Понятно желание людей любого возраста постичь такую науку, как электротехника. Помогут в этом основы электротехники для всех начинающих. В интернете и печати публикуется масса материалов, часто под заглавием «Электротехника для чайников». Начинать нужно с усвоения положений и законов электричества.
Понятия и свойства электрического тока
Начальные курсы электрика в первых главах дают определения понятию и свойствам электрического тока, объясняют природу и свойства электроэнергии, законы электричества и их основные формулы. Основываясь на великих открытиях, зарождалась и получила грандиозное развитие такая научная дисциплина, как электротехника. Сущность электричества заключена в направленном перемещении электронов (заряженных частиц). Они переносят электрический заряд в теле металлических проводов.
Важно! Для транзита электрической энергии используют провода, жилы которых сделаны из алюминия или меди. Это самые экономичные проводные металлы. Делать жилы проводов из других материалов дорого, поэтому невыгодно.
Ток бывает постоянного и переменного направления. Постоянное движение энергии всегда осуществляется в одном направлении. Переменный энергетический поток ритмично меняет свою полярность. Скорость, с которой меняется направление движения электронов, называют частотой. Её измеряют в герцах.
Что изучает электротехника
Основа электрики формировалась в XIX веке. Те времена называют эпохой грандиозных открытий основополагающих законов, дающих все представления об электричестве. Электротехника (ЭТ) как наука начинала делать свои первые шаги. Теория стала подкрепляться практикой. Появились первые электротехнические устройства, совершенствовались коммуникационные системы доставки электроэнергии от источника потребителю.
Базой развития электротехники стали достижения в области физики, химии и математики. Новая наука изучала свойства электрического тока, природу электромагнитных излучений и другие процессы. По мере накопления знаний ЭТ становилась наукой прикладного характера.
Современная научная дисциплина изучает устройства, в которых используется электрический ток. На основании исследований создаются новые более совершенные электротехнические установки, приборы и устройства. ЭТ – одна из передовых наук, являющаяся одним из основных двигателей прогресса человеческой цивилизации.
С чего начать изучение основ электротехники
Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества. Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет. Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.
Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК. Учебник всегда будет под рукой.
Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.
Основные характеристики тока
К основным характеристикам относятся сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Параметры электрического тока, протекающего по проводу, характеризуются именно этими величинами.
Сила тока
Параметр означает количество заряда, проходящего по проводу, за определённое время. Силу тока измеряют в амперах.
Напряжение
Это есть не что иное, как разница потенциалов между двумя точками проводника. Величина измеряется в вольтах. Один вольт – эта разность потенциалов, при которой для переноса заряда в 1 кулон потребуется произвести работу, равную одному джоулю.
Сопротивление
Этот параметр измеряется в омах. Его величина определяет сопротивление энергопотоку. Чем больше масса и площадь поперечного сечения проводника, тем больше сопротивление. Оно также зависит от материала и длины провода. При разнице потенциалов на концах проводника в 1 Вольт и силе тока 1 Ампер сопротивление проводника равно 1 Ому.
Мощность
Физическая величина выражает скорость протекания электроэнергии в проводнике. Мощность тока определяется произведением силы тока и напряжения. Единица мощности – ватт.
Постижение основ электротехники нужно начинать с закона Ома. Именно он является фундаментом всей науки об электричестве. Выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году сформулировал закон, в котором определяет взаимозависимость трёх основных параметров электрического тока: силы, напряжения и сопротивления.
Энергия и мощность в электротехнике
Электрика для начинающих даёт разъяснения терминов энергии и мощности. Эти характеристики напрямую связаны с законом Ома. Энергия может перетекать из одной в другую форму. То есть она может быть ядерной, механической, тепловой и электрической.
В динамиках звуковых устройств потенциал электрического тока преобразовывается в энергию звуковых волн. В электродвигателях токовый энергопоток превращается в механическую энергию, которая заставляет вращаться ротор мотора.
Любые электрические устройства потребляют нужное количество электроэнергии в течение определённого временного промежутка. Количество потреблённой энергии в единицу времени является мощностью потребителя электричества. Более подробное толкование мощности можно найти в главах учебного пособия, посвящённых электромеханике для начинающих.
Мощность определяют по формуле:
Измеряется этот параметр в ваттах. Единица измерения мощности Ватт означает, что ток силой в один Ампер перемещается под напряжением 1 Вольт. При этом сопротивление проводника равно 1-му Ому. Такая трактовка характеристики тока наиболее понятна для начинающих постигать основы электричества.
Электротехника и электромеханика
Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.
Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.
Безопасность и практика
Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.
Четыре правила техники безопасности для новичков:
- Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
- Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
- При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
- Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.
Электрика для чайников
Электроника окружает человека в виде различных устройств и приборов. Современная бытовая техника в большинстве своём управляется с помощью электронных схем. Курсы обучения основам электроники для начинающих нацелены на то, чтобы новичок мог отличать транзистор от резистора и понимать, как и для чего служит та или иная электронная схема.
Учебные пособия и видеокурсы способствуют пониманию принципов построения электронных схем. Что такое печатная плата, как создать схему своими руками – на все эти вопросы отвечают основы электроники для новичков. Усвоив азы электроники, домашний «мастер» сможет определить вышедшую из строя радиодеталь в телевизоре, аудио устройстве и другой бытовой технике и заменить её. Кроме этого, новичок приобретёт опыт работы с паяльником.
Видеокурсы, печатная продукция несут в себе массу информации по освоению основ электротехники, электромеханики и электроники. Приобрести знания в этих сферах можно, не выходя из дома. Просмотреть нужное видео, заказать учебники позволяет доступность сети интернета.
Видео
Вероятно, нет необходимости объяснять тебе значение электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности каждого человека. Не будет преувеличением сказать, что сегодня оно является такой же её
составной частью, как вода, тепло, пища. И если в доме погас свет, ты,обжигая пальцы о зажжённую спичку, немедленно звонишь к нам. Долгий и трудный путь проходит электричество прежде, чем попасть в твой дом. Выработанное из топлива на электростанции, оно путешествует через трансформаторные и коммутационные подстанции, через тысячи километров линий, укреплённых на десятках тысяч опор.
Электричество сегодня – это совершенная технология, надёжное и качественное электроснабжение, забота о потребителе и его обслуживание.
Однако, это ещё не всё. Конечное звено в электрической цепочке – это электрооборудование твоего дома. А оно, как и всякое другое, требует екоторых знаний для его правильной эксплуатации. Поэтому мы призываем тебя к сотрудничеству с нами и с этой целью даём некоторые рекомендации и предостережения. Предостережения выделены красным цветом.
Речь пойдёт о следующем:
1. Правовые аспекты. Абонент должен быть ознакомлен со своими правами, обязанностями и ответственностью по отношению к энергоснабжающей организации. То же - по отношению энергоснабжающей организации к нему.
2. Знакомство с квартирной электропроводкой, коммутационной аппаратурой и установочными изделиями.
4. Электричество требует не только определённых знаний, но и строгого соблюдения определённых правил от пользователя. Оно представляет опасность, как для тех, кто не умеет им пользоваться, так и для недисциплинированных «умельцев». Поэтому мы ознакомим тебя с основами электробезопасности.
Мы призываем тебя с пониманием отнестись к нашим рекомендациям и предостережениям. Мы также надеемся, что ты не будешь наносить ущерб упомянутым выше сетевым сооружениям и электрооборудованию.
Желаем тебе всех благ, в том числе и тех, которые даёт электроэнергия.
Азбука электричества
Электрический ток представляет собой направленное движение отрицательно заряженных элементарных частиц – электронов от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. Электроны, способные перемещаться, существуют только в определённых веществах, называемых проводниками. Вещества, не содержащие свободных электронов, принадлежат к категории диэлектриков (изоляторов).
Чтобы движение свободных электронов в проводнике от одного полюса к другому было возможным, между полюсами должна существовать разность потенциалов или напряжение. Его можно уподобить некоему давлению, толкающему электроны. Чтобы непрерывно поддерживать протекание тока в замкнутой электрической цепи, необходим источник электродвижущей силы, который вырабатывает электрическую энергию, преобразуя в неё другие виды энергии.
Количество электронов, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени, может быть более или менее значительным. Оно определяет интенсивность – силу тока.
В зависимости от материала, длины и сечения материала проводник оказывает прохождению тока большее или меньшее сопротивление. Оно проявляется, в частности, в нагреве проводника.
Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление. Но чем больше сечение проводника, тем меньше его сопротивление.
Источник электроэнергии характеризуется мощностью, то есть количеством электроэнергии, которую он вырабатывает в единицу времени. Электрическое устройство (прибор), потребляющее электроэнергию, также характеризуется мощностью.
Напряжение измеряется в вольтах (В).
Сила (величина) тока измеряется в амперах (А).
Сопротивление измеряется в Омах (Ом).
Мощность измеряется в ваттах (Вт). 1000 ватт составляют 1 киловатт
(кВт).
Выработка и потребление электроэнергии измеряются в киловатт-часах (кВт-ч). (Не путайте их с киловаттами).
Между этими величинами существуют следующие зависимости:
1.Величина тока равняется напряжению, приложенному к концам проводника, делённому на его сопротивление (закон Ома).
2.Мощность электроустановки равна произведению напряжения на ток.
3. Количество потреблённой электроэнергии равно произведению мощности электроустановки на время её работы.
4. Количество тепла, превращённого из электроэнергии, пропорционально величине тока, возведенную во вторую степень, сопротивлению проводника и времени. Например, при увеличении тока в два раза, выделяется в четыре раза больше тепла.
На паспортной табличке электрического изделия, а также в инструкции по его эксплуатации обязательно указываются его номинальные данные: напряжение, мощность (или величина тока) и др.
Аварийные и ненормальные режимы
Короткое замыкание. Если перемкнуть два провода, подводящие ток, к электрическому прибору, ток резко возрастёт (в 10 раз и более). Возрастание тока в 10 раз приведёт к увеличению количества тепла в проводах в 100 раз. При этом проводка будет разрушена и возникнет опасность пожара. Во избежание этого сеть должна быть оборудована устройством мгновенного автоматического отключения.
Перегрузка. Такая же опасность разрушения, но за более продолжительное время возникает при превышении силы тока сверх нормы, допустимой для квартирной проводки. И в этом случае она должна быть автоматически отключена.
Отклонение напряжения. На паспортном щитке электрического прибора нанесено его номинальное напряжение, то есть напряжение, обеспечивающее его нормальную работу. Как правило, оно составляет 230 вольт. При отклонениях напряжения, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения нарушается нормальная работа и сокращается срок службы электроприбора. При значительном отклонении напряжения возможно повреждение электроприбора. Если в вашей квартире напряжение ниже 200 В, необходимо пользоваться стабилизаторами напряжения.
Скачки напряжения. Речь идет о кратковременном увеличении напряжения, которое может достичь сотен и даже более тысячи вольт. Такое высокое напряжение может повредить некоторые домашние электроприборы. К их числу относятся приборы, которые собираются из мельчайших электронных деталей: компьютеры, телевизоры,
музыкальные центры, видеомагнитофоны и т.п.
Есть несколько факторов, которые вызывают «скачки напряжения»:
Удар молнии в провода линии электропередачи или в непосредственной близости от неё.
Операции автоматической коммутации (включение и отключение мощных электродвигателей промышленных предприятий и др.).
Незапланированные переключения, которые приходится выполнять при возникновении неблагоприятных условий.
О защите от «скачков напряжения» будет сказано далее.
«Перекос» напряжения. Это явление состоит в том, что одна часть электроприборов оказывается под завышенным напряжением, а другая – под заниженным. «Перекос» напряжения происходит при неисправности в сети 400/230 В. Вы можете его заметить по ненормальной работе ваших электроприборов. Так, лампочки меньшей мощности светятся ярким светом, а лампочки большей мощности горят «вполнакала».
Если при этом квартирная сеть не отключилась автоматически, её надо немедленно отключить вручную.
Электрический щиток
В этом разделе мы разберемся с составом электрического щитка.
Ваша квартира питается электроэнергией по двум проводам. Один провод называется фазным, а другой – нулевым. Нулевой провод заземлён. Однако ошибочно считать, что он не представляет опасность.
Прикосновение, как к фазному, так и к нулевому проводу опасно для жизни!
В настоящее время существуют здания с трёхпроводной сетью: фазный провод, нулевой провод, заземляющий провод. Заземляющий провод предназначен для заземления металлических корпусов электрических приборов (более подробно об этом см. в главе «Электробезопасность»). Если заземляющий провод отсутствует, то эти приборы включаются без заземления.
Компоненты электрического щитка
В состав электрического щитка входят электросчетчик, предохранители (или автоматы), устройство защитного отключения.
Счётчик электроэнергии предназначен для измерения потреблённой электроэнергии, которую необходимо своевременно оплатить. Он подключается непосредственно на вводе и может быть установлен в квартире или на лестничной площадке на коллективном щитке учёта. Если счётчик установлен в квартире, то владелец должен обеспечить его сохранность в исправном состоянии: оберегать от ударов и сотрясений, не загромождать подход к нему, обеспечить возможность удобной замены и снятия показаний. Нельзя переносить счётчик без согласования с энергонадзором.
Если вы заметите признаки неисправности счётчика (например, диск счётчика не вращается при наличии нагрузки или вращается при её отсутствии), необходимо немедленно вызвать представителя энергонадзора.
Не пытайтесь нарушить правильность учёта с целью хищения электроэнергии!
Кража электроэнергии не менее постыдна, чем любая кража. Все «способы» хищения хорошо известны энергонадзору, поэтому похититель неминуемо будет разоблачён и привлечён к ответственности. Более того. Не все эти «способы» достаточно безопасны. Известны многочисленные случаи электротравматизма, связанные с попытками хищения.
Для определения расхода электроэнергии за определённый промежуток времени необходимо из показаний счётчика, взятых в конце промежутка, вычесть показания, взятые в начале промежутка. Десятые доли киловатт-часа (в красном окошке после запятой) отбрасываются.
Пример 1. Конечные показания счётчика – 5124. Начальные показания счётчика – 4975. Расход электроэнергии составит: 5124 – 4975 = 149 киловатт-часов.
Пример 2. Конечные показания счётчика – 0047. Начальные показания счётчика - 9950
Расход электроэнергии составит: 10047 – 9950 = 97 киловатт-часов.
На щитке счётчика наносится его передаточное число. Это - число оборотов диска, соответствующее одному киловатт-часу. Оно позволяет определить суммарную мощность нагрузки. Отсчитайте число оборотов диска за определённое время. Умножьте его на 3600 и разделите на передаточное число и на время
Пример 3. Передаточное число счётчика: 1 кВт-ч – 450 оборотов диска. Счётчик сделал 10 оборотов за 60 секунд. Тогда мощность его нагрузки составит: КВт.
Разделив мощность в ваттах на напряжение, мы получим ток нагрузки:
1330/230 = 5,8. А
Предохранитель – электрический аппарат, осуществляющий автоматическое отключение электрической цепи при перегрузке или коротком замыкании. Пробочный предохранитель состоит из сменной плавкой вставки – тонкой проволоки, запаянной в трубку. Вставка размещается в корпусе с контактным устройством – пробке, которая ввинчивается в патрон.
Предохранители устанавливаются и в фазном, и в нулевом проводе. При перегрузках и токах короткого замыкания плавкая вставка нагревается до температуры плавления металла и, расплавляясь, разрывает электрическую цепь (перегорает). После отключения плавкую вставку следует заменить новой.
Пробки одноразового действия, в которых вставка напаивалась, необходимо изъять из обращения.
Автоматы выполняют те же функции, что и предохранители, но по сравнению с ними обеспечивают многократность действия, более высокую точность установки на определённый ток отключения и удобство ручного включения и отключения.
Автомат отключается под действием пружины, которая во включённом положении удерживается защёлкой. Средством защиты в этих автоматах является электромагнитный или биметаллический элемент, которые срабатывают при перегрузках и коротких замыканиях, освобождая при этом защёлку.
Широкое распространение получили пробочные автоматы. Для их установки подходит патрон пробочного предохранителя. Автомат имеет две кнопки: для включения и для отключения. Для включения автомата
после его автоматического отключения необходимо предварительно нажать на отключающую кнопку (доотключить). Аналогичное действие выполняется и в автоматах других типов (например, перевод «язычка» в
нижнее положение).
Автоматы и предохранители характеризуются номинальным током. Это - максимальный ток нагрузки, обеспечивающий их продолжительную работу. Номинальный ток автомата или плавкой вставки должен быть выбран в соответствии с максимально возможным током нагрузки в вашей квартире. При завышенном номинальном токе защита может быть не обеспечена. При заниженном – она будет излишне срабатывать, вызывая отключение.
Методика определения тока нагрузки с помощью счётчика приведена выше.
При этом необходимо включить только те приборы, которые в реальных условиях работают одновременно. Определённый таким образом ток нагрузки округляют в большую сторону до стандартного ближайшего номинального тока.
Не заменяйте перегоревшую плавкую вставку «жучком» (проволокой)!
Не перемыкайте зажимы автомата!
Убедитесь, что при вывернутых пробках (отключённых автоматах) напряжение в квартире отсутствует!
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для автоматического отключения квартирной сети при попадании человека под напряжение, а также при возникновении неисправности в сети и электроприборах. Этим устройством весьма рекомендуется дополнить существующие защитные устройства. Установку УЗО должен выполнить квалифицированный электрик.
Квартирная электропроводка
В современных зданиях квартирная электропроводка, как правило, выполнена алюминиевым проводом сечением 4 кв. мм. Пропускная способность этой электропроводки составляет около 10 А.
Как указывалось в гл.3, таким должен быть и номинальный ток плавкой вставки или автомата. Этот ток соответствует максимальной мощности включенных приборов – 2300Вт (230.10). Поэтому для приборов значительной мощности (электроплиты, кондиционеры, крупные обогреватели и пр.) на электрощитке вашей квартиры следует подготовить отдельную цепь, Необходимо также установить отдельную розетку, отдельный автомат, правильно распределить мощность для каждого постоянно действующего прибора и правильно распределить мощность приборов между электрическими цепями.
Электрическая проводка выполняется согласно действующим нормам и правилам. При наличии нескольких присоединений в одной квартире каждый автомат должен быть снабжён надписью с наименованием присоединения.
Не занимайтесь самостоятельно прокладкой или реконструкцией проводки. Эту работу может выполнить только квалифицированный электрик.
Электрическую проводку следует оберегать от повреждений. Прежде, чем вбить гвоздь в стену, необходимо убедиться, что в этом месте электропроводка отсутствует (свериться по чертежу или проверить при помощи специального прибора).
Если квартиру заливает водой, необходимо немедленно отключить вашу квартирную сеть и включить её только тогда, когда стены полностью просохнут. Такое же отключение необходимо выполнить при возникновении или угрозе возникновения чрезвычайных ситуаций (пожар, наводнение, технологические аварии и др.).
Электрические розетки служат для включения электрических приборов в сеть. Вилка электроприбора должна подходить к розетке, а номинальный ток электроприбора не должен превышать номинальный ток розетки. Розетка должна быть надёжно закреплена, не иметь не иметь видимых повреждений, копоти, подгоревших контактов. В противном случае её следует заменить.
Прежде, чем пользоваться розеткой, убедитесь, что у вас сухие руки, и вы обуты в сухую обувь. Если электрический прибор снабжён выключателем, то его необходимо раньше выключить этим выключателем, а затем вытянуть вилку из розетки. Включение производится в обратном порядке.
При выключении электроприбора не тяните за шнур. Придерживая розетку одной рукой, другой рукой выньте вилку.
Удлинитель. Пользуйтесь шнуром-удлинителем в случае необходимости и на короткий срок. Не пользуйтесь удлинителями кустарного изготовления, а также удлинителями, имеющими повреждения оболочки. Повреждённый удлинитель следует не ремонтировать, а изъять из пользования. Удлинитель подключают сначала к прибору, а потом к розетке. Выключение производится в обратном порядке.
Разветвитель. При пользовании им необходимо следить, чтобы розетка не перегружалась суммарной нагрузкой. Предпочтительнее пользоваться не «тройником», а разветвителем, снабжённым шнуром и выключателем.
Если в квартире исчезло напряжение
У соседей напряжение также исчезло
Сообщить в энергоснабжающую организацию. Не заниматься устранением неполадок самому.
У соседей напряжение есть. Место короткого замыкания известно.
Отсоединить от сети повреждённый прибор (шнур).
Заменить сгоревшие вставки.
Отключить все электроприборы в квартире.
Вкрутить пробки.
После появления напряжения включить электроприборы
Проверить положение автоматов. Отключенные автоматы включить, предварительно подготовив их к включению. Если автомат не включается, выждите 5 минут.
Место короткого замыкания неизвестно.
Отключить в квартире освещение и все электроприборы.
Вывернуть пробки, осмотреть вставки.
Заменить сгоревшие вставки.
Вкрутить пробки.
Проверить положение автоматов. Отключенные автоматы включить, предварительно подготовив их к включению. Если автомат не включается, выждите 5 минут.
Включать по одному все приборы и освещение.
При последнем действии по п.3 произошло повторное отключение.
Отсоединить прибор, включённый последним. Далее действовать согласно п.2
После повторного включения напряжение в квартире появилось. Причину отключения не удалось выявить.
Вероятной причиной является перегрузка. Отключите ненужные электроприборы.
Не открывайте распределительные щиты общего пользования!
Дождитесь прихода электрика.
Бытовые электроприборы
В вашей квартире находится множество разнообразных электрических приборов, и их количество растёт с каждым годом. Всеми приборами можно и нужно пользоваться более эффективно, экономически выгодно и, главное, безопасно. Для этого надо знать несколько общих положений.
Старайтесь изъять из пользования устаревшие приборы. Современные электроприборы удобны в обращении, более эффективны и, как правило, более выгодны экономически.
Важно, чтобы прибор, который вы приобретаете, соответствовал вашим потребностям. Для этого следует принять во внимание состав семьи, образ жизни, количество детей, частоту пользования и т.д., и только тогда решить, какими характеристиками должен обладать электроприбор, который вы хотите приобрести.
Рекомендуется проанализировать и сравнить потребление электроэнергии различными электроприборами, данные о которых, как правило, приводятся на фабричном ярлыке либо в прилагаемой к прибору инструкции по эксплуатации.
Убедитесь, что проводка и защитные устройства вашей квартиры подходят для установки приобретаемого электроприбора.
Прежде, чем включить электроприбор внимательно ознакомьтесь с инструкцией по его эксплуатации!
Отопительные приборы
Приводим сравнительную характеристику некоторых отопительных приборов.
Рефлектор. Состоит из одного и более нагревательных элементов и отражателя. Энергия передаётся излучением отражателя («зеркала») в ту сторону, куда повёрнут прибор. Потребляемая мощность – 1200 – 3200 Вт. К преимуществам прибора относятся его относительная дешевизна, а также начало нагрева сразу после включения.
Вместе с тем, рефлекторы обладают рядом недостатков:
Тепло распространяется только в одну сторону, помещение прогревается медленно.
Высокая температура может стать причиной возгорания предметов, находящихся вблизи рефлектора.
Высокая температура и недостаточное прикрытие нагревательных элементов представляют опасность для детей.
Отсутствие терморегулятора.
Высушивает воздух в комнате.
Тепловентилятор. Воздух поступает через отверстия в корпусе, нагревается спиралями (одной или несколькими) и распространяется с помощью вентилятора. Потребляемая мощность – 1000 – 3000 Вт. Как равило, в приборе имеются терморегулятор и переключатель режимов (изменяет количество включенных спиралей). Прибор безопасен, так как спирали надёжно скрыты. Летом его можно использовать в качестве вентилятора. Тепловентилятор благодаря принудительной циркуляции быстро и равномерно прогревает помещение. Недостатки прибора:
Высушивает воздух в комнате.
Мощная воздушная струя и шум при работе могут создавать неприятное ощущение у людей с повышенной чувствительностью.
Воздухонагреватель. Воздух поступает через отверстия в нижней части рибора, нагревается от спиралей и выходит сверху. Потребляемая мощность – 500 – 3000 Вт. Прибор также безопасен и может быть установлен в детской комнате. Он также снабжён терморегулятором и переключателем режимов. Однако, по сравнению с тепловентилятором он более медленно прогревает помещение. Воздухонагреватель также высушивает воздух в комнате.
Масляный обогреватель (радиатор). Он содержит нагревательный элемент (один или более), который подогревает масло, находящееся в замкнутой системе. При соприкосновении с нагревателем воздух в комнате нагревается. Потребляемая мощность – 2000 – 2500 Вт. Прибор совершенно безопасен, снабжён переключателем режима и терморегулятором. Тепло распространяется во все стороны равномерно, и воздух в комнате не высушивается. К недостаткам прибора относятся большой вес, относительно высокая стоимость, медленный прогрев помещения.
Как сэкономить электроэнергию при пользовании отопительными приборами.
1. Не допускайте утечек тепла. Важно добиться плотного прилегания дверей и окон в комнатах, для чего следует ликвидировать щели между окном и рамой, дверью и косяком. Проникновение воздуха через щели ведёт к потерям тепла, а, следовательно, и к увеличению расхода электроэнергии.
2. Не обогревайте пустые помещения.
3. Зимой рекомендуется поддерживать температуру в комнате 18 - 20°С при условии, что люди, находящиеся в квартире, одеты в удобную одежду, соответствующую сезону. Если отопительный прибор не снабжён терморегулятором, за температурой воздуха в помещении можно проследить по термометру, установленному на стене. Терморегулятор позволяет установить нужную температуру в обогреваемой комнате. Он выключает прибор, как только температура достигнет заданного уровня, и автоматически включает его, когда температура ниже заданной.
4. Должно быть обеспечено свободное поступление нагретого воздуха от прибора в комнату (особенно при пользовании тепловентилятором). Не используйте прибор для сушки одежды, не загромождайте его различными предметами.
Не помещайте вблизи отопительного прибора горючих материалов и легковоспламеняющихся предметов!
Холодильник
Мощность этого электроприбора сравнительно невелика, однако, он может потреблять достаточное количество электроэнергии, так как работает непрерывно 24 часа в сутки. Для экономии электроэнергии выполняйте ряд рекомендаций.
Выбирайте объём камер приобретаемого холодильника в соответствии с требуемым количеством продуктов, которые будут в нём храниться.
Место установки холодильника должно быть удалено от источников тепла и защищено от солнечных лучей.
Для обеспечения полной изоляции рекомендуется плотно закрывать дверцы и периодически проверять изолирующие резиновые прокладки. Деформированные прокладки ведут к проникновению тёплого внешнего
воздуха в камеры, что, в свою очередь, влечёт за собой повышенное потребление электроэнергии. Дверцы открывайте как можно реже и не держите их долго открытыми.
Следите, чтобы задняя стенка холодильника не покрывалась пылью. Обеспечивайте свободную циркуляцию воздуха вокруг холодильника.
Не ставьте в холодильник тёплую пищу. Подождите, пока пища остынет до комнатной температуры.
Установите термостат на температуру 5. - 7..
Своевременно размораживайте и чистите холодильник. Нарост льда существенно увеличивает расход электроэнергии. Пользуйтесь разведенным в воде уксусом – это поможет избавиться от неприятного запаха. Перед размораживанием снизьте температуру в морозильной камере. Это позволит оставаться продуктам холодными в течение длительного срока после извлечения из морозильной камеры.
Морозильную камеру рекомендуется заполнять, по крайней мере, на две трети своей ёмкости, что обеспечит её эффективную работу. С другой стороны, в неё не следует помещать слишком много продуктов, так как необходимо обеспечить свободную циркуляцию воздуха в камере.
Стиральная машина
Стиральная машина – один из самых распространённых электроприборов, без которых трудно представить нашу жизнь. Это так просто – закладываем бельё, насыпаем стиральный порошок, наливаем смягчитель, нажимаем кнопку и через некоторое время получаем чистое приятно пахнущее бельё. Важно знать, что не все стиральные машины одинаковы, как и не одинаковы требования к стирке в разных семьях. Поэтому, прежде чем приобрести стиральную машину необходимо учесть:
Состав вашей семьи. Чем больше семья, тем больше должна быть мощность машины и объём её стирального бака.
Скорость отжима. Выбирайте машину с более высокой скоростью отжима, поскольку, чем она выше, тем суше выстиранное бельё.
Потребление машиной электроэнергии, воды и моющих средств. Последние модели стиральных машин более экономичны.
Современная стиральная машина потребляет ток более 10 А. Её нельзя включать в общую квартирную сеть. Подготовка базы для стиральной машина включает в себя выполнение прокладку отдельной электропроводки, установку автомата на 16 А и отдельной трёхполюсной розетки.
Следующие рекомендации помогут вам сэкономить электроэнергию при пользовании стиральной машиной:
Рекомендуется закладывать в бак не больше и не меньше того количества белья, на которое она рассчитана. Перегрузка, так же, как и недогрузка неэкономична. Кроме того, страдает и качество стирки.
Рекомендуется использовать программу с предварительным полосканием только для очень загрязнённого белья. Без предварительного полоскания экономится около 20% электроэнергии.
Стирка при температуре воды 60. вместо 90. сэкономит вам около 25% электроэнергии. Поэтому, если бельё не слишком загрязнено, имеет смысл стирать его при более низкой температуре.
Электрическая плита
Электрическая плита так же, как и стиральная машина, требует прокладки отдельной электропроводки, установки автомата на 16 А и отдельной трёхполюсной розетки. Рекомендуется отдать предпочтение плите не столь мощной, но изготовленной по современной технологии – это позволит вам экономить электроэнергию.
Для эффективной и экономной эксплуатации рекомендуется:
Диаметр кастрюли должен соответствовать диаметру конфорки.
Кастрюля должна иметь гладкое дно и закрыта подходящей крышкой
При варке пищи в кастрюле не должно быть много воды.
После того, как вода в кастрюле закипит, рекомендуется снизить температуру до необходимого для продолжения варки уровня.
Незадолго до окончания приготовления пищи рекомендуется выключить конфорку, так как её медленное остывание обеспечит достаточно тепла для завершения варки.
При приготовлении пищи старайтесь, как можно реже поднимать крышку, что сохраняет тепло, предотвращает избыточный расход энергии и сокращает время приготовления пищи.
Пользуйтесь скороваркой – это сэкономит и время и электроэнергию.Воздерживайтесь от предварительного нагрева духовки, если этого не требует рецепт;
Не открывайте дверцу духовки без необходимости.
Освещение
Освещение жилого помещения должно соответствовать гигиеническим нормам. Недостаточная освещённость наносит ущерб здоровью. Так, например, не следует выключать потолочную лампу, освещая комнату только настольной лампой, выключать полностью освещение при просмотре телевизионных передач и пр. Осветительный элемент выбирается в зависимости от того, где он будет находиться, и от возлагаемой на него функции (общее, местное, декоративное и др.). Правильно выбранные тип и мощность лампы дадут возможность эффективно и экономно расходовать электроэнергию.
Существует широкий ассортимент электроламп, из которых пока самыми распространёнными являются лампы накаливания. Эти лампы дешевы, не требуют дополнительных комплектующих деталей. Заменить сгоревшую лампу не представляет сложности. Лампы накаливания наиболее точно передают цвет окружающих предметов. К недостаткам ламп накаливания относится относительно небольшой срок службы (до 1000 часов). Другой существенный недостаток – неэкономичность. Лишь мене 5% затраченной энергии преобразуется излучаемый свет; всё
остальное уходит на нагревание.
Флуоресцентные лампы наиболее распространены после ламп накаливания. Такая лампа потребляет в 6 раз меньше электроэнергии, чем лампа накаливания, при равной освещённости, а также имеет более продолжительный срок службы. Флуоресцентная лампа действует только с помощью дополнительных приборов – дросселя и стартёра. К недостаткам флуоресцентной лампы относятся также её большие размеры, незначительный шум и некоторое искажение цвета освещаемых предметов.
Одно из важнейших направлений усовершенствования технологии освещения – это создание флуоресцентных компакт-ламп. По своей конструкции и принципу действия компакт-лампа ничем не отличается от флуоресцентной за исключением размеров. По сравнению с лампами накаливания флуоресцентные комакт-лампы дают возможность сократить затраты электроэнергии на 70% - 85%, при этом срок их службы в 8 – 13 раз выше. Поэтому вскоре они заменят в быту лампы накаливания.
Для экономии электроэнергии без ухудшения качества освещения рекомендуется:
Максимальное использование естественного освещения.
Следите за чистотой окон.
Не загромождайте подоконники.
Не завешивайте окно несколькими занавесями и шторами.
Применение соответствующих осветительных приборов.
Использование светлых оттенков (отражающих свет) для окраски стен, потолка пола и при выборе цвета мебели.
Применение средств управления освещением (сдвоенные выключатели для люстр, выключатели с реостатом и пр.).
Использование одной лампы накаливания большой мощности вместо двух маломощных. Например, использование одной лампы мощностью 100 Вт вместо двух 60-ваттных позволяет сократить потребление электроэнергии на 20%, не говоря уже о снижении расходов на покупку ламп.
Продуманная система освещения в доме существенно влияет на расход электроэнергии.
Электронные приборы
К электронным приборам в вашей квартире, чувствительным к скачкам напряжения, относятся телевизоры, видеомагнитофоны, музыкальные центры, компьютеры и др., которые собираются из мельчайших электронных деталей на базе прогрессивных технологий. Именно они могут пострадать в первую очередь от скачков напряжения, если при их создании не была предусмотрена соответствующая защита. При этом сокращается срок службы прибора, а в некоторых случаях может произойти его поломка. Для защиты чувствительных электронных приборов рекомендуется следующее:
Не подключать чувствительные электронные приборы к той же розетке или к той же цепи, к которой уже подключён другой прибор с электромотором, например, холодильник, стиральная машина.
Выключать чувствительные электронные приборы и отключать их от сети (вилкой), если в течение длительного времени ими не пользуются.
Рекомендуется также отключать чувствительные электронные приборы во время грозы, бури и ливня, а также при перебоях в электроснабжении.
С помощью специальных предохранителей обеспечить защиту чувствительных электронных приборов от скачков напряжения. Такие предохранители устанавливаются меду розеткой и штепсельной вилкой чувствительного электронного прибора. Их можно установить самостоятельно.
Приобретать чувствительные электронные приборы со специальной защитой. По данному вопросу вы можете проконсультироваться не только с продавцом, но и с техниками и другими специалистами из специализированных мастерских.
Применение всех вышеперечисленных средств не гарантирует полную защиту чувствительных электронных приборов, но существенно снижает вероятность их повреждения.
Каждый из нас, когда начинает увлекаться чем-то новым, сразу кидается в «пучину страсти» пытаясь выполнить или реализовать непростые проекты самоделок . Так было и со мной, когда я увлекся электроникой. Но как обычно бывает – первые неудачи поубавили запал. Однако отступать я не привык и начал систематически (буквально с азов) постигать таинства мира электроники. Так и родилось «руководство для начинающих технарей»
Шаг 1: Напряжение, ток, сопротивление
Эти понятия являются фундаментальными и без знакомства с ними продолжать обучение основам было бы бессмысленно. Давайте просто вспомним, что каждый материал состоит из атомов, а каждый атом в свою очередь имеет три типа частиц. Электрон — одна из этих частицы, имеет отрицательный заряд. Протоны же имеют положительный заряд. В проводящих материалах (серебро, медь, золото, алюминий и т.д.) есть много свободных электронов, которые перемещаются хаотично. Напряжение является той силой, которая заставляет электроны перемещаться в определенном направлении. Поток электронов, который движется в одном направлении, называется током. Когда электроны перемещаются по проводнику, то они сталкиваются с неким трением. Это трение называют сопротивлением. Сопротивление «ужимает» свободное перемещения электронов, таким образом снижая величину тока.
Более научное определение тока – скорость изменения количество электронов в определенном направлении. Единица измерения тока — Ампер (I). В электронных схемах протекающий ток лежит в диапазоне миллиампера (1 ампер = 1000 миллиампер). Например, свойственный ток для светодиода 20mA.
Единица измерения напряжения – Вольт (В). Батарея – является источником напряжения. Напряжение 3В, 3.3В, 3.7В и 5В является наиболее распространенным в электронных схемах и устройствах.
Напряжение является причиной, а ток – результатом.
Единица измерения сопротивления – Ом (Ω).
Шаг 2: Источник питания
Аккумуляторная батарея — источник напряжения или «правильно» источник электроэнергии. Батарея производит электроэнергию за счет внутренней химической реакции. На внешней стороне у неё присутствуют две клеммы. Одна из них является положительным выводом (+ V), а другая отрицательным (-V), или «землёй». Обычно источники питания бывают двух типов.
- Батареи;
- Аккумуляторы.
Батарейки используются один раз, а затем утилизируются. Аккумуляторы могут быть использованы несколько раз. Батарейки бывают разных форм и размеров, от миниатюрных, используемых для питания слуховых аппаратов и наручных часов до батарей размером с комнату, которые обеспечивают резервное питание для телефонных станций и компьютерных центров. В зависимости от внутреннего состава источники питания могут быть разных типов. Несколько наиболее распространённых типов, используемых в робототехнике и технических проектах:
Батареи 1,5 В
Батарейки с таким напряжением могут иметь различные размеры. Наиболее распространённые размеры АА и ААА. Диапазон ёмкости от 500 до 3000 мАч.
3В литиевая «монетка»
Все эти литиевые элементы рассчитаны номинально на 3 В (при нагрузке) и с напряжением холостого хода около 3,6 вольт. Ёмкость может достигать от 30 до 500мAч. Широко используется в карманных устройствах за счёт их крошечных размеров.
Никель-металлогидридные (NiМГ)
Эти батареи имеют высокую плотность энергии и могут заряжаться почти мгновенно. Другая важная особенность — цена. Такие аккумуляторы дешёвые (в сравнение с их размерами и ёмкостями). Этот тип батареи часто используется в робототехнических самоделках .
3.7 В литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы
Они имеют хорошую разряжающую способность, высокую плотность энергии, отличную производительность и небольшой размер. Литий-полимерный аккумулятор широко используется в робототехнике.
9-вольтовая батарея
Наиболее распространенная форма — прямоугольная призма с округленными краями и клеммами, что расположены сверху. Ёмкость составляет около 600 мАч.
Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные аккумуляторы являются рабочей лошадкой всей радио-электронной промышленности. Они невероятно дешёвы, перезаряжаются и их легко купить. Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в машиностроении, UPS (источниках бесперебойного питания), робототехнике и других системах, где необходим большой запас энергии, а вес не так важен. Наиболее распространенными являются напряжения 2В, 6В, 12В и 24В.
Последовательно-параллельное соединение батарей
Источник питания может быть подключен последовательно или параллельно. При подключении последовательно величина напряжения увеличивается, а когда подключение параллельное – увеличивается текущая величина тока.
Существует два важных момента относительно батарей:
Емкость является мерой (как правило, в Aмп-ч) заряда, хранящейся в батарее, и определяется массой активного материала, содержащегося в ней. Ёмкость представляет собой максимальное количество энергии, которую можно извлечь при определенно заданных условиях. Тем не менее, фактические возможности хранения энергии аккумулятора могут значительно отличаться от номинального заявленного значения, а ёмкость батареи сильно зависит от возраста и температуры, режимов зарядки или разрядки.
Ёмкость батареи измеряется в ватт-часах (Вт*ч), киловатт-часах (кВт-ч), ампер-часах (А*ч) или миллиампер-час (мА * ч). Ватт-час – это напряжение (В) умноженное на силу тока(I) (получаем мощность – единица измерения Ватты (Вт)), которое может выдавать батарея определенный период времени (как правило, 1 час). Так как напряжение фиксируемое и зависит от типа аккумулятора (щелочные, литиевые, свинцово-кислотные, и т.д.), часто на внешней оболочке отмечают лишь Ач или мАч (1000 мАч = 1Aч). Для более продолжительной работы электронного устройства необходимо брать батареи с низким током утечки. Чтобы определить срок службы аккумулятора, разделите ёмкость на фактический ток нагрузки. Цепь, которая потребляет 10 мА и питается от 9-вольтной батареи будет работать около 50 часов: 500 мАч / 10 мА = 50 часов.
Во многих типах аккумуляторов, вы не можете «забрать» энергию полностью (другими словами, аккумулятор не может быть полностью разряжен), не нанося серьезный, и часто непоправимый ущерб химическим составляющим. Глубина разрядки (DOD) аккумулятора определяет долю тока, которая может быть извлечена. Например, если DOD определено производителем как 25%, то только 25% от ёмкости батареи может быть использовано.
Темпы зарядки/разрядки влияют на номинальную ёмкость батареи. Если источник питания разряжается очень быстро (т.е., ток разряда высокий), то количество энергии, которое может быть извлечено из батареи снижается и ёмкость будет ниже. С другой стороны если батарея разряжается очень медленно (используется низкий ток), то ёмкость будет выше.
Температура батареи также будет влиять на ёмкость. При более высоких температурах ёмкость аккумулятора, как правило, выше, чем при более низких температурах. Тем не менее, намеренное повышение температуры не является эффективным способом повышения ёмкости аккумулятора, так как это также уменьшает срок службы самого источника питания.
С-Ёмкость: Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно её емкости. Большинство батарей, за исключением свинцово-кислотных, оценено в 1C. Например, батарея с ёмкостью 1000mAh, выдает 1000mA в течение одного часа, если уровень – 1C. Та же батарея, с уровнем 0.5C, выдает 500mA в течение двух часов. С уровнем 2C, та же батарея выдает 2000mA в течение 30 минут. 1C часто упоминается как одночасовой разряд; 0.5C – как двухчасовой и 0.1C – как 10-часовой.
Ёмкость батареи обычно измеряется с помощью анализатора. Анализаторы тока отображают информацию в процентах отталкиваясь от значения номинальной ёмкости. Новая батарея иногда выдает больше 100 % тока. В таком случае, батарея просто оценена консервативно и может выдержать более длительное время, чем указанно производителем.
Зарядное устройство может быть подобрано с точки зрения ёмкости батареи или величины C. Например зарядное устройство с номиналом C/10 полностью зарядит батарею через 10 часов, зарядное устройство с номиналом в 4C, зарядило бы аккумулятор через 15 минут. Очень быстрые темпы зарядки (1 час или менее) обычно требуют того, чтобы зарядное устройство тщательно контролировало параметры аккумулятора, такие как предельное напряжение и температура, чтобы предотвратить перезаряд и повреждения батареи.
Напряжение гальванического элемента определяется химическими реакциями, что проходят внутри него. Например, щелочные элементы – 1.5 В, все свинцово- кислотные – 2 В, а литиевые – 3 В. Батареи могут состоять из нескольких ячеек, поэтому вы редко, где сможете увидеть 2-вольтовую свинцово-кислотную батарею. Обычно они соединены вместе внутри, чтобы выдавать 6 В, 12 В или 24 В. Не стоит забывать о том, что номинальное напряжение в «1.5-вольтовой» батарее типа AA фактически начинается с 1.6 В, затем быстро опускается к 1.5, после чего медленно дрейфует вниз к 1.0 В, при котором батарею уже принято считать ‘разряженной’.
Как лучше выбрать батарею для поделки ?
Как вы уже поняли, в свободном доступе, можно найти много типов батарей с разным химическим составом, таким образом, не легко выбрать, какое питание является лучшим для именно вашего проекта. Если проект очень энергозависимый (большие системы звука и моторизованные самоделки ) следует выбирать свинцово-кислотную батарею. Если вы хотите построить переносную поделку , которая будет потреблять небольшой ток, то следует выбрать литиевую батарею. Для любого портативного проекта (легкий вес и умеренное питание) выбираем литиево-ионный аккумулятор. Вы можете выбрать более дешёвый аккумулятор на основе метало-никелевого гидрида (NIMH), хотя они более тяжёлые, но не уступают литиево-ионным в остальных характеристиках. Если вы хотели бы сделать энергоёмкий проект то литиево-ионный щелочной (LiPo) аккумулятор будет лучшим вариантом, потому что он имеет маленькие размеры, лёгок по сравнению с другими типами батарей, перезаряжается очень быстро и выдаёт ток высокого значения.
Хотите, чтобы Ваши аккумуляторы прослужили долгое время? Используйте высококачественное зарядное устройство, которое имеет датчики для поддержания надлежащего уровня заряда и подзарядки малым током. Дешёвое зарядное устройство убьёт ваши аккумуляторы.
Шаг 3: Резисторы
Резистор — очень простой и наиболее распространённый элемент на схемах. Он применяется для того, чтобы управлять или ограничивать ток в электрической цепи.
Резисторы — пассивные компоненты, которые только потребляют энергию (и не могут производить её). Резисторы, как правило, добавляются в цепь, где они дополняют активные компоненты, такие как ОУ, микроконтроллеры и другие интегральные схемы. Обычно они используются, чтобы ограничить ток, разделить напряжения и линии ввода/вывода.
Сопротивление резистора измеряется в Омах. Большие значения могут быть сопоставлены с префиксом кило-, мега-, или гига, чтобы сделать значения легко читаемыми. Часто можно увидеть резисторы с меткой кОм и МОм диапазоне (гораздо реже мОм резисторы). Например, 4,700Ω резистор эквивалентен 4.7kΩ резистору и 5,600,000Ω резистор можно записать в виде 5,600kΩ или (более обычно) 5.6MΩ.
Существуют тысячи различных типов резисторов и множество фирм, что их производят. Если брать грубую градацию то существуют два вида резисторов:
- с чётко заданными характеристиками;
- общего назначения, чьи характеристики могут «гулять» (производитель сам указывает возможное отклонение).
Пример общих характеристик:
- Температурный коэффициент;
- Коэффициент напряжения;
- Частотный диапазон;
- Мощность;
- Физический размер.
По своим свойствам резисторы могут быть классифицированы как:
Линейный резистор — тип резистора, сопротивление которого остается постоянным с увеличением разности потенциалов (напряжения), что прикладываются к нему (сопротивление и ток, что проходит через резистор не изменяется от приложенного напряжения). Особенности вольт-амперной характеристики такого резистора — прямая линия.
Не линейный резистор – это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от значения прикладываемого напряжения или протекающего через него тока. Это тип имеет нелинейную вольт-амперную характеристику и не строго следует закону Ома.
Есть несколько типов нелинейных резисторов:
- Резисторы ОТК (Отрицательный Температурный Коэффициент) — их сопротивление понижается с повышением температуры.
- Резисторы ПЕК (Положительный Температурный Коэффициент) — их сопротивление увеличивается с повышением температуры.
- Резисторы ЛЗР (Светло-зависимые резисторы) — их сопротивление изменяется с изменением интенсивности светового потока.
- Резисторы VDR (Вольт зависимые резисторы) — их сопротивление критически понижается, когда значение напряжения превышает определенное значение.
Не линейные резисторы используются в различных проектах. ЛЗР используется в качестве датчика в различных робототехнических проектах.
Кроме этого, резисторы бывают с постоянным и переменным значением:
Резисторы постоянного значения — типы резисторов, значение которых уже установлено, при производстве и не может быть изменено во время использования.
Переменный резистор или потенциометр – тип резистора, значение которого может быть изменено во время использования. Этот тип обычно имеет вал, который поворачивается или перемещается вручную для изменения значения сопротивления в фиксированном диапазоне, например, от. 0 кОм до 100 кОм.
Магазин сопротивлений:
Этот тип резистора состоит из «упаковки», в которой содержится два или более резисторов. Он имеет несколько терминалов, благодаря которым может быть выбрано значение сопротивления.
По составу резисторы бывают:
Углеродные:
Сердечник таких резисторов отливается из углерода и связующего вещества, создающих требуемое сопротивление. Сердечник имеет чашеобразные контакты, удерживающие стержень резистора с каждой стороны. Весь сердечник заливается материалом (наподобие бакелита) в изолированном корпусе. Корпус имеет пористую структуру, поэтому углеродные композиционные резисторы чувствительны к относительной влажности окружающей среды.
Эти типы резисторов обычно производит шум в цепи за счёт электронов, проходящих через углеродные частицы, таким образом, эти резисторы, не используются в «важных» схемах, хотя они дешевле.
Осаждения углерода:
Резистор, который сделан путём нанесения тонкого слоя углерода вокруг керамического стержня — называется углеродо-осаждённым резистором. Он изготавливается путем нагревания керамических стержней внутри колбы метана и осаждением углерода вокруг них. Значение резистора определяется количеством углерода, осажденного вокруг керамического стержня.
Пленочный резистор:
Резистор выполнен путем осаждения распыляемого металла в вакууме на керамическую основу прута. Эти типы резисторов очень надежны, имеют высокую устойчивость, а также имеют высокий температурный коэффициент. Хотя они дороже по сравнению с другими, но используются в основных системах.
Проволочный резистор:
Проволочный резистор изготовлен путем намотки металлической проволоки вокруг керамического сердечника. Металлический провод представляет собой сплав различных металлов подобранных согласно заявленным особенностям и сопротивлениям требуемого резистора. Эти тип резистора имеет высокую стабильность, а также выдерживает большие мощности, но, как правило, они более громоздкие по сравнению с другими типами резисторов.
Метало-керамические:
Эти резисторы изготовлены путем обжига некоторых металлов, смешанные с керамикой на керамической подложке. Доля смеси в смешанном метало-керамическом резисторе определяет значение сопротивления. Этот тип очень стабилен, а также имеет точно вымеренное сопротивление. Их в основном используют для поверхностного монтажа на печатных платах.
Прецизионные резисторы:
Резисторы, значение сопротивлений которых лежит в пределах допуска, поэтому они очень точны (номинальная величина находится в узком диапазоне).
Все резисторы имеют допуск, который даётся в процентах. Допуск говорит нам, насколько близко к номинальному значению сопротивления может изменяться. Например, 500Ω резистор, который имеет значение допуска 10%, может иметь сопротивление между 550Ω или 450Ω. Если же резистор имеет допуск 1%, сопротивление будет меняться только на 1%. Таким образом, 500Ω резистор может варьироваться от 495Ω 505Ω.
Прецизионный резистор — резистор, у которого уровень допуска всего 0.005%.
Плавкий резистор:
Проволочный резистор, разработан таким образом, чтобы легко перегореть, когда номинальная мощность превысет граничный порог. Таким образом плавкий резистор имеет две функции. Когда питание не превышено, он служит ограничителем тока. Когда номинальная мощность превышена, оа функционирует как предохранитель, после перегорания цепь становится разорванной, что защищает компоненты от короткого замыкания.
Терморезисторы:
Теплочувствительный резистор, значение сопротивления которого изменяется с изменением рабочей температуры.
Терморезисторы показывают или положительный температурный коэффициент (PTC) или отрицательный температурный коэффициент (NTC).
Насколько изменяется сопротивление с изменениями рабочей температуры зависит от размера и конструкции терморезистора. Всегда лучше проверить справочные данные, чтобы узнать все спецификации терморезисторов.
Фоторезисторы:
Резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от светового потока, что падает на его поверхность. В тёмной среде сопротивление фоторезистора очень высоко, несколько M Ω. Когда интенсивный свет попадает на поверхность, сопротивление фоторезистора существенно падает.
Таким образом фоторезисторы — переменные резисторы, сопротивление которых зависит от количества света, что падает на его поверхность.
Выводные и безвыводные типы резисторов:
Выводные резисторы: Этот тип резисторов использовался в самых первых электронных схемах. Компоненты подключались к выводным клеммам. С течением времени, начали использоваться печатные платы, в монтажные отверстия которых впаивались выводы радиоэлементов.
Резисторы поверхностного монтажа:
Этот тип резистора всё более часто стали использовать начиная с введения технологии поверхностного монтажа. Обычно этот тип резистора создается путём использования тонкоплёночной технологии.
Шаг 4: Стандартные или общие значения резисторов
Система обозначений имеет свои истоки, которые выходят с начала прошлого века, когда большинство резисторов были углеродными с относительно плохими производственными допусками. Объяснение довольно простое – используя 10% допуск можно уменьшить число выпускаемых резисторов. Было бы малоэффективно производить резисторы с сопротивлением 105 Ом, так как 105 находится в пределах 10%-го диапазона допуска резистора на 100 Ом. Следующая рыночная категория составляет 120 Ом, потому что у резистора на 100 Ом с 10%-й терпимостью, будет диапазон между 90 и 110 Ом. У резистора на 120 Ом диапазон лежит между 110 и 130 Ом. По этой логики предпочтительно выпускать резисторы с 10% допуском 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330 и так далее (соответственно округлены). Это — ряд E12, показанный ниже.
Терпимость 20% E6,
Терпимость 10% E12,
Терпимость 5% E24 (и обычно 2%-я терпимость),
Терпимость 2% E48,
E96 1% терпимости,
E192 0,5, 0,25, 0,1% и выше допуски.
Стандартные значения резисторов:
Е6 серии: (20% допуска) 10, 15, 22, 33, 47, 68
E12 серии: (10% допуска) 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
E24 серии: (5% допуска) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91
E48 серии: (2% допуска) 100, 105, 110, 115, 121, 127, 133, 140, 147, 154, 162, 169, 178, 187, 196, 205, 215, 226, 237, 249, 261, 274, 287, 301, 316, 332, 348, 365, 383, 402, 422, 442, 464, 487, 511, 536, 562, 590, 619, 649, 681, 715, 750, 787, 825, 866, 909, 953
E96 серии: (1% допуска) 100, 102, 105, 107, 110, 113, 115, 118, 121, 124, 127, 130, 133, 137, 140, 143, 147, 150, 154, 158, 162, 165, 169, 174, 178, 182, 187, 191, 196, 200, 205, 210, 215, 221, 226, 232, 237, 243, 249, 255, 261, 267, 274, 280, 287, 294, 301, 309, 316, 324, 332, 340, 348, 357, 365, 374, 383, 392, 402, 412, 422, 432, 442, 453, 464, 475, 487, 491, 511, 523, 536, 549, 562, 576, 590, 604, 619, 634, 649, 665, 681, 698, 715, 732, 750, 768, 787, 806, 825, 845, 866, 887, 909, 931, 959, 976
E192 серии: (0,5, 0,25, 0,1 и 0,05% допуска) 100, 101, 102, 104, 105, 106, 107, 109, 110, 111, 113, 114, 115, 117, 118, 120, 121, 123, 124, 126, 127, 129, 130, 132, 133, 135, 137, 138, 140, 142, 143, 145, 147, 149, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 165, 167, 169, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184, 187, 189, 191, 193, 196, 198, 200, 203, 205, 208, 210, 213, 215, 218, 221, 223, 226, 229, 232, 234, 237, 240, 243, 246, 249, 252, 255, 258, 261, 264, 267, 271, 274, 277, 280, 284, 287, 291, 294, 298, 301, 305, 309, 312, 316, 320, 324, 328, 332, 336, 340, 344, 348, 352, 357, 361, 365, 370, 374, 379, 383, 388, 392, 397, 402, 407, 412, 417, 422, 427, 432, 437, 442, 448, 453, 459, 464, 470, 475, 481, 487, 493, 499, 505, 511, 517, 523, 530, 536, 542, 549, 556, 562, 569, 576, 583, 590, 597, 604, 612, 619, 626, 634, 642, 649, 657, 665, 673, 681, 690, 698, 706, 715, 723, 732, 741, 750, 759, 768, 777, 787, 796, 806, 816, 825, 835, 845, 856, 866, 876, 887, 898, 909, 920, 931, 942, 953, 965, 976, 988
При разработке оборудования лучше всего придерживаться самого низкого раздела, т.е. лучше использовать E6, а не E12. Таким образом, чтобы число различных групп в любом оборудовании было минимизировано.
Продолжение следует
Электричество применяется во многих областях, оно окружает нас практически повсюду. Электроэнергия позволяет получать безопасное освещение дома и на работе, кипятить воду, готовить пищу, работать на компьютере и станках. Вместе с тем, обращаться с электричеством необходимо уметь, иначе можно не только получить травмы, но и нанести вред имуществу. Как правильно прокладывать проводку, организовывать снабжение объектов электричеством, изучает такая наука, как электротехника.
Понятие электричества
Все вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. У атома есть ядро и движущиеся вокруг него положительно и отрицательно заряженные частицы (протоны и электроны). При нахождении двух материалов рядом друг с другом между ними возникает разность потенциалов (у атомов одного вещества электронов всегда меньше, чем у другого), что приводит к появлению электрического заряда – электроны начинают перемещаться от одного материала к другому. Так возникает электричество. Другими словами, электричество – это энергия, возникающая в результате перемещения отрицательно заряженных частиц из одного вещества в другое.
Скорость перемещения может быть разной. Чтобы движение было в нужном направлении и с нужной скоростью, используются проводники. Если движение электронов по проводнику осуществляется только в одном направлении, такой ток называется постоянным. Если же направление перемещения с определенной частотой меняется, то ток будет переменным. Самым известным и простым источником постоянного тока является батарейка или автомобильный аккумулятор. Переменный ток активно используется в бытовом хозяйстве и в промышленности. На нем работают практически все устройства и оборудование.
Что изучает электротехника
Данная наука знает практически все об электричестве. Изучить ее необходимо всем, кто хочет получить диплом или квалификацию электрика. В большинстве учебных заведений курс, на котором изучают все, что связано с электроэнергией, называется «Теоретические основы электротехники» или, сокращенно ТОЭ.
Данная наука получила развитие в XIX веке, когда был изобретен источник постоянного тока, и появилась возможность строить электрические цепи. Дальнейшее развитие электротехника получила в процессе новых открытий в области физики электромагнитных излучений. Чтобы без проблем осваивать науку в настоящее время, необходимо иметь знания не только в области физики, но также химии и математики.
В первую очередь, на курсе ТОЭ изучаются основы электричества, дается определение тока, исследуются его свойства, характеристики и направления применения. Далее изучаются электромагнитные поля и возможности их практического использования. Завершается курс, как правило, изучением устройств, в которых используется электрическая энергия.
Чтобы разобраться с электричеством, не обязательно поступать в высшее или среднее учебное заведение, достаточно воспользоваться самоучителем или пройти видеоуроки «для чайников». Полученных знаний вполне хватит, чтобы разобраться с проводкой, заменить лампочку или повесить люстру дома. Но, если планируется профессионально работать с электричеством (например, в должности электромонтера или энергетика), то соответствующее образование будет обязательным. Оно позволяет получить специальный допуск на работу с приборами и устройствами, работающими от источника тока.
Основные понятия электротехники
Изучая электричество для начинающих, главное – разобраться с тремя основными терминами:
- Сила тока;
- Напряжение;
- Сопротивление.
Под силой тока понимается количество электрического заряда, протекающего через проводник с определенным сечением за единицу времени. Другими словами, количество электронов, которые переместились из одного конца проводника в другой за некоторое время. Сила тока является самой опасной для жизни и здоровья человека. Если взяться за оголенный провод (а человек – это тоже проводник), то электроны пройдут через него. Чем больше их пройдет, тем больше будут повреждения, поскольку в процессе своего движения они выделяют тепло и запускают различные химические реакции.
Однако чтобы ток шел по проводникам, между одним и другим концом проводника должно быть напряжение или разность потенциалов. Причем она должна быть постоянной, чтобы движение электронов не прекращалось. Для этого электрическую цепь обязательно замыкают, а на одном конце цепи обязательно ставят источник тока, который обеспечивает в цепи постоянное движение электронов.
Сопротивление – это физическая характеристика проводника, его способность к проведению электронов. Чем ниже сопротивление проводника, тем большее количество электронов по нему пройдет за единицу времени, тем выше сила тока. Высокое сопротивление, наоборот, уменьшает силу тока, но влечет за собой нагревание проводника (если напряжение достаточно высоко), что может привести к возгоранию.
Подбор оптимальных соотношений между напряжением, сопротивлением и силой тока в электрической цепи является одной из основных задач электротехники.
Электротехника и электромеханика
Электромеханика является разделом электротехники. Она изучает принципы функционирования устройств и оборудования, которые работают от источника электрического тока. Изучив основы электромеханики, можно научиться ремонтировать различное оборудование или даже проектировать его.
В рамках уроков по электромеханике, как правило, изучаются правила преобразования электрической энергии в механическую (каким образом функционирует электродвигатель, принципы работы любого станка и так далее). Также исследуются и обратные процессы, в частности, принципы действия трансформаторов и генераторов тока.
Таким образом, без понимания того, как составляются электрические цепи, принципов их функционирования и других вопросов, которые изучает электротехника, осваивать электромеханику невозможно. С другой стороны, электромеханика является более сложной дисциплиной и носит прикладной характер, поскольку результаты ее изучения применяются непосредственно при конструировании и ремонте машин, оборудования и различных электрических устройств.
Безопасность и практика
Осваивая курс электротехники для начинающих, необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности, поскольку несоблюдение определенных правил может привести к трагическим последствиям.
Первое правило, которому необходимо следовать, – обязательно знакомиться с инструкцией. У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности.
Второе правило заключается в контроле состояния изоляции проводников. Все провода обязательно должны покрываться специальными материалами, не проводящими электричество (диэлектриками). Если изоляционный слой нарушен, в первую очередь, следует его восстановить, иначе возможно нанесение вреда здоровью. Кроме того, работу в целях безопасности с проводами и электрооборудованием следует производить только в специальной одежде, которая не проводит электричество (резиновые перчатки и диэлектрические боты).
Третье правило состоит в использовании для диагностики параметров электросети только специальных приборов. Ни в коем случае не стоит делать этого голыми руками или пробовать «на язык».
Обратите внимание! Пренебрежение данными элементарными правилами является основной причиной травм и несчастных случаев в работе электриков и электромонтеров.
Чтобы получить начальное представление об электричестве и принципах работы устройств с его применением, рекомендуется пройти специальный курс или изучить пособие «Электротехника для начинающих». Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.
В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее. Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами.
Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.
Видео
Все, что нужно знать электрику - самоучке. Самоучитель. Особенности бытовой осветительной электрической сети. Самостоятельное обучение электромонтажу. (10+)
Самоучитель электрика - Основные знания и навыки для выполнения электротехнических и электромонтажных работ
Наверняка я что-то упустил. Могут быть разные частные вопросы по электрике, которые я не осветил. Обязательно пишите вопросы в обсуждение статьи. Я, если смогу, на них отвечу.
Техника безопасности
Если Вы самостоятельно никогда не выполняли электромонтажные работы, то не следует думать, что прочитав этот материал, Вы сможете все сделать правильно, безопасно для себя и будущих пользователей. Статья позволит понять, как устроена бытовая осветительная сеть, уяснить основные принципы ее монтажа. Первый раз электромонтажные работы нужно проводить под наблюдением опытного специалиста. В любом случае, вне зависимости от того, имеете ли Вы официальный допуск, Вы берете на себя ответственность за жизнь, здоровье и безопасность себя и окружающих.
Никогда не работайте с высоким напряжением в одиночку. Всегда должен рядом быть человек, который в критической ситуации сможет обесточить систему, вызвать экстренные службы и оказать первую помощь.
Не следует выполнять работы под напряжением. Это развлечение для опытных профессионалов. Обесточьте сеть, с которой будете работать, убедитесь, что никто не сможет случайно включить электричество, когда Вы будете заниматься монтажом.
Не надейтесь на то, что до Вас проводка была выполнена правильно. Обзаведитесь датчиком (индикатором) фазы. Это такое устройство, похожее на отвертку или шило. У него есть щуп. Если щуп прикасается к проводу, находящемуся под напряжением, то загорается индикатор. Убедитесь, что Вы умеете правильно пользоваться этим датчиком. Есть тонкости. Некоторые датчики правильно работают только если пальцем прижимать специальный контакт на ручке. Перед тем, как начинать работу, с помощью индикатора фазы убедитесь, что проводка обесточена. Я не раз встречал ошибочно выполненные варианты проводки, когда автомат на входе разрывает только один провод, не обеспечивая полное обесточивание сети. Такая ошибка очень опасна, так как, отключив автомат, Вы предполагаете, что сеть обесточена, а это не так. Датчик фазы сразу предупредит Вас об опасности.
Главные неисправности электротехники
Мастера говорят, что в электротехнике есть всего два вида неисправностей. Нет нужного надежного контакта и есть ненужный. Действительно, в электромонтажном деле не бывает случаев, когда две точки сети должны быть связаны определенным сопротивлением. Они либо должны быть соединены, либо не соединены.
Схемы электрических соединений
На схеме приведена типовая двухконтурная проводка. На объект через автомат (A2 ), УЗО (A3 ) и электрический счетчик (A4 ) заведено сетевое напряжение осветительной сети (O1 ). Далее это напряжение разводится на два контура - осветительный и силовой. Оба контура имеют отдельные автоматы (A4 - осветительный контур, A5 - силовой) для их защиты от перегрузок и раздельного отключения при ремонтных работах. Автомат осветительного контура обычно выбирается на меньшую силу тока, чем автомат силового контура. К осветительному контуру подключены лампы (L1 - LN ) и две розетки (S1 , S2 ) для подключения маломощных нагрузок, например, компьютера или телевизора. Эти розетки используются при ремонтных работах на силовом контуре для подключения электроинструмента. Силовой контур разведен на силовые розетки (S3 - SN ).
На схемах место соединения проводников обозначается точкой. Если проводники пересекают друг друга, но точки нет, то это означает, что проводники не соединены, они пересекаются без соединения.
Параллельное и последовательное соединения
Электрические цепи могут быть соединены параллельно и последовательно.
При последовательном соединении электрический ток, выходящий из одной цепи, попадает в другую. Таким образом, через все цепи, соединенные последовательно, протекает одинаковый ток.
При параллельном соединении электрический ток разветвляется на все цепи, соединенные параллельно. Таким образом, суммарный ток равен сумме токов в каждой цепи. Зато на цепи, соединенные параллельно, подается одинаковое напряжение.
На приведенной схеме входной автомат, УЗО, счетчик и вся остальная схема соединены последовательно. В результате автомат может ограничивать силу тока во всей цепи, а счетчик - измерять потребляемую энергию. Оба контура и нагрузки в них соединены параллельно, что позволяет подвести к каждой нагрузке сетевое напряжение, на которое она рассчитана, независимо от других нагрузок.
Здесь приведена принципиальная электрическая схема. Бывают еще монтажные схемы. На них указывается на плане объекта, где должна пройти проводка, где установить щит, где поставить розетки, выключатели и осветительные приборы. Там совсем другие обозначения. Я - не специалист в этих схемах. Информацию о них поищите в других источниках.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!
