Первый закон кирхгофа

Устройство электрической розетки

Почти любому мастеру приходилось заниматься подключением розетки. На первый взгляд, эта процедура очень простая, но под ней скрывается много нюансов. Чтобы самостоятельно подключённая розетка не стала источником проблем, нужно понимать принцип её работы. Она состоит из следующих компонентов:

• Декоративная накладка с закреплённым винтом.
• Подрозетник. Для крепления элемента внутри монтажного отверстия, на нём имеются лапки, с помощью них вставка крепится в отверстие, колодки у которых контакты подвижны, сложнее в установке, но благодаря их конструкции есть возможность регулировать положение по наклону и высоте. Желательно выбирать модели с двузубыми лапками. По сравнению с однозубыми они гораздо надёжнее.
• Контактная коробка в сборе. Клеммы могут соединяться различными способами, как с контактными винтами напрямую, или выполнятся единым целым. Два контакта, нулевой и фазы, а также заземляющий который расположен отдельно.

Снятие изоляционного слоя с проводов

Перед тем как выполнить сращивание проводов необходимо удалить с их поверхности изоляцию. Но перед тем как приступить к этой, на первый взгляд, простой процедуре, надо понять, а какую роль она играет в конструкции кабеля.

Предназначение изоляции

Этот слой предотвращает замыкание, которое может произойти между проводами. Кроме того, ее наличие предохраняет человека от поражения электрическим током.

Изоляция

Изоляцию применяют на проводах можно разделить на одно- и многослойную. Для многослойной применяют разные материалы – бумагу, полимеры, смолы и многие другие.

Провод, применяемый в бытовой технике, представляет собой кабель небольшого сечения. Удалить изоляцию с него не составляет особого труда, для этого необходимо иметь заточенный нож, можно использовать плоскогубцы или бокорезы. Для снятия слоя изоляции необходимо выполнить несколько круговых движений ножом и при этом желательно не повредить его жилы. Такой вариант зачистки кабеля подходит для выполнения работ по дому, например, при установке электротехнической арматуры (розетки, выключатели и пр.).

Снятие изоляции

Иногда бывает такое, что в силу разных причин повреждаются кабеля, которые подходят к вилке. Многие зарядные устройства отличаются наличием тонкими проводами, количеством самих проводов. Ко всему прочему кабеля заливают в единую оплетку. То есть в данном случае изоляция — это непросто защита, а по сути, канал, состоящий из двух или трех камер.

В этом случае понятно, что надо делать, но не совсем понятно, а как это сделать, то есть снять изоляционный слой.

Профессиональные электрики рекомендуют в таком случае использовать тонкое лезвие, например, от бритвы. При разделке такого кабеля потребуется его зафиксировать в тисах, но может подойти и крепежное устройство от светильника.

Для снятия изоляции необходимо разделить кабель на входящие в его состав жилы. Эту операцию надо выполнить таким образом, чтобы не повредить жилы. Тщательный подход к делу позволит быстро и аккуратно снять изоляцию и продолжить работы по восстановлению работоспособности устройства.

Инструменты для зачистки проводов

Для снятия изоляции можно, конечно, использовать острозаточенный нож, кухонный или сапожный. Но целесообразно все же использовать специальный инструмент:

• резак, который оснащен острыми сменными лезвиями;
• плоскогубцами;
• ножницы, которые применяют для разрезания проводов и металла.

Особенно это касается тонких проводов, которые применяют при монтаже слаботочных систем.

Инструменты для снятия изоляции

Работы, производимые на любой электрической аппаратуре необходимо выполнять с особой тщательностью. Даже малое повреждение изоляции, может, со временем привести к ее пробою и в как следствие к выходу устройства из строя.

Если в процессе работы изоляции снято больше чем надо, излишек кабеля надо удалить. Оголенными кабеля оставлять нельзя.

Какой инструмент использовать для снятия изоляции каждый определяет сам, кто-то использует специальный инструмент, а кто-то может выполнить эту работу с применением подручных средств.

И еще одно, эксплуатационная практика показывает то, что сложности в эксплуатации электрических приборов, неважно будь это кофемолка или силовой агрегат, возникают именно там, где был удален слой изоляции. На самом деле, лучшее решение заключается в том, что для выполнения работы связанной с электрическим хозяйством в домашних условиях лучше вызвать профессионального электрика из управляющей компании или из предприятия, которое оказывает подобные услуги

На самом деле, лучшее решение заключается в том, что для выполнения работы связанной с электрическим хозяйством в домашних условиях лучше вызвать профессионального электрика из управляющей компании или из предприятия, которое оказывает подобные услуги.

Физика для средней школы

Последовательное и параллельное соединения проводников

Последовательным называется такое соединение резисторов, когда конец одного проводника соединяется с началом другого и т.д. (рис. 1). При последовательном соединении сила тока на любом участке электрической цепи одинакова. Это объясняется тем, что заряды не могут накапливаться в узлах цепи. Их накопление привело бы к изменению напряженности электрического поля, а следовательно, и к изменению силы тока. Поэтому

Рис. 1

Амперметр А измеряет силу тока в цепи и обладает малым внутренним сопротивлением (R_A 0).

Включенные вольтметры V₁ и V₂ измеряют напряжение U₁ и U₂ на сопротивлениях R₁ и R₂. Вольтметр V измеряет подведенное к клеммам М и N напряжение U. Вольтметры показывают, что при последовательном соединении напряжение U равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:

Применяя закон Ома для каждого участка цепи, получим:

где R — общее сопротивление последовательно соединенной цепи. Подставляя U, U₁, U₂ в формулу (1), имеем

Сопротивление цепи, состоящей из n последовательно соединенных резисторов, равно сумме сопротивлений этих резисторов:

Если сопротивления отдельных резисторов равны между собой, т.е. R₁ = R₂ = … = R_n, то общее сопротивление этих резисторов при последовательном соединении в n раз больше сопротивления одного резистора: R = nR₁.

При последовательном соединении резисторов справедливо соотношение

т.е. напряжения на резисторах прямо пропорциональны сопротивлениям.

Параллельным называется такое соединение резисторов, когда одни концы всех резисторов соединены в один узел, другие концы — в другой узел (рис. 2). Узлом называется точка разветвленной цепи, в которой сходятся более двух проводников. При параллельном соединении резисторов к точкам М и N подключен вольтметр. Он показывает, что напряжения на отдельных участках цепи с сопротивлениями R₁ и R₂ равны. Это объясняется тем, что работа сил стационарного электрического поля не зависит от формы траектории:

Рис. 2

Амперметр показывает, что сила тока I в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов I₁ и I₂ в параллельно соединенных проводниках R₁ и R₂:

Это вытекает и из закона сохранения электрического заряда. Применим закон Ома для отдельных участков цепи и всей цепи с общим сопротивлением R:

Подставляя I, I₁ и I₂ в формулу (2), получим:

Величина, обратная сопротивлению цепи, состоящей из n параллельно соединенных резисторов, равна сумме величин, обратных сопротивлениям этих резисторов:

Если сопротивления всех n параллельно соединенных резисторов одинаковы и равны R₁ то

Откуда

Сопротивление цепи, состоящей из n одинаковых параллельно соединенных резисторов, в n раз меньше сопротивления каждого из них.

При параллельном соединении резисторов справедливо соотношение

т.е. силы токов в ветвях параллельно соединенной цепи обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей.

Последовательно-параллельное соединение источников питания

А кто вам мешает соединять аккумуляторы или батарейки сразу и последовательно и параллельно? Но разве так можно? Можно). На примере с водобашнями это может выглядеть вот так:

Здесь мы видим две башни, каждая из которых состоит их двух башенок, и эти две большие башни соединены с помощью трубы.

Очень часто последовательно-параллельное соединение используется в электротранспорте. Недавно я делал батарею для своего электровелосипеда из li-ion аккумуляторов 18650. Для моего электробайка требовалось напряжение в 36 Вольт. Итак, теперь включаем логику. Один аккумулятор выдает 3,6 Вольт. Чтобы получить 36 Вольт, мне надо соединить 10 аккумуляторов последовательно.

Чтобы было проще для понимания, я их нарисую не по ГОСТу:

Ура! Я получил 36 Вольт для своего электровелосипеда. Но вот проблема в том, что один такой аккумулятор может отдать в нагрузку силу тока 2800 миллиАмпер в течение 1 часа или 2,8 Ампер в течение 1 часа. Такой параметр указывается на аккумуляторах как mAh. Об этом я подробно писал в этой статье “Как измерить ток и напряжение мультиметром“.

То, что я все аккумуляторы соединил последовательно, не означает, что их емкость возросла в 10 раз. В 10 раз возросло только напряжение, так как я их соединил последовательно. То есть общая сумма получилась 36 Вольт и все те же самые 2800 mAh как и у одного аккумулятора.

Поэтому, чтобы увеличить емкость, я должен в параллель этой ветви соединить точно такую же ветвь из аккумуляторов, иначе мой электровелосипед не проедет и пару тройку километров. Я ведь хочу кататься весь день!

Сказано – сделано. Цепляем еще одну ветвь в 36 Вольт. Вы ведь не забыли правило, что при параллельном соединении у нас напряжение должно быть одинаково? В результате мы получаем что-то типа этого:

Итого, мы получили те же самые пресловутые 36 Вольт, но вот емкость увеличилась в два раза. 2800 mAh +2800 mAh = 5600 mAh. Ну вот, с такой батареей можно проехать уже чуть дальше. Но мне этого тоже показалось мало, поэтому я добавил еще 2 ветви. В результате моя самопальная батарея для электровелосипеда схематически, по идее, должна выглядеть вот так:

Клеммные зажимы

Клеммники для соединения проводов дают одно неоспоримое преимущество, в них можно соединять жилы из разного металла. И здесь, и в других статьях мы уже неоднократно напоминали, что скручивать между собой провода из алюминия и меди запрещено. Образованная гальваническая пара в результате приведёт к возникновению коррозийных процессов и разрушению соединения

И не важно, насколько большой ток протекает в месте соединения. Поздно или рано, скрутка всё равно начнёт нагреваться

Выходом из такой ситуации как раз и являются клеммы.

Клеммная колодка

Наиболее простое и дешёвое решение – полиэтиленовые клеммные колодки. Они не отличаются высокой ценой и продаются в каждом магазине электротоваров.

Полиэтиленовый каркас рассчитан на несколько ячеек, внутри каждой располагается латунная трубочка (гильза). Кончики соединяемых жил нужно вставить в эту гильзу и зажать с помощью двух винтов. Очень удобны, что от колодки отрезается столько ячеек, сколько необходимо соединить пар проводов, к примеру, в одной распределительной коробке.

Но не всё так гладко, есть и недостатки. В комнатных условиях алюминий под винтовым давлением начинает течь. Придётся производить периодическую ревизию клеммных колодок и подтягивать контакты, где зафиксированы алюминиевые жилы. Если не делать этого своевременно, алюминиевая жила в клеммнике будет расшатываться, терять надёжный контакт, как следствие искрить, нагреваться, что может закончиться пожаром. С медными проводниками таких проблем не возникает, но не будет лишним производить периодическую ревизию и их контактов.

Клеммные колодки для соединения многожильных проводов не предназначены. Если в такие соединительные клеммы зажимать многожильные провода, то во время закручивания под давлением винта тонкие жилки частично могут поломаться, что приведёт к перегреву.

В случае, когда возникает необходимость зажатия многожильных проводов в клеммную колодку, то обязательно надо пользоваться вспомогательными штыревыми наконечниками

Очень важно правильно подобрать его диаметр, чтобы провод потом не выскочил. Многожильный провод необходимо вставить в наконечник, опрессовать при помощи плоскогубцев и зафиксировать в клеммнике

Как итог всего вышесказанного, клеммная колодка – идеальный вариант для одножильных медных проводов. С алюминиевыми и многожильными придётся соблюсти ряд дополнительных мер и требований.

Как использовать клеммные колодки показано в этом видео:

https://youtube.com/watch?v=AfdybUU-7tE

Клеммы на пластиковых колодках

Ещё один весьма удобный соединитель проводов – клемма на пластиковых колодках. От клеммных колодок этот вариант отличается ровным металлическим прижимом. В прижимной поверхности имеется выемка для провода, таким образом отсутствует давление на жилу от закручивающегося винта. Поэтому такие клеммы пригодны, чтобы соединять в них любые провода.

В этих зажимах всё предельно просто. Концы проводов зачищаются и помещаются между пластинами – контактными и прижимными.

Такие клеммы дополнительно оснащаются ещё прозрачной пластиковой крышкой, при необходимости её можно снять.

Самозажимные клеммы

Монтаж проводки с использованием таких клемм отличается простотой и быстротой.

Проводок нужно засунуть в отверстие до самого конца. Там происходит его автоматическая фиксация при помощи прижимной пластины, которая придавливает провод к лужёной шинке. Благодаря материалу, из которого сделана прижимная пластина, усилие прижима не ослабевает и сохраняется всё время.

Внутренняя лужёная шинка выполнена в виде медной пластины. Фиксировать в самозажимных клеммах можно и медные, и алюминиевые провода. Такие клеммы – одноразовые.

А если хотите зажимы для соединения проводов многоразового использования, то применяйте клеммники с рычажками. Подняли рычажок и в отверстие засунули провод, потом зафиксировали его там путём обратного нажатия. При необходимости рычажок снова поднимается и провод высовывается.

Старайтесь выбирать зажимы от производителя, который хорошо себя зарекомендовал. Особенно положительными характеристиками и отзывами обладают зажимы фирмы «WAGO

О преимуществах и недостатках рассказано в этом видео: