Основы электрики: азы для начинающих электриков, сила тока и напряжение, как рассчитать

Содержание

азы для начинающих электриков, сила тока и напряжение, как рассчитать

При выходе из строя какого-нибудь электроблока правильным решением будет вызвать специалиста, который быстро устранит проблему.

  • Техника безопасности
  • Виды цепей, напряжение и сила тока
  • Переменная и постоянная величины
  • Мощность и другие параметры
  • Закон Ома

Если такой возможности нет, уроки для электриков помогут самостоятельно устранить ту или иную поломку.

При этом стоит помнить о технике безопасности, дабы избежать серьезных увечий.

Техника безопасности

Правила безопасности нужно выучить наизусть — это сохранит здоровье и жизнь при устранении проблем с электричеством. Вот самые важные азы электрики для начинающих:

  • Первые работы с сетями лучше всего проводить под присмотром опытного электрика.
  • Не рекомендуется работать с высоким напряжением одному. Рядом всегда должен кто-то быть, кто подстрахует в случае проблем — обесточит сеть, вызовет экстренные службы и окажет первую помощь.
  • Все работы следует проводить с обесточенными сетями. Также нужно убедиться, что никто не подключит электричество во время монтажа.

Для выполнения монтажных работ необходимо приобрести датчик (индикатор фазы), похожий на отвертку или шило. Это устройство позволяет найти провод, находящийся под напряжением — при его обнаружении на датчике загорается индикатор. Приборы работают по-разному, например, когда пальцем прижат соответствующий контакт.

Перед началом работ необходимо с помощью индикатора удостовериться в том, что все провода не обесточены.

Дело в том, что иногда проводку прокладывают неправильно — автомат на входе отключает только один провод, не обесточивая всю сеть. Такая ошибка может привести к печальным последствиям, ведь человек надеется на полное отключение системы, в то время как некоторый участок может все еще быть активным.

Переменная и постоянная величины

Когда электричество только зарождалось, потребителям поставляли постоянный ток. Однако выяснилось, что стандартную величину 220 вольт практически невозможно передать на большое расстояние.

С другой стороны, нельзя подводить тысячи вольт — во-первых, это опасно, во-вторых, тяжело и дорого изготавливать приборы, работающие на таком высоком напряжении. В результате было решено преобразовывать напряжение — до города доходит 10 вольт, а в дома уже попадает 220. Преобразование происходит при помощи трансформатора.

Что касается частоты напряжения, то она составляет 50 Герц. Это значит, что напряжение меняет свое состояние 50 раз в минуту. Оно стартует с нуля и вырастает до отметки в 310 вольт, затем падает до нуля, затем до -310 вольт и опять поднимается до нуля. Все работа протекает в циклическом ключе. В таких случаях напряжение в сети равняется 220 вольт — почему не 310, будет рассказано дальше. За границей встречаются разные параметры — 220, 127 и 110 вольт, а частота может быть 60 герц.

Мощность и другие параметры

Электрический ток необходим для выполнения какой-либо работы, например, для вращения двигателя или нагрева батарей. Можно вычислить, какую работу он совершит, умножая силу тока на напряжение. Например, электронагреватель, имеющий 220 вольт, и обладающий мощностью 2.2 кВт, будет расходовать ток в 10 А.

Стандартное измерение мощности происходит в ваттах (Вт). Электрический ток силой 1 ампер с напряжением 1 вольт может выделить мощность 1 ватт.

Вышеприведенная формула используется для обоих видов тока. Однако вычисление первого имеет некоторую сложность, — необходимо умножить силу тока на U в каждую единицу времени. А если учесть, что у переменного тока все время меняются показатели напряжения и силы, то придется брать интеграл. Поэтому было применено понятие

действующего значения.

Грубо говоря, действующий параметр — это среднее значение силы тока и напряжения, выбранное специальным путем.

Переменный и постоянный ток имеет амплитудное и действующее состояние. Амплитудный параметр — максимальная единица, до которой может подниматься напряжение. Для переменного вида амплитудное число равняется действующему, умноженному на √ 2. Этим объясняются показатели напряжения 310 и 220 В.

Закон Ома

Следующим понятием в основах электрики для начинающих является закон Ома. Он утверждает, что сила тока равна напряжению, поделенному на сопротивление. Этот закон действует как для переменного тока, так и для постоянного.

Сопротивление измеряют в омах. Так, сквозь проводник с сопротивлением 1 ом при напряжении 1 вольт проходит ток 1 ампер.

Закон Ома порождает два интересных следствия:

  • Если известна A, протекающая через систему, и сопротивление цепи, то можно вычислить мощность.
  • Мощность также можно посчитать, зная действующее сопротивление и U.

При этом для определения мощности берется не напряжение сети, а U, примененное к проводнику. Получается, если какой-либо прибор включен в систему через удлинитель, то действие будет применено как к прибору, так и к проводам удлинительного устройства. В результате провода будут нагреваться.

Конечно, нежелательно, чтобы соединения нагревались, так как именно это приводит к различным нарушениям работы электропроводки.

Однако основные проблемы заключаются не в самом проводе, а в различных местах соединения. В этих точках сопротивление бывает в десятки раз выше, чем по периметру провода. Со временем в результате окисления сопротивление может лишь повышаться.

Особенно опасными являются места соединения различных металлов. В них процессы окисления проходят гораздо быстрее. Самые частые зоны соединений:

  • Места скручивания проводов.
  • Клеммы выключателей, розеток.
  • Зажимные контакты.
  • Контакты в распределительных щитках.
  • Вилки и розетки.

Поэтому при ремонте первым делом стоит обратить внимание на эти участки. Они должны быть доступными для монтажа и контроля.

Выполняя вышеописанные правила, можно самостоятельно решать некоторые бытовые вопросы, связанные с электрикой в доме. Главное — помнить о технике безопасности.

Основы электрики | Ремонт электрики

Основы электрики.

Для того чтобы электрический прибор совершал полезную работу (лампа горела, а двигатель вращался), через него должен протекать электрический ток. Электрический ток — это упорядоченное движение электрически заряженных частиц в каком-либо проводнике. Для его возникновения необходимо создание так называемого электрического поля, потому что именно под воздействием электрического поля заряженные частицы и приходят в движение. Каждая точка поля обладает своим потенциалом, который определяется работой, затрачиваемой электрическим полем при перемещении положительной единицы заряда из данной точки поля в бесконечно удаленную точку. Разность потенциалов двух точек поля называется также напряжением между ними. Если взять два проводника с различными потенциалами и соединить их металлической проволокой, то свободные электроны проволоки под воздействием поля придут в движение в направлении возрастания потенциала, т. е. по проволоке начнет проходить электрический ток. Движение электронов будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы проводников не станут равными, а разность потенциалов между ними не будет равной нулю.

Материалы, в которых заряды свободно перемещаются между различными частями, называются проводниками электрического тока. Если же свободное перемещение заряженных частиц в каком-либо материале невозможно, то его называют диэлектриком. Проводниками служат металлы, вода и др., диэлектриками — пластмассы, резина и пр. Существуют также материалы, в которых движение заряженных частиц возможно лишь при определенных условиях, т.е. иногда они могут быть проводниками, а иногда — диэлектриками. Такие материалы называют полупроводниками К их числу относятся германий, кремний, селен и другие материалы.

В замкнутой электрической цепи с включенным в нее источником питания всегда возникает электрический ток и свободные электроны под влиянием электрических сил поля перемещаются вдоль проводника, наталкиваясь при этом на атомы проводника и отдавая им часть своей кинетической энергии, т. е. проводник оказывает определенное сопротивление движению электронов. Длинный проводник малого поперечного сечения оказывает току большее сопротивление, чем короткий и большого сечения.

Сопротивление проводника зависит также и от материала самого проводника. На сопротивление проводника оказывает влияние и температура — с ее повышением сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Однако некоторые металлические сплавы почти не меняют своего сопротивления с увеличением температуры. Таким образом, электрическое сопротивление проводника зависит от длины проводника, его поперечного сечения, материала и температуры. При прохождении электрического тока по проводнику оно проявляется в его нагреве. Среди распространенных металлов наименьшим сопротивлением обладают серебро и медь. Сопротивление алюминия почти в полтора раза выше, чем меди. Это всегда нужно учитывать при выборе материала проводов.

Потенциал и напряжение измеряются в вольтах и обозначаются буквой U, сила тока, или просто ток, — в амперах и обозначается буквой I, а сопротивление измеряется в омах и обозначается символом R.

Электрический ток может быть постоянным или переменным. Постоянный ток не изменяется по величине и по направлению. Он используется, как правило, в промышленности, на электрифицированном транспорте, в электросвязи Его получают путем выпрямления переменного тока при помощи специальных устройств — выпрямителей. В быту постоянный ток мы получаем от аккумулятора или простой батарейки.

Совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи) называется электрической цепью. Точку цепи, предоставляющую неограниченную возможность возврата отработавших зарядов, называют землей. Не нужно понимать «землю» в буквальном смысле. Это может быть и отрицательный полюс батарейки, и корпус автомобиля, и, действительно, планета Земля. Для удобства полагают, что земля — это потенциал в О В. Все остальные потенциалы считают относительно нее. Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи — ее разрыв в любом месте приводит к прекращению выработки электрического тока.

Отдельные элементы электрической ирпи могут быть соединены между собой последовательно, параллельно и комбинированно. Закономерности, вытекающие из различных способов соединения элементов в цепи, были сформулированы Омом и Кирхгофом. Эти закономерности часто используют для расчета электрических цепей.

Простейшая электрическая цепь состоит из источника электрической энергии (аккумулятора, генератора и т п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т п) и проводов, соединяющих источник электрической энергии с потребителем. Источник электрической энергии дает электрическую энергию, а потребитель преобразует ее в другие виды энергии: свет, тепло, механическую энергию и т. д.

Прохождение электрического тока по проводникам аналогично прохождению воды по трубам. Чем больше разность уровней воды при входе и выходе из трубы (напор) и чем больше поперечное сечение трубы, тем больше воды протекает сквозь нее в единицу времени. Точно так же, чем больше разность электрических потенциалов (напряжение) на зажимах источника или приемника электрической энергии и чем меньше его сопротивление (т.е. чем больше площадь поперечного сечения проводника), тем больший ток проходит по нему.

Если проводники соединены таким образом, что по ним проходит один и тот же ток, то такое соединение называется последовательным. Общее сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных сопротивлений, равно сумме этих сопротивлений.

Переменный ток изменяется и по величине, и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т.е. точно повторяются через равные промежутки времени. Число полных изменений напряжения или тока, совершаемых за одну секунду, называется частотой, которая измеряется в герцах (1Ц). Преимуществами переменного тока являются: возможность трансформации и передачи на далекие расстояния, более простое устройство генераторов переменного тока, более надежные в эксплуатации электродвигатели переменного тока.

В домашней сети мы имеем дело с переменным током с напряжением 220 В и частотой 50 Щ, приходящим в наше жилье по проводам от электростанции.

Бытовые электрические приборы, которые подключаются к нашей домашней сети, потребляют токи от нескольких десятых ампера до нескольких ампер. При постоянном напряжении ток обратно пропорционален величине сопротивления цепи. Сопротивления отдельных потребителей иногда сильно отличаются друг от друга. Так, сопротивление осветительных ламп накаливания для бытовых целей составляет несколько сотен ом, а электрических нагревательных приборов, телевизоров, холодильников, стиральных машин — несколько десятков ом.

Согласно закону Ома, ток I, напряжение U и сопротивление R связаны соотношением I = U/R.

Если по цепи течет ток, то за некоторое время по ней проходит определенное количество электричества. Силы электрического поля, действующего вдоль проводника, перенесут за это время некоторый заряд на какое-то расстояние и выполнят определенную работу. Работа, произведенная в единицу времени, называется мощностью, которая измеряется в ваттах и обозначается буквой Р. Кроме При последовательном соединении проводников увеличение их числа повышает общее сопротивление цепи. На каждую нагрузку приходится только часть общего напряжения При отказе одного прибора происходит разрыв цепи и прекращается работа всех устройств. Если, к примеру, несколько светильников соединить последовательно, то при выходе из строя одного из них цепь разорвется и все остальные не будут работать. Такое имеет место в елочных гирляндах, где зачастую лампочки соединены последовательно. С другой стороны, в последовательную цепь можно включить много лампочек, каждая из которых рассчитана на гораздо меньшее напряжение в сети.

Если два (или болев) проводника присоединены к двум узловым точкам, то такое соединение называется параллельным. Напряжение на каждом из проводников равно напряжению U, приложенному к узловым точкам цепи А и В. На схеме видно, что при параллельном соединении проводников для прохождения тока имеется несколько путей. Ток, притекая к точке разветвления А, растекается далее по двум сопротивлениям и равен сумме токов, уходящих от этой точки. Таким образом, при параллельном соединении уменьшается общее сопротивление цепи и увеличивается ее общая проводимость, которая равна сумме проводимостей ветвей.

ватта применяются более крупные единицы мощности — киловатты и мегаватты. Электрическая мощность измеряется ваттметром. Мощность можно вычислить, умножив ток на напряжение. Поэтому для определения мощности, потребляемой сетью, следует умножить показание амперметра на показание вольтметра.

Соотношение между током, напряжением и мощностью можно представить в виде формулы Р = I*U. Так, мощность, потребляемая в цепи с током в 3 А и напряжением в 120 В, будет равна 3*120 = 360 Вт. Если мощность умножить на время, то получим работу, т.е. количество затраченной энергии. Так, энергия, расходуемая электрической плиткой мощностью 600 Вт в течение 5 ч, будет равна Pt = 600*5 = 3000 Втч = = 3 кВтч.

Измерение характеристик электрического тока выполняют при помощи различных приборов. Для измерения силы тока используют амперметры, напряжения — вольтметры, электрического сопротивления — омметры, мощности — ваттметры. Количество потребляемой электрической энергии измеряют счетчиком.

Значения тока I, напряжения U, сопротивления R и мощности Р являются исходными данными для расчета электрических цепей, подбора проводов, выбора электроустановочных изделий, а также устройств защиты.

основы электричества Бытовая электрика простым языком подробно

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика «Электричество для начинающих».

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретиче­ски в этом вопросе.

Термин «электричество» подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное — понять, что электричест­во — это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину. Представьте ток как поток воды, те­кущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

С током это происходит на­много быстрее, 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного. Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор (рис. 2).

Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи транс­форматора (специаль­ного устройства в виде катушек) переменный ток преобразу­ется с низкого напряжения на высокое, и наоборот, как это представлено на иллюстрации (рис. 3).

Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко: во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это надо обязательно.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электри­ческая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например к чайнику), а по другому воз­вращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически: не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы.

Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предо­хранителем.

Например, в случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток элек­тричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора.

Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током.

При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что нулевой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции.

Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

ВНИМАНИЕ!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте.

При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как «электрический ток», «напряжение» «фаза» и «ноль» для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с «нуля» нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона — минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток . Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.


Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь . В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или «стекает» в землю.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой , а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому — отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ — 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза — белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас — желто-зеленый.


Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис . С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

Инженер-электрик. Работал в электрических сетях. Специализировался на устройствах релейной защиты и электроавтоматики. Автор двух книг из серии «Библиотека электромонтёра». Публиковался в электротехнических журналах. В настоящее время проживет в Израиле. 71 год. Пенсионер.

Ha-esh`har str., 8\6, Haifa, 35844, Israel

К читателю

Вероятно, нет необходимости объяснять тебе значение электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности каждого человека. Не будет преувеличением сказать, что сегодня оно является такой же её составной частью, как вода, тепло, пища. И если в доме погас свет, ты, обжигая пальцы о зажжённую спичку, немедленно звонишь к нам.

Долгий и трудный путь проходит электричество прежде, чем попасть в твой дом. Выработанное из топлива на электростанции, оно путешествует через трансформаторные и коммутационные подстанции, через тысячи километров линий, укреплённых на десятках тысяч опор.

Электричество сегодня – это совершенная технология, надёжное и качественное электроснабжение, забота о потребителе и его обслуживание.

Однако, это ещё не всё. Конечное звено в электрической цепочке – это электрооборудование твоего дома. А оно, как и всякое другое, требует некоторых знаний для его правильной эксплуатации. Поэтому мы призываем тебя к сотрудничеству с нами и с этой целью даём некоторые рекомендации и предостережения. Предостережения выделены красным цветом.

Речь пойдёт о следующем:

1. Правовые аспекты. Абонент должен быть ознакомлен со своими правами, обязанностями и ответственностью по отношению к энергоснабжающей организации. То же — по отношению энергоснабжающей организации к нему.

2. Знакомство с квартирной электропроводкой, коммутационной аппаратурой и установочными изделиями.

4. Электричество требует не только определённых знаний, но и строгого соблюдения определённых правил от пользователя. Оно представляет опасность, как для тех, кто не умеет им пользоваться, так и для недисциплинированных «умельцев». Поэтому мы ознакомим тебя с основами электробезопасности.

Мы призываем тебя с пониманием отнестись к нашим рекомендациям и предостережениям. Мы также надеемся, что ты не будешь наносить ущерб упомянутым выше сетевым сооружениям и электрооборудованию.

Желаем тебе всех благ, в том числе и тех, которые даёт электроэнергия.

» базовые основы общей электротехники.

Тема: базовые основы общей электротехники, электротехника для новичка.

Прежде чем становится электриком сначала необходимо познать теоретические основы работы электричества. Ведь, чем отличается электрик от обычного человека. А тем, что в силу теории, которая со временем подкрепилась практическим опытом, человек из обычного «незнайки» превращается в опытного электротехника, в полной мере способного разобраться не только в неисправных электрических устройствах, но и которому будет по силам сделать самодельный «девайс». Такому электрику можно поручить любое дело, связанное с его профессией, и он без особых трудностей легко справится с данной задачей.

Электротехника для начинающих представляет собой познавательный путь, постепенно проходя который у человека наращивается профессиональный опыт. Не думайте, что прочитав книгу общей теории электротехники можно сразу научится всё делать. Даже зная «как делать», люди в большинстве случаев, либо боятся начинать (зная об опасности электричества), либо делают настолько неловко и неаккуратно, что в последствии лучше эту работу переделать, для избежания аварийных последствий, связанных с качеством функционирования данного устройства, и потенциальной вероятности слабой электробезопасности.

Основы общей электротехники являются азами, рассказывающие ученику, что и как в общем работает. К примеру, человеку можно дать готовую инструкцию «что и как последовательно делать». Способный человек сможет по этому плану совершить определённую работу, и она будет вполне правильной. Но если такому человеку придётся столкнутся с делом, в котором имеются некоторые ранее неизвестные моменты (внезапно сломалось какое-либо электрическое оборудование и которое необходимо оперативно отремонтировать), то такая ситуация вызовет лёгкий ступор, суетливое поведение, и множество неверных и ошибочных действий (а это потеря времени, сил и нервов).

Электротехника для начинающих, а именно основы общей электротехники должны начинаться с простейших законов физики (раздел электрофикика). Начинающий обязан узнать, что такое вообще электричество, какие его свойства, какую опасность оно несёт в себе, меры защиты и предосторожности и т.д. Знания этого уже даёт общие представления об электрики, как таковой. Знакомя человека сначала с трудными для понимания специальными предметами (к примеру, автоматика, теория сигналов и т.д.) упускается главное, а именно усвоение базовых понятий на образном языке. В голове образуется «каша» из множество раздробленных знаний, что весьма трудно собрать в общую модель работы электричества даже умному.

Немаловажный фактор, сильно влияющий на качество обучения электротехники начинающих, это интерес и практика. Как вы думаете, что лучше усвоится начинающим, «сухая теория», или пошаговое обучение, при котором сначала даётся какое либо теоретическое знание в небольшой дозе, а за ним следует практическое закрепление (примерно как на уроках химии — рассказывали о взаимодействии веществ и показали на наглядном примере как оно работает). Даже собрав простейшую электрическую цепь, состоящую из источника питания, лампочки, переключателя, реостата, измерителей, человек сразу прочувствует что к чему, чем тоже самое просто нарисовать на доске и сухо рассказать о схеме.

P.S. Я бы вам советовал больше вникать в базовые принципы работы электричества, именно зная и хорошо понимая их далее более сложные понятия будут даваться намного легче и ясней. Старайтесь самостоятельно разобраться с принципами работы простейших схем и работы электрических компонентов. Ведь сложные схемы — это множество более мелких, простейших схем объединённых воедино.

В настоящее время, уже довольно устойчиво сложился рынок услуг , в т. ч. и в области бытовой электрики .

Высокопрофессиональные электромонтеры, с нескрываемым воодушевлением, из-за всех сил стараются помочь остальной части нашего населения, получая при этом огромное удовлетворение от качественно выполненой работы и, скромного вознаграждения. В свою очередь, наше население тоже получает огромное удовольствие, от качественного, быстрого и совершенно не дорогого, решения своих проблем.

С другой стороны, всегда существовала достаточно широкая категория граждан, принципиально считающих за честь — собственноручно решать абсолютно любые бытовые вопросы возникающие на территории собственного места проживания. Подобная позиция безусловно, заслуживает и одобрения и понимания.
Тем более, что все эти Замены, переносы, установки — выключателей, розеток, автоматов, счетчиков, светильников, подключение кухонных печей и.т.д — все эти, наиболее востребованные населением виды услуг, с точки зрения электрика-профессионала, вовсе не являются сложной работой .

И по-правде говоря, рядовой гражданин, без электротехнического образования, но имеющий достаточно подробную инструкцию, вполне может справиться с ее выполнением сам, своими руками.
Конечно, выполняя подобную работу в первый раз, начинающий электрик может потратить гораздо больше времени, нежели опытный профессионал. Но совсем не факт, что от этого она будет выполнена менее качественно, при внимательности к мелочам и отсутствии какой-либо спешки .

Первоначально, этот сайт и задумывался как подборка подобных инструкций, относительно наиболее часто возникающих проблем в этой области. Но в дальнейшем, для людей абсолютно никогда не сталкившимися с решением подобных вопросов, был добавлен курс » молодого электрика» из 6-ти практических занятий.

Особенности монтажа электрических розеток скрытой и открытой проводки. Розетки для электрической кухонной плиты. Подключение электроплиты своими руками.

Выключатели.

Замена, монтаж электрических выключателей, скрытой и открытой проводки.

Автоматы и УЗО.

Принцип работы Устройств Защитного Отключения и автоматических выключателей. Классификация автоматических выключателей.

Электрические счетчики.

Инструкция по самостоятельной установке и подключению однофазного счетчика.

Замена проводки.

Электромонтаж в помещении. Особенности монтажа,в зависимости от материала стен и вида их отделки. Электропроводка в деревянном доме.

Светильники.

Установка настенных светильников. Люстры. Монтаж точечных светильников.

Контакты и соединения.

Некоторые виды соединения проводников, наиболее чаще встречающиеся в «домашней» электрике.

Электротехника-основы теории.

Понятие электрического сопротивления. Закон Ома. Законы Кирхгофа. Параллельное и последовательное соединение.

Описание наиболее распространенных проводов и кабелей.

Иллюстрированная инструкция по работе с цифровым универсальным электроизмерительным прибором.

Про лампы — лампы накаливания, люминесцентные, светодиодные.

Про «денежку.»

Профессия электрика определенно, не считалась престижной до последнего времени. Но можно было ли, назвать ее малооплачиваемой? Ниже, вы можете ознакомиться с прейскурантом, наиболее распостраненных услуг трехгодичной давности.

Электромонтаж — расценки.

Электросчетчик шт. — 650p.

Автоматы однополюсные шт. — 200p.

Автоматы трехполюсные шт. — 350p.

Дифавтомат шт. — 300p.

УЗО однофазное шт. — 300p.

Одноклавишный выключатель шт. — 150p.

Двухклавишный выключатель шт. — 200p.

Трехклавишный выключатель шт. — 250p.

Щит открытой проводки до 10 групп шт. — 3400p.

Щит скрытой проводки до 10 групп шт. — 5400p.

Прокладка открытой проводки П.м — 40p.

Проводки в гофре П.м — 150p.

Штробление в стене (бетон) П.м — 300p.

(кирпич) П.м — 200p.

Установка подразетника и распаечной коробки в бетоне шт. — 300p.

кирпиче шт. — 200p.

гипсокартоне шт. — 100p.

Бра шт. — 400p.

Точечный светильник шт. — 250p.

Люстра на крюк шт. — 550p.

Потолочная люстра (без сборки) шт. — 650p.

Установка звонка и кнопки звонка шт. — 500p.

Установка розетки, выключателя открытой проводки шт. — 300p.

Установка розетки, выключателя скрытой проводки (без установки подрозетника) шт. — 150p.

В бытность свою, электриком «по объявлению», мне не удавалось смонтировать больше, чем 6-7 точек (розеток, выключателей) скрытой проводки, по бетону — за вечер. Плюс к этому 4-5 метров штробы(по бетону). Проводим несложные арифметические вычисления: (300+150)*6=2700p. — это за розетки с выключателями.
300*4=1200р. — это за штробы.
2700+1200=3900р. — это общая сумма.

Неплохо, за 5-6 часов работы, не правда ли? Расценки, конечно, московские, по России они будут меньше, но не более, чем в два раза.
Если брать в целом, то месячный заработок электрика — монтажника, в настоящее время редко превышает 60000р.(не в Москве)

Конечно, встречаются на этом поприще и особо одаренные люди (как правило, с железным здоровьем) и практической сметкой. При определенных условиях, они ухитряются поднять свой заработок до 100000р и выше. Как правило, они имеют лицензию на производство электромонтажных работ и работают напрямую с заказчиком, беря «серьезные» подряды без участия различных посредников.
Электромонтеры — ремонтники пром. оборудования (на предприятиях), электрики — высоковольтники, как правило(не всегда) — зарабатывают несколько меньше. Если же предприятие рентабельно и на нем вкладываются средства в «перевооружение» для электриков-ремонтников могут открываться дополнительные источники заработка, например — монтаж нового оборудования производимый в нерабочее время.

Высокооплачиваемый но физически тяжелый и подчас — весьма пыльный, труд электромонтера-монтажника несомненно, достоин всяческого уважения.
Занимаясь электромонтажем, начинающий специалист может овладеть базовыми навыками и умениями, набраться начального опыта.
В независимости от того, как в дальнейшем он будет строить свою карьеру, можно быть уверенным — практические знания, полученные таким образом пригодятся обязательно.

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

  • Дом
  • Учебники
  • Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

≡ Страниц

Авторы: CTaylor

Избранное Любимый 127

Основы электричества

Приступая к изучению мира электричества и электроники, очень важно начать с понимания основ напряжения, силы тока и сопротивления. Это три основных строительных блока, необходимых для управления электричеством и его использования. Поначалу эти концепции может быть трудно понять, потому что мы не можем их «видеть». Нельзя невооруженным глазом увидеть энергию, текущую по проводу, или напряжение батареи, лежащей на столе. Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле является не обменом энергией, происходящим от облаков к земле, а реакцией воздуха на проходящую через него энергию. Чтобы обнаружить эту передачу энергии, мы должны использовать инструменты измерения, такие как мультиметры, анализаторы спектра и осциллографы, чтобы визуализировать то, что происходит с зарядом в системе. Не бойтесь, однако, этот учебник даст вам общее представление о напряжении, токе и сопротивлении и о том, как они связаны друг с другом.

Георг Ом

Описано в этом руководстве

  • Как электрический заряд связан с напряжением, током и сопротивлением.
  • Что такое напряжение, ток и сопротивление.
  • Что такое закон Ома и как с его помощью понять электричество.
  • Простой эксперимент для демонстрации этих концепций.

Рекомендуемая литература

  • Что такое электричество
  • Что такое цепь?

Электрический заряд

Электричество — это движение электронов. Электроны создают заряд, который мы можем использовать для совершения работы. Ваша лампочка, ваша стереосистема, ваш телефон и т. д. используют движение электронов для выполнения работы. Все они работают, используя один и тот же основной источник энергии: движение электронов.

Три основных принципа этого урока можно объяснить, используя электроны или, точнее, создаваемый ими заряд:

  • Напряжение — это разница заряда между двумя точками.
  • Ток — это скорость, с которой течет заряд.
  • Сопротивление — это способность материала сопротивляться потоку заряда (тока).

Итак, когда мы говорим об этих значениях, мы на самом деле описываем движение заряда и, таким образом, поведение электронов. Цепь представляет собой замкнутый контур, который позволяет заряду перемещаться из одного места в другое. Компоненты в цепи позволяют нам контролировать этот заряд и использовать его для выполнения работы.

Георг Ом был баварским ученым, изучавшим электричество. Ом начинается с описания единицы сопротивления, которая определяется током и напряжением. Итак, давайте начнем с напряжения и пойдем оттуда.

Напряжение

Мы определяем напряжение как количество потенциальной энергии между двумя точками цепи. Одна точка имеет больший заряд, чем другая. Эта разница заряда между двумя точками называется напряжением. Он измеряется в вольтах, что технически представляет собой разность потенциалов между двумя точками, которые передают один джоуль энергии на кулон проходящего через них заряда (не паникуйте, если это не имеет смысла, все будет объяснено). Единица «вольт» названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел то, что считается первой химической батареей. Напряжение обозначается в уравнениях и схемах буквой «V».

При описании напряжения, тока и сопротивления часто используется аналогия с резервуаром для воды. В этой аналогии заряд представлен количеством воды , напряжение представлен давлением воды , а ток представлен потоком воды . Итак, для этой аналогии запомните:

  • Вода = Зарядка
  • Давление = Напряжение
  • Расход = Текущий

Рассмотрим резервуар для воды на определенной высоте над землей. На дне этого бака есть шланг.

Давление на конце шланга может представлять собой напряжение. Вода в баке представляет собой заряд. Чем больше воды в баке, тем выше заряд, тем большее давление измеряется на конце шланга.

Мы можем думать об этом резервуаре как о батарее, месте, где мы храним определенное количество энергии, а затем высвобождаем ее. 18 электронов (1 кулон) в секунду, проходящих через точку цепи. Усилители представлены в уравнениях буквой «I».

Допустим, у нас есть два бака, к каждому из которых подходит шланг снизу. В каждом баке одинаковое количество воды, но шланг одного бака уже, чем шланг другого.

Мы измеряем одинаковое давление на конце любого шланга, но когда вода начинает течь, расход воды в баке с более узким шлангом будет меньше, чем расход воды в баке с более широким шлангом. В электрических терминах ток через более узкий шланг меньше, чем ток через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (зарядку) в баке с более узким шлангом.

Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через бак. Это аналогично увеличению напряжения, которое вызывает увеличение тока.

Теперь мы начинаем видеть взаимосвязь между напряжением и током. Но здесь следует учитывать третий фактор: ширину шланга. В этой аналогии ширина шланга является сопротивлением. Это означает, что нам нужно добавить еще один член в нашу модель:

  • Вода = заряд (измеряется в кулонах)
  • Давление = Напряжение (измеряется в вольтах)
  • Поток = ток (измеряется в амперах или для краткости «амперы»)
  • Ширина шланга = сопротивление

Сопротивление

Рассмотрим еще раз наши два резервуара для воды, один с узкой трубой, а другой с широкой трубой.

Само собой разумеется, что мы не можем пропустить через узкую трубу такой же объем, как через более широкую при том же давлении. Это сопротивление. Узкая труба «сопротивляется» потоку воды через нее, хотя вода находится под тем же давлением, что и резервуар с более широкой трубой. 918 электронов. Это значение обычно обозначается на схемах греческой буквой «Ω», которая называется омега и произносится как «ом».

Закон Ома

Объединив элементы напряжения, тока и сопротивления, Ом вывел формулу:

Где

  • В = напряжение в вольтах
  • I = ток в амперах
  • R = сопротивление в омах

Это называется законом Ома. Допустим, например, что у нас есть цепь с потенциалом 1 вольт, током 1 ампер и сопротивлением 1 Ом. Используя закон Ома, мы можем сказать:

Допустим, это наш бак с широким шлангом. Количество воды в баке определяется как 1 вольт, а «узость» (сопротивление течению) шланга определяется как 1 Ом. Используя закон Ома, это дает нам поток (ток) в 1 ампер.

Используя эту аналогию, давайте теперь посмотрим на бак с узким шлангом. Поскольку шланг уже, его сопротивление потоку выше. Определим это сопротивление как 2 Ом. Количество воды в резервуаре такое же, как и в другом резервуаре, поэтому, используя закон Ома, наше уравнение для резервуара с узким шлангом равно 9.0011

Но какой ток? Поскольку сопротивление больше, а напряжение такое же, это дает нам значение тока 0,5 ампер:

Итак, в баке с большим сопротивлением ток меньше. Теперь мы можем видеть, что если мы знаем два значения закона Ома, мы можем найти третье. Продемонстрируем это на эксперименте.

Эксперимент по закону Ома

В этом эксперименте мы хотим использовать 9-вольтовую батарею для питания светодиода. Светодиоды хрупкие, и через них может протекать только определенное количество тока, прежде чем они сгорят. В документации на светодиод всегда будет «номинальный ток». Это максимальное количество тока, которое может протекать через конкретный светодиод, прежде чем он перегорит.

Необходимые материалы

Для выполнения экспериментов, перечисленных в конце руководства, вам понадобятся:

  • Мультиметр
  • А 9-вольтовая батарея
  • Резистор 560 Ом (или следующее ближайшее значение)
  • Светодиод

ПРИМЕЧАНИЕ. Светодиоды известны как «неомические» устройства. Это означает, что уравнение для тока, протекающего через сам светодиод, не так просто, как V=IR. Светодиод вносит в цепь то, что называется «падением напряжения», тем самым изменяя величину тока, протекающего через нее. Однако в этом эксперименте мы просто пытаемся защитить светодиод от перегрузки по току, поэтому мы пренебрежем токовыми характеристиками светодиода и выберем значение резистора, используя закон Ома, чтобы быть уверенным, что ток через светодиод безопасно ниже 20 мА.

В этом примере у нас есть 9-вольтовая батарея и красный светодиод с номинальным током 20 миллиампер или 0,020 ампер. Чтобы быть в безопасности, мы бы предпочли не управлять светодиодом с его максимальным током, а предпочесть рекомендуемый ток, который указан в его спецификации как 18 мА или 0,018 ампер. Если мы просто подключим светодиод непосредственно к батарее, значения для закона Ома будут выглядеть так:

, следовательно:

и, поскольку у нас еще нет сопротивления:

Деление на ноль дает нам бесконечный ток! Ну, на практике не бесконечный, а столько тока, сколько может выдать батарея. Поскольку мы НЕ хотим, чтобы через наш светодиод протекал такой большой ток, нам понадобится резистор. Наша схема должна выглядеть так:

Точно так же мы можем использовать закон Ома, чтобы определить сопротивление резистора, которое даст нам желаемое значение тока:

следовательно:

подставив наши значения:

вычислив сопротивление:

Итак, нам нужен сопротивление резистора около 500 Ом, чтобы ток через светодиод оставался ниже максимального номинального тока.

500 Ом не является обычным значением для стандартных резисторов, поэтому в этом устройстве вместо него используется резистор на 560 Ом. Вот как выглядит наше устройство в собранном виде.

Успех! Мы выбрали значение резистора, достаточно высокое, чтобы ток через светодиод оставался ниже его максимального номинала, но достаточно низкое, чтобы тока было достаточно, чтобы светодиод оставался красивым и ярким.

Этот пример со светодиодом и токоограничивающим резистором часто встречается в любительской электронике. Вам часто придется использовать закон Ома, чтобы изменить величину тока, протекающего через цепь. Другой пример этой реализации можно увидеть в светодиодных платах LilyPad.

При такой конфигурации вместо выбора резистора для светодиода резистор уже встроен в светодиод, поэтому ограничение тока выполняется без добавления резистора вручную.

Ограничение тока до или после светодиода?

Чтобы немного усложнить ситуацию, вы можете разместить токоограничивающий резистор с любой стороны светодиода, и он будет работать точно так же!

Многие люди, впервые изучающие электронику, сомневаются в том, что токоограничивающий резистор может располагаться с любой стороны светодиода, и схема будет работать как обычно.

Представьте себе реку в непрерывной петле, бесконечную, круговую, текущую реку. Если бы мы поместили в нем плотину, вся река перестала бы течь, а не только один берег. Теперь представьте, что мы помещаем в реку водяное колесо, которое замедляет течение реки. Неважно, в каком месте круга находится водяное колесо, оно все равно замедлит поток на 9-м уровне.0021 вся река .

Это упрощение, так как токоограничивающий резистор не может быть размещен где-либо в цепи ; его можно разместить на с любой стороны светодиода для выполнения своей функции.

Чтобы получить более научный ответ, обратимся к закону Кирхгофа о напряжении. Именно из-за этого закона токоограничивающий резистор может располагаться с любой стороны светодиода и при этом иметь тот же эффект. Для получения дополнительной информации и решения некоторых практических задач по использованию KVL посетите этот веб-сайт.

Ресурсы и дальнейшие действия

Теперь вы должны понимать, что такое напряжение, ток, сопротивление и как они связаны между собой. Поздравляем! Большинство уравнений и законов для анализа цепей можно вывести непосредственно из закона Ома. Зная этот простой закон, вы понимаете концепцию, лежащую в основе анализа любой электрической цепи!

Хотите узнать больше об основных темах?

См. наш Основные технические сведения для полного списка краеугольных тем, связанных с электротехникой.

Отвези меня туда!

Эти концепции — лишь верхушка айсберга. Если вы хотите продолжить изучение более сложных приложений закона Ома и проектирования электрических цепей, обязательно ознакомьтесь со следующими учебными пособиями.

  • Серия против параллельных цепей
  • Электроэнергия
  • Аналоговые и цифровые схемы
  • Резисторы
  • светодиодов
  • Как пользоваться мультиметром

Основы электротехники 101

Люди постоянно зависят от электричества, и когда электричество отключается во время бури, срабатывает выключатель или возникает другая проблема в электрической цепи, понимание основных компонентов электрической системы может помочь вам восстановить работу. Также важно знать, кто отвечает за какую часть вашего электроснабжения. Коммунальная компания обрабатывает часть ваших услуг по линии , которая включает в себя все, вплоть до точки присоединения к вашему дому. Оттуда это называется загрузкой , и все, что касается нагрузки, находится под вашей ответственностью.

  • 01 из 09

    Электротехническое подключение и счетчик

    Эрик Исаксон / Getty Images

    Электричество в вашем доме начинается с электроснабжения и электросчетчика. Служебные кабели коммунальной компании (будь то воздушные или подземные) проходят к вашему дому и подключаются к счетчику коммунальных услуг. Электросчетчик подключается к этой базе счетчика. Счетчик измеряет количество электроэнергии, потребляемой вашим домом, и является основой для выставления счетов за электроэнергию. Счетчик работает только тогда, когда электричество используется в доме.

  • 02 из 09

    Разъединитель

    Некоторые домашние электрические системы включают в себя специальный выключатель, который устанавливается на внешней стене дома рядом с электросчетчиком. В случае пожара или внезапного наводнения, или если в системе необходимо выполнить какие-либо работы, выключатель-разъединитель позволяет отключить питание снаружи дома, поэтому вам не нужно входить в дом, чтобы отключить питание. . Если в электрической системе нет отдельного выключателя (а в большинстве случаев его нет), главный автоматический выключатель на главной сервисной панели дома (коробка выключателя) служит в качестве разъединителя системы.

  • 03 из 09

    Основная сервисная панель

    BanksPhotos/Getty Images

    Пройдя через счетчик, ваша электрическая сеть подается на главную панель обслуживания вашего дома, обычно известную как распределительная коробка. Два больших «горячих» провода подключаются к большим винтовым клеммам, называемым наконечниками, внутри сервисной панели, обеспечивая питание панели. Третий служебный провод, нейтральный, подключается к нулевой шине внутри панели. Говоря простым языком, электричество в дом подается по горячим проводам. Пройдя через бытовую систему, она по нулевому проводу подается обратно в коммунальную сеть, замыкая электрическую цепь.

  • 04 из 09

    Главный автоматический выключатель

    Сервисная панель содержит большой главный выключатель, который является переключателем, управляющим питанием остальных автоматических выключателей внутри панели. Его размер соответствует пропускной способности вашего дома. Стандартная панель сегодня обеспечивает обслуживание 200 ампер (ампер). Старые панели были рассчитаны на 150, 100 или менее ампер (ампер).

    Главный выключатель на 200 ампер пропускает через себя не более 200 ампер без срабатывания. В отключенном состоянии ток на панель не поступает. В системах без внешнего разъединителя главный выключатель служит бытовым разъединителем.

    Выключение главного выключателя останавливает подачу питания ко всем автоматическим выключателям ответвления в панели и, следовательно, ко всем цепям в доме. Тем не менее, питание всегда поступает в панель и на сервисные наконечники, даже когда главный выключатель отключен, если только питание не отключено отдельным разъединителем. Электроэнергия всегда присутствует в линиях коммунальных услуг и на электросчетчике, если только они не отключены коммунальными службами.

  • 05 09

    Отводные автоматические выключатели

    Крейшль / Getty Images

    Выключатели ответвленных цепей заполняют панель (обычно под) главным выключателем. Каждый из этих выключателей представляет собой выключатель, контролирующий подачу электричества в ответвленную цепь в доме. Выключение выключателя отключает питание всех устройств и приборов в этой цепи. Если в цепи возникает проблема, такая как перегрузка или неисправность, выключатель автоматически отключается.

    Наиболее распространенной причиной срабатывания выключателя является перегрузка цепи. Если вы используете высокопроизводительный прибор, такой как пылесос, тостер или нагреватель, и питание отключается, вы, вероятно, перегрузили цепь. Переключите прибор на другую цепь и переустановите автоматический выключатель, переключив его в положение ВКЛ. Если выключатель снова сработает, а прибор не подключен к розетке, необходимо вызвать электрика. В цепи может возникнуть опасная неисправность.

  • 06 09

    Устройства

    RASimon/Getty Images

    Устройства — это все, что в доме подключено к электричеству, включая выключатели, розетки (розетки), светильники и бытовые приборы. Устройства подключаются к отдельным ответвленным цепям, которые начинаются с выключателей в главном щите обслуживания.

    Одна цепь может содержать несколько выключателей, розеток, светильников и других устройств или может обслуживать только один прибор или розетку. Последняя называется выделенной схемой. Они используются для критически важных приборов, таких как холодильники, печи и водонагреватели. Другие приборы, такие как посудомоечные машины и микроволновые печи, обычно также подключены к выделенным цепям, поэтому их можно отключить на сервисной панели, не прерывая обслуживание других устройств. Это также снижает вероятность перегрузки цепей.

  • 07 из 09

    Переключатели

    JGI/Джейми Грилл/Getty Images

    Выключатели — это устройства, которые включают и выключают свет и вентиляторы в вашем доме. Они бывают разных стилей и цветов, чтобы удовлетворить ваши дизайнерские потребности. Существуют однополюсные, трехпозиционные, четырехпозиционные и диммерные выключатели. Когда вы щелкаете выключателем, он «размыкает» цепь, что означает, что цепь разорвана или не завершена, и питание прерывается. Когда переключатель включен, цепь «замкнута», и мощность течет от переключателя к свету или другому устройству, которым он управляет.

  • 08 09

    Розетки

    Плеррера / Getty Images

    Электрические розетки, технически называемые розетками, обеспечивают питание подключаемых устройств и приборов. Телевизоры, лампы, компьютеры, морозильники, пылесосы и тостеры — все это хорошие примеры устройств, которые можно подключить к розетке. Стандартные розетки в доме на 15 или 20 ампер; Розетки на 20 ампер могут обеспечить больше электроэнергии без отключения выключателя. Специальные розетки для приборов повышенного спроса, таких как электрические плиты и сушилки для белья, могут обеспечивать мощность от 30 до 50 и более ампер.

    В потенциально влажных помещениях дома, таких как ванные комнаты, кухни и прачечные, некоторые или все розетки должны иметь защиту GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю), обеспечиваемую розетками GFCI или выключателем GFCI.

  • 09 из 09

    Проводка

    Проводка вашего дома состоит из нескольких различных типов проводки, включая неметаллический кабель (обычно называемый Romex), кабель Bx и проводку, скрытую в кабелепроводе. Кабель NM является наиболее распространенным типом схемной проводки. Подходит для использования в сухих, защищенных помещениях (внутри каркасных стен, по бокам балок и т. д.), не подверженных механическим повреждениям или чрезмерному нагреву.

    Кабель Bx, также известный как бронированный кабель, состоит из проводов, проложенных внутри гибкой алюминиевой или стальной оболочки, которая несколько устойчива к повреждениям. Он обычно используется там, где открыта проводка для приборов, таких как посудомоечные машины и мусоропроводы.

    Кабелепровод представляет собой жесткую металлическую или пластиковую трубку, защищающую отдельные изолированные провода. Он используется в гаражах, сараях и на открытом воздухе, где проводка должна быть защищена от воздействия.

    Провода, проходящие внутри кабеля NM, кабеля Bx или кабелепровода, имеют размер в соответствии с силой тока каждой цепи. Сечение провода указано в его номере калибра. Чем меньше калибр, тем длиннее провод и тем больший ток он может выдержать. Например, проводка для 20-амперных цепей имеет калибр 12, что тяжелее проводки 14-го калибра, используемой для 15-амперных цепей.

Основное электричество

Основное электричество

Основное электричество:

Электричество — это поток электронов из одного места в другое. Электроны могут проходить через любой материал, но в одних это происходит легче, чем в других. То, насколько легко оно течет, называется сопротивлением. Сопротивление материала измеряется в Омах.

Материю можно разделить на:
  • Проводники: электронов текут легко. Низкое сопротивление.
  • Полупроводники: электрон можно заставить течь при определенных обстоятельствах. Переменное сопротивление в зависимости от состава и условий цепи.
  • Изолятор: электронов текут с большим трудом. Высокое сопротивление.

Поскольку электроны очень малы, на практике их обычно измеряют в очень больших количествах. Кулон равен 6,24 х 10 18 электронов. Однако электриков больше всего интересуют электроны в движении. Поток электронов называется током и измеряется в AMPS. Один ампер равен потоку в один кулон в секунду через провод.

Чтобы заставить электроны течь через сопротивление, требуется сила притяжения, чтобы притянуть их. Эта сила, называемая электродвижущей силой или ЭДС, измеряется в вольт . Вольт — это сила, необходимая для того, чтобы протолкнуть 1 Ампер через сопротивление 1 Ом.

Когда электроны проходят через сопротивление, оно выполняет определенную работу. Оно может быть в форме тепла, магнитного поля или движения, но оно что-то делает. Эта работа называется мощностью и измеряется в ваттах. Один ватт равен работе, которую совершает 1 ампер, проталкиваемый 1 вольтом через сопротивление.

ПРИМЕЧАНИЕ:

AMPS количество электроэнергии.
ВОЛЬТ это толчок, а не количество.
ОМ замедляет поток.
ВАТТ — это то, сколько делается.


Существуют 2 стандартные формулы, описывающие эти отношения.

Закон Ома: Где

R = сопротивление (Ом)
E = электродвижущая сила (вольты)
I = сила тока (ампер)

Р = Э/И

Для выражения выполненной работы: Формула мощности (Закон о ПИР):

Где:

P = Мощность (Вт)
I = сила тока (ампер)
E = электродвижущая сила (вольты)

Р = ИЭ

Этот закон часто переформулируется в единицах измерения как Закон Западной Вирджинии:

Вт = ВА
для
Вт = Вольт x Ампер

Все это важно, потому что все электрооборудование имеет ограничение на то, сколько электроэнергии оно может безопасно обрабатывать, и вы должны отслеживать нагрузку и мощность, чтобы предотвратить отказ, повреждение или пожар.

Например, мощность лампы 1000 Вт. @ 120 В. Это означает, что при 120 В он будет использовать:

1000 шт. / 120 т. = 8,33 а.

Обычным способом является использование 100 v. вместо 120. Это упрощает расчеты и создает некоторое свободное пространство. Итак:

1000 изн./ 100 изн. = ок. 10 а.

Простая схема:

Простейшая схема имеет источник питания, такой как батарея или розетка, провод, идущий от «горячей» стороны к «нагрузке», затем провод от нагрузки обратно к источнику питания. Также обычно имеется переключатель для «размыкания» или «замыкания» цепи. Нагрузка будет функционировать только тогда, когда цепь замкнута или завершена.

В более сложных цепях, где подключено более одной нагрузки, они могут быть либо последовательно, либо параллельно. В последовательной цепи ток должен пройти через один, чтобы перейти к следующему. Напряжение делится между ними. Если один выходит, все выходят.

В параллельной цепи каждая нагрузка электрически подключена к источнику в одной и той же точке, каждая получает полное напряжение одновременно. Если один погаснет, остальные останутся гореть.

Большинство схем представляют собой комбинации двух типов. Автоматические выключатели и предохранители включены последовательно с нагрузкой, но несколько нагрузок в цепи подключены параллельно.

Автоматические выключатели и предохранители могут быть размещены в цепи питания перед вилкой , как в цепях освещения, или между вилкой и нагрузкой внутри, как и в большинстве звукового оборудования, или и то, и другое.

Кабели, разъемы и цепи рассчитаны на ампер в зависимости от размера.

Кабель

Существует много типов кабелей, но электрические правила позволяют использовать только определенные типы. Сценическое использование очень требовательно к оборудованию. По кабелю можно ходить, наезжать на декорации или транспортные средства, тянуть и тащить, а также защемлять. Поэтому упор делается на гибкость и долговечность.

Для одиночной цепи разрешены кабели ТОЛЬКО типа S или SO. Тип S — это прочный кабель с резиновым покрытием. Тип SO представляет собой кабель с неопреновым покрытием (маслостойкий синтетический каучук) для тяжелых условий эксплуатации. Это должен быть трехжильный кабель с черными, белыми и зелеными жилами. Тип SJ с более легким резиновым покрытием не допускается. Для использования одножильного фидерного кабеля ранее широко применялся сварочный кабель, но он специально НЕ разрешен. Это должен быть кабель типа SC, SCE, PPE или аналогичный развлекательный и сценический кабель со сверхпрочной оболочкой и очень гибким проводом внутри.

Калибр провода    Ampacity
#18 7 а.
#16 10 а.
#14 15 а.
#12 20 а.
#10 25 а.
#6 55 а.
#2 80 а.
#1 100 а.
#00 (2/0) 300 а.
#0000 (4/0) 405 а.

Это приблизительные значения для кабелей, обычно используемых в театре. Другие типы и методы могут оцениваться иначе.

Соединители

Соединители

позволяют быстро и безопасно устанавливать и разъединять временные соединения. Штыревые разъемы имеют открытые контакты. Гнездовые разъемы имеют внутренние контакты внутри изолирующей оболочки с отверстиями для их соединения. Подумайте о биологии.

Вилка всегда находится на стороне нагрузки соединения, розетка — на стороне линии; «женщина имеет власть!»

Parallel Blade (Edison): стандартная бытовая вилка, она используется во многих устройствах, но недостаточно прочна для сценического освещения. Стандартная конфигурация, две параллельные лопасти и U-образная шлифовка, рассчитана на 15 А. Только. Обычно «горячая» клемма имеет медный цвет, «нейтральная» — серебристый, а «земля» — зеленый.

Ступенчатый штифт (он же обозначение NEMA, 5T-20): имеет круглые штырьки 1/4 дюйма и очень прочный. Самый распространенный специализированный коннектор для сцены. «горячий».

3-контактный поворотный замок (также известный как NEMA L5-20): имеет три изогнутых лезвия, которые фиксируются в гнезде путем поворота на 1/8 оборота после вставки. Рассчитан на 20 часов. Одно лезвие имеет выступ, загнутый к центру; это земля. Чуть большее лезвие с серебряным винтом — «нейтральное», а маленькое лезвие с медным винтом — «горячее».

Кулачковые замки: одножильный соединитель для большого провода, 2/0 или 4/0. Фиксируется на месте поворотом на 1/2 оборота после вставки. Поставляется в цветах, чтобы указать, какая нога какая. Рейтинг более 400 а. В наиболее распространенном размере на сцене. Также доступен размер мини-кулачка для кабеля №1, рассчитанный на 100 А.

Кабельные аксессуары:

Two-fers: Y-образный шнур с одним штекерным и двумя гнездовыми разъемами для подключения двух устройств к одной розетке.

Тройка: то же самое, 3 самки.

Адаптеры: вилка на одном конце и розетка другого типа на другом. Используется для подключения устройства к розетке другого типа.

Существует две основные формы производства электроэнергии: постоянный ток и переменный ток. Постоянный ток — тип электричества, вырабатываемый аккумулятором. Одна клемма заряжена положительно, другая отрицательно заряжена, и электричество течет от одного к другому, всегда в одном и том же направлении. Однако, несмотря на простоту изготовления и управления, DC плохо перемещается на большие расстояния; он расходуется из-за сопротивления в линиях передачи и исчезает до того, как попадает туда, где он нужен.

Переменный ток также имеет положительную и отрицательную клемму, но полярность и направление потока меняются много раз в секунду. В Соединенных Штатах электричество меняет полярность 120 раз в секунду, или 60 полных циклов в секунду, то есть 60 Гц. Переменный ток может хорошо передаваться на большие расстояния, поэтому его лучше всего использовать для линий распределения электроэнергии.

Нет разницы между амперами или вольтами переменного и постоянного тока. Некоторые устройства могут работать ТОЛЬКО в системе того или иного типа, но в остальном вольт есть вольт.

Выездные шоу и концертные туры обычно привозят с собой собственное световое и звуковое оборудование, а это означает, что их диммерные стойки и звуковые распределительные коробки должны быть подключены к источнику питания, способному подавать большой ток.

Энергия обычно генерируется на расстоянии от того места, где она используется. Он подается в виде трехфазного питания с очень высоким напряжением. Это позволяет многим киловаттам проходить через довольно маленькие проводники, потому что сила тока фактически мала. Есть 3 горячих сигнала, каждый из которых на 120 градусов не совпадает по фазе со следующим, когда их синусоидальные волны накладываются друг на друга, отсюда и термин «3 фазы». Нейтрала нет. Эта конфигурация называется «дельта» и представляет собой тот же тип (при гораздо более низком напряжении), который используется для запуска трехфазных двигателей.

Уровень мощности снижен на ряде подстанций. На каждом шаге трансформаторы уменьшают напряжение и увеличивают силу тока, пока она не достигнет линейных трансформаторов вне здания. В этот момент служба Delta преобразуется в службу Wye и вводится в здание у «служебного входа».

Соединение «звезда» имеет те же три «горячих» ответвления, а также электрическую нейтраль, созданную на трансформаторе. К этому времени в схеме «звезда» или «треугольник» линейное напряжение было снижено до уровня, при котором каждая «горячая» клемма находится на 120 вольт выше потенциала земли, называемого «землей», а в случае соединения «звезда» каждая «горячая» клемма также на 120 вольт выше. Нейтральный тоже. Однако из-за геометрии горячих фаз существует разница в 208 В (а не 240 В) между любыми двумя горячими фазами в трехфазной системе любого типа.

Это отличается от однофазной системы, используемой в некоторых старых кинотеатрах и обычно в частных домах.

В этой услуге две горячие точки отводятся с каждого конца одной фазы треугольника (следовательно, одна фаза), а нейтраль создается на трансформаторе. Их вносят в здание у служебного входа. Между горячим и нейтральным напряжением 120 В, как и в системе «звезда». Однако между двумя горячими точками 240 В, а не 208 В. Однофазная сеть редко используется в промышленности, в том числе в театре, потому что она не так эффективна для подачи большого количества необходимой энергии.

На служебном входе нейтраль системы «звезда» (или однофазной) должна быть соединена с системой заземления, зарытой в землю снаружи. ОЧЕНЬ важно, чтобы заземление и нейтраль НЕ соединялись в какой-либо другой точке, иначе может возникнуть небезопасная ситуация.

Связывание власти

Когда дело доходит до постоянной коммерческой электропроводки, Электротехнический кодекс требует, чтобы эту работу выполняли только лицензированные электрики. Однако в Кодексе есть исключения для индустрии развлечений. «Квалифицированному персоналу» разрешено ВРЕМЕННОЕ подключение к электросети. Это означает, что квалифицированный рабочий сцены может привязать переносную диммерную стойку к распределительной коробке, но не может провести постоянные провода к этой коробке ИЛИ установить ПОСТОЯННУЮ диммерную стойку. Ключевая фраза — «Квалифицированный персонал». Только рабочие сцены, обученные этому, могут вступать в сексуальные отношения. Кодекс также предоставляет театру еще одно исключение, которого нет в других отраслях. В театре разрешено использовать одиночные жилы и разъемы (то есть фидерный кабель с разъемами Camlock). Но поскольку крайне важно, чтобы соединения были выполнены в правильном порядке, только обученный и квалифицированный персонал может выполнять эти соединения.

Распределительная коробка, в которой временное оборудование подключено к электроснабжению, называется коммутатором компании, дистрибутивом или «бычьим коммутатором».

Внутри дистрибутива есть наконечники для подключения проводов. Для подключения «горячих» проводов предусмотрено три наконечника, каждый из которых соединяется с предохранителем или автоматическим выключателем. Их обычно называют ветвями A, B и C; или ноги X, Y и Z. Они могут быть черными или отмечены любым цветом, КРОМЕ Белого, светло-серого или зеленого. Также имеется наконечник для нейтрали, который НЕ имеет плавкого предохранителя или прерывателя, который ДОЛЖЕН быть помечен белым или светло-серым цветом, и наконечник для провода заземления, который обычно прикручивается болтами непосредственно к металлической коробке распределителя. (Согласно Кодексу, коробка и ее канал должны быть заземлены, но если это не так, к коробке должен быть проложен отдельный заземляющий провод, отмеченный зеленым цветом.) Также будет отверстие для доступа, через которое временно провода пропущены. В отверстии должна быть втулка, чтобы коробка не прорезала изоляцию провода.

При подключении кабелей ДОЛЖНЫ соблюдаться соответствующие процедуры, иначе может возникнуть небезопасная ситуация. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ МАРКИРОВКИ!

  • Разложите хвостовики фидеров так, чтобы они были готовы к соединению. ПРИМЕЧАНИЕ. Код требует использования хвостов, которые можно отсоединить в пределах 10 футов от дистрибутива). Хвосты еще НЕ должны быть подключены к фидерным кабелям.
  • Выключите бычий переключатель, если он еще не выключен (коробка не откроется, если переключатель включен, если только коробка не сломана). Откройте коробку и УБЕДИТЕСЬ, что «горячие» клеммы действительно «разряжены» с помощью измерителя или тестера.
  • Вставьте зеленый хвостовой провод и надежно закрепите его на наконечнике заземления.
  • Вставьте белый провод и закрепите его на нейтральном наконечнике.
  • Вставьте горячие выводы по одному и надежно прикрепите их к трем «горячим» клеммам, которые прикреплены к предохранителям или выключателям. Эти провода обычно маркируются черным, красным и синим цветом. На данный момент не имеет большого значения, какой провод подключен к какой горячей клемме, но обычно используется следующий порядок: черный, красный, синий.
  • Закройте коробку и убедитесь, что разъемы на хвостах не засорены. Включите переключатель Bull.
  • Проверьте каждый провод с помощью измерителя, аккуратно вставив выводы измерителя в разъемы открытого фидера. Вы должны получить:
    • Между нейтралью и землей: 0 вольт.
    • Между каждым горячим проводом и нейтралью: 120 v.
    • Между каждым горячим проводом и землей: 120 В.
    • Между каждым Hot и любым другим Hot: 208 против
    Если вы получите КАКИЕ-ЛИБО ДРУГИЕ ПОКАЗАНИЯ, проверьте проводку еще раз!
  • Если все в порядке, выключите переключатель Bull и сообщите об этом дорожному электрику.

Когда фидерные кабели подключены к диммерной стойке или звуковому дистрибутиву, а когда фидеры подключены к хвостам, ПОДСОЕДИНЯЙТЕ ИХ В ТАКОМ ПОРЯДКЕ! , То есть: сначала Зеленый, потом Белый, потом три Хота. Подключайте их при выключенном питании, но всегда обращайтесь с ними так, как будто питание все равно включено. Когда-нибудь может быть!

Также, НИКОГДА ПЕРВАЯ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ГОРЯЧИЕ! Оборудование может попытаться замкнуть цепь через два контакта и подать 208 В через цепь, рассчитанную на 120 В, и вывести из строя оборудование или, что еще хуже, кого-то убить электрическим током!

Многие двигатели такелажа являются трехфазными двигателями, использующими три контакта и БЕЗ нейтрали.