Что такое ноль в электричестве


Если идет речь о таких понятиях как фаза и ноль, значит имеется в виду переменный ток. Иначе говоря, это именно тот ток, который приходит к нам в дом от городских электросетей. Это тот электрический ток, которым питаются бытовые электроприборы в наших квартирах. Разумеется, большинство электроприборов имеют встроенный блок питания, который преобразует переменный ток в постоянный. Но переменный ток все таки наиболее привычен нам. Ведь именно за него мы оплачиваем счета, согласно электросчетчику. Когда же имеется в виду постоянный ток, то говорят о таких понятиях как минус и плюс. Постоянный ток появляется в цепи, при питании её от аккумуляторов и батареек. А также, от генераторов постоянного тока. Хотя и для переменного тока применения понятия минуса и плюса не является невозможным. 

Для того чтобы осознать что такое электрический ток нам нужно сравнить его с чем нибудь. Например, с течением воды в трубе

Считается, что электрический ток течет. Течет он по проводам, кабелям и другим проводникам электрической энергии. Собственно, от того он и называется током. Ток — это течение. Считается, что направление течения переменного тока изменяется во времени. Потому то он и называется переменным. В отличии от тока постоянного, направление течения которого не изменяется. Направление движения изменяется с некоторой частотой. Частота может быть любой. Такой какой нужно в определенной ситуации. Частота тока зависит от устройства генератора вырабатывающего этот ток. К примеру, привычный нам бытовой переменный электрический ток имеет частоту 50 герц. Это означает что его направление изменяется 100 раз в секунду. Характеристики переменного тока также изменяются во времени. 

Отличия переменного тока от постоянного

Изменения направления течения и характеристик переменного тока связаны с методом его получения. Получают переменный ток в результате работы генераторов переменного тока. Генератор состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная (статичная) часть генератора.


имеет форму полого конуса, внутри которого расположены катушки с намотанной проволокой. Эти катушки образуют обмотку статора. Из обмотки выходят концы намотанной проволоки (выводы). На этих выводах, при работе генератора, образуется напряжение. Если к выводам, находящимся под напряжением, подключить нагрузку, через неё начнет течь электрический ток. Протекая через нагрузку (электроприбор), ток совершает какую-нибудь работу. Например, раскаляет нить лампы накаливания. Соответственно, лампа что-нибудь освещает.

Устройство генератора переменного тока

Ротор — подвижная часть генератора и расположен внутри статора. На нем также расположены катушки. Они образуют обмотку ротора. Когда на эту обмотку подается постоянный ток, ротор становится электромагнитом. Электромагнит создаёт вокруг себя магнитное поле. Считается, что линии магнитного поля пересекают обмотку статора и индуцируют (наводят) в ней электродвижущую силу (ЭДС). Затем ротор начинают вращать. Например, с помощью турбины, которую в свою очередь вращает падающая с высоты вода. Разумеется, вместе с ротором вращается и магнитное поле. Считается, что результате вращения поля, по обмотке статора начинает течь электрический ток. Это явление называют электромагнитной индукцией.


Три фазы изменения переменного тока

Полюса вращающегося ротора-электромагнита постоянно меняют свое положение относительно катушек статора. То есть, плюс становится на место минуса, а минус на место плюса. А затем минус и плюс меняют места обратно. Это продолжается пока генератор работает. По этой причине и ток индуцируемый в статоре постоянно меняет направление своего течения. Считается, что направление течения тока от минуса к плюсу. Потому как электроны — отрицательно заряженные частицы. Имеется мнение что электрический ток в металлах — это движение электронов. А заряженные частицы стремятся к частицам с зарядом противоположным. От одноименно заряженных частиц они наоборот отталкиваются. Это можно продемонстрировать на примере двух постоянных магнитах.

Ротор стандартного генератора совершает 3000 оборотов в минуту. Отсюда и появляется частота 3000 оборотов /60 секунд = 50 герц. То есть, 50 оборотов ротора в секунду. Считается, что такая частота была установлена потому что позволяла светить лампам накаливания без мерцания. А также давала возможность стабильно работать электродвигателям. Пятьдесят периодов изменения тока — 100 раз в секунду изменяется направление течения бытового переменного тока. 


Электрический ток частотой 50 герц изменяет свое течение 100 раз в секунду

Генератор постоянного тока в общих чертах схож с генератором тока переменного. Но конечно он имеет и отличия. Магнитное поле здесь создают неподвижные катушки статора. Напряжение на генераторе постоянного тока получают на выводах обмотки ротора, во время его вращения. Обмотка ротора делится на множество частей. Каждая часть имеет выводы на контакты коллектора. Съем тока происходит с контактов коллектора ротора с помощью двух щеток. Одна щетка — плюс, а вторая — минус. Так как щётки неподвижны, то они попеременно соприкасаются с разными контактами. Переход с контакта на контакт происходит в тот момент, когда синусоидальная ЭДС в контуре переходит через своё нулевое значение. В итоге, каждая щётка сохраняет свою полярность неизменной.


Устройство генератора постоянного тока

То есть, постоянный ток движется всегда в одном направлении. Плюс и минус являются указателями направления движения электрического тока. Постоянные значения характеристик постоянного ток достигаются за счет деления обмотки ротора на множество частей. Существуют разные способы подключения генератора постоянного тока.

Что такое фаза

Обмотка статора генератора переменного тока обычно делится на три части. Соответственно, в каждой части ток меняет направление своего течения в разное время. Иначе говоря, все характеристики и направление течения в разных частях обмотки статора в разное время немного отличаются. То есть, ток находится в каждой из частей обмотки в разных фазах своего изменения. Ведь фаза — это отдельная стадия в ходе развития и изменения чего-либо.

Фазы изменения переменного тока на графике

То есть, под словом фаза подразумевается одна определенная часть обмотки источника тока. Источником тока может быть как генератор, так и следующий после него в цепи трансформатор. Начальный вывод каждой части обмотки называется началом фазы. Конечный вывод части обмотки называется концом фазы.

Проводники присоединенные к началам фаз или местам соединения начал и концов фаз служат для течения по ним электрического тока. Такие проводники называются фазными проводниками или сокращенно фазами. Ток течет от одной фазы к другой и обратно.

Считается, что трехфазный электрический переменный ток течет от места соединения начала и конца фаз, через фазный проводник, к потребителю. От потребителя, через другой фазный проводник, возвращается к другому месту соединения начала и конца фаз. А затем проделывает тот же путь обратно. И так 100 раз в секунду. Считается, что так течет переменный ток при соединении обмоток источника питания треугольником.


Соединение обмоток источника питания треугольником

Почему именно три фазы? Почему не больше и не меньше? Уж так решили в свое время конструкторы-разработчики. Считается, что такое решение приняли потому, что деление обмотки генератора на три фазы создает оптимальные условия для запуска электродвигателей. Трехфазный ток позволяет надёжно запускать ротор электродвигателя с минимальным количеством полюсов. То есть, уменьшение или увеличение количества фаз повлекло бы за собой усложнение конструкции двигателей. И разумеется, их удорожание.

Что такое ноль

Однако, трехфазный ток оптимален для применения на производстве. То есть, он хорош для питания мощных потребителей электроэнергии. Для бытового потребления такое количество фаз обычно излишне. К тому же линейное напряжение составляет 380-400 вольт. Такое высокое напряжение слишком опасно для применения в быту. Потому в бытовых условиях применяют однофазный ток напряжением 220 вольт.

Напряжение между нулем и каждой фазой

Было бы экономически невыгодно генерировать однофазный и трехфазный ток отдельно друг от друга. Потому однофазный переменный ток получают от того же источник питания, применяя нулевой проводник. Как правило, от электростанции переменный ток передается только по фазным проводникам. Нулевой проводник при этом не применяется. Потому как не нужно питать однофазных потребителей.

Ток при передаче имеет очень большое напряжение. Так транспортировать переменный ток намного удобнее чем при малом напряжении. Потому как можно применять проводники намного меньшего сечения для передачи тока такой же мощности. Для питания потребителей электроэнергией применяют более низкое напряжение. Снижают напряжения используя понижающие трансформаторы.

Для получения однофазного тока вторичную обмотку понижающего трансформатора обычно соединяют в схему под названием "звезда". При таком соединении начала фаз служат выводами трансформатора. На началах фаз, при работе трансформатора, появляется напряжение. К началам фаз присоединяют фазные проводники. Фазные проводники служат для подачи электрической энергии потребителю.


Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора звездой с нулевым выводом

Концы же фаз соединяют в одну общую точку. Эта точка называется средней, нулевой точкой, нулем или нейтралью. Проводник присоединяемый к этой точке называется нулевым проводником или нулем. Нулем такая точка и проводник называются потому, что на графике изменения переменного тока они представлены именно в виде нулевой оси графика. Считается что теоретически в этой точке переменный ток имеет нулевые значения характеристик и не имеет направления течения.

Нулевая точка (ноль) переменного тока на графике

Нулевой проводник и проводник одной из фаз служат для питания однофазных потребителей. Считается, что однофазный электрический переменный ток течет от нулевой точки к началу фазы источника питания. От начала фазы к потребителю. От потребителя, через нулевой проводник, к нулевой точке. А затем проделывает тот же путь обратно. И так 100 раз в секунду.

Также нулевой проводник в трехфазной сети нужен 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.

Однофазные потребители подключены к разным фазам электросети. Это может привести к дисбалансу. Для стабилизации этой ситуации и нужен нулевой проводник

Таким образом, между двумя любыми разными фазами существует линейное напряжение. Линейное напряжение составляет 380-400 вольт. Между каждой фазой и нулевой точкой существует фазное напряжение. Фазное напряжение составляет 220-230 вольт.

Фазное и линейное напряжение

Источник: zen.yandex.com

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.

Что такое ноль в электричестве
Линия электропередач

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.

Что такое ноль в электричестве
КТП

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.

Что такое ноль в электричестве
Фаза, ноль, земля в розетке

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.

Что такое ноль в электричестве
Фаза, ноль и земля в проводе

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.

Что такое ноль в электричестве
Электролампа

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.

Что такое ноль в электричестве
Пример исправной индикаторной отвертки

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:

  1. Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
  2. 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.
  3. Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).
Что такое ноль в электричестве
Отвертка с изолированным жалом

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.

Что такое ноль в электричестве
Пример мультиметра

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.

Источник: rusenergetics.ru

Фаза

Если говорить более профессионально, то в обычной сети переменное напряжение частотой 50 Гц, а фаза ‒ период этого напряжения, протекающий за 1/50 секунды. В общем понятии определение ‒ что такое фаза в электричестве, звучит как «повторяющийся период изменения напряжения за единицу времени». Выглядит период следующим образом. Напряжение возрастает от нуля вольт до +220 V, потом падает обратно до нуля и растет уже в отрицательную сторону до ‒220 V, и снова падает на ноль. Затем период повторяется 50 раз за каждую секунду. Если выразить фазу графически, где ось абсцисс будет шкалой времени, а ось ординат шкалой напряжения, то получится синусоида – волна, состоящая из гребня и впадины. Именно поэтому переменный ток еще называют «синусоидальным».

Синусоида переменного тока

Ноль

С нулем все намного проще. «Ноль» – это ноль вольт (0 V), то есть нулевой потенциал. Он служит своеобразным коллектором, принимающим электрический ток, прошедший через нагрузку, например, через лампочку. Если ноль отключить, то электрический ток остановится и лампочка, оставаясь под напряжением, все равно светить не будет.

Теперь, когда вы знаете что такое фаза и ноль в электричестве, вполне логично задать вопрос ‒ зачем все так усложнять и почему в розетке не «плюс» и «минус»? Чтобы это объяснить предлагаем совершить маленькое путешествие вместе с переменным током, посмотрев для чего это нужно.

Рождение

«Колыбелью» электрического тока, которым мы повседневно пользуемся, является электростанция. Несколько огромных генераторов мощностью в десятки мегаватт. В статоре генератора расположены 3 обмотки. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое возбуждает в обмотках переменный ток. Как видите, ток уже появляется переменным. Дальше его нужно передать на тысячи километров, но есть «загвоздка». Учитывая огромную мощность, ток измеряется в миллионах ампер. Ток всего 0,25 А раскаляет нить лампочки до свечения, а что же произойдет с проводами при нескольких миллионах? Они попросту сгорят за долю секунды.

Электростанция и генераторы тока

Чтобы снизить ток, нужно поднять напряжение. Это можно сравнить с потоком воды по трубе. Если перекачивать десятки литров в секунду по тонкой трубке, то напор будет настолько сильный, что ее скорей всего порвет. Но если применить толстую трубу, то все пройдет без сбоев. Математически это выглядит так: I = P/U, то есть ток равен потребляемая мощность деленная на напряжение. Из формулы видно, что чем больше U (напряжение), тем меньше I (ток), именно поэтому напряжение и повышают до 100 – 200 тыс. вольт.

Трансформация тока

Повышают напряжение на трансформаторной станции. Для повышения напряжения, ток сначала нужно преобразовать в магнитное поле, а затем снова в ток. Процесс происходит в трансформаторе. Здесь опять переменный ток «выигрывает», ведь постоянный не трансформируется. Чтобы возбудить ток во вторичной обмотке трансформатора нужно переменное электромагнитное поле, которое индуцируется только переменным током.

Трансформатор

В большинстве электробытовых приборов (телевизор, компьютер, блок питания) происходит аналогичный процесс трансформации, только напряжение наоборот понижается. Если бы в сети был постоянный ток, то его пришлось бы сначала преобразовывать в переменный.

На своем пути ток проходит еще много трансформаторных станций, понижая напряжение на каждом ответвлении. В конечном итоге ток напряжением 10 кВ попадает на последнюю ТП и там, понижаясь до 250 V на каждой фазе, отправляется к конечному потребителю лампочки, телевизоры, утюги и другую технику.

Как определяется фаза

Когда включаем в розетку вилку, то где фаза и ноль неважно, но при подключении некоторого оборудования это имеет значение. Например, кнопка звонка подключается на разрыв нуля, а выключатель света ‒ на фазу. Для определения электрической фазы существует очень простой прибор – индикатор, похожий на отвертку. Хотя есть другие, например, ПИН-50 или варианты индикаторов с ЖК- дисплеем, где, кроме индикации, отображается напряжение. Также существуют приборы, определяющие наличие напряжения через изоляцию. Если при касании щупом контакта лампочка загорается, то это фаза, если нет ‒ «ноль» или «земля». Индикацию фазы производят с целью определения, а также чтобы убедиться в отсутствии напряжения перед началом работ на линии.

Приборы для определения фазы и нуля

Источник: electroadvice.ru

Фаза разноцветье в ассортименте

Именно через фазу проходит напряжение

А значит, работать с этим видом кабеля нужно особенно осторожно. Данный провод обозначается буквой l в электрике, что является сокращением слова Line

В трехфазной сети используется следующее обозначение проводников: l1, l2, l3. Иногда вместо цифр применяются английские буквы. Тогда получается la, lb, lc.

Про цветовое обозначение фаз можно говорить много. Понятно одно: фазный проводник может быть какого угодно цвета, кроме желтого, зеленого и синего. Однако в России нашли свой ответ на вопрос, какого цвета фаза. Согласно ГОСТ Р 50462-2009, рекомендуется использовать черный или коричневый цвет. Однако этот стандарт носит лишь рекомендательный характер. А потому производители не ограничивают себя определенными цветовыми рамками. Например, красный и белый встречаются гораздо чаще коричневого. Яркие цвета – розовый, бирюзовый, оранжевый, фиолетовый также часто присутствуют в наборе

Считается, что яркие цвета защитят от опасности, привлекут внимание мастера. Все-таки с напряжением не шутят

Основные определения по теме Общее заземление

Защитное заземление — соединение проводящих частей оборудования с грунтом Земли через заземляющее устройство с целью защиты человека от поражения током.Заземляющее устройство — совокупность заземлителя (то есть проводника, соприкасающегося с землёй) и заземляющих проводников.Общий провод — проводник в системе, относительно которого отсчитываются потенциалы, например, общий провод БП и прибора.Сигнальное заземление — соединение с землёй общего провода цепей передачи сигнала.Сигнальная земля делится на цифровую землю и аналоговую. Сигнальную аналоговую землю иногда делят на землю аналоговых входов и землю аналоговых выходов.Силовая земля — общий провод в системе, соединённый с защитной землей, по которому протекает большой ток.Глухозаземлённая нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая к заземлителю непосредственно или через малое сопротивление.Нулевой провод — провод, соединённый с глухозаземлённой нейтралью.Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству.Зануление — соединение оборудования с глухозаземлённой нейтралью трансформатора или генератора в сетях трёхфазного тока или с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока.

Заземление АСУ ТП принято подразделять на:

  1. Защитноое заземление.
  2. Рабочеее заземление, или функциональное FE.

Дополнительные сведения о нахождении земли, фазы, нулевого провода

Добавим другой способ — промышленностью запрещен. Лампочка в патроне с двумя оголенными проводами. При помощи инструмента находят фазу, можно жилу замыкать на заземление. Нельзя использовать водопроводные, газовые, канализационные трубы, прочие инженерные конструкции. По правилам, оплетка кабельной антенны снабжена занулением (заземлением). Относительно нее можно тестером (запрещенной стандартами лампочкой в патроне) находить фазу.

Для решительных людей порекомендуем пожарные лестницы, стальные шины громоотводов. Нужно зачистить металл до блеска, звонить на участок фазу

Обратите внимание, далеко не все пожарные лестницы заземлены (хотя обязаны быть), шины громоотводов 100%. Если обнаружите столь вопиющий произвол, можно обратиться в управляющие организации, при отсутствии реакции – стучите (россияне именуют правозащитников стукачами) государственным инстанциям

Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий.

Найти нулевой провод в квартире

По правилам, корпус подъездного щитка заземлен. Выполняется при помощи солидных размеров клеммы, затянутой мощным болтом в домах старой постройки, жителям современных зданий проще будет ориентироваться количеством жил. Нулевая шина имеет самое большое число подключений, фазы разводятся по квартирам (добрые электрики вешают стикеры А, В, С; злые — не вешают). Легко проследим по раскладке автоматов защиты, счетчиков.

Что такое ноль в электричестве

Штекер 230 вольт Великобритании

В каждом случае общий провод будет нулевым. Цвет не играет решающей роли. Хотя по нормам современные кабели снабжены разукрашенной изоляцией

Обратите внимание – если в доме обустроено заземление, жил на входе будет минимум 5. Корпус щитка сажается на желто-зеленую

Нулевой провод послужит отводу рабочего тока от приборов (замыкает цепь). Объединение ветвей на стороне потребителя запрещено. Вот тройка правил, помогающих разобраться в подъездном щитке (обратите внимание, по правилам, жилец туда не должен казать носу вовсе – предупредили):

  • Автомат защиты рвет фазу. Встречаются двухполюсные модели, используются сравнительно редко для помещений с особой опасностью (санузел). Поэтому по положению провода удастся сказать: это фаза. Затем можно автомат вырубить, жилу прозвонить на стороне квартиры. Однозначно даст положение фазы.
  • Напряжение меж нулевым проводом, любой фазой составляет 230 вольт. По ключевому признаку выделим жилу, на другую дающая указанную разницу. Разброс меж фазами составляет 400 вольт. Значения процентов на 10 выше, российские сети стараются соответствовать европейским стандартам.
  • Токовыми клещами измерим значения на жилах. По каждой фазе будет некоторое значение, сумма которых (по трем) должна течь обратно в сеть по нулевому (либо подходящему фазному). Заземление редко используется, ток здесь будет близкий нулевому при равномерной загрузке веток. Место, где значение больше всего, традиционно является нулевым проводником.
  • Клемма заземления распределительного щитка на виду. Признаку поможет найти нулевой провод в домах с NT-C-S. В других случаях сюда подводится заземление.

Откуда появился ноль, и каким он бывает

Если рассматривать планету Земля с точки зрения электротехники, то она является сферическим конденсатором. В нем три элемента:

  1. Земная твердь, имеющая отрицательный потенциал.
  2. Ионосфера – слой атмосферы, воспринимающий и частично рассеивающий излучения Солнца. Она имеет положительный потенциал.
  3. Газовая атмосфера, имеющая диэлектрические свойства и играющая роль обкладки.

Разница потенциалов между обкладками этого глобального конденсатора равна 300 тыс. вольт. Она уменьшается по мере приближения к поверхности. Так, на высоте 100 метров ее значение 10 тыс. вольт.

Почему мы считаем потенциал Земли равным нулю, ведь на самом деле он имеет вполне материальное значение, хотя и c отрицательным знаком? Этот вопрос стоит задать ученым XVIII или XIX веков, заложивших основы электротехники.

Что такое ноль в электричестве

Например, английскому физику Майклу Фарадею. Так им было удобнее измерять напряженность электромагнитного поля – принять за точку отсчета (ноль) Землю. Этот прием используется во многих отраслях науки. Например, в термодинамике. В ней за абсолютный ноль принята температура, при которой прекращается движение электронов в атомной структуре любого вещества.

Это так называемая шкала Кельвина, которая отличается от другой системы измерения температур – она предложена Андерсом Цельсием – на 273 градуса со знаком минус.

Итак, электрический ноль – это условное понятие, которое применяют в отношении любого предмета с отрицательным потенциалом. Его можно получить тремя способами:

  1. Присоединившись к земной тверди, отчего и произошло понятие «заземление».
  2. Кристаллическая решетка всех металлов имеет отрицательный заряд разной величины, что определяет степень их электрохимической активности. Поэтому достаточно присоединиться к металлическому предмету большой массы и объема. Два последних условия являются обязательными, поскольку тело должно иметь электрическую емкость, сравнимую с Земной. Это называется рабочим заземлением.
  3. Соединив проводники с текущим по ним переменным током так, чтобы в общей точке сумма их векторного сложения была равна нулю (так называемая схема звезда), из-за чего ее назвали нейтралью. Это основа приема, называемого в электротехнике занулением.

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.

Что такое фаза и ноль в электричествеФаза, ноль и земля в проводе

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.

Основные понятия.

Сила
тока

скалярная физическая величина, равная
отношению заряда, прошедшего через
проводник, ко времени, за которое этот
заряд прошел.

где I
сила тока,
qвеличина
заряда (количество электричества),
t
время прохождения заряда.

Плотность
тока

векторная физическая величина, равная
отношению силы тока к площади поперечного
сечения проводника.

где jплотность
тока
,  S— площадь
сечения проводника.

Направление
вектора плотности тока совпадает с
направлением движения положительно
заряженных частиц.

Напряжение — скалярная
физическая величина, равная отношению
полной работе кулоновских и сторонних
сил при перемещении положительного
заряда на участке к значению этого
заряда.

гдеAполная
работа сторонних и кулоновских сил,
q
электрический заряд.

Электрическое
сопротивление

физическая величина, характеризующая 
электрические свойства участка цепи.

гдеρ
удельное сопротивление проводника,
lдлина
участка проводника,
Sплощадь
поперечного сечения проводника.

Проводимостьюназывается
величина, обратная сопротивлению

где Gпроводимость.

Источники помех на шине Земля

Все помехи, воздействующие на кабели, датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и металлические шкафы автоматики, в большинстве случаев протекают и по заземляющим проводникам, создавая паразитное электромагнитное поле вокруг них и падение напряжения помехи на проводниках.

Источниками и причинами помех могут быть молния, статическое электричество, электромагнитное излучение, «шумящее» оборудование, сеть питания 220 В с частотой 50 Гц, переключаемые сетевые нагрузки, трибоэлектричество, гальванические пары, термоэлектрический эффект, электролитические процессы, движение проводника в магнитном поле и др. В промышленности встречается много помех, связанных с неисправностями или применением не сертифицированной аппаратуры. В России уровень помех регулируются нормативами — ГОСТ Р 51318.14.1, ГОСТ Р 51318.14.2, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3, ГОСТ Р 51317.4.2, ГОСТ 51317.4.4, ГОСТ Р 51317.4.11, ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 50648. На этапе проектирования промышленного оборудования, чтобы снизить уровень помех, применяют маломощную элементную базу с минимальным быстродействием и стараются уменьшить длину проводников и экранирование.

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.

Что такое ноль в электричествеФаза, ноль, земля в розетке

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.

Заземляющие проводники заземлители

Самым распространенным цветовым обозначением изоляции заземлителей являются комбинации желтого и зеленого цветов. Желто-зеленая раскраска изоляции имеет вид контрастных продольных полос. Пример заземлителя показан далее на изображении.

Что такое ноль в электричестве
Желто-зеленая раскраска заземлителя

Однако изредка можно встретить либо полностью желтый, либо светло-зеленый цвет изоляции заземлителей. При этом на изоляции могут быть нанесены буквы РЕ. В некоторых марках проводов их желтый с зеленым окрас по всей длине вблизи концов с клеммами сочетается с оплеткой синего цвета. Это значит то, что нейтраль и заземление в этом проводнике совмещаются.

Для того чтобы при монтаже и также после него хорошо различать заземление и зануление, для изоляции проводников применяются разные цвета. Зануление выполняется проводами и жилами синего цвета светлых оттенков, подключаемыми к шине, обозначенной буквой N. Все остальные проводники с изоляцией такого же синего цвета также должны быть присоединены к этой нулевой шине. Они не должны присоединяться к контактам коммутаторов. Если используются розетки с клеммой, обозначенной буквой N, и при этом в наличии нулевая шина, между ними обязательно должен быть провод светло-синего цвета, соответственно присоединенный к ним обеим.

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.

Нулевой проводник

Нулевой проводник или, как его еще называют, нейтраль выполняет простую, но важную функцию. Он выравнивает нагрузки в сети, на выходе обеспечивая напряжение в 220 Вольт. Избавляет фазы от скачков и перекосов, нейтрализуя их. Не удивительно, что его символом является буква n – образован от английского слова Neutral. А сочетание обозначений n, l в электрике всегда идут рядом.

В распределительном щитке все кабели данной расцветки группируются на одной, нулевой шине с соответствующей буквенной аббревиатурой. В розетках также есть необходимая маркировка.

Поэтому мастер никогда не спутает, куда крепить специальный нулевой контакт.

Такая маркировка, принцип работы применимы как к однофазной, так и к трехфазной сети.

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.

Что такое ноль в электричествеЛиния электропередач

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.

Что такое ноль в электричествеКТП

Напряжение на землю больше чем фазовое. Так надо

Частный дом. Сделал заземление — 15м арматура 10ка + 2м полоса в грунте остальное на пов-сти.Напряжение ноль-фаза 216 Внапряжение земля-фаза 222 В, т.е. больше. Это нормально?Если имеет значение земля-ноль тестер показывает 3 В.

Качество заземления определяется сопротивлением.

Ну вообще — на ноле обычно потенциал от нуля отличный )) Но это — не нормально. Сделайте на вводной опоре повторное заземление ноля — и будет тогда на ноле ноль

как бы у нас по умолчанию с заземленной нейтралью сеть. Так что землите до ввода в дом смело

——————Да здравствуют временные трудности!

Если автора сильно беспокоят перекосы и очень хочется симметрии можно поставить на вход разделительный трансформатор (цену не могу представить) и сделать собственную систему электроснабжения, лучше с нулем, отдельным от заземления.

Вообще то с УЗО проблемы

Я правильно понял, что если соединю ноль с землёй после счётчика, то эти 3 В будут накручивать счётчик круглосуточно? Или замедлять?

——————Ребята, давайте жить дружно! (с)

Старый счетчик скорее всего никак на это не отреагирует. А вот новый электронный — скорее всего насчитает.

Подобную тему открывал тоже.Решил землю не делать.Ограничился УЗО.Всё работает.

Да не собираюсь я этого делать, хотябы по причине 3-х В на корпус любого прибора.Ещё вопрос: УЗО всё равно какой стороной в сеть, какой на счётчик? Ноль там отмечен как ноль а фаза цифрами 1 и 2.

——————Ребята, давайте жить дружно! (с)

кстати,если один провод от электро прибора на заземлённый штырь,а второй на фазу-он будет работать за счёт чубайса.

——————временные трудности

Через счётчик с фазы всё равно будут течь. Хоть на ноль хоть в землю. А таких горе экономов надо живьём заземлять! Сколько раз, работая в квартирных домах получал от отопления и сантехники.

——————Ребята, давайте жить дружно! (с)

не в случае отдельностоящего дома.

——————временные трудности

про сегодня не скажу,но года два назад работало с новым счётчиком.провинция-с..

——————временные трудности

даже за 2 года назад — Вы меня очень сильно удивили ну — тут уж надо смотреть, какая провинция…

Чтоб не плодить темы, а УЗО вообще можно поставить на нестабилизированной линии? Бывают перепады от 180 до 230.

по идее можно.оно следи не за напряжением,а отслеживает его разности . т.е. если через ноль и фазу проходит равное количество энергии оно не срабатывает.при утече-пробой на землю,и тому подобное равновесие нарушаеться и срабатывает размыкатель.

А выбивать постоянно не будет?

у вас по перепадам напряжений чисто сельская ситуация,может кто из товарищей подскажет. узо штука капризная-чуть утечка и выбивает-проводка должна быть качествынной.у меня 2-3 раза в год срабатывает самопроизвольно,причин не знаю,просто включаю и всё.

Я про дачу и спращиваю)

У меня в деревне перепады 180-230 узо нормально работает, четкое срабатывание только на утечку, ложных ни одного не было за год.

Я с двумя электриками говорил — оба сказали что будет выбивать, но вот головой я понимаю что такого быть не должно, ибо совершенно верно замечено:

Да это понятно что лучше! Никто и не спорит. Не будет ли постоянных срабатываний на дачной линии? А то просто замучает и придется выкинуть его — деньги на ветер!

Если можно. У меня автоматы все леграндовские стоят. Линия 3фазная.

Начали с «грязного» нуля, дошли до УЗО… Какая связь?Три вольта на нуле относительно земли — это просто ничто для сельской местности.У меня нулевой провод имеет повторное заземление на арматуру ЖБ опоры, с которой выполнен ввод в дом. Трёхфазное УЗО выбило за четыре года лишь один раз, во время грозы.Лично по мне, лучше допустить ложные срабатывания, чем один несчастный случай.

Пасынки ж/б, столбы гнилые уже, трансформатор на ладан дышит.

А как выбирается ампераж узо? 25 не мало?

У меня выделенная 5 кВт, соответственно вводной автомат 25 А, узо должно коммутировать такой же ток.

А у меня автомат 40 А…

Лучше сменить ИЭК на что-нибудь поприличнее, имхо.

Хреновня китайская.

Фаза в электричестве

А вы знаете, на электростанциях? Везде принцип его возникновения один и тот же: вращение магнита внутри катушки приводит к тому, что в ней появляется Этот эффект получил название ЭДС, или электродвижущая сила индукции. Вращающийся магнит называют ротором, а прикрепленные вокруг него катушки — статором.

Переменное напряжение получают от постоянного, когда последнее изгибают по синусу, в результате чего достигается то положительное, то отрицательное его значение.

Итак, магнит приходит в движение, например, благодаря потоку воды. При вращении ротора все время меняется. Поэтому и создается переменное напряжение. При трех установленных катушках каждая из них имеет отдельную электрическую цепь, а внутри нее появляется одинаковое переменное значение, где фаза напряжения сдвинута по окружности на сто двадцать градусов, то есть на треть относительно той, что расположена рядом.

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.

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.

Выводы Правила заземления

Радикальные методы решения проблем заземления:

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

Еще советы:

  1. Используйте в пределах вашей системы автоматизации отдельную землю из медной шины, соединив её с шиной защитного заземления здания только в одной точке
  2. 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
  3. Следите, чтобы при монтаже системы заземления случайно не образовался замкнутый контур
  4. Не используйте по возможности землю как уровень отсчёта напряжения при передаче сигнала
  5. 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
  6. Цепи, изолированные гальванически, нужно заземлять, чтобы избежать накопления статических зарядов
  7. Экспериментируйте и пользуйтесь приборами для оценки качества заземления. Допущенные ошибки не видны сразу
  8. Пытайтесь идентифицировать источник и приёмник помех, затем нарисуйте эквивалентную схему цепи передачи помехи с учётом паразитных ёмкостей и индуктивностей
  9. Пытайтесь выделить самую мощную помеху и в первую очередь защищайтесь от неё
  10. Цепи с существенно различающейся мощностью следует заземлять группами, в каждой группе – блоки с примерно равной мощностью
  11. Заземляющие проводники с большим током должны проходить отдельно от чувствительных проводников с малым измерительным сигналом
  12. Провод заземления должен быть по возможности прямым и коротким
  13. Не делайте полосу пропускания приёмника сигнала шире, чем это надо из соображений точности измерений
  14. 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
  15. Для особо чувствительных измерений используйте «плавающий» батарейный источник питания
  16. Самая «грязная» земля – от сетевого блока питания. Не совмещайте её с аналоговой землёй.
  17. Экраны должны быть изолированными, чтобы не появилось случайных замкнутых контуров, а также электрического контакта между экраном и землёй

Источник: mr-build.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.