Что такое ре в электрике: Ре проводник это — советы электрика

Ре проводник это — Всё о электрике

Защитные проводники в электроустановках (PE-проводники)

Главной задачей, которая должна быть решена при создании любой электроустановки, является обеспечение ее электробезопасности. Нормативные документы предусматривают совокупность мер по защите людей и животных от поражения электрическим током, которую следует предусмотреть при проектировании электроустановки и ее монтаже.

Защитные проводники (РЕ) применяются в электроустановках для защиты людей и животных от поражения электрическим током. Защитные проводники, как правило, имеют электрическую связь с заземляющим устройством и поэтому в нормальном режиме электроустановки здания находятся под потенциалом локальной земли.

К защитным проводникам присоединяются открытые проводящие части электрооборудования класса I, с которыми человек имеет многократные электрические контакты.

Поэтому при выполнении монтажа электроустановки здания очень важно не перепутать защитные проводники с линейными проводниками, чтобы исключить ситуацию, когда человек, прикоснувшийся к корпусу, например, холодильника, к которому ошибочно подключен фазный проводник, будет поражен электрическим током. Уникальная цветовая идентификация защитных проводников предназначена для резкого сокращения подобных ошибок.

В системах TN-C, TN-S, TN-С-S защитный проводник соединен с заземленной токоведущей частью источника питания, например, с заземленной нейтралью трансформатора. Он называется нулевым защитным проводником .

В электроустановках зданий применяются также совмещенные нулевые защитные и рабочие проводники (РЕN-проводники) , которые сочетают функции как нулевых защитных, так и нейтральных (нулевых рабочих) проводников. По своему назначению к защитным проводникам относятся также заземляющие проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.

Система заземления TN–S:

Нулевой рабочий проводник (N – проводник в системе TN–S) – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников соединенный с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник (PEN – проводник в системе TN–C) – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника.

Система заземления TN–C:

Заземляющие проводники являются составной частью заземляющего устройства электроустановки здания. Они обеспечивают электрическое соединение заземлителя с главной заземляющей шиной, к которой, в свою очередь, присоединяются другие защитные проводники электроустановки здания.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Проводники уравнивания потенциалов применяются в электроустановках зданий и в зданиях для выполнения уравнивания потенциалов (соединения между собой открытых и сторонних проводящих частей с целью обеспечения эквипотенциальности), которое обычно предназначено для защиты людей и животных от поражения электрическим током. Поэтому в большинстве случаев эти проводники являются защитными проводниками уравнивания потенциалов.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 50462 желтый цвет и зеленый цвет могут использоваться в комбинации желто-зеленого цвета, которая применяется исключительно для обозначения защитных (нулевых защитных) проводников (PE). Применение для идентификации проводников желтого цвета или зеленого цветов не допускается, если существует опасность смешивания указанных цветов с комбинацией желтого и зеленого цветов.

На основании требований, изложенных в ГОСТ Р 50462, в ПУЭ были внесены дополнения, устанавливающие следующую цветовую маркировку проводников электропроводок:

двухцветная комбинация желто-зеленого цвета должна обозначать защитные и нулевые защитные проводники;

голубой цвет следует применять для идентификации нулевых рабочих проводников;

двухцветную комбинацию желто-зеленого цвета по всей длине проводника с голубыми метками на его концах, которые наносятся во время монтажа, необходимо использовать для обозначения PEN-проводников.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 245-1, ГОСТ Р МЭК 60227-1 и ГОСТ Р МЭК 60173 комбинация желтого и зеленого цветов должна использоваться только для обозначения той изолированной жилы кабеля, которая предназначена для применения в качестве защитного проводника. Комбинация желтого и зеленого цветов не должна применяться для идентификации других жил кабеля.

Ре проводник это

Мне довольно часто приходится сталкиваться с вопросом как правильно разделить входящий PEN проводник на N и PE. Также эти вопросы уже много раз задавались в комментариях на сайте и я обещал опубликовать материал на эту тему. Хоть не так быстро, но все-таки я свое обещание выполнил ))) Об этом говорит данная статья. Приятного чтения!

Как разделить входящий PEN проводник на N и PE

PEN проводник представляет собой совмещенные в одну жилу нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. Если говорить простыми словами, то PEN это объединенные “ноль” и “земля”. PEN проводник применяется в старых системах заземления TN-C. По современным требованиям нормативных документов этот проводник нужно разделять на два самостоятельных проводника N (нулевой рабочий) и PE (нулевой защитный) и сделать переход на систему заземления TN-C-S.

Об этом гласит ПУЭ п.7.1.13:

Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S. При реконструкции жилых и общественных зданий, имеющих напряжение сети 220/127 В или 3 х 220 В, следует предусматривать перевод сети на напряжение 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Данный перевод позволяет во всех розетках подключить защитные контакты, таким образом, позволяет заземлить всю домашнюю технику и обезопасить человека от поражения электрическим током.

Сегодня практически везде в частном секторе и во многих домах советской постройки используется старая система заземления TN-C. Поэтому при реконструкции электропроводки нужно делать переход на TN-C-S, т.е. нужно разделить PEN проводник на самостоятельные N и PE.

Где нужно разделять PEN проводник?

На это нам даст ответ ГОСТ Р 50571.1-2009. В п.312.2.1 есть следующие строки:

В электроустановках жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений запрещено применять PEN-проводники. PEN-проводник распределительной сети должен быть разделен на нейтральный и защитный проводники на вводе электроустановки

Все мы живем в жилых же зданиях и согласно данного пункта мы видим, что PEN проводник у нас запрещено применять. Еще в этом пункте написано, что разделение нужно выполнять на вводе электроустановки. В частных домах, коттеджах и дачах это нужно делать в вводных щитах учета, а в многоквартирных домах это нужно делать в ВРУ.

После разделения в вводном щите PEN проводника на N и PE объединять обратно их уже нельзя, т.е. запрещено. Об этом гласит ПУЭ п. 1.7.131.

Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного -проводника.

Также из этого пункта мы видим, что для разделения нужно приготовить две шины. Одна шина для подключения нулевых рабочих проводников и вторая для подключения нулевых защитных проводников. Еще эти шины должны быть соединены между собой. Это соединение делается перемычкой из кабеля.

Приходящий PEN проводник сначала нужно подключать к шине PE и потом от этой шины делать перемычку на шину N.

Теперь смотрим ПУЭ п 1.7.61:

При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

В данном пункте мы видим, что приходящий PEN проводник рекомендуется повторно заземлять. То есть возле ВРУ или щита учета необходимо делать контур заземления или можно использовать естественные заземлители. Затем этот контур заземления нужно соединять с шиной PE, к которой уже подключен PEN проводник. В качестве реализации главной заземляющей шины в щитах для частных домов очень хорошо подходят распределительные блоки.

Также в данном пункте написано, что повторное заземление не нормируется, но все-таки стоит делать контур заземления надежным и качественным. По нормам сопротивление изоляции контура заземления не должно превышать 4 Ом. Вы сами без специального прибора этот параметр измерить не сможете.

Это была небольшая теория по разделению PEN проводника на N и PE с ссылками на пункты нормативных документов.

Теперь давайте рассмотрим несколько наглядных схем, на которых показано это разделение. Данные схемы помогут вам лучше понять как это делается.

Ниже представлена схема разделения PEN проводника для однофазной сети. В принципе, если вы прочитали вышеприведенные пункты, то вам должно быть в ней все понятно. Тут PEN проводник подключается к шине PE, затем эта шина повторно заземляется и от нее идет перемычка к шине N.

Если после вводного коммутационного аппарата (автоматического выключателя) у вас сразу идет прибор учета электроэнергии, то использование перемычки и шины N на вводе теряет смысл. Они становятся лишними болтовыми соединениями, где может ослабнуть контакт и ухудшиться качество соединения. Поэтому в таких схемах шину N можно и не ставить.

Посмотрите следующую схему. В ней нет перемычки и шины N.

В следующей схеме после счетчика установлено вводное УЗО. Может кому-нибудь эта схема пригодится. На номиналы автоматических выключателей и параметры УЗО сильно не смотрите, так как у вас они могут быть совершенно другими.

Если ваш дом подключен к 3-х фазной сети, то в ней суть разделения PEN проводника не меняется. Тут у вас только будет на две жилы (фазы) больше и все. Ниже приведен простой пример разделения PEN проводника для 3-х фазной сети.

Но большинство сетевых компаний не разрешают так делать при подключении частных домов и заставляют идти на нарушение некоторых пунктов нормативных документов. Так они борятся с воровством электроэнергии. Поэтому заставляют приходящий PEN проводник заводить сразу на счетчик, чтобы его можно было опломбировать. Ниже представлена типичная трехфазная схема щита учета, которую без проблем принимают инспектора сетевых организаций. Это не правильно и поэтому нужно доказывать свою правоту ссылаясь, на приведенные выше, пункты нормативных документов.

Еще ниже выкладываю небольшой бонус ))) Это 3-х фазная схема вводного щита учета для частного дома. Здесь стоит УЗИП 2-го класса, который защищен с помощью предохранителей. На самой схеме написаны параметры и типы защитных устройств. Данная схема возможно кому-то может пригодиться.

Почему необходимо разделять PEN-проводник на PE и N

Современные системы энергоснабжения строятся на основе типовых схем, учитывающих способы заземления подключенного к ним оборудования. Делается это с целью защиты конечного потребителя, а также работающего на электроустановках персонала. При организации современных сетей традиционно используются кабели, включающие в свой состав не только фазную жилу, но и рабочий нулевой N, а также защитный PE проводник. В ряде случаев эти два вида шин объединены в одну общую PEN-жилу. Для понимания их функционального назначения сначала придется выяснить, что такое шина PE и как осуществляется цветовая маркировка остальных проводников.

Виды систем заземления

Известные системы защиты электрооборудования различаются по ряду признаков, согласно которым они делятся на следующие виды: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT, а также IT. Входящие в эти обозначения значки расшифровываются следующим образом:

• T означает заземление (от французского «Terre» или земля).
• N – это подсоединение к трансформаторной нейтрали.
• I значит изолированное.
• C – объединение функций рабочего и защитного нулевых проводников («common»).
• S – раздельное применение этих жил («select»).

Обозначение TN-C-S значит, что на каком-то участке силовой цепи два проводника проложены совместно, а затем они разделены по функциональному признаку.

Классификация нулевых шин

По выполняемым функциям входящие в состав системы энергоснабжения нулевые шины делятся на следующие виды:

• N – функциональный или рабочий «нуль», являющийся проводником для токов нагрузки.
• PE – специально прокладываемый защитный «нуль», обеспечивающий возможность организации заземления на приемном конце в удобном месте.
• PEN – проводник, совмещающий функции обеих этих шин.

Каждый из проводников на схемах выделяется определенным цветом (N – синим, PE – желто-зеленым, а PEN – их комбинацией). Они обязательно подбираются по своему сечению, которое не должно быть меньше этого же показателя для фазных шин.

Указанная расшифровка также позволяет понять, зачем нужно разделять PEN проводник, для чего он служит, как можно обустроить заземление на стороне потребителя.

Для чего разделять PEN на две части

Разделять ПЕН провод на жилы PE и N имеет смысл лишь в том случае, когда каждую из них предполагается использовать по своему прямому назначению. Это удается сделать в следующих случаях:

• в частном (загородном) доме, когда в распределительном щите делается отвод от PE шины, используемый для организации местного повторного заземления;
• в городском многоквартирном доме, где жильцы подъезда договорились обустроить общий заземляющий контур на улице рядом с подъездом;
• медный спуск ведется от провода PE к самодельному заземляющему контуру.

Для реализации заземления с самодельным контуром потребуется разрешение от соответствующих энергетических служб и согласование с ЖКХ.

Когда в городских домах в подъездном щитке между шинами ставится перемычка, говорить о полноценном заземлении не приходится. В нормативной документации по этому поводу приводится рекомендация без подробного объяснения действия такого «заземления».

Варианты расщепления проводников

В распределительном щите, где производится разделение PEN проводника, заземление организуется методом расщепления, но между N и PE обязательно устанавливается перемычка. При этом важно, что земляная шина подключается первой, а только после этого оформляется присоединение рабочей жилы. В этой ситуации возможны четыре варианта включения PE провода:

• Перемычка между ней и проводником N отсутствует – рабочий нулевой контакт и заземляющая шина не связаны электрически. УЗО в защитной цепи также не ставится.
• Перемычка между этими клеммами есть, а УЗО не установлено.
• PE для заземления и N закорочены и установлено УЗО.
• Перемычки нет, но есть УЗО.

1. Аварийная фаза попадает на корпус прибора.
2. Затем она поступает на шину заземления.
3. Далее по ней идет на контур трансформаторной подстанции.

При рассмотрении проблемы важно учитывать сопротивление заземляющей цепочки, обычно не превышающей 20 Ом с учетом сечения PE проводника в мм. квадратных. В случае аварии тока КЗ будет недостаточно для отключения вводного автомата. Защитная цепь будет функционировать до тех пор, пока поврежденный участок на приемной стороне не сгорит полностью. Человеку эта ситуация ощутимого вреда принести не сможет, а вот оборудование получит серьезные повреждения (худший вариант – его возгорание и пожар).

Перемычка есть, автомат УЗО отсутствует

В этом случае важную роль играет длина питающей линии (удаление места ее повреждения от вводно-распределительного электрощита), определяющая сопротивление провода для стекания заряда. При аварийном замыкании фазы на корпус поврежденного оборудования ток утечки сначала попадает на заземляющую шину. Далее у него имеется только два пути: часть аварийного электричества уходит в грунт, а другая по нулевой шине вызовет срабатывание автомата на вводе. В рассмотренной ситуации перемычка используется на случай, если по какой-то причине не сработал АВ. Но поскольку последнее практически невозможно, нет разницы, есть ли она или отсутствует.

Перемычка есть и установлено УЗО

Поскольку все защитные и рабочие проводники обладают определенным сопротивлением, в этом случае УЗО должно срабатывать в штатном режиме. При образовании замыкания на корпус ток утечки сначала поступает на само УЗО и лишь после этого уходит на ввод жилого дома. Здесь он, как и в предыдущем случае, разделяется на две части: какая-то доля целого уходит в землю, а часть через перемычку возвращаются в щиток, выключая вводный автомат. Однако до этого дело, как правило, не доходит, поскольку УЗО срабатывает значительно быстрее.

В этой ситуации перемычка не имеет особого значения и является только подстраховкой на всякий случай: если вдруг по странному стечению обстоятельств не сработает УЗО.

Перемычки нет и установлено УЗО

Такая схема будет срабатывать так же, как при наличии перемычки. Единственное отличие от предыдущего случая – отсутствие страховки при выходе из строя УЗО, что маловероятно. Если это все-таки произошло, схема начнет отрабатывать по первому из рассмотренных вариантов. При этом вводный прибор не срабатывает до тех пор, пока КЗ на корпус не трансформируется в фазное короткое замыкание.

Характерные ошибки расщепления фазы связаны с нарушениями порядка коммутаций. Нельзя подключать сначала рабочую жилу и только после нее подсоединять заземление. Другой характерной ошибкой является нежелание устанавливать УЗО. В цепях с искусственным расщеплением PEN проводника наличие устройства защитного отключения обязательно.

Особенности разделения PEN проводника

В частных домах и в городских квартирах в целях исключения воровства электроэнергии представители контролирующей организации вправе требовать, чтобы провод PEN был протянут до счетчика. И лишь после учетного прибора они разрешают разделять его на защитную шину PE и рабочую N. Такое подключение не противоречит требования ПУЭ, но гораздо естественней смотрится разделение, выполненное до счетчика.

Если сначала сделать разделение, а потом опломбировать вводной автомат, никаких возражений со стороны представителей «Энергосбыта» и инспекторов быть не может.

• Как определить обрыв электропроводки в стене под штукатуркой
• Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы
• Виды и технические характеристики ответвительных коробок

Зачем гадать и переводить с иностранного буквенное обозначение систем распределения электроэнергии, когда расшифровка приводится в ПУЭ (см. п. 1.7.3). Причём, расшифровка буквы Т разная, зависит от того какая буква Т по счёту в аббревиатуре. Из той же расшифровки можно понять, что защитное заземление проводящих корпусов электрооборудования используется только в системах IT и TT. А это редко используемые системы, особенно система IT. В основном для питания потребителей используют систему TN (TN-C, TN-C-S, TN-S). Это система с глухозаземлённой нейтралью трансформатора, где проводящие электрический ток корпуса электрооборудования электрически присоединяются к глухозаземлённой нейтрали трансформатора, т.е. зануляются (выполняется защитное зануление; см. ПУЭ, п. 1.7.31). Защитное зануление никто ещё не отменял и его определение (что это такое) есть в ПУЭ. Вывод: в системах TN заземление корпусов не используется совсем в виду его бесполезности (при пробое изоляции на корпус не обеспечивает безопасный ток через человека). Основная мера защиты в системах TN это автоматическое отключение питания, которое как раз и обеспечивается защитным занулением. Дополнительная мера защиты – применение УЗО. Поэтому никаких договоров с соседями и устройств заземляющих контуров делать не надо, всё уже сделано как надо. Единственное, что можно сделать, это преобразовать систему TN-C (у кого такая) в систему TN-C-S. Но здесь также используется зануление.

{SOURCE}

ПОСОБИЕ ПО ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ N, РЕ и PEN ПРОВОДНИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЗДАНИЙ

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ВСЕРОССИЙСКИЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ

ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ

имени Ф.Б. ЯКУБОВСКОГО

ПОСОБИЕ ПО ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ N, РЕ и PEN ПРОВОДНИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЗДАНИЙ

М788-1095

2002г.

1 Введение

1.1 В работе «Пособие по выбору N, РЕ и PEN проводников в электрических сетях зданий» собраны и обобщены требования по выбору нулевого рабочего N и нулевых защитных РЕ и PENпроводников, содержащиеся в различных главах ПУЭ и в стандартах:

• глава 1.7 ПУЭ;

• раздел 6 ПУЭ;

• глава 7.1 ПУЭ;

• ГОСТ Р 50571.3-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражений электрическим током»;

• ГОСТ Р 50571.10-96 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники»;

• ГОСТ Р 50571.15-97 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 52. Электропроводки»;

• ГОСТ Р 51321.1-2000 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Часть 1. Устройства, испытанные полностью или частично. Общие технические требования и методы испытаний».

2 Выбор защитных проводников

2.1 Сечения защитных проводников определяются одним из двух способов:

а) сечение защитного проводника, мм², рассчитывается по формуле

(1)

где I — действующее значение тока короткого замыкания, протекающего через устройство защиты при пренебрежимо малом значении переходного сопротивления, А;

t — выдержка времени отключающего устройства;

K — коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значение Kдля защитных проводников в различных условиях указаны в таблицах 2.1-2.4.

Таблица 2.1. Значения коэффициента Кдля изолированных защитных проводников, не входящих в кабель, и для неизолированных проводников, касающихся оболочки кабелей

Примечание. Начальная температура проводника принята равной 30°С.

Таблица 2.2. Значения коэффициента Кдля защитного проводника, входящего в многожильный кабель

Таблица 2.3. Значения коэффициента Кпри использовании в качестве защитного проводника оболочки или брони кабеля

_____________

* Значение коэффициента К для проводников, изготовленных из алюминия, свинца или стали, которые в МЭК 364-5-54-80 не указаны.

Таблица 2.4. Значения коэффициента Кдля неизолированных проводников для условий, когда указанные температуры не создают опасности повреждения близлежащих материалов

_______________

* Указанные температуры допускаются только при условии, что они не ухудшают качество соединений.

Примечание. Начальная температура проводника принята равной 30°С.

Сечения защитных проводников также могут определяться при испытаниях. При этом конечная температура проводников не должна превышать данные таблиц 2.1-2,4;

б) сечения защитных проводников выбираются по таблицам 2.5, 2.6:

Таблица 2.5. Наименьшие сечения защитных проводников, входящих и не входящих в состав кабеля

Таблица 2.6. Минимальные сечения защитных проводников в низковольтных комплектных устройствах (НКУ)

В таблицах 2.5 и 2.6 общими являются пп. 1 и 2, а различия начинаются с п. 3.

Расчеты по формуле (1) с учетом данных таблиц 2.1-2.4 дают в общем случае несколько завышенные значения сечений защитных проводников. Такие расчеты могут, например, использоваться для выбора защитных проводников в НКУ индивидуального изготовления, при расчете сечения защитных проводников питающих линий и распределительных сетей зданий, выполняемых по индивидуальным проектам, и в других случаях индивидуального (разового) проектирования. При разработке серийных НКУ и для типовых проектов зданий и сооружений рекомендуется определять сечение защитных проводников путем испытаний.

При выборе сечений защитных проводников по таблицам 2.5 и 2.6 получается еще более завышенное сечение. Этот способ можно использовать, когда отсутствуют исходные данные для проведения расчетов.

Полученные значения сечений округляются до ближайшего большего стандартного сечения.

2.2 Во всех случаях сопротивление поврежденной цепи, включая сопротивление защитного проводника, должно обеспечивать ток, необходимый для срабатывания защитного аппарата, а время срабатывания защитного аппарата должно быть выбрано таким образом, чтобы превышение температуры защитного проводника не было больше допустимой температуры при протекании аварийного тока.

Допустимая температура и соответствующие ей значения сечений защитных проводников могут отличаться от значений, полученных по приведенным методикам, например, для взрывоопасных установок.

Примечание. Следует обратить внимание, что при наличии уравнивающих связей между открытыми проводящими частями различного оборудования может наблюдаться явление перераспределения токов короткого замыкания.

3 РЕ проводник

3.1 Нулевой защитный проводник (РЕ) — защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

3.2 После определения сечения РЕ проводника одним из вышеуказанных способов следует провести проверку на ограничения по минимальному сечению РЕ проводника в зависимости от способа прокладки.

Во всех случаях значение сечения медных РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее:

• 2,5 мм² — при наличии механической защиты;

• 4,0 мм² — при отсутствии механической защиты.

Значение сечения алюминиевого РЕ проводника, не входящего в состав кабеля, должно быть не менее 16 мм² независимо от наличия или отсутствия механической защиты.

Графики минимальных значений сечений РЕ проводника — рис. 1.

4 N проводник

4.1 Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) — проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника постоянного тока.

4.2 Защита нулевого рабочего проводника (N)

Когда сечение нулевого рабочего проводника равно сечению фазных проводников, не требуется выполнять его защиту от токов короткого замыкания.

Если сечение нулевого рабочего проводника меньше сечения фазных проводников, то должна обеспечиваться защита его от токов короткого замыкания.

При срабатывании защиты должны отключаться все фазные и нулевой рабочий проводники.

Защита от токов короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике может не предусматриваться при симметричной нагрузке (степень асимметрии при номинальной нагрузке не более 15%), т. е. рабочий ток нулевого рабочего проводника существенно меньше его допустимого значения и защита фазных проводников одновременно обеспечивает защиту нулевого рабочего проводника.

4.3 При питании специфических однофазных нагрузок трехфазной сети, дающих третью гармонику рабочего тока, действующее значение тока по нагреву в нулевом рабочем проводнике может превысить в 1,51,7 раза значение тока в фазных проводниках. В этом случае нулевой рабочий проводник должен выбираться с учетом вышеуказанного фактора.

Источником третьей гармонической составляющей тока являются однофазные источники питания устройств связи, оргтехники и т. п., выполненные по бестрансформаторной схеме.

4.4 Сечение нулевого рабочего проводника должно быть тем же самым, что и фазных проводников:

• в однофазных цепях — независимо от сечения;

• в многофазных цепях — при сечении фазных проводников менее или равном 16 мм² для медных и 25 мм² для алюминиевых проводников.

В многофазных цепях, в которых сечение фазных проводников превышает 16 мм²для медного и 25 мм² для алюминиевого проводников, нулевой рабочий проводник может иметь меньшее по сравнению с фазными проводниками сечение, но не менее 50% сечения фазных проводников при одновременном выполнении следующих условий:

• ожидаемый максимальный ток, включая гармоники, если они есть, в нулевом рабочем проводнике не превышает значения допустимой нагрузки по току для уменьшенного сечения нулевого рабочего проводника;

• нулевой рабочий проводник защищен от сверхтоков;

• сечение нулевого рабочего проводника равно, по крайней мере, 16 мм² для медных и 25 мм² для алюминиевых проводников.

График минимальных значений сечения N проводника — рис. 2-4.

5 PEN проводник

5.1 Совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводник (PEN)

Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник (PEN) — проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. В зависимости от применения он должен одновременно удовлетворять требованиям, предъявляемым к нулевым рабочим и нулевым защитным проводникам.

5.2 Для стационарно проложенных кабелей совместить функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в одном проводнике (PEN) можно при условии, что его сечение будет не менее 10 мм² для медных или 16 мм²для алюминиевых проводников и рассматриваемая электроустановка (часть установки) не защищена устройством защитного отключения, реагирующим на дифференциальный ток, данное ограничение по сечению связано с использование PENпроводника как защитного.

График минимальных значений сечений PEN проводника — рис. 5 и 6.

Примечание. Ограничения по сечению PEN проводника с точки зрения его использования как N проводника могут давать и большие значения сечений, чем это требуется по условиям защиты (см. п. 4.2).

6. Система уравнивания потенциалов

6.1 Существуют различные виды системы уравнивания потенциалов:

• основная (главная) система уравнивания потенциалов;

• дополнительная система уравнивания потенциалов;

• система местного уравнивания потенциалов.

6.2 Проводники основной системы уравнивания потенциалов — это проводники, которые связывают главную заземляющую шину или РЕ шину вводного устройства с открытыми и (или) сторонними проводящими частями, подлежащими включению в систему. Подключение главных проводников системы уравнивания потенциалов должно выполняться по радиальной схеме.

Примечание. Сторонние проводящие части, принадлежащие одной системе, например прямая и обратная трубы системы отопления, рассматриваются как единое целое. В этом случае радиальная линия подключается к одной трубе, а между собой трубы соединяются перемычкой.

6.3 Проводники дополнительной системы уравнивания потенциалов допускается подключать как по радиальной, так и по магистральной схеме. При магистральной схеме должна быть обеспечена непрерывность защитного проводника, в том числе при ремонте и демонтаже оборудования.

6.4 При выборе сечения проводников системы уравнивания потенциалов в первую очередь исходят из соображений обеспечения защиты от косвенного прикосновения. Смысл действия системы уравнивания потенциалов заключается в уменьшении напряжения прикосновения при неисправностях (повреждение изоляции) в электроустановках до безопасного уровня.

Эффективная работа системы уравнивания потенциалов обеспечивается при выполнении следующего условия:

(2)

где U — заданный уровень безопасного напряжения для установки:

— для обычных помещений U= ~50 В;

— для животноводческих помещений и стройплощадок U = ~25 В;

— для особо опасных помещений U= ~12 В;

I_а — уставка защитного аппарата рассматриваемой установки (части установки)

6.5 Проводники системы уравнивания потенциалов должны удовлетворять требованиям ограничения превышения температуры при коротких замыканиях — формула (1) раздела 2 «Выбор защитных проводников».

Наименьшая площадь поперечного сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должна быть не менее половины площади сечения РЕ проводника питающей линии, но не менее:

• 6 мм² по меди;

• 16 мм² по алюминию;

• 50 мм² по стали.

При использовании системы TN-C-S(питающая линия с PENпроводником) сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов выбираются не по фактическому значению сечения PEN проводников, а по расчетному значению PENпроводника в соответствии с разделом 2 «Выбор защитных проводников» и может оказаться меньше половины сечения PENпроводника.

При наличии нескольких вводов проводники системы уравнивания потенциалов выбираются по большему из них.

При установке главной заземляющей шины отдельно сечение проводников, соединяющих указанную шину с РЕ шиной (шинами) вводного устройства (вводных устройств), должно быть равно расчетному сечению РЕ проводника соответствующей питающей линии.

6.6 Следует иметь в виду, что при значительной разнице сечений проводников разных вводов и наличии основной системы уравнивания потенциалов могут возникнуть недопустимые перегрузки в нулевых проводниках (РЕ, PEN) питающих линий со стороны меньшего ввода из-за перетекания токов короткого замыкания потребителей основного (большего) ввода через главную заземляющую шину.

6.7 При устройстве дополнительной системы уравнивания потенциалов, когда электроприемники, охваченные этой системой, могут иметь значительный разброс по величине мощностей, при повреждении изоляции и возникновении короткого замыкания у электроприемника большей мощности может быть поврежден защитный проводник у электроприемника меньшей мощности как в случае питания здания (установки) от двух вводов.

6.8 Практикой применения системы уравнивания потенциалов в жилых и общественных зданиях показано, что сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов больше 25 мм²по меди или эквивалентное ему, если проводник изготовлен из другого металла, как правило, не требуется. Это связано с тем, что в зданиях кроме специально предназначенных для этих целей проводников уравнивания потенциалов имеется значительное количество электрически связанных сторонних и открытых проводящих частей. В то же время для зданий, имеющих мощные вводы (более 250 А) и небольшое количество коммуникаций, выполненных из проводящих материалов, указанное сечение может оказаться недостаточным. В этом случае значение сечения проводника системы уравнивания потенциалов определяется по формуле (2).

График минимальных значений сечений проводников основной системы уравнивания потенциалов — рис. 7.

7 Дополнительная система уравнивания потенциалов

7.1 Минимальное сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов составляет:

• 2,5 мм² — по меди при наличии механической защиты;

• 4 мм² — по меди при отсутствии механической защиты;

• 16 мм² — по алюминию при наличии или отсутствии механической защиты.

7.2 Сечение РЕ проводника, входящего в дополнительную систему уравнивания потенциалов (например, РЕ проводник, соединяющий РЕ шину квартирного щитка с дополнительной системой уравнивания потенциалов ванной комнаты) выбирается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к проводникам основной системы уравнивания потенциалов. При этом его сечение не требуется брать больше максимального из сечений защитных проводников оборудования, находящегося в зоне действия дополнительной системы уравнивания потенциалов. Если таковое оборудование отсутствует, то сечение проводников выбирается в соответствии с разделом 3.

7.3 Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

• при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

• при соединении открытой проводящей и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части;

• при соединении двух сторонних проводящих частей — сечения большего из проводников, соединяющего эти сторонние проводящие части со щитком.

Рис. 1. Минимальные значения сечений РЕ проводника, входящего в состав кабеля, S, мм², при S_ф 16, 16 < S_ф 35, S_ф>35

Примечание. Сечение РЕ проводника, не входящего в состав кабеля, должно быть не менее:

2,5 мм² по меди — при наличии механической защиты;

4 мм² по меди — при отсутствии механической защиты;

16 мм² по алюминию — во всех случаях.

Рис. 2. Значения сечений N проводника S, мм², в однофазных цепях, S= S_ф

Рис. 3. Минимальные значения сечений медного N проводника S, мм², в многофазных цепях при S_ф 16, 16 < S_ф 35, S_ф> 35

Рис. 4. Минимальные значения сечений алюминиевого N проводника S, мм², в многофазных цепях при S_ф 25, 25 < S_ф 50, S_ф> 50

Рис. 5. Минимальные значения сечений медного PEN проводника S, мм², при S_ф 16, 16 < S_ф 35, S_ф> 35

Рис. 6. Минимальные значения сечений алюминиевого PEN проводника S, мм², при S_ф 25, 25 < S_ф 50, S_ф> 50

Рис. 7. Минимальные значения сечений проводников основной системы уравнивания потенциалов при S_ф 16, 16  S_ф  35, S_ф > 35

СОДЕРЖАНИЕ

1 Введение

2 Выбор защитных проводников

3 РЕ проводник

4 N проводник

5 PEN проводник

6 Система уравнивания потенциалов

7 Дополнительная система уравнивания потенциалов

Рис. 1 — График минимальных значений сечений РЕ проводника

Рис. 2, 3, 4 — Графики минимальных значений сечений N проводника

Рис. 5, 6 — Графики минимальных значений сечений PEN проводника

 Рис. 7 — График минимальных значений сечений проводников основной системы уравнивания потенциалов

Pe в электрике — Всё о электрике

Какой буквой и цветом обозначается нуль и фаза в электрике

При самостоятельном подключении электрического оборудования – светильников, вентиляции, автомата пользователи могут обнаружить буквенные обозначения клемм. L, N в электрике – это фаза и земля, к которым проводят соответствующие кабели.

Буквенная маркировка проводов

Для бытовых и промышленных электролиний применяются изолированные провода с внутренними токопроводящими жилами. Изделия отличаются в зависимости от цвета изоляционного покрытия и маркировки. Обозначение фазы и нуля в электрике ускоряет ремонтные и монтажные работы.

Маркировка кабелей в электрических установках под напряжением до 1000 В регулируется ГОСТ Р 50462-2009:

• в п. 6. 2.1 указывается, что нулевой проводник маркируется как N;
• пункт 6.2.2. гласит, что провод защиты с заземлением обозначается PE;
• в п. 6.2.12 сказано, что в электрике L является фазой.

Понимание маркировки упрощает монтажные работы в хозяйственных, жилых и административных зданиях.

L – обозначение фазы

В сети переменного тока под напряжением находится фазный провод. В переводе с английского слово Line имеет значение активный проводник, линия, поэтому маркируется буквой L. Фазные проводники обязательно покрываются цветной изоляцией, поскольку, находясь в оголенном состоянии, могут стать причиной ожогов, травм человека, возгорания или выхода из строя различного оборудования.

N – буквенный символ нуля

Знак нулевого или нейтрального рабочего кабеля – N, от сокращения терминов neutral или Null. При составлении схемы так маркируются клеммы коммутации нуля в однофазной или трехфазной сети.

Слово «ноль» используется только на территории стран СНГ, во всем мире жила называется нейтраль.

PE – индекс заземления

Если проводка заземлена, применяется буквенный маркер PE. С английского значение Protective Earthing переводится как провод заземления. Аналогично будут обозначаться зажимы и контакты для коммутации с заземляющим нулем.

Расцветка изоляционного покрытия проводников

Обозначать по цветам кабели заземления, фазы и нуля необходимо в соответствии с требованиями ПУЭ. В документе установлены различия расцветки для заземления в электрощитке, а также для нуля и фазы. Понимание цветового обозначения изоляции исключает необходимость расшифровки буквенных маркеров.

Цвет жилы заземления

На территории РФ с 1 января 2011 года действует европейский стандарт МЭК 60446:2007. В нем отмечено, что заземление имеет только желто-зеленую изоляцию. Если составляется электросхема, земля должна обозначаться как РЕ.

Жила заземления есть только в кабелях от 3-х жил.

В проводниках PEN, используемых в старых постройках, совмещены жилы земли и нуля. Изоляционное покрытие в данном случае имеет синий цвет заземления и желто-зеленые кембрики на точках соединения и концах провода. В некоторых случаях использовалась обратная маркировка – зануление желто-зеленого цвета с синими наконечниками.

Жилы земли и нуля PEN-кабелей тоньше, чем фазные.

Организация защитного заземления – обязательное условие создания электросети в жилом и промышленном строении. Его необходимость указана в ПУЭ и ГОСТ 18714-81. Стандарты гласят, что нулевое заземление должно иметь наименьший показатель сопротивления. Чтобы не запутаться, используют цветовую разметку кабелей.

Цветовое обозначение нулевых рабочих контактов

Чтобы не перепутать, где фаза, а где ноль, вместо букв L и N ориентируются на цвета кабелей. Электрические стандарты отмечают, что нейтраль бывает синего, голубого, сине-белого оттенка вне зависимости от количества жил.

Обозначить ноль можно латинской литерой N, который на схеме читается как минус. Причина прочтения – участие нуля в замыкании электроцепи.

Расцветка фазного провода

Фаза – это токоведущая линия, которая при неосторожном касании может привести к поражению током. У мастеров-новичков часто возникают сложности с поиском кабеля. Обозначается фаза черным, коричневым, кремовым, красным, оранжевым, розовым, фиолетовым, серым и белым оттенком.

Буквенный индекс фазы – L. Он используется там, где провода не размечены цветом. При подключении кабеля к нескольким фазам рядом с литерой L ставится порядковый номер или латинские буквы А, В, С. Фазу также часто маркируют как плюс.

Фазный провод не может быть синим, голубым, зеленым или желтым.

Зачем использовать цветовую маркировку

Определить L и N в электрике можно при помощи индикаторной отвертки. Понадобится прикоснуться кончиком к части изделия без изоляционного покрытия. Свечение индикатора свидетельствует о наличии фазы. Если светодиод не загорелся, жила нулевая.

Цветовое обозначение сокращает время на поиски нужного провода, устранение неисправности. Знание цветов проводников также исключает риски токового поражения.

Нюансы ручной цветовой разметки

Ручная разметка применяется в момент использования проводов одинакового цвета в домах старой застройки. Перед началом работ составляется схема с цветовыми значениями проводников. В процессе укладки помечать токоведущие жилы можно:

• стандартными кембриками;
• кембриками с термоусадкой;
• изоляционной лентой.

Правила допускают использование специальных наборов для маркировки. Точки установки маркеров для обозначения нуля и фазы указаны в ПУЭ и ГОСТе. Это концы провода и места его присоединения к шине.

Специфика разметки двухжильного провода

Если подключение кабеля к сети уже сделано, можно использовать индикаторную отвертку. Сложность использования инструмента заключается в невозможности определения нескольких фаз. Их понадобится прозванивать мультиметром. Для предотвращения путаницы можно пометить электрический проводник цветом:

• выбрать трубки с термоусадкой или изоленты для обозначения нуля и фазы;
• работать с проводниками не по всей длине, а только на местах соединений и стыков.

Разметка трехжильного провода

Для поиска фазы, заземления и нуля в трехжильном проводе целесообразно применять мультиметр. Его ставят на режим переменного напряжения и аккуратно щупами касаются фазы, потом – оставшихся жил. Показатели тестера следует записать и сравнить. В комбинации «фаза-земля» напряжение будет меньшим, чем в комбинации «фаза-ноль».

После уточнения линий можно делать маркировку. Понять, фаза – L или N, поможет соответствующая расцветка. У нуля она будет голубой или синей, у плюса – любой другой.

Порядок разметки пятипроводной системы

Электропроводка с трехфазной сети выполняется только пятижильным кабелем. Три проводника будут фазным, один – нейтральным, один – защитным заземлением. Цветовая маркировка применяется согласно нормативным требованиям. Для защиты используется желто-зеленая оплетка, для нуля – синяя или голубая, для фазы – из перечня разрешенных оттенков.

Как маркировать совмещенные провода

Для упрощения процесса монтажа проводки используются кабели с двумя или четырьмя жилами. Линия защиты тут соединяется с нейтралью. Буквенный индекс провода – PEN, где PE обозначает заземляющий, а N – нулевой проводник.

Согласно ГОСТу, используется особая цветовая маркировка. По длине совмещенный кабель будет желто-зеленым, а кончики и точки соединения – синими.

Выделяйте основные точки проблемных мест кембриками или изолентой.

Расцветка проводки как способ ускорения монтажа

До начала действия ГОСТ Р 50462-2009 кабели маркировались белым или черным цветом. Определение фазы и нуля производилось при расключении контролькой в момент подачи питания.

Использование цветовых маркеров упрощает ремонтные работы, обеспечивает их безопасность и удобство. Ориентируясь по оттенку кабелей, мастер не потратит много времени, чтобы провести электричество в дом или квартиру.

Рассмотреть значение цветовой маркировки можно на примере светильника. Если меняется лампа, а ноль и фаза перепутаны, имеются риски травм или летального исхода от поражения током. Когда в электрике обозначение L и N выполнено по цвету, фаза выйдет на выключатель, а ноль – на источник света. Напряжение нейтрализуется, и можно будет касаться даже включенной лампочки.

Требования к расцветке проводки при монтаже

От распредкороба на выключатель протягивается медный провод с одной или двумя жилами. Количество жил зависит от количества клавиш прибора. Разрываться должна фаза, а не ноль. В процессе работы допускается использовать для запитки проводник белого цвета, делая пометку на схеме.

Розетка подключается с учетом полярности. Рабочий ноль будет слева, фаза – с правой стороны. Заземление располагается посередине устройства и зажимается клеммой.

При наличии двух кабелей одинаковой расцветки можно найти фазу и нейтраль при помощи контрольки, индикаторной отвертки, мультиметра.

На электросхеме стоит указывать, что означает L и N, но в электрике их используется несколько. На однолинейной отображена силовая часть – тип питания, количество фаз на потребителя. Здесь целесообразно начертить одну засечку на однофазной сети, три – на трехфазной и указать провода цветом. Коммутационное и защитное оборудование помечается специальными символами.

Правильная маркировка и цветовая разметка проводов обеспечивает качество монтажа и обслуживания линии. Нанесение обозначений согласно международным требованиям позволяет электрикам и домашним мастерам сориентироваться в схеме.

Обозначение фазы и нуля в электрике

В процессе самостоятельной установки и подключения электрооборудования (этом могут быть различные светильники, вентиляция, электроплитка и т.п.) можно заметить, что коммутационные клеммы обозначены буквами L, N, PE. Особое значение здесь имеет маркировка L и N. Кроме обозначения проводов в электрике по буквам, их помещают в изоляцию различного цвета.

Это значительно упрощает процедуру определения, где находится фаза, земля или нулевой провод. Чтобы устанавливаемый прибор смог работать в нормальном режиме, каждый из этих проводов должен быть подключен на соответствующую клемму.

Обозначение проводов в электрике по буквам

Электрические коммуникации в бытовой и промышленной сфере организовываются посредством изолированных кабелей, внутри которых находятся проводящие жилы. Они отличаются друг от друга цветом изоляции и маркировкой. Обозначение l и n в электрике дает возможность на порядок ускорить реализацию монтажных и ремонтных мероприятий.

Нанесение данной маркировки регулирует специальный ГОСТ Р 50462: это относится к тем электроустановкам, где используется напряжение до 1000 В.

Как правило, они комплектуются глухозаземленной нейтралью. Зачастую электрическое оборудование данного типа имеют жилые, административные и хозяйственные объекты. Во время монтажа электрических сетей в зданиях этого типа необходимо хорошо разбираться в цветовых и буквенных указаниях.

Обозначение фазы (L)

Сеть переменного тока включает в себя провода, находящиеся под напряжением. Правильное их название – « фазные ». Это слово имеет английские корни, и переводится как «линия» или «активный провод». Фазные жилы несут особенную опасность для здоровья человека и имущества. Для безопасной эксплуатации их покрывают надежной изоляцией.

Использование оголенных проводов под напряжением чревато следующими последствиями:

1. 1. Поражение током людей. Это могут быть ожоги, травмы и даже смерть.
2. 2. Возникновение пожаров.
3. 3. Порча оборудования.

При обозначении проводов в электрике фазные жилы маркируются буквой «L». Это сокращение английского термина « Line », или « линия » (другое название фазных проводов).

Есть и другие версии происхождения этой маркировки. Некоторые специалисты считают, что прообразом стали слова «Lead» (подводящая жила) и Live (указание на напряжение). Подобная маркировка используется также для указания на зажимы и клеммы, на которые должны коммутироваться линейные провода. К примеру, в трехфазных сетях каждая из линий маркируется еще и соответствующей цифрой (L1, L2 и L3).

Действующие отечественные нормативы, регулирующие обозначение фазы и нуля в электрике (ГОСТ Р 50462-2009), предписывают помещать линейные жилы в коричневую или черную изоляцию. Хотя на практике фазные провода могут быть белыми, розовыми, серыми и т.п. В таком случае все зависит от производителя и изолирующего материала.

Обозначение нуля (N)

Для маркировки нейтральной или нулевой рабочей жилы сети используют букву «N» . Это сокращение термина neutral (в переводе – нейтральный). Так во всем мире принято называть нулевой проводник. У нас в стране в основном используют слово «Ноль».

Скорее всего, за основу здесь взято слово Null. Буква «N» в схеме указывает на контакты или клеммы, предназначенной для коммутации нулевой жилы. Подобное обозначение принято и для однофазных, и для трехфазных схем. В качестве цветового обозначения нулевого провода применяют синюю или бело-синюю (бело-голубую) изоляцию.

Обозначение заземления (PE)

Кроме обозначения фазы и нуля, в электрике также применяется специальное буквенное указание PE (Protective Earthing) для провода заземления. Как правило, они всегда входят в состав кабеля, наряду с нулевыми и фазными жилами. Подобным образом маркируются также контакты и зажимы, предназначенные для коммутации с заземляющим нулевым проводом.

Для удобства монтажа жилы для заземления помещены в желто-зеленую изоляцию. Домашний мастер должен уяснить, что эти цвета всегда указывают только на заземляющие провода. Для обозначения фазы и нуля в электрике желтый и зеленый цвет никогда не используется.

Как показывает практика, при организации электрических сетей в зданиях жилого сектора иногда допускаются нарушения общепринятых нормативов использования цвета изоляции и соответствующей буквенно-цифровой маркировки. В таком случае не всегда достаточно обладать умением расшифровывать обозначения L, N или РЕ.

Чтобы подключение электрооборудования было действительно безопасным, необходимо проверять соответствие маркировки реальному положению вещей. Для этого используют специальные приборы (тестеры) или подручные приспособления. При отсутствии опыта подобных работ для собственной безопасности лучше пригласить опытного электрика с соответствующим допуском.

Обозначение l и n в электрике

Обозначение фазы и нуля в электрике введено для того, чтобы электрические сети были безопасными и удобными в использовании. Для этого используется специальная буквенная маркировка (l и n) и изоляция соответствующего цвета. Также могут встречаться жилы с маркировкой РЕ желто-зеленого цвета: таким образом обозначены заземляющие провода.

Кроме того, эти же буквенные обозначения применяются на соединительных контактах и клеммах. Все, что потребуется сделать во время установки электроприбора – подвести каждый из проводов на клемму. Для перестраховки каждый из проводов желательно проверить тестером.

На фото ниже хороший пример как обозначаются L и N в электрике на оборудовании. В частности на фото промаркированы клеммы УЗМ (устройства защиты многофункциональное) для правильного подключения проводов.

PE проводник — что это такое и для чего нужно

Система заземления TN-C, несмотря на то, что она пока еще используется в большинстве многоквартирных домов, является устаревшей и ее активно заменяют на более совершенные в плане защиты TN-S или TN-C-S. Как итог, в схемах электроцепей используется N, как рабочий ноль, и PE проводник – это защитный ноль, который появляется в цепи после разделения провода PEN, или взятый непосредственно из контура заземления.

Основные требования к разделению PEN проводника

Все, что необходимо знать для грамотного выполнения таких работ, прописано в положениях ПУЭ. В частности про необходимость осуществления такого подключения говорится в пункте 7.1.13

Как подключение должно выглядеть на схеме, описано в пункте 1.7.135 – когда в каком-либо месте РЕН проводник разделен на нулевой и заземляющий провода в последующем их объединения не допускается.

После разделения шины считаются разными и должны быть соответствующим образом промаркированы – нулевая синим цветом, а PE помечается желто-зеленым.

Перемычка между заземляющей шиной и нулевой, делается из материала сечение не меньше чем сами шины от которых дальше идут провода PE и N. При этом шина защитного проводника PE может контактировать с корпусом трансформатора, а шина n отдельно устанавливается на изоляторах. PE шина должно быть заземлена – в идеальном варианте для неё должен быть отдельный контур (ПУЭ – 1.7.61).

При использовании устройств УЗО, ноль, использующийся для подключения электрооборудования, никак не должен контактировать с нолем, который приходит на вводной автомат и счётчик. По такому принципу подключаются все эти устройства.

Место разделения PEN проводника на PE и N провод, по ряду причин, осуществляется в ВРУ, который стоит на входе в многоквартирный или частный дом.

Провод PEN, который будет разделяться на рабочий ноль и заземление, должен иметь сечение не меньше 10 мм² если это медь, и 16 квадратов если это алюминий. В противном случае, делать разделение запрещено.

Почему нельзя разделять PEN проводник в этажном щите

Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:

1. Если принимать во внимание исключительно положения ПУЭ, то в них говорится что разделение проводов должно происходить на вводном автомате многоквартирного или частного отдельного дома.
2. Даже если квартирный щиток считать водным автоматом (что сделать довольно-таки проблематично), такое подключение будет неправильным согласно другому требованию, а именно – PE проводник должен быть повторно заземлен, чего в этажном щитке добиться невозможно.
3. Даже если исхитриться и подвести заземление к этажному щитку, то есть еще одно препятствие, грозящее большими штрафами. Дело в том что электрическая схема при строительстве дома утверждается в нескольких инстанциях и ее самовольное изменение это грубейшее нарушение всех существующих правил – по сути это изменение проекта по которому дом был подключен к сети. Такими делами должна заниматься исключительно организация обслуживающая этот дом или район.

Разумеется, если таковая организация и будет планировать какие-либо работы по разделению Pen проводника, то нет смысла возиться с каждым этажном щитком в отдельности. Самым оптимальным вариантом будет разделения его на вводном автомате, что и будет делаться.

Дополнительный довод в пользу разделения Pen проводника на одном автомате жилого дома является требование ПУЭ (п. 7.1.87) монтировать в этом месте система уравнивания потенциалов.

В любом другом месте ее делать запрещено, а это означает, что разделение PEN проводника в этажном щите в любом случае будет сделано без соблюдения всех необходимых правил и мер предосторожности.

Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район.

Зачем разделять PEN проводник, если между PE и N шинами ставится перемычка – «физика» процесса

Прямого ответа на этот вопрос в ПУЭ и ГОСТах не дается – есть только рекомендации «как это сделать», а «почему» – не рассматривается, скорее всего, исходя из того предположения что и так должно быть ясно. Поэтому все последующие объяснения надо воспринимать как мнение автора, подкрепленное принципами подключения электропроводки и требованиями ПУЭ.

Главные моменты здесь следующие:

1. В любой схеме, где иллюстрируется разделение PEN проводника на PE и N, заземление всегда ставится первым и уже от него идет перемычка к рабочему нолю. Это основное требование, от которого надо отталкиваться при разделении PEN проводника – наоборот не делается никогда и ни при каких условиях.
2. Даже отдельно сделанное заземление наиболее эффективно при подключение через автомат УЗО. В противном случае даже если напряжение с корпусом электроприбора Будет уходить в землю всё равно остается риск поражения человека током хотя и значительно меньший.
3. Любой провод обладает неким электрическим сопротивлением, соответственно, чем длиннее провод, тем выше его сопротивление электрическому току.

Чтобы понять саму «физику процесса» надо рассмотреть как ведут себя различные схемы подключения при возникновении нештатной ситуации.

Если нет перемычки и автомата УЗО, ноль и заземление не связаны

Фаза попадает на корпус прибора от него уходит на шину заземления из него уходит в землю по которой идет на трансформаторная подстанцию.

Если взять среднее значение сопротивления заземляющего устройства в 20 Ом, ток короткого замыкания не будет достаточно большим для отключения вводного автомата. Соответственно, электрическая цепь будет работать до тех пор, пока не перегорит повреждённый участок (в любом случае в этом месте будет повышенная температура и провод рано или поздно испортится), или же повреждение не разовьется в полноценное короткое замыкание между фазой и нулем.

В лучшем случае здесь человека может ощутимо «пощекотать» током или устройство может испортиться. В худшем, прибор может воспламениться и спровоцировать пожар.

Если есть перемычка между нолем и заземлением, нет автомата УЗО

В таком случае схема работает примерно так же как если бы просто в дом завести PEN проводник, с той лишь разницей, что человек будет более защищен благодаря заземлению. Это будет происходить как раз из-за длины провода – так как в любом случае ВРУ находится на некотором удалении от квартиры или дома, во внимание надо принимать сопротивление провода.

При замыкании фазы на корпус прибора, ток утечки пойдет на шину заземления, где у него будет только два выхода: часть его уйдет в землю, а другая вернется по нулевому проводу, спровоцировав отключение вводного квартирного автомата.

То есть, в данном случае перемычка нужна для того чтобы сработал защитный автоматический выключатель.

Если есть перемычки между PE и N, установлен УЗО

Так как у нулевого и заземляющего провода есть определенное сопротивление электрическому току, понятно, что в этом случае УЗО будет срабатывать в штатном режиме. Если появляется замыкание на корпус прибора, ток утечки, в первую очередь, идет по проводу к самому УЗО, а дальше уже уходит на ВРУ жилого дома. Здесь он опять же частично уходит в землю и частично через перемычку возвращаются назад провоцируя выключения вводного автомата, но до этого, скорее всего, дело не дойдет, так как УЗО сработает раньше.

Понятно, что в этом случае перемычка не играет особой роли и является больше лишней перестраховкой на тот почти невероятный случай, если не сработает защитный автомат УЗО.

Если нет перемычки между PE и N, установлен УЗО

Такая схема будет отрабатывать точно так же, как если бы перемычка между заземлением и рабочим нулем присутствовала. Единственное исключение в ней это отсутствие страховки на тот случай, если вдруг УЗО выйдет из строя. Тогда схема будет отрабатывать по первому варианту – вводной автомат может не сработать до тех пор, пока замыкания на корпус прибора не превратится в короткое замыкание между фазой и нулем.

На самом деле, такой вариант событий практически невозможен, потому что по факту такое подключение это уже схема заземления TN-S или даже TT, в которых предусмотрена двухфакторная защита – без нее такое подключение не примет энергонадзор.

Особенности разделения PEN проводника на вводе в частный дом

Для предотвращения воровства электроэнергии, представитель энергонадзора может потребовать, чтобы провод PEN был подключен непосредственно к счетчику и уже после него разделяться на линии проводника PE и рабочего N. В целом, такое подключение имеет право на жизнь, но правильнее всё-таки будет разделение выполнить до счётчика и опломбировать вводной автомат. В таком случае подключение будет надежнее, выполняются требования ПУЭ, а инспектора получают линию, защищенную от несанкционированного доступа.

Подробнее о PE и PEN проводниках в частном доме смотрите в этом видео:

Как итог, выполняя разделение PEN проводника достаточно знать и применять требования ПУЭ, которые дают исчерпывающие рекомендации по этому вопросу, независимо от места и способов подключения.

{SOURCE}

Для чего нужна нулевая шина в щитке и как ее подключить

Что такое нулевая шина и для чего она нужна. Устройство, назначение и характеристики нулевых шин, которые устанавливаются в щитке.

Нулевая шина необходима для того чтобы выполнить подключение заземляющих проводников (PE) и рабочих нулей (N). Требования к монтажу и обозначениям нулевых шин отражены в ПУЭ в пунктах 1.1.29-1.1.31 (см. Главу 1.1). Область применения данной конструкции — сети постоянного или переменного тока с напряжением, достигающем 400 Вольт. На сегодняшний день представить сборку электрического щитка без применения специальных шин практически не возможно, поэтому в этой статье мы решили рассмотреть устройство и назначение нулевой шины. Содержание:

Конструктивные особенности

При детальном рассмотрении конструкции, можно заметить, что она представляет собой токопроводящую жилу и основание, изготовленное из пластика, которое предназначено для установки на DIN рейку.

На фото внешний вид НШ:

Токопроводящая жила содержит в себе отверстия и зажимные болты, для фиксации проводников в ней, а также аккуратной и безопасной разводки внутри распределительного устройства проводников N. Различаются между собой НШ как способом монтажа (корпусом), так и количеством монтажных отверстий, соответственно длиной.

Для обеспечения качественного соединения, а также упрощения дальнейшего обслуживания, шина выполнена единым токопроводящим элементом достаточного размера из электротехнической меди или латуни. С различным количеством болтовых зажимов, к которым подводят нулевые (N) проводники.

Различают НШ в корпусе и шины заземления без корпуса, внешне токопроводящие элементы идентичны. Нулевую шину изготавливают в корпусе или устанавливают изолятор. Для правильного функционирования устройств дифференциальной защиты необходимо правильно произвести их подключение, а в распределительном щите разделить проводники N от PE. В случае металлического щита, это можно произвести только изолировав нулевой проводник от корпуса.

Назначение

Применение нулевой шины даёт возможность решать несколько очень важных проблем:

1. Прежде всего, можно создать сразу несколько точек для осуществления подключения нагрузок от общего ввода к проводнику нулевого типа.
2. Провести заземление видимого типа, устройством с крышкой, выполненной из прозрачного материала, которая закрывает клеммы.
3. Значительно повысить эффективное использование защитных автоматических устройств.
4. Обеспечить неразрывность цепи на участке от заземления до конкретной нагрузки.
5. Выполнить важное условие, которое предусматривает раздел проводов нулевого (защитного) и рабочего типов. О том, как разделить PEN проводник, мы рассказывали в отдельной статье.

Характеристики

Сейчас установлены очень чёткие требования к выбору нулевых шин. Самое важное правило — это не превышение сечения провода аналогичного показателя в ГЗШ. Чтобы вы понимали, существует возможность ввода в ящик от одного и до четырёх десятков проводов. К примеру, для варианта 3 на 40 предусматривается провод, сечение которого достигает 3 миллиметров при максимально допустимом подключении четырёх десятков.

Что касается технических характеристик, некоторые из параметров мы предоставили в таблице ниже. У каждого производителя свои конструктивные особенности и характеристики нулевых шин. Для примера мы взяли продукцию компании IEK:

Правила установки

Монтаж НШ возможен как на специальную рейку, так и в электрический щиток. Предусмотрены варианты установки как закрытым, так и открытым способом. Открытый способ прекрасно подходит для шкафа, который будет закрытым для доступа посторонних лиц. Закрытый вариант используется в ситуациях, когда применяется оборудование, подключаемое к очень важным элементам. В качестве примера можно привести розетку силового типа для различного электрического инструмента.

На видео ниже наглядно показывается, как установить НШ на DIN-рейку и как ее можно надежнее зафиксировать:

Вот мы и рассмотрели устройство и назначение нулевой шины. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

• Что такое ГЗШ в электрике
• Для чего нужен кросс-модуль
• Чем опасен обрыв нулевого провода

Опубликовано: 20.03.2017 Обновлено: 06.09.2019 2 комментария

Обозначение в электрике L и N: виды проводов, их характеристики

Мировые производители бытовой техники при сборке своего оборудования используют цветовую маркировку монтажных проводов. Она представляет собой обозначение в электрике L и N. Благодаря строго определенному окрасу, мастер может быстро определить, какой из проводов является фазным, нулевым или заземляющим. Это важно при подключении или отключении оборудования от электропитания.

Виды проводов

При подключении электрооборудования, монтаже разнообразных систем не обойтись без специальных проводников. Их изготавливают из алюминия или меди. Эти материалы отлично проводят электрический ток.

Важно! Алюминиевые провода необходимо соединять только с алюминиевыми. Они химически активны. Если их соединить с медью, то цепь передачи тока быстро разрушится. Алюминиевые провода соединяют обычно с помощью гаек и болтов. Медные – посредством клеммы. Стоит учесть, что последний вид проводников имеет существенный недостаток – быстро окисляется под воздействием воздуха.

Совет на случай, если в месте появления окисления ток перестанет проходить: чтобы восстановить подачу электроэнергии, провод необходимо изолировать от внешнего воздействия с помощью изоленты.

Классификация проводов

Проводник представляет собой одну неизолированную или одну и более изолированных жил. Второй тип проводников покрыт специальной неметаллической оболочкой. Это может быть обмотка изолирующей лентой или оплеткой из волокнистого сырья. Неизолированные провода не имеют никаких защитных покрытий. Их применяют в сооружении линии электропередач.

Исходя из вышеописанного, делаем вывод, что провода бывают:

• защищенными;
• незащищенными;
• силовыми;
• монтажными.

Они должны использоваться строго по назначению. Малейшее отклонение от требований эксплуатации ведет к поломке сети электропитания. В результате замыкания случаются пожары.

Обозначения фазных, нулевых и заземляющих проводов

При выполнении монтажа электрических сетей бытового и промышленного предназначения используют изолированные кабели. Они состоят из множества токопроводящих жил. Каждая из них окрашена в соответствующий цвет. Обозначение LO, L, N в электрике позволяют сократить время проведения монтажных, а при необходимости и ремонтных работ.

Описанное ниже обозначение в электрике L и N в полном объеме соответствует требованиям ГОСТ Р 50462 и применяется в электроустановках, в которых напряжение достигает 1000 В. Они имеют глухозаземленную нейтраль. К этой группе относится электрооборудование всех жилых, административных зданий, хозяйственных объектов. Какие цветовые обозначения фазы L, нуля, N и заземления необходимо соблюдать при монтаже электрических сетей? Давайте разберемся.

Фазные проводники

В сети переменного тока имеются проводники, которые находятся под напряжением. Их называют фазными проводами. В переводе с английского языка термин «фаза» означает «линия», «активный провод», или же «провод под напряжением».

Прикосновение человека к оголенному от изоляции фазному проводу может обернуться серьезными ожогами или даже летальным исходом. Что значит обозначение в электрике L и N? На электрических схемах фазные провода маркируют латинской буквой «L», а в многожильных кабелях изоляция фазного провода будет окрашена в один из следующих цветов:

• белый;
• черный;
• коричневый;
• красный.

Рекомендации! Если по каким-либо причинам электромонтер сомневается в правдивости информации, отображающей цветовую маркировку проводов кабеля, для определения находящегося под напряжением провода необходимо воспользоваться низковольтным указателем напряжения.

Нулевые проводники

Эти электропровода подразделяются на три категории:

• нулевые рабочие проводники.
• нулевые защитные (земляные) проводники.
• нулевые проводники, совмещающие в себе защитную и рабочую функцию.

Что такое обозначение проводов в электрике L и N? Нейтраль сети или нулевой рабочий проводник в схемах электрических цепей обозначают латинской буквой «N». Нулевые проводники кабелей имеют следующую окраску:

• голубой цвет по всей протяженности без дополнительных вкраплений;
• синий цвет по всей длине жилы без дополнительных вкраплений.

Что значит L, N и PE в электрике? PE (N-RE) – нулевой защитный проводник, который по всей длине входящего в кабель провода окрашивают чередующимися линиями желтого и зеленого цвета.

Третья категория нулевых проводников (REN-провода), которые совмещают в себе рабочую и защитную функции, имеет цветовое обозначение в электрике (L и N). Провода окрашены в синий цвет, с концами и местами соединений с желто-зелеными полосами.

Необходимость проверки маркировки

Обозначение LO, L, N в электрике при монтаже электрических сетей – важная деталь. Как проверить правильность цветовой маркировки? Для этого нужно использовать индикаторную отвертку.

Чтобы определить, какой из проводников является фазным, а какой нулевым при помощи индикаторной отвертки, необходимо прикоснуться ее жалом к неизолированной части провода. Если светодиод засветится, значит произошло касание к фазному проводнику. После прикасания отверткой к нулевому проводу светящегося эффекта не будет.

Важность цветовой маркировки проводников и четкое соблюдение правил ее использования позволит значительно сократить время проведения монтажных работ и поиск неисправностей электрооборудования, в то время как игнорирование этих элементарных требований оборачивается риском для здоровья.

Что такое электричество? — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

61

Начало работы

Электричество окружает нас повсюду, питая такие технологии, как наши сотовые телефоны, компьютеры, фонари, паяльники и кондиционеры. В современном мире от этого трудно спастись. Даже когда вы пытаетесь избежать электричества, оно по-прежнему действует во всей природе, от молнии во время грозы до синапсов внутри нашего тела.Но что такое — это электричество ? Это очень сложный вопрос, и по мере того, как вы копаете глубже и задаете больше вопросов, на самом деле нет окончательного ответа, только абстрактные представления о том, как электричество взаимодействует с нашим окружением.

Электричество — это природное явление, которое встречается в природе и принимает множество различных форм. В этом уроке мы сосредоточимся на современной электроэнергии: на том, что питает наши электронные гаджеты. Наша цель — понять, как электричество течет от источника питания по проводам, зажигает светодиоды, вращающиеся двигатели и питает наши устройства связи.

Электричество кратко определяется как поток электрического заряда , , но за этим простым утверждением стоит так много всего. Откуда берутся обвинения? Как мы их перемещаем? Куда они переезжают? Как электрический заряд вызывает механическое движение или заставляет вещи загораться? Так много вопросов! Чтобы начать объяснять, что такое электричество, нам нужно приблизиться, за пределы материи и молекул, к атомам, которые составляют все, с чем мы взаимодействуем в жизни.

Это руководство основано на некотором базовом понимании физики, силы, энергии, атомов и [полей] (http: // en.wikipedia.org/wiki/Field_(physics)), в частности. Мы остановимся на основах каждой из этих физических концепций, но, возможно, также будет полезно обратиться к другим источникам.

Going Atomic

Чтобы понять основы электричества, нам нужно начать с изучения атомов, одного из основных строительных блоков жизни и материи. Атомы существуют в более чем сотне различных форм в виде химических элементов, таких как водород, углерод, кислород и медь. Атомы многих типов могут объединяться, чтобы образовать молекулы, из которых состоит материя, которую мы можем физически увидеть и потрогать.

Атомы — это крошечных , максимальная длина которых составляет около 300 пикометров (это 3х10 ^-10 или 0,0000000003 метра). Медный пенни (если бы он на самом деле был сделан из 100% меди) имел бы 3,2х10 ²² атома (32 000 000 000 000 000 000 000 атомов) меди внутри.

Даже атом недостаточно мал, чтобы объяснить работу электричества. Нам нужно спуститься еще на один уровень и посмотреть на строительные блоки атомов: протоны, нейтроны и электроны.

Строительные блоки атомов

Атом состоит из трех различных частиц: электронов, протонов и нейтронов. У каждого атома есть центральное ядро, в котором протоны и нейтроны плотно упакованы вместе. Ядро окружает группа вращающихся электронов.

Очень простая модель атома. Это не масштабно, но полезно для понимания того, как устроен атом. Ядро ядра протонов и нейтронов окружено вращающимися электронами.

В каждом атоме должен быть хотя бы один протон. Число протонов в атоме важно, потому что оно определяет, какой химический элемент представляет собой атом. Например, атом с одним протоном — это водород, атом с 29 протонами — это медь, а атом с 94 протонами — это плутоний. Это количество протонов называется атомным номером атома .

Ядро-партнер протона, нейтроны, служат важной цели; они удерживают протоны в ядре и определяют изотоп атома.Они не критичны для нашего понимания электричества, поэтому давайте не будем о них беспокоиться в этом уроке.

Электроны критически важны для работы электричества (обратите внимание на общую тему в их названиях?) В своем наиболее стабильном, сбалансированном состоянии атом будет иметь такое же количество электронов, что и протоны. Как и в модели атома Бора ниже, ядро ​​с 29 протонами (что делает его атомом меди) окружено равным числом электронов.

По мере развития нашего понимания атомов развивались и наши методы их моделирования.Модель Бора — очень полезная модель атома при изучении электричества.

Не все электроны атома навсегда связаны с атомом. Электроны на внешней орбите атома называются валентными электронами. При наличии достаточной внешней силы валентный электрон может покинуть орбиту атома и стать свободным. Свободные электроны позволяют нам перемещать заряд, в чем и заключается вся суть электричества. Кстати о зарядке …

Текущие расходы

Как мы упоминали в начале этого урока, электричество определяется как поток электрического заряда. Заряд — это свойство материи, такое же как масса, объем или плотность. Это измеримо. Точно так же, как вы можете количественно оценить массу объекта, вы можете измерить его заряд. Ключевой концепцией заряда является то, что он может быть двух типов: положительный (+) или отрицательный (-) .

Чтобы переместить заряд, нам нужно носителей заряда , и именно здесь наши знания об атомных частицах — в частности, об электронах и протонах — пригодятся. Электроны всегда несут отрицательный заряд, а протоны — положительно.Нейтроны (верные своему названию) нейтральны, у них нет заряда. И электроны, и протоны несут одинаковую величину заряда , только другого типа.

Модель атома лития (3 протона) с обозначенными зарядами.

Заряд электронов и протонов важен, потому что он дает нам возможность воздействовать на них силой. Электростатическая сила!

Электростатическая сила

Электростатическая сила (также называемая законом Кулона) — это сила, действующая между зарядами.В нем говорится, что заряды одного типа отталкиваются друг от друга, а заряды противоположных типов притягиваются друг к другу. Противоположности притягивают, а любит отталкивать .

Величина силы, действующей на два заряда, зависит от того, как далеко они находятся друг от друга. Чем ближе подходят два заряда, тем больше становится сила (сдвигающая или отталкивающая).

Благодаря электростатической силе электроны отталкивают другие электроны и притягиваются к протонам.Эта сила является частью «клея», удерживающего атомы вместе, но это также инструмент, который нам нужен, чтобы заставить электроны (и заряды) течь!

Поток начислений

Теперь у нас есть все инструменты для обеспечения бесперебойной работы. Электроны в атомах могут действовать как наш носитель заряда , потому что каждый электрон несет отрицательный заряд. Если мы можем освободить электрон из атома и заставить его двигаться, мы сможем создать электричество.

Рассмотрим атомную модель атома меди, одного из предпочтительных источников элементов для потока заряда.В сбалансированном состоянии медь имеет 29 протонов в ядре и такое же количество электронов, вращающихся вокруг нее. Электроны вращаются на разных расстояниях от ядра атома. Электроны, расположенные ближе к ядру, испытывают гораздо более сильное притяжение к центру, чем электроны на далеких орбитах. Крайние электроны атома называются валентными электронами , , для их освобождения от атома требуется наименьшее количество силы.

Это диаграмма атома меди: 29 протонов в ядре, окруженные полосами вращающихся электронов.Электроны, расположенные ближе к ядру, трудно удалить, в то время как валентный электрон (внешнее кольцо) требует относительно небольшой энергии для выброса из атома.

Используя достаточную электростатическую силу, действующую на валентный электрон — либо толкая его другим отрицательным зарядом, либо притягивая его положительным зарядом — мы можем выбросить электрон с орбиты вокруг атома, создав свободный электрон.

Теперь рассмотрим медную проволоку: вещество, заполненное бесчисленными атомами меди. Поскольку наш свободный электрон плавает в пространстве между атомами, его тянут и толкают окружающие заряды в этом пространстве.В этом хаосе свободный электрон в конце концов находит новый атом, за который он цепляется; при этом отрицательный заряд этого электрона выбрасывает другой валентный электрон из атома. Теперь новый электрон дрейфует в свободном пространстве, пытаясь сделать то же самое. Этот цепной эффект может продолжаться и продолжаться, создавая поток электронов, называемый электрическим током , .

Очень упрощенная модель зарядов, протекающих через атомы для создания тока.

Электропроводность

Некоторые элементарные типы атомов лучше других выделяют свои электроны.Чтобы получить наилучший поток электронов, мы хотим использовать атомы, которые не очень крепко держатся за свои валентные электроны. Электропроводность элемента определяет, насколько сильно электрон связан с атомом.

Элементы с высокой проводимостью, которые имеют очень подвижные электроны, называются проводниками . Это типы материалов, которые мы хотим использовать для изготовления проводов и других компонентов, которые способствуют электронному потоку. Металлы, такие как медь, серебро и золото, обычно являются лучшим выбором в качестве хороших проводников.

Элементы с низкой проводимостью называются изоляторами . Изоляторы служат очень важной цели: они предотвращают поток электронов. Популярные изоляторы включают стекло, резину, пластик и воздух.

Статическое или текущее электричество

Прежде чем мы продолжим, давайте обсудим две формы, которые может принимать электричество: статическое или текущее. В работе с электроникой гораздо чаще встречается текущее электричество, но также важно понимать статическое электричество.

Статическое электричество

Статическое электричество возникает, когда на объектах, разделенных изолятором, накапливаются противоположные заряды. Статическое (как в «состоянии покоя») электричество существует до тех пор, пока две группы противоположных зарядов не найдут путь между собой, чтобы сбалансировать систему.

Когда заряды все же находят средство выравнивания, происходит статический разряд . Притяжение зарядов становится настолько большим, что они могут проходить даже через лучшие изоляторы (воздух, стекло, пластик, резину и т. Д.).). Статические разряды могут быть вредными в зависимости от того, через какую среду проходят заряды и на какие поверхности переносятся заряды. Выравнивание зарядов через воздушный зазор может привести к видимому сотрясению, когда бегущие электроны сталкиваются с электронами в воздухе, которые возбуждаются и выделяют энергию в виде света.

Запальные устройства с искровым разрядником используются для создания управляемого статического разряда. Противоположные заряды накапливаются на каждом из проводников, пока их притяжение не станет настолько сильным, что заряды могут течь по воздуху.

Одним из наиболее ярких примеров статического разряда является молния . Когда облачная система накапливает достаточно заряда относительно другой группы облаков или земли, заряды будут пытаться уравновеситься. Когда облако разряжается, огромное количество положительных (а иногда и отрицательных) зарядов проходит по воздуху от земли к облаку, вызывая видимый эффект, с которым мы все знакомы.

Статическое электричество также существует, когда мы терем шарик о голову, чтобы волосы встали дыбом, или когда мы шаркали по полу в пушистых тапочках и били кота (конечно же, случайно).В каждом случае трение от трения материалов разных типов переносит электроны. Объект, теряющий электроны, становится положительно заряженным, а объект, получающий электроны, становится отрицательно заряженным. Два объекта притягиваются друг к другу, пока не найдут способ уравновесить их.

Работая с электроникой, мы обычно не сталкиваемся со статическим электричеством. Когда мы это делаем, мы обычно пытаемся защитить наши чувствительные электронные компоненты от статического разряда.Профилактические меры против статического электричества включают ношение браслетов ESD (электростатический разряд) или добавление специальных компонентов в схемы для защиты от очень высоких скачков заряда.

Текущее электричество

Текущее электричество — это форма электричества, которая делает возможными все наши электронные штуковины. Эта форма электричества существует, когда заряды могут постоянно течь . В отличие от статического электричества, когда заряды собираются и остаются в покое, текущее электричество является динамическим, заряды всегда находятся в движении.Мы сосредоточимся на этой форме электричества на протяжении всей оставшейся части урока.

Цепи

Для протекания электрического тока требуется цепь: замкнутая бесконечная петля из проводящего материала. Схема может быть такой же простой, как проводящий провод, соединенный встык, но полезные схемы обычно содержат смесь проводов и других компонентов, которые контролируют поток электричества. Единственное правило, когда дело доходит до создания цепей: в них не должно быть изоляционных промежутков .

Если у вас есть провод, полный атомов меди, и вы хотите вызвать поток электронов через него, все свободных электронов должны где-то течь в том же общем направлении. Медь — отличный проводник, идеальный для протекания зарядов. Если цепь из медного провода разорвана, заряды не могут проходить через воздух, что также предотвратит перемещение любого из зарядов к середине.

С другой стороны, если бы провод был соединен встык, у всех электронов был бы соседний атом, и все они могли бы течь в одном и том же общем направлении.

Теперь мы понимаем , как могут течь электронов, но как мы вообще можем заставить их течь? Затем, когда электроны текут, как они производят энергию, необходимую для освещения лампочек или вращающихся двигателей? Для этого нам нужно понимать электрические поля.

Электрические поля

Мы знаем, как электроны проходят через материю для создания электричества. Это все, что касается электричества. Ну почти все.Теперь нам нужен источник, чтобы вызвать поток электронов. Чаще всего источником электронного потока является электрическое поле.

Что такое поле?

Поле — это инструмент, который мы используем для моделирования физических взаимодействий, которые не связаны с наблюдаемыми контактами . Поля нельзя увидеть, поскольку они не имеют физического внешнего вида, но эффект, который они оказывают, очень реален.

Мы все подсознательно знакомы с одной областью, в частности: гравитационным полем Земли, эффектом притяжения массивного тела другими телами.Гравитационное поле Земли можно смоделировать с помощью набора векторов, направленных в центр планеты; независимо от того, где вы находитесь на поверхности, вы почувствуете силу, толкающую вас к ней.

Сила или напряженность полей неодинакова во всех точках поля. Чем дальше вы находитесь от источника поля, тем меньшее влияние поле оказывает. Величина гравитационного поля Земли уменьшается по мере удаления от центра планеты.

Когда мы продолжим изучать электрические поля, вспомним, в частности, как работает гравитационное поле Земли, оба поля имеют много общего.Гравитационные поля действуют на объекты массы, а электрические поля действуют на объекты заряда.

Электрополя

Электрические поля (е-поля) — важный инструмент в понимании того, как начинается и продолжает течь электричество. Электрические поля описывают тянущую или толкающую силу в пространстве между зарядами . По сравнению с гравитационным полем Земли, электрические поля имеют одно существенное отличие: в то время как поле Земли обычно привлекает только другие объекты массы (поскольку все , поэтому значительно менее массивны), электрические поля отталкивают заряды так же часто, как и притягивают их.

Направление электрических полей всегда определяется как направление , положительный тестовый заряд переместился бы на , если бы его уронили в поле. Испытательный заряд должен быть бесконечно малым, чтобы его заряд не влиял на поле.

Мы можем начать с построения электрических полей для одиночных положительных и отрицательных зарядов. Если вы сбросите положительный тестовый заряд рядом с отрицательным зарядом, тестовый заряд будет притягиваться к отрицательному заряду . Итак, для одиночного отрицательного заряда мы рисуем стрелки электрического поля, направленные внутрь во всех направлениях.Тот же самый испытательный заряд, упавший рядом с другим положительным зарядом , приведет к отталкиванию наружу, что означает, что мы рисуем стрелки , выходящие из положительного заряда.

Электрические поля одиночных зарядов. Отрицательный заряд имеет внутреннее электрическое поле, потому что он притягивает положительные заряды. Положительный заряд имеет внешнее электрическое поле, отталкиваясь, как заряды.

Группы электрических зарядов могут быть объединены для создания более полных электрических полей.

Равномерное электронное поле сверху направлено от положительных зарядов к отрицательным. Представьте себе крошечный положительный тестовый заряд, упавший в электронное поле; он должен следовать в направлении стрелок. Как мы видели, электричество обычно включает в себя поток электронов — отрицательных зарядов, — которые текут против электрических полей .

Электрические поля предоставляют нам толкающую силу, необходимую для индукции тока. Электрическое поле в цепи похоже на электронный насос: большой источник отрицательных зарядов, который может толкать электроны, которые будут течь по цепи к положительному сгустку зарядов.

Электрический потенциал (энергия)

Когда мы используем электричество для питания наших цепей, устройств и устройств, мы действительно преобразуем энергию. Электронные схемы должны иметь возможность накапливать энергию и передавать ее другим формам, таким как тепло, свет или движение. Накопленная энергия цепи называется электрической потенциальной энергией.

Энергия? Потенциальная энергия?

Чтобы понять потенциальную энергию, нам нужно понять энергию в целом. Энергия определяется как способность объекта выполнять работы над другим объектом, что означает перемещение этого объекта на некоторое расстояние.Энергия имеет множество форм , некоторые из которых мы можем видеть (например, механическую), а другие — нет (например, химическую или электрическую). Независимо от того, в какой форме она находится, энергия существует в одном из двух состояний : кинетическом или потенциальном.

Объект имеет кинетическую энергию , когда он движется. Количество кинетической энергии объекта зависит от его массы и скорости. Потенциальная энергия , с другой стороны, представляет собой запасенную энергию , когда объект находится в состоянии покоя. Он описывает, сколько работы мог бы сделать объект, если бы он был приведен в движение.Это энергия, которую мы обычно можем контролировать. Когда объект приводится в движение, его потенциальная энергия превращается в кинетическую.

Давайте вернемся к использованию гравитации в качестве примера. Шар для боулинга, неподвижно сидящий на вершине башни Халифа, имеет много потенциальной (накопленной) энергии. После падения мяч, притягиваемый гравитационным полем, ускоряется по направлению к земле. Когда мяч ускоряется, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую (энергию движения). В конце концов вся энергия мяча превращается из потенциальной в кинетическую, а затем передается всему, в что он попадает.Когда мяч находится на земле, у него очень низкая потенциальная энергия.

Электрический потенциал энергии

Подобно тому, как масса в гравитационном поле имеет потенциальную энергию гравитации, заряды в электрическом поле имеют электрическую потенциальную энергию . Электрическая потенциальная энергия заряда описывает, сколько у него накопленной энергии, когда она приводится в движение электростатической силой, эта энергия может стать кинетической, и заряд может работать.

Подобно шару для боулинга, сидящему на вершине башни, положительный заряд в непосредственной близости от другого положительного заряда имеет высокую потенциальную энергию; оставленный свободным для движения, заряд будет отталкиваться от аналогичного заряда.Положительный тестовый заряд, помещенный рядом с отрицательным зарядом, будет иметь низкую потенциальную энергию, как и шар для боулинга на земле.

Чтобы привить чему-либо потенциальную энергию, мы должны выполнить работу , перемещая это на расстояние. В случае шара для боулинга работа заключается в том, чтобы поднять его на 163 этажа против поля силы тяжести. Точно так же необходимо проделать работу, чтобы подтолкнуть положительный заряд к стрелкам электрического поля (либо к другому положительному заряду, либо от отрицательного заряда).Чем дальше идет заряд, тем больше работы вам предстоит сделать. Точно так же, если вы попытаетесь отвести отрицательный заряд от положительного заряда — против электрического поля — вам придется выполнять работу.

Для любого заряда, находящегося в электрическом поле, его электрическая потенциальная энергия зависит от типа (положительный или отрицательный), количества заряда и его положения в поле. Электрическая потенциальная энергия измеряется в джоулях ( Дж, ).

Электрический потенциал

Электрический потенциал основан на электрическом потенциале energy , чтобы помочь определить, сколько энергии хранится в электрических полях .Это еще одна концепция, которая помогает нам моделировать поведение электрических полей. Электрический потенциал равен , а не , как электрическая потенциальная энергия!

В любой точке электрического поля электрический потенциал равен количеству электрической потенциальной энергии, деленному на количество заряда в этой точке. Он вынимает количество заряда из уравнения и оставляет нам представление о том, сколько потенциальной энергии могут обеспечить определенные области электрического поля. Электрический потенциал выражается в джоулях на кулон ( Дж / К ), который мы определяем как вольт (В).

В любом электрическом поле есть две точки электрического потенциала, которые представляют для нас значительный интерес. Есть точка с высоким потенциалом, где положительный заряд будет иметь максимально возможную потенциальную энергию, и есть точка с низким потенциалом, где заряд будет иметь минимально возможную потенциальную энергию.

Один из наиболее распространенных терминов, которые мы обсуждаем при оценке электричества, — это напряжение . Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками электрического поля.Напряжение дает нам представление о том, сколько толкающей силы имеет электрическое поле.

Имея в своем арсенале потенциальную и потенциальную энергию, у нас есть все ингредиенты, необходимые для производства электричества. Давай сделаем это!

Электричество в действии!

Изучив физику элементарных частиц, теорию поля и потенциальную энергию, мы теперь знаем достаточно, чтобы заставить электричество течь. Сделаем схему!

Сначала рассмотрим ингредиенты, необходимые для производства электричества:

• Электричество определяется как поток заряда .Обычно наши заряды переносятся свободно текущими электронами.
• Отрицательно заряженные электронов слабо удерживаются на атомах проводящих материалов. Небольшим толчком мы можем освободить электроны от атомов и заставить их течь в общем однородном направлении.
• Замкнутая цепь из проводящего материала обеспечивает путь для непрерывного потока электронов.
• Заряды приводятся в движение электрическим полем . Нам нужен источник электрического потенциала (напряжения), который толкает электроны из точки с низкой потенциальной энергией в точку с более высокой потенциальной энергией.

Короткое замыкание

Батареи — распространенные источники энергии, преобразующие химическую энергию в электрическую. У них есть две клеммы, которые подключаются к остальной цепи. На одном выводе имеется избыток отрицательных зарядов, а на другом все положительные заряды сливаются. Это разность электрических потенциалов, ожидающая начала действия!

Если мы подключим наш провод, полный проводящих атомов меди, к батарее, это электрическое поле будет влиять на отрицательно заряженные свободные электроны в атомах меди.Электроны в меди, одновременно подталкиваемые отрицательной клеммой и вытягиваемой положительной клеммой, будут перемещаться от атома к атому, создавая поток заряда, который мы знаем как электричество.

После секунды протекания тока электроны на самом деле переместились на очень — на доли сантиметра. Однако энергия, производимая текущим потоком, составляет огромных , особенно потому, что в этой цепи нет ничего, что могло бы замедлить поток или потреблять энергию.Подключение чистого проводника напрямую к источнику энергии — плохая идея, . Энергия очень быстро перемещается по системе и превращается в тепле в проводе, которое может быстро превратиться в плавление проволоки или возгорание.

Освещение лампочки

Вместо того, чтобы тратить всю эту энергию, не говоря уже о разрушении батареи и провода, давайте построим схему, которая сделает что-нибудь полезное! Обычно электрическая цепь переводит электрическую энергию в другую форму — свет, тепло, движение и т. Д.Если мы подключим лампочку к батарее с помощью проводов между ними, мы получим простую функциональную схему.

Схема: батарея (слева), подключенная к лампочке (справа), цепь замыкается, когда замыкается переключатель (вверху). Когда цепь замкнута, электроны могут течь, проталкиваясь от отрицательной клеммы батареи через лампочку к положительной клемме.

В то время как электроны движутся со скоростью улитки, электрическое поле почти мгновенно влияет на всю цепь (мы говорим о скорости света быстро).Электроны по всей цепи, будь то с самым низким потенциалом, с самым высоким потенциалом или непосредственно рядом с лампочкой, находятся под влиянием электрического поля. Когда переключатель замыкается и электроны подвергаются действию электрического поля, все электроны в цепи начинают течь в одно и то же время. Ближайшие к лампочке заряды сделают один шаг по цепи и начнут преобразовывать энергию из электрической в ​​световую (или тепловую).

Ресурсы и движение вперед

В этом уроке мы раскрыли лишь крохотную часть пресловутого айсберга.Остается еще масса нераскрытых концепций. Отсюда мы рекомендуем вам перейти сразу к нашему руководству по напряжению, току, сопротивлению и закону Ома. Теперь, когда вы знаете все об электрических полях (напряжении) и текущих электронах (токе), вы на правильном пути к пониманию закона, регулирующего их взаимодействие.

Для получения дополнительной информации и визуализаций, объясняющих электричество, посетите этот сайт.

Вот еще несколько концептуальных руководств для начинающих, которые мы рекомендуем прочитать:

Или, может быть, вы хотите узнать что-нибудь практическое? В этом случае ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по навыкам базового уровня:

.

Что такое электроэнергия | Ватт

Мощность — одно из ключевых понятий и единиц, связанных с наукой об электричестве, измеряется в ваттах, мощность — важный параметр.

Электроэнергия Включает:
Что такое мощность

Важным аспектом любой электрической или электронной схемы является связанная с ней мощность. Установлено, что при протекании тока через резистор электрическая энергия превращается в тепло. Этот факт используется электрическими нагревателями, которые состоят из резистора, через который протекает ток.Лампочки работают по тому же принципу, нагревая элемент так, что он светится добела и излучает свет. В других случаях используются гораздо меньшие резисторы и гораздо меньшие токи. Здесь количество выделяемого тепла может быть очень небольшим. Однако при протекании некоторого тока выделяется некоторое количество тепла. В этом случае выделяемое тепло представляет собой количество рассеиваемой электроэнергии.

Определение мощности

Вне зависимости от того, используется ли энергия в механической или электрической среде, определение мощности остается неизменным.Способ его обсуждения может немного отличаться, но, тем не менее, его определение и актуальность точно такие же.

Определение электрической мощности:

Электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Это скорость выполнения работы.

С точки зрения электрической цепи, электрическая мощность — это скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.

Из определения видно, что:

W = V Qt

А как:

Qt = Current, I

Подстановка:

W = V I

Где:
W = мощность в ваттах
V = потенциал в вольтах
I = ток в амперах
Q = заряд в кулонах
t = время в секундах

Что такое ватт: единица мощности

Единицей измерения мощности является ватт, который обозначается символом W и назван в честь шотландского инженера Джеймса Ватта (1736–1819).

Определение ватта:

Ватт — это единица измерения мощности в системе СИ, определяющая скорость преобразования энергии, и она эквивалентна одному джоулю в секунду.

Ватт может быть определен в соответствии с приложением:

• Электрическое определение ватта: один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда ток в один ампер I тока протекает через сеть, имеющую разность электрических потенциалов в один вольт, В.W = V I
• Механическое определение ватта: один ватт — это скорость, с которой выполняется работа, когда скорость объекта поддерживается постоянной на уровне одного метра в секунду против постоянной противодействующей силы в один ньютон.

Как и многие другие единицы СИ, существуют кратные и под-кратные, поскольку диапазон уровней мощности может варьироваться от незначительных уровней излучения, принимаемого на радиоантенны от далеких звезд, до огромных уровней, генерируемых крупными электростанциями.

Часто помогает увидеть типичные уровни мощности различных элементов, которые упоминаются в связи с электронными и электрическими системами.

Некоторые примеры типичных уровней мощности приведены в таблице ниже.

Расчетная мощность

Количество мощности, рассеиваемой в цепи, можно легко определить. Это просто произведение разности потенциалов или напряжения на конкретном элементе, умноженное на ток, протекающий через него.Другими словами, электрический огонь, работающий от источника питания 250 вольт и потребляющий 4 ампера тока, рассеивает 250 x 4 = 1000 ватт или 1 киловатт. Другими словами.

В некоторых случаях фактическое сопротивление элемента схемы может быть известно. Используя закон Ома (V = I x R), можно рассчитать мощность, если известно напряжение или ток. Например, известно, что напряжение сети составляет 250 вольт, а сопротивление элемента может быть известно 62,5 Ом.

Выполняя простую алгебру, можно найти очень полезные формулы:

W = V2R

.. а также . .

W = I2 R

Используя эти формулы, просто вычислить мощность, рассеиваемую на резисторе 62,5 Ом, когда на него подается напряжение 250 В

Power является одним из ключевых элементов многих электронных схем. Его можно использовать для обозначения уровня тепла, рассеиваемого в блоке или даже отдельном компоненте, его можно использовать для определения потребляемой мощности, а также для определения количества энергии, генерируемой системой для передачи на следующий пункт.В этих и очень многих других областях мощность, измеряемая в ваттах, является ключевым параметром, который имеет большое значение.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
ток
Сопротивление
Емкость
Мощность
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия». . .

.