Виникнення електричного струму для новачків Самовчитель електрика. Навчитися, навчитися електромонтажу. Освітлювальна побутова електрична мережа, електрика своїми руками. Схема електропроводки, проводки. З чого розпочати вивчення основ електротехніки

Перш ніж приступити до робіт, пов'язаних з електрикою, необхідно трохи "підкуватися" теоретично в цьому питанні. Якщо говорити просто, зазвичай під електрикою мається на увазі цей рух електронів під дією електромагнітного поля. Головне - зрозуміти, що електрика - енергія найдрібніших заряджених частинок, які рухаються всередині провідників у певному напрямку.

Постійний струмпрактично не змінює свого напряму та величини в часі. Допустимо, у звичайній батарейці постійний струм. Тоді заряд перетікатиме від мінуса до плюсу, не змінюючись, поки не вичерпається.

Змінний струм- це струм, який з певною періодичністю змінює напрямок руху та величину.

Подайте струм як потік води, що тече по трубі. Через якийсь проміжок часу (наприклад, 5 с) вода прямуватиме то в один бік, то в інший. Зі струмом це відбувається набагато швидше - 50 разів на секунду (частота 50 Гц). Протягом одного періоду коливання величина струму підвищується до максимуму, потім проходить через нуль, а потім відбувається зворотний процес, але з іншим знаком. На питання, чому так відбувається і навіщо потрібен такий струм, можна відповісти, що отримання та передача змінного струму набагато простіше, ніж постійного.

Отримання та передача змінного струму тісно пов'язані з таким пристроєм, як трансформатор. Генератор, який виробляє змінний струм, з пристрою набагато простіше, ніж генератор постійного струму. Крім того, для передачі енергії на далеку відстань змінний струм підходить найкраще. З його допомогою при цьому втрачається менше енергії.

За допомогою трансформатора (спеціального пристрою у вигляді котушок) змінний струм перетворюється з низької напруги на високу та навпаки, як це представлено на ілюстрації. Саме з цієї причини більшість приладів працює від мережі, в якій змінний струм. Однак постійний струм також застосовується досить широко – у всіх видах батарей, у хімічній промисловості та деяких інших областях.

Багато хто чув такі загадкові слова, як одна фаза, три фази, нуль, заземлення чи земля, і знають, що це важливі поняття у світі електрики. Однак не всі розуміють, що вони позначають і яке відношення до навколишньої дійсності. Тим не менш, знати це обов'язково. Не заглиблюючись у технічні подробиці, які не потрібні домашньому майстру, можна сказати, що трифазна мережа - це такий спосіб передачі електричного струму, коли змінний струм тече трьома проводами, а по одному повертається назад. Вищесказане треба трохи пояснити. Будь-який електричний ланцюг складається з двох дротів. По одному струм йде до споживача (наприклад, до чайника), а по іншому повертається назад. Якщо розімкнути такий ланцюг, то струм не йтиме. Ось і весь опис однофазного ланцюга.

Той провід, яким струм йде, називається фазовим, чи навіть фазою, а яким повертається - нульовим, чи нулем. Трифазна ланцюг складається з трьох фазових проводів та одного зворотного. Таке можливе тому, що фаза змінного струму в кожному з трьох дротів зсунута по відношенню до сусіднього на 120 °C. Докладніше це питання допоможе відповісти підручник з електромеханіки. Передача змінного струму відбувається за допомогою трифазних мереж. Це вигідно економічно - не потрібні ще два нульові дроти.

Підходячи до споживача, струм поділяється втричі фази, і кожної їх дається по нулю. Так він потрапляє до квартир та будинків. Хоча іноді трифазна мережа заводиться прямо до будинку. Як правило, йдеться про приватний сектор, і такий стан справ має свої плюси та мінуси. Про це буде розказано пізніше. Земля, чи, точніше сказати, заземлення - третій провід в однофазній мережі. По суті, робочого навантаження не несе, а служить свого роду запобіжником. Це можна пояснити з прикладу. У разі коли електрика виходить з-під контролю (наприклад, коротке замикання), виникає загроза пожежі або удару струмом. Щоб цього не сталося (тобто значення струму не повинно перевищувати безпечний для людини та приладів рівень), вводиться заземлення. З цього дроту надлишок електрики в буквальному значенні слова йде в землю.

Ще один приклад. Допустимо, у роботі електродвигуна пральної машини виникла невелика поломка і частина електричного струму потрапляє на зовнішню металеву оболонку приладу. Якщо заземлення немає, цей заряд так і блукатиме пральною машиною. Коли людина торкнеться неї, він моментально стане найзручнішим виходом даної енергії, тобто отримає удар струмом. За наявності дроту заземлення в цій ситуації зайвий заряд стіче по ньому, не завдавши шкоди нікому. На додаток можна сказати, що нульовий провідник може бути заземленням і, в принципі, ним і є, але тільки на електростанції. Ситуація, коли в будинку немає заземлення, є небезпечною. Як із нею впоратися, не змінюючи всю проводку в будинку, буде розказано надалі.

Увага!

Деякі умільці, покладаючись на початкові знання з електротехніки, встановлюють нульовий провід як заземлюючий. Ніколи не робіть так. При обриві нульового дроту корпусу заземлених приладів виявляться під напругою 220 В.

Зміст:

Існує безліч понять, які не можна побачити на власні очі і помацати руками. Найбільш яскравим прикладом служить електротехніка, що складається зі складних схем та малозрозумілої термінології. Тому дуже багато хто просто відступає перед труднощами подальшого вивчення цієї науково-технічної дисципліни.

Здобути знання у цій галузі допоможуть основи електротехніки для початківців, викладені доступною мовою. Підкріплені історичними фактами та наочними прикладами, вони стають цікавими та зрозумілими навіть для тих, хто вперше зіткнувся з незнайомими поняттями. Поступово просуваючись від простого до складного, цілком можливо вивчити представлені матеріали та використовувати їх у практичній діяльності.

Поняття та властивості електричного струму

Електричні закони та формули потрібні не тільки для проведення будь-яких розрахунків. Вони потрібні і тим, хто практично виконує операції, пов'язані з електрикою. Знаючи основи електротехніки, можна логічним шляхом встановити причину несправності і дуже швидко її усунути.

Суть електричного струму полягає у русі заряджених частинок, які переносять електричний заряд від однієї до іншої точки. Однак при безладному тепловому русі заряджених частинок, за прикладом вільних електронів у металах, перенесення заряду не відбувається. Переміщення електричного заряду через поперечний переріз провідника відбувається лише за умови іонів або електронів у впорядкованому русі.

Електричний струм завжди протікає у певному напрямку. Про його наявність свідчать специфічні ознаки:

  • Нагрівання провідника, яким протікає струм.
  • Зміна хімічного складу провідника під впливом струму.
  • Надання силового впливу на сусідні струми, намагнічені тіла та сусідні струми.

Електричний струм може бути постійним та змінним. У першому випадку всі параметри залишаються незмінними, тоді як у другому - періодично відбувається зміна полярності від позитивної до негативної. У кожному напівперіоді змінюється напрямок потоку електронів. Швидкість таких періодичних змін є частотою, що вимірюється в герцах

Основні струмові величини

При виникненні ланцюга електричного струму, відбувається постійне перенесення заряду через поперечний переріз провідника. Величина заряду, перенесена за певну одиницю часу, називається , що вимірюється в амперах.

Щоб створити і підтримувати рух заряджених частинок, необхідний вплив сили, прикладеної до них у напрямі. У разі припинення такої дії припиняється і перебіг електричного струму. Така сила одержала назву електричного поля, ще вона відома як . Саме вона викликає різницю потенціалів або напругана кінцях провідника і дає поштовх руху заряджених частинок. Для виміру цієї величини застосовується спеціальна одиниця - вольт. Існує певна залежність між основними величинами, яка відображена в законі Ома, який буде розглянутий докладно.

Найважливішою характеристикою провідника, безпосередньо пов'язаної з електричним струмом, є опір, що вимірюється в омах. Ця величина є своєрідним протидією провідника течії у ньому електричного струму. Внаслідок впливу опору відбувається нагрівання провідника. Зі збільшенням довжини провідника та зменшенням його перерізу значення опору збільшується. Розмір в 1 Ом виникає, коли різниця потенціалів у провіднику становить 1, а сила струму - 1 А.

Закон Ома

Цей закон належить до основних положень та понять електротехніки. Він найбільше точно відображає залежність між такими величинами, як сила струму, напруга, опір і . Визначення цих величин вже було розглянуто, тепер необхідно встановити рівень їх взаємодії та впливу друг на друга.

Для того, щоб обчислити ту чи іншу величину, необхідно скористатися такими формулами:

  1. Сила струму: I = U/R (ампер).
  2. Напруга: U = I x R (вольт).
  3. Опір: R = U/I (ом).

Залежність цих величин для кращого розуміння суті процесів часто порівнюється з гідравлічними характеристиками. Наприклад, внизу бака, наповненого водою, встановлюється клапан з трубою, що примикає до нього. При відкритті клапана вода починає текти, оскільки існує різниця між високим тиском на початку труби та низьким – на її кінці. Така сама ситуація виникає на кінцях провідника у вигляді різниці потенціалів - напруги, під дією якого електрони рухаються по провіднику. Таким чином, за аналогією, напруга є своєрідним електричним тиском.

Силу струму можна порівняти з витратою води, тобто її кількістю, що протікає через переріз труби за встановлений період. При зменшенні діаметра труби зменшиться потік води у зв'язку зі збільшенням опору. Цей обмежений потік можна порівняти з електричним опором провідника, що утримує потік електронів у певних рамках. Взаємодія струму, напруги та опору аналогічно гідравлічним характеристикам: зі зміною одного параметра, відбувається зміна решти.

Енергія та потужність в електротехніці

У електротехніці існують ще й такі поняття, як енергіяі потужність, пов'язані із законом Ома. Сама енергія існує в механічній, тепловій, ядерній та електричній формі. Відповідно до закону збереження енергії, її неможливо знищити чи створити. Вона може лише перетворюватися з однієї форми на іншу. Наприклад, в аудіосистемах здійснюється перетворення електроенергії на звук і теплоту.

Будь-які електричні пристрої споживають певну кількість енергії протягом встановленого проміжку часу. Ця величина індивідуальна для кожного приладу і є потужністю, тобто обсягом енергії, який може спожити той чи інший прилад. Цей параметр обчислюється за формулою P = I x U, одиницею виміру служить . Він означає переміщення одним вольтом через опір в одному.

Таким чином, основи електротехніки для початківців допоможуть спочатку розібратися з основними поняттями та термінами. Після цього значно легше використовувати отримані знання на практиці.

Електрика для чайників: основи електроніки

У наш час кожен охочий може ознайомитися з азами електрики, навіть не залишаючи меж свого будинку. Почати це захоплююче заняття найкраще зі знайомства зі спрощеною електричною схемою розведення та підключення вимикачів, розеток та освітлювальних приладів у вашій власній квартирі. Подібні схеми відносяться до стандартних проектних рішень і широко застосовуються при електропостачанні типових промислових і житлових приміщень, а також при тимчасовому підключенні до електромережі ряду будівельних об'єктів.

Першим (у той же час найбільшим і найбільш важливим) елементом у довгому ланцюжку обладнання типової квартирної електропроводки є електричний щиток, до якого через захисний автомат (або запобіжник корка) підводиться живлення від основного розподільного щитка, розташованого на під'їзному майданчику. До складу квартирного щитка входять, як правило, електролічильник, кілька автоматичних вимикачів, пристрій захисного відключення (ПЗВ), кріпильна DIN-рейка та ще ряд допоміжних шин. Саме з такого вступного щитка і організується електропостачання всіх кімнат у вашій квартирі.

Декілька лінії електроживлення (їх кількість залежить від кількості кімнат та потужності електричних навантажень), що складаються з двох проводів – фазного та нульового (або з трьох, якщо є лінія заземлення), через призначені для них автоматичні вимикачі розводяться по окремих кімнатах квартири.

Розведення електропроводки по всій квартирі проводиться шляхом організації відгалужень від основної лінії проводки, які необхідні для підключення окремих споживачів - електричного дзвінка, штепсельних розеток або вимикачів. Для цих цілей використовуються монтажні розподільні коробки, що є пластмасовими склянками, забезпечені вхідними і вихідними отворами для проводів і кришкою. Усередині коробок розміщені спеціальні гвинтові затискачі для підключення комутованих настановних проводів. Але як правило дроти в коробці просто скручуються (так звана скрутка) і ізолюються один від одного (зазвичай обмотуються ізолентою або термозбіжною трубкою). Рекомендується також використовувати затискачі (у нас велике поширення набули затискачі Wago), або сполучні затискачі ЗІЗ (ковпачки з пружинкою всередині).

Слід зазначити, що всі внутрішньоквартирні споживачі електроенергії (дзвінки, різні освітлювачі разом з вимикачами, побутові прилади, кондиціонери тощо) підключаються до квартирної проводки паралельно. При подібній схемі підключення несправність або відключення одного з цих споживачів не викличе «знеструмлення» інших приладів, яке є неминучим у разі їх послідовного з'єднання. Прикладом послідовного з'єднання окремих елементів електричної проводки є з'єднання будь-якого освітлювального приладу та його вимикача.

Таким чином, лінії електропроводки підводяться спочатку до розміщених у кожній кімнаті розподільних коробок і тільки після них розходяться по окремих навантаженнях (освітлювальних приладах з вимикачами, розетками тощо).

Зі схеми підключення вимикачів і ламп ми бачимо, що до розподільної коробки підходять і від неї відгалужуються фазні дроти (червоного кольору) та нульові дроти (синього кольору). Саме фазовий провід, що відходить (ні в якому разі ні нульовий!) повинен підключатися до одного з контактів вимикача. Нульовий провід повинен йти на загальний контакт ламп, з яких складається світильник. Провіди, що відходять від вимикача (на малюнку - зеленого кольору) підводяться до загального контакту кожної з двох груп ламп світильника, що розглядається. Зверніть увагу - на малюнку зображено варіант двоклавішного вимикача з двома групами ламп та варіант одноклавішного вимикача.

Підключення розеток після распредкоробки проводиться більш простим способом - фазовий і нульовий провідники (і якщо заземлення є) приєднуються безпосередньо до відповідних (довільно обраних) контактів самої розетки. Пара цих провідників від вже підключеної розетки ведеться до другої, а, у разі потреби – і третьої розетки (таке вид з'єднання називається з'єднання «шлейфом»).

Дуже важливо врахувати той факт, що при паралельній схемі підключення споживачів не допускається збільшувати їхню загальну кількість вище за певне значення. При паралельному живленні кожен доданий електроприлад (нова розетка) збільшує навантаження на загальну для всієї квартири частину електропроводки. При граничному значенні сумарного струму в ланцюзі (у разі, коли всі прилади будуть увімкнені) обов'язково спрацює пристрій захисту за максимальним струмом - той самий автоматичний вимикач на щитку, від якого запитується дана лінія. Він просто відключить цю гілку від загального кола живлення квартири.

Якщо ваш автомат підібраний неправильно (має завищене значення струму спрацьовування по перевантаженню), то наслідки можуть виявитися куди більш плачевними - дроти можуть просто не витримати сили струму, що проходить по них, і від перегріву загорітися.
Ось чому так важливо навчитися правильно вибирати автоматичний вимикач для кожної лінії навантаження та точно розраховувати переріз проводів, що працюють у цих лініях.
Як правило при типовій квартирній розводці на лінії освітлення закладають мідний провід перетином 1.5мм2, а на розеткові лінії 2.5мм2.

Почнемо мабуть із поняття електрики. Електричний струм – це впорядкований рух заряджених частинок під впливом електричного поля. Як частинок можуть виступати вільні електрони металу, якщо струм тече металевим дротом, або іони, якщо струм тече в газі або рідині.
Є ще струм у напівпровідниках, але це окрема тема розмови. Як приклад можна навести високовольтний трансформатор з мікрохвильової печі – спочатку електрони біжать по проводах, потім іони рухаються між проводами, відповідно спочатку струм йде через метал, а потім через повітря. Речовину називають провідником або напівпровідником, якщо в ньому є частинки, здатні переносити електричний заряд. Якщо таких частинок немає, така речовина називається діелектриком, вона не проводить електрику. Заряджені частинки несуть у собі електричний заряд, який вимірюється позначається q в кулонах.
Одиниця вимірювання сили струму називається Ампер і позначається буковою I, струм величиною 1 Ампер утворюється при проходженні через точку електричного ланцюга заряду величиною 1 Кулон за 1 секунду, тобто грубо кажучи сила струму вимірюється в кулонах секунду. І насправді сила струму це кількість електрики, що протікає за одиницю часу через поперечний переріз провідника. Чим більше заряджених частинок біжить по дроту, тим більше струм.
Щоб змусити заряджені частинки переміщатися від одного полюса до іншого, необхідно створити між полюсами різницю потенціалів або – Напруга. Напруга вимірюється у вольтах і позначається літерою V або U. Щоб отримати напругу величиною 1 Вольт потрібно передати між полюсами заряд в 1 Кл, здійснивши при цьому роботу в 1 Дж. Згоден, трохи незрозуміло.

Для наочності представимо резервуар з водою, розташований на деякій висоті. З резервуару виходить труба. Вода під впливом сили тяжіння витікає через трубу. Нехай вода – це електричний заряд, висота водяного стовпа – це напруга, швидкість потоку води – це електричний струм. Точніше не швидкість потоку, а кількість води, що витікає за секунду. Ви розумієте, що чим вищий рівень води, тим більше буде тиск унизу. А чим вищий тиск унизу, тим більше води випливе через трубу, тому що швидкість буде вищою.

Залежність між усіма трьома розглянутими величинами в ланцюзі постійного струму визначає закон ома, який виражається такою формулою, і звучить як сила струму в ланцюзі прямо пропорційна напрузі, і назад пропорційна опору. Чим більший опір, тим менший струм, і навпаки.

Додам ще кілька слів про опір. Його можна виміряти, а можна порахувати. Припустимо, у нас є провідник, який має відому довжину і площу поперечного перерізу. Квадратний, круглий, не має значення. Різні речовини мають різний питомий опір, і для нашого уявного провідника існує така формула, що визначає залежність між довжиною, площею поперечного перерізу і питомим опором. Питомий опір речовин можна знайти у інтернеті як таблиць.
Можна знову ж таки провести аналогію з водою: вода тече по трубі, нехай труба має питому шорсткість. Логічно припустити, що чим довша і вже труба, тим менше води по ній протікатиме за одиницю часу. Бачите, як просто? Формулу навіть запам'ятовувати не потрібно, достатньо уявити трубу з водою.
Що ж до виміру опору, то потрібен прилад, омметр. У наш час найбільш популярні універсальні прилади – мультиметри, вони вимірюють і опір, і струм, і напруга, і ще купу всього. Давайте проведемо експеримент. Я візьму відрізок ніхромового дроту відомої довжини та площі перерізу, знайду питомий опір на сайті, де я його купив і порахую опір. Тепер цей же шматочок виміряю за допомогою приладу. Для такого маленького опору мені доведеться відняти опір щупів мого приладу, який дорівнює 0.8 Ом. Ось так ось!
Шкала мультиметра розбита за розмірами вимірюваних величин це зроблено для більш високої точності вимірювання. Якщо я хочу виміряти резистор з номіналом 100 кОм, я ставлю ручку на більш найближчий опір. У моєму випадку це 200 кілом. Якщо хочу виміряти 1 кілоом, то ставлю на 2 кому. Це справедливо для вимірювання інших величин. Тобто на шкалі відкладено межі виміру, до якого потрібно потрапити.
Давайте продовжимо розважатися з мультиметром і спробуємо виміряти решту вивчених величин. Візьму кілька джерел постійного струму. Нехай це буде блок живлення на 12 вольт, юсб порт та трансформатор, який у своїй молодості зробив мій дід.
Напруга на цих джерелах ми можемо виміряти прямо зараз, підключивши вольтметр паралельно, тобто безпосередньо до плюс і мінусу джерел. З напругою все зрозуміло, його можна взяти та виміряти. А ось щоб виміряти силу струму, потрібно створити електричний ланцюг, по якому протікатиме струм. В електричному ланцюзі обов'язково має бути споживач, або навантаження. Давайте підключимо споживач до кожного джерела. Шматок світлодіодної стрічки, моторчик та резистор на (160 ом).
Давайте виміряємо струм, що протікає в ланцюгах. Для цього перемикаю мультиметр у режим вимірювання сили струму та перемикаю щуп у вхід для струму. Амперметр підключається в ланцюг об'єкту, що послідовно вимірюється. Ось схема, її теж слід пам'ятати і плутати з підключенням вольтметра. До речі, існує така штуковина як струмові кліщі. Вони дозволяють вимірювати силу струму в ланцюзі без підключення безпосередньо до кола. Тобто не потрібно від'єднувати дроти, просто накидаєш їх на провід і вони вимірюють. Ну гаразд, повернемося до нашого звичайного амперметра.

Отже, я виміряв усі струми. Тепер ми знаємо, який струм споживається у кожному ланцюзі. Тут у нас світяться світлодіоди, тут крутиться моторчик, а тут…. Так стояти, а що робить резистор? Він не співає нам пісні, не освітлює кімнати і не обертає жодного механізму. Тож на що він витрачає цілих 90 міліампер? Так не піде, розбираймося. Слухай ти! Ай, він гарячий! Так куди витрачається енергія! А чи можна порахувати, що тут за енергія? Виявляється – можна. Закон, що описує теплову дію електричного струму, був відкритий у 19 столітті двома вченими, джеймсом джоулем та емілієм ленцем.
Закон назвали закон джоуля ленцю. Він виражається такою формулою, і чисельно показує, скільки джоулів енергії виділяється у провіднику, у якому тече струм, за одиницю часу. З цього закону можна знайти потужність, яка виділяється на цьому провіднику, потужність позначається англійською літерою Р та вимірюється у ватах. Я знайшов таку дуже круту табличку, яка пов'язує всі вивчені нами на цей момент величини.
Таким чином, у мене на столі електрична потужність йде на освітлення, на здійснення механічної роботи і на нагрівання навколишнього повітря. До речі саме на цьому принципі працюють різні нагрівачі, електрочайники, фени, паяльники та інше. Там скрізь стоїть тоненька спіраль, що нагрівається під впливом струму.

Цей момент варто враховувати при підведенні проводів до навантаження, тобто прокладання проводки до розеток по квартирі також входить до цього поняття. Якщо для підведення до розетки надто тонкий провід і підключіть комп'ютер, чайник і мікрохвильову піч, то провід може нагрітися аж до пожежі. Тому є ось така табличка, яка пов'язує площу поперечного перерізу дротів з максимальною потужністю, яка цими проводами йтиме. Якщо надумаєте тягнути дроти – не забудьте про це.

Також у рамках цього випуску хотілося б нагадати особливості паралельного та послідовного з'єднання споживачів струму. При послідовному з'єднанні сила струму однакова усім споживачах, напруга розділилося на частини, а загальний опір споживачів є суму всіх опорів. При паралельному з'єднанні напруга на всіх споживачах однакова, сила струму розділилася, а загальний опір обчислюється за такою формулою.
З цього випливає один дуже цікавий момент, який можна використовувати для вимірювання сили струму. Допустимо потрібно виміряти силу струму в ланцюзі близько 2 ампер. Амперметр із цим завданням не справляється, тому можна використовувати закон ома в чистому вигляді. Знаємо, що сила струму однакова за послідовного з'єднання. Візьмемо резистор з дуже невеликим опором і вставимо його послідовно навантаженню. Виміряємо на ньому напругу. Тепер, користуючись законом ома, знайдемо силу струму. Як бачите, вона збігається із розрахунком стрічки. Тут головне пам'ятати, що цей додатковий резистор повинен бути якомога меншим опором, щоб надавати мінімальний вплив на вимірювання.

Є ще один дуже важливий момент, про який потрібно знати. Всі джерела мають максимальний струм, що віддається, якщо цей струм перевищити - джерело може нагрітися, вийти з ладу, а в гіршому випадку ще й загорітися. Найсприятливіший результат - це коли джерело має захист від перевантаження по струму, в такому випадку він просто відключить струм. Як ми пам'ятаємо із закону ома, що менше опір, то вищий струм. Тобто якщо взяти як навантаження шматок дроту, тобто замкнути джерело самого на себе, то сила струму в ланцюзі підскочить до величезних значень, це називається коротке замикання. Якщо ви пам'ятаєте початок випуску, можете провести аналогію з водою. Якщо підставити нульовий опір до закону, то ми отримаємо нескінченно великий струм. Насправді таке звісно немає, оскільки джерело має внутрішній опір, яке підключено послідовно. Цей закон називається законома для повного ланцюга. Таким чином, струм короткого замикання залежить від величини внутрішнього опору джерела.
Тепер повернемося до максимального струму, який може видати джерело. Як я вже казав, силу струму в ланцюзі визначає навантаження. Багато хто писав мені вк і ставив приблизно ось таке питання, я його злегка утрирую: саня, у мене є блок живлення на 12 вольт і 50 ампер. Якщо підключу до нього маленький шматочок світлодіодної стрічки, вона не згорить? Ні, звичайно ж, вона не згорить. 50 ампер – це максимальний струм, здатний видати джерело. Якщо ти підключиш до нього шматочок стрічки, вона візьме свої ну допустимо 100 міліампер, і все. Струм у ланцюзі дорівнюватиме 100 міліампер, і ніхто нікуди не горітиме. Інша справа, якщо візьмеш кілометр світлодіодної стрічки і підключиш його до цього блоку живлення, то струм там буде вище допустимого, і блок живлення швидше за все перегріється і вийде з ладу. Запам'ятайте, саме споживач визначає величину струму в ланцюзі. Цей блок може видати максимум 2 ампери, і коли я закорочую його на болтик, з болтиком нічого не відбувається. А ось блоку живлення це не подобається, він працює в екстремальних умовах. А от якщо взяти джерело, здатне видати десятки амперів, така ситуація не сподобається вже болтику.

Давайте для прикладу зробимо розрахунок блоку живлення, який знадобиться для живлення відомого відрізка світлодіодної стрічки. Отже, закупили ми у китайців котушку світлодіодної стрічки і хочемо запитати три метри цієї стрічки. Для початку йдемо на сторінку товару і намагаємося знайти, скільки ватів споживає один метр стрічки. Цю інформацію я знайти не зміг, тому є така табличка. Дивимось, що у нас за стрічка. Діоди 5050, 60 штук на метр. І бачимо, що потужність складає 14 ватів на метр. Я хочу 3 метри, отже потужність буде 42 вати. Блок живлення бажано брати із запасом на 30% за потужністю, щоб він не працював у критичному режимі. У результаті отримуємо 55 Вт. Найближчий відповідний блок живлення буде на 60 Вт. З формули потужності виражаємо силу струму та знаходимо її, знаючи, що світлодіоди працюють при напрузі 12 вольт. Виходить, нам потрібний блок із струмом 5 ампер. Заходимо, наприклад, на алі, знаходимо, купуємо.
Дуже важливо знати споживаний струм при виготовленні будь-яких USB саморобок. Максимальний струм, який можна взяти від USB, становить 500 міліампер і його краще не перевищувати.
І насамкінець коротенько про техніку безпеки. Тут ви можете бачити, до яких значень електрика вважається безпечною для життя людини.

У повсякденному житті ми маємо справу з електрикою. Без заряджених частинок, що рухаються, неможливе функціонування використовуваних нами приладів і пристроїв. І щоб повною мірою насолоджуватися цими досягненнями цивілізації та забезпечувати їхню довготривалу службу, треба знати та розуміти принцип роботи.

Електротехніка - важлива наука

На питання, пов'язані з отриманням та використанням енергії струму в практичних цілях, відповідає електротехніка. Однак описати доступною мовою невидимий нам світ, де панують струм і напруга, зовсім непросто. Тому незмінним попитом користуються посібники"Електрика для чайників" або "Електротехніка для початківців".

Що ж вивчає ця загадкова наука, які знання та вміння можна отримати в результаті її освоєння?

Опис дисципліни "Теоретичні основи електротехніки"

У заліках студентів, які здобувають технічні спеціальності, можна побачити загадкову абревіатуру «ТОЕ». Це і є потрібна нам наука.

Датою народження електротехніки можна вважати період початку XIX століття, коли було винайдено перше джерело постійного струму. Мати «новонародженої» галузі знань стала фізика. Наступні відкриття в галузі електрики та магнетизму збагатили цю науку новими фактами та поняттями, що мали важливе практичне значення.

Свій сучасний вигляд, як самостійна галузь, вона набула наприкінці XIX століття, і з того часу входить до навчальної програми технічних ВНЗта активно взаємодіє з іншими дисциплінами. Так, для успішного вивчення електротехніки необхідно мати теоретичний багаж знань зі шкільного курсу фізики, хімії та математики. У свою чергу, на ТОЕ базуються такі важливі дисципліни, як:

  • електроніка та радіоелектроніка;
  • електромеханіка;
  • енергетика, світлотехніка та ін.

Центральним об'єктом уваги електротехніки є, звичайно, струм та його характеристики. Далі теорія розповідає про електромагнітні поля, їх властивості та практичне застосування. У останній частині дисципліни висвітлюються пристрої, у яких працюють енергійні електрончики. Той, хто осилив цю науку, багато чого зрозуміє в навколишньому світі.

Яким є значення електротехніки в наш час? Без знання цієї дисципліни не можна обійтися електротехнічним працівникам:

  • електрику;
  • монтеру;
  • енергетику.

Всюдисущість електрики робить його вивчення необхідним і простому обивателю, щоб бути грамотною людиною та вміти застосовувати свої знання у повсякденному житті.

Складно зрозуміти те, чого не можеш побачити та «помацати». Більшість підручників з електрики рясніють малозрозумілими термінами та громіздкими схемами. Тому добрі наміри початківців вивчити цю науку часто і залишаються лише планами.

Насправді електротехніка – дуже цікава наука, а основні положення електрики можна викласти доступною мовою для чайників. Якщо підійти до освітнього процесу творчо та з належною старанністю, багато чого стане зрозумілим та захоплюючим. Ось кілька корисних рекомендацій щодо вивчення електрики для «чайників».

Подорож у світ електронів потрібно почати з вивчення теоретичних засад- понять та законів. Придбайте посібник, наприклад, «Електротехніка для чайників», який буде написаний зрозумілою для вас мовою або кілька таких підручників. Наявність прикладів та історичних фактів урізноманітнюють процес навчання і допоможуть краще засвоїти знання. Перевірити успішність можна за допомогою різних тестів, завдань та екзаменаційних питань. Поверніться ще раз до тих параграфів, у яких припустилися помилки під час перевірки.

Якщо впевнені, що повністю вивчили фізичний розділ дисципліни, можна переходити до складнішого матеріалу - опис електричних схем та пристроїв.

Чи відчуваєте собі досить «підкованим» у теорії? Настав час виробляти практичні навички. Матеріали для створення найпростіших схем та механізмів можна легко знайти у магазинах електричних та господарських товарів. Однак, не поспішайте відразу приступати до моделювання- вивчіть спочатку розділ «електробезпека», щоб не завдати шкоди своєму здоров'ю.

Щоб отримати практичну користь від новонабутих знань, спробуйте відремонтувати побутову техніку, що вийшла з ладу. Обов'язково вивчіть вимоги з експлуатації, дотримуйтесь інструкцій або запросіть до себе в напарники досвідченого електрика. Час експериментів ще не настав, а з електрикою жарти погані.

Намагайтеся, не поспішайте, будьте допитливі та посидючі, вивчайте всі доступні матеріали і тоді з «темного конячка» електричний струм перетвориться на доброго та вірного другадля вас. І, можливо, ви навіть можете зробити важливе відкриття в області електрики і відразу стати багатим і відомим.