Основные понятия в электрике

Скорость теплового движения свободных электронов

Нам известно, что общий заряд тела состоит из большого количества элементарных зарядов.

К примеру, в твердых телах положительные заряды – это ядра атомов, или ионы. А отрицательные – это электроны.

А в жидкостях или газах – положительные и отрицательные заряды – это ионы.

Примечание: Ион – атом, у которого присутствует избыток электронов, либо наоборот, электронов меньше, чем в нейтральном атоме.

Рассмотрим твердый проводник, в нем присутствуют свободные заряды. Это такие электроны, которые оторвались от своего атома и свободно путешествуют по всему объему проводника.

Рис. 2. Отличия свободных и связанных электронов в проводнике

Примечание: Проводник – это тело, в котором много свободных электронов.

Как известно из молекулярно-кинетической теории (МКТ), мельчайшие частицы вещества находятся в непрерывном движении. Это движение возникает под действием температуры, поэтому, его часто называют тепловым. Такое движение беспорядочное, то есть — хаотическое.

Рис. 3. Под действием температуры свободные заряды беспорядочно движутся

Рассчитаем, с какой скоростью электроны в проводнике беспорядочно перемещаются под действием температуры.

Для этого воспользуемся формулой среднеквадратичной скорости частиц из молекулярной физики:

\

Подставим в формулу такие числовые значения:

\(\large T = 300 \left( K\right)\) – комнатная температура +27 градусов Цельсия;

\(\large k = 1,38 \cdot 10^{-23} \left( \frac{\text{Дж}}{K}\right) \) – постоянная Больцмана;

\(\large m = 9,1 \cdot 10^{-31} \left(\text{кг}\right) \) – масса электрона;

После расчетов получим скорость, примерно равную

\

Как видите, это очень большая скорость, более 100 километров в секунду.

Рис. 4. Скорость свободных электронов в меди

Примечание: Физики свободные электроны в проводнике рассматривают, как частицы идеального газа. Его так и называют – электронный газ.

Однако, еще раз подчеркну, что тепловое движение – хаотическое. С помощью такого движения электрический ток не создать. Потому, что ток – это направленное движение зарядов.

Словарь терминов электрика,буква Е,Ж,З | Электрика,Сантехника

Единая национальная (общероссийская) электрическая сеть	Комплекс электрических сетей и иных объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики и обеспечивающих устойчивое снабжение электрической энергией потребителей, функционирование оптового рынка, а также параллельную работу российской электроэнергетической системы и электроэнергетических систем иностранных государств
Емкостная защита обмотки	Специальные меры, применяемые для выравнивания емкостного распределения напряжения вдоль обмотки.
Емкостное кольцо обмотки	Кольцевой металлический незамкнутый изолированный электростатический экран, расположенный у торца обмотки или между ее катушками и гальванически соединенный с одной из ее точек.
Жесткая внешняя характеристика электротехнического изделия (устройства)	Внешняя характеристика электротехнического изделия, отличающаяся тем, что при изменении тока, протекающего через нагрузку от нуля до номинального значения, напряжение на выводах электротехнического изделия практически не уменьшается
Жаропрочные сплавы	Сплавы, разработанные для использования при очень высокой температуре, при достаточно высоких напряжениях (растягивающие, термальные, вибрационные, ударные), где необходимо значительное сопротивление окислению.
Заземлитель	Проводник (электрод) или совокупность электрически соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с землей или ее эквивалентом, например, с неизолированным от земли водоемом.
Заземляющий проводник	Защитный проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителем.
Закрытое электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование)	Изделие, выполненное с такой оболочкой, что возможность сообщения между его внутренним пространством и окружающей средой может иметь место только через неплотности соединений между частями электротехнического изделия
Зануление (Защитное зануление)	Преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Зарядное устройство class=»eliadunit»>	Устройство, позволяющее восстанавливать потенциал на аккумуляторной батарее, используемой в автомобиле или в некоторых моделях бензогенераторов, дизель генераторов, электродрелях.
Защита от косвенного прикосновения (защита от косвенного контакта)	Защита, исключающая опасность соприкосновения с открытыми проводящими частями, сторонними проводящими частями, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения.
Защита от непосредственного прикосновения к токоведущим частям. защита от прямого контакта	Технические мероприятия, электрозащитные средства и их совокупности, предотвращающие прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или приближение к ним на расстояние менее безопасного.
Защита от прикосновения к токоведущим частям	Устройство, предотвращающее прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям.
Защитное заземление	Преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Защитное отключение	Быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током
Защитное отключение	Функция, состоящая в переводе исполнительного органа УЗО — Д из положения «Включ.» в положение «Отключ.».
Защитный проводник	(РЕ) — проводник, применяемый для каких-либо защитных мер от поражения электрическим током в случае повреждения и для соединения открытых проводящих частей: с другими открытыми проводящими частями; со сторонними проводящими частями; с заземлителями, заземляющим проводником или заземленной токоведущей частью.
Защищенное электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование)	Электротехническое изделие, снабженное оболочкой, обеспечивающее защиту персонала от прикосновения к токоведущим или движущимся частям, находящимся внутри оболочки, защиту от проникновения твердых инородных тел и (или) жидкости в количестве, вызывающем нарушение нормальной его работы
Значение ступени регулирования напряжения	Наименьшая разность напряжений, получаемая при регулировании.
Зона растекания тока замыкания на землю	Зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю

elesant.ru

1.2. Пассивные элементы схемы замещения

Простейшими пассивными элементами схемы замещения являются сопротивление, индуктивность и емкость. В реальной цепи электрическим сопротивлением обладают не только реостат или резистор, но и проводники, катушки, конденсаторы и т.д. Общим свойством всех устройств, обладающих сопротивлением, является необратимое преобразование электрической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяемая в сопротивлении, полезно используется или рассеивается в пространстве. В схеме замещения во всех случаях, когда надо учесть необратимое преобразование энергии, включается сопротивление.

Сопротивление проводника определяется по формуле

(1.1)

где l — длина проводника; S — сечение; ρ — удельное сопротивление.

Проводимость

— это величина, обратная сопротивлению.

Сопротивление измеряется в омах (Ом), а проводимость — в сименсах (См).

Сопротивление пассивного участка цепи в общем случае определяется по формуле

где P — потребляемая мощность; I — ток. Сопротивление в схеме замещения изображается следующим образом:

Индуктивность

— это идеальный элемент схемы замещения, характеризующий способность цепи накапливать магнитное поле. Полагают, что индуктивностью обладают только индуктивные катушки. Индуктивностью других элементов электрической цепи пренебрегают.

Индуктивность катушки, измеряемая в генри , определяется по формуле

где W — число витков катушки; Ф — магнитный поток катушки, возбуждаемый током i.

На рисунке показано изображение индуктивности в схеме замещения.

Емкость

— это идеальный элемент схемы замещения, характеризующий способность участка электрической цепи накапливать электрическое поле. Полагают, что емкостью обладают только конденсаторы. Емкостью остальных элементов цепи пренебрегают.

Емкость конденсатора, измеряемая в фарадах (Ф), определяется по формуле:

где q — заряд на обкладках конденсатора; Uс — напряжение на конденсаторе.

На рисунке показано изображение емкости в схеме замещения

Освещение

• Щит управления освещением
• Установка люстр и светильников
• Монтаж систем освещения
• Установка люминесцентных светильников
• Установка потолочных светильников
• Освещение лофт
• Установка светильников Армстронг
• Установка светильников Грильято
• Управление светом с пульта
• Установка точечных светильников и спотов
• Установка трековых светильников
• Освещение квартиры
• Установка фонарных столбов
• Уличное освещение
• Освещение склада
• Освещение парковки и автостоянки
• Освещение дорог
• Освещение улиц в СНТ
• Уличное светодиодное освещение
• Освещение подъездов многоквартирных домов
• Утилизация ламп и светильников
• Электрика и освещение под водой
• Освещение 36 вольт
• Освещение подвалов и чердаков
• Фасадное освещение
• Освещение уличной беседки
• Архитектурное освещение
• Световое оформление гирляндами
• Подключение светодиодной ленты
• Автономное и дежурное освещение
• Управление освещением
• Техническое обслуживание освещения
• Ремонт систем освещения
• Управление освещением из нескольких мест
• Сенсорные выключатели света
• Установка проходных выключателей
• Установка импульсного реле
• Подключение электродвигателей
• Подключение магнитного пускателя
• Подключение реле времени
• Подключение реле температуры

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила Е (ЭДС) характеризует способность индуцированного поля вызывать электрический ток. Единица измерения – вольт (В). Источники энергии могут быть источниками ЭДС и тока. В данном пособии рассматриваются только источники ЭДС. Источник ЭДС характеризуется двумя параметрами: значениями ЭДС (Е) и внутреннего сопротивления (r0). Источник ЭДС, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, называют идеальным источником. Реальный источник ЭДС имеет определенное значение внутреннего сопротивления. У источника ЭДС внутренне сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки (RН) и электрический ток в цепи зависит главным образом от величины ЭДС и сопротивления нагрузки. Источник ЭДС имеет следующие графические обозначения.

Вольтамперная характеристика источника ЭДС имеет вид:

Рис. 1

Зависимость между напряжением на зажимах источника и его ЭДС имеет вид:

U = E — r0× I (для реального источника ЭДС)

U = E (для идеального источника).

Электрическое сопротивление R это величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению свободных электрических зарядов (току). Единица измерения – Ом. Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью G. Единица измерения – сименс (См).

Электрическое напряжение

Разность потенциалов источника электрического тока называется электрическим напряжением. Электрическое напряжение измеряется в вольтах (В). Измеряется вольтметром, который подключается параллельно нагрузке или полюсам источника питания.

Напряжение между линейным и нулевым проводом называется фазное напряжение и равно 220 Вольт (Uф). Напряжение между двумя линейными проводами называется линейное напряжение и равно 380 Вольт (Uл).

Uл=√3Uф=1,73*220В=380В

В обычной сети линейное напряжение 380В, а фазное 220В. Встречаются еще и старые сети, в которых линейное напряжение 220В, а фазное 127В.

Что такое ток, напряжение и сопротивление

Электрический ток ( I ) – это упорядоченное движение заряженных частиц. Первая мысль, которая приходит в голову из школьного курса физики – движение электронов. Безусловно. Однако электрический заряд могут переносить не только они, а, например, еще ионы, определяющие возникновение электрического тока в жидкостях и газах. Хочу предостеречь также от сравнения тока с протеканием воды по шлангу. (Хотя при рассмотрении Закона Кирхгофа такая аналогия будет уместна). Если каждая конкретная частица воды проделывает путь от начала до конца, то носитель электрического тока так не поступает.

Если уж нужна наглядность, то я бы привел пример переполненного автобуса, когда на остановке некто, втискиваясь в заднюю дверь, становится причиной выпадения из передней менее удачливого пассажира. Условиями возникновения и существования электрического тока являются:

• Наличие свободных носителей заряда
• Наличие электрического поля, создающего и поддерживающего ток.

Будем считать, что теперь про электрический ток Вы знаете все. Это, конечно, шутка. Тем более что еще ничего не сказано про электрическое поле, которое у многих ассоциируется с напряжением, что не верно. Электрическое поле – это вид материи, существующей вокруг электрически заряженных тел и оказывающее на них силовое воздействие. Опять же, обращаясь к знакомому со школы “одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются” можно представить электрическое поле как нечто это воздействие передающее.

Это поле, равно как любое другое непосредственно ощутить нельзя, но существует его количественная характеристика – напряженность электрического поля.

Существует множество формул, описывающих взаимосвязь электрического поля с другими электрическими величинами и параметрами. Я ограничусь одной, сведенной к примитиву: E=Δφ. Здесь:

• E – напряженность электрического поля. Вообще это величина векторная, но я упростил все до скаляра.
• Δφ=φ1-φ2 – разность потенциалов (рисунок 1).

Поскольку условием существования тока является наличие электрического поля, то его (поле) надо каким либо образом создать. Хорошо знакомые опыты электризации расчески, натирания тканью эбонитовой палочки, верчения ручки электростатической машины по вполне очевидным причинам на практике неприемлимы.

Электролиз в домашних условиях

Поэтому были изобретены устройства, способные обеспечивать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения (одно из них – хорошо всем известная батарейка), получившие название источник электродвижущей силы (ЭДС), которая обозначается так: ε. Физический смысл ЭДС определяется работой, которую совершают сторонние силы, перемещая единичный заряд, но для того, чтобы получить первоначальное понятие что такое электрический ток, напряжение и сопротивление нам не нужно подробное рассмотрение этих процессов в интегральной и иных не менее сложных формах.

Напряжение ( U )

Наотрез отказываюсь продолжать заморачивать Вам голову сугубо теоретическими выкладками и даю определение напряжения как разности потенциалов на участке цепи: U=Δφ=φ1-φ2, а для замкнутой цепи будем считать напряжение равным ЭДС источника тока: U=ε. Это не совсем корректно, но на практике вполне достаточно. Сопротивление ( R ) – название говорит само за себя – физическая величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Формула, определяющая зависимость напряжения, тока и сопротивления называется закон Ома. Этот закон рассматривается на отдельной странице этого раздела.

Будет интересно Что такое индуктивность

Кроме того, сопротивление зависит от ряда факторов, например, материала проводника. Данные эти справочные, приводятся в виде значения удельного сопротивления ρ, определяемого как сопротивление 1 метра проводника/сечение. Чем меньше удельное сопротивление, тем меньше потери тока в проводнике.

Источники электрической энергии

Соответственно сопротивление проводника длиной L и площадью сечения S, будет составлять R=ρ*L/S. Непосредственно из приведенной формулы видно, что сопротивление проводника также зависит от его длины и сечения. Температура тоже оказывает влияние на сопротивление. Несколько слов про единицы измерения тока, напряжения, сопротивления. Основные единицы измерения этих величин следующие:

• Ток – Ампер (А)
• Напряжение – Вольт (В)
• Сопротивление – Ом (Ом).

Это единицы измерения интернациональной системы (СИ) не всегда удобны. На практике применяются из производные (милиампер, килоом и пр.). При расчетах следует учитывать размерность всех величин, содержащихся в формуле. Так, если Вы, в законе Ома умножите ампер на килоом, то напряжение получите совсем не вольтах.

Подключение электроэнергии

• Подключение 220 вольт к дому
• Подключение 380 вольт к дому
• Провести электричество в дом
• Трубостойка под ключ
• Подключение электричества к дому
• Трехфазный ввод электричества в дом
• Подключение электричества на даче
• Ввод электричества в дом
• Ввод электричества в квартиру
• Воздушный ввод электричества в дом
• Установка трубостойки для ввода электричества
• Выполнение техусловий МОЭСК
• Подземный ввод электричества
• Вынос электросчетчика на столб
• Замена электрического ввода
• Установка трансформатора в СНТ
• Строительство ВЛ электропередач
• Электричество в доме
• Электрический столб на участке
• Установка солнечных батарей
• Аренда автовышки

Что собой представляет ВРУ

В принципе, по внешнему виду ВРУ сложно отличить от других ящиков, используемых в электрике. К примеру, тот же распределительный щит очень похож на ВРУ. Хотя, по сути, оба устройства выполняют практически одни и те же функции. Итак. ВРУ – это металлический ящик или щит с односторонней панелью. Именно такая модель чаще всего используется в жилом фонде. Правда, необходимо обозначить, что количество панелей может быть без ограничения, к тому же сами устройства могут быть собраны в секции, что увеличивает удобство их эксплуатации, плюс сокращает место установки.

Вводно-распределительное устройство имеет два вида исполнения: напольное и подвесное. Именно проектная документация определяет, какой вид будет установлен на объекте. Кстати, о панелях. На них устанавливаются все необходимые приборы, то есть здесь проводится комплектация самого ВРУ. Добавим, что по количеству вводов устройства могут быть с двумя вводами, с одним или несколькими.

Есть определенные стандарты, которые определяют сборку устройства.

Схема ВРУ

• Сила тока (ударного) при замыкании не должна превышать 20 кА.
• Изоляция должна выдерживать номинальное напряжение не больше 1000 В.

Как и в случае с любыми электрическими устройствами, приборами и установками, ВРУ может производится под определенные климатические условия их эксплуатации.

Доп. услуги по электрике

• Электромонтажные работы в стиле ретро
• Современная электрика в стиле Модерн
• Проектирование электрики
• Электролаборатория
• Замер сопротивления изоляции
• Консультация электрика
• Установка и замена электросчетчика
• Установка столбов и опор ЛЭП
• Подключение электрического котла к сети
• Электрическое отопление дома
• Установка стабилизатора напряжения
• Установка электрического водонагревателя
• Заземление загородного дома
• Молниезащита
• Модульно-штыревое заземление
• Монтаж и прокладка СИП кабеля
• Монтаж тросовой электропроводки
• Соединение и удлинение электропроводки
• Штробление стен под электропроводку
• Проверка состояния электропроводки
• Электрика своими руками
• Монтаж и эксплуатация электрооборудования
• Замена лампочек …
• Поставка кабельной продукции
• Правила устройства электроустановок → ПУЭ

Щит собственных нужд ЩСН

Щит собственных нужд ЩСН предназначен для приема электрической энергии собственных нужд переменного тока от двух независимых источников переменного тока (секций собственных нужд) и распределение этой энергии по потребителям подключенных к щиту собственных нужд. Щит ЩСН используется для распределения электрической энергии переменного тока по цепям собственных нужд. В щите ЩСНустановлены автоматические выключатели втычного, выдвижного или стационарного исполнения, что позволяет реализовать все возможные требования заказчика. Щит собственных нужд ЩСН распределяет электрический ток переменного тока для осуществления непрерывной работы электродвигателей, механизмов, микропроцессорной защиты подстанции, даже при отсутствии входного напряжения переменного тока на одном из вводов от секции собственных нужд. При этом питание осуществляется от ввода на котором присутствует напряжения заданного качества.

Щиты ЩСН в основном применяется на электрических станциях, трансформаторных подстанциях, распределительных пунктах и блочно-модульных подстанциях для питания переменным трехфазным напряжением. Входное напряжение питания щитов ЩСН это трехфазное напряжение переменного тока. Количество вводов напряжения переменного тока в щитах собственных нужд ЩСН ограниченно только возможностями заказчика.

Щиты собственных нужд ЩСН выпускаются в различном типоисполнении в зависимости от назначения и требуемых характеристик. При запросе стоимости Щитов ЩСН, просим выслать опросный лист или предоставить техническое задание на изготовление. Цена щита ЩСН будет сообщена заказчику в течение одного рабочего. Цена ЩСН будет ниже конкурентов так, как наше предприятие занимается разработками систем контроля в цепях переменного тока и готово предложить вам решения удовлетворяющий ваш запрос, по разумным ценам.

Наше предприятие более 10 лет выпускает щиты собственных нужд серии ЩСН. Готовы изготовить щиты собственных нужд ЩСН по техническому заданию или предоставленному заранее заполненному опросному листу.Наши щиты ЩСН установлены на энергетических объектах России.ЩСН изготавливается согласно техническим условиям ТУ-3433-007-54075098-2008 и имеют сертификат соответствия сертификат РОСС RU.АЯ96.В05684.

Для управления и контроля за основными параметрами потребителей в щите собственных нужд ЩСН устанавливаются сертифицированные реле контроля серии РК. Для ознакомления с данными видами реле контроля, просим посетить сайт www.relpro.ru.

Этажный (ЩЭ)

Этот электрический щит предназначен для установки в многоэтажных жилых домах. Он позволяет распределять электропитание на 2-6 квартир.

Как правило, такое оборудование состоит из нескольких основных элементов:

• абонентской камеры . В ней устанавливают защитные предохранители;
• камеры учета . Ее используют для монтажа счетчиков;
• слаботочной камеры . В ней устанавливают технику для интернета и кабельного телевидения.

Изделия используют для учета, приема и распределения электроэнергии. Оборудование также позволяет защищать бытовую технику от перепадов напряжения. Такие приборы разрабатывают с учетом действующих требований по устойчивости к повышенным нагрузкам и количеству групповых линий для одной квартиры.

Проводниковые материалы

Проводниковые материалы (алюминий, медь, золото, серебро и др.) обладают высокой электропроводностью. Наиболее часто в проводах и кабелях используется алюминий, как наиболее дешевый. Медь имеет большую электропроводимость, но она дороже.

Из проводников следует выделить группу материалов с большим удельным сопротивлением. К ним относятся сплавы ( нихром, фехраль и др.) они используются для изготовления обмоток нагревательных приборов и реостатов. Вольфрам используется в лампах накаливания. Константан и манганин используются в качестве сопротивлений в образцовых приборах.

Комплектация

Необходимо отметить, что комплектация ВРУ для жилых, общественных и офисных зданий отличается от комплектации устройств для промышленных объектов. Но во всех моделях обязательно устанавливаются вводные панели и распределительные. По сути, отсюда и само название – вводно-распределительное устройство. Схема соединения у всех практически стандартная.

Для общественных зданий

Начнем с того, что отметим – аппаратура панелей водного типа предназначается под силу тока: 250, 400 и 630 ампер. Поэтому чаще всего для этих устройств устанавливаются панели типа ВР, ВА или ВП.

Распределительные панели также могут иметь разную комплектацию. К примеру:

• С автоматами на отводящих сетях.
• С добавлением лестничного и коридорного освещения. Используется, как отдельная линия.
• Учет и контроль потребления тока может производиться отдельно или по линиям.

Распределительные панели и вводные обычно располагаются рядом друг с другом. Имеется в виду панели одного ввода.

Схема ВРУ

Для производств

Необходимо отметить, что на производствах, особенно крупных, потребляются большие мощности. Поэтому в качестве ВРУ здесь используются вводные и распределительные шкафы, которые изготавливаются на заводах по ТУ или ГОСТам. Чаще всего устанавливаются ВРУ или односторонние, или двусторонние. При этом на вводных установках монтируются автоматы АВМ, на распределительных А37.

Внимание! Односторонние панели устанавливаются у стен. Двусторонние на расстояние не меньше 80 см от стены

Щит ВРУ односторонний является компактным, двусторонний удобен в обслуживании.

Необходимо отметить, что устройства ВРУ могут быть изготовлены на заводе модульным видом. Это когда, к примеру, блок автоматов устанавливается отдельно, блок со счетчиками контроля отдельно, блок с предохранителями отдельно и так далее.

Некоторые требования к помещениям, где должны устанавливаться устройства ВРУ.

• В помещение, где устанавливается вводно-распределительное устройство, может входить только обслуживающий персонал, имеющий допуск.
• Через это помещение не должен проходить газопровод, другие коммуникационные сети прокладываться могут, но только без соединений. Здесь не должно быть задвижек, вентилей и прочей запорной арматуры.
• Нельзя устанавливать ВРУ во влажных и сырых помещениях, особенно в тех, где есть большая вероятность затопления.
• Можно проводить монтаж устройств и на лестничных клетках или в коридорах. Правда, шкаф этого типа должны обязательно запираться от ненужного проникновения. При этом все рукоятки управляемых приборов должны быть съемными или находиться внутри ящика.

Маркировка