód elektryczny, a na jednym końcu obwodu umieścić źródło prądu, które zapewni stały ruch elektronów w obwodzie.

Opór jest cechą fizyczną przewodnika, jego zdolnością do przewodzenia elektronów. Im niższy opór przewodnika, tym więcej elektronów przejdzie przez niego w jednostce czasu, tym większy będzie prąd. Przeciwnie, wysoki opór zmniejsza przepływ prądu, ale powoduje nagrzewanie się przewodnika (jeśli napięcie jest wystarczająco wysokie), co może prowadzić do pożaru.

Dobór optymalnych zależności pomiędzy napięciem, rezystancją i prądem w obwodzie elektrycznym jest jednym z głównych zadań elektrotechniki.

Elektrotechnika i elektromechanika

Elektromechanika jest gałęzią elektrotechniki. Zajmuje się badaniem zasad działania urządzeń i urządzeń zasilanych prądem elektrycznym. Studiując podstawy elektromechaniki, można nauczyć się naprawiać różne urządzenia, a nawet je projektować.

W ramach lekcji elektromechaniki z reguły badane są zasady przetwarzania energii elektrycznej na energię mechaniczną (jak działa silnik elektryczny, zasady działania dowolnej maszyny i tak dalej). Badane są także procesy odwrotne, w szczególności zasady działania transformatorów i generatorów prądu.

Zatem bez zrozumienia budowy obwodów elektrycznych, zasad ich działania i innych zagadnień, którymi zajmuje się elektrotechnika, nie da się opanować elektromechaniki. Z drugiej strony elektromechanika jest dyscypliną bardziej złożoną i ma charakter stosowany, ponieważ wyniki jej badań są bezpośrednio wykorzystywane w projektowaniu i naprawie maszyn, urządzeń i różnych urządzeń elektrycznych.

Bezpieczeństwo i praktyka

Opanowując kurs elektrotechniki dla początkujących, należy zwrócić szczególną uwagę na kwestie bezpieczeństwa, ponieważ nieprzestrzeganie pewnych zasad może prowadzić do tragicznych konsekwencji.

Pierwszą zasadą, której należy przestrzegać, jest dokładne zapoznanie się z instrukcją. W instrukcji obsługi wszystkich urządzeń elektrycznych zawsze znajduje się rozdział poświęcony kwestiom bezpieczeństwa.

Drugą zasadą jest monitorowanie stanu izolacji przewodu. Wszystkie przewody muszą być pokryte specjalnymi materiałami, które nie przewodzą prądu (dielektryki). Jeśli Warstwa izolująca uszkodzony, przede wszystkim należy go przywrócić, w przeciwnym razie może wystąpić uszczerbek na zdrowiu. Ponadto ze względów bezpieczeństwa prace przy przewodach i sprzęcie elektrycznym należy wykonywać wyłącznie w specjalnej odzieży nieprzewodzącej prądu (rękawice gumowe i buty dielektryczne).

Trzecią zasadą jest używanie wyłącznie specjalnych urządzeń do diagnozowania parametrów sieci elektrycznej. W żadnym wypadku nie należy tego robić gołymi rękami ani próbować tego na języku.

Notatka! Zaniedbanie tych podstawowych zasad jest główną przyczyną obrażeń i wypadków w pracy elektryków i elektryków.

Aby wstępnie zrozumieć energię elektryczną i zasady działania urządzeń ją wykorzystujących, zaleca się odbycie specjalnego kursu lub zapoznanie się z podręcznikiem „Elektrotechnika dla początkujących”. Takie materiały są zaprojektowane specjalnie dla tych, którzy próbują opanować tę naukę od podstaw i zdobyć umiejętności niezbędne do pracy ze sprzętem elektrycznym w domu.

Lekcje podręcznikowe i wideo szczegółowo wyjaśniają budowę obwodu elektrycznego, czym jest faza i zero, czym różni się rezystancja od napięcia i prądu i tak dalej. Szczególną uwagę zwraca się na środki ostrożności, aby uniknąć obrażeń podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi.

Oczywiście studiowanie kursów lub czytanie podręczników nie pozwoli ci zostać zawodowym elektrykiem lub elektrykiem, ale będziesz w stanie rozwiązać większość codziennych problemów w oparciu o wyniki opanowania materiału. Do pracy zawodowej trzeba już uzyskać specjalne zezwolenie i posiadać specjalistyczne wykształcenie. Wykonaj bez tego odpowiedzialność zawodowa zabronione różnymi instrukcjami. Jeśli przedsiębiorstwo pozwala osobie bez niezbędną edukację do pracy przy sprzęcie elektrycznym i dozna kontuzji, kierownik poniesie surową karę, nawet karną.

Wideo

W dzisiejszych czasach nie sposób sobie wyobrazić życia bez prądu. To nie tylko oświetlenie i grzejniki, ale także cały sprzęt elektroniczny, począwszy od pierwszych lamp próżniowych po telefony komórkowe i komputery. Ich twórczość opisana jest różnymi, czasem bardzo złożonymi, formułami. Ale nawet najbardziej złożone prawa elektrotechniki i elektroniki opierają się na prawach elektrotechniki, które są studiowane w ramach przedmiotu „Teoretyczne podstawy elektrotechniki” (TOE) w instytutach, szkołach technicznych i na uczelniach.

Podstawowe prawa elektrotechniki

• Prawo Ohma
• Prawo Joule’a-Lenza
• Pierwsze prawo Kirchhoffa

Prawo Ohma- badanie TOE rozpoczyna się od tego prawa i żaden elektryk nie może się bez niego obejść. Stwierdza, że ​​prąd jest wprost proporcjonalny do napięcia i odwrotnie proporcjonalny do rezystancji. Oznacza to, że im wyższe napięcie przyłożone do rezystora, silnika, kondensatora lub cewki (przy niezmienionych innych warunkach), tym większy prąd przepływa przez obwód. I odwrotnie, im wyższy opór, tym niższy prąd.

Prawo Joule’a-Lenza. Korzystając z tego prawa, można określić ilość ciepła wytwarzanego przez grzejnik, kabel, moc silnika elektrycznego lub inne rodzaje pracy wykonywanej przez prąd elektryczny. Prawo to stanowi, że ilość ciepła wytworzonego podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik jest wprost proporcjonalna do kwadratu prądu, rezystancji tego przewodnika i czasu przepływu prądu. Za pomocą tego prawa określa się rzeczywistą moc silników elektrycznych, a także na podstawie tego prawa działa licznik energii elektrycznej, według którego płacimy za zużytą energię elektryczną.

Pierwsze prawo Kirchhoffa. Służy do obliczania kabli i wyłączników automatycznych przy obliczaniu obwodów zasilających. Stwierdza, że ​​suma prądów wpływających do dowolnego węzła jest równa sumie prądów opuszczających ten węzeł. W praktyce jeden kabel wchodzi ze źródła prądu, a jeden lub więcej kabli wychodzi.

Drugie prawo Kirchhoffa. Używane przy łączeniu kilku obciążeń szeregowo lub obciążenia i długiego kabla. Ma zastosowanie również w przypadku podłączenia nie ze stacjonarnego źródła zasilania, ale z akumulatora. Stwierdza, że ​​w obwodzie zamkniętym suma wszystkich spadków napięcia i wszystkich sił elektromagnetycznych wynosi 0.

Od czego zacząć naukę elektrotechniki

Elektrotechnikę najlepiej studiować na specjalnych kursach lub w instytucjach edukacyjnych. Oprócz możliwości komunikacji z nauczycielami, możesz skorzystać z zaplecza placówki edukacyjnej do zajęć praktycznych. Instytucja edukacyjna wystawia również dokument, który będzie wymagany przy ubieganiu się o pracę.

Jeśli zdecydujesz się studiować elektrotechnikę samodzielnie lub potrzebujesz dodatkowy materiał na zajęcia, czyli istnieje wiele stron, na których można uczyć się i pobierać niezbędne materiały na swój komputer lub telefon.

Lekcje wideo

W Internecie jest wiele filmów, które pomogą Ci opanować podstawy elektrotechniki. Wszystkie filmy można oglądać online lub pobierać za pomocą specjalnych programów.

Samouczki wideo dla elektryków- dużo materiałów opowiadających o różnych zagadnieniach praktycznych, z jakimi może spotkać się początkujący elektryk, o programach z jakimi musi pracować oraz o sprzęcie instalowanym w pomieszczeniach mieszkalnych.

Podstawy teorii elektrotechniki- oto lekcje wideo, które jasno wyjaśniają podstawowe prawa elektrotechniki. Całkowity czas trwania wszystkich lekcji wynosi około 3 godzin.

zero i faza, schematy połączeń żarówek, włączników, gniazd. Rodzaje narzędzi do instalacji elektrycznych;
1. Rodzaje materiałów do instalacji elektrycznych, montaż obwodów elektrycznych;
2. Połączenie przełącznika i połączenie równoległe;
3. Montaż obwodu elektrycznego z przełącznikiem dwuprzyciskowym. Model zasilania lokalu;
4. Model zasilacza do pomieszczenia z wyłącznikiem. Podstawy bezpieczeństwa.

Książki

Najlepszy doradca zawsze była książka. Wcześniej trzeba było wypożyczyć książkę z biblioteki, od znajomych lub ją kupić. Obecnie w Internecie można znaleźć i pobrać różnorodne książki, które są niezbędne dla początkującego lub doświadczonego elektryka. W przeciwieństwie do samouczków wideo, w których możesz zobaczyć, jak wykonywana jest ta lub inna czynność, w książce możesz trzymać ją w pobliżu podczas wykonywania pracy. W książce mogą znajdować się materiały pomocnicze, które nie zmieszczą się w lekcji wideo (jak w szkole – nauczyciel opowiada lekcję opisaną w podręczniku, a te formy nauczania wzajemnie się uzupełniają).

Istnieją strony z dużą ilością literatury z zakresu elektrotechniki na różne tematy - od teorii po materiały referencyjne. Na wszystkich tych stronach możesz pobrać potrzebną książkę na swój komputer, a później przeczytać ją na dowolnym urządzeniu.

Na przykład,

meksalib- różne rodzaje literatury, w tym elektrotechnicznej

książki dla elektryka- na tej stronie znajduje się wiele porad dla początkującego inżyniera elektryka

specjalista elektryk- strona dla początkujących elektryków i profesjonalistów

Biblioteka elektryka- wiele różnych książek, głównie dla profesjonalistów

Podręczniki internetowe

Ponadto w Internecie dostępne są podręczniki online z zakresu elektrotechniki i elektroniki z interaktywnym spisem treści.

Są to takie jak:

Kurs podstawowy elektryka - instruktaż w elektrotechnice

Podstawowe koncepcje

Elektronika dla początkujących - kurs początkowy i podstawy elektroniki

Środki ostrożności

Najważniejsze podczas wykonywania prac elektrycznych jest przestrzeganie środków bezpieczeństwa. Jeśli nieprawidłowe działanie może prowadzić do awarii sprzętu, nieprzestrzeganie środków bezpieczeństwa może prowadzić do obrażeń, kalectwa lub śmierci.

Główne zasady- oznacza to nie dotykanie gołymi rękami przewodów pod napięciem, pracę narzędziami z izolowanymi uchwytami, a przy wyłączaniu zasilania wywieszenie napisu „nie włączać, ludzie pracują”. Aby uzyskać bardziej szczegółowe przestudiowanie tego problemu, należy zapoznać się z książką „Zasady bezpieczeństwa dotyczące instalacji elektrycznej i prac regulacyjnych”.

To nie jest trywialne zadanie, mówię ci. :) Aby ułatwić przyswojenie materiału, wprowadziłem szereg uproszczeń. Całkowicie urojeniowe i antynaukowe, ale mniej lub bardziej wyraźnie pokazujące istotę procesu. Technika „elektryki kanalizacyjnej” sprawdziła się w testach terenowych, dlatego też zostanie zastosowana także tutaj. Chcę tylko zaznaczyć, że jest to jedynie uproszczenie wizualne, obowiązujące dla ogólnego przypadku i konkretnego momentu, aby zrozumieć istotę i nie ma praktycznie nic wspólnego z rzeczywistą fizyką procesu. Dlaczego tak jest? A żeby było łatwiej zapamiętać co jest co i nie pomylić napięcia z prądem i zrozumieć jak na to wszystko wpływa rezystancja, bo inaczej słyszałem już o tym od studentów...

Prąd, napięcie, rezystancja.

Jeśli porównamy obwód elektryczny z kanałem ściekowym, to źródło zasilania tak cysterna, płynąca woda to prąd, ciśnienie wody to napięcie, a gówno przepływające rurami to ładunek. Im wyższa cysterna, tym większa jest energia potencjalna znajdującej się w niej wody i tym silniejszy jest prąd ciśnieniowy przepływający przez rury, co oznacza, że ​​więcej śmieci może ona wypłukać.
Oprócz płynącego badziewia, przepływ jest utrudniany przez tarcie o ścianki rur, powodując straty. Im grubsze rury, tym mniejsze straty (he, he, he, teraz pamiętasz, dlaczego audiofile używają grubszych przewodów ze względu na potężną akustykę;)).
Podsumujmy więc. Obwód elektryczny zawiera źródło, które wytwarza różnicę potencjałów – napięcie – pomiędzy jego biegunami. Pod wpływem tego napięcia prąd przepływa przez obciążenie do miejsca, gdzie potencjał jest niższy. Przepływ prądu jest utrudniony przez opór tworzony przez ładunek i straty. W rezultacie naprężenie słabnie tym silniej, im większy jest opór. Cóż, teraz umieśćmy naszą kanalizację w kanale matematycznym.

Prawo Ohma

Na przykład obliczmy najprostszy obwód składający się z trzech rezystancji i jednego źródła. Narysuję diagram nie tak, jak jest to zwyczajowo w podręcznikach TOE, ale bliżej prawdziwego schemat, gdzie przyjmują punkt o potencjale zerowym - obudowa, zwykle równy minusowi zasilania, a plus jest uważany za punkt o potencjale równym napięciu zasilania. Na początek zakładamy, że znamy napięcie i rezystancję, co oznacza, że ​​musimy znaleźć prąd. Dodajmy wszystkie rezystancje (przeczytaj na pasku bocznym zasady dodawania rezystancji), aby otrzymać całkowite obciążenie i podzielmy napięcie przez wynikowy wynik - prąd został znaleziony! Zobaczmy teraz, jak napięcie rozkłada się na każdym oporze. Odwróćmy prawo Ohma na lewą stronę i zacznijmy obliczać. U=I*R ponieważ prąd w obwodzie jest taki sam dla wszystkich rezystancje szeregowe, wtedy będzie stała, ale rezystancje będą różne. Rezultat był taki Źródło = U1 + U2 + U3. W oparciu o tę zasadę można np. połączyć szeregowo 50 żarówek o napięciu 4,5 V i bez problemu zasilić je z gniazdka 220 V – ani jedna żarówka się nie przepali. Co się stanie, jeśli w związku z tym w środku wstawimy jeden mocny opór, powiedzmy jeden kiloom, a weźmiemy pozostałe dwa mniejsze - jeden om? Z obliczeń stanie się jasne, że prawie całe napięcie spadnie na tym dużym oporze.

Prawo Kirchhoffa.

Zgodnie z tym prawem suma prądów wpływających i wypływających z węzła jest równa zeru, a prądy wpływające do węzła są zwykle oznaczane plusem, a prądy wypływające minusem. Analogicznie do naszego systemu kanalizacyjnego, woda z jednej potężnej rury rozprasza się na kilka małych. Ta zasada pozwala obliczyć przybliżony pobór prądu, co czasami jest po prostu konieczne przy obliczaniu schematów obwodów.

Moc i straty
Moc pobieraną w obwodzie wyraża się jako iloczyn napięcia i prądu.
P = U * I
Dlatego im większy prąd lub napięcie, tym większa moc. Ponieważ Rezystor (lub przewody) nie wykonuje żadnego użytecznego obciążenia, wówczas spadająca z niego moc jest stratą w czystej postaci. W tym przypadku moc można wyrazić za pomocą prawa Ohma w następujący sposób:
P= R * Ja 2

Jak widać wzrost rezystancji powoduje wzrost mocy wydanej na straty, a jeśli prąd wzrasta, to straty rosną kwadratowo. W rezystorze cała moc idzie na ogrzewanie. Nawiasem mówiąc, z tego samego powodu akumulatory nagrzewają się podczas pracy - mają też rezystancję wewnętrzną, na której rozpraszana jest część energii.
Właśnie dlatego audiofile używają grubych drutów miedzianych o minimalnym oporze w swoich wytrzymałych systemach dźwiękowych, aby zmniejszyć straty mocy, ponieważ występują tam znaczne prądy.

Istnieje prawo całkowitego prądu w obwodzie, chociaż w praktyce nigdy mi się to nie przydało, ale nie zaszkodzi je poznać, więc weź jakiś podręcznik TOE z sieci ( podstawy teoretyczne elektrotechnika) jest lepsza dla szkół średnich, wszystko jest tam opisane znacznie prościej i jaśniej - bez wchodzenia w wyższą matematykę.

TREŚĆ:
WSTĘP


RODZAJ DRUTU
WŁAŚCIWOŚCI PRĄDU
TRANSFORMATOR
ELEMENTY GRZEWCZE


ZAGROŻENIE PRĄDEM ELEKTRYCZNYM
OCHRONA
POSŁOWO
WIERSZ O PRĄDZIE ELEKTRYCZNYM
INNE ARTYKUŁY

WSTĘP

W jednym z odcinków „Cywilizacji” skrytykowałem niedoskonałość i uciążliwość edukacji, ponieważ z reguły uczy się ją wyuczonym językiem, wypchanym niezrozumiałymi terminami, bez jasnych przykładów i przenośnych porównań. Ten punkt widzenia się nie zmienił, ale mam dość bycia bezpodstawnym i postaram się opisać zasady elektryczności prostym i zrozumiałym językiem.

Jestem przekonany, że wszelkich nauk trudnych, zwłaszcza tych opisujących zjawiska, których człowiek nie jest w stanie ogarnąć pięcioma zmysłami (wzrok, słuch, węch, smak, dotyk), np. mechaniki kwantowej, chemii, biologii, elektroniki, należy uczyć w szkole formie porównań i przykładów. A jeszcze lepiej - twórz kolorowe bajki edukacyjne o niewidzialnych procesach zachodzących w materii. Teraz za pół godziny zamienię was w ludzi znających się na elektryce i technice. I tak zaczynam opisywać zasady i prawa elektryczności, używając przenośnych porównań...

NAPIĘCIE, OPÓR, PRĄD

Można obracać kołem młyna wodnego z grubym strumieniem przy niskim ciśnieniu lub cienkim strumieniem przy wysokim ciśnieniu. Ciśnienie to napięcie (mierzone w woltach), grubość strumienia to natężenie prądu (mierzone w amperach), a całkowita siła uderzająca w łopatki kół to moc (mierzona w watach). Koło wodne można w przenośni porównać do silnika elektrycznego. To znaczy, być może Wysokie napięcie i niski prąd lub niskie napięcie i wysoki prąd, a moc w obu opcjach jest taka sama.

Napięcie w sieci (gniazdku) jest stabilne (220 V), ale prąd jest zawsze inny i zależy od tego, co włączymy, a raczej od rezystancji, jaką ma urządzenie elektryczne. Prąd = napięcie podzielone przez rezystancję lub moc podzielona przez napięcie. Na przykład na czajniku jest napisane - Moc 2,2 kW, co oznacza 2200 W (W) - Wat podzielony przez napięcie (Napięcie) 220 V (V) - Wolt, otrzymujemy 10 A (Amper) - przepływający prąd podczas pracy czajnika. Teraz dzielimy napięcie (220 woltów) przez prąd roboczy (10 amperów), otrzymujemy rezystancję czajnika - 22 omy (omy).

Analogicznie do wody, opór jest podobny do rury wypełnionej porowatą substancją. Aby przepchnąć wodę przez tę przepastną rurkę, wymagane jest określone ciśnienie (napięcie), a ilość cieczy (prąd) będzie zależeć od dwóch czynników: tego ciśnienia i przepuszczalności rurki (jej oporu). To porównanie jest odpowiednie do ogrzewania i oprawy oświetleniowe i nazywa się rezystancją AKTYWNĄ, a rezystancja cewek jest elektryczna. silniki, transformatory i elektryka magnesy działają inaczej (więcej o tym później).

BEZPIECZNIKI, POMIARY OBWODOWE, REGULATORY TEMPERATURY

Jeśli nie ma oporu, prąd ma tendencję do zwiększania się do nieskończoności i topienia drutu - nazywa się to zwarciem. Aby chronić e-mail przed tym. bezpieczniki są zainstalowane w okablowaniu lub wyłączniki automatyczne(automaty). Zasada działania bezpiecznika (wkładki bezpiecznikowej) jest niezwykle prosta; jest to celowo cienkie miejsce w obwodzie elektrycznym. łańcuchy, a tam, gdzie są cienkie, pękają. Cienki drut miedziany jest umieszczony w ceramicznym cylindrze żaroodpornym. Grubość (przekrój) drutu jest znacznie cieńsza niż drutu elektrycznego. okablowanie. Gdy prąd przekroczy dopuszczalny limit, drut przepala się i „ratuje” przewody. W trybie pracy drut może się bardzo nagrzać, dlatego do bezpiecznika wlewa się piasek, aby go ochłodzić.

Częściej jednak do ochrony przewodów elektrycznych nie stosuje się bezpieczników, ale wyłączniki automatyczne (wyłączniki automatyczne). Maszyny posiadają dwie funkcje zabezpieczające. Jeden jest wyzwalany, gdy do sieci podłączonych jest zbyt wiele urządzeń elektrycznych, a prąd przekracza dopuszczalny limit. Jest to płyta bimetaliczna wykonana z dwóch warstw różnych metali, które po podgrzaniu nie rozszerzają się równomiernie, jedna bardziej, druga mniej. Cały prąd roboczy przechodzi przez tę płytkę, a gdy przekroczy granicę, nagrzewa się, wygina (z powodu niejednorodności) i otwiera styki. Zwykle nie da się od razu ponownie włączyć urządzenia, gdyż płyta jeszcze nie wystygła.

(Takie płytki są również szeroko stosowane w czujnikach termicznych, które chronią wiele Urządzenia przed przegrzaniem i wypaleniem. Jedyną różnicą jest to, że płyta nie jest podgrzewana przez przepływający przez nią nadmierny prąd, ale bezpośrednio przez element grzejny samego urządzenia, do którego mocno przykręcony jest czujnik. W urządzeniach z żądaną temperaturą (żelazka, grzejniki, pralki, podgrzewacze wody) granicę wyłączenia ustawia się za pomocą pokrętła termostatu, które również posiada wewnątrz bimetaliczną płytkę. Następnie otwiera, a następnie zamyka styki utrzymując zadaną temperaturę. Jakby nie zmieniając siły ognia palnika, połóż na nim czajnik, a następnie go wyjmij.)

Wewnątrz maszyny znajduje się również cewka z grubego drutu miedzianego, przez którą przepływa również cały prąd roboczy. W przypadku zwarcia siła pola magnetycznego cewki osiąga moc, która ściska sprężynę i cofa zamontowany w niej ruchomy stalowy pręt (rdzeń), co powoduje natychmiastowe wyłączenie maszyny. W trybie pracy siła cewki nie jest wystarczająca do ściśnięcia sprężyny rdzeniowej. Dzięki temu maszyny zapewniają ochronę przed zwarciami (SC) i długotrwałymi przeciążeniami.

RODZAJ DRUTU

Przewody instalacji elektrycznej są wykonane z aluminium lub miedzi. Maksymalny dopuszczalny prąd zależy od ich grubości (przekrój w milimetrach kwadratowych). Na przykład 1 milimetr kwadratowy miedzi może wytrzymać 10 amperów. Typowe standardy przekroju drutu: 1,5; 2,5; 4 „kwadraty” - odpowiednio: 15; 25; Dopuszczalne długotrwałe obciążenie prądowe wynosi 40 amperów. Druty aluminiowe wytrzymują prąd mniejszy niż około półtora raza. Większość przewodów ma izolację winylową, która topi się w przypadku przegrzania drutu. W kablach zastosowano izolację wykonaną z bardziej ogniotrwałej gumy. Są też przewody z izolacją fluoroplastyczną (teflonową), która nie topi się nawet w ogniu. Takie przewody wytrzymują większe obciążenia prądowe niż przewody z izolacją PVC. Przewody wysokiego napięcia mają grubą izolację np. w samochodach w układzie zapłonowym.

WŁAŚCIWOŚCI PRĄDU

Prąd elektryczny wymaga obwodu zamkniętego. Analogicznie do roweru, gdzie gwiazda prowadząca z pedałami odpowiada źródłu prądu. energia (generator lub transformator), gwiazda na tylnym kole to urządzenie elektryczne, które podłączamy do sieci (grzejnik, czajnik, odkurzacz, telewizor itp.). Górna część łańcucha, która przenosi siłę z napędu na tylną zębatkę, jest zbliżona do potencjału z napięciem - fazą, a dolna część, która biernie powraca - do potencjału zerowego - do zera. Dlatego w kielichu znajdują się dwa otwory (FAZA i ZERO), jak w systemie podgrzewania wody - rura dopływowa, przez którą przepływa wrząca woda, oraz rura powrotna, przez którą woda wypływa, oddając ciepło w akumulatorach (grzejnikach). .

Istnieją dwa rodzaje prądów - stały i przemienny. Naturalny prąd stały, który płynie w jednym kierunku (jak woda do System grzewczy lub łańcuch rowerowy) wytwarzają wyłącznie chemiczne źródła energii (baterie i akumulatory). W przypadku mocniejszych odbiorców (na przykład tramwajów i trolejbusów) jest on „prostowany” z prądu przemiennego za pomocą „mostków” z diod półprzewodnikowych, które można porównać do zatrzasku zamka drzwi - jest przepuszczany w jednym kierunku i zamykany w innym. Ale taki prąd okazuje się nierówny, ale pulsujący, jak seria z karabinu maszynowego lub młot pneumatyczny. Aby wygładzić impulsy, instalowane są kondensatory (pojemność). Ich zasadę można porównać do dużej, pełnej beczki, do której wlewa się „nierówny” i przerywany strumień, a z znajdującego się na dnie kranu woda wypływa równomiernie i równomiernie, a im większa jest objętość beczki, tym lepiej jakość strumienia. Pojemność kondensatorów mierzy się w faradach.

We wszystkich sieciach domowych (mieszkania, domy, budynki biurowe i produkcyjne) prąd jest przemienny, łatwiej jest go wygenerować w elektrowniach i przekształcić (obniżyć lub zwiększyć). A większość el. silniki mogą tylko na nim pracować. Płynie tam i z powrotem, jakbyś nabrał wody do ust, włożył długą rurkę (słomkę), drugi koniec zanurzył w pełnym wiadrze i na przemian wydmuchiwał i zaciągał wodę. Wtedy ujście będzie podobne do potencjału z napięciem - fazą i pełnym kubłem - zerem, co samo w sobie nie jest aktywne i nie jest niebezpieczne, ale bez niego ruch cieczy (prądu) w rurce (drucie) jest niemożliwy. Lub, jak podczas piłowania kłody piłą do metalu, gdzie ręka będzie fazą, amplituda ruchu będzie napięciem (V), siła ręki będzie prądem (A), energia będzie częstotliwością (Hz), a sama kłoda będzie energią elektryczną. urządzenie (grzejnik lub silnik elektryczny), tylko zamiast piłowania - pożyteczna praca. Stosunek seksualny nadaje się również do porównań przenośnych, mężczyzna to „faza”, kobieta to ZERO!, amplituda (długość) to napięcie, grubość to prąd, prędkość to częstotliwość.

Liczba oscylacji jest zawsze taka sama i zawsze taka sama, jak ta wytwarzana w elektrowni i dostarczana do sieci. W rosyjskich sieciach liczba oscylacji wynosi 50 razy na sekundę i nazywa się ją częstotliwością prądu przemiennego (od słowa często, nie wyłącznie). Jednostką miary częstotliwości jest HERZ (Hz), czyli w naszych gniazdkach jest to zawsze 50 Hz. W niektórych krajach częstotliwość w sieciach wynosi 100 Hz. Prędkość obrotowa większości urządzeń elektrycznych zależy od częstotliwości. silniki. Przy 50 Hz maksymalna prędkość wynosi 3000 obr./min. - na zasilaniu trójfazowym i 1500 obr./min. - na jednofazowym (domowym). Prąd przemienny jest również potrzebny do zasilania transformatorów obniżających wysokie napięcie (10 000 woltów) do normalnego napięcia domowego lub przemysłowego (220/380 woltów) w podstacjach elektrycznych. A także do małych transformatorów w sprzęcie elektronicznym, które redukują napięcie 220 woltów do 50, 36, 24 woltów i poniżej.

TRANSFORMATOR

Transformator składa się z żelazka elektrycznego (zmontowanego z pakietu płytek), na którym nawinięty jest drut (lakierowany drut miedziany) przez cewkę izolacyjną. Jedno uzwojenie (pierwotne) jest wykonane z cienkiego drutu, ale z dużą liczbą zwojów. Drugi (wtórny) jest nawinięty przez warstwę izolacji na wierzchu uzwojenia pierwotnego (lub na sąsiedniej cewce) z grubego drutu, ale z niewielką liczbą zwojów. Wysokie napięcie dochodzi do końców uzwojenia pierwotnego, a wokół żelaza pojawia się zmienne pole magnetyczne, które indukuje prąd w uzwojeniu wtórnym. Ile razy jest w nim mniej zwojów (wtórnego) - napięcie będzie niższe o tę samą wartość, a ile razy drut będzie grubszy - o ile więcej prądu można pobrać. Jakby beczka wody napełniła się cienkim strumieniem, ale pod ogromnym ciśnieniem, a od dołu z dużego kranu wypłynie gruby strumień, ale pod umiarkowanym ciśnieniem. Podobnie transformatory mogą być odwrotne - podwyższające.

ELEMENTY GRZEWCZE

W elementach grzejnych, w przeciwieństwie do uzwojeń transformatora, wyższe napięcie będzie odpowiadać nie liczbie zwojów, ale długości drutu nichromowego, z którego wykonane są spirale i elementy grzejne. Na przykład, jeśli wyprostujesz spiralę kuchenki elektrycznej przy napięciu 220 woltów, długość drutu wyniesie około 16-20 metrów. Oznacza to, że aby nawinąć spiralę przy napięciu roboczym 36 woltów, należy podzielić 220 przez 36, czyli 6. Oznacza to, że długość drutu spirali 36 woltów będzie 6 razy krótsza, około 3 metry. Jeżeli wężownica jest intensywnie przedmuchana wentylatorem to może być 2 razy krótsza, gdyż przepływ powietrza wydmuchuje z niej ciepło i zapobiega jej przepaleniu. A jeśli wręcz przeciwnie, jest zamknięty, to jest dłuższy, w przeciwnym razie wypali się z powodu braku wymiany ciepła. Można na przykład włączyć dwa elementy grzejne o napięciu 220 woltów i tej samej mocy połączone szeregowo przy napięciu 380 woltów (między dwiema fazami). A wtedy każdy z nich będzie pod napięciem 380: 2 = 190 woltów. Oznacza to, że 30 woltów mniej niż obliczone napięcie. W tym trybie nagrzeją się trochę (15%) mniej, ale nigdy się nie spalą. To samo z żarówkami, na przykład można połączyć szeregowo 10 identycznych żarówek 24 V i włączyć je jako girlandę do sieci 220 V.

LINIE ENERGETYCZNE WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Wskazane jest przesyłanie energii elektrycznej na duże odległości (z elektrowni wodnej lub jądrowej do miasta) wyłącznie pod wysokim napięciem (100 000 woltów) - w ten sposób grubość (przekrój) drutów na wspornikach napowietrznych linii elektroenergetycznych może być ograniczone do minimum. Gdyby prąd był przesyłany natychmiast pod niskim napięciem (jak w gniazdkach - 220 woltów), wówczas przewody linii napowietrznych musiałyby być wykonane tak grube jak kłody i nie wystarczyłyby do tego żadne rezerwy aluminium. Poza tym wysokie napięcie łatwiej pokonuje rezystancję przewodu i styków łączących (dla aluminium i miedzi jest to znikome, ale na odcinku kilkudziesięciu kilometrów i tak narasta znacząco), niczym pędzący z zawrotną szybkością motocyklista, który z łatwością leci nad dziurami i wąwozami.

SILNIKI ELEKTRYCZNE I ZASILANIE TRÓJFAZOWE

Jednym z głównych potrzeb prądu przemiennego jest asynchroniczna energia elektryczna. silniki, które są szeroko stosowane ze względu na swoją prostotę i niezawodność. Ich wirniki (obrotowa część silnika) nie mają uzwojenia i komutatora, ale są po prostu półfabrykatami wykonanymi z żelazka elektrycznego, w których szczeliny na uzwojenie są wypełnione aluminium - w tej konstrukcji nie ma nic do złamania. Obracają się pod wpływem zmiennego pola magnetycznego wytwarzanego przez stojan (nieruchomą część silnika elektrycznego). Aby zapewnić prawidłowe działanie instalacji elektrycznej W silnikach tego typu (i zdecydowanej większości) wszędzie dominuje zasilanie 3-fazowe. Fazy ​​​​w roli trzech sióstr bliźniaczek nie różnią się od siebie. Pomiędzy każdym z nich a zerem znajduje się napięcie 220 woltów (V), częstotliwość każdego z nich wynosi 50 Hz. Różnią się jedynie przesunięciem czasowym i „nazwami” - A, B, C.

Graficzne przedstawienie prądu przemiennego jednej fazy jest przedstawione w postaci falistej linii, która wije się jak wąż po linii prostej - dzieląc te zygzaki na pół na równe części. Górne fale odzwierciedlają ruch prądu przemiennego w jednym kierunku, dolne - w drugim kierunku. Wysokość pików (górnego i dolnego) odpowiada napięciu (220 V), następnie wykres spada do zera - linii prostej (której długość reprezentuje czas) i ponownie osiąga szczyt (220 V) po dolnej stronie . Odległość między falami w linii prostej wyraża częstotliwość (50 Hz). Trzy fazy na wykresie reprezentują trzy faliste linie nałożone na siebie, ale z opóźnieniem, to znaczy, gdy fala jednej osiąga swój szczyt, druga już opada, i tak jedna po drugiej - jak obręcz gimnastyczna lub pokrywka patelni, która spadła na podłogę. Efekt ten jest niezbędny do wytworzenia wirującego pola magnetycznego w trójfazowych silnikach asynchronicznych, które wprawia w ruch ich ruchomą część – wirnik. Podobnie jest z pedałami rowerowymi, w których nogi naciskają naprzemiennie jak fazy, tyle że tutaj są trzy pedały umieszczone względem siebie pod kątem 120 stopni (jak emblemat Mercedesa czy trójłopatowe śmigło samolotu).

Trzy uzwojenia elektryczne silnik (każda faza ma swoją) są przedstawione na schematach w ten sam sposób, jak śmigło z trzema łopatami, którego jedne końce są połączone we wspólnym punkcie, a drugie z fazami. Uzwojenia transformatorów trójfazowych w podstacjach (redukujących wysokie napięcie do napięcia domowego) są połączone w ten sam sposób, a ZERO pochodzi ze wspólnego punktu połączenia uzwojeń (przewód neutralny transformatora). Generatory wytwarzające energię elektryczną. energia ma podobny wzór. W nich mechaniczny obrót wirnika (poprzez turbinę wodną lub parową) zamieniany jest w elektrowniach na energię elektryczną (a w małych generatorach mobilnych – poprzez silnik spalinowy). Wirnik swoim polem magnetycznym indukuje prąd elektryczny w trzech uzwojeniach stojana z opóźnieniem 120 stopni na obwodzie (jak emblemat Mercedesa). Rezultatem jest trójfazowy prąd przemienny z wielokrotną pulsacją, tworząc wirujące pole magnetyczne. Z drugiej strony silniki elektryczne przekształcają prąd trójfazowy poprzez pole magnetyczne w obrót mechaniczny. Druty uzwojeń nie mają oporu, ale prąd w uzwojeniach ogranicza pole magnetyczne wytwarzane przez ich zwoje wokół żelaza, podobnie jak siła grawitacji działająca na rowerzystę jadącego pod górę i uniemożliwiająca mu przyspieszenie. Opór pola magnetycznego ograniczającego prąd nazywa się INDUKCJĄ.

Ze względu na opóźnienie faz względem siebie i osiąganie napięcia szczytowego w różnych momentach, uzyskuje się między nimi różnicę potencjałów. Nazywa się to napięciem sieciowym, a w sieciach domowych wynosi 380 woltów (V). Napięcie liniowe (międzyfazowe) jest zawsze 1,73 razy większe niż napięcie fazowe (między fazą a zerem). Współczynnik ten (1,73) jest szeroko stosowany we wzorach obliczeniowych dla układów trójfazowych. Na przykład prąd każdej fazy elektrycznej. silnik = moc w watach (W) podzielona przez napięcie sieciowe(380 V) = całkowity prąd we wszystkich trzech uzwojeniach, które również dzielimy przez współczynnik (1,73), otrzymujemy prąd w każdej fazie.

Zasilanie trójfazowe tworzące efekt rotacyjny dla energii elektrycznej. silniki, dzięki uniwersalnemu standardowi, zapewniają zasilanie budynków mieszkalnych (budynków mieszkalnych, biurowych, handlowych, edukacyjnych) - tam, gdzie jest prąd. silniki nie są używane. Z reguły kable 4-żyłowe (3 fazy i zero) docierają do ogólnych paneli dystrybucyjnych, a stamtąd rozprowadzają się parami (1 faza i zero) do mieszkań, biur i innych pomieszczeń. Ze względu na nierówność obciążenia prądowego w różne pokoje Wspólne zero w wiadomościach e-mail jest często przeciążone. tarcza Jeśli się przegrzeje i wypali, okaże się, że na przykład sąsiednie mieszkania są połączone szeregowo (ponieważ są połączone zerami na wspólnej listwie stykowej w panelu elektrycznym) między dwiema fazami (380 woltów). A jeśli jeden sąsiad ma potężną energię elektryczną. urządzeń (takich jak czajnik, grzejnik, pralka, podgrzewacz wody), a drugi ma małą moc (telewizor, komputer, sprzęt audio), wówczas mocniejsze odbiorniki pierwszego, ze względu na niski opór, staną się dobrym przewodnikiem, a w gniazdkach drugiego sąsiada, zamiast zera pojawi się druga faza, a napięcie wyniesie ponad 300 woltów, co natychmiast spali jego sprzęt, w tym lodówkę. Dlatego wskazane jest regularne sprawdzanie niezawodności styku zera pochodzącego z kabla zasilającego z ogólną tablicą rozdzielczą. A jeśli zrobi się gorąco, wyłącz wyłączniki we wszystkich mieszkaniach, oczyść osady węgla i dokładnie dokręć wspólny styk zerowy. Przy względnie równych obciążeniach na różnych fazach większa część prądów wstecznych (przez wspólny punkt połączenia zer odbiorników) będzie wzajemnie pochłaniana przez sąsiednie fazy. W trójfazowym elektrycznym W silnikach prądy fazowe są równe i całkowicie zanikają przez sąsiednie fazy, więc w ogóle nie potrzebują zera.

Elektryczny jednofazowy silniki pracują od jednej fazy do zera (np. w wentylatorach domowych, pralki, lodówki, komputery). W nich, aby utworzyć dwa bieguny, uzwojenie jest podzielone na pół i umieszczone na dwóch przeciwległych cewkach po przeciwnych stronach wirnika. Aby wytworzyć moment obrotowy, potrzebne jest drugie (początkowe) uzwojenie, również nawinięte na dwie przeciwległe cewki i swoim polem magnetycznym przecina pole pierwszego (roboczego) uzwojenia pod kątem 90 stopni. Uzwojenie początkowe ma w obwodzie kondensator (pojemność), który przesuwa swoje impulsy i niejako sztucznie emituje drugą fazę, dzięki czemu wytwarzany jest moment obrotowy. Ze względu na konieczność podziału uzwojeń na pół, prędkość obrotowa asynchronicznego prądu jednofazowego jest zmniejszona. obroty silników nie mogą przekraczać 1500 obr./min. W trójfazowym elektrycznym W silnikach cewki mogą być pojedyncze, umieszczone w stojanie co 120 stopni na obwodzie, wówczas maksymalna prędkość obrotowa wyniesie 3000 obr/min. A jeśli każdy z nich zostanie podzielony na pół, otrzymasz 6 cewek (po dwie na fazę), wówczas prędkość będzie 2 razy mniejsza - 1500 obr./min, a siła obrotowa będzie 2 razy większa. Cewek może być 9 lub 12, odpowiednio 1000 i 750 obr/min, przy wielokrotnym wzroście siły mniejsza liczba obr./min. Uzwojenia silników jednofazowych można również podzielić bardziej niż na pół, przy podobnym zmniejszeniu prędkości i zwiększeniu siły. Oznacza to, że silnik wolnoobrotowy jest trudniejszy do utrzymania na wale wirnika w przypadku czegokolwiek niż silnik szybkoobrotowy.

Istnieje inny popularny typ wiadomości e-mail. silniki - komutator. Ich wirniki zawierają uzwojenie i kolektor stykowy, do którego napięcie dostarczane jest poprzez miedziano-grafitowe „szczotki”. To (uzwojenie wirnika) wytwarza własne pole magnetyczne. W przeciwieństwie do pasywnie nieskręconego żelazo-aluminiowego „pustego” asynchronicznego elektrycznego. silnik, pole magnetyczne uzwojenia wirnika silnika komutatorowego jest aktywnie odpychane od pola jego stojana. Takie maile silniki mają inną zasadę działania - podobnie jak dwa bieguny magnesu o tej samej nazwie, wirnik (część obrotowa silnika elektrycznego) ma tendencję do odpychania się od stojana (część stacjonarna). A ponieważ wał wirnika jest mocno zamocowany na końcach za pomocą dwóch łożysk, wirnik aktywnie wykręca się z „rozpaczy”. Efekt jest podobny do wiewiórki w kole, im szybciej biegnie, tym szybciej kręci się bęben. Dlatego takie e-maile silniki są znacznie większe i regulowane szeroki zasięg obroty niż asynchroniczne. Ponadto przy tej samej mocy są znacznie bardziej kompaktowe i lżejsze, nie zależą od częstotliwości (Hz) i działają zarówno na prądzie przemiennym, jak i stałym. Stosowane są najczęściej w jednostkach mobilnych: lokomotywach elektrycznych, tramwajach, trolejbusach, wagonach elektrycznych; jak również we wszystkich przenośnych el. urządzenia: wiertarki elektryczne, szlifierki, odkurzacze, suszarki do włosów... Ale pod względem prostoty i niezawodności są znacznie gorsze od maszyn asynchronicznych, które są używane głównie w stacjonarnych urządzeniach elektrycznych.

ZAGROŻENIE PRĄDEM ELEKTRYCZNYM

Prąd elektryczny można przekształcić w ŚWIATŁO (przechodząc przez żarnik, gaz luminescencyjny, kryształy LED), CIEPŁO (pokonując opór drutu nichromowego wraz z jego nieuniknionym nagrzewaniem, stosowanym we wszystkich elementach grzejnych), PRACĘ MECHANICZNĄ (poprzez pole magnetyczne pole wytwarzane przez cewki elektryczne w silnikach elektrycznych i magnesach elektrycznych, które odpowiednio obracają się i cofają). Jednak el. prąd jest obarczony śmiertelnym zagrożeniem dla żywego organizmu, przez który może przejść.

Niektórzy mówią: „Uderzyło mnie napięcie 220 woltów”. Nie jest to prawdą, ponieważ to nie napięcie powoduje uszkodzenia, ale prąd, który przepływa przez ciało. Jego wartość przy tym samym napięciu może się różnić dziesiątki razy z wielu powodów. Ogromne znaczenie ma także droga, którą podąża. Aby prąd płynął przez ciało, musisz być częścią obwodu elektrycznego, to znaczy stać się jego przewodnikiem, i w tym celu musisz jednocześnie dotknąć dwóch różnych potencjałów (faza i zero - 220 V lub dwa przeciwne fazy - 380 V). Najczęstszy niebezpieczny przepływ prądu następuje z jednego ramienia na drugie lub z lewego ramienia do nóg, ponieważ w ten sposób droga przejdzie przez serce, które może zatrzymać prąd o natężeniu zaledwie jednej dziesiątej ampera ( 100 miliamperów). A jeśli na przykład dotkniesz gołych styków gniazdka różnymi palcami jednej ręki, prąd będzie przepływał z palca na palec, ale nie będzie miał wpływu na ciało (chyba że twoje stopy znajdą się oczywiście na nieprzewodzącym podłożu podłoga).

Rolę potencjału zerowego (ZERO) może pełnić ziemia – dosłownie sama powierzchnia gleby (zwłaszcza wilgotna) lub metalowa lub żelbetowa konstrukcja wkopana w ziemię lub mająca z nią znaczną powierzchnię kontaktu. Nie ma potrzeby chwytania różnych przewodów obiema rękami; można po prostu stać boso lub w kiepskich butach na wilgotnej ziemi, betonowej lub metalowej podłodze i dotykać odsłoniętego przewodu dowolną częścią ciała. I natychmiast z tej części podstępny prąd przepłynie przez ciało do stóp. Nawet jeśli pójdziesz ulżyć sobie w krzakach i przypadkowo uderzysz strumieniem w odsłoniętą fazę, ścieżka prądu będzie przebiegać przez (słony i znacznie bardziej przewodzący) strumień moczu, układ rozrodczy i nogi. Jeśli masz na nogach suche buty z grubą podeszwą lub sama podłoga jest drewniana, to nie będzie ZERO i nie popłynie prąd, nawet jeśli chwycisz zębami jeden odsłonięty przewód FAZY pod napięciem (wyraźnym potwierdzeniem tego są ptaki siedzące na nieizolowane przewody).

Wielkość prądu w dużej mierze zależy od obszaru kontaktu. Można na przykład lekko dotknąć suchymi palcami dwóch faz (380 V) - uderzy, ale nie śmiertelnie. Lub możesz chwycić dwoma grubymi miedzianymi prętami, do których podłączone jest tylko 50 woltów, obiema mokrymi rękami - powierzchnia styku + wilgoć zapewni przewodność kilkadziesiąt razy większą niż w pierwszym przypadku, a wielkość prądu będzie śmiertelna. (Widziałem elektryka, którego palce były tak zrogowaciałe, suche i zrogowaciałe, że mógł z łatwością pracować pod napięciem, jak w rękawiczkach.) Ponadto, gdy ktoś dotknie napięcia opuszkami palców lub grzbietem dłoni, odruchowo szarpie z dala. Jeśli chwycisz poręcz, wówczas napięcie spowoduje skurcz mięśni dłoni, a osoba chwyta z siłą, do której nigdy nie była zdolna, i nikt nie jest w stanie jej wyrwać, dopóki napięcie nie zostanie wyłączone. Bardzo istotnym czynnikiem jest również czas ekspozycji (milisekundy lub sekundy) na działanie prądu elektrycznego.

Na przykład w krześle elektrycznym na wcześniej ogoloną głowę osoby zakłada się mocno zaciśniętą szeroką metalową obręcz (przez szmatkę zwilżoną specjalnym, dobrze przewodzącym roztworem), do której podłącza się jeden przewód - fazowy. Drugi potencjał jest podłączony do nóg, na których (na goleniach w pobliżu kostek) mocno zaciśnięte są szerokie metalowe zaciski (znowu z mokrymi specjalnymi podkładkami). Skazany jest bezpiecznie przytwierdzony do podłokietników krzesła za przedramiona. Po włączeniu przełącznika między potencjałami głowy i nóg pojawia się napięcie 2000 woltów! Rozumie się, że przy powstałej sile prądu i jego drodze utrata przytomności następuje natychmiast, a reszta „dopalania” ciała gwarantuje śmierć wszystkich ważnych narządów. Być może tylko sam proces gotowania naraża nieszczęśnika na tak ogromny stres, że sam porażenie prądem staje się wybawieniem. Ale nie martwcie się – w naszym państwie nie ma jeszcze takiej egzekucji…

A więc niebezpieczeństwo porażenia prądem. natężenie prądu zależy od: napięcia, drogi przepływu prądu, suchych czy mokrych (pot spowodowany solami ma dobrą przewodność), części ciała, powierzchni styku z gołymi przewodnikami, izolacji stóp od podłoża (jakości i suchości obuwia, wilgotność gleby, materiał podłogi), czas ekspozycji na prąd.

Ale nie musisz chwytać gołego drutu, aby uzyskać energię. Może się zdarzyć, że izolacja uzwojenia jednostki elektrycznej zostanie uszkodzona i wtedy FAZA trafi na jej korpus (jeśli jest metalowy). Na przykład był taki przypadek w sąsiednim domu - w upalny letni dzień mężczyzna wspiął się na starą żelazną lodówkę, usiadł na niej gołymi, spoconymi (a przez to słonymi) udami i zaczął wiercić w suficie wiertłem wiertarka elektryczna, drugą ręką trzymając się jej metalowej części w pobliżu uchwytu... Albo dostała się do zbrojenia (a zwykle jest przyspawana do ogólnej pętli uziemiającej budynku, co jest równoznaczne z ZERO) stropu betonowego płycie lub do własnej instalacji elektrycznej? Po prostu padł martwy, porażony na miejscu potwornym porażeniem prądem. Komisja odkryła FAzę (220 woltów) na korpusie lodówki, która pojawiła się na niej z powodu naruszenia izolacji uzwojenia stojana sprężarki. Dopóki jednocześnie nie dotkniesz ciała (z ukrytą fazą) i zera lub „masy” (na przykład żelazka wodociąg) - nic się nie stanie (płyta wiórowa i linoleum na podłodze). Ale gdy tylko „znalezi się” drugi potencjał (ZERO lub inna FAZA), cios jest nieunikniony.

Aby zapobiec takim wypadkom, wykonuje się UZIEMIENIE. Oznacza to, że poprzez specjalny ochronny przewód uziemiający (żółto-zielony) do metalowych obudów wszystkich urządzeń elektrycznych. urządzenia są podłączone do potencjału ZERO. Jeśli izolacja zostanie przerwana i FAZA dotknie obudowy, natychmiast nastąpi zwarcie (zwarcie) z zerem, w wyniku czego maszyna przerwie obwód, a faza nie pozostanie niezauważona. Dlatego elektrotechnika przeszła na okablowanie trójprzewodowe (faza - czerwony lub biały, zero - niebieski, masa - żółto-zielone przewody) w zasilaniu jednofazowym i pięcioprzewodowe w trójfazie (fazy - czerwony, biały, brązowy). W tzw. gniazdach euro oprócz dwóch gniazd dodano także styki uziemiające (wąsy) - podłącza się do nich żółto-zielony przewód, a na wtyczkach euro oprócz dwóch pinów znajdują się styki od który żółto-zielony (trzeci) przewód idzie również do urządzenia elektrycznego nadwozia.

Aby uniknąć zwarć, ostatnio powszechnie stosuje się RCD (urządzenia różnicowoprądowe). RCD porównuje prąd fazowy i zerowy (ile jest na wejściu, a ile na wyjściu), a kiedy pojawia się wyciek, to znaczy albo izolacja jest uszkodzona, a uzwojenie silnika, transformatora lub spirali grzejnika jest „zszyte” na obudowę lub ktoś faktycznie dotknie części przewodzących prąd, wówczas prąd „zerowy” będzie mniejszy niż prąd fazowy i RCD natychmiast się wyłączy. Prąd ten nazywa się RÓŻNICOWY, to znaczy obcy („lewy”) i nie powinien przekraczać wartości śmiertelnej - 100 miliamperów (1/10 ampera), a dla jednofazowego zasilania domowego ten limit wynosi zwykle 30 mA. Urządzenia tego typu umieszczane są najczęściej na wejściu (szeregowo z wyłącznikami) instalacji zasilającej pomieszczenia wilgotne, niebezpieczne (np. łazienka) i chronią przed porażeniem prądem z rąk – do „ziemi” (podłoga, wanna, rury, woda). Dotknięcie fazy i zera roboczego obiema rękami (w przypadku nieprzewodzącej podłogi) nie spowoduje uruchomienia RCD.

Uziemienie (żółto-zielony przewód) pochodzi z jednego punktu z zerem (ze wspólnego punktu połączenia trzech uzwojeń transformatora trójfazowego, który jest również podłączony do dużego metalowego pręta wkopanego głęboko w ziemię - UZIEMIENIE w instalacji elektrycznej podstacja zasilająca dzielnicę). Praktycznie jest to to samo zero, tyle że „zwolnione” z pracy, po prostu „strażnik”. Tak więc, w przypadku braku przewodu uziemiającego w okablowaniu, można użyć przewodu neutralnego. Mianowicie w gnieździe typu Euro załóż zworkę od przewodu neutralnego do „wąsów” uziemiających, wówczas w przypadku przerwania izolacji i powstania nieszczelności do obudowy, maszyna uruchomi się i wyłączy potencjalnie niebezpieczne urządzenie.

Możesz też samodzielnie wykonać uziemienie - wbij kilka łomów głęboko w ziemię, zalej bardzo słonym roztworem i podłącz przewód uziemiający. Jeśli podłączysz go do wspólnego zera na wejściu (przed RCD), to niezawodnie zabezpieczy to przed pojawieniem się drugiej FAZY w gniazdach (opisane powyżej) i spaleniem sprzętu gospodarstwa domowego. Jeśli nie można osiągnąć wspólnego zera, na przykład w prywatnym domu, należy zainstalować maszynę na własnym zera, jak w fazie, w przeciwnym razie, jeśli spali się wspólne zero w rozdzielnicy, sąsiedzi Prąd popłynie przez twoje zero do samodzielnie wykonanego uziemienia. A dzięki karabinowi maszynowemu wsparcie dla sąsiadów będzie zapewnione tylko do granic możliwości, a twoje zero nie ucierpi.

POSŁOWO

Cóż, wydaje się, że wszystkie główne typowe niuanse związane z elektrycznością nie są z tym związane działalność zawodowa opisałem. Głębsze szczegóły będą wymagały jeszcze dłuższego tekstu. Jak jasne i zrozumiałe okazało się to oceniać po tych, którzy na ogół są zdystansowani i niekompetentni w tym temacie (było :-).

Niski ukłon i pamięć wielkim fizykom Europy, którzy uwiecznili swoje nazwiska w jednostkach miary parametrów prądu elektrycznego: Alexandro Giuseppe Antonio Anastasio VOLTA – Włochy (1745-1827); Andre Marie AMPERE – Francja (1775-1836); Georg Simon OM – Niemcy (1787-1854); James WATT – Szkocja (1736-1819); Heinrich Rudolf HERZ – Niemcy (1857-1894); Michael Faradaya – Anglia (1791-1867).

WIERSZ O PRĄDZIE ELEKTRYCZNYM:

Poczekaj, nie spiesz się, porozmawiajmy trochę.
Czekaj, nie spiesz się, nie pędź koni.
Ty i ja jesteśmy dziś wieczorem sami w mieszkaniu.

Prąd elektryczny, prąd elektryczny,
Podobne napięcie jak na Bliskim Wschodzie,
Od chwili, gdy zobaczyłem elektrownię wodną w Bracku,
Pojawiło się moje zainteresowanie tobą.

Prąd elektryczny, prąd elektryczny,
Mówią, że czasami potrafisz być okrutny.
Twoje podstępne ukąszenie może odebrać Ci życie,
No cóż, niech tak będzie, nadal się ciebie nie boję!

Prąd elektryczny, prąd elektryczny,
Twierdzą, że jesteś strumieniem elektronów,
A poza tym bezczynni ludzie rozmawiają,
Że jesteś kontrolowany przez katodę i anodę.

Nie wiem, co oznaczają „anoda” i „katoda”,
Mam już wiele zmartwień,
Ale kiedy płyniesz, prąd elektryczny
Wrząca woda na mojej patelni nie wyczerpie się.

Igor Irtenev 1984