Nykyaikaista elämää ei voi kuvitella ilman sähköä, ihmiskunta käyttää tämän tyyppistä energiaa kaikkein täysimääräisesti. Kaikki aikuiset eivät kuitenkaan pysty muistamaan koulun fysiikan kurssilta sähkövirran määritelmää (tämä on alkuhiukkasten virtaus, jossa on varaus), hyvin harvat ymmärtävät, mikä se on.
Mikä on sähkö
Sähkön läsnäolo ilmiönä selittyy yhdellä fysikaalisen aineen pääominaisuuksista - kyvyllä saada sähkövaraus. Ne ovat positiivisia ja negatiivisia, kun taas kohteet, joilla on vastakkaiset napaisuusmerkit, vetävät toisiaan puoleensa ja "vastaavat" päinvastoin hylätään. Liikkuvat hiukkaset ovat myös magneettikentän lähde, mikä jälleen kerran osoittaa yhteyden sähkön ja magnetismin välillä.
Atomitasolla sähkön olemassaolo voidaan selittää seuraavasti. Kaikkien kappaleiden molekyylit sisältävät atomeja, jotka koostuvat ytimistä ja niiden ympärillä kiertävistä elektroneista. Nämä elektronit voivat tietyissä olosuhteissa irrota "äiti" -ydimistä ja siirtyä muille kiertoradille. Tämän seurauksena jotkut atomit muuttuvat "vajaakäyttöisiksi" elektroneiksi, ja joillakin on ylimäärä.
Koska elektronien luonne on sellainen, että ne virtaavat sinne, missä niitä ei ole, elektronien jatkuva liike yhdestä aineesta toiseen muodostaa sähkövirran (sanasta "virtaus"). Tiedetään, että sähköllä on suunta "miinus" -napa "plus" -napaan. Siksi ainetta, jossa on pula elektroneista, pidetään positiivisesti varautuneena ja ylimääräisenä negatiivisesti, ja sitä kutsutaan "ioneiksi". Jos puhumme sähköjohtojen koskettimista, positiivisesti varautuneita kutsutaan "nollaksi" ja negatiivisesti "vaiheiksi".
Eri aineissa atomien välinen etäisyys on erilainen. Jos ne ovat hyvin pieniä, elektronikuoret kirjaimellisesti koskettavat toisiaan, joten elektronit siirtyvät helposti ja nopeasti ytimestä toiseen ja takaisin, mikä luo sähkövirran liikkeen. Aineita, kuten metalleja, kutsutaan johtimiksi.
Muissa aineissa atomien väliset etäisyydet ovat suhteellisen suuria, joten ne ovat dielektrisiä, ts. älä johda sähköä. Ensinnäkin se on kumia.
lisäinformaatio. Kun aineen ytimet ja niiden liike lähettävät elektroneja, syntyy energiaa, joka lämmittää johtimen. Tätä sähkön ominaisuutta kutsutaan "tehoksi", se mitataan watteina. Lisäksi tämä energia voidaan muuntaa valoksi tai muuksi muotoksi.
Jotta sähkövirta jatkuisi verkon läpi, johtimien päätepisteiden (voimalinjoista talon johdotuksiin) potentiaalien on oltava erilaiset.
Sähkön löytämisen historia
Mitä sähkö on, mistä se tulee, ja sen muita ominaisuuksia tutkivat perusteellisesti termodynamiikan tiede vierekkäisten tieteiden kanssa: kvanttitermodynamiikka ja elektroniikka.
Väittää, että kuka tahansa tiedemies keksi sähkövirran, olisi väärin, koska muinaisista ajoista lähtien monet tutkijat ja tutkijat ovat tutkineet sitä. Juuri termi "sähkö" otettiin jokapäiväiseen elämään kreikkalaisen matemaatikon Thalesin toimesta, tämä sana tarkoittaa "keltaista", koska Thales onnistui tuottamaan staattista sähköä ja kuvaamaan tätä ilmiötä kokeilussa meripihkanvärisen sauvan ja villan kanssa.
Roomalainen Plinius tutki myös hartsin sähköisiä ominaisuuksia ja Aristoteles sähköisiä ankeriaita.
Myöhemmin ensimmäinen, joka alkoi tutkia perusteellisesti sähkövirran ominaisuuksia, oli Englannin kuningattaren lääkäri V. Gilbert. Saksalaista porvarimestaria Magdeburgista, O. v. Ja suuri Newton esitti todisteita staattisen sähkön olemassaolosta.
1800-luvun alussa englantilainen fyysikko S.Gray jakoi aineet johtaviksi ja ei-johtaviksi, ja hollantilainen tiedemies Peter van Muschenbrook keksi Leiden-purkin, joka kykenee keräämään sähkövarauksen, eli se oli ensimmäinen kondensaattori . Amerikkalainen tiedemies ja poliitikko B. Franklin päätti ensimmäisenä sähkön teorian tieteellisesti.
Koko 1700 -luku oli täynnä löytöjä sähkön alalla: salaman sähköinen luonne vahvistettiin, keinotekoinen magneettikenttä rakennettiin, kahdenlaisia varauksia ("plus" ja "miinus") ja sen seurauksena , kaksi napaa paljastettiin (luonnontieteilijä USA: sta R. Simmer), Coulomb löysi pisteen sähkövarausten välisen vuorovaikutuksen lain.
Seuraavalla vuosisadalla keksittiin paristot (italialainen tiedemies Volta), kaarivalaisin (englantilainen Davey) sekä ensimmäisen dynamo -prototyyppi. Vuotta 1820 pidetään elektrodynamiikan tieteen syntymävuonna, ranskalainen Ampere teki tämän, jolle hänen nimensä annettiin yksikölle sähkövirran voimakkuuden osoittamiseksi, ja skottilainen Maxwell johdatti sähkömagnetismin valoteorian. Venäläinen Lodygin keksi hehkulampun, jossa oli hiilisauva - modernien hehkulamppujen esi -isä. Hieman yli sata vuotta sitten neonlampun keksi ranskalainen tiedemies Georges Claude.
Tähän päivään asti sähköalan tutkimusta ja löytöjä jatketaan, esimerkiksi kvanttelektrodynamiikan teoriaa ja heikkojen sähköaaltojen vuorovaikutusta. Kaikista sähkön tutkimukseen osallistuneista tiedemiehistä erityinen paikka kuuluu Nikola Teslalle - monet hänen keksinnöistään ja teorioistaan siitä, miten sähkö toimii, eivät edelleenkään ole arvossa.
Luonnollinen sähkö
Pitkään uskottiin, että sähköä "itsessään" ei ole luonnossa. Tämän väärinkäsityksen kumosi B. Franklin, joka osoitti salaman sähköisen luonteen. Yhden tutkijoiden version mukaan he osallistuivat maan ensimmäisten aminohappojen synteesiin.
Elävien organismien sisällä syntyy myös sähköä, joka tuottaa hermoimpulsseja, jotka tarjoavat moottori-, hengitys- ja muita elintoimintoja.
Mielenkiintoista. Monet tutkijat pitävät ihmiskehoa itsenäisenä sähköjärjestelmänä, jolla on itsesääntelytoimintoja.
Eläinmaailman edustajilla on myös oma sähkö. Esimerkiksi jotkut kalalajit (ankeriaat, näärät, rauskut, kalastajat ja muut) käyttävät sitä suojeluun, metsästykseen, ruokintaan ja suunnittelemiseen vedenalaisessa tilassa. Erityinen elin näiden kalojen kehossa tuottaa sähköä ja varastoi sen, kuten kondensaattoriin, sen taajuus on satoja hertsejä ja jännite on 4-5 volttia.
Sähkön saaminen ja käyttö
Nykyään sähkö on mukavan elämän perusta, joten ihmiskunta tarvitsee jatkuvaa sukupolvea. Tätä tarkoitusta varten rakennetaan erilaisia voimalaitoksia (vesivoima, lämpö, ydinvoima, tuuli, vuorovesi ja aurinko), jotka pystyvät tuottamaan megawattia sähköä generaattoreiden avulla. Tämä prosessi perustuu mekaanisen (vesivoimalaitoksen putoavan veden energia), termisen (hiilipolttoaineen - hiilen ja ruskean hiilen, turpeen lämpövoimalaitoksella) tai atomienvälisen (radioaktiivisen uraanin atomien hajoaminen) muutokseen. ja plutoniumia ydinvoimalaitoksessa) sähköenergiaksi.
Maan sähkövoimille on omistettu paljon tieteellistä tutkimusta, ja kaikki pyrkivät käyttämään ilmakehän sähköä ihmiskunnan hyväksi - sähkön tuottamiseksi.
Tutkijat ovat ehdottaneet monia uteliaita virrankehityslaitteita, joiden avulla voidaan ottaa sähköä magneetista. He käyttävät kestomagneettien kykyä tehdä hyödyllistä työtä vääntömomentin muodossa. Se syntyy staattorin ja roottorilaitteiden vastaavasti varautuneiden magneettikenttien välisen hylkäämisen seurauksena.
Sähkö on suositumpaa kuin kaikki muut energialähteet, koska sillä on monia etuja:
- helppo siirtää kuluttajalle;
- nopea muuntaminen lämpö- tai mekaaniseksi energiaksi;
- mahdolliset uudet sovellusalueet (sähköajoneuvot);
- kaikkien uusien ominaisuuksien löytäminen (suprajohtavuus).
Sähkö on eri varautuneiden ionien liike johtimen sisällä. Tämä on suuri lahja luonnolta, jonka ihmiset ovat tunteneet muinaisista ajoista lähtien, eikä tämä prosessi ole vielä päättynyt, vaikka ihmiskunta on jo oppinut ottamaan sen valtava määrä. Sähköllä on valtava rooli modernin yhteiskunnan kehityksessä. Voimme sanoa, että ilman sitä useimpien aikalaisten elämä yksinkertaisesti pysähtyy, koska ei ole turhaa, että kun sähkö katkaistaan, ihmiset sanovat ”sammuttaneensa valon”.
Video
Sähkötekniikka on kuin vieras kieli. Joku on oppinut sen pitkään ja täydellisesti, joku on vasta alkanut tutustua, mutta jollekin se on edelleen saavuttamaton, mutta houkutteleva tavoite. Miksi monet haluavat tietää tämän salaperäisen sähkömaailman? Vain noin 250 vuotta ihmiset ovat tunteneet hänet, mutta nykyään on vaikea kuvitella elämää ilman sähköä. Tutustumaan tähän maailmaan, ja on olemassa teoreettinen perusta sähkötekniikalle (TOE) nukkeille.
Ensimmäinen tutustuminen sähköön
1700 -luvun lopulla ranskalainen tiedemies Charles Coulomb alkoi tutkia aktiivisesti aineiden sähköisiä ja magneettisia ilmiöitä. Hän löysi sähkövarauksen lain, joka nimettiin hänen mukaansa - riipus.
Nykyään tiedetään, että mikä tahansa aine koostuu atomeista ja elektroneista, jotka kiertävät niitä kiertoradalla. Kuitenkin joissakin aineissa atomit pitävät elektroneja erittäin tiukasti, kun taas toisissa tämä sidos on heikko, jolloin elektronit voivat irrota vapaasti joistakin atomeista ja kiinnittyä toisiin.
Ymmärtääksesi mitä se on, voit kuvitella suuren kaupungin, jossa on valtava määrä autoja, jotka liikkuvat ilman sääntöjä. Nämä koneet liikkuvat epäsäännöllisesti eivätkä voi tehdä hyödyllistä työtä. Onneksi elektronit eivät kaadu, vaan pikemminkin pomppivat toisistaan kuin pallot. Hyötyä näistä pienistä työmiehistä , kolmen ehdon on täytyttävä:
- Aineen atomien on luovutettava vapaasti elektroninsa.
- Tähän aineeseen on kohdistettava voima, joka saa elektronit liikkumaan yhteen suuntaan.
- Ketju, jota pitkin varautuneet hiukkaset liikkuvat, on suljettava.
Aloittelijoiden sähkötekniikan ytimessä on näiden kolmen ehdon noudattaminen.
Kaikki elementit koostuvat atomeista. Atomeja voidaan verrata aurinkokuntaan, vain jokaisella järjestelmällä on oma kiertorata ja useita planeettoja (elektroneja) voi sijaita kullakin kiertoradalla kerralla. Mitä kauemmas kiertorata on ytimestä, sitä vähemmän kiertoradan elektronit kokevat vetovoiman.
Vetovoima ei riipu ytimen massasta, mutta ytimen ja elektronien eri napaisuudesta... Jos ytimen varaus on +10 yksikköä, elektronien pitäisi myös sisältää yhteensä 10 yksikköä, mutta negatiivinen varaus. Jos elektroni poistuu ulkoradalta, elektronien kokonaisenergia on jo -9 yksikköä. Yksinkertainen esimerkki +10 +(-9) = +1 lisäämisestä. On käynyt ilmi, että atomilla on positiivinen varaus.
Se tapahtuu myös toisinpäin: ytimessä on voimakas vetovoima ja se kaappaa "vieraan" elektronin. Sitten "ylimääräinen", 11. elektroni ilmestyy ulkoreitilleen. Sama esimerkki +10 + (-11) = -1. Tässä tapauksessa atomi varautuu negatiivisesti.
Jos kaksi materiaalia, joilla on vastakkainen varaus, lasketaan elektrolyyttiin ja liitetään niihin johtimen, esimerkiksi hehkulampun, kautta, virta virtaa suljetussa piirissä ja valo syttyy. Jos piiri katkeaa esimerkiksi kytkimen kautta, valo sammuu.
Sähkövirta saadaan seuraavasti. Kun elektrolyytti vaikuttaa johonkin materiaaliin (elektrodiin), siihen ilmestyy ylimäärä elektroneja ja se varautuu negatiivisesti. Toinen elektrodi päinvastoin luopuu elektroneista elektrolyytin vaikutuksesta ja varautuu positiivisesti. Jokainen elektrodi on merkitty vastaavasti "+" (ylimäärä elektroneja) ja "-" (elektronien puute).
Vaikka elektroneilla on negatiivinen varaus, mutta elektrodi on merkitty "+". Tämä hämmennys tapahtui sähkötekniikan kynnyksellä. Tuolloin uskottiin, että varauksen siirto tapahtuu positiivisten hiukkasten avulla. Siitä lähtien on laadittu monia kaavioita ja jotta ne eivät muuttuisi, he jättivät kaiken ennalleen. ...
Galvaanikennoissa sähkövirta syntyy kemiallisen reaktion avulla. Useiden elementtien yhdistelmää kutsutaan akuksi, tällainen sääntö löytyy sähkötekniikasta "nukkeille". Jos käänteinen prosessi on mahdollinen, kun kemiallinen energia kerääntyy elementtiin sähkövirran vaikutuksesta, niin tällaista elementtiä kutsutaan akuksi.
Galvanisen kennon keksi Alessandro Volta vuonna 1800. Hän käytti kupari- ja sinkkilevyjä, jotka oli kastettu suolaliuokseen. Tästä tuli prototyyppi moderneille akuille ja paristoille.
Virran tyypit ja ominaisuudet
Ensimmäisen sähkön vastaanottamisen jälkeen syntyi ajatus siirtää tämä energia tietyn matkan päähän, ja tässä ilmeni vaikeuksia. On käynyt ilmi, että elektronit, jotka kulkevat johtimen läpi, menettävät osan energiastaan, ja mitä pidempi johdin, sitä suuremmat nämä häviöt. Vuonna 1826 Georg Ohm perusti lain, joka seuraa jännitteen, virran ja vastuksen suhdetta. Se kuuluu seuraavasti: U = RI. Sanoin käy ilmi: jännite on yhtä suuri kuin virran voimakkuuden ja johtimen vastuksen tulo.
Yhtälöstä voidaan nähdä, että mitä pidempi johdin, joka lisää vastusta, sitä vähemmän virtaa ja jännitettä tulee, joten teho pienenee. Vastusta on mahdotonta poistaa, koska tämä on tarpeen alentaa johtimen lämpötila absoluuttiseen nollaan, mikä on mahdollista vain laboratorio -olosuhteissa. Virta on välttämätön virralle, joten et voi myöskään koskea siihen, sinun on vain lisättävä jännitettä.
1800 -luvun lopulla tämä oli ylitsepääsemätön ongelma. Itse asiassa tuohon aikaan ei ollut vaihtovirtaa tuottavia voimalaitoksia eikä muuntajia. Siksi insinöörit ja tutkijat käänsivät katseensa radioon, mutta se oli hyvin erilainen kuin moderni langaton. Eri maiden hallitus ei nähnyt tämän kehityksen hyötyjä eikä sponsoroinut tällaisia hankkeita.
Jännitteen muuttamiseksi, lisäämiseksi tai vähentämiseksi tarvitaan vaihtovirta. Kuinka tämä toimii, voidaan nähdä seuraavasta esimerkistä. Jos lanka rullataan kelaan ja magneetti siirretään nopeasti sen sisään, käämiin ilmestyy vaihtovirta. Tämä voidaan varmistaa liittämällä volttimittari, jonka keskellä on nollamerkki, kelan päihin. Laitteen nuoli poikkeaa vasemmalle ja oikealle, mikä osoittaa, että elektronit liikkuvat yhteen suuntaan, sitten toiseen.
Tätä menetelmää sähkön tuottamiseksi kutsutaan magneettiseksi induktioksi. Sitä käytetään esimerkiksi generaattoreissa ja muuntajissa, vastaanottamalla ja muuttamalla virtaa. Sen muodossa vaihtovirta voi olla:
- sinimuotoinen;
- impulssi;
- suoristettu.
Johtimien tyypit
Ensimmäinen asia, joka vaikuttaa sähkövirtaan, on materiaalin johtavuus. Tämä johtavuus on erilainen eri materiaaleille. Kaikki aineet voidaan perinteisesti jakaa kolmeen tyyppiin:
- kapellimestari;
- puolijohde;
- dielektrinen.
Mikä tahansa aine, joka kulkee vapaasti sähkövirran läpi, voi olla johdin. Näitä ovat kovat materiaalit, kuten metalli tai puolimetalli (grafiitti). Neste - elohopea, sulatetut metallit, elektrolyytit. Se sisältää myös ionisoituja kaasuja.
Tämän perusteella, johtimet on jaettu kahteen johtavuustyyppiin:
- sähköinen;
- ioninen.
Elektroninen johtaminen sisältää kaikki materiaalit ja aineet, joissa elektroneja käytetään sähkövirran luomiseen. Näitä elementtejä ovat metallit ja puolimetallit. Johtaa hyvin virtaa ja hiiltä.
Ionijohtavuudessa tämä rooli on hiukkasella, jolla on positiivinen tai negatiivinen varaus. Ioni on hiukkanen, jossa on puuttuva tai ylimääräinen elektroni. Jotkut ionit eivät vastusta "ylimääräisen" elektronin sieppaamista, kun taas toiset eivät arvosta elektroneja ja siksi luovuttavat ne vapaasti.
Näin ollen tällaiset hiukkaset voivat olla negatiivisesti varautuneita ja positiivisesti varautuneita. Esimerkki on suolavesi. Pääaine on tislattu vesi, joka on eristin eikä johda sähköä. Kun suolaa lisätään, siitä tulee elektrolyytti, eli johdin.
Puolijohteet eivät yleensä johda virtaa, mutta ulkoisten vaikutusten (lämpötila, paine, valo jne.) Vaikutuksesta ne alkavat siirtää virtaa, vaikka eivät yhtä hyvin kuin johtimet.
Kaikki muut materiaalit, jotka eivät sisälly kahteen ensimmäiseen tyyppiin, kuuluvat eristeisiin tai eristimiin. Normaalioloissa ne eivät käytännössä johda sähkövirtaa. Tämä johtuu siitä, että ulommalla kiertoradalla elektronit ovat hyvin tiukasti paikoillaan, eikä muille elektroneille ole sijaa.
Kun opiskelet sähköä "nukkeille", sinun on muistettava, että kaikkia aiemmin lueteltuja materiaaleja käytetään. Johtimia käytetään pääasiassa piirielementtien (mukaan lukien mikropiirit) liittämiseen. Ne voivat liittää virtalähteen kuormaan (tämä on esimerkiksi jääkaapin kaapeli, sähköjohdot jne.). Niitä käytetään kelojen valmistuksessa, joita voidaan puolestaan käyttää muuttumattomina esimerkiksi piirilevyillä tai muuntajissa, generaattoreissa, sähkömoottoreissa jne.
Johtimia on lukuisimpia ja monipuolisimpia. Lähes kaikki radiolaitteet on valmistettu niistä. Varistorin saamiseksi voidaan käyttää esimerkiksi yhtä puolijohdetta (piikarbidia tai sinkkioksidia). On osia, jotka sisältävät erityyppisiä johtavuuden johtimia, esimerkiksi diodit, zener -diodit, transistorit.
Bimetalleilla on erityinen markkinarako. Se on kahden tai useamman metallin yhdistelmä, joilla on erilainen laajentumisaste. Kun tällaista osaa kuumennetaan, se muodostuu erilaisen laajentumisen vuoksi. Sitä käytetään yleensä ylivirtasuojana, esimerkiksi suojaamaan sähkömoottoria ylikuumenemiselta tai sammuttamaan laite, kun esiasetettu lämpötila saavutetaan, kuten raudassa.
Dielektrikoilla on pääasiassa suojaava tehtävä (esimerkiksi sähkötyökalujen eristyskahvat). Niiden avulla voit myös eristää sähköpiirin elementit. Painettu piirilevy, johon radio -osat on asennettu, on valmistettu dielektrisestä materiaalista. Kelajohdot on päällystetty eristävällä lakalla oikosulun estämiseksi kierrosten välillä.
Dielektrisestä tulee kuitenkin puolijohde, kun johdin lisätään ja se voi johtaa virtaa. Samasta ilmasta tulee johdin ukonilman aikana. Kuiva puu ei johda sähköä hyvin, mutta jos se kastuu, se ei ole enää turvallinen.
Sähkövirralla on valtava rooli nykyajan ihmisen elämässä, mutta toisaalta se voi olla kohtalokasta. Sen havaitseminen esimerkiksi maassa makaavasta langasta on erittäin vaikeaa; tämä vaatii erikoislaitteita ja tietoa. Siksi sähkölaitteita käytettäessä on oltava erittäin varovainen.
Ihmiskeho on pääosin vettä mutta tämä ei ole tislattua vettä, joka on dielektrinen. Siksi sähköstä keho muuttuu melkein johtimeksi. Kun saat sähköiskun, lihakset supistuvat, mikä voi johtaa sydämenpysähdykseen ja hengitysvajeeseen. Virran jatkotoimilla veri alkaa kiehua, sitten keho kuivuu ja lopulta kudosten hiiltyminen. Ensimmäinen asia on pysäyttää virta, tarvittaessa antaa ensiapua ja soittaa lääkäreille.
Luonnossa muodostuu staattinen jännite, mutta se ei useimmiten aiheuta vaaraa ihmisille salamaa lukuun ottamatta. Se voi kuitenkin olla vaarallista elektronisille piireille tai osille. Siksi he käyttävät maadoitettuja rannekkeita työskennellessään mikropiirien ja kenttävaikutransistorien kanssa.
Sisältö:
On monia käsitteitä, joita et voi nähdä omin silmin ja koskettaa käsilläsi. Ilmeisin esimerkki on sähkötekniikka, joka koostuu monimutkaisista piireistä ja hämärästä terminologiasta. Siksi monet ihmiset vetäytyvät yksinkertaisesti ennen tämän tieteellisen ja teknisen kurinalaisuuden tulevan tutkimuksen vaikeuksia.
Aloittelijoiden sähkötekniikan perusteet, jotka on esitetty esteettömällä kielellä, auttavat saamaan tietoa tällä alalla. Historiallisista tosiseikoista ja havainnollistavista esimerkeistä tuettuina niistä tulee kiehtovia ja ymmärrettäviä myös niille, jotka ensin kohtasivat tuntemattomia käsitteitä. Vähitellen siirtyminen yksinkertaisesta monimutkaiseksi on täysin mahdollista tutkia esitettyjä materiaaleja ja käyttää niitä käytännössä.
Sähkövirran käsitteet ja ominaisuudet
Sähkölakeja ja -kaavoja tarvitaan muutakin kuin laskelmia varten. Niitä tarvitsevat myös ne, jotka käytännössä suorittavat sähköön liittyviä toimintoja. Kun tiedät sähkötekniikan perusteet, voit loogisesti määrittää vian syyn ja poistaa sen nopeasti.
Sähkövirran ydin on varautuneiden hiukkasten liike, jotka kuljettavat sähkövarausta pisteestä toiseen. Kuitenkin varautuneiden hiukkasten, kuten metallien vapaiden elektronien, satunnaisella lämpöliikkeellä varauksen siirtoa ei tapahdu. Sähkövarauksen liike johtimen poikkileikkauksen läpi tapahtuu vain, jos ionit tai elektronit osallistuvat järjestettyyn liikkeeseen.
Sähkövirta kulkee aina tiettyyn suuntaan. Sen läsnäolo osoitetaan erityisillä merkeillä:
- Johtimen lämmitys, jonka läpi virta kulkee.
- Muutos johtimen kemiallisessa koostumuksessa virran vaikutuksesta.
- Voiman käyttö naapurivirroille, magnetoiduille kappaleille ja naapurivirroille.
Sähkövirta voi olla suora tai vuorotteleva. Ensimmäisessä tapauksessa kaikki sen parametrit pysyvät muuttumattomina, ja toisessa napaisuus muuttuu ajoittain positiivisesta negatiiviseksi. Jokaisella puolijaksolla elektronien virtauksen suunta muuttuu. Tällaisten määräajoin tapahtuvien muutosten nopeus on hertseinä mitattu taajuus
Nykyiset perusarvot
Kun piirissä tapahtuu sähkövirtaa, varaus siirtyy jatkuvasti johtimen poikkileikkauksen läpi. Tietyn ajan yksikön aikana siirrettyä varausmäärää kutsutaan mitattuna ampeeria.
Ladattujen hiukkasten liikkeen luomiseksi ja ylläpitämiseksi tarvitaan tiettyyn suuntaan kohdistetun voiman vaikutus. Jos tällainen toiminta lopetetaan, myös sähkövirran virtaus pysähtyy. Tätä voimaa kutsutaan sähkökentäksi, joka tunnetaan myös nimellä. Hän on se, joka aiheuttaa mahdollisen eron tai Jännite johtimen päissä ja antaa sysäyksen varautuneiden hiukkasten liikkeelle. Tämän arvon mittaamiseen käytetään erityistä yksikköä - volttia... Perusmäärien välillä on tietty suhde, joka heijastuu Ohmin laissa, jota tarkastellaan yksityiskohtaisesti.
Johtimen tärkein ominaisuus, joka liittyy suoraan sähkövirtaan, on vastus mitattuna ohh... Tämä arvo on eräänlainen johtimen vastus siinä olevan sähkövirran virtaukselle. Vastusvaikutuksen seurauksena johdin kuumenee. Kun johtimen pituus kasvaa ja sen poikkileikkaus pienenee, vastusarvo kasvaa. Arvo 1 ohmia tapahtuu, kun johtimen potentiaaliero on 1 V ja virran voimakkuus 1 A.
Ohmin laki
Tämä laki viittaa sähkötekniikan perussäännöksiin ja käsitteisiin. Se kuvastaa tarkimmin suhdetta, kuten virran voimakkuus, jännite, vastus jne. Näiden määrien määritelmiä on jo harkittu, nyt on tarpeen määrittää niiden vuorovaikutusaste ja vaikutus toisiinsa.
Tämän tai toisen arvon laskemiseksi sinun on käytettävä seuraavia kaavoja:
- Virran voimakkuus: I = U / R (ampeeri).
- Jännite: U = I x R (volttia).
- Vastus: R = U / I (ohmia).
Näiden arvojen riippuvuutta prosessien olemuksen ymmärtämiseksi verrataan usein hydraulisiin ominaisuuksiin. Esimerkiksi vedellä täytetyn säiliön pohjaan on asennettu venttiili viereisen putken kanssa. Kun venttiili avataan, vesi alkaa virrata, koska korkea paine putken alussa ja matala paine putken päässä eroavat toisistaan. Täsmälleen sama tilanne esiintyy johtimen päissä potentiaalieroina - jännitteenä, jonka vaikutuksesta elektronit liikkuvat johdinta pitkin. Siten analogisesti jännite on eräänlainen sähköinen paine.
Nykyistä voimakkuutta voidaan verrata veden virtausnopeuteen eli sen määrään, joka virtaa putken poikkileikkauksen läpi tietyn ajan. Kun putken halkaisija pienenee, myös vedenvirtaus laskee vastuksen kasvun vuoksi. Tätä rajoitettua virtausta voidaan verrata johtimen sähköiseen vastukseen, joka pitää elektronien virtauksen tietyllä alueella. Virran, jännitteen ja vastuksen vuorovaikutus on samanlainen kuin hydrauliset ominaisuudet: yhden parametrin muuttuessa kaikki muut muuttuvat.
Energiaa ja tehoa sähkötekniikassa
Sähkötekniikassa on myös käsitteitä, kuten energiaa ja tehoa liittyy Ohmin lakiin. Energiaa esiintyy mekaanisessa, lämpö-, ydin- ja sähköisessä muodossa. Energian säilymisen lain mukaan sitä ei voida tuhota tai luoda. Se voi muuttua vain muodosta toiseen. Esimerkiksi äänijärjestelmät muuttavat sähkön ääneksi ja lämmöksi.
Kaikki sähkölaitteet kuluttavat tietyn määrän energiaa tietyn ajan. Tämä arvo on yksilöllinen kullekin laitteelle ja edustaa tehoa eli energiamäärää, jonka tietty laite voi kuluttaa. Tämä parametri lasketaan kaavalla P = I x U, yksikkö on. Se tarkoittaa yhden voltin siirtämistä yhden ohmin vastuksen läpi.
Siten sähkötekniikan perusteet aloittelijoille auttavat sinua aluksi ymmärtämään peruskäsitteet ja termit. Sen jälkeen on paljon helpompaa käyttää hankittua tietoa käytännössä.
Sähköasentaja nukkeille: elektroniikan perusteet
Jos jokin sähkölaite vioittuu, oikea ratkaisu on soittaa asiantuntijalle, joka korjaa ongelman nopeasti.
Jos tämä ei ole mahdollista, sähköasentajien oppitunnit auttavat sinua korjaamaan tämän tai toisen vian itse.
Tässä tapauksessa kannattaa muistaa turvatoimenpiteet vakavien loukkaantumisten välttämiseksi.
Turvallisuustekniikka
Turvallisuussäännöt on opittava ulkoa - tämä säilyttää terveyden ja hengen samalla kun eliminoi sähköongelmat. Tässä ovat tärkeimmät aloittelijan sähköasiat:
Asennustöiden suorittamiseksi sinun on ostettava anturi (vaiheilmaisin), joka on samanlainen kuin ruuvimeisseli tai awl. Tämän laitteen avulla voit löytää jännitteisen johdon - kun se havaitaan, anturin merkkivalo syttyy. Laitteet toimivat eri tavoin, esimerkiksi kun vastaavaa kosketinta painetaan sormella.
Ennen työn aloittamista on tarpeen käyttää osoitinta sen varmistamiseksi, että kaikki johdot eivät ole jännitteettömiä.
Tosiasia on, että joskus johdotus asennetaan väärin - sisäänkäynnin kone irrottaa vain yhden johdon ilman, että koko verkkoa jännite katkaistaan. Tällainen virhe voi johtaa surullisiin seurauksiin, koska henkilö toivoo järjestelmän täydellistä sammuttamista, vaikka jokin alue saattaa olla edelleen aktiivinen.
Piirityypit, jännite ja virta
Sähköpiirit voidaan kytkeä rinnakkain tai sarjaan. Ensimmäisessä tapauksessa sähkövirta jaetaan kaikille rinnakkain kytketyille piireille. On käynyt ilmi, että kokonaisyksikkö on yhtä suuri kuin minkä tahansa piirin virran summa.
Rinnakkaisliitännöillä on sama jännite. Sarjayhdistelmässä virta siirretään järjestelmästä toiseen. Tämän seurauksena sama virta kulkee jokaisella linjalla.
Ei ole järkevää keskittyä jännitteen ja virran (A) teknisiin määritelmiin. Selitys esimerkeillä on paljon selkeämpi. Ensimmäinen parametri vaikuttaa siis siihen, kuinka hyvin eri alueet on eristettävä. Mitä suurempi se on, sitä suurempi on rikkoutumisen todennäköisyys jossain paikassa. Tästä seuraa, että korkea jännite vaatii hyvän eristyksen... Paljaat liitokset on pidettävä erillään toisistaan, muista materiaaleista ja maasta.
Sähköjännite (U) mitataan yleensä voltteina.
Voimakkaampi jännitys on hengenvaarallisempaa. Mutta älä oleta, että alin on täysin turvallinen. Vaara ihmisille riippuu myös kehon läpi kulkevan virran voimakkuudesta. Ja tämä parametri on jo suoraan vastuksen ja jännitteen alainen. Tässä tapauksessa kehon vastustuskyky liittyy ihon vastustuskykyyn, joka voi vaihdella henkilön moraalisen ja fyysisen tilan, kosteuden ja monien muiden tekijöiden mukaan. On ollut tapauksia, joissa henkilö kuoli vain 12 voltin sähköiskuun.
Lisäksi eri johdot valitaan ampeerista riippuen. Mitä korkeampi A, sitä paksumpaa lankaa tarvitaan.
Muuttuva ja vakio
Kun sähkö oli alkuvaiheessaan, kuluttajille toimitettiin tasavirtaa. Kuitenkin kävi ilmi, että 220 voltin vakioarvoa on lähes mahdotonta lähettää pitkiä matkoja.
Toisaalta et voi syöttää tuhansia volttia - ensinnäkin se on vaarallista, ja toiseksi on vaikeaa ja kallista valmistaa niin korkealla jännitteellä toimivia laitteita. Tämän seurauksena päätettiin muuttaa jännite - 10 volttia saavuttaa kaupungin ja 220 joutuu taloon. Muutos tapahtuu muuntaja.
Mitä tulee jännitteen taajuuteen, se on 50 hertsiä. Tämä tarkoittaa, että jännite muuttaa tilaa 50 kertaa minuutissa. Se alkaa nollasta ja nousee 310 volttiin, laskee sitten nollaan, sitten -310 volttiin ja nousee jälleen nollaan. Kaikki työt tehdään syklisesti. Tällaisissa tapauksissa verkon jännite on 220 volttia - miksi ei 310, käsitellään myöhemmin. Ulkomailla on erilaisia parametreja - 220, 127 ja 110 volttia, ja taajuus voi olla 60 hertsiä.
Teho ja muut parametrit
Sähköä tarvitaan joidenkin töiden tekemiseen, kuten moottorin kääntämiseen tai paristojen lämmitykseen. Voit laskea, millaista työtä hän tekee kertomalla virran jännitteellä. Esimerkiksi 220 voltin sähkölämmitin, jonka teho on 2,2 kW, kuluttaa 10 A.
Normaali tehon mittaus on wattia (W). 1 ampeerin ja 1 voltin sähkövirta voi tuottaa 1 watin tehon.
Yllä olevaa kaavaa käytetään molemmille virratyypeille. Ensimmäisen laskemisessa on kuitenkin joitain vaikeuksia - nykyinen voimakkuus on tarpeen kertoa U: lla jokaisessa ajan yksikössä. Ja jos otamme huomioon, että vaihtovirran jännite- ja lujuusindikaattorit muuttuvat koko ajan, sinun on otettava integraali. Siksi käsitettä sovellettiin tehokas arvo.
Karkeasti ottaen tehokas parametri on erityisellä tavalla valittu virran ja jännitteen keskiarvo.
Vaihto- ja tasavirralla on amplitudi ja tehollinen tila. Amplitudiparametri on suurin yksikkö, johon jännite voi nousta. Muuttujatyypin amplitudiluku on yhtä kuin efektiivinen luku kerrottuna √ 2. Tämä selittää jänniteindikaattorit 310 ja 220 V.
Ohmin laki
Seuraava käsite sähköisten perusasioiden aloittelijoille on Ohmin laki. Hän väittää, että virrankulutus on yhtä suuri kuin jännite jaettuna vastuksella. Tämä laki koskee sekä vaihtovirtaa että tasavirtaa.
Vastus mitataan ohmeina. Joten 1 ampeerin virta kulkee 1 ohmin vastuksen johtimen läpi 1 voltin jännitteellä. Ohmin lailla on kaksi mielenkiintoista seurausta:
- Jos tiedät järjestelmän läpi kulkevan A: n ja piirin vastuksen, teho voidaan laskea.
- Teho voidaan laskea myös tietämällä tehollinen vastus ja U.
Tässä tapauksessa tehon määrittämiseksi ei oteta verkkojännitettä, vaan U johdinta. On käynyt ilmi, että jos jokin laite on kytketty järjestelmään jatkojohdon kautta, toiminto kohdistuu sekä laitteeseen että laajennuslaitteen johtoihin. Tämän seurauksena johdot kuumenevat.
Tietenkin ei ole toivottavaa, että liitännät kuumenevat, koska tämä johtaa erilaisiin häiriöihin sähköjohtojen toiminnassa.
Suurimmat ongelmat eivät kuitenkaan ole itse johdossa, vaan eri liitäntäkohdissa. Näissä kohdissa vastus on kymmenen kertaa suurempi kuin langan kehällä. Ajan myötä hapettumisen seurauksena vastus voi vain kasvaa.
Eri metallien liitokset ovat erityisen vaarallisia. Niissä hapetusprosessit ovat paljon nopeampia. Yleisimmät yhteysvyöhykkeet ovat:
- Paikat, joissa johdot ovat kiertyneet.
- Liittimet kytkimille, pistorasioille.
- Puristusliittimet.
- Yhteystiedot jakelupaneeleissa.
- Pistokkeet ja pistorasiat.
Siksi korjauksen yhteydessä on ensin kiinnitettävä huomiota näihin alueisiin. Niiden on oltava helposti asennettavissa ja hallittavissa.
Noudattamalla yllä olevia sääntöjä voit ratkaista itsenäisesti joitakin kodin sähköongelmia. Tärkeintä on muistaa turvatoimet.
Tällä hetkellä se on jo kehittynyt melko tasaisesti palvelumarkkinoilla, myös alueella kotitalouksien sähkölaitteet.
Ammattitaitoiset sähköasentajat tekevät peittämättömän innostuneena parhaansa auttaakseen muuta väestöämme samalla kun he ovat tyytyväisiä laadukkaasta työstä ja vaatimattomasta palkasta. Väestömme puolestaan nauttii myös suuresti korkealaatuisista, nopeista ja täysin edullisista ratkaisuista ongelmiinsa.
Toisaalta on aina ollut melko laaja kansalaisryhmä, joka periaatteessa pitää sitä kunnianosoituksena - omalla kädelläni ratkaise ehdottomasti kaikki jokapäiväiset ongelmat, jotka syntyvät heidän oman asuinpaikkansa alueella. Tämä asema ansaitsee varmasti sekä hyväksynnän että ymmärryksen.
Lisäksi kaikki nämä Vaihdot, siirrot, asennukset- kytkimet, pistorasiat, koneet, laskurit, lamput, keittiöuunien liitäntä jne. - kaikki tämäntyyppiset palvelut, joita väestö eniten vaatii ammattitaitoisen sähköasentajan näkökulmasta, ollenkaan eivät ole vaikeita töitä.
Ja itse asiassa tavallinen kansalainen, jolla ei ole sähkötekniikan koulutusta, mutta jolla on riittävän yksityiskohtaiset ohjeet, voi hyvin selviytyä sen toteuttamisesta itse, omin käsin.
Tietenkin aloitteleva sähköasentaja voi tehdä tällaista työtä ensimmäistä kertaa paljon enemmän aikaa kuin kokenut ammattilainen. Mutta se ei ole ollenkaan tosiasia, että tämä vähentää sen tehokkuutta, kiinnittäen huomiota yksityiskohtiin ja ilman kiirettä.
Aluksi tämä sivusto suunniteltiin kokoelmana vastaavista ohjeista, jotka koskevat tämän alueen yleisimpiä ongelmia. Mutta tulevaisuudessa ihmisille, jotka eivät ole koskaan koskaan kohdanneet tällaisten ongelmien ratkaisua, lisättiin kuuden käytännön oppitunnin "nuori sähköasentaja".
Piilotettujen ja paljaiden johtojen pistorasioiden asennuksen ominaisuudet. Pistorasiat sähköliesille. Sähköliesin liittäminen omin käsin.
Kytkimet.
Sähkökytkimien, piilotettujen ja paljaiden johtojen vaihto, asennus.
Automaattiset laitteet ja vikavirtasuojat.
Suojalaitteiden ja katkaisijoiden toimintaperiaate. Katkaisijoiden luokittelu.
Sähkömittarit.
Ohjeet yksivaiheisen mittarin asentamiseen ja liittämiseen.
Johtojen vaihto.
Sähköasennus sisätiloihin. Asennusominaisuudet riippuen seinien materiaalista ja niiden sisustustyypistä. Sähköjohdotus puutalossa.
Lamput.
Seinävalaisimien asennus. Kattokruunut. Valonheittimien asennus.
Yhteystiedot ja yhteydet.
Joitakin johtimien liitäntätyyppejä, joita esiintyy yleisimmin "kotikäyttöisissä" sähkölaitteissa.
Sähkötekniikka - Teorian perusteet.
Sähkövastuksen käsite. Ohmin laki. Kirchhoffin lakeja. Rinnakkais- ja sarjayhteys.
Kuvaus yleisimmistä johtimista ja kaapeleista.
Kuvitetut ohjeet digitaalisen universaalin sähköisen mittauslaitteen kanssa työskentelyyn.
Tietoja lampuista - hehkulamput, loisteputket, LED -lamput.
Tietoja "rahasta".
Sähköasentajan ammattia ei ehdottomasti pidetty arvostettuna vasta viime aikoina. Mutta voisitko kutsua häntä matalapalkkaiseksi? Alla näet yleisimpien palvelujen hinnaston kolme vuotta sitten.
Sähköasennus - hinnat.
Sähkömittari kpl. - 650p.
Yksinapaiset katkaisijat kpl. - 200p.
3-napaiset katkaisijat kpl. - 350p.
Difautomat kpl. - 300p.
RCD yksivaiheiset kpl. - 300p.
Yhden painikkeen kytkin kpl. - 150p.
Kahden painikkeen kytkin kpl. - 200p.
Kolmen painikkeen kytkin kpl. - 250p.
Avoin kytkentäkortti, enintään 10 ryhmää. - 3400 s.
Piilokytkentäkortti jopa 10 ryhmää kpl. - 5400p.
Avoimen johdotuksen asettaminen PM - 40p.
Johdotus aallotuksessa PM - 150p.
Halkeaminen seinässä (betoni) L.m. - 300p.
(tiili) L.m. - 200p.
Laatikon ja kytkentärasian asennus betonikappaleisiin. - 300p.
tiili kpl. - 200p.
kipsilevy kpl. - 100p.
Seinävalaisin kpl. - 400p.
Kohdevalo kpl. - 250p.
Koukku kattokruunu kpl. - 550p.
Kattokruunu (ilman asennusta) kpl. - 650p.
Kellon ja kellopainikkeen asettaminen kpl. - 500p.
Pistorasian asennus, avoin johdotuskytkin kpl. - 300p.
Pistorasian asennus, piilotettu kytkentäkytkin (ilman pistorasian asentamista) kpl. - 150p.
Kun olin sähköasentaja "mainoksen mukaan", en pystynyt yhdelle illalle asentamaan betoniin enempää kuin 6-7 pistettä (pistorasiat, kytkimet) piilotetuista johdotuksista. Lisäksi uraa on 4-5 metriä (betonia varten). Suoritamme yksinkertaisia aritmeettisia laskelmia: (300 + 150) * 6 = 2700p. - nämä ovat pistorasioita, joissa on kytkimet.
300 * 4 = 1200r. - tämä koskee aivohalvauksia.
2700 + 1200 = 3900r. on kokonaismäärä.
Ei paha 5-6 tunnin työhön, eikö olekin? Hinnat ovat tietysti Moskovan hintoja; Venäjällä ne ovat halvempia, mutta enintään kaksi kertaa.
Yleisesti ottaen sähköasentajan - asentajan kuukausitulot ylittävät nyt harvoin 60 000 ruplaa (ei Moskovassa)
Tietenkin tällä alalla on erityisen lahjakkaita ihmisiä (yleensä raudan terveydellä) ja käytännöllinen mieli. Tietyissä olosuhteissa he onnistuvat nostamaan tulonsa 100 000 ruplaan ja yli. Pääsääntöisesti heillä on lupa suorittaa sähkötyötä ja työskennellä suoraan asiakkaan kanssa ottamalla "vakavia" sopimuksia ilman eri välittäjien osallistumista.
Sähköasentajat - korjaamot laitteet (yrityksissä), sähköasentajat - korkeajännite, pääsääntöisesti (ei aina) - ansaitsevat hieman vähemmän. Jos yritys on kannattava ja varoja investoidaan sähköasentajien "korjauslaitteisiin", uusia tulonlähteitä voi avautua, esimerkiksi uusien laitteiden asentaminen aukioloaikojen ulkopuolella.
Korkeasti maksettu, mutta fyysisesti vaikea ja joskus hyvin pölyinen sähköasentajan työ on epäilemättä kaiken kunnioituksen arvoinen.
Aloitettu asiantuntija voi sähköasennuksen parissa hallita perustaidot ja kyvyt, hankkia alustavaa kokemusta.
Riippumatta siitä, miten hän rakentaa uraansa tulevaisuudessa, voit olla varma, että tällä tavalla saatu käytännön tieto on ehdottomasti hyödyllistä.
Tämän sivun materiaalien käyttö on sallittua, jos sivustolle on linkki.
