Зачем нужна нулевая фаза: Зачем нужен ноль, если можно получить те же 220 от фазы и земли?

Содержание

Зачем нужен ноль, если можно получить те же 220 от фазы и земли? | Электроинформация

Зачем нужен нулевой проводник? Ведь из электросети можно брать только фазу. А вместо нуля подключится к забитому в землю штырю. При применении подобной технологии ноль не нужен. Так что же, нулевой проводник нужен только для того, чтобы счетчик крутился?

Движение переменного тока в однофазной сети с нулевым проводником N (Движение показано стрелками условно в одном направлении)

Действительно, если взять «фазу» и «землю», то можно получить на этих двух проводниках напряжение. Величина напряжения будет зависеть от того, насколько близко от забитого штыря заземлен нулевой проводник. Иначе говоря, получая напряжение от фазы и забитого в землю штыря, мы просто направляем течение тока по обходному маршруту. Мы дополнительно включаем в цепь землю в виде сопротивления.

При применении нулевого проводника, переменный ток течет от начала фазы до нулевой точки соединения концов фаз источника тока и обратно. При применении земли вместо нуля переменный ток будет течь по тому же маршруту, но в обход, через заземление нулевого проводника. В этом случае, дополнительно преодолевая сопротивление земли. Разумеется, будут потери напряжения, в зависимости от величины сопротивления почвы. Кстати, современный электросчетчик будет учитывать потребленную электроэнергию и без применения нулевого проводника.

На самом деле, нулевой проводник в трехфазной сети применяется для устранения перекоса фаз. На каждой из трех фаз, в одно и тоже время, может быть разное количество потребителей с разной потребляемой мощностью. Подобное положение может вызвать перекос фаз и выход из строя источника тока. Для стабилизации этой ситуации и нужен нулевой проводник.

Движение переменного тока через заземлитель

Выше рассмотрен вариант, когда на подстанции обмотки питающего сеть трансформатора соединены в звезду и нулевая точка соединения заземлена. При этом возможно получение фазного напряжения 220 вольт. Между фазными проводниками получаем линейное напряжение 380 вольт. В случае применения земли вместо нуля, у тока есть возможность вернуться к источнику питания через заземление.

Что будет если источник питания не заземлен? Обмотки трансформатора можно подключить в треугольник и получить то же самое линейное напряжение 380 вольт. Фазного напряжения при таком способе подключения обмоток мы не получим.

Течение переменного тока в системе с источником тока подключенным треугольником

Взяв для питания электроприбора фазу от такого трансформатора и «землю» от забитого штыря, мы получим постоянный ток. Точнее выпрямленный ток. Проходя через нагрузку, он будет уходить в землю. И не будет возвращаться обратно. Земля в этом случае будет служить конденсатором, который может, бесконечно заряжаясь, поглощать электроток. То есть, применяя такой способ питания, мы сможем включить только электроприбор работающий на постоянном токе.

Напряжение тока будет зависеть от сопротивления почвы в том месте где забит штырь. Сопротивление земли нестабильно. Оно изменяется от местоположения, от времени года, от влажности. А также, множества других характеристик. Будет невозможно подобрать электроприборы для питания от сети, у которой бессистемно и в большом диапазоне изменяется напряжение.

Движение тока через заземлитель от источника тока подключенного треугольником

Таким образом, получать энергию от фазы и земли — очень неудобный, неэкономичный и, мягко говоря, странный способ. В любом из двух рассмотренных случаях он никак не оправдан. В дополнение ко всему прочему, способ этот очень опасный.

Помимо устранения перекоса фаз, нулевой проводник применяется в целях электробезопасности. Во-первых, он служит для получения 220 вольт в быту. Напряжение 380 вольт слишком опасно для бытового применения. Напряжение 220 вольт менее опасно для человека. Во-вторых, он применяется для дополнительного снижения разности потенциалов при замыкании фазы на корпус. А также последующего отключения сети автоматическим выключателем.

При однофазном замыкании на заземленный корпус электрооборудования, токи короткого замыкания могут быть слишком малы для отключения автоматического выключателя. Если же этот корпус еще и занулен, то организовать устройство защитного отключения с помощью автоматических выключателей становится намного проще.

Для вашего удобства подборка публикаций

Что такое заземление?

Что такое зануление и зачем оно нужно?

Где в розетке плюс, а где минус?

Главная страница

Спасибо за посещение канала, чтение заметки, упоминание в социальных сетях и других интернет — ресурсах, а также подписку, лайки, дизлайки и комментарии (Лайки и дизлайки можно ставить не регистрируясь и не заходя в аккаунт)

Что такое ноль и фаза в электричестве и зачем он нужен?

Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как «электрический ток», «напряжение» «фаза» и «ноль» для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с «нуля» нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона — минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Кстати, о том, что такое ток, напряжение и сопротивление можно дополнительно почитать в нашей отдельной статье, посвященной закону Ома.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Источником постоянного тока является, например, батарейка. Но именно переменный ток используется в бытовых розетках, которые стоят в наших домах. Причина в том, что переменные токи гораздо проще получать и передавать на большие расстояния.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или «стекает» в землю.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому — отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ — 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза — белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас — желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

Что такое нулевая фаза в электричестве. Что такое фаза ноль и земля и зачем они нужны. Определение фазы, нуля и заземления контрольной лампой

Чтобы понять основы электрики, не обязательно углубляться в технические подробности электрической цепи. Достаточно знать, способы передачи электрического тока, которые бывают однофазными или трехфазными. Трехфазная сеть – это, когда электричество поступает по трем проводам, а еще по одному должно вернуться обратно, к источнику тока, которым может быть трансформатор, электрический счетчик. Однофазная сеть – это, когда электричество поступает по одному проводу, а по другому возвращается обратно к источнику питания. Такая система называется электрическая цепь, а ее основы проходят на уроках физики.

Электроэнергетика генерирует трехфазный электрический ток для передачи через электрическую сеть для снабжения жилых домов, предприятий и промышленности электроэнергией. Большинство жилых домов и малых предприятий используют только однофазную электроэнергию, но заводы часто используют трехфазную мощность для крупных двигателей и других целей. Трансформаторы, которые питают трехфазную мощность, имеют два разных метода проводки, называемых дельтами и звездами. Небольшие различия в напряжении существуют, в зависимости от метода подключения.

Вспомните – электрическая цепь состоит из источника, потребителей, соединительных проводов и других элементов. В любом источнике тока «работают» положительно и отрицательно заряженные частицы. Они накапливаются на разных полюсах источника, один из которых становится положительным, а другой отрицательным. Если полюса источника соединить, возникает электрический ток. Под действием электростатической силы частицы приобретают движение только в одном направлении.

Проверка трехфазного напряжения довольно проста и проста. Переведите выключатель двигателя в положение «Выкл.». Выверните винты, удерживающие крышку на выключателе, и снимите крышку. Если мультиметр не является автоматическим мультиметром, выберите диапазон напряжения выше напряжения, которое вы планируете проверить. Загляните в коробку выключателя двигателя. Вы увидите один набор из трех проводов и один комплект из трех проводов.

Особенности поиска неисправностей

Для каждого теста должно быть одинаково показание напряжения. Переведите рычаг выключателя в положение «Вкл.». На любом испытании напряжение не должно изменяться более чем на несколько вольт. Однофазное напряжение составляет половину напряжения, проверенного между парами линий. Трехфазный ток от преобразователя поворотной фазы может иметь одну фазу с другим напряжением от двух других. Это напряжение также будет меняться в зависимости от условий нагрузки, например, когда двигатель работает.

Для начала рассмотрите пример однофазной сети: квартира, в которой электричество к чайнику, микроволновке, стиральной машине поступает по одному проводу, а назад к источнику тока — по другому проводу. Если такую цепь разомкнуть, то, электричества не будет. Провод, подающий ток, называется фазовым или фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулевым или нулем.

Помните, что вы делаете в любое время. Тестирование электрического тока подвергает вас потенциально опасным для жизни напряжениям и токам. Обратите внимание на то, что вы делаете, и не позволяйте другим отвлекать вас. Выключатель двигателя на некоторых двигателях также является выключателем стоп-старта. Имейте в виду, что при перемещении разъединителя двигателя в положение «Вкл.» Двигатель запускается в этом случае.

Существует три типа фазовых откликов, которые могут иметь фильтры: нулевая фаза, линейная фаза и нелинейная фаза. Пример каждого из них показан на рисунке 19 Как показано на рисунке, фильтр нулевой фазы характеризуется импульсной характеристикой, симметричной вокруг нулевой точки. Фактическая форма не имеет значения, только то, что отрицательные пронумерованные образцы являются зеркальным отображением положительных пронумерованных выборок. Когда преобразование Фурье берется из этой симметричной формы волны, фаза будет полностью нулевой, как показано на рисунке.

Если сеть трехфазная, электричество будет поступать по трем проводам, а возвращаться так же по одному. Трехфазные сети чаще бывают в домах загородного типа. Если в такой сети разомкнуть один провод, то, на других фазах ток останется.

То есть, фаза в электрике – это провод, который подает ток от источника питания, а ноль – это провод, который отводит ток обратно, к источнику питания. Если току не обеспечить постоянную цепь – случились аварии на линии, произошел обрыв проводов, то, приборы могут просто перестать работать или сгорят от перенапряжения в электрической сети. В электрике это явление называется «перекос фаз». Если оборвался ноль, напряжение может измениться как в наибольшую, так и в наименьшую сторону.

Недостатком фильтра с нулевой фазой является то, что для этого требуется использование отрицательных индексов, с которыми может быть неудобно работать. Линейный фазовый фильтр — это путь. Импульсный отклик идентичен показанному, за исключением того, что он был сдвинут, чтобы использовать только положительные пронумерованные образцы. Импульсная характеристика по-прежнему симметрична между левым и правым; однако расположение симметрии смещено от нуля. Наклон этой прямой прямо пропорционален величине сдвига.

Зачем нужно зануление

Так как сдвиг в импульсной характеристике ничего не производит, но производит идентичный сдвиг в выходном сигнале, линейный фазовый фильтр эквивалентен фильтру нулевой фазы для большинства целей. На рисунке показан импульсный отклик, который не является симметричным между левым и правым. Соответственно, фаза не является прямой. Другими словами, он имеет нелинейную фазу. Не путайте термины: нелинейная и линейная фаза с понятием линейности системы, обсуждаемым в главе. Хотя оба слова используют линейное, они не связаны.

В наше время, когда практически любое строение оснащено хотя бы простейшей электропроводкой, профессия электрика очень востребована, поэтому все больше абитуриентов настроено на получение данной профессии.

Образование

Минимальным базовым образованием для начала обучения профессии электрик является неполное среднее образование. Это значит, что для начала обучения данной профессии необходимо окончить хотя бы 9 классов средней образовательной школы. Найти специальность «электрик» можно в техникуме, профессиональном техническом училище или колледже практически любого российского города областного значения. Также существуют специальные обучающие центры, предусматривающие подготовку специалистов по данному направлению.

Личные качества

Несмотря на кажущуюся доступность получения данной профессии, стать хорошим электриком не так уж просто. Необходимо обладать техническим складом ума, уметь работать руками и мыслить логически. Так же, ввиду большой травмоопасности занятия, потенциальному электрику следует быть аккуратным и уметь хорошо концентрироваться во время работы.

Группы электробезопасности и разряды

По окончании курса обучения по специальности «Электрик» студент, в зависимости от наполненности курса обучения и результатов сдачи итогового экзамена, получает либо второй либо третий квалификационный разряд. Всего разрядов для электриков шесть, существует также пять так называемых групп допуска (групп электробезопасности). Не следует путать разряд электрика с группой допуска электрика. Разряд показывает квалификацию электрика, то, насколько сложную работу в своей области он способен выполнить. Группа допуска, в свою очередь, показывает уровень опасности, с которым может справиться работник. Чем большие разряд и группу допуска имеет электрик, тем он более востребован и тем выше заработная плата, которую ему может предложить работодатель.

Удостоверение электрика

По результатам итоговых испытаний электрику выдается специальное удостоверение электрика, в котором указывается присвоенная ему группа по электробезопасности а также оценка его квалификации по пятибалльной шкале. Квалификацию электрика необходимо подтверждать каждые пять лет, кроме того, возможно проведение внеочередной проверки на квалификацию, к примеру, с целью повысить разряд и(или) группу по электробезопасности. Следует отметить, что электрик, имеющий 2-5 группу допуска, при проведении работ, соответствующих данному диапазону групп, обязательно должен иметь при себе удостоверение.

Почему кому-то нужно, если фаза линейна или нет? Цифры, и покажите ответ. Это импульсные ответы каждого из трех фильтров. Импульсный отклик представляет собой не более чем положительный ответ шага шага, за которым следует ответ отрицательного шага. Импульсный отклик используется здесь, потому что он показывает, что происходит с восходящим и спадающим фронтами в сигнале. Вот важная часть: фильтры с нулевой и линейной фазами имеют левый и правый края, которые выглядят одинаково, в то время как нелинейные фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят по-разному.

Для начала проверьте, есть ли у вас всё необходимое для того, чтобы повесить люстру
. Во-первых, у вас должна быть стремянка или другая устойчивая опора. Кроме того, вам понадобятся некоторые инструменты: пассатижи, кусачки, отвёртка с индикатором напряжения, отвёртка с узким жалом и монтажные зажимы (так называемые «лягушки»). Не забудьте также позаботиться о том, чтобы комната была достаточно хорошо освещена, ведь вы не сможете пользоваться осветительными приборами во время работы. Крайне желательно перед началом работ запастись фонариком.

Многие приложения не могут переносить левый и правый края, выглядящие по-разному. Одним из примеров является отображение осциллографа, где эта разница может быть неверно истолкована как признак измеряемого сигнала. Другой пример — обработка видео. Это связано с тем, что импульсный отклик непосредственно указан в процессе проектирования. Создание ядра фильтра имеет лево-правую симметрию — это все, что требуется. Импульсная характеристика рекурсивного фильтра не симметрична между левым и правым и, следовательно, имеет нелинейную фазу.

Аналогичные электронные схемы имеют такую же проблему с фазовой характеристикой. Представьте себе схему, состоящую из резисторов и конденсаторов, сидящих на вашем столе. Если вход всегда равен нулю, выход также всегда будет равен нулю. Когда импульс подается на вход, конденсаторы быстро заряжаются до некоторого значения, а затем начинают экспоненциально спадать через резисторы. Импульсный отклик представляет собой комбинацию этих различных экспонирующих распада. Импульсный отклик не может быть симметричным, потому что выход был равен нулю перед импульсом, а экспоненциальный спад никогда не достигает значения снова нуля.

Люстры обычно вешаются на заранее подготовленный крюк. Его необходимо тщательно обмотать изолентой или другим не пропускающим ток материалом. Желательно нанести изоленту не менее чем в два слоя – для исключения непокрытой поверхности. Обязательно сверьтесь с инструкцией к вашему осветительному прибору и убедитесь, что его использование не требует обязательного заземления. В противном случае необходимо будет заземлить его.

Конструкторы аналоговых фильтров атакуют эту проблему с помощью фильтра Бесселя, представленного в главе. Фильтр Бесселя предназначен для того, чтобы иметь как можно более линейную фазу; однако он намного ниже производительности цифровых фильтров. Возможность обеспечить точную линейную фазу является явным преимуществом цифровых фильтров.

К счастью, существует простой способ изменения рекурсивных фильтров для получения нулевой фазы. На рисунке 19-8 показан пример того, как это работает. Входной сигнал для фильтрации показан на рисунке. На рисунке показан сигнал после того, как он был отфильтрован однополюсным низкочастотным фильтром. Поскольку это нелинейный фазовый фильтр, левый и правый края не выглядят одинаково; они являются перевернутыми версиями друг друга. Как было описано выше, этот рекурсивный фильтр реализуется, начиная с образца 0 и воздействуя на образец 150, вычисляя каждый образец по пути.

Теперь следует приступить к обесточиванию помещения. Для этого нужно выключить автоматический выключатель на электрическом счётчике, а отсутствие в сети напряжения проверить отвёрткой-индикатором. На потолке должны находиться три окончания провода (два конца – «фаза», а один конец – «нуль»). «Нулевой» кончик впоследствии будет направлен в монтажную коробку, а «фазные» — к выключателю. Все три конца зачищаются (следует оголить не менее 3-4 мм провода) и разводятся в стороны так, чтобы они не соприкасались.

Предположим теперь, что вместо перехода от образца 0 к образцу 150 мы начинаем с образца 150 и перемещаемся к образцу. Другими словами, каждый образец в выходном сигнале рассчитывается из входных и выходных выборок справа от обрабатываемого образца. Это означает, что уравнение рекурсии, 19-1, изменяется на.

На рисунке показан результат этой обратной фильтрации. Фильтрация в обратном направлении не дает никакой пользы сама по себе; отфильтрованный сигнал по-прежнему имеет левый и правый края, которые не похожи друг на друга. Магия происходит, когда комбинация прямой и обратной фильтрации. На рисунке показаны результаты фильтрации сигнала в прямом направлении и затем фильтрация в обратном направлении. Это создает рекурсивный фильтр с нулевой фазой. Фактически, любой рекурсивный фильтр может быть преобразован в нулевую фазу с помощью этой технологии двунаправленной фильтрации.

Теперь нам необходимо определить, какие же из окончаний являются «фазными», а какой – «нулевым». Для этого мы переводим автоматический выключатель во включённое положение и проверяем концы проводов отвёрткой-индикатором. На тех проводах, где будет «фаза», лампочка загорится, на «нуле» же – нет. Желательно пометить провода, чтобы не перепутать их впоследствии. Надо отметить, что современные провода не нужно проверять на фазность: они имеют обязательную маркировку. Провода с «фазой» маркируются чёрно-коричневым, а «нулевые» — синим цветом.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Единственное наказание за эту улучшенную производительность — это два фактора во времени исполнения и сложности программы. Как вы находите импульсные и частотные характеристики общего фильтра? Величина частотной характеристики одинакова для каждого направления, а фазы противоположны по знаку. Когда два направления объединены, величина становится квадратной, а фаза отменяется до нуля. Во временной области это соответствует свертыванию исходного импульсного отклика с самой перевернутой версией слева направо.

Такая же маркировка может быть и у проводов люстры . В противном случае фазность проводов проверяется следующим образом. Два провода подсоединяются к розетке . Часть ламп должна загореться, помечаем провода, которые в этот момент были подсоединены к сети. Теперь меняем один из проводов на третий. В случае, если загорелась вторая часть ламп, первый провод является «нулевым», а второй и третий (которые менялись местами) – «фазные». Если же

Например, импульсная характеристика однополюсного низкочастотного фильтра является односторонней экспонентой. Импульсная характеристика соответствующего двунаправленного фильтра является односторонней экспонентой, которая распадается вправо, свернутая с односторонней экспонентой, которая распадается налево. Пройдя через математику, это оказывается двухсторонней экспонентой, которая распадается как слева, так и справа, с той же постоянной распада, что и исходный фильтр.

Некоторые приложения имеют только часть сигнала на компьютере в определенное время, например, системы, которые поочередно вводят и выводят данные на постоянной основе. Двунаправленную фильтрацию можно использовать в этих случаях, комбинируя ее с методом перекрытия-добавления, описанным в последней главе. Когда вы переходите к вопросу о том, как долго длится импульсная реакция, не говорите «бесконечно». Если вы это сделаете, вам нужно проложить каждый сегмент сигнала с бесконечным числом нулей. Помните, что импульсная характеристика может быть усечена, когда он затухает ниже уровня округленного шума, т.е. от 15 до 20 постоянных времени.

фаза электрическая

Начнём с основ.

Допустим, на электростанции, вращается магнит (для примера — обычный, а в реальности — электромагнит), называемый «ротором», а вокруг него, на «статоре», закреплены три катушки (размазаны по статору).

Вращает этот магнит, скажем, поток воды на ГидроЭлектроСтанции.

Поскольку в таком случае магнитный поток, проходящий через катушки, меняется, то в катушках создаётся напряжение.

Каждая из трёх катушек — отдельная цепь, и в каждой из этих трёх цепей возникает одинаковое напряжение, сдвинутое на треть окружности друг относительно друга.

Получается «трёхфазный генератор» .

Можно было бы с одной такой катушки два провода просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитывать.

Но можно сделать экономнее: зачем тащить два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить, а от второго конца вести провод в дом.

Этот провод назовём «фазой».

В доме этот провод подсоединить к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки — заземлить.

Получим то же самое электричество.

Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: (например) левые концы катушек соединим вместе тут же, и заземлим.

А оставшиеся три провода и потянем к потребителю.

Получится, мы тянем к потребителю три «фазы».

Вот мы и получили «трёхфазный ток».

Точнее, генератор «трёхфазного тока» .

Это «трёхфазное» напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой).

«Трёхфазный ток» был изобретён Николой Теслой.

Передача электричества в виде трёхфазного тока, некоторые говорят, экономичнее (я не знаю, чем), и там ещё, говорят, у него есть разные преимущества над обычным током для промышленного применения.

Например, все вращающиеся штуки на заводах — станки там, двигатели, насосы, и прочее — сделаны именно для трёхфазного тока, поскольку гораздо легче построить вращающуюся хрень на трёхфазном токе: достаточно просто точно так же подсоединить эти три фазы к трём катушкам на окружности, и в центр вставить металлический стержень с рамкой — и будет он сам крутиться, как только пойдёт ток.

Такой агрегат называется «трёхфазным двигателем» .

Поскольку изначально электричеством заморачивались именно на заводах (не было тогда ещё в домах компьютеров, холодильников и люстр), то исторически всё идёт от промышленности в первую очередь.

Поэтому, видимо, ток из электростанции в ЛЭП пускают всегда трёхфазным, с напряжением 35 килоВольтов между фазами (а ток — около трёхсот Амперов).

Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак.

Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение.

При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).

Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока наращивая напряжение.

Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не что-то отдельное, поэтому его не волнует, каким образом эта мощность к нему в дом попадёт.

Кстати, интересный момент: над силой тока в линии электропередачи мы вообще говоря не властны: сила тока — это мера того, как сильно ток течёт по проводам.

Можно сравнить это с силой тока холодной воды по трубам: если все краны включат в ванных, то сила тока воды будет очень большой, а если, наоборот, все краны свои закроют, то вода по трубам вообще не будет течь, и мы никак не можем управлять этой силой тока.

А вот напряжению тока вообще без разницы, потребляет ли кто-нибудь ток, или нет — оно полностью в нашей власти, и только мы можем им управлять.

Поэтому в ЛЭП за основу берётся именно напряжение тока, и именно с ним работают: перед передачей тока по проводам, излишнюю силу тока, выработанного электрогенератором, перегоняют в напряжение, а при приёме тока в «подстанции» во дворе вашего дома — наоборот, излишнее напряжение перегоняют обратно в силу тока, поскольку весь путь успешно пройден током с минимальными потерями.

Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под проводом, или ещё чего-нибудь).

Кстати, забавное видео про короткое замыкание на линии ЛЭП:

Теперь рассмотрим подробнее «трёхфазный ток».

Это три провода, по которым течёт одинаковый ток, но сдвинутый на 120 градусов (треть окружности) друг относительно друга.

Какое напряжение у этого тока?

Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.

Напряжением трёхфазного тока называется напряжение между двумя его фазами («линейное» напряжение).

Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется соединением по схеме «звезда»), мы получили «нейтраль» (G на рисунке).

В ней, как нетрудно догадаться (или посчитать по формулам тригонометрии) напряжение равно нулю.

Пока просто попробуем подключить генератор к нагрузке, стоящей рядом.

Если все три выходящие из генератора линии соединить, через сопротивления, во вторую «нейтраль» (точка G), то мы получим так называемый «нулевой провод» (от G до M).

Зачем нам нужен нулевой провод?

Можно было бы дома просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки, а другой шпенёк вилки соединять с землёй, и чайник бы кипел.

Вообще, как я понял, так и делают в старых советских домах: там есть только фаза и земля в квартирах.

В новых же домах в квартиры входят уже три провода: фаза, земля и этот «ноль».

Это европейский стандарт.

И правильно соединять именно фазу с нулём, а землю вообще оставить в покое, отдав ей только роль защиты от удара током («заземление»).

Потому что если все на землю ещё и ток будут пускать, то само заземление станет опасным — абсурд получится.

Ещё некоторые мысли по поводу того, зачем нужны все три провода, есть в конце этой статьи, можете сразу пролистать и прочитать.

Теперь попробуем посчитать напряжение между фазой и «нейтралью».

Вот ещё ссылка с расчётами .

Пусть напряжение между каждой фазой и «нейтралью» равно U.

Тогда напряжение между двумя фазами равно:

U sin(a) — U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√
3 U cos(a + 60).

То есть, напряжение между двумя фазами в √
3 раз больше напряжения между фазой и «нейтралью».

Поскольку наш трёхфазный ток на подстанции имеет напряжение 380 Вольт между фазами, то напряжение между фазой и нулём получается равным 220 Вольтам.

Для этого и нужен «ноль» — для того, чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети, иметь напряжение в 220 Вольт — ни больше, ни меньше.

Если бы не было нулевого провода, то при разной нагрузке на каждую из фаз возник бы «перекос» (об этом ближе к концу статьи), и у кого-то что-то могло бы сгореть.

Ещё один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали у генератора.

А откуда взять нейтраль на дворовой подстанции?

В дворовой подстанции трёхфазное напряжение снижается (трёхфазным) трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.

Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на рисунке.

Поэтому их тоже можно друг с другом соединить, и получить «нейтраль» на подстанции. А из нейтрали — «нулевой провод».

Таким образом, из подстанции выходят «фаза», «ноль» и «земля», идут в каждый подъезд (своя фаза в каждый подъезд, наверное), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки.

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: «фаза», «ноль» («нейтраль») и «земля».

«фаза» — это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт).

«ноль» — это провод от (заземлённой — воткнутой в землю — на подстанции) «нейтрали».

«земля» — это провод от заземления (скажем, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю).

По подъездам получается такая разводка (если предположить, что подъезд = квартира):

На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках — в конце подъезда, после того, как они пройдут по всем квартирам — вообще не соединены никуда.

Потому что если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на «ноль», то ток гулял бы себе по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления, и в квартиры (под нагрузку) вообще бы не заходил.

А так, он вынужден будет идти через квартиры.

И делиться будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока — тем больше, чем больше нагрузка.

То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти «каждому по потребностям» (и проходить через счётчик, который это всё будет считать).

Но для того, чтобы ток был постоянным по мере включения и отключения новых потребителей, нужно, чтобы сила тока в общем проводе каждый раз сама подстраивалась под подлюченную нагрузку.

Что может быть, если все включат обогреватели зимним вечером?

Ток в ЛЭП может превзойти допустимые пределы, и могут либо провода загореться, либо электростанция сгорит (что и было несколько раз в москве, но летом).

Есть ещё один вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было бы тянуть только два — фазу и ноль или фазу и землю?

Фазу и землю тянуть не получится (в общем случае).

Это выше мы посчитали, что напряжение между фазой и нулём всегда равно 220 Вольтам.

А вот чему равно напряжение между фазой и землёй — это не факт.

Если бы нагрузка на всех трёх фазах всегда была равной (см. схему «звезды»), то напряжение между фазой и землёй было бы всегда 220 Вольт (просто вот такое совпадение).

Если же на какой-то из фаз нагрузка будет значительно больше нагрузки на других фазах (скажем, кто-нибудь включит супер-сварочную-установку), то возникнет «перекос фаз» , и на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить вплоть до 380 Вольт.

Естественно, техника (без «предохранителей») в таком случае горит, и незащищённые провода тоже, что может привести к пожару.

Точно такой же перекос фаз получится, если провод «нуля» оборвётся или отгорит на подстанции.

Поэтому в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме нужен провод «земли»?

Для того, чтобы «заземлять» корпусы электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), для того, чтобы от них не било током.

Приборы тоже иногда ломаются.

Что будет, если провод фазы, где-нибудь внутри прибора, отвалится и упадёт на корпус прибора?

Если корпус прибора вы заранее заземлили, то возникнет «ток утечки» (упадёт ток в основном проводе фаза-ноль, потому что почти всё электричество устремится по пути меньшего сопротивления — по почти прямому замыканию фазы на ноль).

Этот ток утечки будет замечен «Устройством Защитного Отключения» (УЗО), и оно разомкнёт цепь.

УЗО наблюдает за входящим в квартиру током (фаза) и изходящим из квартиры током (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.

Если эти токи разные — значит, где-то «протекает»: где-то фаза имеет какой-то контакт с землёй.

Если эта разница резко подскакивает — значит, где-то в квартире фаза замкнула на землю.

Если бы в щитке не стояло УЗО, и вышеупомянутый провод фазы внутри корпуса, скажем, компьютера, отвалился бы, и замкнулся бы на корпус компьютера, и лежал бы так себе, а, потом, через пару дней, человек стоял бы рядом, и разговаривал по телефону, оперевшись одной рукой на корпус компьютера, а другой рукой — скажем, на батарею отопления, то догадайтесь, что бы стало с этим человеком.

Так что «земля» тоже нужна.

Поэтому нужны все три провода: «фаза», «ноль» и «земля».

В квартире к каждой розетке подходит своя тройка проводов «фаза», «ноль», «земля».

Например, из щитка на лестничной площадке выходят три этих провода (вместе с ними ещё телефон, витая пара для интернета и мб какое-нибудь кабельное ТВ), и идут в квартиру.

В квартире на стене висит внутренний щиток.

Там на каждую «точку доступа» к электричеству стоит свой «автомат».

От каждого автомата своя, отдельная, тройка проводов уже идёт к «точке доступа»: тройка к печке, тройка к посудомойке, тройка на зальные розетки и свет в люстре, и т.п..

Каждый «автомат» изготовлен на заводе под определённую максимальную силу тока.

Поэтому он «вырубается», если вы даёте слишком большую нагрузку на «точке доступа» (например, включили слишком много всего мощного в розетки в зале).

Также, автомат «вырубится» в случае «короткого замыкания» (замыкания фазы на ноль), чем спасёт вашу квартиру от пожара.

Вас самих он не спасёт (слишком медленный). Вас спасёт толькоУЗО .

Под конец, просто так, напишу немного про «трансформатор» (читать не обязательно).

Я пробовал несколько раз понять, как он работает, но так и не понял…

Сила тока в цепи всегда подстраивается под подключённую нагрузку.

Если мы не выводим оттуда ток, то вводящая катушка — сама по себе, и она создаёт магнитный поток, который в свою очередь создаёт «сопротивляющееся напряжение» (это называется «ЭДС самоиндукции»), равное напряжению во вводящей цепи, и сводящее его в ноль.

Это «природное» свойство катушки («индуктивности») — она всегда сопротивляется какому бы то ни было изменению напряжения.

И по подключенному участку вводящей цепи ток практически не идёт (этот участок отводится от ЛЭП параллельно, чтобы, если в нём ток пропадёт, то у всех остальных ток остался), и практически нет потерь на таком «холостом ходу» трансформатора.

Потеряется только малость энергии, в том числе энергия, потраченная на «гистерезис» сердечника и на разогрев сердечника вихревыми токами (поэтому особо мощные трансформаторы погружают в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяясь по сердечнику внутрь выводящей катушки, создаёт в ней тоже напряжение, которое могло бы вызвать протекание тока, но поскольку в данном случае к выводящей цепи мы ничего не подключили, то тока там не будет.

Если же мы начинаем выводить ток — замыкаем выводящую цепь — то по выводящей катушке начинает идти ток, и она тоже начинает создавать своё магнитное поле в сердечнике, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции вводной катушки уменьшается, и более не компенсирует напряжение во вводной цепи, и по вводной цепи начинает течь ток. Ток нарастает до тех пор, пока магнитный поток «не станет прежним». Как это — я хз, в википедии так написано, а сам я так и не понял, как этот трансформатор работает.

Поэтому получается, что ток на выходе из трансформатора сам себя регулирует: если нет нагрузки, то там не течёт ток; если есть нагрузка — то ток течёт соответствующий нагрузке.

И если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не «вырубается», так как сила тока тут же подстраивается под нас — потребителей электроэнергии.

Каждый сегмент должен быть дополнен нулями слева и справа, чтобы обеспечить расширение во время двунаправленной фильтрации. Прежде чем приступить к правильной работе, необходимо иметь знания об условиях системы во время сбоев. Знание состояния электрических неисправностей требуется для размещения надлежащих различных защитных реле в разных местах электросети. Информация о значениях максимальных и минимальных токов повреждения при этих ошибках по величине и фазовому соотношению по токам в разных частях энергосистемы должна быть собрана для правильного применения системы в этих различных частях электрической системы.

Для чего нужен ноль в электричестве

Что такое фаза и нуль в электричестве

В каждом современном доме есть электричество, благодаря которому работают розетки, лампочки и многие другие виды электрооборудования. Включая свет в комнате, пылесос в розетку или заряжая смартфон, мало кто задумывается, как же этот свет и зарядка в гаджете появляются. Что становится причиной работы лампочки и гула пылесоса? Вопросов, если подумать, много, но ответ один — электроэнергия

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться. Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения дома.

Обратите внимание! Самостоятельно подобные процедуры допустимо делать только в том случае, когда квалифицированной помощи ждать неоткуда, а также в случае аварийной ситуации (пожар, короткое замыкание, попадание человека под напряжение). Не стоит забывать, что электрический ток очень опасен. Не стоит рисковать своим здоровьем и своей жизнью из-за лампочки!

Индикаторная отвертка

Для того, чтобы определить фазу в сети переменного тока напряжением 220В — 230В, можно использовать бытовой указатель напряжения — индикаторную отвертку. Продается он практически в любом хозяйственном магазине и стоит (в зависимости от конструкции) очень недорого.

Как правило, инструкции к применению у подобных инструментов нет, поэтому, чтобы не получить электротравму, следует помнить несколько простых правил, применимых к любому инструменту, соприкасающемуся с токоведущими частями:

Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
Перед использованием инструмента следует внимательно рассмотреть состояние изоляции на рукояти и жале (применимо для любых отверток, в том числе для индикаторных). Ни в коем случае не использовать приспособление, если изоляционное покрытие имеет сколы или вообще отсутствует.
Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

В случае сомнения в работоспособности индикатора следует считать его неисправным, а электроустановку действующей.

Так же существуют более точные и безопасные приборы для определения наличия напряжения в сети — это мультиметры, токоизмерительные клещи, вольтамперфазометры (ВАФ) и другие.

Мультиметр

В быту, как правило, используются простые мультиметры. Они способны показать наличие напряжения в сети и его значение. Намного безопаснее использовать для определения фазы именно эти приборы, так как их щупы имеют диэлектрическую рукоятку. Принцип определения такой же, как и в случае с патроном — достаточно один щуп приложить к земляному контакту розетки, а второй накладывать на один из двух контактов розетки.

Важно! Как и правила дорожного движения, правила электробезопасности обязательно нужно соблюдать, ведь электрический ток невидим, неслышим и неосязаем, и именно этим он и опасен.

Электроэнергия (согласно второму закону Ньютона) не появляется из ниоткуда и не уходит в никуда. Она производится, транспортируется и потребляется на глазах. Нужно знать, откуда она берется, как к нам попадает и в каком виде. Каждый должен понимать, что в бытовом потреблении есть провода, которые могут нанести вред здоровью человека, а есть и такие, которые совершенно безвредны, поэтому необходимы небольшие знания и минимум приборов для определения и разграничения этих проводов. Но любые манипуляции с электричеством лучше доверять профессионалу — квалифицированному специалисту, чтобы избежать беды.

Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.

Что такое фаза и ноль

Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии. В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля. Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.

Зачем нужно зануление

Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать. Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.

В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.

Электросети с изолированной нейтралью не имеют нулевого рабочего проводника. В них используется нулевой заземляющий провод. В электросистемах TN рабочий и защитный нулевой проводники объединены на всем протяжении цепи и имеют маркировку PEN. Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N. Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.

Как различить фазу, ноль, землю

Проще всего определить назначение проводников по цветовой маркировке. В соответствие с нормами, фазный проводник может иметь любой цвет, нейтраль – голубую маркировку, земля – желто-зеленого цвета. К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы. По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.

Определить фазный и нулевой проводники можно с помощью индикаторной отвертки. При соприкосновении отвертки с фазой загорится индикатор, так как по проводнику проходит электроток. Ноль не имеет напряжения, поэтому индикатор загореться не может.

Отличить ноль от земли можно с помощью прозвонки. Сначала определяется и маркируется фаза, затем щупом прозвонки нужно прикоснуться к одному и проводников и клемме заземления в электрощитке. Ноль звониться не будет. При прикосновении к земле раздастся характерный звуковой сигнал.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Электрическая фаза колебаний в электротехнике — это аргумент колебательной функции, то есть угол, на который смещены колебания значения ЭДС в пространстве относительно нуля.

Различают начальную фазу $φ_0$, описывающую начало колебательного процесса в нулевое время и полную фазу, описывающую состояние колебательного процесса в любой момент времени.

Пример уравнения c полной фазой, которое может описывать колебательный процесс: $cos(ωt + βx + φ_0)$. В момент времени, равный $t = 0$, угол колебаний составит $φ_0$, а если колебание начинается в точке с координатами $(0;0)$, то уравнение будет иметь вид типа $cos(φ_0)$.

Чаще всего для электроснабжения жилья используются трёхфазные системы электроснабжения, фазовый угол между генерируемыми ЭДС в которых равен $frac$ или $120°$.

Что такое фаза в электричестве — определение понятия

Фаза в электричестве — это разговорное название провода, находящегося под напряжением относительно другого, который называют нуль. Это название произошло из-за того что вырабатываемый на подстанциях ток, подающийся в дома, является переменным, то есть ЭДС, создаваемые на подстанциях, имеют одну и ту же частоту (для России и стран СНГ она составляет 50 Гц), но сдвинуты относительно друг друга во времени на определённый фазовый угол. В дома обычно подаются все три фазы и нет никакого значения, к какой фазе подключена ваша квартира.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Рисунок 1. Электрика и электричество – схематическое изображение фазы, нуля и земли

На рис. 1 схематично нарисована схема проведения электрического тока в квартиру от общей системы. Буквами $L1$, $L2$, $L3$ обозначены 1-3 фазы, а буквой $N$ — нулевой провод.

На рис. 2 показано схематическое подключение тока к квартире от трасформатора, буквой $L_T$ обозначена фаза на трансформаторе, буквой $L$ — фаза в квартире, а буква $R_H$ — это подключенный электроприбор, обладающий некоторым сопротивлением $R_H$.

От трансформатора идёт 2 провода, один — так называемый фазовый провод с напряжением, а другой – нулевой провод, от которого отведено заземление, осуществляемое помещением контакта в землю. Существуют и другие источники заземления помимо собственно земли, на данных рисунках заземление обозначено буквами $Змл$.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

На рис. 3 изображён случай, когда нулевой заземлённый провод не проведён в квартиру от подстанции, а заземлён непосредственно в квартире. Напряжение $L_T$ между нулём и фазой будет одинаково для рисунков 2 и 3, однако, не рекомендуется заземлять напряжение от трансформатора непосредственно в квартире.

Что такое ноль в электричестве — определение

Ноль – это провод, необходимый для замыкания электрического контура, по нему ток возвращается к источнику.

Для чего нужен ноль в электричестве? Ноль в электричестве нужен для равномерного распределения напряжения между фазами. При отсутствии нулевого провода напряжение между фазовыми проводами будет распределяться неравномерно, в результате чего на одной фазе может быть повышенное напряжение, которое может привести к пожару, а на других – пониженное, с которым часть электроприборов может не работать или работать некорректно. Для ноля также используются другие названия – его называют нейтральным или нулевым контактом.

Что такое нулевая фаза в электричестве

Нулевая фаза – это ещё одно народное название нулевого провода, не стоит путать его с землёй.

Ток в нулевом проводе не всегда равен нулю, он будет ненулевым при подключении электроприборов.

Что такое «земля» в электричестве

«Земля» – это провод, отводимый от нулевого, используемый для безопасности. Суть в том, что в случае обрыва электрической цепи или отсутствия сопротивления ток направляется в землю, что помогает избежать удара током.

Напряжение $U$ между нулевым проводом и землёй равняется нулю, тогда как напряжение между нулём и фазой для обычной квартиры будет равно $220$ В.

Электрика для чайников: фаза и ноль – что это и как определить где что

В случае, когда вы имеете дело с проводкой, состоящей из двух проводов – один из них всегда будет фазой, а второй нулём. Для того чтобы определить где какой — достаточно воспользоваться специальной пластиковой отвёрткой с индикатором.

Для этого необходимо сначала отключить электричество и развести 2 имеющихся провода во избежание короткого замыкания.

Затем нужно включить электричество обратно и аккуратно, не прикасаясь голыми руками к оголённой части проводов, приложить конец индикаторной отвёртки к проводу. Тот, на котором сработает лампочка индикаторной отвёртки, является фазой, второй провод будет нулём.

В случае же если вам приходится иметь дело с трёхжильным проводом – определить где фаза, а где ноль будет несколько сложнее. Для этого используют специальные приборы, например, можно определить где земля, а где ноль с помощью вольтметра. Для этого сначала нужно измерить напряжение $U$ по очереди между каждым из двух неизвестных проводов и фазовым проводом. Напряжение $U$ на «земле» всегда будет больше, чем на нулевом. Также можно отличить замелю от нуля с помощью омметра — сопротивление на заземлении всегда будет достаточно небольшим и будет в районе 4 Ом.

Также нулевой провод, фаза и заземление обычно имеют разную расцветку. Для обозначения фазы используют чаще всего чёрную, коричневую или серую обмотку, для земли – жёлтую или зелёную, а для ноля – синюю или белую.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Что такое фаза и ноль в электричестве

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Электрический ток и электрический заряд

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Зачем нужен ноль, если можно получить те же 220 от фазы и земли?

Зачем нужен нулевой проводник? Интересный факт — можно из сети брать только фазу, а вместо нуля подключится к забитому в землю штырю. При применении подобной технологии ноль не нужен. Так что же, нулевой проводник нужен только для того, чтобы счетчик крутился?

Действительно, если взять «фазу» и «землю», то можно получить на этих двух проводниках напряжение. Величина напряжения будет зависеть от того, насколько близко от забитого штыря заземлен нулевой проводник. Другими словами, получая напряжение от фазы и забитого в землю штыря, мы просто направляем течение тока по обходному маршруту. Мы дополнительно включаем в цепь землю в виде сопротивления.

При применении нулевого проводника переменный ток течет от начала фазы до нулевой точки соединения концов фаз источника тока и обратно. При применении земли вместо нуля переменный ток будет течь по тому же маршруту, но в обход, через заземление нулевого проводника. В этом случае, дополнительно преодолевая сопротивление земли. Соответственно. будут потери напряжения, в зависимости от величины сопротивления почвы. Кстати, современный электросчетчик будет учитывать потребленную электроэнергию и без применения нулевого проводника.

Выше рассмотрен вариант, когда на подстанции обмотки питающего сеть трансформатора соединены в звезду и нулевая точка соединения заземлена. При этом возможно получение фазного напряжения 220 вольт. Между фазными проводниками получаем линейное напряжение 380 вольт. В случае применения земли вместо нуля у тока есть возможность вернуться к источнику питания через заземление.

Взяв для питания электроприбора фазу от такого трансформатора и «землю» от забитого штыря, мы получим постоянный ток. Электрический ток, проходя через нагрузку, будет уходить в землю. Он не будет возвращаться обратно. Земля в этом случае будет служить конденсатором, который может, бесконечно заряжаясь, поглощать электроток. Получается. при таком способе мы сможем запитать только электроприбор, работающий на постоянном токе.

Напряжение постоянного тока будет зависеть от сопротивления почвы в том месте, где забит штырь. Сопротивление земли нестабильно. Оно изменяется от местоположения, от времени года, от влажности и множества других характеристик. Будет невозможно подобрать электроприборы для питания от сети, у которой бессистемно и в большом диапазоне изменяется напряжение.

Помимо устранения перекоса фаз, нулевой проводник применяется в целях электробезопасности. Во-первых, он служит для получения 220 вольт в быту. Напряжение 380 вольт слишком опасно для бытового применения. Во-вторых, он служит для дополнительного снижения разности потенциалов при замыкании фазы на корпус, а также последующего отключения сети автоматическим выключателем. При однофазном замыкании на заземленный корпус электрооборудования, токи короткого замыкания могут быть слишком малы для отключения автоматического выключателя.

Для вашего удобства подборка похожих публикаций

Всем мира и добра

Подписывайтесь на канал и ставьте лайк — настраивайте свою ленту Дзен на показ похожих публикаций

Что такое фаза в электричестве

При проведении электромонтажных работ дома или в квартире самостоятельно жильцы часто интересуются, что такое фаза, зачем она нужна, и какими способами можно ее обнаружить. Ниже рассмотрены понятия фаза и ноль в электрике.

Принцип работы сети переменного тока

Чтобы понять, что такое фаза в электричестве, нужно представлять особенности переменного тока. От постоянного он отличается периодическими изменениями, как по значению, так и по направлению. Его характеристики – напряжение в данный момент времени и частота (отношение числа циклов к единице времени). Переменный ток находится в розетках и прямых подключениях к электрическому щиту.

Однофазный ток

Он направляется от распределительного щитка по двум проводам (фазному и нулевому), между которыми находится 220-вольтное напряжение. В электричестве фаза – это провод, по которому электроток направляется к розетке или прибору. Что такое в электричестве ноль? Это, в свою очередь, кабель, идущий от розетки, по которому ток направляется обратно. Иногда вопросом, что такое ноль, интересуются в контексте заземления. Физически это разные провода, хотя их потенциалы совпадают. Однофазный ток можно подвести к потребителю как двумя проводами (без заземления), так и тремя (с ним). Заземление производится для отвода утечки, защиты жильцов от удара током и приборов – от перегрузок.

Двухфазный ток

Это сочетание двух однофазных, смещенных относительно друг друга на 90 °. Конструктивно это выглядит как сочетание двух проводов-фаз (с указанным сдвигом) и двух нулевых.

Трехфазный ток

Здесь конструкция состоит уже из трех фаз тока, каждая из последующих смещена относительно предыдущей на 120 °. По жилым домам такой ток распределяют четырьмя проводами (три фазы и ноль) либо пятью (указанные плюс заземление). После прохождения через распределительный щит розетки в квартире им питают через одну фазу и ноль.

Структура электросети, основные элементы

Электросеть является связующим звеном между генераторами и реципиентами электрической энергии. Источниками энергии во внутренних сетях производственных и жилых помещений являются ВРУ (вводно-распределительные устройства). К ним посредством коммутаторов и предохранителей подключаются кабели, осуществляющие запитку электрического оборудования либо группы приемников через шинопроводы и ящики коммутации.

Устройство бытовой электропроводки

Стандартная схема электрической проводки содержит следующие элементы:

многотарифный электросчетчик;
выключатель-автомат с номинальным значением тока 25 А;
механизм отключения, предохраняющий от короткого замыкания и перегрузок сети;
дифференциальный автоматический выключатель с порогом срабатывания 30 мА (ток утечки), он защищает розетки;
шкаф для монтажа с шинами (ноль и заземление) и дощечками для установки выключателей;
несколько автоматов для освещения с номинальным значением тока 10 А;
кабели с коробками распределения, направляющиеся к розеткам и приборам, освещающим помещения.

Часто владельцы квартир интересуются, фаза это плюс или минус, и в чем разница между нолем и землей. Поскольку электрическая фаза обладает переменным потенциалом, то показатель оного в проводе фазы становится то положительным, то отрицательным. Посему утверждать, что фаза это минус (либо плюс), будет некорректно – эти понятия лежат в разных плоскостях.

Теперь о том, чем нуль отличается от земли. Отличие в том, что через нулевой провод проходит ток и размыкается автоматами (к примеру, вводным). Для заземления в многоквартирном доме нужно подсоединиться к расположенной в стояке жиле, предназначенной специально для этого. Любое другое место, в том числе и щитковый корпус, применять для заземления строго запрещено – это грозит серьезными проблемами для здоровья жильцов.

Что происходит в нуле и фазе при обрыве провода

Если электропровод оборвался, соответствующая розетка или подсоединенный к ней прибор перестает функционировать. При этом не имеет значение, фазный или нулевой провод пострадал. Если разорвался кабель между щитами многоквартирного дома и одного из его подъездов, электричества лишатся все квартиры, подсоединенные к подъездному щиту. Если в трехфазном сочленении оборвался один из фазных проводов, ток, который был в нем до этого, возникает в нулевом проводе, при этом в двух оставшихся фазах ничего не меняется.

Способы определения фазных и нулевых проводов

Зная, что в электротехнике фаза – это провод, по которому к прибору идет электричество, пользователь может заинтересоваться, можно ли найти фазу и нуль без использования приборов. Способ это сделать есть, хотя он не особенно надежен, так как не всегда прокладчики сетей соблюдают стандарты цветовой маркировки разных типов проводов. По стандартам, изоляция нулевого кабеля должна иметь голубой или синий цвет, заземления – быть окрашенной в желтую и зеленую полоску. Для фазного провода расцветка не регламентируется, она может быть разной, но только отличающейся от остальных кабелей.

Найти фазу можно по напряжению, которое измеряется мультиметром. В настройках указывают переменное напряжение более 220 В. Устанавливают контакт двух щупов с гнездами V и COM. Щупом, расположенным в V, касаются проводов – при прикосновении к нулю прибор ничего не покажет, а в фазе обнаружит напряжение в 7-15 В.

Также можно воспользоваться автоматом и индикаторной отверткой. С проводов счищают 1-2 см изоляции. Включают автомат и подносят отвертку рабочей стороной к проводу, держа при этом палец на металлическом отрезке рядом с рукоятью. При поднесении к фазе лампочка загорается.

Важно! При этом способе нельзя прикасаться пальцем к рабочей стороне отвертки. Провода перед процедурой надо развести подальше друг от друга, чтобы не случилось короткого замыкания.

Зануление в квартире

Это соединение зануляющего кабеля с нулевым проводником электросети и корпусом прибора. Предполагается, что процедура обеспечивает ускорение отключения устройства от сети при прикосновении к опасному месту, если напряжение выше некоторого порога. Но она сопряжена с дополнительной опасностью: при разрыве нуля все приборы, подключенные в этот момент к сети квартиры, будут на поверхности иметь фазу (а не ноль), что создает существенную угрозу для здоровья жильцов. Поэтому проведение таких монтажных работ жестко регламентируется.

Знать, что именно называется фазой в электросети, и как ее обнаружить, чрезвычайно важно при проведении электромонтажных работ. В противном случае высок риск нанести ущерб здоровью квартирантов или состоянию электроприборов.

Видео

Фаза и ноль. работа и измерения. особенности

Виды повреждений

На стояке подъезда

Для начала в общих чертах рассмотрим, что собой представляет электросеть городского многоэтажного дома. Источником питания в данном случае является трансформаторная подстанция, от которой протянуты провода к главному распределительному щиту постройки. Напряжение в главном щитке трехфазное, то есть сеть 380 Вольт. Отсюда уже выводятся группы проводов на каждую квартиру. В самих квартирах сеть уже однофазная – 220 В. Если произойдет обрыв общего нуля на стояке подъезда, это может стать причиной выхода бытовой техники из строя. Приводит это к неравенству — в трехфазной схеме питания произойдет перекос фаз и вместо симметричной нагрузки образуется несимметричная, проходящая в четырехпроводной цепи.

Простыми словами можно это объяснить так: от главного щитка в подъезде к каждой отдельной квартире подается одинаковое напряжение – 220 В. Если произойдет обрыв нулевого провода, может получиться так, что к одной квартире поступит 300 Вольт, а к другой 170 (как пример). Результат – перенапряжение и «недонапряжение» станет причиной выхода электроприборов из строя. Обычно если происходит повреждение нуля, ломается техника, имеющая двигатель: стиральная машина, холодильник, кондиционер и т.д. Помимо этого может произойти пожар, что еще хуже.

Что собой представляет перекос фаз

Внутри жилого помещения

Совсем противоположная ситуация может произойти при обрыве нуля в однофазной сети 220 Вольт, то есть внутри Вашей квартиры, частного дома либо на даче. В этом случае последствием может стать поражение человека электрическим током. Происходит это потому, что в розетке у Вас появиться одноименная фаза на обоих зажимах. Сейчас мы расскажем, чем вызвано появление так называемой второй фазы.

От Вашего вводного щитка ток проходит по фазному проводу, а так как большинство потребителей электроэнергии постоянно подключены к сети (та же люстра), при обрыве напряжение перейдет от фазы к нулю. Результат – в двух отверстиях розетки будет присутствовать электрический ток. Но это еще не самое страшное, т.к. главная опасность заключается в том, что удар током может произойти от любой техники. Причина этому – неправильная система заземления сети в квартире либо доме. Если Вы подключите «землю» в распределительном щитке к нулевой шине (чего делать нельзя), при прикосновении к заземленному корпусу бытовой техники Вас сразу же ударит током. Последствия, как Вы понимаете, могут быть плачевными. Сразу же предоставляем к Вашему вниманию правильный вариант защиты от обрыва нуля в доме — сеть с системой заземления TN-S:

Подведя итог по поводу последствий обрыва нуля в трехфазной и однофазной сети, следует отметить следующее: при повреждении нулевого провода на стояке подъезда опасность распространиться на бытовую технику, а при повреждении рабочего нуля в самой квартире угроза распространится на Вас.

Увидеть, что может произойти, если оборвется нулевая жила, Вы можете на данном видео:

Наглядный обзор неисправности

Чем грозит обрыв фазного или нулевого провода

С течением времени в розетках, переходных коробках, выключателях можно наблюдать обрыв провода. Это может произойти вследствие некачественного соединения, когда нагрузка была больше допустимой. Когда пропадает ноль или фаза в квартире, электротехнические устройства и приборы прекращают работу.

Определение фазы на участке квартиры

Эта же ситуация будет ставить в известность потребителя, если произойдет обрыв провода на одном из участков питания до вводного или распределительного щита, тогда не только одна, но и все квартиры, питающиеся от оборванной фазы, останутся без электричества, но другие потребители, питающиеся от других фаз, будут его получать. Когда обрывается ноль, обесточиваются все квартиры в доме.

Определение фазы и нуля в помещении

Домашним инструментом для определения фазы служит отвертка-индикатор, которая в своем устройстве имеет:

токопроводящий наконечник по форме отвертки, который вставляют в одно из отверстий розетки для нахождения фазы;
резистор ограничения тока;
светодиод или неоновую лампочку, назначение которых — показать, что при их горении это и есть фаза;
с другой стороны пробника металлический контакт для пальца руки, которым создается цепь для протекания безопасного тока.

Определение фазы тока

Когда в проверяемом контакте есть свечение светодиода, то это и есть фаза. Значит, второй контакт — ноль. Можно также для определения использовать тестер или другой измерительный прибор напряжения, когда выполнено подключение защитного провода. В этом случае между фазой и рабочим нулем будет показываться 220 В, а между защитой и нулем стрелка не будет отклоняться.

Поиск неисправностей

Работоспособность схемы питания квартиры изображена простым определением. Наличие фазы или рабочего нуля — не совсем правильный подход, так как кроме этого надо соблюсти еще ряд мероприятий — учесть положение включающих устройств, наличие в розетках потребителей с нагревательными элементами, но выключенных кнопкой на приборе.

Нахождение электричества

По этой причине поиск обрыва сети надо проводить при пустых розетках и выключенных устройствах включения (выключателях), кроме тех случаев, когда обрыв может находиться на линии от выключателя до светильника. Типовая схема разводки электропитания в квартире — это когда на розетки приходит фаза и рабочий ноль, а на осветительный прибор через выключатель — фаза. Ноль на светильник обычно подается напрямую от распределительной коробки, что представлено на фото ниже:

Определение сопротивления петли «ноль/земля»

Замер величины сопротивления петли является залогом бесперебойной работы электрических приборов. Время от времени это следует проводить, поскольку основные причины поломки техники кроются в замыканиях и перегрузках электросетей. Замер сопротивления позволит исключить подобные неприятности.

Что представляет собой эта петля

Данная петля является контуром, возникающим в результате соединения «нуля» с заземленной нейтралью. Как раз именно замыкание этой цепи и будет образовывать данную петлю.

Главная задача по измерению сопротивления данной петли — надежная защита оборудования и кабелей от перегрузок во время эксплуатации. Высокое сопротивление станет причиной чрезмерного повышения температуры электролинии, и как следствие, возникновения пожара. Значительное влияние на качество электропроводки оказывает влажность воздуха, температура, время суток — все это сказывается на состоянии электросети.

Назначение фазы и нуля

Чтобы полностью понять, что же именно подразумевает словосочетание “фаза и ноль в электрике” обратимся к аналогии. Электрический ток наиболее удобно сравнивать с водой, а токонесущие провода – с трубами.

Итак, представим следующее. У нас имеется одна труба, по которой горячая вода из резервуара поступает в большую кастрюлю. Также имеется вторая труба, которая по мере наполнения кастрюли сбрасывает излишек поступающей горячей воды обратно в резервуар. Теперь расшифровка: первая труба – фаза, кастрюля – полезная нагрузка, вторая труба – ноль. Ток по фазе приходит к нагрузке, а по нулевому проводу уходит обратно. Вот и все.

Теперь представим что произойдет, если из-за неисправности второй трубы горячая вода из кастрюли не будет уходить обратно в резервуар. В этом случае кастрюля очень быстро наполнится, а кипяток начнет с нее выливаться и может нас ошпарить.

Чтобы этого избежать, подводим к кастрюле третью трубу. Эта труба будет играть роль аварийного выхода для поступающей воды. Тогда, если вторая труба, отводящая воду отказывается работать, то излишек воды будет уходить через третью трубу. А третья труба идет в землю в специально выкопанный для этого котлован. Вот именно этот пример нам наглядно демонстрирует заземление.

Выше мы описали работу тока в однофазной сети, а также назначение фазы и нуля. В трехфазной происходит то же самое, только ток течет одновременно по трем проводам, а возвращается по четвертому.

Из примера становится понятно, что нельзя путать фазу с нулем, а также нельзя их соединять между собой. Для удобства все кабеля имеют свою цветовую маркировку, благодаря которой можно без всяких приборов определить принадлежность провода к фазе или нулю.

Внимание! Для пущей уверенности лучше перед началом работы все-таки прозвонить кабель, несмотря на цветовую маркировку. Очень часто в силу собственного незнания, неопытные электрики вообще не заморачиваются по поводу цвета проводов, и именно из-за этого существует опасность

Тут хорошо работает правило: доверяй, но проверяй!

По поводу цветовой маркировки. В электричестве приняты следующие обозначения: фазный провод коричневого, черного либо белого цвета, нулевой – голубого или синего, а провод заземления имеет желто-зеленый цвет.

Имейте ввиду, цвета не всегда могут быть такими: не так давно мне в трехфазной сети попались три красных провода (фаза), а нулевой провод был черного цвета.

Про электричество. Что такое Фаза и Ноль

В электроэнергетике не так-то и много разновидностей подключённых проводов. Различают провода питания и защитные провода.

В этой небольшой статье мы не будем углубляться в дебри, трёхфазные и пятифазные сети. Всё рассмотрим буквально на пальцах, на том, что нас окружает и что есть в наличии во всех магазинах и в каждом электрифицированном жилище. Проще говоря, возьмём и вскроем обычную розетку.

Начнём с времён минувших и отдадим предпочтение той электрической розетке, которая была изготовлена и установлена лет так 10, а то и 15 назад. Мы видим, что розетка подключена всего к двум проводам.

Один из этих проводов обязательно должен иметь голубоватую или синюю окраску. Именно так определяется рабочий нулевой проводник. По нему не идёт ток от источника — он направляется от Вас к источнику. Он вполне безобидный, и если схватиться за него, не прикасаясь ко второму, то ничего страшного и ужасного не случится.

А вот второй провод, окраска которого может быть любой, за исключением синей, голубой, жёлто-зелёной в полоску и чёрной, более коварный и злостный. А что вы хотите, ведь он всегда под напряжением, так как именно к нему поступают свеженькие электроны и заряженные частицы от трансформаторов и генераторов электростанций и подстанций. Называется он фазный проводник.

Дотронувшись до этого провода, вы можете получить хорошенький разряд, вплоть до смертельного исхода. И это не шутки, так как любой ток, напряжение которого свыше 50 Вольт убивает человека за несколько секунд, а у нас в бытовых розетках не менее 220 Вольт переменного тока.

Наличие напряжения на фазных проводниках можно определить специальными индикаторами. Они выполнены в виде обыкновенных отвёрток с крестовиной или лопаткой.

Рукоятка такой отвёртки состоит из полупрозрачного пластика, внутри которой встроена лампочка — диод. Верхняя часть рукоятки — металлическая.

Дотроньтесь рабочей частью индикатора до проводника, а большим пальцем руки — до металлической части на рукоятке. Если встроенный диод загорелся, значит трогать этот провод не стоит — он сейчас под напряжением.

Заметьте, что нулевой проводник никогда не вызовет горение диода, так как на нём по определению нет напряжения при условии, что он не соприкасается с проводником, по которому протекает ток.

А что же мы увидим, если вскроем розетку современного производства, приобщённую к евро стандартам. В такой розетке три провода. Два нам уже знакомы. Фазный проводник, который всегда под напряжением и может иметь любую окраску. Рабочий нулевой проводник, как правило имеет синюю или голубоватую окраску. И третий проводник, состоящий из жёлтой и зелёной окраски вдоль всего провода, который принято называть защитным нулевым проводником. Причём обычно фазный проводник расположен справа в розетках или сверху в выключателях. А нулевой защитный проводник располагается слева в розетках или снизу в выключателях.

Если по фазному проводу поступает напряжение к розетки, а по нулевому уходит от розетки к источнику, то зачем же нужен защитный?

Если подключаемое в розетку оборудование полностью исправно и проводка в надлежащем состоянии, то защитный нулевой проводник не принимает никакого участия и попросту бездействует.

Но представим, что произошло короткое замыкание, перенапряжение или замыкание на части оборудования, нормально не находящиеся под напряжением. То есть ток попал на те части, которые обычно не находятся под его действием, и поэтому изначально не соединены с проводниками Фаза и Рабочий ноль. Вы попросту ощутите удар электрического того на себе, и в худшем случае — можете погибнуть в следствии остановки сердечной мышцы.

Тут и нужен тот самый защитный нулевой проводник. Он заберёт этот ток и перенаправит его к источнику или в землю, в зависимости от того, как выполнена проводка в конкретном помещении. И даже Если Вы случайно прикоснётесь к оборудованию, не нормально находящемуся под напряжением, вы не ощутите сильного удара, ведь ток тоже не дурак — он ищет лёгкие пути, то есть выбирает ту дорогу, где наименьшее сопротивление. Сопротивление человеческого тела составляет приблизительно 1000 Ом, в то время как сопротивление защитного нулевого проводника всего около 0,1-0,2 Ом.

Пользуйтесь современными технологиями и стандартами, чтобы быть в безопасности в любой момент при любых обстоятельствах. Помните, что Ваша безопасность зависит от принимаемых Вами действий и мероприятий по её обеспечению!

Цвета и обозначение проводов

Для того, чтобы без приборов найти фазный, нулевой и заземляющий провод электропроводки, они, в соответствии с правилам ПУЭ покрываются изоляцией разный цветов.

На фотографии представлена цветовая маркировка электрического кабеля для однофазной электропроводки напряжением переменного тока 220 В.

На этой фотографии представлена цветовая маркировка электрического кабеля для трехфазной электропроводки напряжением переменного тока 380 В.

По представленным схемам в России начали маркировать провода с 2011 года. В СССР цветовая маркировка была другая, что необходимо учитывать при поиске фазы и нуля при подключении установочных электроизделий к старой электропроводке.

Таблица цветовой маркировки проводов до и после 2011 года

Период действия ПУЭ	Первая фазаL1	Вторая фазаL2	Третья фазаL3	Нулевойпровод, N	Заземляющийпровод, РЕ
До 1 января 2011 г.	желтый	зеленый	красный	голубой	желто — зеленый (черный)
После 1 января 2011 г.	коричневый	черный	серый	светло-синий	желто — зеленый

В таблице представлена цветовая маркировка проводов электрической проводки, принятая в СССР и России.
В некоторых других странах цветовая маркировка отличается, за исключением желто — зеленого провода. Международного стандарта пока нет.

Обозначение L1, L2 и L3, обозначают не один и тот же фазный провод. Напряжение между этими проводами составляет 380 В. Между любым из фазных и нулевым проводом напряжение составляет 220 В, оно и подается в электропроводку дома или квартиры.

В чем отличие проводов N и PE в электропроводке

По современным требованиям ПУЭ в квартиру кроме фазного и нулевого проводов, должен подводиться еще и заземляющий провод желто — зеленого.

Нулевой N и заземляющий провода PE подключаются к одной заземленной шине щитка в подъезде дома. Но функцию выполняют разную. Нулевой провод предназначен работы электропроводки, а заземляющий – для защиты человека от поражения электрическим током и подсоединяется к корпусам электроприборов через третий контакт электрической вилки. Если произойдет пробой изоляции и фаза попадет на корпус электроприбора, то весь ток потечет через заземляющий провод, перегорят плавкие вставки предохранителей или сработает автомат защиты, и человек не пострадает.

В случае, если электропроводка проложена в помещении кабелем без цветовой маркировки то определить, где нулевой, а где заземляющий проводник приборами невозможно, так как сопротивление между проводами составляет сотые доли Ома. Единственной подсказкой может послужить тот факт, что нулевой провод заводится в электрический счетчик, а заземляющий проходит мимо счетчика.

Внимание! Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током

Что представляет собой фаза и ноль в трехфазной сети

Как мы знаем из школьного курса физики – электрический ток движется только в замкнутом контуре. То есть по одному проводу он должен прийти, а по другому уйти. Чтобы не морочить голову, сразу даем определение:

– Фаза – проводник, по которому к потребителю приходит ток;
– Ноль – проводник, по которому ток уходит от потребителя.

Для правильной работы электрическому току всегда необходим замкнутый контур. Ток течет в одном направлении

Фазный провод – провод, по которому ток приходит к любой нагрузке, будь-то электрочайник или холодильник, неважно. Ноль – провод, по которому ток возвращается

Кроме этого нулевой провод выполняет еще одну полезную функцию – выравнивает фазное напряжение. Заземление – провод, на котором нет напряжения. Он служит резервным проводом для того, чтобы в случае утечки тока защитить человека от удара.

Теперь возьмем трансформатор, который питает дом. Трансформатор – устройство, повышающее, либо понижающее напряжение в сети. Чтобы конечный потребитель получил питание, к обмоткам низкого напряжения подключаются четыре провода. К выводам трансформаторной обмотки подключаются три провода (это и есть наши фазы), а ноль (еще называют “общий”) берется из точки соединения трансформаторных обмоток.

Теперь рассмотрим еще два термина и сразу дадим им определения:

1. Линейное напряжение – напряжение, возникающее между фазными проводами в трехфазной электросети. Номинальное значение линейного напряжения – 380 вольт.
2. Фазное напряжение – напряжение между одним фазным проводом и нулем. Номинальное значение такого напряжения – 220 вольт.

Существуют системы, в которых заземление присоединяют именно к нулевому проводу. Такая система носит название “глухозаземленная нейтраль”.

Делается это так: обмотки в трансформаторе соединяются по типу “звезда” (есть еще и соединение “треугольник”, а такде различные сочетания этих соединений, но об этом в другой раз). После этого нейтраль заземляют. Тогда наш ноль одновременно служит и заземлением (совмещенный нейтральный проводник, PEN).

Такой тип заземления практиковали в советское время при постройке жилых домов. Проще говоря, в таких домах электрощиток зануляют. Однако такой метод достаточно опасен, поскольку в некоторых случаях ток может пройти через ноль, возникнет отличный от нуля потенциал, результат варьируется от удара током до небольшого опасного фейерверка.

В наше время к жилым домам также подводят три фазы, но помимо трех фазных проводов, между трансформатором и домом также присутствуют отдельно нулевой провод отдельно провод заземления. На каждой подстанции имеется контур заземления: в случае утечки тока в электросистеме жилого дома – ток возвращается к заземлению на подстанции.

При монтаже такой сети необходимо учитывать, что в электрощите должны присутствовать отдельные шины для фаз, отдельная шина для нуля, отдельная шина для заземления

Внимание, при монтаже заземления не забудьте о том, что шина заземления должна быть соединена металлически с корпусом электрощитка

На самом деле, аварийные ситуации, так или иначе связанные с отсутствием заземления или с совмещением нуля и заземления, в трехфазных сетях происходят периодически, поэтому заземление действительно необходимо. Немного отвлечемся и посмотрим, какие ситуации наиболее часто распространены.

Для правильной эксплуатации вся нагрузка должна быть равномерно распределена между фазами. Такое бывает редко, да и неизвестно, что именно будет подключать потребитель. Если возникает ситуация, при которой нагрузка на одну из фаз увеличивается, на другую – уменьшается, а к третьей – вообще непонятно что подключают, тогда происходит смещение нейтрали.

Из-за этого смещения между нулевым проводом и проводом заземления появляется разность потенциалов. Если же нулевой провод имеет сечение, которого недостаточно, то пресловутая разность потенциалов увеличивается.

А когда фазы теряют связь с нейтральным проводником, получаются две следующих ситуации:

1. Если фазы нагружены до предела, то напряжение падает до нуля;
2. Если фазы наоборот не нагружены, то напряжение растет до 380.

Как видите, такое напряжение явно уничтожит бытовую технику, рассчитанную на сети в 220 вольт. Помимо этого, в таких ситуациях металлические корпуса электрооборудования тоже будут под напряжением.

Отсюда следует, что использование раздельного варианта нуля и заземления более предпочтительно, так как позволяет обойтись без таких аварийных случаев.

Зануление в квартире

Электричество в современной жизни — источник создания комфортной жизни для человека. Вокруг нас постоянно работают электрические помощники бытового предназначения, это может быть кухонный комбайн или моющий пылесос, телевизор или ПК, по этой причине понимать, как получают питание эти приборы и устройства просто необходимо.

Важным аспектом безопасной эксплуатации бытовой техники является наличие в квартире рабочего нуля (N) и защитного провода (РЕ). Ноль нужен для создания нагрузки с использованием фазы, а защитный провод — зануления. В качестве защиты может применяться провод, имеющий соединение с ТП по изолированной схеме или глухо заземленной нейтралью — эффективный заземленный ноль.

Значение защитного провода можно рассмотреть на таком примере, как работа нагревательного устройства (бойлера). Вариант, который можно часто встретить, — это когда вследствие нагрузки и длительной работы элемент нагревания ТЭН делает пробой, иными словами, корпус лопается, и нить спирали касается воды. В этом случае вода — токопроводящая жидкость — касается корпуса обогревателя, но когда произойдет включение бойлера от терморегулятора, автомат защиты сработает от КЗ между корпусом и фазой, так как он был занулен защитным проводом, и человек не попадет под воздействие электротока. Не существует выражения «нулевая фаза», это противоположные понятия.

Нулевой проводник (нейтраль)

Для нулевого проводника или нейтрали традиционно используется синий цвет. Подключение в распределительном щитке осуществляется через специальную нулевую шину, обозначаемую символом N. К этой шине подключаются все провода, имеющие синий цвет.

Сама шина соединяется с вводом через счетчик электроэнергии. В некоторых случаях соединение может осуществляться напрямую, без каких-либо дополнительных автоматических устройств.

В распределительной коробке все нейтральные провода синего цвета соединяются вместе и не принимают участия в коммутации. Исключение составляет провод, идущий от выключателя. Подключение синих проводов к розеткам выполняется с помощью специального нулевого контакта, обозначаемого буквой N. Данная маркировка проставляется на оборотной стороне каждой розетки.

Принцип работы сети переменного тока

Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение.

При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать

Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая схема электропроводки в частном доме или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.

Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу

Установить в домашних условиях, где какой провод находится, можно разными способами. Мы разберем только самые распространенные и доступные практически любому человеку: с использованием обычной электрической лампочки, индикаторной отвертки и тестера (мультиметра).

Про цветовую маркировку фазных, нулевых и заземляющих проводов на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки. Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам. Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Хорошим помощником в работе, связанной с электрическим монтажом, является индикаторная отвертка. В основе работы этого недорогого инструмента лежит принцип протекания сквозь корпус индикатора емкостного тока. В ее состав входят следующие основные элементы:

Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Профессиональные электромонтеры используют в своей работе более дорогие светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, но простенькое устройство китайского производства вполне доступно любому человеку и должно иметься у каждого хозяина дома.

Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью этого прибора при дневном свете, то придется приглядываться в ходе работы более внимательно, так как свечение сигнальной лампы будет плохо заметно.

При касании жалом отвертки фазного контакта сигнализатор загорается. При этом ни на защитном нуле, ни на заземлении светиться он не должен, в противном случае можно сделать вывод, что в схеме подключения имеются неполадки.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Для определения фазы с помощью домашнего тестера прибор нужно поставить в режим вольтметра и измерить попарно величину напряжения между контактами. Между фазой и любым другим проводом этот показатель должен составлять 220 В, а прикладывание щупов к заземлению и защитному нулю должно показывать отсутствие напряжения.

ФАЗА, НОЛЬ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти.

В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток. а в быту мы используем, как правило, однофазный. Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов (рисунок 1), причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично. Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения (рисунок 2).

Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки (Lт) трансформатора подстанции (1), соединительной линии (2), электропроводки нашей квартиры (3). (Здесь обозначение фазы L, нуля — N).

Еще момент — чтобы по этой цепи протекал ток, в квартире должен быть включен хотя бы один потребитель электроэнергии Rн. В противном случае тока не будет, но НАПРЯЖЕНИЕ на фазе останется.

Один из концов обмотки Lт на подстанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом (Змл). Тот провод, который идет от этой точки является нулевым, другой — фазовым.

Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между «нулем» и «землей» будет близко к нулевому значению (определяется сопротивлением заземления), а «земля» — «фаза», в нашем случае 220 Вольт.

Кроме того, если гипотетически ( На практике так делать нельзя! ) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от подстанции (рис.3), напряжение «фаза» — «ноль» у нас будет те же 220 Вольт.

Что такое фаза и ноль разобрались. Давайте поговорим про заземление. Физический смысл его, думаю уже ясен, поэтому предлагаю взглянуть на это с практической точки зрения.

При возникновении по каким- либо причинам электрического контакта между фазой и токопроводящим (металлическим, например) корпусом электроприбора, на последнем появляется напряжение.

В описанной выше ситуации защиту от поражения электрическим током может также обеспечить устройство защитного отключения.

При касании этого корпуса может возникнуть, протекающий через тело электрический ток. Это обусловлено наличием электрического контакта между телом и «землей» (рис.4). Чем меньше сопротивление этого контакта (влажный или металлический пол, непосредственный контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи отопления, металлические водопроводные трубы) тем большая опасность Вам грозит.

Решение подобной проблемы состоит в заземлении корпуса (рисунок 5), при этом опасный ток «уйдет» по цепи заземления.

Конструктивно реализация этого способа защиты от поражения электрическим током для квартир, офисных помещений состоит в прокладке отдельного заземляющего проводника РЕ (рис.6), который впоследствии заземляется тем или иным образом.

Как это делается — тема для отдельного разговора, поскольку существуют различные варианты со своими достоинствами, недостатками, но для дальнейшего понимания этого материала они не принципиальны, поскольку предлагаю рассмотреть нескольку сугубо практических вопросов.

Выводы Правила заземления

Радикальные методы решения проблем заземления:

Используйте модули ввода.вывода только с гальванической развязкой
Не применяйте длинных проводов от аналоговых датчиков
Располагайте модули ввода в непосредственной близости к датчику, а сигнал передавайте в цифровой форме
Используйте датчики с цифровым интерфейсом
На открытой местности и при больших дистанциях используйте оптический кабель вместо медного
Используйте только дифференциальные (не одиночные) входы модулей аналогового ввода

Еще советы:

Используйте в пределах вашей системы автоматизации отдельную землю из медной шины, соединив её с шиной защитного заземления здания только в одной точке
Аналоговую, цифровую и силовую землю системы соединяйте только в одной точке. Если этого сделать невозможно, используйте медную шину с большой площадью поперечного сечения для уменьшения сопротивления между разными точками подключения земель
Следите, чтобы при монтаже системы заземления случайно не образовался замкнутый контур
Не используйте по возможности землю как уровень отсчёта напряжения при передаче сигнала
Если провод заземления не может быть коротким или если по конструктивным соображениям необходимо заземлить две части гальванически связанной системы в разных точках, то эти системы нужно разделить с помощью гальванической развязки
Цепи, изолированные гальванически, нужно заземлять, чтобы избежать накопления статических зарядов
Экспериментируйте и пользуйтесь приборами для оценки качества заземления. Допущенные ошибки не видны сразу
Пытайтесь идентифицировать источник и приёмник помех, затем нарисуйте эквивалентную схему цепи передачи помехи с учётом паразитных ёмкостей и индуктивностей
Пытайтесь выделить самую мощную помеху и в первую очередь защищайтесь от неё
Цепи с существенно различающейся мощностью следует заземлять группами, в каждой группе – блоки с примерно равной мощностью
Заземляющие проводники с большим током должны проходить отдельно от чувствительных проводников с малым измерительным сигналом
Провод заземления должен быть по возможности прямым и коротким
Не делайте полосу пропускания приёмника сигнала шире, чем это надо из соображений точности измерений
Используйте экранированные кабели, экран заземляйте в одной точке со стороны источника сигнала на частотах ниже 1 МГц и в нескольких точках – на более высоких частотах
Для особо чувствительных измерений используйте «плавающий» батарейный источник питания
Самая «грязная» земля – от сетевого блока питания. Не совмещайте её с аналоговой землёй.
Экраны должны быть изолированными, чтобы не появилось случайных замкнутых контуров, а также электрического контакта между экраном и землёй

Фаза, ноль и земля – что это такое?

Электрическая энергия, которой мы пользуемся, вырабатывается генераторами переменного тока на электростанциях. Их вращает энергия сжигаемого топлива (угля, газа) на ТЭС, падающей воды на ГЭС или ядерного распада на АЭС. До нас электричество добирается через сотни километров линий электропередач, претерпевая по дороге преобразования с одной величины напряжения в другую. От трансформаторной подстанции оно приходит в распределительные щитки подъездов и далее – в квартиру. Или по линии распределяется между частными домами поселка или деревни.

Разберемся, откуда берутся понятия «фаза», «ноль» и «земля». Выходной элемент подстанции — понижающий трансформатор, с его обмоток низкого напряжения идет питание потребителю. Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами» (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).

Система с глухозаземленной нейтралью

Поскольку нулевой проводник заземлен, то такая система называется «системой с глухозаземленной нейтралью». Проводник PEN называется совмещенным нулевым проводником. До выхода в свет 7-го издания ПУЭ ноль в таком виде доходил до потребителя, что создавало неудобства при заземлении корпусов электрооборудования. Для этого их соединяли с нулем, и это называлось занулением. Но через ноль шел и рабочий ток, и его потенциал не всегда равнялся нулю, что создавало риск поражения электрическим током.

Теперь из вновь вводимых трансформаторных подстанций выходят два нулевых проводника: нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ). Функции их разделены: по рабочему протекает ток нагрузки, а защитный соединяет подлежащие заземлению токопроводящие части с контуром заземления подстанции. На отходящих от нее линиях электропередачи нулевой защитный проводник дополнительно соединяют с контуром повторного заземления опор, содержащих элементы защиты от перенапряжений. При вводе в дом его соединяют с контуром заземления.

Напряжения и токи нагрузки в системе с глухозаземленной нейтралью

Напряжение между фазами трехфазной системы называют линейным, а между фазой и рабочим нулем – фазным. Номинальные фазные напряжения равны 220 В, а линейные – 380 В. Провода или кабели, содержащие в себе все три фазы, рабочий и защитный ноль, проходят по этажным щиткам многоквартирного дома. В сельской местности они расходятся по поселку при помощи самонесущего изолированного провода (СИП). Если линия содержит четыре алюминиевых провода на изоляторах, значит, используются три фазы и PEN. Разделение на N и РЕ в таком случае выполняется для каждого дома индивидуально во вводном щитке.

К каждому потребителю в квартиру приходит одна фаза, рабочий и защитный ноль. Потребители дома распределяются по фазам равномерно, чтобы нагрузка была одинаковой. Но на практике этого не получается: невозможно предугадать, какую мощность будет потреблять каждый абонент. Так как токи нагрузки в разных фазах трансформатора не одинаковы, то происходит явление, называемое «смещением нейтрали». Между «землей» и нулевым проводником у потребителя появляется разность потенциалов. Она увеличивается, если сечения проводника недостаточно или его контакт с выводом нейтрали трансформатора ухудшается. При прекращении связи с нейтралью происходит авария: в максимально нагруженных фазах напряжение стремится к нулю. В ненагруженных фазах напряжение становится близким к 380 В, и все оборудование выходит из строя.

В случае, когда в такую ситуацию попадает проводник PEN, под напряжением оказываются все зануленные корпуса щитов и электроприборов. Прикосновение к ним опасно для жизни. Разделение функции защитного и рабочего проводника позволяет избежать поражения электрическим током в такой ситуации.

Как распознать фазные и защитные проводники

Фазные проводники несут в себе потенциал относительно земли, равный 220 В (фазному напряжению). Прикосновение к ним опасно для жизни. Но на этом основан способ их распознавания. Для этого применяется прибор, называемый однополюсным указателем напряжения или индикатором. Внутри него расположены последовательно соединенные лампочка и резистор. При прикосновении к «фазе» индикатором ток протекает через него и тело человека в землю. Лампочка светится. Сопротивление резистора и порог зажигания лампочки подобраны так, чтобы ток был за гранью чувствительности человеческого организма и им не ощущался.

Конструкция однополюсного указателя напряжения

Конструкция однополюсного указателя напряжения
1	корпус
2	разъемное соединение
3	пружина
4	индикаторная неоновая лампа
5	контакт для прикосновения
6	изолированная часть
7	резистор

Распознать фазные проводники можно по их расцветке, для них используются черный, серый, коричневый, белый или красный цвет. Сложнее всего со старыми электрощитами: в них проводники одного цвета. Но «фазу» с помощью индикатора определить можно всегда и без ошибок.

Нулевой рабочий проводник – синего (голубого) цвета, защитный маркируется желто-зелеными полосами. Напряжение на них отсутствует, но лучше без нужды их не касаться. Есть у электриков такой закон: если сейчас напряжения нет, то оно может появиться в любой момент.

Оцените качество статьи:

Зачем нужен нулевой провод — советы электрика

Зачем нужен нулевой провод

Нулевой провод — это проводник электрической сети, имеющий нейтральное значение, в то время, когда фаза несет в себе напряжение 220 Вольт.

На схемах нейтраль обозначается латинской буквой N, и имеет синюю либо голубую окраску, смотря какая маркировка кабеля.

Обратите внимание

В старых системах заземления принято совмещать рабочий и защитный нули, и в этой ситуации они имеют желто-зеленую окраску и их обозначение записывается, как PEN.

Все линии электропередач для чего-то предназначены, следовательно, они могут характеризоваться наличием:

глухозаземленной нейтрали;
эффективно-заземленного нулевого проводника;
изолированного ноля.

Современное обустройство жилых домов зачастую оборудовано системой электросети с глухим заземлением нулевого провода. Для правильной работы данного типа сети энергию доставляют от трехфазных генераторных установок по трем фазам с высоким напряжением. Кроме того, от этого же источника электроэнергии ведется четвертый кабель, именуемый рабочим нулем.

Определяем ноль по цветовой маркировке

Важно! В случае неравномерной нагрузки на три фазы электросети, наблюдается несбалансированный ток в нейтральном проводе.

Повторное заземление нулевого провода

Повторным заземлением нулевого проводника, является защита, установленная на определенных правилами ПУЭ промежутках на всей протяженности нейтрали.

В задачи повторного заземления включается снижение силы напряжения в нулевом проводе и электроприборах, которые были занулены относительно грунта.

Это свойство целесообразно в качестве защиты от обрыва нулевого провода и при пробое электрического напряжения на корпус электрических приборов.

Схема повторного заземления

При создании защиты в электросети старайтесь выбирать нулевой и защитный проводники таким образом, чтобы в случае произошедшего замыкания на металлический корпус оборудования, произошло короткое замыкание в сети или оплавление предохранителей. Обычно, при установленном автоматическом выключателе данный фактор вызывает его срабатывание.

Важно! При возникновении короткого замыкания в зануленной элекроцепи, полученное напряжение должно трижды превысить значение номинального тока.

Нейтраль должна быть непрерывной от каждого корпуса электроустановки до нулевых проводников источников электроэнергии.

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком. Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления.

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление — это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу. В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник — это нейтраль.

Важно! В случае, если к вашей сети подключены УЗО или автоматы и при этом лампа не загорается во время проверки, значит вы нашли ноль и «землю».

Что бывает при обрыве нуля в поводке

Задачи и назначение нулевого провода

Нулевой защитный проводник — это жила, соединяющая зануленные части электроустановок с глухозаземленной нейтралью источника снабжения электроэнергии. Такой проводник предназначен, чтобы создавать короткое замыкание в сети с минимальным сопротивлением, в то время, когда рабочий ноль, является активным поставщиком электрического тока к потребительским приборам.

Прямыми задачами нейтрального проводника считаются:

обеспечение равномерности токов в нагрузочных фазах, даже если наблюдается неравномерное снабжение током;
нулевой проводник и его правильное обустройство полезно при риске аварийных ситуаций;

Мы с вами ответили на вопрос, какое назначение рабочего нулевого провода и нулевого защитного. Отсюда можно сделать вывод, что присутствие нейтрали в любой системе электросети, является обязательным условием. Кроме того, важно знать методы работы с ним для обеспечения безопасности работы электрической цепи.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Обрыв либо обгорание нулевых проводников признано электриками опасным явлением. Для наглядности рассмотрим, каким бывает, обрыв нейтрали:

обрыв PEN-проводника в питающем кабеле. При подобном нарушении в электропроводке, человек не заметит случившегося, к тому же здесь остается один контур заземления, что делает произошедшее вполне безопасной ситуацией;
обгорание нулевого проводника в распределителе. Здесь имеется высокий риск массового выхода из строя электрических приборов. Происходит перекос фазных проводников, то есть в одном проводе напряжение больше, чем в другом. Если в квартире не включено потребителей, возможно повышение напряжение в цепи до 380 Вольт;

Важно! Если в случае обрыва нулевого провода, у вас оставались подключенными много мощных потребителей, напряжение упадет ниже 220 В, и это приведет к нарушению работоспособности всех, на то время включенных приборов.

обрыв в квартирном электрощитке. В такое ситуации, вероятнее всего в розетках будет наблюдаться вторая фаза, причем электроприборы не будут работать от таких источников.

Схема опасности при обрыве нулевого провода

Внимание! Ни в коем случае, не используйте нулевой провод для заземления. Для этого есть специальный PE-проводник.

ГЛАВНАЯ » МАТЕРИАЛЫ » Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов.

Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.

Что такое фаза и ноль

Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии.

В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля.

Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.

Фазы генератора и фазы нагрузки соединяются между собой линейными проводниками. Нулевые точки генератора и нагрузки соединяются между собой рабочим нулем.

По линейным проводам ток движется от генератора к нагрузке, по нулевым – в обратном направлении. Фазные и линейные напряжения равны независимо от способа подключения.

Земля (заземляющий провод) также как и ноль не имеет напряжения. Он выполняет защитную функцию.

Зачем нужно зануление

Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать.

Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники.

Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.

Важно

При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения.

Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.

Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N.

Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.

Как различить фазу, ноль, землю

К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы.

По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.

Совет

Дополнительные материалы:

Проблемы и перспективы развития энергетики в России и мире
Добыча нефти в России — главный источник пополнения бюджета
Электричество для населения – вопросы и проблемы потребления и учета

Для чего нужны фаза, ноль и заземление?

Известно, что электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях при помощи генераторов переменного тока.

Затем, по линиям электропередач от трансформаторных подстанций электроэнергия поступает потребителям. Разберем подробнее, каким образом энергия подводится к подъездам многоэтажных домов и частным домам.

Это даст понять даже чайникам в электрике, что такое фаза, ноль и заземление и зачем они нужны.

Простое объяснение

Итак, для начала простыми словами расскажем, что собой представляют фазный и нулевой провод, а также заземление. Фаза — это проводник, по которому ток приходит к потребителю. Соответственно ноль служит для того, чтобы электрический ток двигался в обратном направлении к нулевому контуру.

Помимо этого назначение нуля в электропроводке — выравнивание фазного напряжения. Заземляющий провод, называемый так же землей, не находится под напряжением и предназначен для защиты человек от поражения электрическим током. Подробнее о заземлении вы можете узнать в соответствующем разделе сайта.

Надеемся, наше простое объяснение помогло разобраться в том, что такое ноль, фаза и земля в электрике. Также рекомендуем изучить цветовую маркировку проводов. чтобы понимать, какого цвета фазный, нулевой и заземляющий проводник!

Углубляемся в тему

Питание потребителей осуществляется от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, являющегося важнейшей составляющей работы трансформаторной подстанции.

Соединение подстанции и абонентов выглядит следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения трансформаторных обмоток, называемый нейтралью, наряду с тремя проводниками, представляющими собой выводы остальных концов обмоток.

Выражаясь простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий – это ноль.

Между фазами в трехфазной энергетической системе возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение составляет 380 В. Дадим определение фазному напряжению — это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Электроэнергетическая система, в которой ноль соединен с землей, называется «система с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже для новичка в электротехнике: под «землей» в электроэнергетике понимается заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтрали следующий: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», при этом, нейтраль заземляют. Ноль выступает в качестве совмещенного нейтрального проводника (PEN). Такой тип соединения с землей характерен для жилых домов, относящихся к советской постройке.

Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто зануляют, а отдельное соединение с землей не предусмотрено.

Важно знать, что подключать одновременно защитный и нулевой проводник к корпусу щитка весьма опасно, потому как существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нулевого значения, что означает возможность удара током.

К домам, относящимся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрено подведение тех же трех фаз, а также разделенных нулевого и защитного проводника.

Электрический ток проходит по рабочему проводнику, а назначение защитного провода заключается в соединении токопроводящих частей с имеющимся на подстанции заземляющим контуром.

Обратите внимание

В этом случае в электрических щитках на каждом этаже располагается отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и заземления. Заземляющая шина имеет металлическую связь с корпусом щитка.

Известно, что нагрузка по абонентам должна быть распределена по всем фазам равномерно. Однако, предсказать заранее, какие мощности будут потребляться тем или иным абонентом, не представляется возможным. В связи с тем, что ток нагрузки разный в каждой отдельно взятой фазе, появляется смещение нейтрали.

Вследствие чего и возникает разность потенциалов между нулем и землей. В случае, когда сечение нулевого проводника является недостаточным, разность потенциалов становится еще значительнее.

Если же связь с нейтральным проводником полностью теряется, то велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в фазах, нагруженных до предела, напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных, наоборот, стремится к значению 380 В. Это обстоятельство приводит к полной поломке электрооборудования.

В то же время, корпус электрического оборудования оказывается под напряжением, опасным для здоровья и жизни людей. Применение разделенных нулевого и защитного провода в данном случае поможет избежать возникновения таких аварий и обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме, в которых даются определения понятиям фазы, нуля и заземления:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны. Если возникнут вопросы, задайте их нашим специалистам в разделе «Задать вопрос электрику «!

Рекомендуем также прочитать:

Источники: http://prokommunikacii.ru/elektrika/elektroprovodka/nulevojj-provod-ego-opredelenie-i-naznachenie.html, http://madenergy.ru/stati/chto-takoe-faza-i-nol-v-elektrichestve.html, http://samelectrik.ru/dlya-chego-nuzhny-faza-nol-i-zazemlenie.html

Источник: http://electricremont.ru/zachem-nuzhen-nulevoj-provod.html

Нулевой провод: роль и обозначение, классификация, отличие от фазного

Если кто-либо сталкивался с электричеством, то непременно слышал о таких понятиях, как фазный и нулевой провод. Их основной отличительной чертой является назначение.

Провод, соединяющий нулевую точку фаз генератора, трансформатора с нулевой точкой нагрузки, называют нулевым или нейтральным.

Его называют так потому, что в некоторых случаях ток в нем равен нулю, и нейтральным исходя из того, что он одинаково принадлежит любой из фаз.

Фазный провод (фаза) предназначен для подачи электричества к потребителю.

Важно

Назначение нулевого провода (нейтрального или нуля) состоит в выравнивании асимметрии напряжений при разном значении нагрузки в фазах.

Он присоединён к нулевым точкам источника и потребителя при их соединении в «звезду».

Присоединение нейтрального провода (трехфазная четырехпроводная сеть) является возможным только в том случае, когда источник и нагрузка соединены в «звезду».

При соединении в «треугольник» необходимость в нём отпадает, так как линейное и фазное напряжения в фазах одинаковы.

Чтобы понять разницу между линейным и фазным напряжением, необходимо понимать, что в трехфазной трехпроводной цепи линейное (напряжение между двумя фазными проводами) в основном составляет 380 В, а фазное — напряжение между фазой и нулем — в √3 раз меньше приблизительно 220 В.

Нейтральный провод заслужил свое название тем, что при работе устройств ток в нём, при одинаковой нагрузке трёх фаз, равен нулю. Сопротивление его невелико. Поэтому при перегрузке одной или нескольких фаз, ток в нем быстро возрастет. В схеме освещения его наличие является обязательным условием. В ином случае не гарантируется равномерность освещения.

В зависимости от роли, нулевой провод может быть рабочим, защитным, совмещенным.

Защитный обозначается РЕ. Он предназначен для безопасности в случае попадания потенциала на корпус электроприбора. В нормальном режиме он обесточен, а при поломке является проводником, который отведет от электроприбора опасный потенциал в землю. Цвет этой жилы желто-зеленый.

В некоторых системах нулевой провод совмещен с защитным. В таком случае маркировка будет обозначена как PEN и окраска этой жилы будет синей с полосками на концах желто-зеленого цвета.

Особенности нейтрального провода

Нулевой провод предотвращает нежелательные ситуации при аварийных режимах работы. Без его наличия в случае фазного короткого замыкания двух фаз напряжение в третьей фазе мгновенно возрастет в √3 раз. Это губительно скажется на оборудовании, которое питает этот источник. В случае наличия нуля в такой ситуации, напряжение не изменится.

При обрыве одной из фаз в трехфазной трехпроводной системе (без нуля), напряжение на двух оставшихся фазах уменьшится. Они окажутся соединенными последовательно, а при этом виде соединения напряжение распределяется между потребителями в зависимости от их сопротивления.

При обрыве одной из фаз в трехфазной четырёхпроводной системе, напряжение в двух оставшихся фазах своего значения не изменит.

Так как большую часть времени работы электроустановок ток в этом проводе либо равен нулю, либо незначителен, нет смысла изготавливать его такого же сечения, как и сечение фазных.

Чаще всего, из соображений экономии, он имеет меньшее сечение жилы, нежели сечение жил фаз в одной электроустановке.

Если защитный провод не совмещен с нулевым, его сечение выполняют вдвое меньше, нежели, у фазного провода.

Классификация нейтралей линий электропередач

Назначение линий электропередач весьма разнообразно. А также разнообразна аппаратура для их защиты от утечек и коротких замыканий. В связи с этим нейтрали классифицируются на три вида:

глухозаземленная;
изолированная;
эффективно заземлённая.

Если линия электропередач напряжением от 0,38 кВ до 35 кВ имеет небольшую длину, а количество подключенных потребителей велико, то применяется глухозаземленная нейтраль. Потребители трехфазной нагрузки получают питание, благодаря трем фазам и нулю, а однофазной — одной из фаз и нулю.

При средней протяженности линий электропередач напряжением от 2 кВ до 35 кВ и небольшим количеством потребителей, подключенных к данной линии, находят применение изолированные нейтрали. Они широко используются для подключений трансформаторных подстанций в населённых пунктах, а также мощного электрооборудования в промышленности.

Реакция электроприборов на обрыв нуля

Если общий нейтральный провод в многоэтажном доме оборвется, то потребители ощутят это в результате скачка напряжения в их электроприборах.

Основные факторы, которые могут привести к обесточиванию общего нуля:

аварийная ситуация на подстанции;
устаревшая проводка;
монтаж проводки выполнялся не совсем качественно.

Та фаза, к которой подключено большее количество потребителей многоквартирного дома, будет перегружена. Напряжение в ней уменьшится. В той фазе, к которой потребителей подключено меньше всего, напряжение резко возрастет.

Это негативно скажется на приборах — снижение напряжения вызовет их неэффективную работу, а рост напряжения может повлечь за собой выход из строя тех, которые были подключены в данный момент.

Чтобы обезопасить себя от такой ситуации, необходимо установить в щиток, питающий отдельную квартиру, индивидуальный ограничитель перенапряжения.

Совет

Как только напряжение начнет превышать допустимые значения, ограничитель быстро отключит питание.

Если произойдет обрыв нуля непосредственно в квартире, то электричество пропадет полностью, но вместе с тем фаза не отключится. Опасность заключается в том, что она может перейти как раз на провод нулевой. И если какой-либо электроприбор был предварительно заземлён на него, корпус этого электроприбора будет под напряжением, а проще говоря, начнет «биться током».

Главными факторами, которые способствуют обрыву нуля непосредственно в квартире можно назвать:

ненадежность присоединения контактов;
неправильно выбранное сечение проводника;
устаревшая проводка.

Эти факторы приводят к чрезмерному нагреванию проводника. Из-за повышенной температуры окисляется место присоединения контактов, перегреваются жилы проводов. А это, в свою очередь, может привести к пожару.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/provodka/rol-i-naznachenie-nulevogo-provoda.html

Назначение нулевого провода

Провод, соединяющий нулевую точку фаз генератора,трансформатора с нулевой точкой нагрузки, называют нулевым или нейтральным.

Его называют нулевым потому, что в некоторых случаях ток в нем равен нулю, и нейтральным исходя из того, что он одинаково принадлежит любой из фаз.

Назначение нулевого провода в том, что он необходим для выравнивания фазных напряжений нагрузки,когда сопротивления этих фаз различны, а также для заземления электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Благодаря назначению нулевого провода напряжение на каждой фазе нагрузки будет практически одинаковым при неравномерной нагрузке фаз. Осветительная нагрузка, включенная звездой, всегда требует наличия нулевого провода, так как равномерная нагрузка фаз не гарантируется.в э

Сечение нулевого провода трехфазных линий, в которых нулевые провода не используют для заземления (специальные или реконструируемые сети освещения), принимают близким к половине сечения фазных проводов.

Если, например, фазные провода имеют сечение 35 мм2, нулевой провод берется 16 мм2.

Сечение нулевого провода трехфазной системы с глухозаземленной найтралью, в которой нулевой провод используется для заземления, должно быть не менее половины сечения фазных проводов, а в некоторых случаях равно им.

Нулевой провод воздушных линий 320/220 В должен иметь одинаковую марку и сечение с фазными проводами:

на участках, выполненных стальными проводами, а также биметаллическими и сталеалюминиевыми фазными проводами, сечением 10 мм2;

Обратите внимание

при невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты от коротких замыканий на землю (при этом допускается принимать сечение нулевых проводов большее, чем фазных проводов).

Поскольку в одно- и двухфазных линиях по нулевому и фазному проводам протекает ток одинаковой величины, то для этих линий сечение нулевых и фазных проводов берут одинаковым.

Аналогично нулевые проводники стояков в жилых зданиях при сечении фазных проводов до 16 мм2 (по меди) должны иметь сечение, равное сечению фазных проводов.

Особого подхода требует выбор нулевого провода в сетях с газоразрядными лампами. В нулевых проводах трехфазных линий, питающих газоразрядные лампы, протекает ток высших гармоник, вызванный индуктивно емкостными ПРА. Этот ток не влияет на потерю напряжения, а влияет только на нагрев проводов.

Сечение нулевого провода в таких случаях выбирают по допустимому току нагрузки.

Ток в нулевом проводе трехфазных линий при смешанной нагрузке (лампы накаливания и газоразрядные лампы) определяют приблизительно как сумму 90% тока газоразрядных ламп и 30% тока ламп накаливания самой нагруженной фазы.

Нет похожих статей.

Источник: http://elekkom56.ru/reference-information/naznachenie-nulevogo-provoda.html

Фаза и ноль в электрике – назначение фазного и нулевого провода

Хозяин квартиры или частного дома, решивший проделать любую процедуру, связанную с электричеством, будь то установка розетки или выключателя, подвешивание люстры или настенного светильника, неизменно сталкивается с необходимостью определить, где в месте производства работ находятся фазный и нулевой провод, а также кабель заземления.

Это нужно для того, чтобы правильно подсоединить монтируемый элемент, а также избежать случайного удара током. Если вы имеете определенный опыт работы с электричеством, то такой вопрос не поставит вас в тупик, но для новичка он может оказаться серьезной проблемой.

В этой статье мы разберемся, что такое фаза и ноль в электрике, и расскажем, как найти эти кабели в цепи, отличив их друг от друга.

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих.

Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно.

Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Важно

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

Глухозаземленный нейтральный кабель.
Изолированный нулевой провод.
Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Для чего нужен заземляющий кабель?

Заземление предусмотрено во всех современных электрических бытовых устройствах.

Оно помогает снизить величину тока до уровня, который безопасен для здоровья, перенаправляя большую часть потока электронов в землю и защищая человека, коснувшегося прибора, от электрического поражения.

Также заземляющие устройства являются неотъемлемой частью громоотводов на зданиях – через них мощный электрический заряд из внешней среды уходит в землю, не причиняя вреда людям и животным, не становясь причиной пожара.

На вопрос – как определить провод заземления – можно было бы ответить: по желто-зеленой оболочке, но цветовая маркировка, к сожалению, довольно часто не соблюдается. Бывает и такое, что электромонтер, не обладающий достаточным опытом, путает фазный кабель с нулевым, а то и подключает сразу две фазы.

Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно уметь различать проводники не только по цвету оболочки, но и другими способами, гарантирующими правильный результат.

Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу

Про цветовую маркировку фазных, нулевых и заземляющих проводов на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки.

Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам.

Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Заключение

В этом материале мы подробно ответили на вопрос, что собой представляют фаза и ноль в современной электрике, для чего они нужны, а также разобрались, какими способами можно определить, где в проводке находится фазная жила.

Какой из этих способов предпочтительнее, решать вам, но помните, что вопрос определения фазы, ноля и заземления очень важен.

Неправильные результаты проверки могут стать причиной сгорания приборов при подключении, или, что еще хуже – причиной поражения электрическим током.

Источник: https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/faza-i-nol-v-elektrike

Отгорание нуля, что происходит и как защититься?

Привет, друзья. Сталкивались когда-нибудь с явлением «отгорание нуля»? Если нет, то вы счастливый человек. Но знать об этом, особенно электрикам, будет полезно. Поговорим о том, почему этот таинственный ноль имеет тенденцию отгорать, что происходит при этом и какая бывает защита от отгорания нуля? Для того чтобы понять это, немного вспомним физику.

Нашел в интернете хорошее видео по теме, коротко и ясно, если не любите читать, смотрите ниже. Итак, начнем.

Ноль, для однофазной цепи, это название проводника, который не находиться под высоким потенциалом относительно земли. Фаза, это второй проводник , она имеет высокий потенциал переменного напряжения относительно земли. В России, чаще всего, это 220-230 Вольт. Ноль при этом не проявляет тенденции к отгоранию.

Основная загвоздка — все линии электропередачи, являются трехфазными. Рассмотрим традиционную схему «звезда»:

Здесь и появляется понятие «нулевой проводник».

В трех одинаковых нагрузках, переменный ток каждой фазы сдвинут по фазе на 1/3. В идеале, эти токи компенсируют друг друга. При такой нагрузке, в средней точке, векторная сумма токов равна нулю.

Совет

Получается, что через нулевой провод, подключенный к средней точке, ток не течет (он практически не нужен).

Незначительный ток на нулевом проводнике все же возникает. Это происходит, когда нагрузки на фазах не полностью компенсируют друг друга, тоесть разные.

Прямое доказательство этому можно увидеть на практике, посмотрите на четырехжильные кабели для трехфазных цепей, нулевая жила вдвое меньшего сечения, чем фазные.

Зачем тратить дефицитную медь, если тока в жиле практически нет? Имеется смысл…

При сосредоточенной нагрузке, в трехфазной цепи, ноль тоже не расположен к отгоранию.

Интересное начинается тогда, когда к трехфазной цепи начинают подключать однофазные нагрузки (многоквартирных домах, например). Каждая нагрузка представляет случайно выбранное устройство.

При использовании одной фазы из трехфазной цепи, их стараются распределить по мощности так, чтобы на каждую приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Все понимают, что полного равенства при этом не достигнуть. Жители дома будут случайным образом включать, выключать электроприборы, поэтому нагрузка будет постоянно меняться.

Полной компенсации токов в средней точке происходить не будет, но ток нулевого проводника обычно не достигает максимального значения, большего току в одной из фаз.

Ситуация предсказуемая, отгорание нуля при этом бывает крайне редко.

Почему происходит отгорание нуля?

Сегодня мы регулярно пользуемся большим количеством электрических приборов, большинство из них это импульсные источники питания. Это телевизоры, радиоприемники, компьютеры итд. Характер потребления тока этими приборами сильно отличается от прежних.

В цепи, возникают дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Прибавляем к ним некомпенсированные, вызванные разностью однофазных нагрузок и получаем ток, близкий к самому большому току одной из фаз, или даже превышающий его.

Вот мы и пришли к благоприятным условиям для отгорания нуля. Чаще всего отгорание происходит в слабых местах, где: поврежден провод, занижено сечение кабеля, плохой контакт.

С каждым днем в обиходе появляется все больше электроприборов, соответственно ситуация ухудшается. Поэтому при монтаже электропроводки, необходимо учитывать высокую вероятность отгорания нулевого проводника. Пренебрегать этим не стоит.

Что происходит при отгорании нуля?

В лучшем случае погаснет свет, перестанут работать розетки. О плохом писать не хочется, думаю, понимаете, что перегрузка приводит к нагреву провода, плавке, пробою изоляции итп.

Кроме того, при отгорании нуля, в цепи могут происходить серьезные скачки напряжения. На фазе, где было повышенное потребление, напряжение падает практически до нуля. В то же время, на фазе где потребление было меньше всего, оно вырастает до 380 Вольт. Чувствуете чем пахнет?

Подобное явление может вывести из строя вашу технику!

Что делать, спросите вы? Существует защита.

Защита от отгорания нуля

Для защиты от вышеуказанных инцестов умные люди придумали реле контроля напряжения. Если напряжение выходит за допустимые пределы, реле отключает его, защищая тем самым все подключенные приборы и оборудование.

Напоследок небольшое видео, где наглядно можно увидеть, что происходит при отгорании нуля.

Такие вот дела. Если есть, что дополнить, оставьте комментарий.

Также советую , чтобы , получать новые статьи прямо к себе на e-mail.

Источник: https://elektrobiz.ru/zametki-elektrika/zashhita-ot-otgoranie-nulya.html

Сразу две фазы в розетке… Как такое может быть?

При нормальном состоянии электропроводки в розетке один контакт имеет 220 Вольт, а второй находится не под напряжением. Это в идеале… Иногда индикатор может показывать в розетке две фазы одновременно.

Начинающему электрику или любителю подобная ситуация может показаться абсурдной, но это реальность. При некоторых нарушениях наблюдается именно такая картина.

В жилые дома подается однофазный ток напряжением 230 вольт. По этой схеме получается, что две фазы в розетке появиться не могут. В старых строениях проводка выполнена из двухжильных кабелей. По одной линии (фаза) ток идет к потребителю, а по другой (ноль) – возвращается.

При подобной схеме причины появления двух фаз в штепсельном разъеме могут быть разными. В новых домах есть заземление, которое может стать причиной аварий только при неквалифицированном вмешательстве в электросхему жилища.

Обрыв ноля на входе

Если во входящем кабеле провод ноля отсоединится, в квартире погаснет свет, остановятся электроприборы. Проверка индикатором покажет на каждом контакте розетки присутствие фазы. Встает классический вопрос: «Кто виноват и что делать?».

При отсутствии ноля ток ищет свободную линию. Если лампа включена, она не горит, но фаза по нити накаливания проходит на нулевой провод, далее – на шину, а с нее на ноль линии розеток. Фаза может прийти и по прибору, подключенному к любому штепсельному разъему в квартире.
Теперь на каждом гнезде розетки есть фаза. Индикатор испускает световой сигнал при прикосновении к каждому контакту.

Обратите внимание

Легко прояснить ситуацию помогает мультиметр. Если замерить разность напряжения между двумя фазами, прибор покажет нулевое значение. Понятно, что это одна и та же фаза. Достаточно выключить светильники и отсоединить от розеток приборы и вторая фаза в розетке пропадет, ведь линии подачи напряжения и ноля не имеют иных точек соединения.

Нужно восстановить входящую линию ноля. Возможно, провод просто отсоединился от шины. С этой проблемой можно справиться даже в домашних условиях. Обесточьте квартиру, разомкнув вход фазы, проверьте отсутствие напряжения. Вставьте нулевой повод в клемму и затяните винт.

Обрыв нулевого провода в распределительной коробке или в стене

Иногда обрыв ноля происходит в распаечной коробке. В этом случае часть проводки квартиры функционирует в штатном режиме, а вот линия, подключенная к этой коробке неработоспособна. Достаточно найти, где обломился или отгорел ноль, и восстановить соединение.

Бывает, что две фазы в штепсельном разъеме появляются из-за повреждения нулевого провода внутри стены. Причина неисправности – халатность при сверлении отверстий. Если вы, пробив провод, нарушили изоляцию, нулевая жила сварится с фазной. В этом случае также будет наблюдаться две фазы в розетке. Требуется проложить новую линию или вскрыть место повреждения и отремонтировать проводку.

Автомат защиты на нулевой линии

В старых домах защитные устройства установлены и на фазе, и на ноле (сейчас подобная схема подключения запрещена). При возникновении перегрузки возможна ситуация, когда сработает автомат защиты только на нулевой линии. Последствия те же самые, как если бы ноль отломился или отгорел.

Наведенные токи

Все работает нормально, но индикатор обнаруживает напряжение на каждом контакте штепсельного разъема. Более того: прибор показывает две фазы в розетке при отключенном электропитании всей квартиры. Эта совсем нереальная ситуация может произойти, если рядом с вашим жильем проходит высоковольтная линия электропередач.

Информация, размещенная на этой странице, носит исключительно ознакомительный характер. Мы рекомендуем поручить проведение всех электромонтажных работ профессиональном электрикам.

Это так называемая наводка или, говоря более грамотно, наведенное напряжение. Здесь даже опытные электрики могут растеряться. Работы в этом случае сопряжены с большим риском поражения электротоком, поэтому выполнять их должны только профессионалы.

Источник: https://elektrika-ok.ru/elektrooborudovanie/o-produkcii/srazu-dve-fazy-v-rozetke-kak-takoe-mozhet-byt

Заземление нулевого провода

Варианты соединения нейтрали

Электрическая сеть, которая предназначена для электроснабжения содержит источник электроэнергии, преобразователи этой энергии, а также потребителей. Поскольку используется три фазы при схеме соединения «звезда» появляется узел соединения общий для них.

Если такой узел есть с каждой стороны электрической цепи, причем эти узлы соединяет провод, последний называется, либо «нейтралью», либо «нулевым проводом». Его режим работы весьма важен для функционирования сети электроснабжения.

Существует несколько режимов для нулевого провода:

Потенциал нейтрали равен потенциалу земли, в результате чего получается глухозаземленный нулевой провод.
Нейтраль надежно изолирована, между ней и землей возможны небольшие по величине токи утечки. В результате получается изолированный нулевой провод.
Нейтраль является частью электрической цепи, которая также включает сопротивление с некоторым достаточно малым импедансом и сопротивление земли.

От использования одного из перечисленных соединений нулевого провода с землей в сети электроснабжения зависят:

аварийные токи и скачки напряжения в фазах при их повреждениях;
система релейной защиты от замыкания фазы на землю;
схема защиты от скачков напряжения;
параметры заземления, используемого на подстанции;
безопасность выполняемых работ;
надежность функционирования всех электрических машин и прочего электрического оборудования в электрической сети, связанных с нейтралью.
Нулевой провод с «глухим» заземлением используется главным образом в электросетях с напряжениями 380 Вольт и начиная с 110 киловольт и выше.
Изолированный нулевой провод используется главным образом в электросетях с напряжениями 6, 10 и 35 киловольт.

Стоит отметить, что вы можете выполнять это своими руками или заказать электромонтажные работы у мастеров на сайте Kabanchik.ua. Но, тем не менее, разобраться в основах, изучив мат часть.

Нулевой провод в сети электроснабжения 380 Вольт

Документально для этих сетей заданы такие стандарты:

МЭК 364 «Электрические установки зданий»;
ГОСТ 30331.1-95 – ГОСТ 30331.9-95.

В соответствии с ГОСТ 30331.2-95 в электрических схемах используются такие обозначения:

Широко распространена система заземления с использованием нейтрального провода, которая именуется как TN-C (на изображении ниже).

В системе TN-C заземление сделано на трансформаторной подстанции. К нему присоединены фазные обмотки трансформаторов, обеспечивающих электропитание нагрузок фазным напряжением 220 Вольт.

Подача напряжения к нагрузкам обеспечивают фазные провода и провод PEN, присоединенный к заземлению на подстанции. Система TN-C отличается от других подобных систем TN-S, TN-C-S, TT и IT дешевизной и простотой.

Но по электрической безопасности она хуже.

Это объясняется ее появлением в те довольно-таки далекие времена, когда от замыканий на корпус спасали предохранители и автоматические выключатели.

Время срабатывания этих защитных устройств, которое довольно велико, определяет и время воздействия на живой объект поражающего тока при тех или иных повреждениях и контактах этих объектов с поврежденными токоведущими частями оборудования или электросети.

Большим по величине должен быть и ток срабатывания. Также при использовании провода PEN для заземления возможно появление высокого потенциала на всех устройствах, заземленных через него.

Важно

Например, при авариях на воздушных линиях электропередачи, когда провод одной из фаз обрывается и падает на землю. До срабатывания защиты на устройствах, заземленных через провод PEN, будет опасное для жизни напряжение.

Еще более фатальными могут быть последствия при обрыве связи нулевого провода с заземлением на подстанции, например при его перегорании. Это обеспечит гарантированное появление фазного напряжения на всем оборудовании, заземленном через перегоревший провод.

А устройства защитного отключения при этом не могут быть использованы.

Более дорогой, но и более безопасной является система TN-S (на изображении далее). Ее улучшенная безопасность обеспечена устройствами защитного отключения. Они будут гарантированно срабатывать по причине использования дополнительного провода, через который не текут аварийные токи.

В некоторых электросетях используется смешанная система заземления нулевого провода, в которой учтены признаки, а также достоинства и недостатки двух предыдущих систем заземления нейтрали. Это система заземления TN-C-S, пример которой на изображении далее:

По схеме TT применяется отдельное заземление без проводной связи с заземлением на питающей трансформаторной подстанции. В такой схеме необходимо применять устройства защитного отключения. Они будут надежно срабатывать, поскольку измеряют напряжение относительно отдельного заземления. Автоматические выключатели и предохранители будут малоэффективны в качестве защитных устройств.

К заземлению на подстанции в земле будет течь ток. Поэтому на отдельном заземлении появится довольно большой потенциал. Он, скорее всего, будет представлять опасность для жизни в случае прикосновения к электрооборудованию, присоединенному к этому отдельному заземлению. Схема TT приведена на изображении ниже.

В схеме IT на трансформаторной подстанции заземление присоединено к общему узлу фазных обмоток через резистор. Его сопротивление может быть от сотен Ом до единиц килоом. С целью защиты применяется провод не связанный с нейтралью.

У однофазных потребителей при замыкании на корпус токи получаются небольшими по величине, потому что протекают по цепи с резистором, через который обмотки присоединены к заземлению.

Совет

Использование устройств защитного отключения еще больше усиливает эту наиболее безопасную схему, показанную на изображении ниже.

Не существует такого решения с заземлением нулевого провода, который успешно решает все необходимые задачи. Поэтому для каждого случая лучше всего применять наиболее подходящую схему.

Схемы TN-C и TN-C-S существуют, но только по причине того, что были первыми и привязаны к объектам давно построенным. Для новых решений не следует их применять. Они наиболее опасны при авариях как источник поражения током и как источник пожара. При авариях токи значительны по величине, сильно разветвляются и создают по этой причине значительные электромагнитные излучения.
Для капитальных объектов, в которых со временем не будут вноситься какие-либо изменения, схема TN-S является наиболее подходящей.
Если сеть электроснабжения подвержена частым переделкам или является временной, для нее рекомендуется схема TT.
В том случае, когда надежность электроснабжения является наиболее значимым приоритетом надо использовать схему IT.
Для увеличения надежности рекомендуется выполнять несколько заземлений разнесенных по направлению нулевого провода.

Как заземляется провод в сетях с высоким напряжением?

В сетях с напряжением 6-35 киловольт схема заземления нулевого провода выбирается исходя из тех аварийных ситуаций, которые могут возникать при замыканиях на землю. То же самое относится и к более высоковольтным сетям.

Поскольку такие электросети в своем большинстве состоят из линий электропередачи, бесперебойность электроснабжения потребителей в них является приоритетной задачей.

В общем, заземление нулевого провода в таких электрических сетях окажет влияние на:

величину тока на месте аварии;
аварийные скачки напряжения в двух работоспособных фазах при замыкании на землю в третьей фазе;
характеристики изоляции электрических машин и прочего электрического оборудования;
характеристики оборудования для защиты от перенапряжений;
непрерывность подачи электроэнергии потребителям;
параметры заземляющих контуров на подстанциях в пределах нейтрали;
безопасность во время однофазных замыканий работников и функционирующего электрического оборудования.

При более подробном рассмотрении перечисленных пунктов потребуется несколько больших статей, или даже книга. По этой причине в рамках настоящей небольшой статьи более детально они не рассматриваются.

Источник: http://podvi.ru/osnovy-elektromontazhnyx-rabot/zazemlenie-nulevogo-provoda.html

Куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Ни для кого не секрет, что огромное количество домов в нашей стране имеют старую систему заземления TN-C. Это когда в квартирах разведена двухпроводная электропровода. Один провод фаза “L”, а второй провод проводник “PEN” (совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводники).

Сегодня постепенно, но очень медленно, идет модернизация электроснабжения многоквартирных домов, т.е. перевод на более современную и безопасную систему заземления TN-C-S. Если в вашем доме это уже произошло, то это просто счастье для вас )))

А вот ремонт старой электропроводки в квартирах ложится на плечи самих хозяев. Здесь многие люди рассуждают здраво и при капитальном ремонте меняют всю электропроводку. Если у вашего дома система заземления новая TN-S или уже модернизированная TN-C-S, то вы просто обязаны подключать все розетки трехжильным кабелем, т.е. проводники N и PE должны быть самостоятельными жилами.

Если у вашего дома все еще старая система заземления TN-C, то во время замены электропроводки также используйте трехжильные кабели. Смотрите вперед в будущее. А вдруг в скором будущем в ваш дом приедут электрики и проведут модернизацию электроснабжения всего дома.

В этой ситуации вам нужно будет только подключить нулевые защитные проводники к шине заземления этажного щита.

Если вы не позаботитесь о будущем, сэкономите немного денег и проложите двухжильные кабели, то чтобы вашу квартиру перевести на безопасную систему заземления необходимо будет снова делать капитальный ремонт с заменой всех кабелей.

Итак, сейчас постепенно перехожу к самому главному смыслу самой статьи.

Ваш дом со старой системой заземления TN-C и вы во время замены электропроводки везде заложили трехжильные кабели. Это правильное решение. Куда подключать две жилы – это “фазу” и “ноль” понятно.

В такой ситуации у людей часто возникает другой вопрос: куда нужно подключить третьи желто-зеленые жилы кабелей, которые предназначены для выполнения функций нулевых защитных проводников? В таком доме же еще нет отдельного магистрального защитного проводника.

Очень часто я слышу следующие ответы на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C:

Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.
Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления и водоснабжения, так как они заземлены.

Лично я считаю все эти ответы неверными, ошибочными и представляющими опасность для самих же хозяев квартир. Ниже постараюсь объяснить свою точку зрения. В комментариях вы можете высказать свое мнение по этому поводу.

Давайте сначала рассмотрим ситуацию в доме с новой системой заземления TN-S. Ниже нарисована элементарная схема распределительного щитка. Аналогичная схема будет и у квартирного щитка в доме с модернизированной системой заземления TN-C-S.

Теперь давайте представим аварийную ситуацию, когда на заземляющий контакт розетки попало опасное напряжение. Это может произойти из-за выхода из строя самой розетки, из-за поломки бытовой техники и т.д. Данную ситуацию я изобразил на схеме ниже для третьей по счету розетки.

Обратите внимание

Предположим что фаза “L” попала на контакт розетки “PE”. Поверьте, такое случается и довольно часто.

Так как у нас все заземляющие контакты соединены с контуром заземления здания и потенциал земли принято считать равным нулю, то этот “аварийный” ток побежит по пути наименьшего сопротивления.

А именно его путь будет следующим: заземляющий контакт розетки – нулевой защитный проводник в квартире – шина заземления квартирного щитка – нулевой защитный проводник от квартирного до этажного щитка – шина заземления этажного щита – магистральный нулевой защитный проводник – контур заземления здания.

Таким образом получается, что опасный для человека потенциал будет “бежать” по пути наименьшего сопротивления и уходить в землю. Если эта розетка защищена УЗО или дифавтоматом, то эти защитные устройства сразу сработают и обесточат неисправную линию. Так человек будет защищен.

Ниже на схеме я стрелочками показал путь движения тока.

Теперь ниже представлена аналогичная элементарная схема распределительного щитка для дома со старой системой заземления TN-C. Тут приходят в щиток два провода “L” и “PEN”, а на розетки уходит уже новая трехжильная электропроводка.

На этой схеме представлена самая распространенная ситуация.

Это когда все нулевые защитные проводники подключены к контактам розеток с одной стороны и подключены к общей шине заземления с другой стороны, но сама шина заземления не подключена к корпусу этажного щита.

Давайте теперь представим здесь подобную аварийную ситуацию и посмотрим что будет. В третьей розетки фаза “L” попала на заземляющий контакт розетки. Куда дальше она побежит?

Ответ тут логичен – ни куда она не побежит, а просто опасный потенциал попадет сначала на общую шину заземления и потом от нее распространится на все заземляющие контакты всех оставшихся розеток, а через них уже на металлические корпуса электроприборов (холодильник, стиральная машина, микроволновка и т.д.). В этой системе заземления нет связи шины PE с контуром заземления и нет точки с нулевым потенциалом, к которому бы стремился ток. Вывод отсюда можно сделать такой, что в данной ситуации человек может получить поражение электрическим током и может выйти из строя бытовая техника.

Теперь давайте разберем все ответы, которые я выше уже перечислил для вопроса куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C?

Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем уже саму эту шину заземления подключить к корпусу этажного щитка.
Мой ответ: Этого делать нельзя, так как этажный щит может быть не заземлен и опасный потенциал может оказаться на его корпусе и на металлических корпусах вашей бытовой техники. Это будет представлять большую опасность для вас и для других жильцов дома.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления, а саму эту шину заземления не подключать к корпусу этажного щитка.
Мой ответ: Так делать нельзя. Данную ситуацию я уже выше рассмотрел в описываемом аварийном случае для дома с системой заземления TN-C.
Все заземляющие проводники нужно привести в домашний щиток, подключить в нем на общую шину заземления и затем перемычкой подключить на нулевую шину, т.е. осуществить переход с TN-C на TN-C-S в квартирном щитке.
Мой ответ: Так делать нельзя. Суть перехода на систему заземления TN-C-S заключается в повторном заземлении PEN проводника в месте его разделения, чтобы опасный потенциал уходил в землю. В квартирном щитке этого сделать невозможно.
Важно
Если при таком подключении проводников случится аварийная ситуация и фаза попадет на контакт заземления розетки, то просто получится короткое замыкание. Проводник PE соединен же перемычкой с проводником N и поэтому получается что “фаза” сразу попадает на “ноль”.
А мы знаем, что короткое замыкание происходит с искрами и отгоранием контактов. “Бабах” может произойти в вашей розетке или бытовой технике, что может быть очень опасно.
Все заземляющие контакты в самих розетках нужно соединить перемычками с контактами нулевых рабочих проводников.
Мой ответ: Так тоже делать нельзя. Эта ситуация аналогична с ситуацией из ответа №3.
Заземляющие проводники нужно подключить к стоякам и радиаторам отопления, так как они заземлены.
Мой ответ: Так делать нельзя. Заземление стояков отопления и водоснабжения может быть нарушено. Например, кто-то этажом ниже во время ремонта вырезал старые металлические труби и поставил новые полипропиленовые.
Связь металлических труб верхних этажей с “землей” будет нарушена. В такой ситуации если опасный потенциал попадет на заземляющий контакт розетки, то под напряжением окажутся стояки и трубы отопления и водоснабжения.
Это очень опасно для вас и для и для других жильцов дома.

Теперь перехожу с своему ответу на вопрос куда нужно подключать провода заземления если у дома старая система заземления TN-C.

Лично я считаю, что нулевые защитные проводники необходимо подключать следующим образом:

В квартирном щитке нужно установить общую шину заземления и подключить к ней все приходящие от розеток третьи желто-зеленые жилы кабелей.
Во время ремонта проложить отдельный провод, например ПУГВ, для организации заземления шины PE квартирного щитка от шины PE этажного щита или использовать для этих целей трехжильный вводной кабель. В домашнем щитке нулевой защитный проводник можно подключить к шине заземления. В этажном щите его не подключать, а просто аккуратно скрутить и спрятать от посторонних лиц.
В самих розетках нулевые защитные проводники не подключать к заземляющим контактам розеток. Их нужно просто аккуратно скрутить и спрятать вглубь подрозетника.

Кто-то скажет, что лучше в самих розетках подключить нулевые защитные проводники, а не подключать их только к шине PE в квартирном щитке. Так же потом при переводе дома на систему заземления TN-C-S будет проще их только завести на шину PE и не вскрывать все розетки, которых может быть несколько десятков.

Отвечаю почему так не стоит делать. Как правило, в одну розеточную группу (линию) может входить несколько розеток. Если в них подключить нулевые защитные проводники и их общую жилу PE не подключать в щитке, то получится следующая ситуация.

Все желто-зеленые жилы одной розеточной группы на пути к щитку всегда объединяются в одну линию (жилу), например, в распределительной коробке. В щиток же приходит всего один кабель от нескольких розеток. Поэтому у всех розеток из одной розеточной группы будет хорошая связь между заземляющими контактами.

Совет

Если “фаза” в одной из таких розеток попадет на ее заземляющий контакт, то эта “фаза” также попадет и на заземляющие контакты остальных розеток. Так будет опасная ситуация в нескольких розетках.

Так вот, если вы подключите провода заземления по предложенной схеме, то будет исключена опасная ситуация с попаданием фазы на заземляющие контакты всех розеток и на металлические корпуса бытовой техники. Тут фаза, попавшая на заземляющий контакт розетки, дальше него никуда не пойдет и аварийная ситуация будет только в одной точке, а не во всей квартире.

Ниже представлена правильная схема подключения проводов заземления в доме со старой системой заземления TN-C. Красные крестики означают, что сюда приходит нулевой защитный проводник, но не подключается.

Надеюсь мои рассуждения и доводы по этому вопросу вам понятны. Если вы придерживаетесь другого мнения и считаете, что я не прав и ошибаюсь, то обязательно это напишите ниже в комментариях. Найти правильное и безопасное решение в подключении проводов заземления в домах с системой заземления TN-C будет очень полезно вам и мне самому. Спасибо!

Улыбнемся:

Источник: http://sam-sebe-electric.ru/component/jcomments/ban/3068/1660eb6259efbc72047db7d9f371e819

Руководство для ученых и инженеров по цифровой обработке сигналов Стивен Смит, доктор философии.

Фильтр может иметь три типа фазовой характеристики : нулевая фаза, линейная
фаза и нелинейная фаза. Пример каждого из них показан на рисунке.
19-7. Как показано на (а), фильтр с нулевой фазой характеризуется импульсным
ответ, симметричный относительно нулевой выборки. Фактическая форма не
Важно только то, что образцы с отрицательными номерами являются зеркальным отображением
положительные пронумерованные образцы.При преобразовании Фурье этого
симметричная форма сигнала, фаза будет полностью равна нулю, как показано на (b).

Недостатком фильтра нулевой фазы является то, что он требует использования отрицательного
индексы, с которыми может быть неудобно работать. Линейный фазовый фильтр представляет собой
способ обойти это. Импульсный отклик на (d) идентичен показанному на (a),
за исключением того, что он был изменен, чтобы использовать только образцы с положительными номерами. Импульс
ответ остается симметричным между левым и правым; однако расположение
симметрии сдвинута с нуля.Этот сдвиг приводит к фазе (e),
прямая линия , с учетом названия: линейная фаза . Наклон этого
прямая линия прямо пропорциональна величине сдвига. Поскольку сдвиг
в импульсном отклике ничего не делает, но производит идентичный сдвиг на выходе
сигнала, линейный фазовый фильтр эквивалентен нулевому фазовому фильтру для большинства
целей.

На рисунке (g) показан импульсный отклик , а не симметрично слева.
и правильно.Соответственно, фаза (h) — это , а не прямая линия. Другими словами,
он имеет нелинейную фазу . Не путайте термины: нелинейная и линейная фаза
с концепцией линейности системы , обсуждаемой в главе 5. Хотя оба используют
слово линейное , они не связаны.

Почему кого-то волнует, линейна фаза или нет? Рисунки (c), (f) и (i)
покажи ответ. Это импульсные характеристики каждого из трех фильтров.В
импульсный отклик — это не что иное, как положительный переходный отклик, за которым следует
отрицательный переходный отклик. Здесь используется импульсный отклик, потому что он
отображает, что происходит с нарастающим и спадающим фронтами сигнала. Вот это
важная часть: нулевой и линейный фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые
Посмотрите, что тот же , в то время как нелинейные фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят
разных . Многие приложения не могут допускать просмотра левого и правого края.
другой.Одним из примеров является дисплей осциллографа, где эта разница
может быть неверно истолкован как особенность измеряемого сигнала. Другая
пример находится в обработке видео. Можете ли вы представить, как включаете телевизор, чтобы найти
левое ухо вашего любимого актера отличается от его правого уха?

КИХ-фильтр (с конечной импульсной характеристикой) легко сделать с линейной фазой.
Это связано с тем, что импульсная характеристика (ядро фильтра) прямо задается в
процесс проектирования.Обеспечение симметрии ядра фильтра слева и справа — это все, что нужно
требуется. Это не относится к БИХ (рекурсивным) фильтрам, поскольку рекурсия
указаны коэффициенты, а не импульсная характеристика. Импульс
ответ рекурсивного фильтра , а не симметрично между левым и правым, и
поэтому имеет нелинейную фазу .

Аналоговые электронные схемы имеют ту же проблему с фазовой характеристикой.
Представьте себе схему, состоящую из резисторов и конденсаторов, стоящую на вашем столе.Если
вход всегда был нулевым, выход также всегда был нулевым.
Когда на вход подается импульс, конденсаторы быстро заряжаются до некоторой
значение, а затем начинают экспоненциально затухать через резисторы. Импульс
отклик (т.е. выходной сигнал) представляет собой комбинацию этих различных затухающих
экспоненты. Импульсная характеристика не может быть симметричной , потому что выходной сигнал
была равна нулю перед импульсом, и экспоненциальный спад никогда не достигает
значение снова ноль.Разработчики аналоговых фильтров решают эту проблему с помощью фильтра Бесселя.
фильтр, представленный в главе 3. Фильтр Бесселя разработан так, чтобы
фаза по возможности; однако он намного ниже характеристик цифровых фильтров. В
Возможность обеспечить линейную фазу и точную является явным преимуществом цифровых фильтров.

К счастью, есть простой способ изменить рекурсивные фильтры, чтобы получить ноль.
фаза . На рис. 19-8 показан пример того, как это работает.Входной сигнал на
быть отфильтрованным показано в (а). На рисунке (b) показан сигнал после фильтрации.
однополюсным фильтром нижних частот. Поскольку это нелинейный фазовый фильтр, левый
и правые края не выглядят одинаково; они являются перевернутыми версиями друг друга.
Как описано ранее, этот рекурсивный фильтр реализуется, начиная с
выборка 0 и работа в направлении выборки 150, вычисляя каждую выборку по
путь.

Теперь предположим, что вместо перехода от выборки 0 к выборке 150 мы
начните с образца 150 и двигайтесь к отсчету 0.Другими словами, каждый образец в
выходной сигнал вычисляется из входных и выходных отсчетов на правую
образец в стадии разработки. Это означает, что рекурсивное уравнение Eq. 19-1, это
изменено на:

На рисунке (c) показан результат этой обратной фильтрации. Это аналогично
передача аналогового сигнала через электронную RC-цепь во время работы
назад . ! esrevinu eht pu-wercs nac lasrever emit -noituaC

Фильтрация в обратном направлении сама по себе не приносит никакой пользы; то
Отфильтрованный сигнал по-прежнему имеет различный левый и правый края.Магия
происходит, когда прямая и обратная фильтрация объединяются . Рисунок (d) результаты
от фильтрации сигнала в прямом направлении, а затем снова фильтрации в
обратное направление. Вуаля! Это создает рекурсивный фильтр с нулевой фазой . По факту,
любой рекурсивный фильтр может быть преобразован в нулевую фазу с помощью этого двунаправленного
техника фильтрации. Единственный штраф за эту улучшенную производительность — фактор
двух по времени выполнения и сложности программы.

Как вы находите импульсные и частотные характеристики всего фильтра? В
величина частотной характеристики одинакова для каждого направления, а
фазы противоположны по знаку. Когда два направления объединяются,
величина становится в квадрате , а фаза сокращается до ноль . В то время
области, это соответствует свертке исходной импульсной характеристики с
слева направо перевернутая версия самого себя. Например, импульсная характеристика
однополюсный фильтр нижних частот представляет собой одностороннюю экспоненту.Импульсный отклик
соответствующий двунаправленный фильтр представляет собой одностороннюю экспоненту, которая затухает до
правая, свернутая с односторонней экспонентой, убывающей влево. Собирается
с помощью математики это оказывается двусторонней экспонентой, которая
распадается как влево, так и вправо, с той же постоянной распада, что и исходный
фильтр.

Некоторые приложения имеют только часть сигнала в компьютере на
конкретное время, например, системы, которые поочередно вводят и выводят данные на
на постоянной основе.В этих случаях можно использовать двунаправленную фильтрацию
комбинируя его с методом перекрытия-добавления, описанным в предыдущей главе. Когда
вы приходите к вопросу, как долго длится импульсный отклик, не говорите
«бесконечный». Если вы это сделаете, вам нужно будет дополнить каждый сегмент сигнала бесконечным
количество нулей. Помните, что импульсную характеристику можно обрезать, если она
затухает ниже уровня шума округления, то есть примерно от 15 до 20 постоянных времени.
Каждый сегмент необходимо заполнить нулями слева и справа, чтобы
допускать расширение во время двунаправленной фильтрации.

Нулевая фаза в студийных мониторах

Этот обзор звуковой катушки, написанный Вэнсом Дикасоном с комментариями Флойда Тула, Вольфганга Клиппеля, Эндрю Джонса и Джеймса Крофта, посвящен нулевой фазе в студийных мониторах. Как объясняет Дикасон, «использование КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя с целью улучшения его субъективных характеристик кажется по своей сути ошибочным, учитывая все исследования, проведенные за годы, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке.»Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 года.

Если вы следите за рынком студийных мониторов, текущие предложения в отрасли включают преобладание активных двухполосных и трехполосных динамиков, часто использующих усилители класса D и некоторые достаточно высокопроизводительные секции DSP, способные настраивать FIR-фильтры.Это не новость, и в последние несколько лет все больше и больше усилителей Hi-Fi класса D появляется вместе с все более и более мощными микросхемами DSP (например,g., серия модулей DSP SHARC от Analog Devices, Inc.).

Как только такая большая мощность DSP стала доступной, стало возможным создавать безэховый отклик громкоговорителя с нулевым профилем фазы, если хотите, с линейной фазой, с помощью FIR и IIR фильтров. В качестве быстрой графической иллюстрации на рисунке 1 показан трехполосный динамик с нормальной фазовой кривой. На рисунке 2 показан тот же динамик с типичной кривой нулевой фазы (красная линия), наложенной на рисунок 1. Я также должен отметить, что существует отличная бесплатная программа под названием «rePhase» (см. Рисунок 3), которая выполняет рендеринг фазовой характеристики громкоговорителя. до нуля так же просто, как выравнивание амплитуды динамика, и действительно, графический интерфейс выглядит как 1/3 октавный фазовый эквалайзер (доступен по адресу http: // rephase.org).

В результате использования мощной технологии DSP ряд производителей студийных мониторов заявляют о превосходных субъективных характеристиках своих продуктов благодаря применению нулевой фазы и сопутствующей коррекции импульсной и групповой задержки. Субъективные претензии — это, как правило, более плотные басы и значительно более широкая звуковая сцена, два очевидных положительных аспекта характеристик акустической системы.

Рисунок 1: Амплитуда и откорректированная нормальная фазовая характеристика трехполосного громкоговорителя.Рисунок 2: Это тот же график с наложенной кривой нулевой фазы (красная линия).

Однако вначале я должен отметить, что это явление, если вы хотите его так назвать, существует пока только, по крайней мере, из моих исследований, в сообществе профессиональных студийных мониторов, якобы потому, что рынок высококачественных двухканальных преобладают пассивные конструкции, которые делают такую фазовую коррекцию трудной или невозможной. Это было для меня немного шоком, так как мое единственное знакомство с методами нулевой фазы, используемыми в профессиональном звуке, было связано с объединением массивов динамиков или с эквализацией помещения.Я помню, когда в середине 1970-х годов появились динамики с линейной фазой, когда Technics представила серию SB с драйверами, физически выровненными по времени и отведенными от перегородки низкочастотного динамика (см. Фото 1).

В конце концов, все, казалось, сообразили, что это создает столько же проблем, сколько и решает, и проблема с кенгуру в основном исчезла из поля зрения общественности. В те дни было много путаницы в отношении фазы, групповой задержки и акустического центра, и я не осознавал, что это снова проблема до прошлого года.

Использование КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя с целью улучшения его субъективных характеристик кажется по своей сути ошибочным, учитывая все исследования, проведенные на протяжении многих лет, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке. Учитывая это, я решил узнать еще несколько мнений по этому поводу и разослал электронные письма ряду людей, чье мнение я очень уважаю, с вопросом, что они думают о концепции нулевой фазы, улучшающей субъективные характеристики громкоговорителей.В этом письме я просто затронул эту тему без своих выводов и перечислил ряд веб-сайтов студийных мониторных компаний, рекламирующих профили нулевой фазы в своих мониторах. Далее следует ответ нескольких из этих практиков (двое занимали корпоративные должности, которые не позволили обществу получить резонанс и здесь не публикуются). В этот список вошли доктор Флойд Тул, доктор Вольфганг Клиппель, Эндрю Джонс и Джеймс Крофт.

Фото 1. Это пример линейного фазового громкоговорителя Technics 1970-х годов, SB-7000a.
Доктор Флойд Тул
Поскольку это половина передаточной функции, инженеров привлекает правильная амплитуда и фаза (то есть точность формы сигнала). Оказывается, что по совершенно логичным причинам люди не реагируют на фазу (то есть формы волны), будь то Бетховен, ступенчатые функции, прямоугольные волны и т. Д. Многие высокомотивированные исследователи исследовали это. Но каждые несколько лет он возвращается как «забытый фактор» в воспроизведении звука. Теперь с DSP это происходит снова.

Тот факт, что преобразователи являются устройствами с минимальной фазой в пределах своего рабочего диапазона частот, упрощает настройку. Сделайте его плоским и гладким по оси и держите его сглаженным по оси — пусть Spinorama хорошо выглядит, и она будет хорошо звучать. QED. Напротив, мы чрезвычайно чувствительны к колебаниям амплитудной характеристики, особенно связанным с резонансами. Но есть и аномалия — мы слышим спектральный удар, а не временный звон. Недавние исследования показали, что это верно даже для низких частот, где наша интуиция подсказывает обратное.

Вот что я говорю по теме в третьем издании моей книги «Воспроизведение звука: акустика и психоакустика
года».
Громкоговорители и комнаты.

4.8 Фаза и полярность — слышим ли мы сигналы? — Очень давно, в рамках моего самообразования о слуховой системе, я узнал, что основной процесс преобразования во внутреннем ухе выполняется как полуволновой выпрямитель. Уже одно это дает основание полагать, что акустические сжатия будут отличаться от акустических разрежений.Мы должны быть внимательны к деталям акустической волны, поскольку она вызывает движение барабанной перепонки и, таким образом, инициирует процесс слуха. Исходя из этой простой логики, сдвиги фазы и абсолютная полярность должны быть слышимыми явлениями.

Естественно, я провел несколько тестов, поменяв полярность громкоговорителей на обратную и введя фазовый сдвиг для искажения музыкальных сигналов — прислушиваясь к большим различиям. Их там не было. По крайней мере, не в музыке, которую я слушал, через громкоговорители, которые я использовал, из музыкальных источников, которые я использовал.Может, я просто не мог этого слышать. Да, были времена, когда мне казалось, что я что-то слышу, но они были незаметными, и их трудно было повторить. Замена громкоговорителей имела огромное значение. Смена звукозаписывающих компаний или инженеров имела огромное значение. Но ожидаемого «драматического» события инвертирования полярности, похоже, не было, несмотря на то, насколько привлекательной является идея целостности формы волны с инженерной точки зрения. Слышны они или нет, и если да, имеет ли значение для прослушивания в реальном мире?

4.8.1 Слышимость фазового сдвига и групповой задержки — комбинация зависимости амплитуды от частоты (частотная характеристика) и фазы от частоты (фазовая характеристика) полностью определяет линейное (независимое от амплитуды) поведение громкоговорителей. Преобразование Фурье позволяет преобразовать эту информацию в импульсную характеристику и, конечно, можно сделать обратное. Итак, есть два эквивалентных представления линейного поведения систем: одно в частотной области (амплитуда и фаза), а другое во временной области (импульсная характеристика).

Огромное количество свидетельств указывает на то, что слушателей привлекают линейные (плоские и плавные) амплитудно-частотные характеристики; больше будет показано позже. Рисунок (рис. 7), подробно описанный у Тула (1986), и фрагменты, показанные на рис. 5.2 [см. Стр. 114 Sound Reproduction, 3rd Edition], указывают на то, что слушатели явно отдавали предпочтение громкоговорителям с плавными и ровными частотными характеристиками.

На том же рисунке 5.2 показаны фазовые характеристики тех же громкоговорителей.Трудно увидеть какую-либо надежную связь с предпочтениями слушателей, за исключением того, что у тех, у кого наивысшие оценки, были самые плавные кривые, но линейность, по-видимому, не была фактором. Слушателей привлекали громкоговорители с минимальными признаками резонансов, потому что резонансы проявляются в виде выпуклостей на кривых частотной характеристики и быстрых отклонений вверх-вниз на кривых фазовой характеристики. Наиболее желательными частотными характеристиками были приближения к горизонтальным прямым линиям. Соответствующие фазовые характеристики не имели особой формы, кроме плавности.Это говорит о том, что нам нравятся плоские амплитудные спектры, нам не нравятся резонансы, но мы, кажется, нечувствительны к общему фазовому сдвигу, а это означает, что точность формы сигнала не является требованием.

Если кто-то решит разработать систему громкоговорителей с линейной фазой, будет только очень ограниченный диапазон положений в пространстве, в которых она будет применяться. Это ограничение можно учесть для прямого звука из громкоговорителя, но даже одиночное отражение разрушает взаимосвязь.

Следовательно, кажется, что: (а) из-за отражений в среде записи существует небольшая вероятность фазовой целостности в записанном сигнале; (б) существуют проблемы при разработке громкоговорителей, которые могут передавать сигнал с фазовой целостностью в большом диапазоне углов, и (в) нет никакой надежды на то, что он достигнет слушателя в обычно отражающей комнате.Однако еще не все потеряно, потому что два уха и мозг, похоже, не заботятся.

Многие исследователи на протяжении многих лет пытались определить, имеет ли значение сдвиг фазы для качества звука (например, Hansen and Madsen, 1974; Lipshitz et al., 1982; Van Keulen, 1991; Greenfield and Hawksford, 1990). В каждом случае было показано, что если он слышен, то это тонкий эффект, который легче всего услышать через наушники или в безэховой камере с использованием тщательно подобранных или надуманных сигналов. Существует довольно общее согласие с тем, что для музыки, воспроизводимой через громкоговорители в обычно отражающих комнатах, фазовый сдвиг практически или полностью не слышен.

Когда слышна разница, когда она включается и выключается, неясно, были ли у слушателей предпочтения. Другие исследовали слышимость групповой задержки: Blauert and Laws (1978), Deer, Bloom and Preis (1985), Bilsen and Kievits (1989), Krauss (1990), Flanagan, Moore, and Stone (2005), Møller и др. al. (2007) обнаружили, что порог обнаружения находится в диапазоне от 1,6 до 2 мс и более в отражающих пространствах. Эти цифры не превышаются для обычных бытовых и мониторных громкоговорителей.

Липшиц, Покок и Вандеркой (1982) пришли к выводу: «Все описанные эффекты можно с полным основанием классифицировать как незначительные. На нынешнем уровне знаний мы не утверждаем, что фазовые линейные преобразователи необходимы для высококачественного воспроизведения звука ». Гринфилд и Хоксфорд (1990) отмечают, что фазовые эффекты в комнатах — это «действительно очень тонкие эффекты» и кажутся в основном пространственными, а не тембральными. Что касается необходимости коррекции фазы, без процесса записи с коррекцией фазы, любое мнение слушателя является личным предпочтением, а не признанием «точного» воспроизведения.

4.8.2 Фазовый сдвиг на низких частотах; Особый случай — при записи и воспроизведении низких частот происходит накопление фазового сдвига на низких частотах, который возникает всякий раз, когда характеристика фильтра высоких частот вставляется в тракт прохождения сигнала. Это происходит на самом первом этапе в микрофоне, а затем в различных электронных устройствах, которые используются для ослабления нежелательного грохота в среде записи. Больше добавляется в процесс микширования, системы хранения и устройства воспроизведения, которые просто не реагируют на DC.Все каким-то образом фильтруются верхними частотами. Один из самых мощных фазовращателей — аналоговый магнитофон.

Наконец, в конце всего этого находится громкоговоритель, который не может реагировать на постоянный ток и должен быть ограничен в его расширении вниз по частоте. Я не знаю, суммировал ли кто-нибудь все возможные взносы, но это должно быть огромно. Очевидно, то, что мы слышим на низких частотах, до неузнаваемости искажается фазовым сдвигом. В настоящий момент возникает вопрос, сколько из этого вносит низкочастотный / сабвуфер, слышно ли это, и если да, то можно ли что-нибудь с этим сделать? О да, и если да, можем ли мы услышать это через комнату?

Fincham (1985) сообщил, что вклад одного громкоговорителя можно было услышать со специально записанной музыкой и надуманным сигналом, но он был «довольно тонким».Автор слышал эту демонстрацию и может согласиться. Крэйвен и Герзон (1992) заявили, что фазовые искажения, вызванные откликом высоких частот, слышны, даже если частота среза снижена до 5 Гц. Говорят, из-за этого бас теряет «плотность» и становится «шерстяным». Они говорят, что фазовый эквалайзер баса субъективно расширяет эффективный басовый отклик примерно на половину октавы. Ховард (2006) обсуждает эту работу и заброшенный продукт, который должен был возникнуть из нее. Существовали разногласия по поводу того, насколько слышимым был эффект.Ховард описывает некоторую собственную работу, измерения и случайный тест на прослушивание. С заказной записью бас-гитары с минимальным внутренним фазовым сдвигом он почувствовал, что есть полезная разница, когда фазовый сдвиг громкоговорителя компенсируется. Ни в одном из этих упражнений не сообщалось о контролируемых двойных слепых тестах на слушание, которые позволили бы получить статистический взгляд на то, что может или не могло быть слышно, и указывалось ли предпочтение того или другого состояния.

Результатом всего этого является то, что даже если программный материал позволяет услышать эффект, существуют расхождения во мнениях.Все это предполагает, что программный материал является нетронутым, что явно не так, и вряд ли это произойдет в обозримом будущем. Также предполагается, что комната для прослушивания является нейтральным фактором, что, как объясняется в главе 8 моей книги, определенно не так. Однако, если удастся сделать так, чтобы эти другие факторы можно было взять под контроль, технология существует, чтобы решить остаточную проблему с громкоговорителями ».

Рисунок 3: Это основной рабочий экран для программного обеспечения rePhase версии 1.4.3 для Windows.

Доктор Вольфганг Клиппель
Слуховые фильтры разделяют сигналы в пределах одной критической ширины полосы (приблизительно 1/3 октавы на высоких частотах), и следующее обнаружение огибающей чувствительно к любому фазовому сдвигу между компонентами. Это приводит к изменению воспринимаемой шероховатости и колебания. По той же причине амплитудная модуляция (басовый сигнал f1 300 Гц) создает гораздо больше различий, чем фазовая модуляция, также известная как Доплер). По этому поводу проводится множество экспериментов (например,г., Цвикер). Таким образом, изменение групповой задержки в пределах одной критической ширины полосы является критической точкой (обычно 1-2 мс).

Однако воспринимаемые изменения, используемые по фазе, невелики и мало влияют на качество звука. Влияние амплитуды, вызванное минимально-фазовыми свойствами, является доминирующим. Однако, если у вас есть многоканальная система (стерео и более), разница фаз в 50 мс изменит звуковой образ (направленность). На рисунке 4 показано резюме моей лекции о качестве звука.

Рисунок 4: Это сводка по слышимости и предпочтениям, взятая из Dr.Лекция Вольфганга Клиппеля о линейном искажении.

Эндрю Джонс
Вопрос сформулирован вокруг концепции фазовой линейности с помощью DSP, но полезно сделать шаг назад и сначала взглянуть на попытки добиться фазовой линейности в пассивных динамиках. Ранние попытки были основаны на идее кроссоверов первого порядка, ошибочно забывая об ограничениях диапазона самих драйверов. Более поздняя работа поняла, что общий ответ должен быть первого порядка, а это означало, что драйверы должны иметь необычайную пропускную способность, чтобы общие ответы могли складываться правильно без межблочных фазовых ошибок.Этот подход был объединен с акустическим выравниванием центра с использованием либо наклонных, либо ступенчатых перегородок. Дальнейшая работа привела к созданию асимметричных кроссоверов более высокого порядка или кроссоверов с усиленной задержкой, но их было трудно реализовать пассивно.

Один интригующий подход был предложен Bang & Olufsen (B&O), концепция «драйвера наполнителя». По сути, это был обычный двухполосный динамик с драйвером-заполнителем, исправляющим фазовую ошибку. Гениально, но так же ошибочно, как и другие подходы.Почему ошибочный? Потому что все реализации фазовых линейных громкоговорителей, кроме тех, которые используют концентрические драйверы, достигают своей фазовой линейности только на одной оси. Любой другой угол, как горизонтальный, так и вертикальный, должен вносить дополнительную дифференциальную задержку и, таким образом, устранять фазовую когерентность.

Дополнительные ограничения — это широкая полоса пропускания, требуемая от драйверов, вызывающая проблемы с мощностью и линейностью, и широкое перекрытие в точке кроссовера, приводящее к большим неравномерностям амплитудной характеристики вне оси и плохой характеристике мощности.

Так дает ли какая-либо из этих реализаций лучший звук? Определить это и связать с ограниченной линейностью фазы практически невозможно. Можно утверждать, что большинство аспектов, которые были определены как улучшающие характеристики громкоговорителей, ухудшились из-за этих мер.

Тем не менее, почти все исследования по теме линейности фаз отводили любую слышимость на второстепенное или третичное значение в рейтинге воспринимаемого качества звука. Это не очень хорошая новость на фоне негативного воздействия на устоявшиеся методы повышения качества звука.Что, если бы мы могли обойти все это с помощью DSP? Что, если бы мы могли спроектировать динамик, удовлетворяющий всем стандартным параметрам, а затем исправить фазовые ошибки с помощью DSP перед системой? Или использовать мощь DSP для разработки улучшенных кроссоверов с лучшими амплитудными и фазовыми характеристиками?

Это то, что обещают с некоторыми новыми динамиками DSP. Однако он никогда не сможет решить основную проблему несовпадения драйверов, дающих разные фазовые характеристики под разными углами. Также он не может исправить фазовые ошибки без значительной общей задержки.

Джеймс Крофт
Я считаю, что эти типы фазовой коррекции могут иметь ценность, но мой взгляд на то, для чего они подходят, вероятно, отличается от других. Я обнаружил, что слышимые эффекты коррелированной фазовой коррекции (при условии, что до и после фазовой коррекции левый и правый каналы не показывают разности фаз между ними) делятся на две категории:
• Небольшие слышимые различия, слышимые в безэховых условиях, но не в стандартных, эхогенных средах прослушивания (Примечание редактора: Джеймс Крофт провел тесты на прослушивание динамика с нулевой фазой в безэховой камере, где улучшения были очень, очень незначительными и не слышны при прослушивании номер.)
• слышны слышимые различия при исправлении больших фазовых ошибок; те, которые больше, чем те, которые встречаются в большинстве хороших динамиков.

Итак, я обнаружил, что лучше всего использовать эти меры фазовой коррекции не столько для улучшения стандартных громкоговорителей, сколько для обеспечения инструмента для улучшения характеристик в других, более слышимых категориях. Мои две основные категории:
1) Для исправления фазовой характеристики с целью исправления аномалий амплитуды, где есть фазовые ошибки, вызывающие аномалии амплитуды
2) И, что, вероятно, более важно, чтобы разрешить фазовую коррекцию систем, которые «специально» спроектированы так, чтобы иметь большие фазовые ошибки в обмен на некоторый другой выигрыш в производительности (например.g., улучшенная возможность большого сигнала).

Одним из примеров категории 2, который оказался значимым, была работа с нарезанными рогами. Если вы сконструируете двухканальный рупор, в котором один из регулируемых рупоров был настроен на 20 Гц, а второй регулируемый рупор был настроен примерно на 26 Гц, вызывая минимум отклонения во втором прослушиваемом рупоре, где первый прослушиваемый рупор имел максимум отклонения. Если вы запустите их параллельно, и эквалайзер формирует отклик каждого, чтобы воспользоваться преимуществом сохранения их перегрузки X-max до минимума, вы можете «потенциально» значительно увеличить общую производительность системы при том же размере драйвера и объеме корпуса.Я говорю «потенциально», потому что их выход скомпрометирован резкими фазовыми изменениями вокруг двух частот настройки, так что системы частично компенсируют друг друга, а не складываются.

Тем не менее, с фазовой коррекцией две системы могут быть синхронизированы друг с другом и демонстрировать все преимущества большой амплитуды сигнала от нулевого разности фаз и полного суммирования амплитуд. Таким образом, в этом случае преимущество не имеет ничего общего с улучшением фазовых ошибок с целью «качества» звука, а вместо этого используется улучшенная фазовая коррекция для улучшения «количества звука».”

Система просто была скорректирована по фазе в качестве вторичного эффекта, но этот аспект улучшения будет явно незначительным. Но большое улучшение сигнала составляет примерно 7 дБ. Я возьму на себя это напряжение, чтобы услышать изменение фазы в любой день!

Я обнаружил тот же эффект при объединении одинарного настроенного полосового динамика четвертого порядка параллельно с двойным настроенным полосовым низкочастотным динамиком шестого порядка и интеграции их в гибридную систему. Без фазовой коррекции фактически происходит потеря амплитуды, но с фазовой коррекцией можно добиться увеличения мощности большого сигнала от 5 дБ до 8 дБ.Есть и другие примеры, но это способы, которыми этот тип фазовой коррекции может иметь «реальные» выгоды.

Заключение
Как вы можете догадаться из этих замечаний, все в значительной степени на одной волне. Фаза просто не так слышна, как в неизменном, так и в нулевом градусе. Нулевая фаза может привести к очень незначительным улучшениям, если вы слушаете в безэховой среде, но любые незначительные улучшения, которые вы, возможно, услышали, теряются в среде прослушивания, где фаза рассеивается отражениями в помещении.

Как указал Крофт, есть законные применения нулевой фазы, которые обеспечивают существенные преимущества, например, в случае устройства коррекции помещения Trinnov, которое можно найти в студиях звукозаписи, кинотеатрах, домашних кинотеатрах и высококачественных двухканальных домашних приложениях. Однако Trinnov вызывает нулевую фазу в среде комнаты, что помогает суммировать несколько громкоговорителей в пространстве для прослушивания. Однако это сильно отличается от приукрашивания нулевой фазы безэховой характеристики громкоговорителя. VC

Ресурсы
Ф. Э. Тул, Воспроизведение звука: акустика и психоакустика громкоговорителей и комнат, Routledge, 2017.

Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 года.

matlab — Цифровой фильтр реального времени с нулевой фазой

Невозможно выполнить фильтр с нулевой фазой в реальном времени, потому что для фильтра с нулевой фазой требуются коэффициенты фильтра, симметричные относительно нуля. Это означает, что фильтр не является причинным или что текущий выходной сигнал зависит от будущего входа.Это, конечно, невозможно в случае реального времени и может быть подделано, как в случае с фильтром , во время постобработки.

То, что вы, вероятно, ищете, так это линейный фазовый фильтр. Не позволяйте названию сбивать вас с толку; это не означает, что фильтр производит какие-либо фазовые искажения. Это только означает, что к выходу применяется сдвиг по времени. Линейный фазовый сдвиг по частоте приводит к постоянному сдвигу во времени. Таким образом, в основном ваш вывод будет задержан на некоторое постоянное количество выборок (групповая задержка) от входа.

Таким образом, единственная разница между фильтром с нулевой фазой и линейно-фазовым фильтром состоит в том, что выходной сигнал линейно-фазового фильтра представляет собой задержанную версию выхода с нулевой фазой. Эту задержку можно учесть, отслеживая групповую задержку, если вам нужно синхронизировать выход по времени с входом.

Ответ на комментарий:

КИХ-фильтры гарантированно имеют линейную фазу, если их коэффициенты симметричны относительно центра. MATLAB может легко создавать эти типы фильтров с помощью таких функций, как fir1 или firpm.Примеры в документации этих функций должны показать вам, как их использовать.

Групповая задержка КИХ-фильтра с линейной фазой составляет (L-1) / 2 , где L — длина фильтра. Из-за этого и некоторых других вещей я обычно выбираю нечетную длину фильтра, чтобы задержка была согласована с выборкой, а не между выборками. Это в основном означает, что выходной сигнал будет задержан относительно входа на (L-1) / 2 отсчетов.

Реализация фактического процесса фильтрации, по сути, представляет собой дискретную свертку входа с фильтром.Это включает в себя инверсию коэффициентов фильтра, умножение их на самые последние входные выборки L и сложение этих результатов для получения единственной выходной выборки. Затем вводится новая входная выборка, и весь процесс повторяется снова, чтобы получить другую выборку (умножение и суммирование в скользящем окне). Вы должны найти в Интернете образец кода для свертки.

Это прямой способ выполнения КИХ-фильтрации, но для более длинных фильтров может быть более эффективным выполнение быстрой свертки с БПФ.Это будет намного сложнее сделать правильно, поэтому, если вы не говорите о высоких частотах дискретизации и длинных фильтрах, я бы просто выбрал прямой подход.

Нулевая фаза плана разработки продукта

Результат: правильное выполнение нулевой фазы имеет решающее значение для создания успешного плана разработки продукта. На этом этапе вы определите дизайн и технические требования к вашему продукту, которые станут прочной основой, на которой вы сможете начать свою инженерную деятельность.Проведите этот этап вдумчиво, и вы сможете избежать дорогостоящих ошибок.

Что такое нулевая фаза плана разработки продукта?

Успех любого плана разработки продукта всегда зависел от того, насколько серьезно разработчики относятся к Phase Zero. Цель этого этапа — четко понять существующую проблему, установить требования к продукту и подробно описать объем работ.

На нулевой фазе главный вопрос, на который нужно ответить, звучит так: , какой продукт вы разрабатываете?

На этом этапе необходимо детально оформить спецификации продукта и ключевые показатели эффективности.Эти спецификации обеспечивают прочную «конструктивную основу», на которой вы можете начать строить предварительные предположения, которые позволят целенаправленно провести следующую фазу (создание идей и концептуализация). Нулевой этап — также подходящее время для определения ролей и обязанностей для вас и вашей команды.

Вопросы, которые нужно задать во время нулевой фазы

Чтобы правильно составить план разработки продукта, вам необходимо знать, какие вопросы следует задавать во время выполнения операций Phase Zero.

Вот примерный список для начала — вы заметите, что большинство этих вопросов нацелены на четкое определение требований к продукту.

Что должен делать этот продукт?
Каковы основные функции продукта? Что такое «полезные» функции?
Какую проблему решает этот продукт?
Что не делает этот продукт?
Что нам понадобится для создания этого продукта?
Как мы будем измерять производительность этого продукта?
Кто будет пользователями нашего продукта?
Что нужно пользователям нашего продукта?
Какие высокоуровневые задачи мы ожидаем от пользователей?
Есть ли какие-либо цели COG, о которых следует помнить?
Существуют ли какие-либо нормативные требования, которым мы должны соответствовать?

Важность нулевой фазы в плане разработки продукта

«Прежде чем положить карандаш на салфетку, прежде чем вы испортите несколько досок и прежде чем рассматривать линии укладки, отделку поверхности и цвет — вам нужно прибить нулевую фазу», — Эндрю Годдард.

1. Создание основы для успеха разработки продукта

Думайте о нулевой фазе как о фундаменте для остальной части разработки вашего продукта. Когда дело доходит до дизайна продукта, дизайнеры руководствуются требованиями к продукту, установленными в ходе мероприятий Phase Zero.

Если проектирование начинается с требований, которые не были должным образом оценены, вы можете в конечном итоге разработать отличную систему — вовремя и в рамках бюджета, — но в конечном итоге она не будет соответствовать потребностям пользователя.

2. Уточнение ролей и обязанностей

Phase Zero — это также время, чтобы прояснить роли и обязанности членов вашей команды — невыполнение этого требования и отсутствие общего понимания могут привести к тому, что проекты растянут во времени.

3. Предотвращение расползания прицела для экономии времени и ресурсов

Одно из самых серьезных последствий плохо проведенной нулевой фазы — «ползание прицела». Если вы неправильно оцените требования к своему продукту на нулевом этапе, вы можете обнаружить, что ваша команда добавляет или заменяет функции в конце процесса разработки продукта.Это может серьезно отсрочить сроки выполнения проекта и стоить вам кучу денег.

4. Соответствие продукции требованиям и нормам

Важно, чтобы вы четко понимали требования к вашему продукту, прежде чем переходить от нулевой фазы, и оставались верными этим идеям в процессе разработки — это не позволит вам с головой уйти в дорогостоящие отклонения в дальнейшем в процессе.

Подробнее о правилах медицинского оборудования

5. Принятие разумных, основанных на исследованиях решений

Наконец, Phase Zero — это возможность резервного копирования данных и требований к вашему продукту.Бросьте вызов своим предположениям и установите количественные показатели для своего продукта — попробуйте отойти от качественных спецификаций, таких как «максимальная мощность». Это поможет вам разработать и создать продукт, действительно отвечающий потребностям людей.

Контрольный список нулевой фазы

Вот список того, что вы должны стремиться достичь во время деятельности в фазе ноль:

Разберитесь в своих маркетинговых и бизнес-целях
Установите требования к вашей продукции, включая как минимум: ориентировочную стоимость товара (COG), время выхода на рынок и критические характеристики (рыночные дифференциаторы)
Определите ваших пользователей и определите пользовательские задачи высокого уровня
Подробные технические характеристики с допусками
Установите ключевые даты и вехи
Разъяснить роли и обязанности членов команды
Подробно опишите ключевые области риска или уроки, извлеченные из предыдущих проектов, которые могут быть применимы к вашему новому проекту
Изучите конкурентоспособные или эквивалентные продукты — это особенно важно, если вы разрабатываете медицинское устройство, которое должно пройти разрешение FDA.

Узнайте, как сотрудничество с компанией промышленного дизайна может сэкономить время и ресурсы в процессе разработки продукта.

Оптимизация всех этапов за счет партнерства с фирмой по разработке продуктов

На этом первом этапе процесса разработки продукта проходит много важной работы. Может быть, у вас есть блестящая идея, но вы не знаете, с чего начать, когда речь идет об исследованиях пользователей и технических характеристиках продукта.

Нет проблем — благодаря партнерству с компанией-разработчиком продукта все этапы плана разработки продукта можно оптимизировать, чтобы ускорить вывод продукта на рынок, сократить количество отходов и обеспечить соблюдение нормативных требований.

В Goddard Inc. наша команда инженеров и дизайнеров хорошо разбирается в деятельности Phase Zero в области разработки медицинских устройств, наук о жизни и диагностики, а также высокотехнологичных потребительских и промышленных технологий.

От концепции до производства наши высококвалифицированные инженеры и дизайнеры обеспечивают конкурентное преимущество благодаря нашей модели партнерства на месте, приверженности качеству, совместному опыту и уникальным программам развития сотрудников.

Нам хотелось бы услышать, над чем вы работаете.

Расскажите о своем проекте, и давайте начнем разговор о создании продуктов с технической точностью и элегантным дизайном.

3. Вейвлеты и полярность | Knowledgette

— В этой статье мы обсудим вейвлеты и полярность более подробно.Как мы отмечали в последней статье Knowledgette, если у вас есть вейвлет и каротаж импеданса, простая свертка этих двух данных сгенерирует синтетическую сейсмограмму. Поэтому совершенно необходимо углубить наше понимание вейвлетов. Обратите внимание, что мы говорим о «сейсмических вейвлетах», не путать с «математическими вейвлетами». Теория всплесков в математике, хотя и очень полезна в геофизике, не связана с сейсмическими всплесками. Это просто неудачное и сбивающее с толку использование одного и того же имени. Типичный исходный вейвлет от пневматической пушки или динамита является причинным.То есть до нулевого момента времени энергии нет, динамит молчит, пока не взорвется. Как оказалось, эти причинные вейвлеты также имеют минимальную фазу. Что это значит? Что такое фаза вейвлета? Что ж, наша маленькая вейвлетная закорючка может быть полностью представлена тремя другими величинами, полученными с помощью преобразования Фурье: частотный спектр, фазовый спектр и масштаб амплитуды. С точки зрения интерпретатора сейсмических данных, есть два важных факта об этих вейвлетах источника с минимальной фазой.Во-первых, точка нулевого времени вейвлета, где энергия сначала поднимается выше нуля, — это место, где должно быть зафиксировано отражение. Это трудное место для выбора, поэтому могут возникнуть практические трудности. Во-вторых, вейвлет источника динамита или пневматической пушки имеет тенденцию быть очень длинным и петлевым, так что каждый отражающий интерфейс будет создавать длинную серию петель, что затрудняет, если не делает невозможным, отличить геологию от артефактов сбора данных. Обратите внимание, как вся энергия в показанном вейвлете направлена вперед.Так что же делать? В последней статье Knowledgette мы обсуждали свертку, комбинирующую вейвлет с геологией для получения сейсмических данных. Наши находчивые сейсмические процессоры могут выполнять за нас обратный процесс, деконволюцию, вычисление входного вейвлета и затем замену его более коротким вейвлетом с лучшими характеристиками. Если все сделано правильно, деконволюция должна удалить все колебания вейвлета от импульса к выстрелу, часто возникающие на суше, а также удалить большинство дополнительных петель из исходного вейвлета. Кроме того, новый вейвлет всегда должен иметь нулевую фазу, что означает, что вейвлет симметричен, а нулевой момент времени центрируется на пике или впадине, с которого начинается вейвлет.Так что это больше не причинный вейвлет, все происходит до нулевого времени, но это нормально. Интерпретировать такой вейвлет намного проще. Давайте немного углубимся в фазу вейвлета и рассмотрим вращение фазы вейвлета. Если мы возьмем волну греха и добавим к ней постоянный угол, мы «повернем» эту волну. Пики и впадины перемещаются во времени. Мы можем сделать то же самое с сейсмическим вейвлетом. На слайде мы начинаем с красивого вейвлета с нулевой фазой, а затем начинаем добавлять к нему фазу с постоянными приращениями в 30 градусов.Зеленым цветом мы показываем огибающую, внутри которой вейвлет всегда остается, независимо от поворота. Кстати, тридцать градусов — это примерно предел того, что можно увидеть невооруженным глазом. Вращения меньшего размера очень трудно увидеть. Здесь мы видим четыре идентичных вейвлета, фазы которых повернуты на 30, 60 и 90 градусов. Краткое обсуждение аналитических вейвлетов. Есть несколько формулировок, которые дают вещи, похожие на вейвлеты, в частности вейвлеты Рикера и Косинус Белла. Лично я не являюсь их поклонником, особенно Ricker.По моему опыту, они не очень хорошо воспроизводят настоящие вейвлеты, поэтому я их не использую. Обычно они увеличивают боковые доли. Однако есть и те, кто ими клянутся. Как говорится, ваш пробег может отличаться. Самая важная и самая сложная тема вейвлетов — это полярность. Когда представлен хороший сейсмический разрез, что представляет собой положительный пик вейвлета? Означает ли это увеличение коэффициента отражения? Или уменьшение? Это, конечно, фундаментальный вопрос и абсолютно ключ к правильной интерпретации чего-либо, кроме грубой структуры.SEG определил, что для вейвлета с нулевой фазой положительный коэффициент отражения представлен центральным пиком, то есть положительным числом. Однако во многих компаниях и во многих бассейнах это соглашение фактически отменено, поэтому на него нельзя положиться. Кроме того, поскольку единственная разница между сейсмическими разрезами положительной полярности и отрицательной полярности — это умножение на минус один, обработка может легко ошибиться. Таким образом, с практической точки зрения переводчик никогда не может поверить в то, что полярность соответствует заявленной, но должен проверить ее, посмотрев на отражатель на дне воды, сделав привязку к колодцу или каким-либо другим методом.Так почему мы заботимся о вейвлете и его фазе? Для структурных креплений скважин, если у нас неправильная полярность вейвлета, наша привязка может быть легко разорвана петлей, что составляет примерно 30 метров или 100 футов. Это, безусловно, может внести значительную ошибку в структурную интерпретацию, а также ввести интерпретатор в неправильный цикл, что усложнит и вызовет подозрение на связывание циклов и весь процесс интерпретации. Конечно, для количественной интерпретации, когда интерпретатор пытается связать сейсмический отклик со свойствами породы и флюидов, неправильная фаза вейвлета может сделать практически невозможным создание связной истории, поскольку все сейсмические импедансы будут неверными.Точно так же фазовая проблема нарушит стратиграфическую интерпретацию, где небольшие изменения формы петли часто сигнализируют о важных стратиграфических изменениях. Если цикл изначально неправильный, то изменения становится очень трудно интерпретировать. Итак, каковы наиболее распространенные подводные камни вейвлетов? Наиболее распространенным является то, что фаза на самом деле не равна нулю. Это гораздо чаще, чем вы думаете. После многих лет создания высококачественных скважинных связей я на самом деле редко видел вейвлеты с нулевой фазой на сейсмических данных.Кажется, что обычно вейвлет имеет остаточную фазу около 20-30 градусов. Я не совсем уверен, почему это так, но я наблюдал именно это. Поскольку это находится на пределе заметности на глаз, это не слишком серьезно для нормальной работы, но может вызвать проблемы при просмотре тонких функций. Иногда фазовая ошибка намного больше, часто отклоняясь примерно на 90 или 180 градусов, полярность меняется. Ошибки такого рода могут иметь катастрофические последствия для интерпретации и обычно вызваны либо ошибкой обработки, либо недопониманием в процессе обработки или загрузки данных.Это иллюстрирует, почему так важно, чтобы интерпретатор был вовлечен в обработку, чтобы обеспечить общее понимание. Реже, но я видел, как это происходит, просто плохо сделанная деконволюция. Мы не будем здесь обсуждать детали, но особенно адаптивная деконволюция, если ее не делать вдумчиво, может странным и непредсказуемым образом искажать фазу вейвлета. Наконец, я редко встречал данные, в которых фаза вейвлета не постоянна, а вращается в зависимости от глубины.Это может быть особенно пагубным, так как фаза может быть правильной на дне воды и неправильной на цели. Таким образом, мы расширили значение вейвлета, чтобы он означал гораздо больше, чем сигнал от нашего сейсмического источника. Фактически, мы говорим, что вейвлет — это какая-то маленькая петля, которую мы свернули с нашей моделью земли, чтобы создать сейсмический разрез. Вейвлеты определяются их частотным спектром и их фазовым спектром. Вейвлет может иметь постоянную фазу или фазовый спектр может изменяться в зависимости от частоты.Особым случаем переменной фазы является минимальная фаза или причинный вейвлет. Вейвлет с постоянной фазой и нулевой фазой является целью сейсмической обработки, так как это дает хороший симметричный вейвлет с пиком, центрированным на отражающем горизонте, что упрощает интерпретацию. Существует стандарт SEG для полярности вейвлетов, однако он не всегда соблюдается, и утверждения о полярности набора сейсмических данных всегда должны подтверждаться и никогда не приниматься как должное. Ошибки фазы вейвлета могут легко перерасти в ошибки интерпретации всех видов, от структурных до стратиграфических и количественных.Вейвлет — это наша линза, через которую мы смотрим на нашу геологию, и нам нужно убедиться, что наша линза настолько ясна и чиста, насколько это возможно.

Уловок DSP: выполнение нулевой фазы фильтрации

Вы можете отменить нелинейные фазовые эффекты БИХ-фильтра, следуя процессу, показанному на рис. 13-31 (а) ниже . Выход y (n) будет отфильтрованной версией x (n) без искажения фазы, вызванного фильтром.

Рисунок 13-31.Два эквивалентных метода фильтрации нулевой фазы.

В этой схеме дважды используется один и тот же БИХ-фильтр, а этап обращения времени представляет собой прямое изменение направления последовательности во временной области влево-вправо.

Учтите следующее. Если некоторый спектральный компонент в x (n) имеет произвольную фазу α градусов, а первый фильтр вызывает фазовый сдвиг-β градусов, фаза этого спектрального компонента в узле A будет составлять α — β градусов. Первый шаг реверсирования времени будет сопрягать эту фазу и вызывать дополнительный фазовый сдвиг на -θ градусов.

Следовательно, фаза компонента в узле B будет — α + β — θ градусов. Фазовый сдвиг второго фильтра на — β градусов дает фазу — α — θ градусов в узле C.

Последний этап обращения времени ( часто опускается в литературных описаниях этого процесса фильтрации с нулевой фазой ) сопрягает эту фазу и снова вызывает дополнительный фазовый сдвиг на -θ градусов. К счастью, фаза спектрального компонента в y (n) будет α + θ — θ = α градусов, та же фаза, что и в x (n) .Это свойство дает общий фильтр, фазовая характеристика которого равна нулю градусов во всем частотном диапазоне.

Эквивалентный фильтр нулевой фазы представлен на рис. 13-31 (b) выше . Конечно, эти методы фильтрации с нулевой фазой не могут выполняться в реальном времени, потому что мы не можем повернуть время вспять (по крайней мере, не в нашей Вселенной).

Эта фильтрация представляет собой блочную обработку или автономный процесс , такой как фильтрация звукового файла на компьютере.Прежде чем мы начнем обработку, у нас должны быть все образцы времени. Начальное изменение времени на Рис. 13-31 (b) выше иллюстрирует это ограничение.

В начале и в конце отфильтрованных последовательностей будут присутствовать переходные эффекты фильтра. Если переходные эффекты мешают в данном приложении, рассмотрите возможность отбрасывания L отсчетов с начала и конца окончательной временной последовательности y (n) , где L в 4 (или 5) раз больше порядка БИХ-фильтра. .

Между прочим, окончательная амплитуда колебаний полосы пропускания (в дБ) этого процесса фильтрации с нулевой фазой будет в два раза больше, чем пульсации полосы пропускания одиночного БИХ-фильтра. Окончательное затухание в полосе заграждения также будет вдвое больше, чем у одиночного фильтра.

Эта текущая серия статей, используемая с разрешения издателя Prentice Hall, основана на материалах, защищенных авторским правом, из книги Ричарда Г. Лайонса «UnderstandingDigital Signal Processing, Second Edition». Книгу можно приобрести в Интернете.

Ричард Лайонс — системный инженер и преподаватель Besser Associates. В качестве преподавателя Бессера и преподавателя Калифорнийского университета в Санта-Крузе Лайонс проводил семинары и учебные курсы по цифровой обработке сигналов на технических конференциях, а также в таких компаниях, как Motorola, Freescale, Lockheed Martin, TexasInstruments, Conexant, Northrop Grumman, Lucent, Nokia, Qualcomm, Honeywell, National Semiconductor, General Dynamics и Infinion.

Продолжить чтение

От нулевой фазы до героя разработки продукта: практическое руководство

Блэр Эрбстойзер, руководитель проекта, Stratos Product Development

Все любят героев. В случае разработки продукта эти герои часто молчат, поскольку их проекты проходят гладко, избегая минных мин тонущих проектов, которые потеряли свой путь.Эти герои также часто могут избегать прыжков через обруч в последнюю секунду, которые регулярно требуются их командам для доставки продукта.

Так как же вы можете стать героем в разработке продукта и спасти свою команду от реактивной драмы, которая слишком часто встречается в процессе разработки? Чтобы повысить шансы стать героем разработки продукта в вашей организации, экономия времени заключается в том, чтобы определить, есть ли у вашей идеи потенциал, еще до начала проекта. Это итеративное предварительное упражнение часто называют нулевой фазой.

Phase Zero — это деятельность на раннем этапе планирования для оценки инновационных возможностей при построении экономического обоснования для поддержки инвестиционного решения. Проекты, в которых используется этот этап, выполняются эффективно и имеют более высокую вероятность достижения целевых показателей производительности, бюджета и графика. Типичные цели Phase Zero включают в себя создание первоочередной уверенности в том, что существует реальная возможность для бизнеса, и получение уверенности в том, что для ее решения можно разработать жизнеспособный продукт.

Если у вас уже есть обнадеживающие ответы или сценарии для достижения этих целей, вы, вероятно, готовы перейти к более традиционным этапам разработки продукта и стать героем. Если нет, попробуйте применить нулевую фазу, чтобы получить ответы на эти или похожие вопросы.

Phase Zero Essentials

Хотя провести время вперед может быть трудно, потому что люди полны энтузиазма и готовы приступить к делу, время, которое вы потратили на то, чтобы задать важные вопросы, окупится с избытком для будущего успеха.На этом этапе важно задействовать межфункциональную команду, чтобы гарантировать, что проект с самого начала связан со всеми техническими и бизнес-дисциплинами, чтобы ответить на все вопросы.

Вот краткий обзор основных областей, по которым необходимо собрать ключевые отзывы перед запуском проекта:

Создание ИС и владение: многие проекты запускаются только для того, чтобы потом отказаться от них из-за юридических проблем, ранее существовавших патентов и т. Д. Проведите предварительное исследование и поймите, будет ли ваша инновация свободна в использовании.
Оценка технологий: насколько зрелая ваша технология? Как будет выглядеть коммерческая конфигурация? Если стратегия разработки продукта рискованна, потратьте время на испытательный прототип. Вы даже можете подумать о том, чтобы пойти дальше и провести прикладное исследование.

Нормативная стратегия

(при необходимости): Непонимание или неполное понимание требований к возмещению расходов и нормативных требований, связанных с продуктом, — обычное место, где можно споткнуться в дальнейшем.Найдите время, чтобы определить свою стратегию.

Бизнес-модель

: определите факторы, которые понадобятся вам для адекватного расчета рентабельности инвестиций (ROI) позже. На данном этапе годятся грубые концепции, но следует учитывать ожидания прибылей и убытков, предполагаемый доход и приемлемую маржу прибыли.
Знание клиента и компании: убедитесь, что вы понимаете главные приоритеты своего клиента и определили ключевые результаты, которые станут результатом проекта.Спросите себя: «Соответствуют ли эти результаты потребностям клиента?» Кроме того, крайне важно определить, действительно ли ваша компания или организация может взяться за проект или вам нужно сотрудничать с кем-то еще. Быть оптимистом — это здорово, но слишком многообещающие или недовольные результаты редко заканчиваются хорошо для кого-либо.
Первоначальный черновик: создайте начальный план разработки продукта и определите основные этапы и первый проход ресурсов, необходимых для успешного завершения проекта.На этом этапе уместны грубые идеи, так как более подробное планирование станет одним из следующих шагов, если усилия получат зеленый свет.

В Phase Zero держите свои мысли и обсуждения на высоком уровне и не увязайте в болтах и гайках. Я имею в виду буквально, так как очень легко потратить время и перейти к стадии детализации, которая, несомненно, изменится на этой ранней стадии. Если кто-то действительно начинает говорить о том, какие гайки или болты следует использовать для чего-либо, остановите их и верните разговор на соответствующий уровень.

Результатом Phase Zero является принятие решения о переходе на следующий уровень разработки продукта — ни больше, ни меньше. Начиная свой следующий проект, примите во внимание указанные выше моменты. Если ответы еще не очевидны, предложите усилие на нулевом этапе и привлеките необходимых участников для реализации стратегии. Попробуйте и не бойтесь быть героем.

Блэр Эрбстоезер — руководитель проекта в Stratos Product Development. Он имеет 14-летний опыт разработки продуктов в качестве менеджера проектов / программ и инженера-механика, ранее работал в Guidant, Boston Scientific и Microsoft.Его внимание было сосредоточено на медицинских устройствах класса II и III и на передовых массовых потребительских товарах. Он получил степень магистра в области медицины и науки Вашингтонского университета и степень бакалавра медицинских наук Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. С ним можно связаться по адресу [email protected].