L и n в электрике

Отличия переменного тока от постоянного

Изменения направления течения и характеристик переменного тока связаны с методом его получения. Получают переменный ток в результате работы генераторов переменного тока. Генератор состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная (статичная) часть генератора. Он имеет форму полого конуса, внутри которого расположены катушки с намотанной проволокой. Эти катушки образуют обмотку статора. Из обмотки выходят концы намотанной проволоки (выводы). На этих выводах, при работе генератора, образуется напряжение. Если к выводам, находящимся под напряжением, подключить нагрузку, через неё начнет течь электрический ток. Протекая через нагрузку (электроприбор), ток совершает какую-нибудь работу. Например, раскаляет нить лампы накаливания. Соответственно, лампа что-нибудь освещает.

Устройство генератора переменного тока

Ротор — подвижная часть генератора и расположен внутри статора. На нем также расположены катушки. Они образуют обмотку ротора. Когда на эту обмотку подается постоянный ток, ротор становится электромагнитом. Электромагнит создаёт вокруг себя магнитное поле. Считается, что линии магнитного поля пересекают обмотку статора и индуцируют (наводят) в ней электродвижущую силу (ЭДС). Затем ротор начинают вращать. Например, с помощью турбины, которую в свою очередь вращает падающая с высоты вода. Разумеется, вместе с ротором вращается и магнитное поле. Считается, что результате вращения поля, по обмотке статора начинает течь электрический ток. Это явление называют .

Три фазы изменения переменного тока

Полюса вращающегося ротора-электромагнита постоянно меняют свое положение относительно катушек статора. То есть, плюс становится на место минуса, а минус на место плюса. А затем минус и плюс меняют места обратно. Это продолжается пока генератор работает. По этой причине и ток индуцируемый в статоре постоянно меняет направление своего течения. Считается, что направление течения тока от минуса к плюсу. Потому как электроны — отрицательно заряженные частицы. Имеется мнение что электрический ток в металлах — это движение электронов. А заряженные частицы стремятся к частицам с зарядом противоположным. От одноименно заряженных частиц они наоборот отталкиваются. Это можно продемонстрировать на примере двух постоянных магнитах.

Ротор стандартного генератора совершает 3000 оборотов в минуту. Отсюда и появляется частота 3000 оборотов /60 секунд = 50 герц. То есть, 50 оборотов ротора в секунду. Считается, что такая частота была установлена потому что позволяла светить лампам накаливания без мерцания. А также давала возможность стабильно работать электродвигателям. Пятьдесят периодов изменения тока — 100 раз в секунду изменяется направление течения бытового переменного тока. 

Генератор постоянного тока в общих чертах схож с генератором тока переменного. Но конечно он имеет и отличия. Магнитное поле здесь создают неподвижные катушки статора. Напряжение на генераторе постоянного тока получают на выводах обмотки ротора, во время его вращения. Обмотка ротора делится на множество частей. Каждая часть имеет выводы на контакты коллектора. Съем тока происходит с контактов коллектора ротора с помощью двух щеток. Одна щетка — плюс, а вторая — минус. Так как щётки неподвижны, то они попеременно соприкасаются с разными контактами. Переход с контакта на контакт происходит в тот момент, когда синусоидальная ЭДС в контуре переходит через своё нулевое значение. В итоге, каждая щётка сохраняет свою полярность неизменной.

Устройство генератора постоянного тока

То есть, постоянный ток движется всегда в одном направлении. Плюс и минус являются указателями направления движения электрического тока. Постоянные значения характеристик постоянного ток достигаются за счет деления обмотки ротора на множество частей. Существуют разные способы подключения генератора постоянного тока.

Причины возникновения короткого замыкания

Короткое замыкание становится возможным, когда ток не проходит через «ноль» к контуру заземления А0, В0 и С0. Вместо этого токи двигаются по внешним контурам АВ, ВС и СА, которые питаются от напряжения в 360 вольт. Таким образом, на одном квартирном щитке может оказаться слишком маленькое напряжение, так как экономный жилец выключил все электроприборы, а на другом образовывается напряжение, приближённое к линейному — 360 вольт. Это и становится причиной повреждения проводов. Приборы, в свою очередь, перегреваются в результате поступления на них нерасчётных токов.

Чтобы избежать такой ситуации и защититься от резкого скачка напряжения, имеются приборы защиты, которые устанавливаются внутри квартирных щитков. Также их ставят в корпусе дорогостоящих электроприборах для предотвращения поломок, например, в холодильниках и морозильных камерах.

Как проверить петлю

Проверка петли нужна для профилактики, а также для того, чтобы обеспечить корректную работу защитного оборудования с автоматическими выключателями, УЗО и диффавтоматами. Самой распространенной проблемой подключения чайника или другого электроприбора является отключение нагрузки автомата.

Обратите внимание! Ложное срабатывание защиты с нагревом кабелей и пожаром является большой показатель сопротивления. Проверка делается для того, чтобы успешно работали удаленные и более массивные электрические приемники, но не больше 10% от всего числа

Проверка создается с помощью формулы Zпет = Zп + Zт / 3 где Zп является полным сопротивлением проводов петли фазы-ноль, а Zт считается показателем полного сопротивления трансформаторного питания

Проверка делается для того, чтобы успешно работали удаленные и более массивные электрические приемники, но не больше 10% от всего числа. Проверка создается с помощью формулы Zпет = Zп + Zт / 3 где Zп является полным сопротивлением проводов петли фазы-ноль, а Zт считается показателем полного сопротивления трансформаторного питания.

Формула для проверки

Испытуемое электрооборудование отключается от сети. Потом создается на трансформаторной установке искусственный вид замыкания первого фазного провода на электроприемный корпус. После того, как будет подано напряжение, измеряется сила тока и напряжения вольтметром.

Обратите внимание! Сопротивление петли будет равно делению показателя напряжения на силу тока. Приобретенный результат должен быть арифметически сложен с полным сопротивлением трансформатора, поделенного на цифру 3

Что обозначают цвета проводов в электрике

Цветная изоляция проводников сегодня – неотъемлемый атрибут для проведения успешного и правильного монтажа электропроводки. Такое решение – отнюдь не способ сделать провода красивыми и привлекательными для потребителя, это – удобная цветовая маркировка, стандартизированная и регламентированная во всем цивилизованном мире, являющаяся, без преувеличения, необходимостью.

Цветовая маркировка проводов дает точное обозначение каждому проводнику. Цвет изоляции жилы определяет ее назначение в группе из нескольких проводников и облегчает процесс коммутации и монтажа.

Стандарт изложенный в ПУЭ строго определяет цвета маркировки, и благодаря этому стандарту появляется возможность легко идентифицировать каждый проводник, каждую жилу кабеля в группе по цвету или по буквенно-цифровому коду.

Как правило, проводник целиком имеет определенный цвет, но допустима и маркировка только концов отдельных жил, в точках коммутации, где возможно применение цветной изоленты или цветных кембриков. Далее мы рассмотрим более подробно, как же именно выполняется такая маркировка для сетей однофазного, трехфазного тока и постоянного тока.

• В сетях трехфазного переменного тока вводы высокого напряжения трансформаторов как на станциях, так и на подстанциях, а также шины, окрашены в следующие цвета, соответственно фазам:
• Фаза «А» – окрашена в желтый цвет;
• Фаза «В» – окрашена в зеленый цвет;
• Фаза «С» – окрашена в красный цвет.

Для цепей постоянного тока характерны только две шины: положительная и отрицательная. Здесь положительный провод (шина положительного заряда) маркируется красным цветом, а отрицательный провод (шина отрицательного заряда) маркируется синим цветом, ведь нулевой и фазный провода здесь принципиально отсутствуют. Средний провод (М) маркируется голубым цветом.

В случае, когда сеть постоянного тока, содержащая два проводника, создана посредством ответвления от трехпроводной цепи постоянного тока, проводники маркируются так же, как и соответствующие проводники исходной трехпроводной цепи.

Электрические сети переменного тока прокладывают теперь всегда многожильным проводом в изоляции жил разного цвета, это сильно облегчает процесс монтажа. Если разводку в помещении выполняет один монтажник, а в будущем обслуживание и ремонт сети будут проводить другие люди, они уже не будут вынуждены постоянно выявлять «фазу» и «ноль», они просто сориентируются по цвету.

Функция маркировки – создать возможность быстрого и легкого наглядного определения назначения каждого конкретного проводника по любому его участку, это одно из главных требований ПУЭ. Какой же расцветкой, согласно ГОСТу, должны обладать проводники в электрических установках переменного тока на напряжение до 1000 вольт и с глухозаземленной нейтралью, к коим относятся почти все жилые дома и административные здания?

Когда нулевой рабочий проводник выполнен совмещенным с нулевым защитным (PEN), то по всей длине провода маркировка делается синим цветом, а в местах присоединений (на концах проводника) – желто-зеленые полосы, или наоборот: желто-зеленый проводник с синими концами.

1. Так, нулевые провода маркируются следующими цветами:
2. Нулевой рабочий провод (N) – маркировка синим цветом;
3. Нулевой защитный провод (PE) – маркировка желто-зеленым цветом;
4. Нулевой совмещенный провод (PEN) – маркировка желто-зеленым цветом с синими метками на концах либо наоборот.

Фазные провода, в соответствии со стандартом ПУЭ, могут иметь маркировку одним из этих цветов: красный, черный, фиолетовый, коричневый, серый, розовый, оранжевый, бирюзовый, или белый. Если однофазная электрическая цепь получена путем ответвления от трехфазной сети, то фазный провод полученной однофазной цепи должен обязательно совпадать цветом с исходным проводом трехфазной сети, от которой произведено ответвление.

Провода маркируются так, чтобы цвета фазных проводов ни коим образом не совпадали цветом с нулевым проводником. А если применяется немаркированный кабель, то цветовые метки делаются на концах жил, в местах соединений, при помощи кембриков из термоусадки или цветной изолентой. Но для предотвращения лишней работы по изготовлению меток, достаточно изначально правильно выбрать цвет изоляции, выбрав кабель достаточной длины для своих нужд.

Однако всегда следует помнить, что даже если не представляется возможности приобрести провод нужного цвета, можно конечно использовать провод любого цвета, но тогда обязательно нужно пометить концы жил хотя бы цветной термоусадкой или цветной изолентой. И всегда помните, что при прокладке электропроводки необходимо быть осторожным и всегда соблюдать технику безопасности.

Приборы для замеров

Учитывая тот факт, что результаты измерений петли востребованы, в качестве измерительных приборов применяется обычно мультиметр. Из других приборов используются наиболее часто:

• М-417 — стрелочное удобное и простое в эксплуатации устройство, которое основано на калибруемой схеме мостового типа. Работает без необходимости снятия напряжения величиной до 380 вольт.
• МZC-300 — современный измерительный аппарат, имеющий цифровую обработку измеряемых параметров с отображением на дисплее. Чтобы измерять напряжение до 250 вольт, можно использовать контрольный вид сопротивления в 10 Ом.
• ИФН-200 — прибор, работающий под напряжением до 250 вольт, который может быть применен в качестве тестера. Однако при петлевых замерах, диапазон значений сопротивления ниже 1000 Ом.

Стоит отметить, что параметровое петлевое измерение сопротивления петли фаза нуль простое. Все что нужно, это присоединить щупы к контактным местам, которые нужно предварительным образом почистить при помощи наждака или напильника, чтобы минимизировать контактное сопротивление. После этого включается оборудование и на табло появляется результат.

Проверка мультиметром

Окраска фазы

В тех случаях, когда монтаж электроустановки выполнен при помощи жестких металлических шин, применяется окраска шин несмываемой краской следующих цветов:

• желтый — фаза А (L1);
• зеленый — фаза В(L2);
• красный — фаза С (L3);
• голубой — нулевая шина;
• продольные или наклонные полосы желтого и зеленого цвета — шина заземления.

Расцветка фаз должна сохраняться в пределах всего устройства, но не обязательно на всей поверхности шины. Допускается маркировать обозначение фазы только в местах подсоединения. На окрашенной поверхности можно продублировать цвет символами «ЖЗК» для краски соответствующих цветов.

Если шины недоступны для осмотра или работы, когда на них присутствует напряжение, то допускается их не окрашивать.

Цвет фазных проводов, подключенных к жестким шинам, может не совпадать с ними по расцветке, поскольку видна разница в принятых системах обозначений гибких проводников и жестких стационарных распределительных шин.

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком

Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление — это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу

В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник — это нейтраль.

Устройство бытовой электросети

Сначала стоит выяснить, откуда берется ток в квартире, после чего будет проще понять, что называется нулем и фазой. В дома электрическая энергия подается с трансформаторной подстанции, задача которой заключается в преобразовании высоковольтного напряжения промышленной сети. Вторичная обмотка трансформатора соединяется в соответствии со схемой «звезда» — три ввода подключены к общей точке 0, а оставшиеся 3 подсоединяются к клеммам А, В, С. Соединенные вместе контакты также подключаются к заземляющему контуру подстанции.

В нулевой точке одновременно сделано расщепление на два проводника:

• Рабочий ноль.
• Защитный провод РЕ.

Рассмотренная схема носит название TN-S и используется во всех жилых домах. Таким образом, в распределительном щитке строения, кроме двух нулевых проводов, присутствуют еще и три фазных. В домах старой постройки часто встречается четырехпроводная схема — TN-C, в которой отсутствует проводник РЕ. Из распределительного щитка строения по квартирам разводится напряжение лишь одной фазы в 220 В и защитный РЕ-провод.

Следует помнить, что в старых домах последний элемент схемы может отсутствовать, если реконструкция электрической проводки не проводилась. Таким образом, «нуль» в квартире — провод, подсоединенный к контуру земли в подстанции и используемый для создания нагрузки от фазы.

Довольно важным понятием является и РЕ-провод. Он исключен из схемы электроснабжения и необходим для устранения последствия различных аварийных ситуаций и неисправностей. В электросетях, созданных в соответствии со схемой TN-S, нагрузка распределяется равномерно, так как на каждом этаже распределительный щиток подключен к конкретным линиям 220 В общей сети подъезда.

Равномерное соединение «звезда» полностью повторяет все векторные характеристики подстанции. Если в квартире выключены все потребители электроэнергии, то ток в цепи отсутствует. В трехфазных сетях сумма электротоков складывается в соответствии с законом векторной графики в нулевом проводнике. Зная, чем отличается фаза и ноль в электрике, можно самостоятельно решать различные задачи.