Виктор Егель

Страница 6 из 6« Первая...23456

Как измерить электрическое заземление

Измерить величину электрического сопротивления растеканию тока в грунте можно несколькими способами:

 1 Способ. С помощью специальных  приборов типа М-416,  Ф-4103-Ь1,  M1-2124,  имеющихся в наличии в электроизмерительной лаборатории. Измерение проводится способом «трех земель».
На рисунке №1  изображена схема подключения прибора и «земель». Чтобы определить величину конкретно изготовленного заземления нужно иметь две дополнительные «земли».

 В качестве дополнительных «земель» можно использовать переносную «землю» (металлический штырь длинной около метра с отходящим от него проводом) или находящиеся поблизости заземленные устройства (водопроводная труба, арматура фундамента дома и т.д.). Измеряемая «земля» и две дополнительных «земли» располагаются друг от друга на расстоянии 10 — 15 метров. Все =земли=  одновременно подключаются к прибору.

Пользуясь инструкцией по применению прибора можно определить величину сопротивления заземления. Обычно это величина порядка 10 — 100 Ом.

Можно измерить электрическое заземление и не имея специального прибора:

  •  применив милиамперметр на 500 мА и аккумулятор на 12 Вольт. (2 способ);
  • обычным омметром. (3 способ).

2 Способ. Более точные измерения получаются с применением миллиамперметра постоянного тока на 500 мА и аккумуляторной батареи на 12 вольт. Проведя соответствующие замеры, выполнив несложные расчеты, можно получить довольно точный искомый результат.

Таким способом мною было проведено измерение сопротивления заземления устроенного в моем гараже.

Мое заземление состоит из трех уголков длиной по 1.5 метра забитых в землю и соединенных между собой с помощью сварки (расстояние между уголками 1 метр). Все последующие действия и замеры привожу ниже.

Посмотрим на рисунок № 2.

  • Зем1 = Зг — заземление, которое нужно замерить, расположено в гараже. В качестве дополнительных «земель» будут использованы:
  • Зем2 = Здом  - заземление,расположеное дома (штыть длиной 2 метра, забитый в грунт);
  • Зем3 = Здоп  — дополнительное, временное заземление (железный штырь длиной 1 метр забитый в грунт).

Расстояния между «землями» около 10 — 15 метров, друг от друга и от основного заземления З1. Собираем цепь, состоящую из аккумуляторной батареи 12 вольт, миллиамперметра на ток до 500 мА и соединительных проводов.

Подключим эту цепь поочередно к Зем1 и Зем2, затем к Зем2 и Зем3,  затем к Зем3 и Зем1.
Запишем показания прибора для трех случаев измерения. Для наглядности показания прибора запишем в таблицу.


В первой графе показан замер между Зем1 и Зем2 равный 120 миллиампер или 0.12 ампера , во второй Зем2 и Зем3 равный 60 миллиампер или 0.06 ампера. Третий замер Зем3 и Зем1 равный 100 миллиампер или 0.1 ампера.

По каждому замеру проведем расчет полученной величины сопротивления по формуле:  R = U : I

  • для  Зем1 + Зем2;    R = U : I;   R = 12 : 0,12 = 100 Ом.
  • для  Зем2 + Зем3;    R = U : I;   R = 12 : 0,06 = 200 Ом.
  • для  Зем3 + Зем1;    R = U : I;   R = 12 : 0,1 = 120 Ом.

Получились три уравнения с тремя неизвестными. Вспомним арифметику за 5 класс.
1) Зем1 + Зем2 = 100;
 2) Зем2 + Зем3 = 200;
3) Зем3 + Зем1 = 120.
Высчитаем величины сопротивлений Зем1, Зем2, Зем3.

Из уравнения 1) Зем1 = 100 — Зем2;
Из уравнения 3) Зем3 = 120 — Зем1;

Тогда: Зем3 = 120 — Зем1 = 120 — (100 — Зем2) = 120 — 100 + Зем2 = 20 + Зем2.
 Из уравнения 2) Зем2 = 200 — Зем3 = 200 — (20 + Зем2) = 200 — 20 — Зем2 = 180 — Зем2.
 или  Зем2 = 180 — Зем2,  2Зем2 = 180,  т.е.
 Зем2 = 180 : 2 = 90
 Зем1 = 100 — Зем2 = 100 — 90 = 10,
 Зем3 = 120 — Зем1 = 120 — 10 = 110.

Таким образом имеем:
Зем1 = Зг = 10 Ом — величина заземления в гараже;
Зем2 = З дом = 90 Ом — величина заземления в доме;
Зем3 = З доп = 110 Ом — величина дополнительного заземления.

 

Как изготовить электрическое заземление

Наш дом «напичкан» современной электротехникой. Это аудио и видео техника, холодильные камеры и духовые шкафы, устройства обогрева и кондиционирования воздуха.

По современным стандартам и в целях защиты от поражения электрическим током, всю эту электрическую технику необходимо заземлять.

. Если вы живете в квартире многоэтажного дома, то сейчас в новых домах электрическая сеть уже прокладывается с третьим, заземлительным проводом. На всех электрических розетках он существует. Очень нежелательно заземляться к батареям отопления и водопровода, при этом вы подвергаете себя и своих близких опасности поражения электрическим током.

В собственном доме заземление можно изготовить самостоятельно. Самое простое электрическое заземление состоит из трубы или арматуры длиной 1.5 — 2 метра забитой в грунт. В верхней части трубы сверлится отверстие под болт. Проводом труба соединяется с электрическим устройством, или со щитком заземления, куда будут впоследствии подключаться новые электрические устройства.

Такое заземление будет иметь сопротивление величиной 100 — 150 Ом, в зависимости от сопротивления грунта, его влажности, времени года (зимой земля промерзает, летом высыхает). Подобное заземление, в виде штыря забитого в землю, применяется для заземления маломощных электрических устройств или радиоприемников.

Если Вы не хотите чтобы ваша электробезопасность зависела от капризов природы, необходимо изготовить надежное контурное заземление. Для заземления электрических устройств в несколько десятков киловат, сопротивление растекания тока в земле должно быть не более 10 Oм.

Такое заземлительное устройство выполняется следующим образом:

  •  выбирается участок около дома, где не предполагается в дальнейшем копать траншей, устраивать площадки для игр и отдыха;
  • вскрывается грунт на глубину 0.5 метра;
  • забивается в землю 3 — 4 — 5 металлических стальных стержней (уголок 50×50 мм. или трубу) чистых от ржавчины (а лучше если они оцинкованы), длиной 2 — 2.5 метра.

Стержни забиваются друг от друга на расстоянии около метра, в ряд или в два ряда, или треугольником.

После этого, забитые ниже уровня земли на 0.5 метра, стержни соединяются между собой металлической шиной или толстым прутом, с помощью сварки (обязательно). Далее, той же металлической шиной или прутом, на глубине 0.5 метра в земле ведется в дом, к щитку заземления.

Затем весь этот котлован  засыпается грунтом и превращается в газон. Подобное заземлительное устройство (контурное заземление), хотя и трудоемко в исполнении, но вполне электрически надежно.

Сопротивление растекания тока, этого или любого другого заземления, можно измерить с помощью специального прибора М-416  или другими средствами.

Электромонтажные работы под напряжением

Работа, которую ОПАСНО ДЕЛАТЬ

 В случае крайней необходимости, если нет возможности отключить напряжение в сети, а электромонтажные работы необходимо проводить, нужны дополнительныемеры предосторожности.

Выполнять работу обязательно двум исполнителям. Один выполняет непосредственную работу, второй все время находится рядом и страхует его в случае непредвиденных ситуаций, подает необходимые инструменты.

Работы проводятся не с лестниц или стремянок, а с сухих деревянных подставок или прочных устойчивых подмостков. Необходимо одеться в рабочую одежду с длинными рукавами, брюки, ботинки и головной убор.

Это дополнительно обезопасит поверхность тела от механических и электрических повреждений и  от случайных прикосновений к частям находящимся под напряжениям.  

Необходимо соблюдать предельную осторожность:

  •   отключить все потребители электроэнергии на этом участке;
  • пользоваться основными и дополнительными диэлектрическими защитными средствами.

Чтобы отключить или подключить к действующей сети дополнительную проводку необходимо:

  • предварительно подготовить и проверить новую дополнительную проводку;
  • встать на сухую диэлектрическую подставку или резиновый коврик;
  • обезопасить себя по бокам и сзади сухими деревянными щитами от случайного прикосновения к токопроводящим стенам;
  • вскрыть от изоляции только один провод(фазу) на которой будут проводиться работы, другой провод(фаза) должен быть защищен (заизолирован, закрыт, недоступен) от случайного прикосновения;
  • работы проводить в очках, т.к. при разъединении проводов, находящихся под током, может возникнуть электрическая дуга;
  • закончив переключать один провод(фазу) и заизолировав его, приступают к переключению второго провода, соблюдая все выше изложенные меры предосторожности.

Нужно стремиться к тому, чтобы работы проводить не двумя руками, а попеременно — то одной, то другой. Это дополнительная страховочная мера. Закончив все переключения, внимательно проверяют проделанную работу, а затем поочередно включают потребители электрической энергии, в том числе и вновь подключенную цепь.

Правила электробезопасности

Здесь мы рассмотрим только работы на сетях с напряжением до 1000 вольт.
Ток силой
0.1 А проходящий через тело человека опасен для жизни. Электрическое  сопротивление тела человека в нормальном состоянии равно 10-100 КОм.

В особо неблагоприятных случаях (болезненное состояние, сильное потоотделение и т.д.) электрическое сопротивление кожи человека снижается и равно 500-1000 Ом. Тогда напряжение в 40 Вольт уже становится опасным для жизни.

Поражение электрическим током случается чаще всего из-за:

  • -прикосновения к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам;
  • -прикосновениям к токопроводящим частям не являющимся частями электроустановок, но случайно оказавшимися под напряжением;
  • -нахождения вблизи места соединения с землей оторванного провода электрической сети.
    Опасность поражения электрическим током возникает  тогда, когда человек стоит на земле и одновременно касается  одного из проводов или другой токоведущей части.

Опасно также прикосновение к одному из проводов и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей.Наиболее опасно одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Меры предупреждения от поражения электрическим током.
Для предупреждения электрического травматизма применяются защитные средства. В них входят:

  • основные защитные изолирующие средства:

Это диэлектрические перчатки, инструмент с изолирующими ручками    (отвертки, пассатижи, бокорезы и т.д.), указатели напряжения (электроизмерительный прибор, контрольная электрическая лампа, отвертка с неоновой лампочкой);  

  • дополнительные защитные изолирующие средства:

Это диэлектрические калоши, диэлектрические резиновые коврики, изолирующие подставки, защитные очки.

К дополнительным защитным средствам от  поражения электрическим током относятся также плакаты:

«НЕ ВКЛЮЧАTЬ — работают люди»,

«НЕ ВХОДИ -опасно для жизни» и т.д.

Плакаты обычно вывешивают на дверях помещений или на электрических щитах и рубильниках. Указания, имеющиеся на них, необходимо строго выполнять.

Монтаж и ремонт электропроводки и  электроустановок производится в соответствии  с рядом требований:

  • все электрические установки должны быть смонтированы так, чтобы их токоведущие части были недоступны для случайного прикосновения, провода и кабели тщательно изолированы или закрыты защитными заграждениями в виде кожухов, ящиков, коробов;
  •  металлические части шкафов, кожухов, ящиков должны быть заземлены;
  •  монтаж и ремонт электрического оборудования производится только при отключенном напряжении сети. Для этого  нужно убедится в отсутствии напряжения при помощи индикатора напряжения (контрольной лампы).

Первая помощь при поражении электрическим током.

Если пострадавший потерял сознание или у него отсутствуют признаки жизни, то необходимо срочно вызвать врача и одновременно делать искусственное дыхание. Когда дыхание у пострадавшего восстановится, его до прихода врача нужно укрыть теплой одеждой, т.к. охлаждение вредно для  организма.

В ряде случаев пострадавший не может сам освободиться от действия тока, т.к. электрический ток вызывает судороги мышц. Чтобы помочь пострадавшему, нужно немедленно отключить электроустановку или соответственный прибор.
Если этого сделать невозможно, то пострадавшего нужно отделить от токоведущих частей одним из следующих способов:

  • надев резиновые перчатки и галоши или обмотав руку сухой тканью, оторвать человека попавшего под напряжение, от токоведущих частей;
  • встав на сухую доску или подсунув ее под пострадавшего оторвать его от провода;
  • перерубить один за другим провода сети с помощью топора, имеющего деревянную ручку.

Что такое конденсаторы?

  Что такое конденсаторы?



Одним из самых распространенных элементов в электрических цепях является конденсатор.
Конденсатор – это накопитель электрической энергии.
Его назначение:

  • - запасать (заряжаться) электрический заряд в момент подключения к электрическому источнику;
  • - отдавать (разряжаться) электрический разряд в нагрузку в момент пропадания напряжения от электрического источника (батареи).

Способность тела накапливать определенное количество электричества с одновременным ростом потенциала называется  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТЬЮ.
В формуле C = Q/U выражена зависимость емкости конденсатора С от количества запасенной энергии Q  в конденсаторе и величины напряжения U на его обкладках.
Где:

  •  С – емкость конденсатора в фарадах( Ф)
  •  Qколичество электрического заряда в кулонах (К
  •  U напряжение в вольтах (В)

Емкость в 1 Фарад очень большая величина. Обычно пользуются мелкими ее единицами.
 Где:

  •  Ф – Фарад,
  •  мкФ – микроФарад — тысячная доля Фарада,
  •  нФ – наноФарад — миллионная доля Фарада,
  •  пФ – пикоФарад — миллиардная доля Фарада.

Простейший, т.н. плоский конденсатор, состоит из 2-х близко расположенных металлических пластин (обкладок), между которыми помещен какой либо диэлектрик (воздух, бумага, слюда, керамика и т.д.). Емкость конденсатора зависит от площади поверхности пластин, расстояния между ними и электрической проницаемости диэлектрика.  C = µ • S/d 
где:

  •  С – емкость в пф
  •  S – площадь поверхности пластин (обкладок) в см.кв.
  •  d расстояние между пластинами в мм.

Емкость конденсатора сильно зависит от вещества диэлектрика,находящегося между пластинами, его электрической проницаемости   µ.

Значение рабочего напряжения конденсатора (напряжение, при котором он долгое время сохраняет свои электрические свойства), зависит от электрической прочности диэлектрика. Воздух обладает малой электрической прочностью, твердые диэлектрики имеют высокую электрическую прочность на пробой. На корпусе конденсатора обычно указывается его тип, рабоче напряжение, величина емкости.

В электрических цепях и цепях управления электрическими сигналами используют нерегулируемые (постоянные) и регулируемые (переменные) конденсаторы.
Конденсаторы переменной емкости состоят из блока неподвижных (статор) и блока подвижных (ротор) пластин, разделенных диэлектриком (обычно воздух). При вращении ротора изменяется площадь взаимного перекрытия пластин и соответственно изменяется величина емкости конденсатора. Емкость конденсатора также может изменяться и от изменения расстояния между пластинами.

По типу диэлектрика, конденсаторы делятся на группы:

1. Конденсаторы с воздушным диэлектриком.

Это конденсаторы переменной и постоянной емкост
 Применяются в основном в схемах радиотехники и автоматики. Емкость у них в пределах 1 – 1000 пФ.  Рабочее напряжение от десятков до сотен вольт.

2. Конденсаторы с твердым диэлектриком.

В качестве диэлектрика используется бумага, слюда, керамика и др. емкость этих конденсаторов в пределах 1 пФ – 100 мкФ, рабочее напряжение до тысяч вольт.

3. Конденсаторы с жидким диэлектриком.

Это электролитические или оксидные конденсаторы.В качестве диэлектрика в них используется тончайшая пленка оксида алюминия, полученная в результате электрохимической реакции.

Благодаря ничтожно малой толщине этого слоя, удается получить очень большие величины емкостей.Электролитический конденсатор состоит из 2-х алюминиевых пластин, помещенных в электролит или специальную пасту. Пластина с оксидной пленкой – одна из обкладок конденсатора. Второй обкладкой служит электролит или паста. Алюминиевая пластина без пленки обеспечивает контакт с электролитом.

Электролитические конденсаторы применяются в цепях постоянного и пульсирующего напряжения, его нельзя включать в цепи переменного тока. На корпусе указывается полярность подключения: плюс (+), минус (-). Корпус электролитического конденсатора обычно есть минус.

Если соединить последовательно два конденсатора одинаковой емкости навстречу друг другу (плюс с плюсом или минус с минусом) то получится неполярный конденсатор. Его можно включать в цепь переменного тока. Общая емкость и рабочее напряжение будут равны емкости и напряжению одного конденсатора.

К достоинствам электролитических конденсаторов относятся:

  • — относительно малые размеры и масса,
  • — большая емкость (до десятков тысяч микрофарад).

К недостаткам электролитических конденсаторов относятся:

  • — сравнительно малое рабочее напряжение (до 500 В)
  • — значительный ток утечки, значительные потери энергии
  • — конденсатор имеет полярность, (нельзя включать в цепь переменного тока)
  • — снижение емкости при длительном использовании (высыхает электролит).

Так же к недостаткам можно отнести частичное разрушение оксидной пленки после длительного хранения, ток утечки конденсатора при этом возрастает в десятки раз.
 Этот недостаток можно исправить. Конденсатор можно отформовать, т.е. поставить его на некоторое время (достаточно одного часа) под напряжение ниже рабочего, указанного на корпусе. Напряжение следует подавать через гасящий резистор 1 — 5 КОм с соблюдением полярности подключения. Оксидная пленка восстанавливается.

4. Конденсатор, где ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПЕРЕХОД диода выступает в РОЛИ ДИЭЛЕКТРИКА.
Любой полупроводниковый диод, если подать на него обратное напряжение, образует запирающий слой, не пропускающий обратный ток. Ширина этого слоя зависит от запирающего напряжения.

Образуется конденсатор с диэлектриком в виде запирающего слоя и обкладками. Если напряжение, смещающее диод в обратном направлении возрастает, емкость диода уменьшается и наоборот, при уменьшении напряжения обратного смещения до нуля, емкость увеличивается до максимума.

В зависимости от типа конденсатора и приложенного напряжения смещения , емкость его может меняться от 1 пФ до 500 пФ.

Полупроводниковый конденсатор – это варакторный диод – варикап. Находит применение в резонансных цепях в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре перестраиваемой с помощью управляющего напряжения. Варикап применяется вместо переменного конденсатора.


Электрический ток в проводниках второго рода (электролитах)

Электролиты: - это жидкости или растворы солей, кислот, щелочей в воде; — расплавы солей и других веществ. Представим электрическую батарею как источник тока. На одном конце электрической батареи, в результате внутренней химической реакции, будет скапливаться избыток электронов (это будет минусовой полюс), а на другом конце батареи будет недостаток электронов (это будет плюсовой полюс).

Растворы всех электролитов всегда имеют в избытке ионы растворенных в нем веществ. Они будут разлагаться на  анионы( — ) и катионы(+).

Например: щелочь NaOH — разлагается на анионы (ОН -) и катионы (Na +), серная кислота Н2 SO4 – разлагается на анионы (SO — -) и катионы (Н +), вода (Н2О) — разлагается на анионы (ОН -) и катионы (Н +).

 Если в ванну с раствором, например щелочи NaOH, опустим два электрода и подключим к ним электрическую батарею, то в цепи пойдет электрический ток. Под действием электрического поля от батареи, положительно заряженные ионы ( Na+) будут притягиваться к отрицательному электроду (катоду), а отрицательно заряженные ионы (НО -) будут притягиваться к положительному электроду ( аноду). Отрицательный ион (ОН -) отдаст свой заряд (-1) аноду, а положительный ион (Na+) примет электрон (заряд -1) от катода.

Таким образом электрический ток в цепи состоит из двух составляющих: - ток в проводнике (электронный ток), — ток в электролите (ионный ток).

Чистая дистиллированная вода, при комнатной температуре, очень плохо проводит электрический ток. Ее заливают в аккумуляторы,  она служит для разбавления электролита до нужной плотности.

Электрический ток в проводниках первого рода (металлах)

Из школьного курса по физике электрический ток это: направленное движение электронов в проводнике или направленное движение ионов в электролите.
В школьном курсе химии мы изучали строение вещества. Атом любого вещества состоит из ядра и движущихся вокруг него электронов.

 Каждый электрон имеет заряд. Количество электронов движущихся вокруг ядра у каждого вещества разное. Ядро имеет в своем составе нейтроны (заряд= 0) и протоны (заряд = +1). Количество протонов в каждом атоме равно количеству электронов движущихся вокруг ядра.
 Таким образом сумма положительных зарядов протонов ядра равна сумме отрицательных зарядов электронов и суммарный заряд атома равен нулю. Это состояние атома сохранится до тех пор, пока на него не подействуют посторонние силы.
Силы эти: электрические и магнитные поля, свет, температура, радиация и др.

Рассмотрим пример возникновения электрического тока в проводнике (в металле).
Представим длинный проводник наполненный атомами по всей длине.
 Приложим к проводнику электрический заряд — разность потенциалов батареи
гальванических элементов. Один конец металлического проводника подключен к плюсу (+) батареи, другой к минусу (-).  Электрон (атома-1), имеющий отрицательный заряд, под действием разности потенциалов, соскочит с орбиты (атома-1) к положительному полюсу (+) батареи. Сам же атом-1, отдав электрон, в свою очередь, окажется положительно заряженным. Он притянет электрон соседнего атома-2 и зарядит его положительно.

Произойдет цепочка передачи электрона до отрицательного полюса батареи. Недостающий электрон последний атом получит от батареи.
Количество передаваемых электронов в цепи (электрический ток) зависит от напряжения электрической батареи и от физических свойств вещества проводника. Заметим, что прохождение электрического тока по проводнику первого рода (металлам), не связано с химическими изменениями этого вещества.

Если за время в 1 секунду по проводнику пройдет количество электронов равное     (это заряд в 1 кулон)  то это значит, что в цепи протекает ток в 1 ампер. В данном случае электрическая батарея является источником электронов на отрицательном полюсе и потребителем электронов на положительном полюсе. Обеспечивается это за счет химической реакции проходящей в самой батарее.
Однако направление движения электрического тока в проводнике принято считать от положительного полюса к отрицательному полюсу.

И еще! Если ток проходит путь от одного конца проводника до другого (это может быть миллиметры, метры, километры), то сам электрон проходит путь всего — лишь с орбиты своего атома на орбиту соседнего атома за очень короткое время. Оттого и скорость прохождения электрическаго тока в металлах  очень высокая и равна 300000 км/с.

Электрическое сопротивление

Вещество (металл) из которого сделан проводник влияет на прохождение через него электрического тока и характеризуется с помощью такого понятия, как электрическое сопротивление.Электрическое сопротивление зависит от размеров проводника, его материала, температуры:

    • -чем длиннее провод, тем чаще движущиеся свободные электроны (носители тока) будут сталкиваться на своем пути с атомами и молекулами вещества — сопротивление проводника возрастaет;
    • — чем больше поперечное сечение проводника, тем свободным электронам становится просторнее, число столкновений уменьшается — электрическое сопротивление проводника уменьшается.

Вывод: чем длиннее проводник и меньше его сечение, тем больше его сопротивление и наоборот - чем провод короче и  толще, тем сопротивление его меньше, а проводимость (способность пропускать эл. ток) его лучше.

Упрощенно, зависимость сопротивления проводника от температуры можно представить так: электроны, движущиеся вдоль проводника, сталкиваются с атомами и молекулами самого проводника и передают им свою энергию. В результате проводник нагревается, тепловое, беспорядочное движение атомов и молекул увеличивается. Это еще больше тормозит основной поток электронов вдоль проводника. Этим объясняется увеличение сопротивления проводника прохождению электрического тока при нагреве.

При нагреве или охлаждении проводников — металлов, сопротивление их соответственно увеличивается или уменьшается, из расчета 0,4 % на каждый 1 градус. Это свойство металлов используется при изготовлении датчиков температуры.

Полупроводники и электролиты имеют противоположное свойство, чем проводники — с увеличением температуры нагрева их сопротивление уменьшается.

 За единицу измерения электрического сопротивления принят 1 Ом (в честь ученого Г.Ома).      Сопротивлению в 1 Ом  равен  участок электрической цепи, по которому проходит ток в 1 Ампер при падении на нем напряжения в 1 Вольт,

Иногда пользуются величиной обратной электрическому сопротивлению. Это электрическая проводимость, обозначается буквой g или G – Сименс (в честь ученого Э.Сименса).

Электрической проводимостью называется способность вещества пропускать через себя электрический ток. Чем больше сопротивление R проводника, тем меньше его проводимость G и наоборот. 1 Ом = 1 Сим

Производные единицы:

1Сим = 1000мСим,
1Сим = 1000000мкСим.

Когда необходимо посчитать общее сопротивление последовательно соединенных проводников, то удобнее оперировать с Омами. если вычисляется общее сопротивление параллельно соединенных проводников, удобней считать в Симах, а потом преобразовать в Омы.

Наибольшей проводимостью обладают металлы: серебро, медь, алюминий и др., а также растворы солей, кислот и др.
Наименьшая проводимость (наибольшее сопротивление) у изоляторов: слюда, стекло, асбест, керамика и т.д...

Чтобы удобнее проводить расчеты электрического сопротивления проводников, изготовленных из различных металлов, ввели понятие удельного сопротивления проводника.
Сопротивление проводника длиной 1 метр, сечением 1 мм. кв. при температуре + 20 градусов, это будет удельное сопротивление проводника «p».

Удельные сопротивления проводников некоторых металлов приведены в таблице.

Из таблицы видно: из металлов, наилучшей проводимостью обладает серебро. Но оно очень дорого и в качестве проводников используется в исключительных случаях.

Медь и алюминий — наиболее распространенные материалы в электротехнике. Из них изготавливаются провода и кабели, электрические шины и пр. Вольфрам, константан, манганин используются в различных нагревательных приборах, при изготовлении проволочных резисторов.

Используя провода и кабели в электроустановках, необходимо учитывать их сечение, чтобы предотвратить их нагрев и, как правило, порчу изоляции, а также уменьшить падение напряжения и потерю мощности при передаче электрической энергии от источника до потребителя.

Ниже приведена таблица допустимых величин тока в проводнике в зависимости от его диаметра (сечения в мм.кв.), а так же сопротивление 1 метра провода, изготовленного из разных материалов.

Примеры расчето внекоторых электрических цепей можно посмотреть здесь.

Введение

Представление о электричестве люди имели уже давно. Впервые это явление было замечено еще учеными древней Греции, оно наблюдалось при натирании замшей янтарных предметов. Янтарь по-гречески называется электрон. Поэтому стали говорить об электрических явлениях., о появлении в телах, при натирании, электричества, или электрического заряда.

Исследованиями  таких ученых как, М.Ломоносов, А.Попов, Ш.Кулон, А.Вольта, А.Ампер, Г.Ом, Г.Кирхгоф и многих других, появились законы, объясняющие электрические явления. Появились первые электрические приборы, источники и приемники электрической энергии, применяемые в промышленности. Образовались новые направления, области применения электричества: электротехника, радиотехника, электроника, электросвязь. Электричество прочно вошло и в наш дом.

Все вещества делятся на три основные группы: проводники, полупроводники и диэлектрики.

   Проводники.Очень часто электроны (особенно те, которые слабо связаны с ядром атома) могут покинуть свою орбиту, перейти в междуатомное пространство. Tакие электроны называются свободными. Вещества, в междуатомном пространстве которых всегда есть свободные электроны, относятся к проводникам первого рода. и ток в проводнике создается свободными электронами. К ним относятся все металлы. На практике это провода, жилы кабелей, контакты реле, нити эл. ламп и т.д.

Растворы кислот, солей и щелочей (электролиты), относятся к проводникам второго рода. В электролите непрерывно образуются положительные и отрицательные ионы. Электрический ток в электролите создается не свободными электронами, а ионами.

Из школьного курса по физике электрический ток это: направленное движение электронов в проводнике или направленное движение ионов в электролите. Электрический ток существует в проводниках, полупроводниках, так же в газах, вакууме и др.

    Полупроводники. В настоящее время широчайшее применение нашли полупроводники. В основном это кристаллы кремния и германия. В обычных условиях свободных электронов в этих веществах очень мало и они плохо проводят электрический ток.

Но при нагревании или под действием света, электрических или магнитных полей, радиоактивного излучения и других факторов количество свободных электронов в полупроводнике возрастает и он начинает проводить электрический ток. Это, так называемая, электронная или дырочная проводимость — характерный признак полупроводников.

На практике это полупроводниковые диоды, транзисторы, микросхемы и многое другое.

     Диэлектрики. В обычных условиях в диэлектрике нет ни свободных электронов ни ионов, а значит и ток через них не проходит. На практике это такие вещества, как резина, стекло, слюда, фарфор и множество других.

Диэлектрики широко применяются в электротехнике в качестве изоляторов (прокладки, оплетки проводов и кабелей, каркасы электрических узлов и др.). Если к диэлектрику приложить очень высокое напряжение, может произойти электрический пробой и он превратится в проводник — потеряет свои диэлектрические свойства.

С пробоями в изоляции проводов, конденсаторов, прогары в прокладках между эл. шинами, пробой диодов и транзисторов и др. все довольно часто сталкивались.

Страница 6 из 6« Первая...23456