Lekcje elektryczne: podstawy dla początkujących elektryków, prąd i napięcie, jak obliczyć

Jeśli jakakolwiek jednostka elektryczna ulegnie awarii, właściwym rozwiązaniem byłoby wezwanie specjalisty, który szybko naprawi problem.

Jeśli nie jest to możliwe, lekcje dla elektryków pomogą ci samodzielnie naprawić tę lub inną awarię.

W takim przypadku warto pamiętać o środkach bezpieczeństwa, aby uniknąć poważnych obrażeń.

Inżynieria bezpieczeństwa

Zasad bezpieczeństwa należy nauczyć się na pamięć – to pozwoli zachować zdrowie i życie, jednocześnie eliminując problemy z elektrycznością. Oto najważniejsze podstawy elektryczne dla początkujących:

• Pierwsze prace przy sieciach najlepiej wykonywać pod nadzorem doświadczonego elektryka.
• Nie zaleca się pracy z samym wysokim napięciem. Zawsze w pobliżu powinien być ktoś, kto ubezpieczy na wypadek problemów - odłączy sieć, wezwie pogotowie i udzieli pierwszej pomocy.
• Wszystkie prace powinny być wykonywane w sieciach pozbawionych napięcia. Musisz również upewnić się, że nikt nie podłącza prądu podczas instalacji.

Aby wykonać prace instalacyjne, musisz kupić czujnik (wskaźnik fazy), podobny do śrubokręta lub szydła. To urządzenie pozwala znaleźć przewód pod napięciem - po jego wykryciu zapala się wskaźnik na czujniku. Urządzenia działają na różne sposoby, na przykład po naciśnięciu odpowiedniego kontaktu palcem.

Przed rozpoczęciem pracy należy użyć wskaźnika, aby upewnić się, że wszystkie przewody nie są odłączone od napięcia.

Faktem jest, że czasami okablowanie jest ułożone nieprawidłowo - maszyna przy wejściu odłącza tylko jeden przewód, bez odłączania zasilania całej sieci. Taki błąd może prowadzić do smutnych konsekwencji, ponieważ osoba ma nadzieję na całkowite wyłączenie systemu, podczas gdy jakiś obszar może być nadal aktywny.

Rodzaje obwodów, napięcie i prąd

Obwody elektryczne można łączyć równolegle lub szeregowo. W pierwszym przypadku prąd elektryczny jest rozprowadzany na wszystkie obwody połączone równolegle. Okazuje się, że całkowita jednostka będzie równa sumie prądu w dowolnym obwodzie.

Połączenia równoległe mają to samo napięcie. W połączeniu szeregowym prąd jest przesyłany z jednego systemu do drugiego. W rezultacie w każdej linii płynie ten sam prąd.

Nie ma sensu rozwodzić się nad technicznymi definicjami napięcia i prądu (A). Wyjaśnienie z przykładami będzie znacznie jaśniejsze. Tak więc pierwszy parametr wpływa na to, jak dobrze musisz izolować różne obszary. Im jest większy, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w jakimś miejscu. Wynika, że wysokie napięcie wymaga dobrej izolacji. Gołe złącza należy trzymać z dala od siebie, od innych materiałów i od podłoża.

Napięcie elektryczne (U) jest zwykle mierzone w woltach.

Silniejsze napięcie jest bardziej zagrażające życiu. Ale nie zakładaj, że niski jest całkowicie bezpieczny. Zagrożenie dla ludzi zależy również od siły prądu przepływającego przez ciało. A ten parametr już bezpośrednio podlega rezystancji i napięciu. W tym przypadku opór ciała związany jest z oporem skóry, który może się różnić w zależności od stanu moralnego i fizycznego osoby, wilgotności i wielu innych czynników. Zdarzały się przypadki, gdy osoba zmarła z powodu porażenia prądem o napięciu zaledwie 12 woltów.

Ponadto w zależności od natężenia prądu dobierane są różne przewody. Im wyższe A, tym grubszy drut jest potrzebny.

Zmienna i stała

Kiedy elektryczność była w powijakach, prąd stały był dostarczany konsumentom. Okazało się jednak, że standardowa wartość 220 woltów jest prawie niemożliwa do przesłania na duże odległości.

Z drugiej strony nie można dostarczyć tysięcy woltów - po pierwsze jest to niebezpieczne, a po drugie wytwarzanie urządzeń pracujących przy tak wysokim napięciu jest trudne i kosztowne. W rezultacie postanowiono przekonwertować napięcie - do miasta dociera 10 woltów, a do domów już 220 woltów. Transformacja odbywa się za pomocą transformator.

Częstotliwość napięcia wynosi 50 Hz. Oznacza to, że napięcie zmienia swój stan 50 razy na minutę. Zaczyna się od zera i wzrasta do 310 woltów, następnie spada do zera, potem do -310 woltów i znów rośnie do zera. Wszystkie prace odbywają się cyklicznie. W takich przypadkach napięcie w sieci wynosi 220 woltów - dlaczego nie 310, zostanie omówione później. Za granicą istnieją różne parametry - 220, 127 i 110 woltów, a częstotliwość może wynosić 60 herców.

Moc i inne parametry

Energia elektryczna jest potrzebna do wykonania pewnych prac, takich jak obracanie silnika lub podgrzewanie akumulatorów. Możesz obliczyć, jaką pracę wykona, mnożąc prąd przez napięcie. Na przykład grzejnik elektryczny o napięciu 220 woltów i mocy 2,2 kW zużyje 10 A.

Standardowy pomiar mocy jest w watach (W). Prąd elektryczny o natężeniu 1 ampera przy napięciu 1 wolta może wytworzyć 1 wat mocy.

Powyższy wzór stosuje się dla obu rodzajów prądu. Obliczenie pierwszego ma jednak pewną trudność - konieczne jest pomnożenie aktualnej siły przez U w każdej jednostce czasu. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że wskaźniki napięcia i siły prądu przemiennego zmieniają się cały czas, będziesz musiał wziąć całkę. Dlatego koncepcja została zastosowana efektywna wartość.

Z grubsza rzecz biorąc, efektywnym parametrem jest średnia wartość prądu i napięcia, dobrana w specjalny sposób.

Prąd przemienny i stały ma amplitudę i stan efektywny. Parametr amplitudy to maksymalna jednostka, do której napięcie może wzrosnąć. Dla typu zmiennej liczba amplitudy jest równa liczbie efektywnej pomnożonej przez 2. To wyjaśnia wskaźniki napięcia 310 i 220 V.

Prawo Ohma

Kolejną koncepcją w podstawowych podstawach elektrycznych dla początkujących jest prawo Ohma. Twierdzi, że natężenie prądu jest równe napięciu podzielonemu przez opór. Prawo to dotyczy zarówno prądu przemiennego, jak i prądu stałego.

Rezystancja jest mierzona w omach. Tak więc prąd o natężeniu 1 ampera przepływa przez przewodnik o rezystancji 1 oma przy napięciu 1 wolta. Prawo Ohma ma dwie interesujące konsekwencje:

• Jeśli znasz A przepływający przez system i rezystancję obwodu, to moc można obliczyć.
• Moc można również obliczyć znając efektywny opór i U.

W tym przypadku, aby określić moc, nie jest pobierane napięcie sieciowe, ale U przykładane do przewodu. Okazuje się, że jeśli jakiekolwiek urządzenie jest podłączone do systemu za pomocą przedłużacza, akcja zostanie zastosowana zarówno do urządzenia, jak i do przewodów przedłużacza. W rezultacie przewody się nagrzeją.

Oczywiście niepożądane jest nagrzewanie się połączeń, ponieważ prowadzi to do różnych zakłóceń w działaniu instalacji elektrycznej.

Jednak główne problemy nie dotyczą samego przewodu, ale różnych punktów połączeń. W tych punktach rezystancja jest dziesięciokrotnie większa niż na obwodzie drutu. Z biegiem czasu, w wyniku utleniania, opór może tylko wzrosnąć.

Szczególnie niebezpieczne są połączenia różnych metali. W nich procesy utleniania przebiegają znacznie szybciej. Najczęstsze strefy połączeń to:

• Miejsca, w których przewody są skręcone.
• Zaciski do przełączników, gniazd.
• Styki zaciskowe.
• Kontakty w rozdzielnicach.
• Wtyczki i gniazda.

Dlatego podczas naprawy pierwszą rzeczą do zrobienia jest zwrócenie uwagi na te obszary. Muszą być dostępne do instalacji i sterowania.

Przestrzegając powyższych zasad, możesz samodzielnie rozwiązać niektóre domowe problemy związane z elektryką w domu. Najważniejsze jest, aby pamiętać o środkach ostrożności.