Konuyla ilgili küçük bir materyal sunuyoruz: “Yeni başlayanlar için elektrik.” Metallerdeki elektronların hareketiyle ilgili terim ve olayların ilk kez anlaşılmasını sağlayacaktır.

Terimin özellikleri

Elektrik, iletkenler içinde belirli bir yönde hareket eden küçük yüklü parçacıkların enerjisidir.

Şu tarihte: DC belirli bir süre boyunca büyüklüğünde ve hareket yönünde herhangi bir değişiklik olmaz. Akım kaynağı olarak bir galvanik hücre (pil) seçilirse, yük düzenli bir şekilde hareket eder: negatif kutuptan pozitif uca. İşlem tamamen ortadan kayboluncaya kadar devam eder.

Alternatif akım periyodik olarak hareket yönünün yanı sıra büyüklüğünü de değiştirir.

AC iletim devresi

Herkesin duyduğu ancak gerçek anlamını herkesin anlamadığı bir kelimede fazın ne olduğunu anlamaya çalışalım. Detaylara ve detaylara girmeyeceğiz, sadece ev ustasının ihtiyaç duyduğu malzemeyi seçeceğiz. Üç fazlı ağ bir iletim yöntemidir elektrik akımı akımın üç farklı kablodan aktığı ve birinin onu geri getirdiği. Örneğin bir elektrik devresinde iki kablo vardır.

Akım, ilk telden tüketiciye, örneğin bir su ısıtıcısına akar. İkinci tel onu geri döndürmek için kullanılır. Böyle bir devre açıldığında iletkenin içinden elektrik yükü geçişi olmayacaktır. Bu şemada tek fazlı bir devre açıklanmaktadır. elektrikte mi? Faz, içinden elektrik akımının aktığı bir tel olarak kabul edilir. Sıfır tel, geri dönüşün gerçekleştirildiği teldir. Üç fazlı bir devrede aynı anda üç fazlı kablo vardır.

Tüm odalarda akım için dairede elektrik panosu bulunması gerekmektedir. İkiye ihtiyaç duymadıkları için ekonomik olarak uygun kabul edilirler. Tüketiciye yaklaşırken akım, her biri sıfır olan üç faza bölünür. Kullanılan topraklama iletkeni tek fazlı ağ, iş yükü taşımaz. O bir sigortadır.

Örneğin kısa devre meydana gelirse elektrik çarpması veya yangın tehlikesi vardır. Böyle bir durumu önlemek için mevcut değerin güvenli seviyeyi aşmaması gerekir; fazlalık yer altına iner.

"Elektrikçiler Okulu" kılavuzu, acemi ustaların ev aletlerindeki bazı arızalarla başa çıkmalarına yardımcı olacaktır. Örneğin çamaşır makinesinin elektrik motorunun çalışmasında sorun varsa dış metal kasaya akım akacaktır.

Topraklamanın olmaması durumunda şarj makinenin geneline dağıtılacaktır. Ellerinizle dokunduğunuzda, kişi topraklama iletkeni görevi görecek ve elektrik çarpmasına maruz kalacaktır. Topraklama kablosu varsa bu durum ortaya çıkmayacaktır.

Elektrik mühendisliğinin özellikleri

“Aptallar için Elektrik” ders kitabı fizikten uzak olan ancak bu bilimi pratik amaçlar için kullanmayı planlayanlar arasında popülerdir.

Elektrik mühendisliğinin ortaya çıkış tarihi on dokuzuncu yüzyılın başı olarak kabul edilir. Bu dönemde ilk akım kaynağı yaratıldı. Manyetizma ve elektrik alanında yapılan keşifler, bilimi yeni kavramlarla ve önemli pratik öneme sahip gerçeklerle zenginleştirmeyi başardı.

“Elektrikçi Okulu” kılavuzu, elektrikle ilgili temel terimlere aşina olduğunuzu varsaymaktadır.

Fizikle ilgili pek çok koleksiyon karmaşık bilgiler içeriyor elektrik şemaları ve çeşitli belirsiz terimler. Yeni başlayanların fiziğin bu bölümünün tüm inceliklerini anlamaları için özel bir “Aptallar için Elektrik” kılavuzu geliştirildi. Elektronun dünyasına yapılacak bir gezi, teorik yasa ve kavramların dikkate alınmasıyla başlamalıdır. Açıklayıcı örnekler, tarihsel gerçekler"Aptallar için Elektrik" kitabında kullanılan, acemi elektrikçilerin bilgiyi özümsemesine yardımcı olacaktır. İlerlemenizi kontrol etmek için elektrikle ilgili ödevleri, testleri ve alıştırmaları kullanabilirsiniz.

Elektrik kablolarının bağlanmasıyla bağımsız olarak başa çıkmak için yeterli teorik bilgiye sahip olmadığınızı anlıyorsanız, "kuklalar" için referans kitaplarına bakın.

Güvenlik ve Uygulama

Öncelikle güvenlik önlemleriyle ilgili bölümü dikkatlice incelemeniz gerekir. Bu durumda elektrikle ilgili çalışmalar sırasında sağlığa zararlı acil durumlar yaşanmayacaktır.

Elektrik mühendisliğinin temellerini kendi kendine inceledikten sonra edinilen teorik bilgileri uygulamaya koymak için eski bilgilerle başlayabilirsiniz. ev aletleri. Onarımlara başlamadan önce cihazla birlikte verilen talimatları okuduğunuzdan emin olun. Elektrikle şaka yapılmaması gerektiğini unutmayın.

Elektrik akımı iletkenlerdeki elektronların hareketi ile ilişkilidir. Bir madde akımı iletmiyorsa buna dielektrik (yalıtkan) denir.

Serbest elektronların bir kutuptan diğerine geçebilmesi için aralarında belirli bir potansiyel farkının olması gerekir.

Bir iletkenden geçen akımın şiddeti, iletkenin kesitinden geçen elektronların sayısıyla ilişkilidir.

Akım akış hızı iletkenin malzemesinden, uzunluğundan ve kesit alanından etkilenir. Telin uzunluğu arttıkça direnci artar.

Çözüm

Elektrik fiziğin önemli ve karmaşık bir dalıdır. "Aptallar için Elektrik" kılavuzu, elektrik motorlarının verimliliğini karakterize eden ana büyüklükleri incelemektedir. Gerilim birimi volttur, akım ise amper cinsinden ölçülür.

Herkesin belli bir gücü vardır. Bir cihazın belirli bir süre boyunca ürettiği elektrik miktarını ifade eder. Enerji tüketicileri (buzdolapları, çamaşır makineleri, su ısıtıcıları, ütüler) de elektriğe sahiptir ve çalışma sırasında elektrik tüketirler. Dilerseniz matematiksel hesaplamalar yaparak her ev aletinin yaklaşık maliyetini belirleyebilirsiniz.

Elektrik pek çok alanda kullanılmakta ve neredeyse her yerde etrafımızı sarmaktadır. Elektrik, evde ve işyerinde güvenli aydınlatma elde etmenize, su kaynatmanıza, yemek pişirmenize, bilgisayar ve makinelerde çalışmanıza olanak tanır. Aynı zamanda elektriği de idare edebilmelisiniz, aksi takdirde sadece yaralanmakla kalmaz, aynı zamanda maddi hasara da neden olabilirsiniz. Kabloların nasıl düzgün bir şekilde döşeneceği ve nesnelere elektrik tedarikinin nasıl organize edileceği, elektrik mühendisliği gibi bir bilim tarafından incelenmektedir.

Elektrik konsepti

Tüm maddeler moleküllerden, onlar da atomlardan oluşur. Bir atomun bir çekirdeği ve onun etrafında hareket eden pozitif ve negatif yüklü parçacıklar (protonlar ve elektronlar) vardır. İki malzeme yan yana yerleştirildiğinde, aralarında potansiyel bir fark ortaya çıkar (bir maddenin atomları her zaman diğerinden daha az elektrona sahiptir), bu da bir elektrik yükünün ortaya çıkmasına neden olur - elektronlar bir malzemeden diğerine hareket etmeye başlar. . Elektrik bu şekilde ortaya çıkar. Başka bir deyişle elektrik, negatif yüklü parçacıkların bir maddeden diğerine hareketinden kaynaklanan enerjidir.

Hareket hızı değişebilir. Hareketin doğru yönde ve doğru hızda olmasını sağlamak için iletkenler kullanılır. Elektronların bir iletken boyunca hareketi yalnızca bir yönde gerçekleştiriliyorsa, böyle bir akıma sabit denir. Hareketin yönü belirli bir frekansta değişirse akım alternatif olacaktır. En ünlü ve basit doğru akım kaynağı bir akü veya araba aküsüdür. Alternatif akım evlerde ve sanayide aktif olarak kullanılmaktadır. Neredeyse tüm cihaz ve ekipmanlar bunun üzerinde çalışıyor.

Elektrik mühendisliği neyi inceliyor?

Bu bilim elektrikle ilgili hemen hemen her şeyi biliyor. Elektrikçi diploması veya yeterliliği almak isteyen herkesin bu konuda eğitim alması gerekir. çoğunlukta eğitim kurumları elektrikle ilgili her şeyin incelendiği derse “Elektrik Mühendisliğinin Teorik Temelleri” veya kısaca TOE denir.

Bu bilim, doğru akım kaynağının icat edildiği ve elektrik devreleri kurmanın mümkün hale geldiği 19. yüzyılda geliştirildi. Elektrik mühendisliği, fizik alanındaki yeni keşifler sürecinde daha da gelişti elektromanyetik radyasyon. Günümüzde bilime sorunsuz bir şekilde hakim olabilmek için sadece fizik alanında değil, kimya ve matematik alanında da bilgi sahibi olmak gerekmektedir.

TOE dersinde öncelikle elektriğin temelleri incelenmekte, akımın tanımı verilmekte, özellikleri, karakteristikleri ve uygulama alanları araştırılmaktadır. Daha sonra elektromanyetik alanlar ve bunların pratik kullanım olanakları incelenmektedir. Kurs genellikle elektrik enerjisi kullanan cihazların incelenmesiyle sona erer.

Elektriği anlamak için bir yüksek veya orta öğretim kurumuna gitmenize gerek yok; kendi kendine kullanım kılavuzunu kullanmak veya "aptallar için" video dersleri almak yeterlidir. Kazanılan bilgi, kablolamayla uğraşmak, bir ampulü değiştirmek veya evde bir avize asmak için oldukça yeterlidir. Ancak elektrikle profesyonel olarak çalışmayı planlıyorsanız (örneğin, elektrikçi veya enerji mühendisi olarak), o zaman uygun eğitim zorunlu olacaktır. Mevcut bir kaynaktan çalışan alet ve cihazlarla çalışmak için özel izin almanızı sağlar.

Elektrik mühendisliğinin temel kavramları

Yeni başlayanlar için elektriği öğrenirken asıl önemli olan– üç temel terimi anlayın:

• Mevcut güç;
• Gerilim;
• Rezistans.

Akım gücü, birim zaman başına belirli bir kesite sahip bir iletkenden akan elektrik yükünün miktarını ifade eder. Başka bir deyişle, zamanla bir iletkenin bir ucundan diğer ucuna hareket eden elektronların sayısıdır. Mevcut güç insan hayatı ve sağlığı için en tehlikeli olanıdır. Çıplak bir tel tutarsanız (ve kişi aynı zamanda iletkendir), o zaman elektronlar onun içinden geçecektir. Ne kadar çok geçerse hasar o kadar büyük olur çünkü hareket ettikçe ısı üretirler ve çeşitli kimyasal reaksiyonları tetiklerler.

Ancak iletkenlerden akımın geçebilmesi için iletkenin bir ucu ile diğer ucu arasında gerilim veya potansiyel farkı olması gerekir. Üstelik elektronların hareketinin durmaması için sabit olması gerekir. Bunun için elektrik devresinin kapatılması ve devrenin bir ucuna devredeki elektronların sürekli hareketini sağlayan bir akım kaynağının yerleştirilmesi gerekir.

Direnç fiziksel özellik iletken, elektronları iletme yeteneği. İletkenin direnci ne kadar düşük olursa, birim zamanda içinden o kadar fazla elektron geçecek, akım da o kadar yüksek olacaktır. Yüksek direnç ise tam tersine akımı azaltır ancak iletkenin ısınmasına neden olur (eğer voltaj yeterince yüksekse), bu da yangına yol açabilir.

Bir elektrik devresinde voltaj, direnç ve akım arasındaki optimum ilişkilerin seçimi, elektrik mühendisliğinin ana görevlerinden biridir.

Elektrik mühendisliği ve elektromekanik

Elektromekanik, elektrik mühendisliğinin bir dalıdır. Bir elektrik akımı kaynağından çalışan cihaz ve ekipmanların çalışma prensiplerini inceliyor. Elektromekaniğin temellerini inceleyerek çeşitli ekipmanların nasıl onarılacağını ve hatta nasıl tasarlanacağını öğrenebilirsiniz.

Elektromekanik derslerinin bir parçası olarak, kural olarak, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürme kuralları (bir elektrik motorunun nasıl çalıştığı, herhangi bir makinenin çalışma prensipleri vb.) incelenir. Ters süreçler, özellikle transformatörlerin ve akım jeneratörlerinin çalışma prensipleri de incelenmektedir.

Bu nedenle, elektrik devrelerinin nasıl oluştuğunu, çalışma prensiplerini ve elektrik mühendisliğinin incelediği diğer konuları anlamadan elektromekaniğe hakim olmak imkansızdır. Öte yandan, elektromekanik daha karmaşık bir disiplindir ve uygulamalı niteliktedir, çünkü çalışmasının sonuçları doğrudan makinelerin, ekipmanların ve çeşitli elektrikli cihazların tasarımında ve onarımında kullanılır.

Güvenlik ve Uygulama

Yeni başlayanlar için bir elektrik mühendisliği kursuna hakim olurken, belirli kurallara uyulmaması trajik sonuçlara yol açabileceğinden güvenlik konularına özellikle dikkat etmek gerekir.

Uyulması gereken ilk kural talimatları okuduğunuzdan emin olmaktır. Tüm elektrikli cihazların kullanım kılavuzlarında her zaman güvenlik konularıyla ilgili bir bölüm bulunur.

İkinci kural, iletken yalıtımının durumunu izlemektir. Tüm kablolar elektriği iletmeyen özel malzemelerle (dielektrik) kaplanmalıdır. Eğer yalıtım katmanı Hasar görmüşse öncelikle onarılmalıdır, aksi takdirde sağlığa zarar gelebilir. Ayrıca güvenlik nedeniyle teller ve elektrikli ekipmanlarla çalışmak yalnızca elektriği iletmeyen özel giysilerle (lastik eldivenler ve dielektrik çizmeler) yapılmalıdır.

Üçüncü kural, elektrik ağı parametrelerini teşhis etmek için yalnızca özel cihazların kullanılmasıdır. Hiçbir durumda bunu çıplak ellerinizle yapmamalı veya dilinizde denememelisiniz.

Dikkat etmek! Bu temel kuralların ihmal edilmesi, elektrikçilerin ve elektrikçilerin çalışmalarında yaralanma ve kazaların ana nedenidir.

Elektriği ve onu kullanan cihazların çalışma prensiplerini ilk kez anlamak için, özel bir kurs almanız veya "Yeni Başlayanlar İçin Elektrik Mühendisliği" kılavuzunu incelemeniz önerilir. Bu tür materyaller, bu bilime sıfırdan hakim olmaya çalışanlar ve evde elektrikli ekipmanlarla çalışmak için gerekli becerileri kazanmaya çalışanlar için özel olarak tasarlanmıştır.

Kılavuz ve video dersleri bir elektrik devresinin nasıl yapılandırıldığını, fazın ne olduğunu, sıfırın ne olduğunu, direncin voltaj ve akımdan nasıl farklı olduğunu vb. ayrıntılı olarak açıklar. Elektrikli aletlerle çalışırken yaralanmaları önlemek için güvenlik önlemlerine özellikle dikkat edilir.

Elbette, kurslara çalışmak veya kılavuzları okumak profesyonel bir elektrikçi veya elektrikçi olmanıza izin vermeyecektir, ancak malzemeye hakim olmanın sonuçlarına dayanarak günlük sorunların çoğunu çözme konusunda oldukça yetenekli olacaksınız. Profesyonel çalışma için zaten özel bir izin almanız ve uzmanlık eğitimi almanız gerekiyor. Bu olmadan çalıştır iş sorumluluklarıçeşitli talimatlarla yasaklanmıştır. İşletmenin, olmayan bir kişiye izin vermesi durumunda gerekli eğitim Elektrikli ekipmanlarla çalışırken yaralanırsa yönetici ağır, hatta cezai yaptırımlara maruz kalacaktır.

Video

Günümüzde elektriksiz bir hayat düşünmek mümkün değil. Bu sadece ışık ve ısıtıcılar değil aynı zamanda ilk vakum tüplerinden tutun da tüm elektronik ekipmanlara kadardır. cep telefonları ve bilgisayarlar. Çalışmaları çeşitli, bazen çok karmaşık formüllerle açıklanmaktadır. Ancak elektrik mühendisliği ve elektroniğin en karmaşık yasaları bile enstitülerde, teknik okullarda ve kolejlerde “Elektrik Mühendisliğinin Teorik Temelleri” (TOE) konusunda incelenen elektrik mühendisliği yasalarına dayanmaktadır.

Elektrik mühendisliğinin temel yasaları

• Ohm kanunu
• Joule-Lenz yasası
• Kirchhoff'un birinci yasası

Ohm kanunu- TOE çalışması bu yasayla başlar ve hiçbir elektrikçi bu yasa olmadan yapamaz. Akımın voltajla doğru, dirençle ters orantılı olduğunu belirtir. Bu, dirence, motora, kapasitöre veya bobine uygulanan voltaj ne kadar yüksek olursa (diğer koşullar sabit tutulursa), devreden geçen akımın da o kadar yüksek olacağı anlamına gelir. Tersine, direnç ne kadar yüksek olursa akım o kadar düşük olur.

Joule-Lenz yasası. Bu kanunu kullanarak, bir ısıtıcı, kablo, elektrik motoru gücü veya elektrik akımı ile gerçekleştirilen diğer iş türlerinin ürettiği ısı miktarını belirleyebilirsiniz. Bu yasa, bir iletkenden elektrik akımı geçtiğinde oluşan ısı miktarının, akımın karesi, o iletkenin direnci ve akımın aktığı süre ile doğru orantılı olduğunu belirtir. Bu yasa yardımıyla elektrik motorlarının gerçek gücü belirlenir ve ayrıca bu yasaya göre tüketilen elektriğin karşılığını ödediğimiz elektrik sayacı çalışır.

Kirchhoff'un birinci yasası. Güç kaynağı devrelerini hesaplarken kabloları ve devre kesicileri hesaplamak için kullanılır. Herhangi bir düğüme giren akımların toplamının, o düğümden çıkan akımların toplamına eşit olduğunu belirtir. Pratikte güç kaynağından bir kablo gelir ve bir veya daha fazlası çıkar.

Kirchhoff'un ikinci yasası. Birkaç yükü seri olarak bağlarken veya bir yük ve uzun bir kabloyu bağlarken kullanılır. Sabit bir güç kaynağından değil, bataryadan bağlandığında da geçerlidir. Kapalı bir devrede tüm voltaj düşüşlerinin ve tüm emf'lerin toplamının 0 olduğunu belirtir.

Elektrik mühendisliği okumaya nereden başlamalı?

Elektrik mühendisliğini özel kurslarda veya eğitim kurumlarında okumak en iyisidir. Öğretmenlerle iletişim kurma fırsatının yanı sıra eğitim kurumunun uygulamalı derslere yönelik olanaklarından da yararlanabilirsiniz. Eğitim kurumu ayrıca iş başvurusunda bulunurken gerekli olacak bir belge de düzenler.

Kendi başınıza elektrik mühendisliği okumaya karar verirseniz veya ihtiyacınız varsa ek malzeme dersler için yani çalışabileceğiniz ve gerekli malzemeleri bilgisayarınıza veya telefonunuza indirebileceğiniz birçok site var.

Video eğitimleri

İnternette elektrik mühendisliğinin temellerinde uzmanlaşmanıza yardımcı olacak birçok video var. Tüm videolar çevrimiçi olarak izlenebilir veya özel programlar kullanılarak indirilebilir.

Elektrikçi video eğitimleri- Acemi bir elektrikçinin karşılaşabileceği çeşitli pratik konular, birlikte çalışması gereken programlar ve konutlarda kurulu ekipmanlar hakkında bilgi veren birçok materyal.

Elektrik mühendisliği teorisinin temelleri- işte elektrik mühendisliğinin temel yasalarını net bir şekilde açıklayan video dersler. Tüm derslerin toplam süresi yaklaşık 3 saattir.

sıfır ve faz, ampuller, anahtarlar, prizler için bağlantı şemaları. Elektrik tesisatı için alet çeşitleri;
1. Elektrik tesisatı için malzeme çeşitleri, elektrik devresi montajı;
2. Anahtar bağlantısı ve paralel bağlantı;
3. İki düğmeli anahtarla bir elektrik devresinin montajı. Tesisler için güç kaynağı modeli;
4. Anahtarlı bir oda için güç kaynağı modeli. Güvenlik Temelleri.

Kitaplar

En iyi danışman her zaman bir kitap vardı. Eskiden kütüphaneden, arkadaşlardan kitap ödünç almak ya da satın almak gerekiyordu. Günümüzde internette yeni başlayan veya deneyimli bir elektrikçi için gerekli olan çeşitli kitapları bulabilir ve indirebilirsiniz. Şu veya bu eylemin nasıl gerçekleştirildiğini izleyebileceğiniz video eğitimlerinin aksine, bir kitapta işi yaparken onu yakınınızda tutabilirsiniz. Kitap, video derse sığmayacak referans materyalleri içerebilir (okulda olduğu gibi - öğretmen ders kitabında anlatılan dersi anlatır ve bu öğretim biçimleri birbirini tamamlar).

Teoriden elektrik mühendisliğine kadar çeşitli konularda çok sayıda elektrik mühendisliği literatürüne sahip siteler var. referans malzemeleri. Tüm bu sitelerde ihtiyacınız olan kitabı bilgisayarınıza indirebilir ve daha sonra dilediğiniz cihazdan okuyabilirsiniz.

Örneğin,

Meksikalı- elektrik mühendisliği de dahil olmak üzere çeşitli edebiyat türleri

elektrikçi için kitaplar- bu site acemi elektrik mühendisi için birçok tavsiye içeriyor

elektrik uzmanı- yeni başlayan elektrikçiler ve profesyoneller için site

Elektrikçi Kütüphanesi- çoğunlukla profesyonellere yönelik birçok farklı kitap

Çevrimiçi ders kitapları

Ek olarak, internette etkileşimli bir içindekiler tablosu içeren elektrik mühendisliği ve elektronik üzerine çevrimiçi ders kitapları bulunmaktadır.

Bunlar şöyle:

Elektrikçi Temel Kursu - eğitim kılavuzu elektrik mühendisliğinde

Temel Kavramlar

Yeni Başlayanlar İçin Elektronik - başlangıç ​​kursu ve elektroniğin temelleri

Güvenlik önlemleri

Elektrik işi yaparken asıl şey güvenlik önlemlerine uymaktır. Yanlış çalıştırma ekipmanın arızalanmasına yol açabiliyorsa, güvenlik önlemlerine uyulmaması yaralanmaya, sakatlığa veya ölüme yol açabilir.

Ana kurallar- bu, canlı kablolara çıplak elle dokunmamak, yalıtımlı saplı aletlerle çalışmak ve gücü kapatırken "açmayın, insanlar çalışıyor" tabelası asmak anlamına gelir. Bu konuyu daha detaylı incelemek için “Elektrik Tesisatı ve Ayar Çalışmalarında Güvenlik Kuralları” kitabını almanız gerekmektedir.

Bunun önemsiz bir görev olmadığını size söyleyeceğim. :) Malzemenin özümsenmesini kolaylaştırmak için bir takım basitleştirmeler yaptım. Tamamen hayal ürünü ve anti-bilimsel, ancak sürecin özünü az çok açık bir şekilde gösteriyor. “Kanalizasyon elektriği” tekniği saha testlerinde başarılı bir şekilde kendini kanıtlamıştır ve bu nedenle burada da kullanılacaktır. Sadece bunun sadece görsel bir basitleştirme olduğunu, genel durum için ve özü anlamak için belirli bir an için geçerli olduğunu ve sürecin gerçek fiziği ile pratik olarak hiçbir ilgisi olmadığını belirtmek isterim. O zaman neden? Ve neyin ne olduğunu hatırlamayı kolaylaştırmak, voltajı ve akımı karıştırmamak ve direncin tüm bunları nasıl etkilediğini anlamak için, aksi takdirde bunu öğrencilerden yeterince duydum...

Akım, gerilim, direnç.

Bir elektrik devresini kanalizasyonla karşılaştırırsak, güç kaynağı sarnıç Akan su akımdır, su basıncı voltajdır ve borulardan akan pislik de yüktür. Sarnıç ne kadar yüksek olursa, içindeki suyun potansiyel enerjisi de o kadar büyük olur ve borulardan geçen basınç akımı da o kadar güçlü olur, bu da daha fazla pis yükün yıkanabileceği anlamına gelir.
Akan pisliğin yanı sıra, boru duvarlarının sürtünmesi de akışı engelleyerek kayıplara neden olur. Borular ne kadar kalınsa, kayıp da o kadar az olur (vay be hee artık müzik tutkunlarının güçlü akustik için neden daha kalın kablolar kullandığını hatırlıyorsunuz;)).
Öyleyse özetleyelim. Bir elektrik devresi, kutupları arasında potansiyel bir fark (voltaj) yaratan bir kaynak içerir. Bu voltajın etkisi altında akım, yük üzerinden potansiyelin daha düşük olduğu yere doğru akar. Yükün oluşturduğu direnç ve kayıplar akımın akışını engeller. Sonuç olarak gerilim-basınç ne kadar güçlü olursa direnç de o kadar zayıflar. Şimdi kanalizasyon sistemimizi matematiksel bir kanala yerleştirelim.

Ohm kanunu

Örneğin üç direnç ve bir kaynaktan oluşan en basit devreyi hesaplayalım. Diyagramı TOE ders kitaplarında alışılageldiği gibi değil, gerçeğe daha yakın çizeceğim şematik diyagram sıfır potansiyel noktasını aldıkları yerde - mahfaza, genellikle beslemenin eksisine eşittir ve artı, besleme voltajına eşit potansiyele sahip bir nokta olarak kabul edilir. Başlangıç ​​olarak voltajı ve direnci bildiğimizi varsayıyoruz, bu da akımı bulmamız gerektiği anlamına geliyor. Toplam yükü elde etmek ve voltajı elde edilen sonuca bölmek için tüm dirençleri toplayalım (direnç ekleme kuralları hakkındaki kenar çubuğunu okuyun) - akım bulundu! Şimdi voltajın her dirence nasıl dağıldığını görelim. Ohm yasasını tersyüz edelim ve hesaplamaya başlayalım. U=I*R Devredeki akım herkes için aynı olduğundan seri dirençler o zaman sabit olacaktır, ancak dirençler farklıdır. Sonuç şuydu Ukaynağı = U1 +U2 +U3. Bu prensibe dayanarak, örneğin 4,5 volt değerindeki 50 ampulü seri olarak bağlayabilir ve bunları 220 voltluk bir prizden kolayca çalıştırabilirsiniz - tek bir ampul bile yanmaz. Bu bağlamda, ortaya, bir kiloohm gibi büyük bir direnç yerleştirirseniz ve diğer iki küçük direnci (bir ohm) alırsanız ne olur? Ve hesaplamalardan, bu büyük direnç boyunca voltajın neredeyse tamamının düşeceği anlaşılacaktır.

Kirchhoff yasası.

Bu yasaya göre, düğüme giren ve çıkan akımların toplamı sıfıra eşittir ve düğüme akan akımlar genellikle artı, dışarı çıkan akımlar ise eksi ile gösterilir. Kanalizasyon sistemimize benzer şekilde, güçlü bir borudan gelen su bir grup küçük boruya dağılır. Bu kural, bazen devre şemalarını hesaplarken gerekli olan yaklaşık akım tüketimini hesaplamanıza olanak tanır.

Güç ve kayıplar
Bir devrede tüketilen güç, gerilim ve akımın çarpımı olarak ifade edilir.
P = U * ben
Bu nedenle akım veya voltaj ne kadar büyük olursa güç de o kadar büyük olur. Çünkü Direnç (veya teller) herhangi bir faydalı yük gerçekleştirmez, bu durumda ondan düşen güç, saf haliyle bir kayıptır. Bu durumda güç Ohm kanunu ile şu şekilde ifade edilebilir:
P= R * ben 2

Gördüğünüz gibi dirençteki bir artış, kayıplara harcanan gücün artmasına neden olur ve akım artarsa ​​kayıplar ikinci dereceden artar. Dirençte tüm güç ısıtmaya gider. Aynı sebepten dolayı, piller çalışma sırasında ısınır - aynı zamanda enerjinin bir kısmının dağıldığı iç dirence de sahiptirler.
Bu nedenle ses tutkunları, ağır hizmet ses sistemlerinde güç kayıplarını azaltmak için minimum dirençli kalın bakır teller kullanırlar, çünkü burada önemli miktarda akım vardır.

Bir devrede toplam akım yasası vardır, ancak pratikte bu benim için hiçbir zaman yararlı olmadı, ancak bunu bilmekten zarar gelmez, bu yüzden ağdan bazı TOE ders kitaplarını alın ( teorik temeller elektrik mühendisliği) orta öğretim kurumları için daha iyidir, orada her şey yüksek matematiğe girmeden çok daha basit ve daha net bir şekilde anlatılmaktadır.

İÇERİK:
GİRİİŞ


TEL TİPİ
AKIMIN ÖZELLİKLERİ
TRAFO
ISITMA ELEMANLARI


ELEKTRİK TEHLİKESİ
KORUMA
SON SÖZ
ELEKTRİK AKIMI İLE İLGİLİ ŞİİR
DİĞER YAZILAR

GİRİİŞ

"Medeniyet" bölümlerinden birinde eğitimin kusurlarını ve hantallığını eleştirdim, çünkü eğitim, kural olarak, net örnekler ve mecazi karşılaştırmalar olmadan, anlaşılmaz terimlerle doldurulmuş, çalışılmış bir dilde öğretiliyor. Bu bakış açım değişmedi ama asılsız olmaktan yoruldum, elektriğin prensiplerini basit ve anlaşılır bir dille anlatmaya çalışacağım.

Tüm zor bilimlerin, özellikle de kuantum mekaniği, kimya, biyoloji, elektronik gibi insanın beş duyusu (görme, işitme, koku, tat, dokunma) ile kavrayamadığı olayları açıklayan bilimlerin, bu okulda öğretilmesi gerektiğine inanıyorum. karşılaştırmalar ve örnekler şeklinde. Ve daha da iyisi, maddenin içindeki görünmez süreçler hakkında renkli eğitici karikatürler oluşturun. Şimdi yarım saat içinde sizi elektrik ve teknik okuryazar insanlara dönüştüreceğim. Ve böylece, mecazi karşılaştırmalar kullanarak elektriğin ilkelerini ve yasalarını açıklamaya başlıyorum...

GERİLİM, DİRENÇ, AKIM

Su değirmeninin çarkını düşük basınçlı kalın jetle veya yüksek basınçlı ince jetle döndürebilirsiniz. Basınç, voltajı (VOLTS olarak ölçülür), jetin kalınlığı akımı (AMPERE olarak ölçülür) ve tekerlek kanatlarına çarpan toplam kuvvet ise güçtür (WATTS olarak ölçülür). Su çarkı mecazi olarak bir elektrik motoruna benzetilebilir. Yani belki yüksek voltaj ve düşük akım veya düşük voltaj ve yüksek akım ve her iki seçenekte de güç aynıdır.

Ağdaki (soket) voltaj sabittir (220 Volt), ancak akım her zaman farklıdır ve neyi açtığımıza veya daha doğrusu elektrikli cihazın direncine bağlıdır. Akım = voltajın dirence bölümü veya gücün voltaja bölümü. Örneğin, su ısıtıcısının üzerinde şunu yazıyor - Güç 2,2 kW, yani 2200 W (W) - Watt, voltaja bölünür (Voltaj) 220 V (V) - Volt, 10 A (Amper) elde ederiz - akan akım su ısıtıcısının çalışması sırasında. Şimdi voltajı (220 Volt) çalışma akımına (10 Amper) bölüyoruz, su ısıtıcısının direncini elde ediyoruz - 22 Ohm (Ohm).

Suya benzetilerek direnç, gözenekli bir maddeyle doldurulmuş bir boruya benzer. Suyu bu kavernöz tüpten itmek için belirli bir basınç (voltaj) gereklidir ve sıvı miktarı (akım) iki faktöre bağlı olacaktır: bu basınç ve tüpün ne kadar geçirgen olduğu (direnç). Bu karşılaştırma ısıtma için uygundur ve aydınlatma armatürleri, AKTİF direnç olarak adlandırılır ve bobinlerin direnci elektriktir. motorlar, transformatörler ve elektrik mıknatıslar farklı çalışır (bununla ilgili daha sonra daha fazla bilgi vereceğiz).

SİGORTALAR, DEVRE ÖLÇÜLERİ, SICAKLIK REGÜLATÖRLERİ

Direnç yoksa, akım sonsuza kadar artma eğilimindedir ve teli eritir - buna kısa devre (kısa devre) denir. E-postayı bundan korumak için. kablolara sigortalar takılmış veya devre kesiciler(otomatik makineler). Sigortanın (sigorta bağlantısı) çalışma prensibi son derece basittir; elektrik devresinde kasıtlı olarak ince bir yerdir. zincirler ve ince oldukları yerde kırılırlar. Seramik, ısıya dayanıklı bir silindirin içine ince bir bakır tel yerleştirilir. Telin kalınlığı (kesiti) elektrikli olandan çok daha incedir. kablolama. Akım izin verilen sınırı aştığında tel yanar ve telleri "kurtarır". Çalışma modunda tel çok ısınabilir, bu nedenle sigortayı soğutmak için içine kum dökülür.

Ancak daha sık olarak, elektrik kablolarını korumak için kullanılan sigortalar değil, devre kesicilerdir (devre kesiciler). Makinelerin iki koruma fonksiyonu vardır. Bunlardan biri, ağa çok fazla elektrikli cihazın bağlanması ve akımın izin verilen sınırı aşması durumunda tetiklenir. Bu, ısıtıldığında biri daha fazla diğeri daha az eşit şekilde genleşmeyen iki farklı metal katmanından yapılmış bimetalik bir plakadır. Çalışma akımının tamamı bu plakadan geçer ve limiti aştığında ısınır, (homojenlik nedeniyle) bükülür ve kontakları açar. Plaka henüz soğumadığı için makineyi hemen tekrar açmak genellikle mümkün değildir.

(Bu tür plakalar aynı zamanda birçok kişiyi koruyan termal sensörlerde de yaygın olarak kullanılmaktadır. ev aletleri aşırı ısınma ve tükenmişlikten. Tek fark, plakanın içinden geçen aşırı akım tarafından değil, doğrudan sensörün sıkıca vidalandığı cihazın ısıtma elemanı tarafından ısıtılmasıdır. İstenilen sıcaklığa sahip cihazlarda (ütü, ısıtıcı, çamaşır makinesi, su ısıtıcıları) kapatma limiti yine içinde bimetalik plaka bulunan termostat düğmesi ile ayarlanır. Daha sonra ayarlanan sıcaklığı koruyarak kontakları açar ve kapatır. Sanki brülörün ateşinin gücünü değiştirmeden üzerine bir çaydanlık koyun, sonra çıkarın.)

Makinenin içinde ayrıca kalın bir bobin bulunmaktadır. bakır tel tüm çalışma akımının da içinden geçtiği. Kısa devre olduğunda bobinin manyetik alan kuvveti, yayı sıkıştıracak ve içindeki hareketli çelik çubuğu (çekirdeği) geri çekecek bir güce ulaşır ve makineyi anında kapatır. Çalışma modunda bobin kuvveti çekirdek yayı sıkıştırmak için yeterli değildir. Böylece makineler kısa devrelere (kısa devrelere) ve uzun süreli aşırı yüklenmelere karşı koruma sağlar.

TEL TİPİ

Elektrik kablo kabloları alüminyum veya bakırdır. İzin verilen maksimum akım kalınlıklarına bağlıdır (milimetre kare cinsinden kesit). Örneğin 1 milimetrekare bakır 10 Ampere dayanabilir. Tipik tel kesit standartları: 1,5; 2.5; 4 "kare" - sırasıyla: 15; 25; 40 Amper izin verilen uzun vadeli akım yüküdür. Alüminyum teller akıma bir buçuk kattan daha az dayanır. Tellerin büyük bir kısmı, tel aşırı ısındığında eriyen vinil izolasyona sahiptir. Kablolarda daha dayanıklı kauçuktan yapılmış yalıtım kullanılır. Bir de yangında bile erimeyen floroplastik (Teflon) yalıtımlı teller var. Bu tür teller, PVC yalıtımlı tellerden daha yüksek akım yüklerine dayanabilir. Yüksek gerilim kabloları, örneğin arabaların ateşleme sistemindeki kalın izolasyona sahiptir.

AKIMIN ÖZELLİKLERİ

Elektrik akımı kapalı bir devre gerektirir. Pedallı baş yıldızın elektrik kaynağına karşılık geldiği bir bisiklete benzetilerek. Enerji (jeneratör veya trafo), arka tekerlekte bulunan yıldız ise şebekeye bağladığımız elektrikli bir cihazdır (ısıtıcı, su ısıtıcısı, elektrikli süpürge, TV vb.). Gücü tahrikten arka dişliye aktaran zincirin üst kısmı, voltaj fazlı potansiyele benzer ve pasif olarak sıfır potansiyele - sıfıra dönen alt kısım. Bu nedenle, su ısıtma sisteminde olduğu gibi sokette iki delik (FAZ ve SIFIR) vardır - içinden kaynar suyun aktığı bir giriş borusu ve içinden suyun çıktığı, akülerde (radyatörler) ısı veren bir dönüş borusu. .

İki tür akım vardır - sabit ve alternatif. Tek yönde akan doğal bir doğru akım (su gibi) ısıtma sistemi veya bisiklet zinciri) yalnızca kimyasal enerji kaynakları (piller ve akümülatörler) üretir. Daha güçlü tüketiciler için (örneğin tramvaylar ve troleybüsler), bir kapı kilidinin mandalıyla karşılaştırılabilecek yarı iletken diyot "köprüleri" kullanılarak alternatif akımdan "düzeltilir" - tek yönde geçmesine izin verilir ve kilitlenir diğerinde. Ancak böyle bir akımın düzensiz olduğu, ancak bir makineli tüfek patlaması veya bir matkap gibi titreşimli olduğu ortaya çıkıyor. Darbeleri yumuşatmak için kapasitörler (kapasitans) takılıdır. Prensipleri, içine "düzensiz" ve aralıklı bir akışın döküldüğü ve alttaki musluktan suyun sabit ve eşit bir şekilde aktığı büyük, dolu bir varil ile karşılaştırılabilir ve varilin hacmi ne kadar büyük olursa o kadar iyi olur. akışın kalitesi. Kapasitörlerin kapasitansı Farad cinsinden ölçülür.

Tüm ev ağlarında (apartmanlar, evler, ofis binaları ve üretimde) akım alternatiflidir, enerji santrallerinde üretilmesi ve dönüştürülmesi (düşürülmesi veya arttırılması) daha kolaydır. Ve çoğu el. motorlar yalnızca bunun üzerinde çalışabilir. Sanki ağzınıza su alıyor, uzun bir tüp (pipet) sokuyor, diğer ucunu dolu bir kovaya batırıyor ve dönüşümlü olarak üfleyip suyu çekiyormuşsunuz gibi ileri geri akıyor. Daha sonra ağız, kendi başına aktif olmayan ve tehlikeli olmayan, voltaj - faz ve dolu bir kova - sıfır ile potansiyele benzer olacaktır, ancak onsuz tüpteki (tel) sıvının (akım) hareketi imkansızdır. Veya demir testeresi ile bir kütüğü keserken olduğu gibi, burada el faz olacaktır, hareketin genliği voltaj (V), elin kuvveti akım (A), enerji ise frekans olacaktır (Hz) ve kütüğün kendisi elektrik gücü olacaktır. bir cihaz (ısıtıcı veya elektrik motoru), yalnızca testereyle kesmek yerine - faydalı bir iş. Cinsel ilişki mecazi karşılaştırmaya da uygundur, erkek bir “faz”dır, kadın SIFIR!, genlik (uzunluk) voltajdır, kalınlık akımdır, hız frekanstır.

Salınımların sayısı her zaman elektrik santralinde üretilen ve şebekeye sağlanan salınım sayısıyla aynıdır ve aynıdır. Rus ağlarında, salınımların sayısı saniyede 50 defadır ve buna alternatif akım frekansı denir (sık sık, tamamen değil). Frekans ölçüm birimi HERZ (Hz) yani soketlerimizde her zaman 50 Hz'dir. Bazı ülkelerde ağlardaki frekans 100 Hertz'tir. Çoğu elektrikli cihazın dönüş hızı frekansa bağlıdır. motorlar. 50 Hertz'de maksimum hız 3000 rpm'dir. - üç fazlı güç kaynağında ve 1500 rpm'de. - tek fazlı (ev tipi). Elektrik trafo merkezlerinde yüksek voltajı (10.000 Volt) normal ev veya endüstriyel voltaja (220/380 Volt) düşüren transformatörleri çalıştırmak için alternatif akıma da ihtiyaç vardır. Ve ayrıca elektronik ekipmanlardaki 220 Volt'u 50, 36, 24 Volt ve altına düşüren küçük transformatörler için.

TRAFO

Transformatör, üzerine bir yalıtım bobini boyunca bir telin (vernikli bakır tel) sarıldığı elektrikli demirden (bir plaka yığınından monte edilmiş) oluşur. Bir sargı (birincil) ince telden yapılmıştır, ancak çok sayıda dönüşe sahiptir. Diğeri (ikincil), birincilin (veya bitişik bobinin) üstüne, kalın telden, ancak az sayıda dönüşle bir yalıtım katmanı yoluyla sarılır. Birincil sargının uçlarına yüksek bir voltaj gelir ve demirin çevresinde ikincil sargıda akımı indükleyen alternatif bir manyetik alan belirir. Kaç kez daha az dönüş var (ikincil) - voltaj aynı miktarda daha düşük olacak ve tel kaç kez daha kalın olacak - ne kadar daha fazla akım çekilebilir. Sanki bir varil su ince bir akıntıyla doldurulacak, ancak muazzam bir basınçla ve büyük bir musluktan alttan kalın bir akıntı, ancak orta basınçla akacak. Benzer şekilde, transformatörler de bunun tersi olabilir - yükseltici.

ISITMA ELEMANLARI

Isıtma elemanlarında, transformatör sargılarının aksine, daha yüksek voltaj, dönüş sayısına değil, spirallerin ve ısıtma elemanlarının yapıldığı nikrom telin uzunluğuna karşılık gelecektir. Örneğin elektrikli sobanın spiralini 220 Voltta düzeltirseniz telin uzunluğu yaklaşık 16-20 metre olacaktır. Yani 36 Volt çalışma voltajında ​​bir spiral sarmak için 220'yi 36'ya yani 6'ya bölmeniz gerekir. Bu, 36 Volt'luk bir spiralin telinin uzunluğunun 6 kat daha kısa, yaklaşık 3 metre olacağı anlamına gelir. Bobin bir fan tarafından yoğun bir şekilde üflenirse 2 kat daha kısa olabilir çünkü hava akışı ısıyı ondan uzaklaştırır ve yanmasını önler. Ve tam tersine kapalıysa, o zaman daha uzundur, aksi takdirde ısı transferi eksikliğinden yanacaktır. Örneğin, aynı güçteki 220 Volt'luk iki ısıtma elemanını 380 Volt'ta (iki faz arasında) seri olarak açabilirsiniz. Ve sonra her biri 380: 2 = 190 Volt voltaj altında olacaktır. Yani hesaplanan voltajdan 30 Volt daha az. Bu modda biraz (%15) daha az ısınırlar ancak asla yanmazlar. Aynı şey ampuller için de geçerlidir; örneğin, 10 adet aynı 24 Volt ampulü seri olarak bağlayabilir ve bunları 220 Volt'luk bir ağa çelenk olarak açabilirsiniz.

YÜKSEK GERİLİM ENERJİ HATLARI

Elektriğin uzun mesafelerde (bir hidroelektrik veya nükleer santralden şehre) yalnızca yüksek voltajda (100.000 Volt) iletilmesi tavsiye edilir - bu şekilde havai enerji hatlarının desteklerindeki tellerin kalınlığı (kesiti) minimumda tutuldu. Elektrik hemen düşük voltaj altında (prizlerde olduğu gibi - 220 Volt) iletilseydi, havai hatların tellerinin kütükler kadar kalın yapılması gerekecek ve bunun için hiçbir alüminyum rezervi yeterli olmayacaktı. Buna ek olarak, yüksek voltaj, telin ve bağlantı kontaklarının direncini daha kolay bir şekilde aşar (alüminyum ve bakır için bu ihmal edilebilir düzeydedir, ancak onlarca kilometre boyunca hala önemli ölçüde birikmektedir), tıpkı kolayca uçabilen, son derece hızlı koşan bir motosikletçi gibi. delikler ve vadiler üzerinde.

ELEKTRİK MOTORLARI VE ÜÇ FAZLI GÜÇ

Alternatif akımın temel ihtiyaçlarından biri asenkron elektrik gücüdür. Basitlikleri ve güvenilirlikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılan motorlar. Rotorları (motorun dönen kısmı) bir sargıya ve bir komütatöre sahip değildir, ancak sargı yuvalarının alüminyum ile doldurulduğu, sadece elektrikli demirden yapılmış boşluklardır - bu tasarımda kırılacak hiçbir şey yoktur. Statorun (elektrik motorunun sabit kısmı) yarattığı alternatif manyetik alan nedeniyle dönerler. Elektrik tesisatının düzgün çalışmasını sağlamak için Bu tip motorlar (ve bunların büyük çoğunluğu) için 3 fazlı güç kaynağı her yerde hakimdir. Üç ikiz kız kardeş gibi aşamalar farklı değil. Her biri ile sıfır arasında 220 Volt (V) voltaj vardır, her birinin frekansı 50 Hertz (Hz)'dir. Yalnızca zaman kayması ve “isimler” - A, B, C bakımından farklılık gösterirler.

Bir fazın alternatif akımının grafiksel gösterimi, düz bir çizgi boyunca yılan gibi sallanan ve bu zikzakları ikiye eşit parçalara bölen dalgalı bir çizgi şeklinde tasvir edilmiştir. Üst dalgalar alternatif akımın bir yönde, alt dalgaların ise diğer yönde hareketini yansıtır. Tepe noktalarının yüksekliği (üst ve alt) gerilime (220 V) karşılık gelir, ardından grafik sıfıra düşer - düz bir çizgi (uzunluğu zamanı temsil eder) ve yine alt taraftaki tepe noktasına (220 V) ulaşır . Düz bir çizgi boyunca dalgalar arasındaki mesafe frekansı (50 Hz) ifade eder. Grafikteki üç aşama, birbirinin üzerine bindirilmiş üç dalgalı çizgiyi temsil eder, ancak bir gecikmeyle, yani birinin dalgası zirveye ulaştığında, diğeri zaten azalmaktadır ve bu şekilde birer birer - bir jimnastik çemberi veya yere düşen bir tencere kapağı. Bu etki, üç fazlı asenkron motorlarda hareketli parçalarını (rotor) döndüren dönen bir manyetik alan oluşturmak için gereklidir. Bu, bacakların dönüşümlü olarak fazlar gibi bastığı bisiklet pedallarına benzer, ancak burada birbirine göre 120 derecelik bir açıyla yerleştirilmiş üç pedal vardır (Mercedes amblemi veya üç kanatlı uçak pervanesi gibi).

Üç elektrik sargısı motor (her fazın kendine ait) diyagramlarda aynı şekilde, üç kanatlı bir pervane gibi, bazı uçları ortak bir noktaya, diğeri fazlara bağlanmış olarak gösterilmiştir. Trafo merkezlerindeki (yüksek voltajı ev voltajına düşüren) üç fazlı transformatörlerin sargıları aynı şekilde bağlanır ve SIFIR, sargıların ortak bağlantı noktasından (transformatörün nötrü) gelir. Elektrik üreten jeneratörler. enerji de benzer bir yapıya sahiptir. Bunlarda, rotorun mekanik dönüşü (bir hidro veya buhar türbini aracılığıyla) enerji santrallerinde (ve küçük mobil jeneratörlerde - içten yanmalı bir motor aracılığıyla) elektriğe dönüştürülür. Rotor, manyetik alanıyla, çevre çevresinde 120 derecelik bir gecikmeyle (Mercedes amblemi gibi) üç stator sargısında elektrik akımını indükler. Sonuç, dönen bir manyetik alan yaratan, çok zamanlı titreşime sahip üç fazlı bir alternatif akımdır. Elektrik motorları ise üç fazlı akımı manyetik alan aracılığıyla mekanik dönüşe dönüştürür. Sargı tellerinin direnci yoktur, ancak sarımlardaki akım, yokuş yukarı giden bir bisikletçiye etki eden ve onun hızlanmasını engelleyen yer çekimi kuvveti gibi, demirin etrafında dönüşleriyle oluşturulan manyetik alanı sınırlar. Akımı sınırlayan manyetik alanın direncine İNDÜKSİYON denir.

Fazlar birbirinin gerisinde kaldığından ve tepe gerilimlerine farklı anlarda ulaştığından aralarında potansiyel farkı elde edilir. Buna hat voltajı denir ve ev ağlarında 380 Volt'tur (V). Doğrusal (faz-faz) gerilim her zaman faz geriliminden (faz ile sıfır arasında) 1,73 kat daha büyüktür. Bu katsayı (1,73), üç fazlı sistemler için hesaplama formüllerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin elektriğin her fazının akımı. motor = Watt (W) cinsinden güç bölü hat voltajı(380V) = toplam akım(1.73) katsayısına da böldüğümüz her üç sargıda da her fazdaki akımı elde ederiz.

Elektrik gücü için dönme etkisi yaratan üç fazlı güç kaynağı. motorlar, evrensel standart nedeniyle, elektriğin olduğu ev binalarına (konut, ofis, ticari, eğitim binaları) güç kaynağı sağlar. motorlar kullanılmaz. Kural olarak, 4 telli kablolar (3 faz ve sıfır) genel dağıtım panellerine gelir ve oradan çiftler halinde (1 faz ve sıfır) dairelere, ofislere ve diğer binalara dağılırlar. Akım yüklerinin eşitsizliği nedeniyle farklı odalar E-postaya gelen ortak sıfır genellikle aşırı yüklenmiştir. kalkan Aşırı ısınırsa ve yanarsa, örneğin komşu dairelerin iki faz (380 Volt) arasında seri olarak bağlandığı (elektrik panosundaki ortak bir kontak şeridinde sıfırlarla bağlandıkları için) ortaya çıkar. Ve eğer bir komşunun güçlü bir elektrik gücü varsa. cihazlar (su ısıtıcısı, ısıtıcı, çamaşır makinesi, su ısıtıcısı gibi) ve diğeri düşük güçlü cihazlara (TV, bilgisayar, ses ekipmanı) sahipse, o zaman ilkinin daha güçlü tüketicileri, düşük direnç nedeniyle bir iyi iletken ve başka bir komşunun prizlerinde sıfır yerine ikinci bir faz görünecek ve voltaj 300 Volt'un üzerinde olacak ve bu da buzdolabı dahil ekipmanını anında yakacaktır. Bu nedenle, besleme kablosundan gelen sıfırın genel elektrik dağıtım panosu ile temasının güvenilirliğinin düzenli olarak kontrol edilmesi tavsiye edilir. Ve eğer ısınırsa, tüm dairelerdeki devre kesicileri kapatın, karbon birikintilerini temizleyin ve ortak sıfır kontağını iyice sıkın. Farklı fazlar üzerindeki nispeten eşit yüklerde, ters akımların daha büyük bir kısmı (tüketici sıfırlarının ortak bağlantı noktası aracılığıyla) komşu fazlar tarafından karşılıklı olarak emilecektir. Üç fazlı elektrikte Motorlarda faz akımları eşittir ve bitişik fazlar boyunca tamamen kaybolur, dolayısıyla sıfıra ihtiyaçları yoktur.

Tek fazlı elektrik motorlar bir fazdan ve sıfırdan çalışır (örneğin ev tipi fanlarda, çamaşır makineleri, buzdolapları, bilgisayarlar). İçlerinde iki kutup oluşturmak için sargı ikiye bölünmüştür ve rotorun karşıt taraflarındaki iki zıt bobin üzerine yerleştirilmiştir. Ve bir tork oluşturmak için, aynı zamanda iki zıt bobine sarılmış ve manyetik alanıyla birinci (çalışan) sargının alanını 90 derecede kesen ikinci bir (başlangıç) sargıya ihtiyaç vardır. Başlangıç ​​​​sargısı, devrede darbelerini kaydıran ve torkun oluşturulduğu sayesinde yapay olarak ikinci bir fazı yayan bir kapasitöre (kapasitans) sahiptir. Sargıları ikiye bölme ihtiyacı nedeniyle asenkron tek fazlı elektriğin dönüş hızı. motorlar 1500 rpm'den fazla olamaz. Üç fazlı elektrikte Motorlarda bobinler tek olabilir, statorun çevresine her 120 derecede bir yerleştirilebilir, bu durumda maksimum dönüş hızı 3000 rpm olacaktır. Ve eğer her biri ikiye bölünürse, 6 bobin elde edersiniz (faz başına iki), o zaman hız 2 kat daha az olur - 1500 rpm ve dönme kuvveti 2 kat daha fazla olur. 9 veya 12 bobin (sırasıyla 1000 ve 750 devir/dakika) olabilir ve kuvvet artışı şu kadar olabilir: daha az sayı rpm. Tek fazlı motorların sargıları da yarıdan fazla kesilebilir ve benzer şekilde hız ve kuvvet artışı sağlanır. Yani, düşük hızlı bir motorun rotor miline tutulması, yüksek hızlı bir motora göre daha zordur.

Başka bir yaygın e-posta türü daha var. motorlar - komütatör. Rotorları, bakır-grafit "fırçalar" aracılığıyla voltajın sağlandığı bir sargı ve bir kontak toplayıcı taşır. O (rotor sargısı) kendi manyetik alanını yaratır. Asenkron elektriğin pasif olarak bükülmemiş demir-alüminyum “boşluğundan” farklı olarak. motor, komütatör motorunun rotor sargısının manyetik alanı aktif olarak stator alanından itilir. Bu tür e-postalar motorlar farklı bir çalışma prensibine sahiptir; aynı adı taşıyan bir mıknatısın iki kutbu gibi, rotor (elektrik motorunun dönen kısmı) statordan (sabit kısım) itilme eğilimindedir. Ve rotor şaftı uçlardaki iki yatakla sıkıca sabitlendiğinden, "umutsuzluktan" rotor aktif olarak bükülür. Etkisi çarktaki sincaba benzer; ne kadar hızlı dönerse tambur da o kadar hızlı döner. Bu nedenle bu tür e-postalar motorlar çok daha büyük ve ayarlanabilir geniş aralık asenkron olandan daha devrimler. Ayrıca aynı güçte çok daha kompakt ve hafiftirler, frekansa (Hz) bağlı değildirler ve hem alternatif hem de doğru akımla çalışırlar. Genellikle mobil ünitelerde kullanılırlar: elektrikli tren lokomotifleri, tramvaylar, troleybüsler, elektrikli arabalar; yanı sıra tüm taşınabilir ellerde. cihazlar: elektrikli matkaplar, öğütücüler, elektrikli süpürgeler, saç kurutma makineleri... Ancak bunlar, esas olarak sabit elektrikli ekipmanlarda kullanılan asenkron makinelere göre basitlik ve güvenilirlik açısından önemli ölçüde düşüktür.

ELEKTRİK TEHLİKESİ

Elektrik akımı IŞIĞA (bir filaman, ışıldayan gaz, LED kristallerden geçerek), ISI'ya (tüm ısıtma elemanlarında kullanılan kaçınılmaz ısınmasıyla nikrom telin direncinin üstesinden gelinerek), MEKANİK İŞE (manyetik çalışma yoluyla) dönüştürülebilir. sırasıyla dönen ve geri çekilen elektrik motorlarındaki elektrik bobinleri ve elektrik mıknatısları tarafından oluşturulan alan). Ancak el. akım, içinden geçebileceği canlı bir organizma için ölümcül tehlikeyle doludur.

Bazıları şöyle diyor: “Bana 220 volt çarptı.” Bu doğru değildir çünkü hasara neden olan voltaj değil, vücuttan geçen akımdır. Aynı voltajdaki değeri birçok nedenden dolayı onlarca kez farklılık gösterebilir. Gideceği yol da büyük önem taşıyor. Akımın vücuttan akması için bir elektrik devresinin parçası olmanız, yani onun iletkeni olmanız ve bunun için aynı anda iki farklı potansiyele (faz ve sıfır - 220 V veya iki zıt) dokunmanız gerekir. fazlar - 380 V). En yaygın tehlikeli akım akışları bir koldan diğerine veya sol koldan bacaklara doğrudur, çünkü bu şekilde yol kalpten geçecektir ve kalp, bir Amperin yalnızca onda biri kadar bir akımla durdurulabilir ( 100 miliamper). Ve örneğin, bir elinizin farklı parmaklarıyla soketin çıplak temas noktalarına dokunursanız, akım parmaktan parmağa geçecek, ancak vücudu etkilemeyecektir (tabii ki ayaklarınız iletken olmayan bir zemin üzerinde olmadığı sürece) zemin).

Sıfır potansiyelin (SIFIR) rolü zemin tarafından oynanabilir - kelimenin tam anlamıyla toprak yüzeyinin kendisi (özellikle nemli) veya zemine kazılmış veya onunla önemli bir temas alanına sahip olan metal veya betonarme bir yapı. Farklı kabloları iki elinizle tutmanıza hiç gerek yok; çıplak ayakla veya kötü ayakkabılarla nemli zeminde, beton veya metal zeminlerde durabilir ve açıkta kalan tele vücudunuzun herhangi bir yeri ile dokunabilirsiniz. Ve anında bu kısımdan vücuttan ayaklara kadar sinsi bir akım akacaktır. İhtiyaçlarınızı gidermek için çalıların arasına gitseniz ve yanlışlıkla açıkta kalan aşamaya bir akıntıyla çarpsanız bile, akıntının yolu (tuzlu ve çok daha iletken) idrar akıntısının içinden geçecektir, üreme sistemi ve bacaklar. Ayaklarınız kalın tabanlı kuru ayakkabılar giyiyorsa veya zeminin kendisi ahşapsa, o zaman SIFIR olmayacak ve açıkta kalan bir canlı FAZ telini dişlerinizle tutsanız bile hiçbir akım akmayacaktır (bunun açık bir onayı, üzerinde oturan kuşlardır) yalıtılmamış teller).

Akımın büyüklüğü büyük ölçüde temas alanına bağlıdır. Örneğin, iki faza (380 V) kuru parmak uçlarıyla hafifçe dokunabilirsiniz - çarpacaktır, ancak ölümcül değildir. Veya yalnızca 50 Volt'un bağlı olduğu iki kalın bakır çubuğu her iki ıslak elinizle tutabilirsiniz - temas alanı + nem, ilk duruma göre onlarca kat daha fazla iletkenlik sağlayacaktır ve akımın büyüklüğü ölümcül olacaktır. (Parmakları o kadar nasırlı, kuru ve nasırlıydı ki, gerilim altında eldiven takıyormuş gibi rahatlıkla çalışabilen bir elektrikçi gördüm.) Ayrıca kişi gerilime parmak uçları veya elinin tersiyle dokunduğunda refleks olarak seğirir. uzak. Bir tırabzanı tutarsanız, gerginlik el kaslarının kasılmasına neden olur ve kişi asla yapamayacağı bir kuvvetle tutar ve gerginlik bitene kadar kimse onu koparamaz. Elektrik akımına maruz kalma süresi (milisaniye veya saniye) de çok önemli bir faktördür.

Örneğin, elektrikli sandalyede, bir kişinin önceden traş edilmiş kafasına (özel, iyi iletken bir çözelti ile nemlendirilmiş bir bez ped aracılığıyla), bir telin (bir faz) bağlandığı, sıkıca sıkılmış geniş bir metal halka yerleştirilir. İkinci potansiyel, üzerinde (ayak bileklerinin yakınındaki kaval kemiklerinde) geniş metal kelepçelerin (yine ıslak özel pedlerle) sıkıca sıkıldığı bacaklara bağlanır. Hükümlü, ön kollarından sandalyenin kolçaklarına güvenli bir şekilde sabitlenir. Anahtarı açtığınızda baş ve bacak potansiyelleri arasında 2000 Voltluk bir voltaj belirir! Ortaya çıkan akım gücü ve yolu ile anında bilinç kaybının meydana geldiği ve vücudun geri kalan "ardıl yanmasının" tüm hayati organların ölümünü garanti ettiği anlaşılmaktadır. Belki de pişirme işleminin kendisi talihsiz kişiyi o kadar aşırı strese maruz bırakıyor ki, elektrik şokunun kendisi de bir kurtuluşa dönüşüyor. Ama paniğe kapılmayın, bizim eyaletimizde henüz böyle bir infaz yok...

Ve böylece elektrik çarpması tehlikesi. akım şunlara bağlıdır: voltaj, akımın akış yolu, kuru veya ıslak (tuzlardan kaynaklanan ter iyi iletkenliğe sahiptir) vücudun bölümleri, çıplak iletkenlerle temas alanı, ayakların yerden izolasyonu (ayakkabıların kalitesi ve kuruluğu, toprak nemi, zemin malzemesi), akıma zamanla maruz kalma.

Ancak enerji almak için çıplak bir kablo tutmanıza gerek yok. Elektrik ünitesinin sargısının izolasyonu bozulabilir ve daha sonra FAZ (metal ise) gövdesine düşebilir. Örneğin, komşu bir evde böyle bir durum vardı - sıcak bir yaz gününde, bir adam eski bir demir buzdolabına tırmandı, çıplak, terli (ve dolayısıyla tuzlu) kalçalarıyla üzerine oturdu ve tavanı delmeye başladı. diğer eliyle aynanın yakınındaki metal kısmını tutan elektrikli bir matkap... Ya beton tavanın takviyesine girdi (ve genellikle binanın genel topraklama döngüsüne, yani SIFIR'a kaynak yapılır) levhaya mı, yoksa kendi elektrik kablolarına mı? O anda korkunç bir elektrik şokunun etkisiyle yere düşüp öldü. Komisyon, buzdolabının gövdesinde, kompresör stator sargısının yalıtımının ihlali nedeniyle üzerinde görünen bir FAZ (220 volt) keşfetti. Ta ki aynı anda hem vücuda (gizli fazlı) hem de sıfıra ya da “toprak”a (örneğin bir demire) dokunana kadar nargile) - hiçbir şey olmayacak (yerdeki sunta ve linolyum). Ancak ikinci potansiyel "bulunduğu" anda (SIFIR veya başka bir FAZ), bir darbe kaçınılmazdır.

Bu tür kazaların önlenmesi için TOPRAKLAMA yapılır. Yani, tüm elektrikli cihazların metal mahfazalarına özel bir koruyucu topraklama kablosu (sarı-yeşil) aracılığıyla. cihazlar SIFIR potansiyele bağlanır. Yalıtım bozulursa ve FAZ mahfazaya temas ederse anında sıfır ile kısa devre (kısa devre) meydana gelecek, bunun sonucunda makine devreyi kesecek ve faz gözden kaçmayacaktır. Bu nedenle, elektrik mühendisliği, tek fazlı güç kaynağında üç telli (faz - kırmızı veya beyaz, sıfır - mavi, toprak - sarı-yeşil teller) kablolamaya ve üç fazlı (fazlar - kırmızı, beyaz, beyaz) beş telli kablolamaya geçti. kahverengi). Sözde Euro prizlerine, iki prizin yanı sıra topraklama kontakları (bıyıklar) da eklendi - bunlara sarı-yeşil bir tel bağlı ve Euro fişlerinde iki pime ek olarak kontaklar var sarı-yeşil (üçüncü) bir kablo da gövde elektrikli cihazına gider.

Kısa devreleri önlemek için RCD'ler (artık akım cihazları) son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. RCD, faz ve sıfır akımları (ne kadar giriş ve ne kadar çıkış) karşılaştırır ve bir sızıntı göründüğünde, yani yalıtım bozulur ve motor, transformatör veya ısıtıcı spiralinin sargısı "dikilir". muhafazaya takıldığında veya bir kişi gerçekten akım taşıyan parçalara dokunduğunda, "sıfır" akım faz akımından daha az olacak ve RCD anında kapanacaktır. Bu akıma DİFERANSİYEL denir, yani üçüncü taraf ("sol") ve ölümcül değeri aşmamalıdır - 100 miliamper (Amperin onda biri) ve ev tipi tek fazlı güç kaynağı için bu sınır genellikle 30 mA'dır. Bu tür cihazlar genellikle nemli, tehlikeli odalar (örneğin banyo) sağlayan kabloların girişine (devre kesicilerle seri halinde) yerleştirilir ve ellerden "zemine" (zemin, küvet, borular, vb.) kadar elektrik çarpmasına karşı koruma sağlar. su). Faza dokunmak ve iki elle sıfırda çalışmak (iletken olmayan bir zemin ile) RCD'yi tetiklemez.

Topraklama (sarı-yeşil tel) sıfır olan bir noktadan gelir (üç fazlı bir transformatörün üç sargısının ortak bağlantı noktasından, bu aynı zamanda toprağın derinliklerine kazılmış büyük bir metal çubuğa da bağlanır - elektrikte TOPRAKLAMA) mikro bölgeyi besleyen trafo merkezi). Pratik olarak bu aynı sıfırdır, ancak işten "muaftır", sadece bir "güvenlik görevlisi". Yani kablolarda topraklama kablosu yoksa nötr kablo kullanabilirsiniz. Yani, bir Euro prizine, nötr telden topraklama "bıyıklarına" bir köprü yerleştirin, ardından yalıtım kırılırsa ve mahfazada bir sızıntı varsa, makine çalışacak ve potansiyel olarak tehlikeli cihazı kapatacaktır.

Veya topraklamayı kendiniz yapabilirsiniz - birkaç levyeyi toprağın derinliklerine sürün, çok tuzlu bir solüsyonla dökün ve topraklama kablosunu bağlayın. Girişteki ortak sıfıra (RCD'den önce) bağlarsanız, prizlerde (yukarıda açıklanan) ikinci bir FAZIN ortaya çıkmasına ve ev ekipmanının yanmasına karşı güvenilir bir koruma sağlayacaktır. Örneğin özel bir evde ortak sıfıra ulaşmak mümkün değilse, o zaman sıfırınıza bir fazda olduğu gibi bir makine kurmalısınız, aksi takdirde santraldeki ortak sıfır yanarsa komşuların akım sıfırınızdan ev yapımı bir topraklamaya gidecek. Ve bir makineli tüfekle komşulara destek yalnızca sınırına kadar sağlanacak ve sıfırınız zarar görmeyecek.

SON SÖZ

Görünüşe göre elektriğin tüm ana ortak nüansları ile ilgili değil profesyonel aktivite tarif ettim. Daha derin ayrıntılar daha uzun bir metin gerektirecektir. Bu konuda genel olarak mesafeli ve beceriksiz olanlar tarafından yargılamak ne kadar açık ve anlaşılır ortaya çıktı ( :- idi).

İsimlerini elektrik akımı parametrelerinin ölçüm birimleriyle ölümsüzleştiren Avrupa'nın büyük fizikçilerine saygı ve sevgi dolu anılar: Alexandro Giuseppe Antonio Anastasio VOLTA - İtalya (1745-1827); Andre Marie AMPERE - Fransa (1775-1836); Georg Simon OM - Almanya (1787-1854); James WATT - İskoçya (1736-1819); Heinrich Rudolf HERZ - Almanya (1857-1894); Michael Faraday - İngiltere (1791-1867).

ELEKTRİK AKIMI İLE İLGİLİ ŞİİR:

Durun, acele etmeyin, biraz konuşalım.
Bekle, acele etme, atları acele etme.
Sen ve ben bu akşam dairede yalnızız.

Elektrik akımı, elektrik akımı,
Ortadoğu'daki gerilime benzer
Bratsk hidroelektrik santralini gördüğüm andan itibaren,
Sana olan ilgim arttı.

Elektrik akımı, elektrik akımı,
Bazen zalim olabileceğini söylüyorlar.
Sinsi ısırığınız hayatınızı alabilir,
Neyse, bırakalım, hâlâ senden korkmuyorum!

Elektrik akımı, elektrik akımı,
Sizin bir elektron akışı olduğunuzu iddia ediyorlar.
Üstelik aylak insanlar gevezelik ediyor,
Katot ve anot tarafından kontrol edildiğiniz.

"Anot" ve "katot"un ne anlama geldiğini bilmiyorum.
Zaten pek çok endişem var
Ama sen akarken, elektrik akımı
Tavamdaki kaynar su bitmeyecek.

Igor Irtenev 1984