Внутренние электрические сети это: Наружние и внутренние электрические сети, освещение заказать в компании Альтаир

Наружние и внутренние электрические сети, освещение заказать в компании Альтаир

Наружные и внутренние электрические сети, освещение


По месту прокладки электрические сети делятся на наружные сети и внутренние.

• Наружные электрические сети – это воздушные линии, голые провода, которые подвешены на специальных опорах. Также наружные сети могут прокладываться под землей с использованием специального кабеля, которой проложен в специальных блоках, коллекторах, траншеях.




• Внутренние электрические сети прокладывают внутри помещения, для прокладки используют изолированный провод, кабель.

Электроснабжение внутренних электрических сетей выполняется от трансформаторной подстанции, где устанавливается один или несколько трехфазных трансформаторов. При вводе электроснабжения в здание ставится вводное устройство – комплекс приборов и аппаратов, которые устанавливают при вводе линии электроснабжения.

Охранной сигнализации и противопожарным устройствам обеспечивается питание от двух отдельных вводов в здание. Вводное устройство передает электроэнергию к распределительному щиту, через него электричество распределяется по всему зданию.

Установки освещения могут быть наружными и внутренними. Установки внутреннего освещения функционируют в производственных, жилых и общественных помещениях и зданиях. Условно они делятся на рабочее освещение и аварийное.

Наружное освещение выполняет освещение наружных территорий зданий, а также освещает улицы городов и поселков.

Наша компания предлагает практичные решения по электроснабжению и электроосвещению и готовы выполнить полный комплекс работ – проектирование, монтаж, пусконаладку электрических сетей.

Мы работаем по следующим направлениям:

1. Проектирование, электромонтаж электросетей для жилых домов и коттеджей




2. Полный спектр электромонтажных работ на промышленных предприятиях и объектах социального назначения




3. Монтаж внутреннего освещения, электрооборудования




4. Пусконаладка электрооборудования

требования к ним, назначение, нормативные документы

Электрические сети напряжением до 1 кВ формируют системы внутреннего электроснабжения цехов промышленных предприятий и гражданских зданий.

Внутренние сети цехов и гражданских зданий запитываются от трансформаторных подстанций 6—10/0,4—0,23 кВ или ВРУ. Наружные сети до 1 кВ на промышленных предприятиях имеют весьма ограниченное применение, так как электропитание цеховых нагрузок выполняется от внутрицеховых, встроенных или пристроенных трансформаторных подстанций. В городах наружные электрические сети до 1 кВ значительны, так как нагрузки гражданских зданий запитываются в основном от отдельно стоящих трансформаторных подстанций. Кроме того, к ним относятся также сети наружного освещения.

Основное назначение сетей до 1 кВ — распределение электрической энергии внутри цехов, зданий и непосредственное питание электроприемников. Эти сети относятся к низшим уровням систем электроснабжения и характеризуются значительным разнообразием и большими объемами информации.

Основными требованиями к электрическим сетям напряжением до 1 кВ являются экономичность; надежность, в том числе гибкость, универсальность и обеспечение потребителей электроэнергией требуемого качества; безопасность и удобство технического обслуживания и ремонта.

Электрическая сеть должна иметь на всех участках схемы минимально возможные длину, сечение проводников и количество эментов, не допускать потерь электроэнергии больше экономически оправданных, обеспечивать качество передаваемой электроэнергии.Экономичность электрических сетей обусловлена минимальными капитальными затратами (стоимость элементов электрической сети и их монтажа) и эксплуатационными расходами (содержание обслуживающего персонала, аммортизационные отчисления, стоимость потерь электроэнергии).

В связи с тем, что расход проводникового материала для одной и той же передаваемой мощности быстро растет с понижением номинального напряжения сети, а потери электроэнергии в,электрических сетях потребителей значительны, необходимо стремиться к сокращению длины сетей напряжением до 1 кВ и приближению высшего напряжения к приемникам электроэнергии.

Надежность электрической сети определяется состоянием ее элементов, схемой этой сети с учетом оснащения ее защитой и автоматикой, организацией технического и ремонтного обслуживания.

Сечение проводников должно исключать возможность недопустимого для них перегрева и разрушения как при нормальных, так и аварийных режимах.Надежность элементов сети обусловлена их строением, конструктивным исполнением, влиянием окружающей среды. Конструктивное исполнение элементов должно быть таким, чтобы максимально исключить возможность их повреждения при конкретных условиях окружающей среды.

Гибкость и универсальность электрической сети обусловлена возможностью ее минимального изменения при перераспределении или росте электрических нагрузок.

Безопасность технического и ремонтного обслуживания определяется правилами ПТБ и ПТЭ. Основной документ, регламентирующий работу сетей ПУЭ.

При проектировании электрической сети следует предусматривать возможность организации технического учета расхода электроэнергии, позволяющего формировать расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции или работы; возможность современных способов ее монтажа, предполагающих применение комплектных устройств, прокладку кабелей, проводов в лотках, коробах и т. д., т.е. способов, обеспечивающих минимальное время монтажа, наладки и ввода в работу.

Проектирование электрических сетей

Проектирование электрической сети – обязательный этап строительства новой сети, реконструкции или капитального ремонта действующей системы электроустановок в составе электросети.

Поскольку проектирование и монтаж электрических сетей осуществляются в строгом соответствии с действующими нормативами, ключевая цель проекта – предложить такое решение, которое будет:

• 
  отвечать обязательным нормативным требованиям;

• 
  выполнять поставленные заказчиком задачи;

• 
  иметь техническое и экономическое обоснование;

• 
  обеспечивать бесперебойное и качественное распределение электроэнергии и электроснабжение.

Особенности проектирования электросетей

Проектирование и строительство электрических сетей основываются на их отнесении к определенным категориям в соответствии с общепринятой классификацией, которая позволяет понять, каких нормативов следует придерживаться, и использовать типовые решения, применимые в заданных условиях.

Основные категории проектов электросетей:

1. 
   По масштабности – магистральные, региональные, районные, городские, внутренние электросети, электропроводка.

2. 
   По назначению – общего, автономного электроснабжения, электросети технологических объектов, контактные электросети.

3. 
   По сфере применения – промышленные, производственные и приравненные к ним, общественно-коммунальные и бытовые.

4. 
   По характеристикам тока – переменный, постоянный электроток и далее по конкретным группам параметров.

С точки зрения особенностей проектирования, монтажа и эксплуатации электросетей также выделяют внешние (наружные) электросети – от магистральной сети (действующей электролинии, электростанции, энергоустановки) до объекта, и внутренние электросети – от распределительного щитка до потребляющих источников.

Ключевые аспекты проектирования:

1. 
   Изучение и анализ имеющих значение условий и факторов – местность (объект) строительства электросети, климатические особенности, действующие электроустановки и другие параметры.

2. 
   Разработка и визуализация структуры электросети. Проектирование распределительных электрических сетей может предполагать построение системы, имеющей очень сложную структуру. Проще всего спроектировать электропроводку, сложнее — проектирование городских электрических сетей, а самые сложные – региональные и магистральные сети. Структура любой сети детально прорабатывается, основывается на предварительно выполненных расчетах и в итоге представляет собой набор электро схем, в которых указываются и отображаются все составляющие элементы, включая электролинии, оборудование и объекты.

3. 
   Определение всех компонентов электросети, их характеристик, особенностей размещения и расположения, возможности использования действующих объектов или необходимости строительства новых, способов монтажа (прокладки) оборудования и кабельных линий. Любая электросеть – совокупность множества инженерных объектов и электрооборудования, соединенных кабельными линиями (ЛЭП), а также объектов прокладки и размещения, средств изоляции и защиты, автоматики и телеметрии.

4. 
   Рассмотрение вопросов технико-экономического обоснования и развития электросети.

Проектирование внутренних электрических сетей считается более простым процессом, чем разработка проекта внешних сетей. В последнем случае, как правило, осуществляется поэтапное проектирование электросетей, в ряде случаев приходится разбивать процесс не только на этапы, но и отдельные задачи локального характера. Это связано с множественностью объектов и оборудования в составе электросети, обязательностью учета природных и других внешних факторов, а также частой необходимостью подготовки отдельных проектов для строительства объектов инфраструктуры и относительно самостоятельных участков электросети.

Электрические сети жилых и общественных зданий.

Тульчин

Монтаж внутренних электрических сетей • Energy-Systems

Стадии процесса монтажа внутренних электрических сетей

Работы по монтажу внутренних электросетей представляют собой комплекс сложных и требующих серьёзного подхода мероприятий. Если рассматривать этот процесс более детально, следует отметить несколько ключевых аспектов, которые и составляют собой осуществление монтажа внутренних электросетей. Прежде всего это касается установки различного электротехнического силового оборудования распределительного характера. К данному виду оборудования относятся распределительные щиты и панели, ящики управления и тому подобное.

К монтажным работам подобного свойства относятся также установка защитных устройств, выключателей, розеток и светорегуляторов, а также подключение всего названного оборудования. Наконец, к работам подобной направленности ещё относится процесс прокладки групповой и распределительной сети.

Как уже упоминалось, монтаж внутренних электрических сетей достаточно сложен и состоит из нескольких последовательных этапов. Их соблюдение и неукоснительное выполнение основных требований является гарантией удачного завершения работ и достижения необходимого результата.

Начало всего комплекса работ представляет собой тщательное исследование объекта, изучение его особенностей, условий проведения работ, требований и пожеланий заказчика, а также разработка технического задания на основе всей этой информации. Следующим шагом становится составление проекта электроснабжения объекта, по которому впоследствии будут выполняться все необходимые работы по монтажу электрической системы.

Завершение практической части работ, самой трудоёмкой и кропотливой, предполагает проведение исследований и электрических измерений созданной системы, её проверка на работоспособность и эффективность. Наконец, после оформления всей необходимой документации можно считать, что монтаж внутренней электросистемы успешно завершён.

На что следует обратить особое внимание при монтаже внутренних электрических систем

Полноценное функционирование электротехнической системы объекта будет возможным при соблюдении множества факторов и правил электромонтажных работ, но одним из таких основополагающих и определяющих факторов является обеспечение необходимой мощностью. Этот параметр рассчитывается на стадии проектирования, во внимание принимаются многочисленные детали и нюансы, поскольку от предполагаемой нагрузки будет зависеть выбор электрооборудования всей системы.

Если расчёты выполнены неверно, то система электроснабжения будет работать нестабильно, с различными нарушениями и проблемами. Необходимо принимать во внимание, что показатель максимальной мощности, которую потребляет определённая группа приёмников электроэнергии, всегда будет меньше, чем суммарная мощность номиналов этих принимающих устройств.

Связано это с элементарным расчётом – приборы не всегда работают на свою полную мощность и уровень наивысших нагрузок в этом случае не всегда совпадает во времени. Этот фактор необходимо обязательно учитывать при организации системы электроснабжения и при выборе её составляющих элементов.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости выполнения электромонтажных работ.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Проектирование электрических сетей — цены в СПб и ЛО

Виды выполняемых работ

Проектирование электрических сетей — это задача, которая часто ставится перед специалистами нашей компании. Процесс идет в строгой последовательности этапов, с учетом тех документов, которые подписываются с клиентом в двустороннем порядке. В целом, общая последовательность работ стандартна и выглядит нижеследующим образом.

Цены на проектирование электрических сетей

Порядок проведения проектных работ

1. Выезд на объект и предпроектное обследование. На данном этапе обсуждаются требования и пожелания к будущей электроустановке
2. Составление технического задания и заключение договора.
3. Выполнение необходимых инженерных изысканий.
4. Разработка проектной документации.
5. Согласование проекта с Вами, внесение изменений и устранение замечаний.
6. Согласование проекта в необходимых инстанциях.
7. Сдача проекта.

Результат проектирования электрических сетей в нашей компании

Результатом нашей работы является передача полного комплекта проектной документации, включающей в себя:

1. Все необходимые расчеты.
2. Трассы прокладки электрических сетей.
3. Планы расположения и схемы подключения оборудования.
4. Однолинейные схемы электрических щитов.
5. Ведомости объемов строительно-монтажных работ.
6. Спецификации оборудования и материалов.
7. Все необходимые согласования.

Наши специалисты, занимающиеся разработкой проектной документации, имеют большой опыт взаимодействия с различными строительными компаниями. По разработанным нами проектам любая выбранная Вами компания сможет с легкостью перейти к следующему этапу получения электроэнергии — монтажу электрических сетей.

Наши преимущества

• Полностью прозрачная смета
• Работа по договору
• Соблюдение необходимых норм и правил
• Все необходимые допуски и сертификаты

Разработано проектной документации:

Техническое обслуживание

Офисное и производственное оборудование чувствительно к качеству электропитания. Производственный процесс создает неравномерные нагрузки в электрической сети, приводит к высоким пиковым мощностям. В непрерывном производстве неожиданная поломка (впрочем, отказ — это всегда неожиданно!) способна вызвать непредсказуемые последствия, остановку производственного процесса, существенные финансовые потери.

Да и в работе офиса отключение компьютеров, сбой в работе вычислительной сети из-за питания способны парализовать работу организации. Кому не знакома ситуация, когда сгорает сервер или ПК с бухгалтерской программой, или просто принтер, АТС, кофе-машина. Для того чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо не только иметь современную сетевую инфраструктуру, но и организовать своевременное техническое обслуживание (ТО) внутренних электрических сетей и оборудования электрических установок. Выбирайте для этого специализированную компанию, имеющую обученных опытных электриков, аварийный запас оборудования и материалов для ремонта на складе (а самое необходимое — в автомобиле ремонтника). Компанию, отвечающую за качество и дающую реальную гарантию и все оформленные документы. Одним словом, заказывайте ТО у нас, звоните, в нашу компанию!

Заказывая техническое обслуживание электрических сетей у нас, в «ПССГ», Вы получите устранение любых неисправностей, грамотные консультации высококлассных профессионалов, использование материалов гарантированного качества от лучших производителей (которые мы закупаем только упроверенных поставщиков). Работы на Вашем объекте будут проведены в соответствии со всеми требованиями действующих нормативов ТБ, ПУЭ, СНиП. Наша компания обеспечит Вам быстрое и качественное обслуживание электрических сетей и электроустановочного оборудования при приемлемых ценах.

В комплекс услуг по техническому обслуживанию внутренних электросетей входит:

Обслуживание внутренней электросети

проверка вводно-распределительных устройств и электрических щитов, включая общий осмотр, регулярную чистку и протяжку контактов.

Замер электрического сопротивления

изоляции электросети, при необходимости — весь комплекс электроизмерений с использованием специализированных поверенных приборов, таких как многофункциональный измеритель параметров электроустановок Metrel MI 3102H EurotestXE 2,5 кВ и др.

Проверка (испытания) работы

электрооборудования, срабатывания автоматической защиты.

Мелкий и профилактический ремонт

или замена (по отказу / инциденту и плановый) по первой (или также и по второй) категории сложности, включая комплектующие щитового оборудования (плавкие вставки,автоматические выключатели).

Оперативная замена

или мелкий ремонт неисправных оконечных электроустановочных изделий (розетки, выключатели, светильники и пр.).

Замену электрических ламп

(накаливания, галогенных и люминесцентных) и пускателей в системе освещения.

Консультации по технической эксплуатации

оборудования, балансированию нагрузки и энергосбережению.

Полностью оформленную документацию

(исполнительную и бухгалтерскую), поддержание актуальности паспорта Вашего объекта.

Другие работы

необходимые для безотказной работы Вашей электросети.

Что такое электрическая цепь?

В Уроке 1 обсуждалась концепция разности электрических потенциалов. Электрический потенциал — это количество электрической потенциальной энергии на единицу заряда, которым обладал бы заряженный объект, если бы он был помещен в электрическое поле в заданном месте. Концепция потенциала — это величина, зависящая от местоположения — она ​​выражает количество потенциальной энергии в расчете на заряд, так что она не зависит от количества заряда, фактически присутствующего на объекте, обладающем электрическим потенциалом.Разность электрических потенциалов — это просто разница электрических потенциалов между двумя разными точками в пределах электрического поля.

Чтобы проиллюстрировать концепцию разности электрических потенциалов и природу электрической цепи, рассмотрим следующую ситуацию. Предположим, что есть две металлические пластины, ориентированные параллельно друг другу, и каждая заряжена зарядом противоположного типа — одна положительная, а другая отрицательная. Такое расположение заряженных пластин создавало бы электрическое поле в области между пластинами, которая направлена ​​от положительной пластины к отрицательной.Положительный тестовый заряд, помещенный между пластинами, будет перемещаться от положительной пластины к отрицательной пластине. Это движение положительного испытательного заряда от положительной пластины к отрицательной могло бы происходить без необходимости подвода энергии в виде работы; это произойдет естественным образом и, таким образом, снизит потенциальную энергию заряда. Положительная пластина будет местом с высоким потенциалом, а отрицательная пластина — местом с низким потенциалом. Между этими двумя точками будет разница в электрическом потенциале.

Теперь предположим, что две противоположно заряженные пластины соединены металлической проволокой. Что случилось бы? Проволока служит своего рода зарядной трубкой, по которой может течь заряд. Со временем можно было представить себе положительные заряды, движущиеся от положительной пластины через зарядную трубку (провод) к отрицательной пластине. То есть положительный заряд естественным образом двигался бы в направлении электрического поля, созданного расположением двух противоположно заряженных пластин.По мере того, как положительный заряд покидает верхнюю пластину, пластина становится менее заряженной, как показано на анимации справа. Когда положительный заряд достигнет отрицательной пластины, эта пластина станет менее заряженной. Со временем количество положительного и отрицательного заряда на двух пластинах будет постепенно уменьшаться. Поскольку электрическое поле зависит от количества заряда, присутствующего на объекте, создающем электрическое поле, электрическое поле, создаваемое двумя пластинами, будет постепенно уменьшаться в силе с течением времени.В конце концов, электрическое поле между пластинами станет настолько маленьким, что не будет наблюдаемого движения заряда между двумя пластинами. Пластины в конечном итоге теряют заряд и достигают того же электрического потенциала. В отсутствие разности электрических потенциалов не будет потока заряда.

Приведенный выше рисунок приближается к демонстрации значения электрической цепи. Однако, чтобы быть истинной цепью, заряды должны постоянно проходить через полный цикл, возвращаясь в свое исходное положение и снова циклически проходя через него.Если бы существовало средство перемещения положительного заряда с отрицательной пластины обратно вверх на положительную пластину, то движение положительного заряда вниз через зарядную трубку (то есть провод) происходило бы непрерывно. В таком случае будет создана цепь или петля.

Обычная лабораторная работа, которая иллюстрирует необходимость полного цикла, использует аккумуляторный блок (набор D-ячеек), лампочку и некоторые соединительные провода. Это упражнение включает наблюдение за эффектом подключения и отключения провода при простом расположении аккумуляторной батареи, лампочек и проводов. Когда все подключения к аккумуляторной батарее выполнены, лампочка загорится. На самом деле зажигание лампочки происходит сразу после окончательного подключения. Нет заметной временной задержки между моментом последнего подключения и моментом зажигания лампочки.

Тот факт, что лампочка горит и продолжает гореть, свидетельствует о том, что заряд проходит через нить накала лампочки и что электрическая цепь была установлена.Цепь — это просто замкнутый контур, по которому могут непрерывно перемещаться заряды. Чтобы продемонстрировать, что заряды движутся не только через нить накаливания лампочки, но также и по проводам, соединяющим аккумулятор и лампочку, мы изменили описанное выше действие. Компас помещают под проволоку в любом месте так, чтобы его стрелка совпадала с проволокой. После окончательного подключения к батарейному блоку загорается лампочка, и стрелка компаса отклоняется. Игла служит детектором движущихся зарядов внутри провода.Когда он отклоняется, заряды движутся по проводу. А если отсоединить провод от аккумуляторной батареи, лампочка больше не горит, а стрелка компаса вернется в исходное положение. Когда загорается лампочка, заряд проходит через электрохимические элементы батареи, провода и нити накаливания лампочки; стрелка компаса определяет движение этого заряда. Можно сказать, что есть ток , — поток заряда в цепи.

Электрическая схема, представленная комбинацией батареи, лампочки и проводов, состоит из двух отдельных частей: внутренней и внешней цепи.Часть цепи, содержащая электрохимические элементы батареи, является внутренней цепью. Часть схемы, в которой заряд перемещается за пределы аккумуляторной батареи через провода и лампочку, является внешней схемой. В Уроке 2 мы сосредоточимся на движении заряда по внешней цепи. В следующей части Урока 2 мы рассмотрим требования, которые должны быть выполнены, чтобы заряд протекал через внешнюю цепь.

Теория сети — Введение и обзор

В области электротехники теория сетей — это исследование того, как решать проблемы схем. Анализируя схемы, инженер пытается определить различные напряжения, при которых могут существовать токи в сети.

При поиске решения любой схемы существует ряд методов и теорий, помогающих и упрощающих процесс. В этом посте кратко перечислены некоторые из наиболее распространенных сетевых теорий. Для более подробного анализа любой конкретной теории вы можете выполнить поиск на сайте myElectrical или найти дополнительную информацию в одном из многих других источников, доступных в Интернете.

Обычно в теории сетей мы имеем дело с линейными и пассивными элементами — чаще всего:

• резисторы добавляют сопротивление, R.Обратным сопротивлению (1 / R) является проводимость, G

.

• Конденсаторы добавляют к цепи емкость C.
• Дроссели добавляют индуктивность L к цепи.
• Реактивное сопротивление , X — это произведение емкости или индуктивности в цепи переменного тока. Инверсия реактивного сопротивления (1 / X) — это восприимчивость B.
• импеданс , Z — это комбинация сопротивления и реактивного сопротивления в цепи переменного тока.Инверсия импеданса (1 / Z) — это полная проводимость, Y.
• источник напряжения является источником напряжения в цепи. Идеальный источник напряжения не содержит внутреннего последовательного сопротивления.
• источник тока — это источник тока в цепи. Идеальный источник тока не содержит внутреннего параллельного сопротивления.

Сетевые теории

Серия

и параллельные схемы

Соединение элементов последовательно или параллельно, вероятно, является самым основным типом сети.В последовательной цепи полное сопротивление (или импеданс) является суммой или сопротивлений (или импедансов). При параллельном преобразовании величина, обратная полному сопротивлению (или импедансу), является суммой обратных величин.

Напряжение в последовательной цепи — это часть напряжений на каждом элементе, в то время как ток на каждом элементе одинаков. В параллельной цепи напряжение одинаково на каждом элементе, в то время как ток обратно пропорционален сопротивлению (или импедансу) каждой цепи.

Катушки индуктивности подчиняются тому же закону, что и резисторы. То есть последовательно, полная индуктивность — это сумма индивидуальных индуктивностей, а при параллельном обратном от общей — сумма обратных.

Конденсаторы все наоборот. В последовательной схеме инверсия полной емкости представляет собой сумму инверсий для каждого отдельного конденсатора. Для параллельной схемы общая емкость представляет собой сумму отдельных емкостей.

Серия

и параллельные схемы — страница Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Закон Ома

Закон

Ома (разработанный в 1827 году Георгом Омом) гласит, что отношение, определяемое напряжением в цепи, деленным на ток, является постоянным — сопротивлением (или импедансом в цепях переменного тока).

Назад к основам — Закон Ома — статья в моей статье, объясняющая Закон Ома

Как работают электрические цепи — вводный мой электрический пост с некоторым законом Ома

Законы Кирхгофа

Законы Кирхгофа состоят из двух теорем — закона тока и закона напряжения:

Первый закон (ток) — сумма токов в узле схемы равна нулю

Второй закон (напряжение) — сумма напряжений в контуре равна нулю

Законы цепи Кирхгофа — страница в Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Теорема Теллегена

Теорема Теллегена просто утверждает, что сумма мощностей во всех ветвях сети равна нулю, при условии, что сеть также соответствует законам Кирхгофа.Для сети с b, филиалов:

Эта теорема все еще относительно неизвестна, хотя ее можно применять к широкому кругу проблем, она может лечь в основу доказательства большинства других теорий сетей и применима к любому типу элемента (пассивному, активному, линейному и нелинейному).

Теорема Теллегена — страница в Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Теорема Тевенина

Теорема

Тевенина утверждает, что любая комбинация сетевых элементов может быть представлена ​​одним источником напряжения и последовательным резистором.Эквивалентное напряжение рассчитывается при разомкнутой цепи ответвления; в то время как резистор рассчитывается путем короткого замыкания любых источников напряжения;

Теорема Тевенина — страница в Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Теорема Нортона

Теорема

Нортона утверждает, что любая комбинация сетевых элементов может быть представлена ​​одним источником тока и параллельным резистором. Эквивалентный ток рассчитывается путем короткого замыкания ветви; в то время как резистор рассчитывается путем короткого замыкания любых источников напряжения;

Теорема Нортона — страница в Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Преобразование исходного кода

Источник постоянного напряжения — это идеальное напряжение, включенное последовательно с резистором. Источник постоянного тока — это идеальный ток, параллельный резистору. Чтобы преобразовать источник напряжения в источник тока или (наоборот):

Примечание: Теорема Нортона может быть сформулирована как теорема Тевенина, но с эквивалентным источником тока

Теорема Миллмана

Теорема Миллмана применяется к сетям, содержащим только параллельные ветви, и используется для определения напряжения во всех ветвях. Если есть b, ветвей и каждая ветвь содержит резистор R и дополнительное напряжение E, то напряжение ветви V определяется по формуле:

Теорема Миллмана — все схемы.com отработал пример по теории

Преобразование звезды в треугольник

Преобразование звезда-дельта — это частота, используемая для преобразования между конфигурациями сети звезда (или PI) и дельта:

Преобразование Y-Δ — страница Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Узловой анализ

Узловой анализ — это метод измерения напряжения, который основан на первом законе Кирхгофа для создания набора уравнений, которые затем можно решить. В качестве процедурного метода используются следующие шаги:

1. произвольно назначить напряжение каждому узлу (В ₁ , В ₂ и т. Д.)
2. рассчитать ток в каждой ветви, например: от узла 1 к узлу 2, сопротивление R ₁₂
   дает, I ₁₂ = (V ₁ -V ₂ ) / R ₁₂
3. в каждом узле применяется первый закон Кирхгофа (сумма токов равна нулю)
4. решите полученные уравнения, чтобы найти напряжения в каждом узле (и, следовательно, токи)

Узловой анализ — страница Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Анализ сетки

Анализ сетки — это современный метод, основанный на втором законе Кирхгофа для создания набора уравнений, которые затем можно решить.В качестве процедурного метода используются следующие шаги:

1. назначить ток ячейки (петли) для каждого замкнутого контура в сети
2. для каждого контура применить второй закон Кирхгофа (сумма напряжений равна нулю)
3. решите полученные уравнения, чтобы найти токи контура (и, следовательно, напряжения сети)

Анализ сетки — страница Википедии, если вам потребуется более подробное объяснение

Теорема суперпозиции

Если сеть содержит более одного источника напряжения или тока, суперпозиция позволяет найти решение, рассматривая каждый источник напряжения или тока отдельно и затем складывая результаты. Если рассматривать каждый источник отдельно, все остальные источники напряжения замкнуты накоротко, а все другие источники тока разомкнуты.

Примечание: суперпозиция может быть особенно полезна при построении эквивалентных сетей Тевенина или Нортона.

Теорема суперпозиции — allaboutcircuits.com рабочий пример по теории

Примечание автора:

Я собрал сообщение, так как было возможно больше резюме и ссылок на другие более подробные сообщения на сайте.Там, где на сайте нет подробного сообщения, я включил ссылки на статьи на внешних сайтах, чтобы наши читатели могли следить за ними.

Хотя внешние сайты хороши, было бы лучше, если бы у нас был некоторый письменный контент myElectrical для недостающих сетевых теорий. Если вы можете написать сообщение об одной из этих теорем, чтобы заполнить эти пробелы, сделайте это — это очень поможет.

Воздействие перенапряжения на внутренние системы изоляции трансформаторов в электрических сетях с вакуумными выключателями

Автор

В списке:

• Марек Флорковски

  () (Департамент электротехники и энергетики, Университет науки и технологий AGH, al. Mickiewicza 30, 30-059 Краков, Польша)

• Якуб Фургал

  () (Кафедра электротехники и энергетики, Университет науки и технологий AGH, ул. Мицкевича 30, 30-059 Краков, Польша)

• Maciej Kuniewski

  () (Кафедра электротехники и энергетики, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland)

• Piotr Pająk

  () (Кафедра электротехники и энергетики, Университет науки и технологий AGH, al.Mickiewicza 30, 30-059 Краков, Польша)

Abstract

Вакуумные выключатели все чаще используются в качестве коммутационных аппаратов в электроэнергетических системах. Вакуумные выключатели (VCB) имеют очень хорошие рабочие характеристики. VCB характеризуются определенными физическими явлениями, которые влияют на воздействие перенапряжения на системы изоляции других устройств. Наиболее важными явлениями являются способность прерывать ток до естественного перехода через нуль, способность отключать токи высокой частоты и быстрое увеличение восстановления электрической прочности. Одним из устройств, подключенных непосредственно к вакуумным выключателям, является распределительный трансформатор. Перенапряжения, возникающие в электрических системах при отключении трансформаторов, являются источником внутренних перенапряжений в обмотках. Анализ облучения трансформаторов, работающих в электрических сетях, оборудованных вакуумными выключателями, имеет большое значение из-за влияния на системы изоляции коммутационных перенапряжений (SO). Эти типы перенапряжений могут характеризоваться высокими максимальными значениями и нетипичными формами сигналов, в зависимости от явлений в камерах выключателя, конфигурации системы, параметров электрических устройств и защиты от перенапряжения.Перенапряжения, вызывающие нагрузку на системы внутренней изоляции, являются результатом реакции обмоток на перенапряжения на выводах трансформатора. В данной статье представлен анализ перенапряжений, вызывающих нагрузку на системы изоляции трансформаторов, которые возникают при отключении трансформаторов в системах с вакуумными выключателями. Анализ основан на результатах лабораторных измерений коммутационных перенапряжений на выводах трансформатора и внутри обмотки в модельной электрической сети среднего напряжения с вакуумным выключателем.

Рекомендуемое цитирование

Ручка: RePEc: gam: jeners: v: 13: y: 2020: i: 23: p: 6380-: d: 455256

Скачать полный текст от издателя

Список литературы в IDEAS

1. Яньли Синь, Бо Лю, Венху Тан и Цинхуа Ву, 2016.« Моделирование и смягчение последствий высокочастотных переходных процессов при переключении из-за подачи энергии в оффшорные ветряные электростанции »,
   Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 9 (12), страницы 1-16, декабрь.
2. Якуб Фургал и Мацей Куневски и Петр Пайок, 2020.
   « Анализ внутренних перенапряжений в обмотках трансформатора во время переходных процессов в электрических сетях »,
   Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 13 (10), страницы 1-20, май.

Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

Самые популярные товары

Это элементы, которые чаще всего цитируют те же работы, что и эта, и цитируются в тех же работах, что и эта.

1. Махди Поуракбари-Касмаи и Фархан Махмуд и Матти Лехтонен, 2020.
   « Оптимизированная защита полюсных распределительных трансформаторов от прямых ударов молнии ,»
   Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 13 (17), страницы 1-35, август.
2. Ган Лю и Ясунь Го и Янли Синь и Лэй Ю, Сяофэн Цзян, Мин Чжэн и Вэньху Тан, 2018.
   « Анализ переходных процессов переключения при включении в большие морские ветряные электростанции »,
   Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol.11 (2), страницы 1-13, февраль.
3. Даниэла Паньани и Фреде Блаабьерг и Клаус Лет Бак и Филипе Мигель Фариа да Силва и Лукаш Х. Кочевяк и Джеспер Хьеррилд, 2020.
   « Интеграция услуг с офшорной ветряной электростанцией Black Start: обзор и перспективы текущих исследований »,
   Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 13 (23), страницы 1-24, ноябрь.

Подробнее об этом товаре

Ключевые слова

трансформаторы; вакуумные выключатели; коммутационные перенапряжения; системы изоляции обмоток; защита от перенапряжения;
Все эти ключевые слова.

Классификация JEL:

• Q — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Экология и экологическая экономика
• Q0 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Общие
• Q4 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергия
• Q40 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергетика — — — Общие
• Q41 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Экологическая и экологическая экономика — — Энергия — — — Спрос и предложение; Цены
• Q42 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергия — — — Альтернативные источники энергии
• Q43 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергия — — — Энергия и макроэкономика
• Q47 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергетика — — — Энергетическое прогнозирование
• Q48 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергетика — — — Государственная политика
• Q49 — Экономика сельского хозяйства и природных ресурсов; Окружающая среда и экологическая экономика — — Энергия — — — Прочие

Статистика

Доступ и загрузка статистики

Исправления

Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc: gam: jeners: v: 13: y: 2020: i: 23: p: 6380-: d: 455256 . См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: (Команда по преобразованию XML). Общие контактные данные провайдера: https://www.mdpi.com/ .

Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь.Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом. Это также позволяет вам принимать возможные ссылки на этот элемент, в отношении которого мы не уверены.

Если CitEc распознал ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .

Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого элемента ссылки. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, поскольку там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

Обратите внимание, что на фильтрацию исправлений может уйти несколько недель.
различные сервисы RePEc.

Сопротивление | Основные понятия электричества

Схема из предыдущего раздела не очень практична. На самом деле, строительство может быть довольно опасным (прямое соединение полюсов источника напряжения с помощью одного куска провода). Причина, по которой это опасно, заключается в том, что величина электрического тока может быть очень большой в таком коротком замыкании , а выделение энергии может быть очень значительным (обычно в виде тепла).Обычно электрические цепи строятся таким образом, чтобы максимально безопасно использовать высвобождаемую энергию на практике.

Ток, протекающий через нить накала лампы

Одним из практических и популярных способов использования электрического тока является электрическое освещение. Самая простая форма электрической лампы — это крошечная металлическая «нить» внутри прозрачной стеклянной колбы, которая накаляется добела («накаливается») тепловой энергией, когда через нее проходит достаточный электрический ток.Как и аккумулятор, он имеет две токопроводящие точки подключения: одна для входа тока, а другая — для выхода. Схема электрической лампы, подключенная к источнику напряжения, выглядит примерно так:

Когда ток проходит через тонкую металлическую нить накала лампы, он встречает большее сопротивление движению, чем это обычно бывает в толстом куске провода. Это сопротивление электрическому току зависит от типа материала, его площади поперечного сечения и температуры.Технически он известен как , сопротивление . (Можно сказать, что у проводников низкое сопротивление, а у изоляторов очень высокое сопротивление.) Это сопротивление служит для ограничения количества тока, проходящего через цепь с заданным значением напряжения, подаваемого батареей, по сравнению с «коротким замыканием», когда у нас не было ничего, кроме провода, соединяющего один конец источника напряжения (батареи) с другим. Когда ток движется против сопротивления сопротивления, возникает «трение». Точно так же, как механическое трение, трение, создаваемое током, протекающим против сопротивления, проявляется в виде тепла.Концентрированное сопротивление нити накала лампы приводит к тому, что на нити рассеивается относительно большое количество тепловой энергии. Этой тепловой энергии достаточно, чтобы нить накаливания стала раскаленной добела, производя свет, в то время как провода, соединяющие лампу с батареей (которые имеют гораздо меньшее сопротивление), едва ли нагреваются при проведении такого же количества тока. Как и в случае короткого замыкания, если целостность цепи нарушена в какой-либо точке, ток прекращается по всей цепи.Если лампа установлена, это означает, что она перестанет светиться:

Как и прежде, без протекания тока, весь потенциал (напряжение) батареи доступен через разрыв, ожидая возможности соединения, чтобы перемыть этот разрыв и позволить току снова течь. Это состояние известно как разрыв цепи , когда разрыв цепи предотвращает ток повсюду. Все, что требуется, — это один разрыв цепи, чтобы «разомкнуть» цепь.После повторного подключения любых разрывов и восстановления непрерывности цепи она называется замкнутой цепью .

Основа для коммутации ламп

То, что мы видим здесь, является основой для включения и выключения ламп дистанционными выключателями. Поскольку любой разрыв непрерывности цепи приводит к остановке тока по всей цепи, мы можем использовать устройство, предназначенное для преднамеренного прерывания этой непрерывности (так называемый переключатель ), установленное в любом удобном месте, к которому мы можем провести провода, для управления протекание тока в цепи:

Таким образом, выключатель, установленный на стене дома, может управлять лампой, установленной в длинном коридоре или даже в другой комнате, вдали от выключателя.Сам переключатель состоит из пары токопроводящих контактов (обычно сделанных из какого-либо металла), соединенных между собой механическим рычажным приводом или кнопкой. Когда контакты соприкасаются друг с другом, ток может течь от одного к другому, и устанавливается непрерывность цепи. Когда контакты разделены, ток от одного к другому предотвращается воздушной изоляцией между ними, и целостность цепи нарушается.

Рубильник

Возможно, лучший вид переключателя, который можно показать для иллюстрации основного принципа, — это «рубильник»:

Рубильник — это не что иное, как токопроводящий рычаг, свободно поворачивающийся на шарнире, вступающий в физический контакт с одной или несколькими неподвижными точками контакта, которые также являются токопроводящими.Переключатель, показанный на приведенном выше рисунке, построен на фарфоровой основе (отличный изоляционный материал), с использованием меди (отличный проводник) для «лезвия» и точек контакта. Ручка сделана из пластика, чтобы изолировать руку оператора от токопроводящего лезвия переключателя при его открытии или закрытии. Вот еще один тип рубильника, с двумя неподвижными контактами вместо одного:

Конкретный рубильник, показанный здесь, имеет одно «лезвие», но два неподвижных контакта, что означает, что он может включать или отключать более одной цепи. На данный момент это не так важно, чтобы знать, просто основная концепция того, что такое переключатель и как он работает. Рубильные переключатели отлично подходят для иллюстрации основного принципа работы переключателя, но они представляют определенные проблемы безопасности при использовании в электрических цепях большой мощности. Открытые проводники рубильника делают случайный контакт с цепью, и любая искра, которая может возникнуть между движущимся ножом и неподвижным контактом, может воспламенить любые находящиеся поблизости горючие материалы.Большинство современных конструкций переключателей имеют подвижные проводники и точки контакта, закрытые внутри изолирующим корпусом, чтобы уменьшить эти опасности. Фотография нескольких современных типов переключателей показывает, что механизмы переключения гораздо более скрыты, чем в конструкции ножа:

Открытые и закрытые схемы

В соответствии с терминологией «разомкнутый» и «замкнутый» для цепей, переключатель, который устанавливает контакт от одной клеммы подключения к другой (пример: рубильник с лезвием, полностью касающимся неподвижной точки контакта), обеспечивает непрерывность подачи тока в протекает и называется переключателем закрытый . И наоборот, выключатель, который нарушает целостность цепи (пример: рубильник с лезвием , не касающийся неподвижной точки контакта), не пропускает ток и называется выключателем с разомкнутым контактом . Эта терминология часто сбивает с толку новичков, изучающих электронику, потому что слова «открытый» и «закрытый» обычно понимаются в контексте двери, где «открытый» приравнивается к свободному проходу, а «закрытый» — к блокировке. В случае электрических переключателей эти термины имеют противоположное значение: «открытый» означает отсутствие потока, а «закрытый» означает свободное прохождение электрического тока.

ОБЗОР:

• Сопротивление — это мера сопротивления электрическому току.
• Короткое замыкание — это электрическая цепь, которая практически не оказывает сопротивления протеканию тока. Короткие замыкания опасны для источников питания высокого напряжения, так как возникающие высокие токи могут вызвать выделение большого количества тепловой энергии.
• Разрыв цепи — это цепь, в которой непрерывность была нарушена из-за прерывания пути прохождения тока.
• Замкнутая цепь — это замкнутая цепь с хорошей непрерывностью.
• Устройство, предназначенное для размыкания или замыкания цепи в контролируемых условиях, называется переключателем .
• Термины «разомкнутый» и «замкнутый» относятся как к переключателям, так и ко всем цепям. Открытый переключатель — это переключатель без непрерывности: ток не может течь через него. Замкнутый переключатель — это переключатель, который обеспечивает прямой (с низким сопротивлением) путь прохождения тока.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Попробуйте наш калькулятор сопротивления в разделе Инструменты .

Электрические цепи

Эта основная идея исследована через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студенты имеют большой опыт использования повседневной бытовой техники, в работе которой используются электрические цепи (фонарики, мобильные телефоны, плееры iPod). Скорее всего, у них появилось ощущение, что вам нужно включить аккумулятор или выключатель питания, чтобы все «работало», и что батареи могут «разрядиться». Они склонны думать об электрических цепях как о том, что они называют «током», «энергией», «электричеством» или «напряжением», причем все эти названия они часто используют как синонимы. Это неудивительно, учитывая, что все эти ярлыки часто используются в повседневном языке с неясным значением. Какой бы ярлык ни использовали учащиеся, они, скорее всего, увидят в электрических цепях «поток» и что-то «хранимое», «израсходованное» или и то, и другое.Некоторые повседневные выражения, например о «зарядке батарей», также могут быть источником концептуальной путаницы для студентов.

В частности, учащиеся часто считают, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, например свет или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

В частности, студенты часто считают, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, например свет. или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

Ежедневный опыт учеников с электрическими цепями часто приводит к путанице в мышлении. Студенты, которые знают, что вы можете получить удар электрическим током, если дотронетесь до клемм пустой розетки домашнего освещения, если выключатель включен, поэтому иногда считают, что в розетке есть ток, независимо от того, касаются ли они ее. (Аналогичным образом они могут полагать, что есть ток в любых проводах, подключенных к батарее или розетке, независимо от того, замкнут ли переключатель.)

Некоторые студенты думают, что пластиковая изоляция проводов, используемых в электрических цепях, содержит и направляет электрический ток так же, как водопроводные трубы удерживают и регулируют поток воды.

Исследования: Осборн (1980), Осборн и Фрейберг (1985), Шипстоун (1985), Шипстоун и Ганстон (1985), Уайт и Ганстон (1980)

Научная точка зрения

Термин «электричество» (например, «химия») ) относится к области науки.

Модели играют важную роль, помогая нам понять то, что мы не можем видеть, и поэтому они особенно полезны при попытке разобраться в электрических цепях.Модели ценятся как за их объяснительную способность, так и за их способность к прогнозированию. Однако модели также имеют ограничения.

Модель, используемая сегодня учеными для электрических цепей, использует идею о том, что все вещества содержат электрически заряженные частицы (см.
Макроскопические свойства в сравнении с микроскопическими). Согласно этой модели, электрические проводники, такие как металлы, содержат заряженные частицы, которые могут относительно легко перемещаться от атома к атому, тогда как в плохих проводниках, изоляторах, таких как керамика, заряженные частицы перемещать гораздо труднее.

В научной модели электрический ток — это общее движение заряженных частиц в одном направлении. Причина этого движения — источник энергии, такой как батарея, который выталкивает заряженные частицы. Заряженные частицы могут двигаться только тогда, когда существует полный проводящий путь (называемый «контуром» или «петлей») от одного вывода батареи к другому.

Простая электрическая цепь может состоять из батареи (или другого источника энергии), электрической лампочки (или другого устройства, использующего энергию) и проводящих проводов, соединяющих две клеммы батареи с двумя концами лампочки.В научной модели такой простой схемы движущиеся заряженные частицы, которые уже присутствуют в проводах и в нити накала лампочки, являются электронами.

Электроны заряжены отрицательно. Батарея отталкивает электроны в цепи от отрицательной клеммы и притягивает их к положительной клемме (см.
Электростатика — бесконтактная сила). Любой отдельный электрон перемещается только на небольшое расстояние. (Эти идеи получили дальнейшее развитие в основной идее «Разобраться в напряжении»).В то время как фактическое направление движения электронов — от отрицательного к положительному полюсу батареи, по историческим причинам обычно описывают направление тока как от положительного к отрицательному полюсу (так называемый « обычный ток ‘).

Энергия батареи хранится в виде химической энергии (см. Главную идею преобразования энергии). Когда он подключен к полной цепи, электроны движутся, и энергия передается от батареи к компонентам цепи.Большая часть энергии передается световому шару (или другому пользователю энергии), где она преобразуется в тепло и свет или в какую-либо другую форму энергии (например, звук в iPod). Очень небольшое количество тепла преобразуется в соединительных проводах.

Напряжение батареи говорит нам, сколько энергии она передает компонентам схемы. Это также говорит нам кое-что о том, как сильно батарея толкает электроны в цепи: чем больше напряжение, тем сильнее толчок (см.
Используя энергию).

Критические идеи обучения

• Электрический ток — это общее движение заряженных частиц в одном направлении.
• Чтобы получить электрический ток, должна быть непрерывная цепь от одного вывода батареи к другому.
• Электрический ток в цепи передает энергию от батареи к компонентам цепи. В этом процессе не «расходуется» ток.
• В большинстве схем движущиеся заряженные частицы — это отрицательно заряженные электроны, которые всегда присутствуют в проводах и других компонентах схемы.
• Батарея выталкивает электроны в цепь.

Исследование: Loughran, Berry & Mulhall (2006)

Количественные подходы к обучению (например, с использованием закона Ома) могут препятствовать развитию концептуального понимания, и их лучше избегать на этом уровне.

Язык, на котором говорят учителя, очень важен. Использование слова «электричество» следует ограничить, поскольку его значение неоднозначно. Говоря о «текущем» токе вместо движения заряженных частиц, можно усилить неверное представление о том, что ток — это то же самое, что и электрический заряд; поскольку «заряд» — это свойство веществ, например масса, лучше относиться к «заряженным частицам», чем к «зарядам».

Идея фокуса
Введение в научный язык дает дополнительную информацию о развитии научного языка со студентами.

Использование моделей, метафор и аналогий имеет жизненно важное значение для развития понимания учащимися электрических цепей, потому что для объяснения того, что мы наблюдаем в цепи (например, зажигание лампочки), необходимо использовать научные идеи о вещах, которые мы не можем видеть, например об энергии. и электроны. Поскольку все модели / метафоры / аналогии имеют свои ограничения, важно использовать их множество.Не менее важно четко понимать сходства и различия между любой используемой моделью / метафорой / аналогией и рассматриваемым явлением. Общее ограничение физических моделей (в том числе приведенных ниже) состоит в том, что они подразумевают, что любой заданный электрон перемещается по цепи.

Изучите взаимосвязь между идеями об электричестве и преимуществами и ограничениями моделей в
Карты развития концепции — Электричество и магнетизм и модели

Вот некоторые полезные модели и аналогии:

• аналог велосипедной цепи — это полезно для развития идеи потока энергии, для отличия этого потока энергии от тока и для демонстрации постоянства тока в данной цепи.Движение велосипедной цепи аналогично движению тока в замкнутой цепи. Движущаяся цепь передает энергию от педали (т. Е. «Аккумулятор») к заднему колесу (т. Е. «Компоненты схемы»), где энергия преобразуется. Эта модель имеет лишь ограниченную полезность и требует от учащегося осознать, что заднее колесо — это компонент, выполняющий преобразование энергии.

• модель мармелада — это помогает развить идею о том, что движение электронов в цепи сопровождается передачей энергии.Студенты играют роль «электронов» в цепи. Каждый из них собирает фиксированное количество мармеладов, представляющих энергию, когда они проходят через «батарею», и отдают эту «энергию», когда достигают / проходят через «лампочку». Эти студенческие «электроны» затем возвращаются в «батарею» для получения дополнительной «энергии», что предполагает получение большего количества мармеладов.

Еще одно описание этого вида деятельности представлено в виньетке PEEL.
Ролевая игра Jelly Bean. Эта модель может быть очень мощной, но важным ограничением является представление энергии как субстанции, а не как изобретенной человеческой конструкции.

• модель троса — эта модель помогает объяснить, почему в электрической цепи происходит нагрев. Студенты образуют круг и свободно держат непрерывную петлю из тонкой веревки горизонтально. Один ученик действует как «батарея» и тянет веревку так, чтобы она скользила через руки других учеников, «компоненты схемы». Студенты чувствуют, как их пальцы нагреваются, поскольку энергия преобразуется, когда веревка тянется студенческой батареей

Для получения дополнительной информации о развитии идей об энергии см. Фокусную идею
Использование энергии.

• модель водяного контура — это часто используется в учебниках, и на первый взгляд кажется моделью, которая легко понятна учащимся; однако важно, чтобы учителя знали о его ограничениях.

В этой модели насос представляет батарею, турбину — лампочку, а водопроводные трубы — соединительные провода. Важно указать учащимся, что этот водяной контур на самом деле отличается от бытового водоснабжения, потому что в противном случае они могут, опираясь на свой повседневный опыт, сделать неправильный вывод, например, что электрический ток может вытекать из проводов цепи таким же образом вода может вытечь из труб.

Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2006)

Преподавательская деятельность

Открытое обсуждение через обмен опытом

Упражнение POE (предсказать-наблюдать-объяснить) — полезный способ начать обсуждение. Дайте ученикам батарейку, лампочку фонарика (или другую лампочку с нитью накала) и соединительный провод. Попросите их угадать, как следует подключить цепь, чтобы лампочка загорелась. Примечание: НЕ предоставляйте патрон лампы. Это должно спровоцировать обсуждение необходимости создания полного контура для тока и пути тока в лампочке.Это задание можно расширить, поощряя студентов использовать другие материалы вместо проводов.

Испытайте некоторые существующие идеи

Ряд POE (Прогноз-Наблюдение-Объяснение) можно построить, изменив элементы существующей схемы и попросив учащихся сделать прогноз и их обоснование этого прогноза. Например, попросите учащихся предсказать изменения, которые могут произойти в яркости лампочки, когда она подключена к батареям с разным напряжением.

Разъяснение и объединение идей для / путем общения с другими

Попросите учащихся изучить модели и аналогии для электрических цепей, представленных выше.Студенты должны оценить каждую модель на предмет ее полезности для разъяснения представлений об электрических цепях. Студентов также следует поощрять к выявлению ограничений моделей.

Сосредоточьте внимание студентов на недооцененной детали

Попросите студентов изучить работу фонаря и нарисовать картинку, чтобы показать путь тока, когда выключатель замкнут. Студенты должны обсудить или написать о том, что, по их мнению, происходит.

Поощряйте студентов определять явления, которые не объясняются (представленной в настоящее время) научной моделью или идеей.

Попросите учащихся перечислить характеристики электрической цепи, которые объясняются конкретной моделью / метафорой / аналогией, и особенности, которые не объясняются.

Содействовать размышлению и разъяснению существующих идей

Попросите учащихся нарисовать концептуальную карту, используя такие термины, как «батарея», «электроны», «энергия», «соединительные провода», «лампочка», «электрический ток».

Alliant Powerhousetv — скачки напряжения

В этом видео: Что такое скачок напряжения? Почему они случаются и как предотвратить их повреждение вашего оборудования?

Скачки напряжения возникают, когда подача электричества прерывается, а затем начинается снова, или когда что-то отправляет электричество обратно в систему.

Скачки могут колебаться от пяти или десяти вольт при включении фена до тысяч вольт, если молния ударяет в трансформатор.

Внутренние скачки напряжения

Более половины скачков напряжения в домах являются внутренними. Это случается десятки раз в день, обычно, когда устройства с двигателями запускаются или отключаются, отвлекая электричество от других устройств.

Холодильники и кондиционеры — самые большие виновники, но небольшие устройства, такие как фены и электроинструменты, также могут вызывать проблемы.

Скачки внешнего напряжения

Внешний скачок напряжения, происходящий извне вашего дома, чаще всего вызван прикосновением ствола дерева к линии электропередачи, ударом молнии в коммунальное оборудование или попаданием небольшого животного в трансформатор.

Скачки могут также возникать при возобновлении подачи электроэнергии после отключения электричества и могут даже проникнуть в ваш дом по телефонным линиям и линиям кабельного телевидения.

Зачем беспокоиться о скачках напряжения?

В вашем доме много вещей, подверженных скачкам напряжения.Все, что содержит микропроцессор, особенно уязвимо — крошечные цифровые компоненты настолько чувствительны, что даже колебания в 10 вольт могут нарушить нормальное функционирование.

Микропроцессоры используются в сотнях предметов потребления, включая телевизоры, беспроводные телефоны, компьютеры, микроволновые печи и даже, казалось бы, «низкотехнологичные» крупные приборы, такие как посудомоечные машины, стиральные машины и холодильники.

Сильные скачки напряжения, как и при ударе молнии, могут вызвать мгновенное повреждение, «поджарить» цепи и расплавить пластмассовые и металлические детали.К счастью, такие скачки напряжения встречаются редко.

Скачки напряжения низкого уровня не расплавят детали или не сработают предохранители, но они могут вызвать «электронную ржавчину», постепенно разрушая внутреннюю схему, пока она в конечном итоге не выйдет из строя.

Небольшие скачки напряжения не оставят никаких внешних доказательств, поэтому вы можете даже не осознавать, что они происходят — даже если они могут происходить десятки или даже сотни раз в день.

Предотвращение скачков напряжения

Первая линия защиты от скачков напряжения — предотвращение.Хотя большинство внешних скачков напряжения невозможно контролировать, вы можете устранить некоторые общие причины внутренних скачков.

Отключите устройства, которые вы не используете

Самый простой способ избежать проблем с скачком напряжения — отключить устройства, которые не используются. Осмотритесь вокруг своего дома, и вы наверняка найдете десятки подключенных к электросети незанятых устройств.

Нет необходимости оставлять тостеры, электроинструменты или другие мелкие бытовые приборы подключенными; если вы редко используете функции программирования на своей микроволновой печи или видеомагнитофоне, отключите и их.

Обновление неадекватной проводки

Если у вас более старый дом, причиной может быть неправильная проводка. Электрические системы в домах, построенных до 1980-х годов, не предназначены для работы с холодильниками большой емкости, развлекательными системами и компьютерным оборудованием.

Некоторые видимые признаки ненадлежащего подключения — это частые перегорания предохранителей или срабатывания автоматических выключателей, или свет, который мерцает или тускнеет, когда включается холодильник или другой большой прибор.

Не игнорируйте эти симптомы — они сигнализируют о том, что что-то не так, и проблема может стать опасностью пожара.

Исправить перегруженные цепи

Если ваш дом более новый, у вас может быть проблема с перегрузкой цепи. Ищите два (или более) больших прибора, питающихся от одной цепи, особенно на кухне.

Еще одним проблемным местом может быть цепь с множеством небольших устройств, например, семейная комната, заполненная компьютером и развлекательным оборудованием.

Попросите своего электрика установить выделенные цепи для каждого большого прибора и разделить комнаты с несколькими устройствами на отдельные цепи.

Электрический шум и переходные процессы | Fluke

Скачать PDF: Электрический шум и переходные процессы »

Электрический шум — это результат того, что более или менее случайные электрические сигналы попадают в цепи, где они являются нежелательными, то есть там, где они нарушают несущие информацию сигналы. Шум возникает как в силовых, так и в сигнальных цепях, но, вообще говоря, он становится проблемой, когда попадает в сигнальные цепи. Цепи сигналов и данных особенно уязвимы для шума, потому что они работают на высоких скоростях и с низкими уровнями напряжения. Чем ниже напряжение сигнала, тем меньше допустимая амплитуда шумового напряжения. Отношение сигнал / шум описывает, сколько шума может выдержать схема, прежде чем действительная информация, сигнал, станет искаженным.

Шум — одна из самых загадочных тем, влияющих на качество электроэнергии, тем более, что он должен рассматриваться с его не менее загадочным двойником — заземлением. Чтобы уменьшить загадку, необходимо понять две ключевые концепции:

• Во-первых, электрические эффекты не требуют прямого соединения (например, через медные проводники).
• Вторая концепция заключается в том, что мы больше не можем оставаться в области 60 Гц. Одним из преимуществ 60 Гц является то, что это достаточно низкая частота, поэтому силовые цепи можно рассматривать (почти) как цепи постоянного тока.

Сцепные механизмы

Существуют четыре основных механизма шумовой муфты. Стоит понять их и то, чем они отличаются друг от друга, потому что большая часть работы по устранению неполадок будет заключаться в том, чтобы определить, какой эффект связи доминирует в конкретной ситуации.

1. Емкостная связь

Это часто называют электростатическим шумом, и это эффект, основанный на напряжении. Разряд молнии — просто крайний пример. Любые проводники, разделенные изоляционным материалом (включая воздух), составляют конденсатор — другими словами, емкость является неотъемлемой частью любой цепи. Потенциал емкостной связи увеличивается с увеличением частоты (емкостное реактивное сопротивление, которое можно представить как сопротивление емкостной связи, уменьшается с увеличением частоты, как можно увидеть из формулы: XC = 1 / 2pfC).

2. Индуктивная связь

Это шум, связанный с магнитной связью и основанный на токе. Каждый проводник, по которому течет ток, имеет соответствующее магнитное поле. Изменяющийся ток может вызвать ток в другой цепи, даже если эта цепь является одиночной петлей; другими словами, цепь источника действует как первичная обмотка трансформатора, а цепь жертвы — вторичная. Эффект индуктивной связи увеличивается со следующими факторами: (1) больший ток, (2) более высокая скорость изменения тока, (3) близость двух проводников (первичный и вторичный) и (4) чем больше похожий соседний проводник катушка (круглый диаметр вместо плоского или спиральный вместо прямого).

Магнитные поля изолированы эффективным экранированием. Используемый материал должен быть способен проводить магнитные поля (черный материал в отличие от меди). Причина, по которой выделенная цепь (горячая, нейтраль, заземление) должна по возможности проходить в собственном металлическом кабелепроводе, заключается в том, что она, по сути, имеет магнитное экранирование, чтобы минимизировать эффекты индуктивной связи.

И индуктивная, и емкостная связь называются эффектами ближнего поля, поскольку они преобладают на коротких расстояниях, а расстояние снижает их эффекты связи.Это помогает объяснить одну из загадок шума — как небольшое физическое изменение положения проводки может так сильно повлиять на связанный шум.

3. Кондуктивный шум

Хотя весь связанный шум заканчивается кондуктивным шумом, этот термин обычно используется для обозначения шума, связанного с прямым гальваническим (металлическим) соединением. В эту категорию входят цепи с общими проводниками (например, с общей нейтралью или заземлением). Кондуктивный шум может быть высокочастотным, но может также составлять 60 Гц.

Типичные примеры соединений, которые создают нежелательные шумовые токи непосредственно на землю:

• Субпанели с дополнительными соединениями NG
• Розетки неправильно подключены к N и G
• Оборудование с внутренними твердотельными защитными устройствами, которые замкнуты на линию или нейтраль на землю, или которые не вышли из строя, но имеют нормальный ток утечки.Этот ток утечки ограничен UL до 3,5 мА для оборудования, подключаемого к розетке, но не существует ограничений для оборудования с постоянным подключением с потенциально гораздо более высокими токами утечки. (Токи утечки легко определить, потому что они исчезнут при выключении устройства).

4. RFI (радиочастотные помехи)

RFI находятся в диапазоне от 10 кГц до 10 с МГц (и выше). На этих частотах отрезки провода начинают действовать как передающие и приемные антенны.Цепь-виновник действует как передатчик, а цепь-жертва действует как приемная антенна. RFI, как и другие механизмы связи, — это факт жизни, но им можно управлять (однако, не без некоторой мысли и усилий).

Уменьшение шума RFI использует несколько стратегий.

Заземление сигнала

Чтобы понять важность «чистого» сигнального заземления, давайте обсудим различие между сигналами дифференциального режима (DM) и синфазных сигналов (CM). Представьте себе простую двухпроводную схему: питание и возврат.Любой ток, который циркулирует, или любое напряжение, считываемое через нагрузку между двумя проводами, называется DM (также используются термины нормальный режим, поперечный режим и режим сигнала). Сигнал DM обычно является желаемым сигналом (как и 120 В в розетке). Представьте себе третий проводник, обычно заземляющий. Любой ток, который течет теперь через два исходных проводника и возвращается по этому третьему проводнику, является общим для обоих исходных проводников. Ток CM — это шум, который должен преодолеть настоящий сигнал.CM — это весь этот лишний трафик на шоссе. Он мог попасть туда через любой из механизмов связи, таких как связь магнитного поля на частоте линии электропередачи или RFI на более высоких частотах. Смысл в том, чтобы контролировать или минимизировать эти токи земли или CM, чтобы облегчить жизнь токам DM.

Измерение Токи

CM можно измерять с помощью токовых клещей с использованием метода нулевой последовательности. Зажим огибает сигнальную пару (или, в трехфазной цепи, все трехфазные проводники и нейтраль, если есть).Если сигнал и обратный ток равны, их равные и противоположные магнитные поля отменяются. Любое текущее чтение должно быть в обычном режиме; Другими словами, любое считывание тока — это ток, который возвращается не по сигнальным проводам, а по пути заземления. Этот метод применим как к сигнальным, так и к силовым проводам. Для основных токов будет достаточно клещей ClampMeter или DMM +, но для более высоких частот следует использовать прибор с широкой полосой пропускания, такой как анализатор качества электроэнергии Fluke 43 или ScopeMeter, с дополнительными клещами. Переходные процессы следует отличать от скачков напряжения. Скачки — это частный случай переходных процессов с высокой энергией, возникающих в результате ударов молнии. Переходные процессы напряжения — это события с более низкой энергией, обычно вызванные переключением оборудования.

Они вредны по-разному.

Переходные процессы можно классифицировать по форме волны. Первая категория — это «импульсные» переходные процессы, обычно называемые «пиками», потому что высокочастотные пики выступают из формы волны. С другой стороны, переходный процесс переключения ограничения представляет собой «колебательный» переходный процесс, потому что сигнал звонка нарастает и искажает нормальный сигнал.Это более низкая частота, но более высокая энергия.

Причины

Переходные процессы неизбежны. Они создаются за счет быстрого переключения относительно больших токов. Например, индуктивная нагрузка, такая как двигатель, при выключении создает всплеск отдачи. Фактически, отключение Вигги (измерителя напряжения соленоидов) из высокоэнергетической цепи может вызвать скачок в тысячи вольт! С другой стороны, конденсатор при включении создает кратковременное короткое замыкание. После этого внезапного падения приложенного напряжения напряжение восстанавливается и возникает колебательная волна.Не все переходные процессы одинаковы, но, как правило, переключение нагрузки вызывает переходные процессы.

В офисах лазерный копировальный аппарат / принтер — общепризнанный «плохой парень» в филиальной сети офиса. Он требует, чтобы внутренний нагреватель включался всякий раз, когда он используется, и каждые 30 секунд или около того, когда он не используется. Это постоянное переключение имеет два эффекта: скачок или бросок тока может вызвать повторяющиеся провалы напряжения; быстрые изменения тока также вызывают переходные процессы, которые могут повлиять на другие нагрузки в той же ветви.

Измерение и запись

Переходные процессы могут быть захвачены DSO (осциллографами с цифровой памятью). Анализатор Fluke 43 PQ, который включает в себя функции DSO, может захватывать, сохранять и впоследствии отображать до 40 форм переходных процессов. События помечаются метками времени и даты (метки реального времени).