Sähkövirran esiintyminen aloittelijoille. Sähköasentajan opetusohjelma. Opi, opettele sähköasennus. Valaistus kodin sähköverkko, tee-se-itse sähkö. Sähkökytkentäkaavio, johdotus. Mistä aloittaa sähkötekniikan perusteiden oppiminen

Ennen kuin aloitat sähköön liittyvän työn, sinun on hankittava vähän teoreettista tietoa tästä aiheesta. Yksinkertaisesti sanottuna sähköllä tarkoitetaan yleensä elektronien liikettä sähkömagneettisen kentän vaikutuksen alaisena. Tärkeintä on ymmärtää, että sähkö on pienten varautuneiden hiukkasten energiaa, jotka liikkuvat johtimien sisällä tiettyyn suuntaan.

DC ei käytännössä muuta suuntaaan ja suuruuttaan ajan myötä. Oletetaan, että tavallisessa akussa on vakiovirta. Sitten lataus virtaa miinuksesta plussaan muuttumatta, kunnes se loppuu.

Vaihtovirta- tämä on virta, joka muuttaa suuntaa ja suuruutta tietyllä jaksollisuudella.

Ajattele virtaa putken läpi virtaavana vesivirtana. Tietyn ajan kuluttua (esimerkiksi 5 s) vesi ryntää yhteen suuntaan, sitten toiseen. Virralla tämä tapahtuu paljon nopeammin - 50 kertaa sekunnissa (taajuus 50 Hz). Yhden värähtelyjakson aikana virta kasvaa maksimiin, kulkee sitten nollan läpi, ja sitten tapahtuu käänteinen prosessi, mutta eri etumerkillä. Kun kysytään, miksi näin tapahtuu ja miksi tällaista virtaa tarvitaan, voimme vastata, että vaihtovirran vastaanottaminen ja lähettäminen on paljon yksinkertaisempaa kuin tasavirta.

Vaihtovirran vastaanotto ja siirto liittyy läheisesti laitteeseen, kuten muuntajaan. Vaihtovirtaa tuottava generaattori on rakenteeltaan paljon yksinkertaisempi kuin tasavirtageneraattori. Lisäksi vaihtovirta soveltuu parhaiten energian siirtämiseen pitkiä matkoja. Sen avulla energiaa menetetään vähemmän.

Muuntajalla (erityinen käämien muodossa oleva laite) vaihtovirta muunnetaan matalajännitteestä korkeajännitteeksi ja päinvastoin, kuten kuvassa. Tästä syystä useimmat laitteet toimivat verkosta, jossa virta on vaihtuva. Tasavirtaa käytetään kuitenkin myös melko laajasti - kaikentyyppisissä akuissa, kemianteollisuudessa ja joillakin muilla aloilla.

Monet ihmiset ovat kuulleet sellaisia ​​salaperäisiä sanoja kuin yksi vaihe, kolme vaihetta, nolla, maa tai maa, ja tietävät, että nämä ovat tärkeitä käsitteitä sähkön maailmassa. Kaikki eivät kuitenkaan ymmärrä, mitä ne tarkoittavat ja miten ne liittyvät ympäröivään todellisuuteen. Tämä on kuitenkin välttämätöntä tietää. Syventymättä teknisiin yksityiskohtiin, jotka eivät ole välttämättömiä kodin yleismiehelle, voimme sanoa, että kolmivaiheinen verkko on menetelmä sähkövirran siirtämiseksi, kun vaihtovirta kulkee kolmen johdon läpi ja palaa takaisin yhden kautta. Yllä oleva vaatii hieman selvennystä. Mikä tahansa sähköpiiri koostuu kahdesta johdosta. Toisella tavalla virta menee kuluttajalle (esimerkiksi kattilaan) ja toisella palauttaa sen takaisin. Jos avaat tällaisen piirin, virtaa ei kulje. Siinä kaikki yksivaiheisen piirin kuvaus.

Johtoa, jonka läpi virta kulkee, kutsutaan vaiheeksi tai yksinkertaisesti vaiheeksi ja jonka kautta se palaa - nolla tai nolla. Kolmivaiheinen piiri koostuu kolmesta vaihejohdosta ja yhdestä paluujohtimesta. Tämä on mahdollista, koska vaihtovirran vaihe kussakin kolmessa johdossa on siirtynyt viereiseen 120 °C:een. Sähkömekaniikan oppikirja auttaa vastaamaan tähän kysymykseen yksityiskohtaisemmin. Vaihtovirran siirto tapahtuu tarkasti kolmivaiheisten verkkojen avulla. Tämä on taloudellisesti hyödyllistä - kahta nollajohtoa ei tarvita.

Kuluttajaa lähestyttäessä virta on jaettu kolmeen vaiheeseen, joista jokaiselle annetaan nolla. Näin se pääsee asuntoihin ja taloihin. Vaikka joskus kolmivaiheinen verkko toimitetaan suoraan taloon. Yleensä puhumme yksityisestä sektorista, ja tällä asiaintilalla on hyvät ja huonot puolensa. Tästä keskustellaan myöhemmin. Maadoitus tai oikeammin maadoitus on kolmas johto yksivaiheisessa verkossa. Pohjimmiltaan se ei kanna työtaakkaa, vaan toimii eräänlaisena sulakkeena. Tämä voidaan selittää esimerkillä. Kun sähkö ei ole hallinnassa (kuten oikosulku), on olemassa tulipalon tai sähköiskun vaara. Tämän estämiseksi (eli virta-arvo ei saa ylittää ihmisille ja laitteille turvallista tasoa), maadoitus otetaan käyttöön. Tämän johdon kautta ylimääräinen sähkö menee kirjaimellisesti maahan.

Vielä yksi esimerkki. Oletetaan, että pesukoneen sähkömoottorin toiminnassa tapahtuu pieni vika ja osa sähkövirrasta saavuttaa laitteen ulomman metallikuoren. Jos maadoitusta ei ole, tämä lataus jatkaa kiertämistä pesukoneen ympärillä. Kun henkilö koskettaa sitä, hänestä tulee heti tämän energian kätevin ulostulo, eli hän saa sähköiskun. Jos tässä tilanteessa on maadoitusjohto, ylimääräinen varaus virtaa sitä alas vahingoittamatta ketään. Lisäksi voidaan sanoa, että nollajohdin voi olla myös maadoitettu ja periaatteessa se onkin, mutta vain voimalaitoksella. Tilanne, jossa talossa ei ole maadoitusta, on vaarallinen. Kuinka käsitellä sitä muuttamatta kaikkia talon johdotuksia, käsitellään myöhemmin.

Huomio!

Jotkut käsityöläiset, jotka luottavat sähkötekniikan perustietoihin, asentavat nollajohtimen maadoitusjohdoksi. Älä koskaan tee tätä. Jos nollajohto katkeaa, maadoitettujen laitteiden kotelot ovat 220 V:n jännitteen alaisia.

On monia käsitteitä, joita ei voi nähdä omin silmin tai koskea käsin. Silmiinpistävin esimerkki on sähkötekniikka, joka koostuu monimutkaisista piireistä ja hämärästä terminologiasta. Siksi monet ihmiset yksinkertaisesti vetäytyvät tämän tieteellisen ja teknisen tieteenalan tulevan tutkimuksen vaikeuksien edessä.

Sähkötekniikan perusteet aloittelijoille, jotka on esitetty ymmärrettävällä kielellä, auttavat sinua saamaan tietoa tällä alalla. Historiallisten tosiasioiden ja selkeiden esimerkkien tukemana niistä tulee kiehtovia ja ymmärrettäviä myös niille, jotka kohtaavat vieraita käsitteitä ensimmäistä kertaa. Vähitellen siirtymällä yksinkertaisesta monimutkaiseen, on täysin mahdollista tutkia esitettyjä materiaaleja ja käyttää niitä käytännön toiminnassa.

Sähkövirran käsitteet ja ominaisuudet

Sähkölakeja ja kaavoja tarvitaan paitsi laskelmien suorittamiseen. Niitä tarvitsevat myös ne, jotka käytännössä tekevät sähköön liittyviä toimintoja. Kun tiedät sähkötekniikan perusteet, voit loogisesti määrittää toimintahäiriön syyn ja poistaa sen erittäin nopeasti.

Sähkövirran ydin on varautuneiden hiukkasten liike, jotka siirtävät sähkövarauksen pisteestä toiseen. Varautuneiden hiukkasten satunnaisella lämpöliikkeellä, metallien vapaiden elektronien esimerkin mukaisesti, varauksen siirtoa ei kuitenkaan tapahdu. Sähkövarauksen liike johtimen poikkileikkauksen läpi tapahtuu vain, jos ionit tai elektronit osallistuvat järjestettyyn liikkeeseen.

Sähkövirta kulkee aina tiettyyn suuntaan. Sen läsnäolo osoitetaan erityisillä merkeillä:

• Johtimen lämmitys, jonka läpi virta kulkee.
• Muutos johtimen kemiallisessa koostumuksessa virran vaikutuksesta.
• Voiman kohdistaminen viereisiin virtoihin, magnetoituihin kappaleisiin ja viereisiin virtoihin.

Sähkövirta voi olla suoraa tai vaihtovirtaa. Ensimmäisessä tapauksessa kaikki sen parametrit pysyvät muuttumattomina, ja toisessa polariteetti muuttuu ajoittain positiivisesta negatiiviseksi. Jokaisessa puolijaksossa elektronin virtauksen suunta muuttuu. Tällaisten jaksollisten muutosten nopeus on taajuus, mitattuna hertseinä

Perusvirtamäärät

Kun piirissä esiintyy sähkövirtaa, tapahtuu jatkuva varauksen siirto johtimen poikkileikkauksen läpi. Tietyn aikayksikön aikana siirrettyä varausta kutsutaan, mitattuna ampeeria.

Varautuneiden hiukkasten liikkeen luomiseksi ja ylläpitämiseksi on välttämätöntä, että niihin kohdistetaan voima tiettyyn suuntaan. Jos tämä toiminta pysähtyy, myös sähkövirran virtaus pysähtyy. Tätä voimaa kutsutaan sähkökentällä, joka tunnetaan myös nimellä. Tämä aiheuttaa potentiaalieron tai Jännite johtimen päissä ja antaa sysäyksen varautuneiden hiukkasten liikkeelle. Tämän arvon mittaamiseen käytetään erityistä yksikköä - volttia. Perussuureiden välillä on tietty suhde, joka näkyy Ohmin laissa, jota käsitellään yksityiskohtaisesti.

Johtimen tärkein sähkövirtaan suoraan liittyvä ominaisuus on vastus, mitattuna Omaha. Tämä arvo on eräänlainen johtimen vastus siinä olevan sähkövirran virtaukselle. Vastuksen vaikutuksen seurauksena johdin lämpenee. Kun johtimen pituus kasvaa ja sen poikkileikkaus pienenee, vastusarvo kasvaa. 1 ohmin arvo syntyy, kun johtimen potentiaaliero on 1 V ja virta on 1 A.

Ohmin laki

Tämä laki koskee sähkötekniikan perussäännöksiä ja käsitteitä. Se heijastaa tarkimmin määrien, kuten virran, jännitteen, vastuksen jne. välistä suhdetta. Näiden suureiden määritelmiä on jo harkittu, nyt on tarpeen selvittää niiden vuorovaikutuksen aste ja vaikutus toisiinsa.

Tämän tai tämän arvon laskemiseksi sinun on käytettävä seuraavia kaavoja:

1. Virran voimakkuus: I = U/R (ampeeria).
2. Jännite: U = I x R (volttia).
3. Resistanssi: R = U/I (ohm).

Näiden suureiden riippuvuutta verrataan usein hydraulisiin ominaisuuksiin, jotta prosessien olemus ymmärrettäisiin paremmin. Esimerkiksi vedellä täytetyn säiliön pohjalle on asennettu venttiili, jonka vieressä on putki. Kun venttiili avautuu, vettä alkaa virrata, koska putken alussa olevan korkean paineen ja lopussa olevan matalan paineen välillä on ero. Täsmälleen sama tilanne syntyy johtimen päissä potentiaalieron - jännitteen muodossa, jonka vaikutuksen alaisena elektronit liikkuvat johdinta pitkin. Siten analogisesti jännite on eräänlainen sähköinen paine.

Virran voimakkuutta voidaan verrata veden virtaukseen, eli putken poikkileikkauksen läpi tietyn ajanjakson aikana virtaavaan veden määrään. Putken halkaisijan pienentyessä myös veden virtaus pienenee lisääntyneen vastuksen vuoksi. Tätä rajoitettua virtausta voidaan verrata johtimen sähkövastukseen, joka pitää elektronien virran tietyissä rajoissa. Virran, jännitteen ja vastuksen vuorovaikutus on samanlainen kuin hydrauliset ominaisuudet: yhden parametrin muutoksella kaikki muut muuttuvat.

Energia ja voima sähkötekniikassa

Sähkötekniikassa on myös sellaisia ​​käsitteitä kuin energiaa Ja tehoa liittyy Ohmin lakiin. Energia itsessään on mekaanisessa, lämpö-, ydin- ja sähkömuodossa. Energian säilymislain mukaan sitä ei voi tuhota tai luoda. Se voidaan muuttaa vain muodosta toiseen. Esimerkiksi audiojärjestelmät muuntavat sähköenergian ääneksi ja lämmöksi.

Mikä tahansa sähkölaite kuluttaa tietyn määrän energiaa tietyn ajan kuluessa. Tämä arvo on yksilöllinen jokaiselle laitteelle ja edustaa tehoa, eli energian määrää, jonka tietty laite voi kuluttaa. Tämä parametri lasketaan kaavalla P = I x U, mittayksikkö on . Se tarkoittaa yhden voltin siirtämistä yhden ohmin resistanssin läpi.

Näin ollen sähkötekniikan perusteet aloittelijoille auttavat sinua ymmärtämään peruskäsitteet ja termit aluksi. Tämän jälkeen on paljon helpompi käyttää hankittua tietoa käytännössä.

Nukkejen sähkölaitteet: elektroniikan perusteet

Nykyään kuka tahansa voi tutustua sähkötekniikan perusteisiin poistumatta kotoa. Tämä jännittävä toiminta on parasta aloittaa tutustumalla oman asunnon yksinkertaistettuun sähkökaavioon kytkimien, pistorasioiden ja valaisimien kytkentään ja liittämiseen. Tällaiset järjestelmät kuuluvat vakiomuotoisiin suunnitteluratkaisuihin, ja niitä käytetään laajalti tavallisten teollisuus- ja asuintilojen virransyöttöön sekä tilapäiseen kytkemiseen useiden rakennustyömaiden sähköverkkoon.

Ensimmäinen (samalla suurin ja tärkein) elementti pitkässä tyypillisten asuinrakennusten sähköjohdotuksen laiteketjussa on sähköpaneeli, johon syötetään virtaa katkaisijan (tai pistokesulakkeen) kautta sijoitetusta pääjakopaneelista. pääsyalustalla. Asuntopaneeli sisältää yleensä sähkömittarin, useita katkaisijoita, vikavirtasuojan (RCD), asennus-DIN-kiskon ja useita apuväyliä. Tästä tulopaneelista järjestetään virtalähde kaikkiin asuntosi huoneisiin.

Useita virtajohtoja (niiden lukumäärä riippuu huoneiden lukumäärästä ja sähkökuormien tehosta), jotka koostuvat kahdesta johdosta - vaihe- ja nollajohtimesta (tai kolmesta, jos on maadoitusjohto), on reititetty erityisten katkaisijoiden kautta erillisiin huoneisiin. asunnosta.

Sähköjohdotus koko huoneistossa suoritetaan järjestämällä pääjohdotuslinjasta haarat, jotka ovat tarpeen yksittäisten kuluttajien - sähkökellon, pistorasian tai kytkimien - yhdistämiseen. Näihin tarkoituksiin käytetään asennusjakolaatikoita, jotka ovat muovikuppeja, joissa on johtojen tulo- ja poistoaukot sekä kansi. Koteloiden sisällä on erityiset ruuviliittimet kytkettävien asennusjohtojen liittämistä varten. Mutta yleensä laatikon johdot on yksinkertaisesti kierretty (ns. kierre) ja eristetty toisistaan ​​(yleensä kääritty sähköteipillä tai kutisteputkella). On myös suositeltavaa käyttää puristimia (Wago-puristimet ovat laajalti käytössä maassamme) tai PPE-liitoskiinnittimiä (korkit, joissa on jousi sisällä).

On huomioitava, että kaikki sisätilojen sähkönkuluttajat (kellot, erilaiset valaisimet kytkimineen, kodinkoneet, ilmastointilaitteet jne.) on kytketty rinnakkain asunnon johdotukseen. Tällaisella kytkentäkaaviolla yhden näistä kuluttajista toimintahäiriö tai katkeaminen ei aiheuta jäljellä olevien laitteiden "virrankatkaisua", mikä on väistämätöntä, jos ne kytketään sarjaan. Esimerkki sähköjohdotuksen yksittäisten elementtien sarjakytkennästä on minkä tahansa valaisimen ja sen kytkimen kytkentä.

Näin ollen sähköjohdot kytketään ensin jokaisessa huoneessa sijaitseviin jakokoteloihin ja vasta niiden jälkeen ne jaetaan yksittäisille kuormille (valaisimet, joissa on kytkimet, pistorasiat jne.).

Kytkimien ja lamppujen kytkentäkaaviosta nähdään, että vaihejohdot (punainen) ja nollajohtimet (sininen) lähestyvät jakokoteloa ja haarautuvat siitä. Se on lähtevä vaihejohto (ei missään tapauksessa nolla!), joka on kytkettävä yhteen kytkimen koskettimista. Nollajohtimen on mentävä lampun muodostavien lamppujen yhteiseen koskettimeen. Kytkimestä tulevat johdot (kuvassa vihreät) on kytketty kyseisen lampun kummankin lamppuryhmän yhteiseen koskettimeen. Huomaa, että kuvassa on versio kaksiavaimeisesta kytkimestä, jossa on kaksi lamppuryhmää, ja versio yhden avaimen kytkimestä.

Pistorasioiden liittäminen jakokotelon jälkeen tehdään yksinkertaisemmalla tavalla - vaihe- ja nollajohtimet (ja maadoitus, jos sellainen on) kytketään suoraan itse pistorasian vastaaviin (satunnaisesti valittuihin) koskettimiin. Pari näitä johtimia jo kytketystä pistorasiasta johdetaan toiseen ja tarvittaessa kolmanteen pistorasiaan (tällaista liitäntää kutsutaan "silmukkaliitokseksi").

On erittäin tärkeää ottaa huomioon se tosiasia, että kuluttajien yhdistämiseen tarkoitetulla rinnakkaispiirillä ei ole sallittua lisätä niiden kokonaismäärää tietyn arvon yläpuolelle. Rinnakkaissyötöllä jokainen uusi lisätty sähkölaite (uusi pistorasia) lisää kuormitusta koko asunnon yhteiselle sähköjohdotuksen osalle. Piirin kokonaisvirran enimmäisarvolla (jos kaikki laitteet on kytketty päälle), ylivirtasuojalaite toimii varmasti - sama katkaisija paneelissa, josta tämä linja saa virtaa. Hän yksinkertaisesti katkaisee tämän haaran huoneiston yleisestä virtapiiristä.

Jos koneesi on valittu väärin (sillä on yliarvioitu ylikuormitusvastevirran arvo), seuraukset voivat olla paljon tuhoisempia - johdot eivät yksinkertaisesti kestä niiden läpi kulkevan virran voimakkuutta ja syttyvät tuleen ylikuumenemisen vuoksi.
Tästä syystä on niin tärkeää oppia valitsemaan oikea katkaisija jokaiselle kuormituslinjalle ja laskemaan tarkasti näissä linjoissa toimivien johtimien poikkileikkaus.
Tyypillisessä huoneistojohdotuksessa valaistuslinjoille asetetaan pääsääntöisesti kuparilanka, jonka poikkileikkaus on 1,5 mm 2 ja pistorasialinjoihin 2,5 mm 2.

Aloitetaan sähkön käsitteestä. Sähkövirta on varautuneiden hiukkasten järjestetty liike sähkökentän vaikutuksesta. Hiukkaset voivat olla metallin vapaita elektroneja, jos virta kulkee metallilangan läpi, tai ioneja, jos virta kulkee kaasussa tai nesteessä.
Puolijohteissa on myös virtaa, mutta tämä on erillinen keskustelunaihe. Esimerkki on mikroaaltouunin suurjännitemuuntaja - ensin elektronit virtaavat johtojen läpi, sitten ionit liikkuvat johtimien välillä, vastaavasti, ensin virtaa metallin läpi ja sitten ilman läpi. Ainetta kutsutaan johtimeksi tai puolijohteeksi, jos se sisältää hiukkasia, jotka voivat kuljettaa sähkövarauksen. Jos tällaisia ​​hiukkasia ei ole, sellaista ainetta kutsutaan dielektriseksi; se ei johda sähköä. Varautuneissa hiukkasissa on sähkövaraus, joka mitataan q:na kuloneina.
Virran voimakkuuden mittayksikköä kutsutaan ampeeriksi ja sitä merkitään kirjaimella I, 1 ampeerin virta muodostuu, kun 1 Coulombin varaus kulkee sähköpiirin pisteen läpi 1 sekunnissa, eli karkeasti sanottuna Virran voimakkuus mitataan coulombeina sekunnissa. Ja pohjimmiltaan virran voimakkuus on sähkön määrä, joka virtaa aikayksikköä kohti johtimen poikkileikkauksen läpi. Mitä enemmän varautuneita hiukkasia kulkee johtoa pitkin, sitä suurempi on vastaavasti virta.
Jotta varautuneet hiukkaset siirtyisivät napasta toiseen, napojen välille on luotava potentiaaliero tai – jännite. Jännite mitataan voltteina ja se merkitään kirjaimella V tai U. Saadaksesi 1 voltin jännitteen, sinun on siirrettävä 1 C:n varaus napojen välillä samalla kun teet töitä 1 J. Olen samaa mieltä, se on hieman epäselvää .

Selvyyden vuoksi kuvittele vesisäiliö, joka sijaitsee tietyllä korkeudella. Säiliöstä tulee putki. Vesi virtaa putken läpi painovoiman vaikutuksesta. Olkoon vesi sähkövaraus, vesipatsaan korkeus jännite ja veden virtausnopeus sähkövirta. Tarkemmin sanottuna ei virtausnopeus, vaan sekunnissa ulos virtaavan veden määrä. Ymmärrät, että mitä korkeampi vedenpinta, sitä suurempi paine alhaalla on ja mitä korkeampi paine alapuolella, sitä enemmän vettä virtaa putken läpi, koska nopeus on suurempi.. Samoin mitä korkeampi jännite, sitä enemmän virtaa virtaa piirissä.

Kaikkien kolmen tarkastellun suuren välinen suhde tasavirtapiirissä määräytyy Ohmin lain mukaan, joka ilmaistaan ​​tällä kaavalla, ja kuulostaa siltä, ​​​​että piirin virranvoimakkuus on suoraan verrannollinen jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen vastukseen. Mitä suurempi vastus, sitä pienempi virta ja päinvastoin.

Lisään vielä muutaman sanan vastustuskyvystä. Se voidaan mitata tai se voidaan laskea. Oletetaan, että meillä on johdin, jonka pituus ja poikkipinta-ala tunnetaan. Neliö, pyöreä, ei väliä. Eri aineilla on eri resistiivisyys, ja kuvitteelliselle johtimellemme on tämä kaava, joka määrittää pituuden, poikkileikkausalan ja ominaisvastuksen välisen suhteen. Aineiden resistanssit löytyvät Internetistä taulukoiden muodossa.
Jälleen voimme vetää analogian veden kanssa: vesi virtaa putken läpi, anna putken olla tietty karheus. On loogista olettaa, että mitä pidempi ja kapeampi putki, sitä vähemmän vettä virtaa sen läpi aikayksikköä kohden. Katso kuinka yksinkertaista se on? Sinun ei tarvitse edes opetella ulkoa kaavaa, kuvittele vain putki, jossa on vettä.
Mitä tulee vastuksen mittaamiseen, tarvitset laitteen, ohmimittarin. Nykyään yleismittarit ovat suositumpia - yleismittarit; ne mittaavat vastusta, virtaa, jännitettä ja paljon muuta. Tehdään kokeilu. Otan nikromilangan, jonka pituus ja poikkipinta-ala tunnetaan, etsin resistiivisyyden nettisivuilta, josta ostin sen, ja lasken resistanssin. Nyt mittaan saman kappaleen laitteella. Tällaista pientä vastusta varten minun on vähennettävä laitteeni anturien vastus, joka on 0,8 ohmia. Noin vain!
Yleismittarin asteikko on jaettu mitattujen suureiden koon mukaan, mikä tehdään mittaustarkkuuden parantamiseksi. Jos haluan mitata vastuksen, jonka nimellisarvo on 100 kOhm, asetan kahvan suurempaan lähimpään vastukseen. Minun tapauksessani se on 200 kiloohmia. Jos haluan mitata 1 kiloohmin, käytän 2 ohmia. Tämä pätee muidenkin määrien mittaamiseen. Toisin sanoen asteikko näyttää mittauksen rajat, joihin sinun tulee pudota.
Jatketaan hauskanpitoa yleismittarin kanssa ja yritetään mitata loput opimme suuret. Otan useita eri DC-lähteitä. Olkoon se 12 voltin virtalähde, USB-portti ja muuntaja, jonka isoisäni teki nuoruudessaan.
Voimme mitata jännitteen näissä lähteissä juuri nyt kytkemällä volttimittarin rinnan, eli suoraan lähteiden plus- ja miinuspisteisiin. Jännitteellä kaikki on selvää, se voidaan ottaa ja mitata. Mutta virran voimakkuuden mittaamiseksi sinun on luotava sähköpiiri, jonka läpi virta kulkee. Sähköpiirissä on oltava kuluttaja tai kuorma. Yhdistetään kuluttaja jokaiseen lähteeseen. Pala LED-nauhaa, moottori ja vastus (160 ohmia).
Mittaataan piireissä kulkeva virta. Tätä varten kytken yleismittarin virranmittaustilaan ja vaihdan anturin virtatuloon. Ampeerimittari on kytketty sarjaan mitattavaan kohteeseen. Tässä on kaavio, se tulee myös muistaa, eikä sitä pidä sekoittaa volttimittarin kytkemiseen. Muuten, on olemassa sellainen asia kuin virtapihdit. Niiden avulla voit mitata virtapiirin virran kytkemättä suoraan piiriin. Eli johtoja ei tarvitse irrottaa, vaan heittää ne johtimelle ja ne mittaavat. Okei, palataan takaisin tavalliseen ampeerimittariimme.

Joten mittasin kaikki virrat. Nyt tiedämme, kuinka paljon virtaa kuluu jokaisessa piirissä. Täällä LEDit loistavat, täällä moottori pyörii ja täällä... Joten seiso siinä, mitä vastus tekee? Hän ei laula meille lauluja, ei valaise huonetta eikä käännä mitään mekanismia. Joten mihin hän kuluttaa kaikki 90 milliampeeria? Tämä ei toimi, selvitetään se. Hei sinä! Voi, hän on kuuma! Tässä siis energiaa kuluu! Onko mahdollista jotenkin laskea, minkälaista energiaa tässä on? Osoittautuu, että se on mahdollista. Kaksi tiedemiestä, James Joule ja Emilius Lenz, löysivät 1800-luvulla sähkövirran lämpövaikutusta kuvaavan lain.
Lakia kutsuttiin Joule-Lenzin laiksi. Se ilmaistaan ​​tällä kaavalla ja osoittaa numeerisesti, kuinka monta joulea energiaa vapautuu johtimessa, jossa virta kulkee aikayksikköä kohti. Tästä laista löydät tehon, joka vapautuu tästä johtimesta; teho on merkitty englannin kirjaimella P ja mitataan watteina. Löysin tämän erittäin siistin tabletin, joka yhdistää kaikki tähän mennessä tutkimamme määrät.
Näin ollen pöydälläni sähköä käytetään valaistukseen, mekaanisten töiden suorittamiseen ja ympäröivän ilman lämmittämiseen. Muuten, tällä periaatteella toimivat erilaiset lämmittimet, vedenkeittimet, hiustenkuivaajat, juottimet jne. Kaikkialla on ohut spiraali, joka lämpenee virran vaikutuksesta.

Tämä kohta on otettava huomioon kytkettäessä johtoja kuormaan, toisin sanoen tähän konseptiin sisältyy myös johtojen asettaminen pistorasiaan koko huoneistossa. Jos otat johdon, joka on liian ohut liitettäväksi pistorasiaan, ja liität tähän pistorasiaan tietokoneen, vedenkeittimen ja mikroaaltouunin, johto voi kuumentua ja aiheuttaa tulipalon. Siksi on olemassa sellainen merkki, joka yhdistää johtojen poikkileikkausalan suurimmalla teholla, joka virtaa näiden johtimien läpi. Jos päätät vetää johdot, älä unohda sitä.

Lisäksi haluaisin osana tätä numeroa palauttaa mieleen nykyisten kuluttajien rinnakkais- ja sarjakytkentöjen ominaisuudet. Sarjakytkennällä virta on sama kaikilla kuluttajilla, jännite on jaettu osiin ja kuluttajien kokonaisresistanssi on kaikkien vastusten summa. Rinnakkaisliitännällä kaikkien kuluttajien jännite on sama, virran voimakkuus jaetaan ja kokonaisvastus lasketaan tällä kaavalla.
Tämä tuo esiin yhden erittäin mielenkiintoisen kohdan, jota voidaan käyttää virran voimakkuuden mittaamiseen. Oletetaan, että sinun on mitattava virta noin 2 ampeerin piirissä. Ampeerimittari ei selviä tästä tehtävästä, joten voit käyttää Ohmin lakia puhtaassa muodossaan. Tiedämme, että virran voimakkuus on sama sarjakytkennässä. Otetaan vastus, jolla on hyvin pieni vastus ja laitetaan se sarjaan kuorman kanssa. Mitataan sen jännite. Nyt Ohmin lain avulla löydämme virran voimakkuuden. Kuten näet, se osuu yhteen nauhan laskennan kanssa. Tärkeintä tässä on muistaa, että tämän lisävastuksen tulee olla mahdollisimman pieni, jotta se vaikuttaisi mahdollisimman vähän mittauksiin.

On vielä yksi erittäin tärkeä seikka, joka sinun on tiedettävä. Kaikilla lähteillä on suurin lähtövirta; jos tämä virta ylittyy, lähde voi kuumentua, epäonnistua ja pahimmassa tapauksessa jopa syttyä tuleen. Edullisin lopputulos on, kun lähteessä on ylivirtasuoja, jolloin se yksinkertaisesti katkaisee virran. Kuten muistamme Ohmin laista, mitä pienempi vastus, sitä suurempi virta. Eli jos otat langanpalan kuormitukseksi, eli suljet lähteen itselleen, niin piirin virranvoimakkuus hyppää valtaviin arvoihin, tätä kutsutaan oikosulkuksi. Jos muistat numeron alun, voit vetää analogian veteen. Jos korvaamme Ohmin lain nollaresistanssin, saamme äärettömän suuren virran. Käytännössä näin ei tietenkään tapahdu, koska lähteellä on sisäinen vastus, joka on kytketty sarjaan. Tätä lakia kutsutaan Ohmin laiksi täydelliselle piirille. Siten oikosulkuvirta riippuu lähteen sisäisen vastuksen arvosta.
Palataan nyt maksimivirtaan, jonka lähde voi tuottaa. Kuten jo sanoin, piirin virta määräytyy kuorman mukaan. Monet ihmiset kirjoittivat minulle VK:ssa ja kysyivät jotain tällaista, liioittelen sitä hieman: Sanya, minulla on 12 voltin ja 50 ampeerin virtalähde. Jos liitän siihen pienen palan LED-nauhaa, palaako se loppuun? Ei, se ei tietenkään pala. 50 ampeeria on suurin virta, jonka lähde voi tuottaa. Jos liität siihen teipinpalan, se kestää hyvin, vaikkapa 100 milliampeeria, ja siinä se. Piirin virta on 100 milliampeeria, eikä kukaan pala missään. Toinen asia on, että jos otat kilometrin LED-nauhaa ja liität sen tähän virtalähteeseen, siellä oleva virta on sallittua suurempi, ja virtalähde todennäköisesti ylikuumenee ja epäonnistuu. Muista, että kuluttaja määrittää piirin virran määrän. Tämä laite voi tuottaa enintään 2 ampeeria, ja kun oikosulun sen pulttiin, pultille ei tapahdu mitään. Mutta virtalähde ei pidä tästä; se toimii äärimmäisissä olosuhteissa. Mutta jos otat lähteen, joka pystyy toimittamaan kymmeniä ampeeria, pultti ei pidä tästä tilanteesta.

Esimerkkinä lasketaan virtalähde, joka tarvitaan LED-nauhan tunnetun osan syöttämiseen. Joten ostimme kiinalaisilta kelan LED-nauhaa ja haluamme syöttää kolme metriä tätä nauhaa. Ensin menemme tuotesivulle ja yritämme selvittää, kuinka monta wattia yksi nauhametri kuluttaa. En löytänyt tätä tietoa, joten siellä on tämä merkki. Katsotaan millainen nauha meillä on. Diodit 5050, 60 kpl per metri. Ja näemme, että teho on 14 wattia metriä kohti. Haluan 3 metriä, mikä tarkoittaa, että teho on 42 wattia. On suositeltavaa ottaa virtalähde, jonka tehoreservi on 30%, jotta se ei toimi kriittisessä tilassa. Tuloksena saamme 55 wattia. Lähin sopiva virtalähde on 60 wattia. Tehokaavasta ilmaistamme virran voimakkuuden ja löydämme sen tietäen, että LEDit toimivat 12 voltin jännitteellä. Osoittautuu, että tarvitsemme yksikön, jonka virta on 5 ampeeria. Esimerkiksi menemme Aliin, etsimme sen, ostamme sen.
On erittäin tärkeää tietää nykyinen kulutus, kun teet USB-kotitekoisia tuotteita. Suurin virta, joka voidaan ottaa USB: stä, on 500 milliampeeria, ja on parempi olla ylittämättä sitä.
Ja lopuksi lyhyt sana turvatoimista. Täältä näet, mihin arvoihin sähköä pidetään ihmiselämälle vaarattomana.

Jokapäiväisessä elämässämme olemme jatkuvasti tekemisissä sähkön kanssa. Ilman varautuneiden hiukkasten siirtämistä käyttämiemme instrumenttien ja laitteiden toiminta on mahdotonta. Ja jotta voit täysin nauttia näistä sivilisaation saavutuksista ja varmistaa niiden pitkäaikaisen palvelun, sinun on tiedettävä ja ymmärrettävä toimintaperiaate.

Sähkötekniikka on tärkeä tiede

Sähkötekniikka vastaa käytännön tarkoituksiin sähköenergian tuotantoon ja käyttöön liittyviin kysymyksiin. Ei kuitenkaan ole ollenkaan helppoa kuvata ymmärrettävällä kielellä meille näkymätöntä maailmaa, jossa virta ja jännite hallitsevat. Siksi edut ovat jatkuvasti kysyttyjä"Sähköä nukkeille" tai "Sähkötekniikkaa aloittelijoille".

Mitä tämä salaperäinen tiede tutkii, mitä tietoja ja taitoja sen hallinnan tuloksena voi saada?

Tieteen "Sähkötekniikan teoreettiset perusteet" kuvaus

Teknisiä erikoisuuksia saavien opiskelijoiden ennätyskirjoissa näet salaperäisen lyhenteen "TOE". Juuri tätä tiedettä tarvitsemme.

Sähkötekniikan syntymäaikana voidaan pitää 1800-luvun alun ajanjaksoa, jolloin Ensimmäinen tasavirtalähde keksittiin. Fysiikasta tuli "vastasyntyneen" tiedon haaran äiti. Myöhemmät löydöt sähkön ja magnetismin alalla rikastivat tätä tiedettä uusilla tosiasioilla ja käsitteillä, joilla oli suuri käytännön merkitys.

Se sai nykyaikaisen muotonsa itsenäisenä toimialana 1800-luvun lopulla ja siitä lähtien sisältyy teknisten korkeakoulujen opetussuunnitelmaan ja on aktiivisesti vuorovaikutuksessa muiden alojen kanssa. Siten voidaksesi opiskella sähkötekniikkaa menestyksekkäästi, sinulla on oltava teoreettiset tiedot fysiikan, kemian ja matematiikan koulukurssilta. Puolestaan ​​sellaiset tärkeät tieteenalat kuin:

• elektroniikka ja radioelektroniikka;
• sähkömekaniikka;
• energia, valaistustekniikka jne.

Sähkötekniikan keskiössä on tietysti virta ja sen ominaisuudet. Seuraavaksi teoriassa puhutaan sähkömagneettisista kentistä, niiden ominaisuuksista ja käytännön sovelluksista. Kurssin viimeisessä osassa korostetaan laitteita, joissa energinen elektroniikka toimii. Jokainen, joka on oppinut tämän tieteen, ymmärtää paljon ympäröivästä maailmasta.

Mikä on sähkötekniikan merkitys nykyään? Sähkötyöntekijät eivät voi tehdä ilman tämän tieteenalan tuntemusta:

• sähköasentaja;
• asentajalle;
• energiaa.

Sähkön kaikkialla läsnäolo tekee sen opiskelun tarpeelliseksi tavalliselle ihmiselle, jotta hän olisi lukutaitoinen ihminen ja voisi soveltaa tietojaan jokapäiväisessä elämässä.

On vaikea ymmärtää, mitä ei voi nähdä ja "koskea". Useimmat sähköalan oppikirjat ovat täynnä epäselviä termejä ja hankalia kaavioita. Siksi aloittelijoiden hyvät aikomukset opiskella tätä tiedettä jäävät usein vain suunnitelmiksi.

Itse asiassa sähkötekniikka on erittäin mielenkiintoinen tiede, ja sähkön perusperiaatteet voidaan esittää tukkeille ymmärrettävällä kielellä. Jos lähestyt koulutusprosessia luovasti ja huolellisesti, paljon tulee ymmärrettävää ja jännittävää. Tässä on joitain hyödyllisiä vinkkejä nuken sähkön oppimiseen.

Matka elektronien maailmaan sinun on aloitettava tutkimalla teoreettisia perusteita- käsitteet ja lait. Osta koulutusopas, esimerkiksi "Sähkötekniikka dummiesille", joka kirjoitetaan kielellä, jota ymmärrät, tai useita vastaavia oppikirjoja. Visuaalisten esimerkkien ja historiallisten tosiasioiden läsnäolo monipuolistaa oppimisprosessia ja auttaa paremmin omaksumaan tietoa. Voit tarkistaa edistymisesi käyttämällä erilaisia ​​testejä, tehtäviä ja koekysymyksiä. Palaa takaisin niihin kappaleisiin, joissa teit virheitä tarkistaessasi.

Jos olet varma, että olet tutkinut täysin tieteenalan fyysisen osan, voit siirtyä monimutkaisempaan materiaaliin - sähköisten piirien ja laitteiden kuvaukseen.

Tunnetko olevasi riittävän "taitava" teoriassa? On tullut aika kehittää käytännön taitoja. Materiaalit yksinkertaisten piirien ja mekanismien luomiseen löytyvät helposti sähkö- ja taloustavaraliikkeistä. Kuitenkin, älä kiirehdi heti aloittamaan mallintyötä- Opettele ensin "sähköturvallisuus" -osio, jotta et vahingoita terveyttäsi.

Kokeile rikkoutuneiden kodinkoneiden korjaamista saadaksesi käytännön hyötyä uudesta tiedostasi. Muista tutustua käyttövaatimuksiin, noudattaa ohjeita tai kutsua kokenut sähköasentaja töihin. Kokeilun aika ei ole vielä tullut, eikä sähkön kanssa kannata vähätellä.

Yritä, älä kiirehdi, ole utelias ja ahkera, tutki kaikkia saatavilla olevia materiaaleja ja sitten "pimeältä hevoselta" sähkövirrasta tulee hyvä ja uskollinen ystävä sinulle. Ja saatat jopa pystyä tekemään suuren sähkölöydön ja rikastumaan yhdessä yössä.