Основные понятия электричества (электрики) – arduino+

Основные термины и понятия в электрике

Жизнь в современном обществе нельзя представить без использования электричества.

Не будет большим преувеличением сказать, что оно входит в список самых необходимых потребностей человека наряду с пищей и водой.

Когда вечером пропадает свет в доме, человек уже начинает в панике думать, что ему делать, как скрасить свой досуг в оставшийся день, и зачастую не находит другого выхода, кроме как идти спать.

Путь электричества к розетке долог: от электростанций по высоковольтным линиям – к трансформаторным подстанциям, от них – через воздушные и подземные кабельные линии – на вводные устройства вашего дома, в котором, проходя по паутине проводов через групповые и распределительные щиты, электричество включает ваш компьютер.

Эта статья ознакомит вас с азами электричества. В кого-то вселит уверенность в себя, как будущего электрика, а кому-то подскажет, что лучше ремонт электропроводки дома оставить профессионалам. Ведь от того, насколько правильно вы сделаете ремонт электроустановки, будут зависеть комфорт и безопасность вашей жизни и  жизни ваших соседей.

Электрический ток – это направленное движение отрицательно заряженных частиц (электронов) в замкнутой электрической цепи. Интенсивность протекания электроэнергии по проводнику называют током. Ток измеряют в Амперах (А).

Электрический ток проводят все вещества на свете, но проводимость у всех разная. Вещества, имеющие высокую проводящую способность, называют проводниками. Вещества, имеющие проводящую способность на порядки ниже, называют диэлектриками.

Обязательным условием возникновения тока (в школе мы его знали, как силу тока) является источник электрической энергии, а также разность потенциалов между полюсами источника. Напряжение – это и есть разность потенциалов источника электроэнергии. Напряжение измеряют в Вольтах (В).

В зависимости от материала, длины, а также сечения различные проводники имеют разные свойства, которые влияют на сопротивление проводника току. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).

Ещё один необходимый термин – это мощность. Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W).

Читать еще:  Соединение медных и алюминиевых проводов

Основные формулы расчёта электрических цепей

Для выбора источника электроэнергии, проводника и пр. выполняются расчёты:

Закон Ома устанавливает связь между током (I), напряжением (U) и сопротивлением (R). Ток, протекающий в цепи, прямо пропорционален напряжению на концах участка цепи и обратно пропорционален сопротивлению этой цепи: I=U/R.

Для оценки энергетических возможностей выполнения работы в электрических цепях (т.е.

электрической мощности (Р)) используется следующая формула: P=I*U*cosф, где cosф – это коэффициент индукционной составляющей мощности; учитывается, когда в цепи есть потребители индуктивной электроэнергии (дроссели, катушки, дроссельные светильники); в остальных случаях этот коэффициент равен 1  и формула принимает следующий вид: P=I*U.

Аварийные режимы работы электросети

Каждый из нас сталкивался со случаем, когда, например, лампочка начинает «моргать» или становится слишком тусклой (слишком яркой). Многие ничего не предпринимают и надеются на то, что «болячка» сама вылечится.

Для обзора отклонения работы электрической сети от нормального состояния будет использовано понятие номинального значения тока (напряжения). Номинальное значение тока (напряжения) – это его значение при нормальном (безаварийном) режиме работе электрической сети.

Рассмотрим возможные варианты аварийной работы сети.

Короткое замыкание

Это явление наблюдается, когда ток достигает значений, превышающих номинальное, в 10 и более раз за короткий промежуток времени (секунды, доли секунды).

При этом тепло, выделяемое при прохождении тока через проводник, достигает значений, превышающих нормальное, в 100 и более раз.

Короткое замыкание является следствием замыкания фазного и нулевого проводников в однофазной цепи (фазного и фазного/нулевого проводников – в трёхфазной цепи).

Последствия этого замыкания в лучшем случае – это разрыв цепи вследствие разрушения электропроводки, выход из строя электроприборов, а в худшем – пожар. Внешним признаком короткого замыкания может быть очень яркая вспышка света лампы накаливания. В этом случае необходимо обесточить возможный участок замыкания (в квартире или коттедже – основной автомат в электрощите).

Перегрузка сети

Причиной перегрузки является неспособность электроцепи или её участка (проводка, включатели, розетки и пр.) нормально (без перегрева, разрушения и т.д.) работать вследствие прохождения через них тока, превышающего допустимые значения для данной электроцепи (её участка).

Следствием перегрузки являются: нагревание проводников (розеток, выключателей и пр.) до горячего состояния (небольшой нагрев обычно допускается), запах горелой проводки, оплавление, разрыв цепи, огонь. При перегрузке цепи необходимо отключить лишние электроприборы, либо обесточить всю сеть.

Для того, чтобы сеть не перегружалась, необходимо подключать к сети те приборы, на которые она рассчитана.

Читать еще:  ТОП 15 стабилизаторов напряжения для дома и дачи

Скачок тока

Наблюдается, когда значение тока на короткий промежуток времени (доли секунды) превышает своё номинальное значение в 3-5 раз. Может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер).

Многие из нас, наверное, были в ситуации, когда при включении света (светильника с лампой накаливания) лампа перегорала. Это происходит в результате того, что через нить накаливания прошёл ток, превышающий значение номинального. Явление естественное.

Если постоянно происходит, например, перегорание лампы, то стоит подумать о замене её на другой тип ламп, либо установить специальные приборы защиты.

Слабый ток

Частой причиной этому может быть частичный разрыв цепи, замыкание на корпус. При этом в цепи появляется дополнительное сопротивление, ограничивающее ток. Показателем этому может быть слабое свечение лампы накаливания. В таком случае необходимо провести диагностику электросети и выполнить ремонт.

Скачок напряжения

Может быть следствием, например, удара молнии. При этом значения напряжения будут превышать номинальное в десятки, сотни и даже тысячи раз. Следствием такого скачка может быть выход из строя электроприборов, подключенных к сети. Защитить электросеть от скачков напряжения можно установкой специальных устройств.

Может быть следствием частичного разрыва электроцепи. Также может быть следствием коммутации электроприборов (носит кратковременный характер).

Длительная эксплуатация электроприборов с таким напряжением может быть причиной выхода их из строя.

В случае, если диагностика сети выявила, что причина во внешнем источнике (то есть к электрощиту уже подходит низкое напряжение), то можно решить проблему установкой специальных устройств.

Важно! Стоит помнить, что многие электроприборы если и допускают работу с неноминальными значениями напряжения (см. характеристики приборов), то кратковременную.

Поэтому в случае возникновения аварийного режима необходимо обесточить сеть для того, чтобы избежать дорогостоящего ремонта или замены не только проводки, розеток и пр., но и бытовых электроприборов.

В некоторых случаях можно избежать более тяжёлых последствий всего лишь вовремя отключив электроприбор (нагрузку) от сети, так как именно наличие включенного прибора в электроцепи вызывает увеличение тока и, как следствие, более быстрое разрушение (выгорание) электропроводки и пр.

Читать еще:  План проводки в квартире и доме

Что делать, если «пропал свет»?

В первую очередь необходимо проверить, пропало ли электричество во всей квартире (коттедже), либо перегорела лампа, выключатель сгорел и т.п. Для этого попробуйте включить свет в соседней комнате.

Не включается? Посмотрите в квартирном (главном) электрощите, не выбило ли пробки, не вырубило ли автоматические выключатели и т.п. В случае, если сработал автоматический выключатель, читайте тут. Включив свет, необходимо озаботиться поиском причины срабатывания автоматической защиты и в кратчайшие сроки выявить и устранить неисправность.

Если же причина не найдена, посмотрите, «крутит» ли счётчик (в том числе соседский). Зайдите к соседям, уточните, если у них свет. Также можно выйти на улицу и, если было отключение электричества во всём районе, это будет заметно (в тёмное время суток).

Для проверки наличия напряжения в сети используются специальные приборы, о которых можно прочитать тут. Если же причина отключения так и не выяснена, вызывайте электрика.

Заключение

Многое из того, что можно было бы рассмотреть в этой статье, будет описано в других. Автор постарается наиболее полно описать все стороны многогранной области строительства и ремонта – электроснабжение квартир, коттеджей, бань и т.д.

В заключение ко всему вышесказанному стоит подчеркнуть то, что электрика ошибок не прощает и поэтому если вы не уверены в том, что делаете всё правильно, обратитесь к специалистам, дешевле будет.

Источник: http://tolkostroyka.ru/elektrika-v-kvartire-i-dome/osnovnye-terminy-i-ponyatiya-v-elektrike/

Основные понятия электрика

Время поговорить и об электрической терминологии. Знание ее пригодится вам, когда вы будете читать дальнейшие публикации и другую литературу по электрике.

Схема устройства автоматического выключателя.

Автоматический выключатель (АВ) – вид предохранителя, который срабатывает, если сила тока в цепи превышает установленную величину.

АД – автомат дифференциальный. Гибридное устройство, совмещающее в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока.

Ампер – единица силы тока.

Анод– положительный вывод батареи.

Батарея – два или более элементов, соединенных последовательно или параллельно для обеспечения нужного напряжения и тока.

Ватт – единица электрической мощности.

Схема соединения проводов колпачком.

Внешний проводник – провод, который связывает источник тока с потребителем.

Вольт – единица электрического напряжения.

Выравнивание потенциалов – устранение разницы потенциалов между проводящими предметами.

ВРУ (вводно-распределительное устройство) – устройство, через которое электроэнергия вводится в дом по воздушным и кабельным линиям.

Видимое излучение – электромагнитное излучение с длиной волны от 380 до 780 нм.

Внутреннее сопротивление – сопротивление току через элемент, измеряемое в Омах.

Выход энергии – расход емкости, умноженный на среднее напряжение в течение времени разряда батарей, выраженный в Ватт-часах.

Вмазка – размещение и крепление механизма или устройства.

Влажное помещение – сухие неотапливаемые помещения, в которых пары выделяются лишь временно в небольших количествах, а относительная влажность – в пределах 60-75% .

Герц – единица частоты переменного тока.

Гофра – гибкая труба ПВХ. Гофрированная пластиковая труба, применяется как дополнительный изолятор для электропроводки.

Глухо заземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Гильзы – алюминиевые или медные трубки, внутренняя поверхность которых может быть смазана кварцевазилиновой пастой.

Виды подрозетников.

Групповая сеть – сеть, питающая светильники и розетки.

Газоразрядная лампа – лампа, в которой свечение создается непосредственно или опосредованно от электрического разряда в газе, парах металла или в смеси газа и пара.

Голый провод – провод, у которого поверх токопроводящих жил отсутствуют защитные или изолирующие покрытия.

Демонтаж электропроводки – удаление старых проводов, которые соединяли щиток, светильники, розетки.

Демонтаж розеток и выключателей – удаление старых розеток и выключателей.

Демонтаж силового кабеля – удаление старой подводки.

Демонтаж телефонного/телевизионного кабеля – удаление старого кабеля.

Читайте также:  Arduino hc hc sr04 или собираем простой дальномер на его основе

Демонтаж светильников – удаление старых светильников.

Допускается – данное решение применяется в виде исключения, как вынужденное.

Емкость – количество электрической энергии, которое батарея выделяет при определенных условиях разряда, выраженное в ампер-часах или кулонах.

Жила – медная или алюминиевая нить в проводе или кабеле, по которой проходит ток.

Жгут – пучок проводов, уложенных и связанных между собой, с наконечниками для подсоединения к элементам схемы или изделия.

Схема розетки с заземлением.

Заземлитель – провод, отводящий электрический ток.

Защитный провод (РЕ) – провод, соединяющий открытые проводящие части электроприборов с другими проводящими частями и/или с заземлителем.

Звонок – сигнальное устройство, срабатывающее при нажатии кнопки.

Заряд – электрическая энергия, передаваемая элементу, с целью преобразования в запасаемую химическую энергию.

Замена автоматов защиты – замена устройства, предназначенного для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Замыкание на корпус – случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями, нормально не находящимися под напряжением.

Замыкание на землю – случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли или непосредственно с землей.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземление – преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством.

Зануление – преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.

Изолятор – электрическое устройство для изоляции частей электрооборудования, находящихся под разными электрическими потенциалами, и предупреждения открытого замыкания на землю, корпус.

Изолированная нейтраль – нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети.

Схема индукционной лампы.

Индукционная лампа – лампа, функционирующая по принципу ртутной лампы высокого давления, но не имеющая электрода.

Инфракрасное излучение – оптическое излучение с длиной волны большей, чем у видимого излучения.

Изоляция – материал, препятствующий распространению электрического тока.

Катод – отрицательный вывод батареи.

Керамическая горелка – металлогалогенные лампы, оснащенные керамической горелкой.

КПД – коэффициент полезного действия.

Компенсационный подзаряд – метод, при котором для приведения батареи в полностью заряженное состояние и поддержания ее в этом состоянии используется постоянный ток.

Киловатт-час – единица потребления электрического тока. Измеряют электросчетчики.

Схема устройства контактного зажима: 1– винт; 2 – пружинная шайба; 3 – шайба или основание контактного зажима; 4 – токоведущая жила; 5 – упор, ограничивающий растекание алюминиевого проводника.

Контактный зажим – зажим с двумя винтами для соединения проводов.

Кнопка звонка – контактный механизм.

Клеммная группа – клемма для соединения проводов.

Контакт – основной рабочий элемент устройства.

Кабель – несколько изолированных проводов в защитной герметичной оболочке.

Коэффициент цветопередачи – отношение цветов предметов при освещении их данным источником света к цветам этих же предметов, освещаемых источником света, принятым за эталон, в строго определенных условиях.

КЗ – короткое замыкание.

КУП – клемма уравнивания потенциалов.

Контактор – устройство, предназначенное для частых дистанционных коммутаций электрической цепи при нормальном режиме работы.

Как правило – данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано.

КЛЛ – компактно-люминесцентная лампа.

Люминесценция – излучение, которое не требует нагрева тел и может возникать в газообразных, жидких и твердых телах под действием ударов электронов.

Люминофоры – твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбудителей.

Схема устройства люминесцентной лампы.

Люминесцентные лампы – газоразрядные лампы низкого давления.

Лампа – электрическое устройство, предназначенное для излучения света.

Металлогалогенные лампы – ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова.

Монохроматический свет – одноцветный свет, свет одной определенной длины волны. На практике содержит узкий участок спектра.

Монтаж электрокороба – крепление электрокороба к стене.

Напряжение – разность потенциалов между двумя точками, например, между фазным и нулевым проводом.

Номинальное напряжение – 220-240 В для сети переменного тока.

Нулевой провод  (N) – провод, служащий для возврата тока.

Навеска люстр, бра, светильников – подвешивание и подключение люстр, бра, светильников.

Накладная электроточка – розетка/выключатель, установленные на поверхности стены.

Напряжение отсечки – минимальное напряжение, при котором батарея способна отдавать полезную энергию при определенных условиях разряда.

Напряжение холостого хода – напряжение на внешних зажимах батареи при отсутствии отбора тока.

Не более – значения величин являются наибольшими.

Не менее – значения величин являются наименьшими.

Схема освещения ванной комнаты.

Нормальные помещения – сухие помещения, если отсутствуют условия (особо сырые, жаркие, пыльные).

Ом – единица электрического сопротивления.

Освещение – применение света в конкретной обстановке, рядом с объектами или в их окружении, с целью сделать их видимыми.

Освещенность – величина, которая отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Единица измерения –люкс.

Отражение – свойство материалов возвращать падающий на них свет.

Особо сырое помещение – это помещение, где относительная влажность воздуха близка к 100%.

Проводник – составная часть электропроводки, служащая для передачи тока.

Переменный ток – электрический ток, который периодически изменяет свою величину и направление.

Постоянный ток – электрический ток, который течет неизменно в одном направлении.

Потребители электроэнергии – все электрические электроприборы, работающие за счет потребления электроэнергии.

Переборка щита – замена автоматов защиты с переподключением проводов.

Патрон – приспособление для установки и закрепления электрической лампы в светильнике.

Плавкий предохранитель – коммутационный электрический элемент, предназначенный для отключения защищаемой цепи путем расплавления защитного элемента.

Схема соединения проводов в распредкоробке.

Пряжки – приспособления для крепления кабелей и проводов к основаниям при открытой прокладке.

Провод – проводник электрического тока, состоящий из одной или нескольких токопроводящих жил.

Переноска – освещение, осуществляемое переносными лампами, присоединенными к сети напряжением 220-240 В в обычных помещениях и 12 В в помещениях повышенной опасности.

Провод (PEN) – провод с защитной функцией.

Плотность энергии – отношение энергии элемента к его массе или объему, выраженное в Ватт-часах на единицу массы или объема.

Пускорегулирующие аппараты (ПРА) – устройство, работающее в электрической цепи с газоразрядными лампами и служащее главным образом для стабилизации тока при разряде.

Пайка – соединение проводов при помощи паяльника и специальных припоев.

Распределительный щит – место установки предохранителей, дистанционных выключателей и т. д.

Разряд – потребление электрической энергии от элемента во внешнюю цепь.

Разъемные контактные соединения – устройства, состоящие из вилки и розетки.

Разборные контактные соединения – устройства, которые могут быть разобраны без разрушения соединяемых деталей.

Распаячная коробка – коробка, в которой производится соединение проводов.

Сила тока – количество электричества, протекающего по проводу за определенный период времени.

Сильный ток – ток напряжением до 1000 В.

Схема устройства линии выключателя.

Слаботочный предохранитель – небольшой плавкий предохранитель, используемый в электрических приборах.

Слабый ток – ток напряжением до 50 В.

Схема электропроводки – схема, которая отображает положение всех электрических устройств и проводов.

Силовая линия – линия проводов для подключения силовых розеток (электроплита, водонагреватель и т. д.).

Светильник – плафон с патроном и лампочкой.

Сверление сквозных отверстий в стенах – бурение проходных отверстий в стенах.

Силовой провод – провод, по которому происходит подача электроэнергии.

Сетевой кабель для компьютера – линия компьютерной сети.

Световая отдача – световая отдача показывает, с каким КПД полученная электрическая мощность преобразуется в свет. Измеряется в люменах/Вт и является главным показателем экономичности лампы.

Световой поток – вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека. Измеряется в люменах.

Сила света – интенсивность излучаемого в определенном направлении света. Измеряется в канделах.

Стартер – устройство, служащее для зажигания газоразрядных ламп путем подогрева электрода.

Сухое помещение – помещение, в котором относительная влажность воздуха не превышает 60%.

Сырое помещение – помещение, в котором влажность воздуха длительное время превышает 75%.

Сопротивление заземляющего устройства – сумма сопротивлений заземлителя (относительно земли) и заземляющих проводников.

Сопротивление растеканию – сопротивление, которое оказывает заземлитель на участке растекания тока.

Варианты скрутки проводов.

Светодиод – полупроводниковый прибор с электронно-дырочным р-n переходом или контактом металл-полупроводник, который генерирует при прохождении через него электрического тока оптическое (видимое) излучение.

Счетчик – прибор учета электроэнергии.

Скрутка – приспособление для соединений отдельно взятых монолитных жил небольшого сечения.

Ток утечки – ток, возникающий при повреждении проводки.

Труба ПВХ – жесткая пластиковая труба. Применяется как дополнительный изолятор для электропроводки.

Телефонная линия – кабель для телефонной связи.

Телевизионный краб – устройство для разветвления телевизионного кабеля на несколько отдельных линий.

Ток замыкания на землю – ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Трансформатор – устройство, преобразующее переменное напряжение одного уровня в напряжение другого уровня.

Устройство защитного отключения (УЗО) – устройство для защиты от поражения электрическим током.

Устройство максимальной токовой защиты – плавкий предохранитель или линейный защитный автомат.

Ультрафиолетовое излучение – оптическое излучение с длиной волн меньшей, чем у видимого излучения.

Устройство зажигания – электрическое устройство, которое обеспечивает условия, необходимые для инициирования разряда.

Установка электроточки – установка розетки/выключателя.

Установка внутренней электроточки – вмазка подрозетника.

Схема расположения розеток.

Установка розетки – установка механизма розетки.

Установка клеммной группы – соединение проводов при помощи клеммы.

Фазный провод – основной токопроводящий провод.

Цикл – одна последовательность заряда и разряда элемента.

Цветовая температура – мера объективного впечатления от цвета данного источника света.

Цветовое ощущение – общее субъективное ощущение, которое человек испытывает, когда смотрит на источник света.

Частота– количество колебаний в секунду. Частота переменного тока в обычной электросети составляет 50 Гц.

Штробление – прорезание борозд в стенах и потолках для укладки проводов.

Шинопровод – комплектное устройство для прокладки электрической сети. Состоит из отдельных секций, соединяемых сваркой и болтовыми соединениями.

Электрическая цепь – замкнутый участок электропроводки.

Экранирующая решетка – часть светильника, изготовленная из прозрачных или непрозрачных элементов таким образом, чтобы прикрыть лампу от непосредственного наблюдения под определенным углом.

Электролит – материал, проводящий носителей заряда в элементе.

Электрод – проводящий материал, способный при реакции с электролитом производить носителей тока.

Электрощит – комплекс электроаппаратов, установленных в одном боксе и предназначенных для распределения электроэнергии по линиям и их защиты от перегрузок, КЗ и токов утечки на землю.

Электропроводка – провода, соединяющие групповой щиток, светильники, розетки, стационарные электроприборы.

Электрокороб – пластиковый кабель-канал для укладки в него проводов. Применяется при монтаже наружной электропроводки.

Электроточка – розетка/выключатель.

Электрический контакт – соприкосновение элементов, обеспечивающее непрерывность электрической цепи.

Электроустановочная скоба – пластиковая изогнутая в виде дуги или буквы П круглая или плоская полоска (в зависимости от сечения кабеля).

Конечно, это не все термины, которые есть в электрике. Здесь представлены лишь наиболее часто встречающиеся.

Поделитесь полезной статьей:

Источник: https://fazaa.ru/dlya-nachinayushhix/slovar-elektrika-elektrotexnicheskie-terminy-slova-sokrashheniya-i-ix-znacheniya.html

Электричество. Основные понятия

В этой статье предлагаю вам вспомнить базовые понятия в электрике, без которых любая работа, связанная с электричеством становится проблематичной.

Читайте также:  Ардуино уровень воды: делаем индикатор своими руками

Итак, любая электрическая цепь представляет собой совокупность различных устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Простейшая электрическая цепь может состоять из источника энергии, нагрузки и проводников.

Проводники — вещества, проводящие электрический ток. Они обладают малым удельным сопротивлением( т.е оказывают наименьшее сопротивление прохождению тока) и способны проводить электрический ток практически без потерь. Лучшими проводниками являются золото, серебро, медь и алюминий.

Наибольшее распространение, вследствии дороговизны золота и серебра, получили медь и алюминий. Медь наиболее часто встречающийся проводник, в отличии от алюминия, обладающий большей устойчивостью к окислению и физическим воздействиям: изгибу, скручеванию.

Недостатком меди, по сравнению с алюминием, является более высокая стоимость.

Помимо проводников существуют также диэлектрики — вещества которые обладают большим удельным сопротивлением электрическому току (т.е являются непроводящими электрический ток). К ним относятся пластмассы, дерево, текстолит и т.д

Также надо отметить и еще один тип — полупроводники. По своему удельному сопротивлению они занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Проводимость этих материалов существенно меняется под влиянием внешних факторов. К числу полупроводников относятся многие химические элементы, но наибольшее распространение получили кремний и германий.

Источник энергии — это устройство, преобразующее механическую, химическую, тепловую и другие виды энергии в электрическую.

Нагрузка — потребитель электрической энергии, т.е любой электроприбор, который преобразовывает электрическую энергию в механическую, тепловую, химическую и т.д

Электрическим током в электротехнике называют направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля, создаваемого источником питания. Величина, характеризующая ток называется сила тока. Сила тока измеряется в Амперах и обозначается буквой А. Различают постоянный и переменный токи.

Постоянный ток ( DC, по-английски Direct Current) — это ток, свойства которого  и направление не меняются с течением времени. Обозначается постоянный ток и напряжение в виде короткой горизонтальной черточки или двух параллельных, одна из которых штриховая.

Переменный ток (AC по-английски Alternating Current) — это ток, который изменяется по величине и направлению с течением времени. На электроприборах обозначается отрезком синусоиды « ~ ». Основными параметрами переменного тока являются период, амплитуда и частота.

Период — промежуток времени, в течение которого ток совершает одно полное колебание.

Частота — величина, обратная периоду, число периодов в секунду, измеряется в герцах (Гц).

Ток и напряжение в нагрузке увеличиваются и уменьшаются, а разница между минимальным и максимальным их значением называется амплитудой.

Измерение тока проводится амперметром, который подключается последовательно нагрузке.

Любой проводник в цепи, в зависимости от сечения, длины, материала, оказывает сопротивление прохождению электрического тока. Свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока называют сопротивлением. Сопротивление измеряется в Омах (Ом).

Разность потенциалов на концах источника питания называется напряжением. Напряжение измеряют в Вольтах и обозначают буквой В (V). В трехфазной электрической сети различают такие понятия, как линейное и фазное напряжения.

Линейное напряжение ( или иначе межфазное) — это напряжение между двумя фазными проводами (380V). Фазное напряжение — это напряжение между нулевым проводом и одним из фазных (220V). Измеряется напряжение вольтметром, который подключается параллельно нагрузке.

Еще одним важным понятием в электротехнике является понятие мощности. Мощность источника характеризует скорость передачи или преобразования электроэнергии. Мощность измеряется в Ваттах (Вт, W).

Суммарная мощность всех подключенных потребителей равна сумме потребляемых мощностей каждым потребителем. Робщ = Р1+Р2+…Рn

Различают понятия активной и реактивной мощности. P – активная мощность (эффективная), связана с той электрической энергией, которая может быть преобразована в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и др., измеряется в ваттах (Вт), представляет собой полезную мощность, которую можно использовать для выполнения работы.

P = IUcosф – для однофазной цепи, P = √3IUcosф – для трехфазной цепи, P = U*I — в цепи, где есть только активное сопротивление.

Q – реактивная мощность, связана с обменом электрической энергией между источником и потребителем, измеряется в вольт-амперах реактивных (вар), когда среднее значение мощности за период равно нулю, активная мощность равна нулю, энергия накопленная магнитным полем индуктивности, возвращается назад к источнику, ток в цепи не совершает работы, реактивный ток бесполезно загружает источники энергии и провода линии передач. Источниками реактивной энергии могут являться элементы, обладающие индуктивностью — электродвигатели, трансформаторы. Для того, чтобы уменьшить реактивную мощность на зажимах потребителей подключают конденсаторы (последовательно или параллельно).

Q = IUsinф – для однофазной цепи, Q = √3IUsinф – для трехфазной цепи

Сдвиг по фазе между током и напряжением обозначается углом φ. Коэффициент мощности — это соотношение активной мощности к полной, величина cosф равная углу сдвига фаз между напряжением и током. Чем выше cos φ, тем меньше тока требуется для преобразования электроэнергии в другие виды энергии. Это приводит к уменьшению потерь электроэнергии, ее экономии.

На этом пока все, а в следующей части познакомимся с основными законами электротехники, которые необходимо знать любому человеку, связанному с электричеством.

Источник: http://electric-blogger.ru/teoriya/electrichestvo.html

Основные понятия электрики

Ни одна сфера деятельности не обходится без специальной терминологии. Область электрики, практически вся состоит из специальных понятий и терминов. Существуют основные понятия электрики, являющиеся фундаментом всей электротехники. Для того, чтобы все выражения были технически грамотными, используются следующие основные термины:

Терминология в электрике

Проводники представляют собой такие вещества, где электрический ток возникает в связи с появлением электрического поля. В качестве проводников выступают металлы, металлические сплавы, щелочи, называемые электролитами, а также различные кислоты.

Диэлектрики являются такими материалами, которые имеют очень большое сопротивление к электротоку и, практически, не проводят его. В качестве примера можно привести резину, различные виды пластмасс, керамика, бумага, стекло и другие материалы, используемые для изоляции проводников.

Сопротивление или резистор представляет собой элемент, входящий в электрическую цепь, имеющий сопротивление при прохождении через него электрического тока.

Ом является единицей, с помощью которой измеряется значение сопротивления. Резистор, фактически, поглощает напряжение, приложенное к нему. Одновременно учитывается и сопротивление проводов.

То есть, когда резистор или провод не способен рассеять и поглотить необходимую мощность, он просто перегорает из-за сильного нагрева и резкого возрастания сопротивления.

Поэтому, в маркировке резисторов содержится значение рассеиваемой мощности.

Напряжение и ток – основные понятия

Электрическое напряжение это способность перемещать определенный заряд за определенную единицу времени. Единицей напряжения является вольт, измерение производится с помощью вольтметра. Напряжение может быть фазным (220 В) и линейным (380 В). В старых электрических сетях встречается фазное напряжение, номиналом 127 вольт.

Электрический ток является направленным движением заряженных частиц – электронов. Измерение силы тока производится амперметром, единица измерения – ампер. Может быть постоянным и переменным. Переменный ток постоянно изменяет свою величину и направление.

Если в течение одной секунды такие изменения происходят 50 раз, то считается, что переменный ток имеет частоту в 50 герц. Колебанием называется полный цикл изменения полярности.Временной промежуток, в течение которого происходит одно колебание, называют периодом.

При постоянном токе напряжение не меняет своего направления, а течет от положительного полюса к отрицательному.

Трехфазная система представляет собой три переменных тока с одинаковой амплитудой и частотой, сдвинутые между собой на 120 градусов.

Электрическая мощность также входит в основные понятия электрики. Она показывает работу электрического тока, совершенную за определенную единицу времени. Измерение производится в ваттах.

Источник: https://electric-220.ru/news/osnovnye_ponjatija_ehlektriki/2012-11-27-232

Электричество. Теория и основные понятия

Определение:
Электрическим током (он обычно обозначается буквой I) в случае электропроводки называется направленное движение электронов в проводах электропроводки и внутри включенных электроприборов.

Напомним, что все окружающие нас вещества состоят из атомов, в которых отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженных ядер.

В электротехнике находят применение вещества, обладающие различной концентрацией электронов и, соответственно, различной электропроводностью (проводники и диэлектрики).

Поступательное движение электронов, дрейфующих по металлическому проводнику, тормозится вследствие столкновения их с ионами атомов проводника. Частота столкновений зависит от структуры материала и его температуры.

Определение:

Возникающее при столкновениях противодействие проводника направленному движению электронов (электрическому току), называется электрическим сопротивлением проводника и обозначается буквой R (или г).

Сопротивление проводника зависит от удельного сопротивления материала, из которого он изготовлен.

Определение: Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и поперечным сечением 1 мм2, с увеличением температуры удельное сопротивление металлов возрастает.

Для оценки энергетических возможностей выполнения работы в электрической цепи используется формула:

Р = UI = PR = U2/R, где Р — мощность, выделяемая при прохождении электрического тока (I) через сопротивление (R), между концами которого существует разность потенциалов (U).

Практически используется то или другое из представленных выражений для мощности в зависимости от условий расчетов.

Ампер. Основной электрической единицей тока в Международной системе единиц (СИ), является ампер (А).  В амперах измеряется также магнитодвижущая сила и разность магнитных потенциалов.

Современное определение ампера было предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 году.

Определение:

Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона.

Ом (обозначение: Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ).
Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Вольт (русское обозначение: В; международное: V) — в Международной системе единиц (СИ) единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы.

Разность потенциалов между двумя точками равна 1 вольту, если для перемещения заряда величиной 1 кулон из одной точки в другую над ним надо совершить работу величиной 1 джоуль. Вольт также равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

Ватт (русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ).

Определение:
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:    Вт = Дж / с = кг·м²/с³    Вт = H·м/с

    Вт = В·А

 Для измерения больших мощностей применяют кратные единицы: киловатт (1 кВт = 1000 Вт) и мегаватт (1 МВт = 1 ООО ООО Вт = 1-106 Вт). Прибор, измеряющий мощность, называется ваттметр. Он имеет две измерительные цепи (две катушки), одна из которых (катушка тока) включается как амперметр последовательно с объектом измерения, а вторая (катушка напряжения) подключается к этому объекту параллельно как вольтметр.

Читайте также:  Xinlin x165: обзор маленького коптера - arduino+

Джоуль, киловатт-час. Так как основная единица работы и энергии в системе СИ — джоуль (Дж) сама по себе мала, то в электроэнергетических цепях практической единицей для измерения работы, совершаемой электрическим током, обычно служит более крупная единица — киловатт-час (кВт-ч).

Определение:
 1 кВт-ч — работа, совершаемая током при непрерывном протекании его в течение одного часа с выделением на протяжении этого времени мощности 1 кВт. Следовательно, 1 кВт-ч = 3 600 ООО Дж.

Источник: http://elektrikvolt.blogspot.com/2013/04/blog-post.html

Основы электротехники

Главная > Теория > Основы электротехники

Теоретические основы электротехники (или попросту ТОЭ) – это особая область технических знаний, посвящённая изучению и обоснованию электромагнитных явлений. Помимо этого, данный курс содержит в себе основные положения электростатики и электродинамики, описывающие взаимодействие заряженных частиц и их движение в магнитных полях.

А.Вольт

Занимается электротехника и вопросами конструирования специальной аппаратуры, работающей в соответствии с её основными принципами. Последние представлены в виде самостоятельного раздела – «Основы электромонтажа».

Основные понятия

В курсе электротехники также рассматриваются основные понятия, характеризующие происходящие в проводниках процессы (протекающие по ним токи и действующие ЭДС). Рассмотрим их более подробно.

Под током понимается упорядоченное движение свободных носителей заряда (электронов) в замкнутой электрической цепи под действием приложенной к ней разности потенциалов.

Обратите внимание! В электротехнике эту разность принято называть ЭДС или действующим напряжением.

На основе использования этих двух физических величин, поведение которых описывается законом Ома и правилами Кирхгофа, и построена вся архитектура современной электротехники.

При рассмотрении токовой составляющей необходимо обратить внимание на то, что различают две её категории: постоянная и переменная. Достаточно много материала посвящается вопросам преобразования одной из этих форм в другую и наоборот.

Круг вопросов, которые рассматриваются в большинстве курсов по электротехнике, сводится к следующим разделам:

  • Постоянный ток (Закон Ома и правила Кирхгофа);
  • Электромагнетизм;
  • Переменный ток (однофазный и трёхфазный);
  • Трансформаторные системы;
  • Электрические машины переменного и постоянного тока.

Рассмотрим каждый из перечисленных в этом перечне разделов более подробно.

Постоянный ток

Основные понятия электротехники обычно увязываются с постоянным током, что объясняется особенностями изучения материала, начинающегося с электростатики. Лишь после введения понятий одиночных зарядов и создаваемых ими полей, которые описываются условными силовыми линиями, возможен переход к движению заряженных частиц.

Распределение силовых линий задаётся эквипотенциальными поверхностями с равными потенциалами, а скорость перемещения заряда определяется через напряжённость поля в каждой его точке. В результате этого возможен переход к ещё одному важнейшему понятию – электрическому напряжению, представляемому как разность потенциалов на различных удалениях от их источника.

Дополнительная информация. На основании этих величин вводятся взаимосвязанные понятия мощности и работы по перемещению заряда, совершаемой под действием заданного напряжения.

За единицу постоянного тока принимается количество зарядов в кулонах, перемещаемых через определённое сечение в единицу времени (I =Q/t).

В качестве единицы напряжения взята специальная величина, для обозначения которой использована фамилия итальянского естествоиспытателя А.Вольта, открывшего электрический эффект и нашедшего способ аккумуляции энергии этого типа.

Электромагнетизм

Действие электрического тока проявляется не только в непосредственно совершаемой им работе в активных или пассивных нагрузках. Он также является причиной образования тонких структур, называемых электромагнитными полями. Этот эффект носит название электромагнетизма, а суть его состоит в следующем:

  • Вокруг любого проводника с током появляется магнитное поле с замкнутыми силовыми линиями, величина которого пропорциональна амплитуде токового сигнала;
  • Вектор действия созданного током полевого образования определяется направлением его течения в данном проводнике;
  • При размещении поблизости двух проводов с одинаково направленными потоками заряженных частиц они будут отталкиваться (этот эффект обнаружен Ампером, по имени которого была названа единица тока);
  • При различных направлениях тока в двух проводах они начнут притягиваться;
  • Доказано, что явления отталкивания и притяжения проводов являются результатом взаимодействиями магнитных полей, создаваемых протекающим в каждом из них током;
  • Аналогичное действие на проводник оказывает постоянный магнит.

Важно! Особо интересен случай, когда токовый проводник изготавливается в виде замкнутой на внешнюю нагрузку рамки, которая помещается между полюсами магнита.

Рамка в магнитном поле

При вращении такой рамки в постоянном магнитном поле в ней будет наводиться ЭДС, под воздействием которой появится ток, меняющий не только своё мгновенное значение, но и направление (то есть он будет переменным).

Переменный ток

Что это такое

Переменный ток, согласно основам электротехники, вводится как процесс, при котором его направление и величина изменяют со временем своё значение. Особое распространение получило его представление в виде синусоидально меняющегося процесса, задаваемого такими характеристиками, как частота и мгновенное значение (или амплитуда).

Привычный для пользователя однофазный ток, действующий в обычной розетке, – это лишь частный случай более общей системы питания, представленной трёхфазным напряжением. Последнее поступает с генератора электростанции и передаётся затем по проводам к местной подстанции, где осуществляется его трансформация и распределение по отдельным фазам.

Трёхфазный ток

Каждая из трёх фаз, по возможности, равномерно нагружается конечными потребителями – отдельными нагрузками, имеющимися в любой квартире (это справедливо для случая жилых домов).

Единицы измерения

Переменный ток, как синусоидальный процесс, по своим характеристикам существенно отличается от постоянного аналога, так как имеет несколько контролируемых параметров. Это:

  • Величина эффективного или действующего напряжения, определяющего совершаемую переменным током работу (измеряется в вольтах);
  • Амплитуда (размах), характеризующая максимальные его значения;
  • Частота колебаний напряжения, имеющая в России значение 50 Гц (в некоторых странах эта величина равна 60 Гц);
  • Сдвиг фаз между действующими токами и напряжениями, определяемый видом нагрузки в цепи данного потребителя.

В индуктивной нагрузке (электродвигатели, дроссели и т. п.) ток отстаёт по фазе от напряжения, что проявляется как её реактивность или возможность перекачивать энергию от источника к потребителю и обратно.

Обратите внимание! На обычной (активной) нагрузке происходит простое рассеивание потреблённой энергии, фиксируемое по показанию электросчётчика.

Из-за реактивности нагрузок, которые в большей мере проявляются на производстве (трёхфазные электродвигатели, ёмкостные потребители и многое другое) энергетикам пришлось ввести коэффициент мощности.

Кроме того, для переменного тока вводится характеристика, свидетельствующая о качестве синусоидальной формы напряжения или тока, называемая коэффициентом гармоник.

Трансформаторы

Основные положения электротехники распространяют своё действие и на переменные электромагнитные поля, создаваемые движущимся зарядом. Наглядным подтверждением этого эффекта является трансформатор, состоящий из двух электрически несвязанных между собой обмоток. Однако связь между ними всё-таки имеется.

Она появляется из-за перекрытия э/м полей каждой из трансформаторных катушек и эффекта индукции (наведения ЭДС в витках обмотки под воздействием переменного тока).

Важно! Этот эффект возможен лишь при условии, что протекающие по обмоткам токи постоянно меняют своё направление или величину (то есть являются переменными).

Трансформатор

Для усиления связи между отдельными катушками электротехнические трансформаторы наматываются на каркасах, которые заполняются особыми ферромагнитными сердечниками. Благодаря использованию ферромагнетиков, удаётся повысить коэффициент полезного действия преобразующего устройства, вычисляемого как соотношение входной и выходной мощностей переменного тока.

Электрические машины (электродвигатели и генераторы)

Электродвигатели

Для определения понятия электрической машины (асинхронного и синхронного двигателя или генератора) достаточно вспомнить о том, что при размещении витка проводника в постоянном магнитном поле на него действует вращающий момент.

Если такая катушка содержит большое количество витков, особым образом намотанных на подвижно закреплённом валу, то после её размещения в поле постоянного магнита она начнёт вращаться. Рассмотренный эффект, являющийся прямым следствием закона э/м индукции, лежит в основе работы электродвигателей.

Обратите внимание! Поскольку в большинстве действующих установок используются трёхфазные асинхронные электродвигатели, для их питания применяется напряжение соответствующего типа.

В промышленных образцах электродвигателей в неподвижной обмотке (статоре) действует переменное поле, определённым образом воздействующее на вращающийся ротор. Эта часть асинхронного двигателя, как правило, изготавливается в виде литой стальной заготовки, в которой наводится соответствующее поле (по принципу э/м индукции).

Электродвигатель (принцип работы)

За счёт взаимодействия этих двух полей (статора и ротора), осуществляемого в так называемом «скользящем» режиме, и создаётся вращающий момент. Поскольку поле ротора всегда немного отстаёт от статорного, между ними всегда имеется небольшое рассогласование (они работают асинхронно). С учётом этого эффекта двигателям и было присвоено название «асинхронные».

Электрогенераторы

Для получения трёхфазного напряжения используются специальные генераторы, при работе которых наблюдается эффект, противоположный рассмотренному ранее случаю для двигателей. Для генерации трёхфазного сигнала потребуется особым образом подготовленная обмотка (якорь), в которой рабочие чередующиеся катушки трёх фаз смещены одна относительно другой на 120 градусов.

Внутри якоря имеется закреплённый в подшипниковых опорах индуктор, получающий вращающий импульс от турбины ГЭС, например, или от ветряного привода. К индуктору посредством скользящих щёток подводится вспомогательное напряжение, которое при его вращении индуцирует соответствующие ЭДС во всех трёх обмотках якоря.

Электрогенератор (принцип работы)

Напомним, что снимаемые с якоря рабочие напряжения генератора имеют вид трёх синусоидальных сигналов, сдвинутых относительно друг друга на 120 градусов. В электротехнике эти составляющие конечного сигнала получили название фаз, обозначаемых как А, В и С.

Машины постоянного тока

Работу машин постоянного тока рассмотрим на примере генератора, принцип действия которого с соответствующей поправкой может быть перенесён и на двигатели.

Известно, что при вращении рамки с обмоткой в поле постоянного магнита в ней наводится переменная ЭДС, изменяющаяся по синусоидальному закону.

Эта ЭДС затем снимается с подвижной рамки посредством плотно прижатых к её коллектору щёток и подаётся на нагрузку.

Но если цельный кольцевой коллектор разделить на две равные половинки (полукольца) и подключить между ними нагрузку, ток в ней будет течь всё время в одном и том же направлении. Этот опыт представлен на приведённой ниже иллюстрации.

Генератор постоянного тока

В заключение обзора темы о теоретических основах электротехники отметим, что для более детального их изучения потребуется знакомство со специальной технической литературой. В рамках этой статьи были рассмотрены лишь основные вопросы, касающиеся изучения базовых электротехнических понятий и их применения на практике.

Видео

Новинка электротехники: лампа ДРЛ

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/osnovy-ehlektrotekhniki.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector