Site Loader

Содержание

Как определить фазу, ноль и заземление

Многие электроприборы требуют соблюдения полярности. Это не только мощные потребители электроэнергии, такие как посудомоечная машина или электрическая печь, но и привычные для нас переключатели для включения/выключения света. Даже подключение переключателя с размыкаемым нулем вместо фазы может стать причиной удара током.

Стабильная и безопасная работа электроприборов возможна только при правильном подключении. Для этого нужно определить, какой из проводников является фазным, нулевым и заземляющим. В этой статье мы подробно рассмотрим способы, как это сделать безопасно с использованием доступных инструментов, а также разберем, можно ли определить фазность без приборов.

Безопасность прежде всего!

Жизнь и здоровье человека являются наибольшей ценностью. Поэтому, прежде чем приступить к работе с электрооборудованием, следует убедиться, что все инструменты исправны: корпуса без повреждений, изоляция без переломов провода и повреждений, щупы не разболтаны и их корпуса не нарушены.

Не прикасайтесь к участкам без изоляции на инструментах и проводах при работе под напряжением!

При возникновении малейших сомнений в правильности действий, прекратите работу и обратитесь к профессионалу — это убережет вас, а также окружающих людей, от возможного поражения током.

Как определить ноль и фазу индикаторной отверткой

Одним из простейших способов выявления фазы и нуля является работа с отверткой-индикатором. Такой инструмент доступен по цене и несложный в использовании. Подробно рассмотрим его устройство для понимания принципа работы.

Этот прибор состоит из рукоятки и металлического жала, большая часть которого покрыта изоляцией. Внутри прозрачной рукоятки размещен резистор и неоновая лампа, а на торцевой части имеется второй контакт.

Работая с индикаторной отверткой, её жало должно касаться исследуемого элемента, а человек — второго контакта. Емкость и сопротивление человеческого тела здесь выступают частями цепи: если в цепи присутствует напряжение, то лампочка начинает светиться.

Для определения фазы и нуля отверткой-индикатором достаточно дотронуться сначала к одному, а затем к другому не изолированному концу провода или отверстию розетки. Если в исследуемом элементе есть напряжение, то лампочка загорится. Это явление соответствует фазному проводнику. Если свечения нет, то перед нами нулевой или заземляющий кабель.

Как определить фазу и ноль мультиметром

Индикаторной отверткой мы могли определить только наличие напряжения. При помощи тестера мы можем увидеть определенные показатели, отображающиеся на мониторе. Определение рабочего, заземляющего и нулевого рабочего элемента при помощи мультиметра происходит по схожему с сценариею (как с отверткой). Но это более сложный прибор, поэтому нужно быть предельно внимательным при выставлении его режимов. Если вместо режима вольтметра будет выставлен режим амперметра, вы можете получить значительный удар током.

Итак, устанавливаем переключатель устройства в режим вольтметра переменного тока «~», а предел измерения устанавливаем выше предполагаемого напряжения в сети. Перед началом работы необходимо убедиться, что мультиметр исправен. Для этого нужно измерить напряжение переменного тока в рабочей розетке и проконтролировать полученные значения. После этого можно приступать к определению фазы в исследуемом объекте. Одним из электрощупов касаемся до исследуемого элемента, а контактную часть второго электрощупа зажимаем между двух пальцев. Если на экране отображается какое-либо значение, значительно отличающееся от нуля (близкое к номинальному напряжению в сети), то перед нами рабочий проводник, если же оно равно нулю или очень низкое (до нескольких десятков вольт), то это нулевой или заземляющий проводник.

Как определить фазу и ноль без приборов

Единственный возможный способ различить проводники без использования приборов — при помощи маркировки проводников по цветам. Желто-зеленая окраска изоляции соответствует кабелю заземления, синяя или голубая — нулевому, а рабочий кабель может быть любого цвета. К сожалению, не все придерживаются ГОСТов, а также необходимых требований. Нередко случается, что электричество подключено либо немаркированными кабелями, либо маркировка не соблюдена. Поэтому доверять такому способу нельзя.

В интернете можно найти множество способов определения фазы при помощи подручных средств — картофеля, стакана с водопроводной водой, контрольной лампочки и пр. Эти способы использовать ни в коем случае нельзя — такие опыты могут закончиться фатально не только для вас, но также для окружающих!

Отдельно отметим рекомендуемую даже некоторыми электриками контрольную лампочку, т.е. патрон с лампой, к которому подсоединены два провода. Использование такого самодельного прибора запрещено Правилами Безопасной Эксплуатации Электроустановок, т.к. может причинить серьезный ущерб и нанести травмы.

Также опасно использовать способы, в которых рекомендуется соединение электросети с заземленными предметами — трубами центрального отопления, водоснабжения, газовыми трубами и пр. — если напряжение окажется на таких предметах, то прикосновение к ним может стать смертельным.

Если вы не имеете достаточно инструментов или опыта работы с электричеством, то не рискуйте жизнью и здоровьем, а доверьте подключение электроприборов профессионалу.

Как определить заземление

Часто в новых домах можно встретить проводку из трехжильного кабеля, т.е. в нем присутствует отдельно выведенное заземление. При неправильном подключении есть риск короткого замыкания, а также поражения током. Поэтому для подключения электрооборудования важно знать не только где находится фаза, но также выявить ноль и заземление.

Определить провод заземления сложно из-за того, что по своим параметрам он схож с нулевым.

В электросистемах типа ТТ, имеющих индивидуальный заземляющий контур, можно найти кабель заземления при помощи измерений мультиметром. Для этого нужно поочередно измерить напряжение между рабочим проводником и двумя другими. Большее значение соответствует нулю, меньшее — земле.

В других конфигурациях сети этот прием не работает, поэтому мы рекомендуем предпринять следующие шаги:

  1. Отключить всех потребителей электроэнергии на исследуемом участке цепи.
  2. В щитке определить, где находится сдвоенный УЗО на ввод.
  3. Внимательно осмотрев защитное устройство, определить нахождение нулевого, а также фазного проводника.
  4. Отключить это УЗО.
  5. Аккуратно отсоединить нуль от УЗО на время исследования.
  6. Включить защитное устройство.
  7. Тестером произвести измерения исследуемых элементов поочередно подключая каждый к фазному. Нулевой проводник отключен, поэтому показания измерений будут нулевыми, сочетание фаза-земля покажет около 220 В.
  8. Промаркировать проводники по установленным данным.
  9. Произвести повторное подключение нуля к УЗО.

Помните: неосторожное или неумелое обращение с электричеством может привести к непоправимым последствиям. Не рискуйте жизнью и здоровьем — доверьте дело профессиональным электрикам со стажем и необходимыми допусками.

Оцените новость:

Как найти фазу и ноль без приборов, мультиметра и индикатора

С помощью современных индикационных отверток несложно разобраться в том, как отличить ноль от заземления. Для поиска применяется световой сигнал, возникающий внутри отвертки при обнаружении фазы. Следовательно, другая цепь будет нолем (землей). Несмотря на простоту задачи, имеются в этом деле и определенные нюансы, о которых пойдет речь в этой статье.

Поиск фазы

Индикационная отвертка включает металлический щуп, за которым расположено сопротивление (чаще всего углеродистое), благодаря чему ограничивается ток. Световой сигнал образуется за счет газоразрядной лампы небольшого размера.

Со стороны ручки на отвертке имеется металлическая контактная площадка, представляющая собой кнопку. Эту кнопку следует прижать пальцем, так как в противном случае индикатор не станет светиться.

Принцип работы отвертки можно объяснить в нескольких предложениях. У тела имеется емкость — небольшая, но достаточная для пропуска малого тока. Как только фаза начинает колебаться, электроны начинают движение — в сеть и обратно. Благодаря таким движениям, создается мизерный ток. Показатель тока ограничивается резистором, поэтому переживать насчет собственной безопасности не стоит, даже если взяться за контактную площадку индикационной отвертки и, например, водопроводную трубу.

Обратите внимание! Найти отверткой-индикатором ноль нельзя.

Нахождение фазы чрезвычайно важно, поскольку напряжение не должно покидать, к примеру, ламповый патрон, когда выключатель находится в выключенном положении. Если же что-то пошло не так, простая замена лампы может стать крайне опасным мероприятием.

Согласно техническим нормам, фаза должна располагаться в левой части розетки. Если выключатель установлен как полагается (включение нажатием кнопки вверх), то для обнаружения фазы нужно лишь знать, где находится левая рука и низ:

  1. Фаза находится в левом гнезде розетки. В правом гнезде располагается нуль. Если имеется провод в зелено-желтой изоляционной ленте, это земля. Вместо этого провода можно обнаружить резервный провод электропитания напряжением 220 В.
  2. В двойном выключателе контакты входа и выхода находятся по разным сторонам — внизу и вверху. Сторона, где расположен один контакт, является фазой, а сторона, где есть пара контактов, — нулем. Здесь важно сделать замечание, что сказанное верно только для тех помещений, где разводка выполнена правильно.
  3. В случае с одиночным выключателем определить фазу несколько сложнее, поскольку контакты чаще всего располагаются с одной стороны. Бывают и исключения, когда ноль находится внизу. Для определения фазы патрон прозванивается тестером. Следует заметить, что описываемый способ является нарушением правил безопасности, да к тому же может привести к поломке устройства. Именно поэтому данный способ нельзя рекомендовать — мы лишь сообщаем о его возможности. Кроме того, возможен замер переменного напряжения: 220 В можно обнаружить лишь между фазой выключателя и нулем патрона.

Определение фазы по цвету изоляции

Провод нуля чаще всего синий, а провод земли — зелено-желтый. Фаза имеет коричневую или красную расцветку. Однако из любого правила есть исключения. В зданиях старой постройки часто встречаются двухжильные провода с только белым цветом изоляционного материала. Также следует заметить, что некоторые приборы, например, датчики освещения или движения, оснащаются проводами нетипичного цвета. К примеру, нуль может быть черным. Поэтому во многих случаях перед началом проверки рекомендуется заглянуть в руководство по эксплуатации.

Поиск нуля в квартире

Согласно техническим регламентам, электрощит, расположенный в подъезде, должен быть заземленным. В старых зданиях следует ориентироваться на большую клемму, зафиксированную болтом. В новых домах рекомендуется обращать внимание на количество жил. Чаще всего нулевой шине свойственно иметь наибольшее количество подключений, а вот фазы распределяются по отдельным квартирам.

Указанные обстоятельства можно отследить по раскладке защитных автоматов или электросчетчиков. Общий провод является нулем. При этом цвет проводов в данном случае не имеет определяющего значения, хотя, согласно нормативам, современные кабели также оснащаются цветной изоляцией.

Важно! Если здание оснащено заземлением, минимальное количество жил на входе составит не менее пяти. В таких случаях корпус электрощита обычно содержит зелено-желтый провод, а провод нуля используется для отвода тока от электроприборов, то есть замыкания цепи. Причем объединение указанных веток на стороне потребителя не допускается правилами безопасности.

Ниже представлено несколько правил, благодаря знанию которых будет легче понимать устройство электрощита в подъезде:

  1. Защитный автомат должен прерывать именно фазу. Изредка можно встретить модификации с двумя полюсами, однако их использование оправдано только для помещений, эксплуатация которых связана с высокой опасностью. Таким образом, по расположению провода можно уверенно говорить, что это фаза. После этого автомат можно отключить и сделать прозвон жилы на стороне потребителя. В результате определится положение фазы.
  2. Напряжение между нулем и фазой составляет чаще всего 220 В. На основании этого принципа можно определить жилу, которая передает на любую другую жилу разницу напряжения. При этом фазный разброс равен 380 В. Реальные значения могут быть больше на 8-10 %, поскольку российские сети пытаются отвечать европейским стандартам.
  3. Делаем замеры значений во всех жилах при помощи токовых клещей. Суммарное значение всех трех жил должно проходить обратно в электросеть по проводу нуля. Следует заметить, что заземление чаще всего не применяется очень интенсивно, а потому ток будет почти на нуле в любое время дня и ночи. Участок, где отмечается наибольшее значение, является проводом нуля.
  4. Заземлительная клемма распределительного электрощита расположена на видном месте. Исходя из этого, легко определить провод нуля в зданиях с NT-C-S. В других случаях необходим подвод заземления.

Дополнительная информация

Выше рассматривались ситуации, когда нет индикационной отвертки, но имеется мультиметр или токовые клещи. Предполагалось, что до входа в помещение есть земля, фаза и нуль, а помещение со стороны потребителя прозванивается. В случае с тремя жилами метод еще проще, так как между фазой и любым проводом разница потенциалов равна 220 В. При этом нужно заметить, что способ не подойдет в других ситуациях, к примеру, когда имеется нулевая разница межфазного напряжения. В указанном случае тестер будет бесполезен.

Есть и другая методика проверки, применение которой в промышленных условиях, однако, запрещено. Понадобится лампа в патроне с парой оголенных проводов. С помощью лампы определяется фаза — любую жилу можно замкнуть на заземление. Использование с этой целью водопроводных, канализационных или газовых коммуникаций запрещено. Можно использовать кабельную антенну, оплетка которой, согласно нормативам, должна быть заземлена, а это означает, что найти фазу можно будет с помощью тестера (или, как говорилось выше, можно использовать лампу в патроне).

Также можно использовать пожарные лестницы или металлические громоотводные шины. Необходимо зачистить сталь до появления блеска, а затем прозвонить фазу на зачищенном участке. Следует сказать, что далеко не всякая пожарная лестница имеет заземление в отличие от громоотводной шины. При обнаружении такого дефекта рекомендуется обращаться с жалобами на нарушение технологии защитного зануления в управляющие или государственные организации.

Индикационные отвертки

Если отсутствует определенность с цветами изоляции, можно использовать обычную индикационную отвертку. В инструкции к этому приспособления указывается, что с помощью щупа можно определить землю. Однако таким образом находится не только земля, но и любой длинный проводник, в том числе прерванная возле пробки фаза, провод нуля. В результате далеко не всякая индикационная отвертка позволит правильно найти землю.

Необходимо учитывать следующие обстоятельства:

  1. С помощью активной индикационной отвертки можно найти длинный проводник методом отправки к нему сигнала и получения отклика на этот сигнал.
  2. В случае некачественных контактов волна быстро сходит на нет. Таким образом, индикатор может определить землю даже на разорванной фазе возле пробок.
  3. Чтобы найти землю, необходимо дотронуться пальцем до контактной площадки. В данном случае речь идет об активной отвертке. В случае же с пассивным индикатором условие обратное — не должно быть никаких физических контактов с указанной областью.

Современные модели индикационных отверток позволяют проверить наличие тока в проводах даже дистанционно. Для этого в них предусмотрена специальная функция. Причем данная функция подразделяется еще на два режима: повышенная чувствительность и пониженная. С помощью такой отвертки легко определить неиспользуемую часть проводов.

Обратите внимание! Не так уж редко встречаются ситуации, когда в здание по ошибке заводятся две фазы, а не одна, или же происходит другая путаница. Применять отвертку при работе с подобной проводкой нужно крайне осторожно.

Измерить сопротивление проводки не самая простая задача. Намного проще определить фазу. Тем более что в такой ситуации отсутствует риск порчи тестера, что не редкость при попытках замеров сопротивления жилы, находящейся под напряжением. Еще один фактор: низкоомные цепочки часто устанавливаются с ошибкой. К примеру, большая часть тестеров при непосредственном замыкании щупов не показывает нуль. Однако даже если поиск земли при помощи активной индикационной отвертки не дал результата, то некачественные контакты найдутся наверняка.

Обратите внимание! Если пробки отключены, а отвертка светится с пальцем на контактной площадке, скорее всего, нужно менять распредкоробку, а скрутки понадобится заменить, например, на колпачки.

Советы по маркировке проводов

Если ремонты проводятся часто, а провода не имеют маркировки, рекомендуется пометить их принтерной краской. Для фазы можно выбрать красный цвет, для нуля — синий, для земли — желтый. Принтерная краска хорошо держится и плохо смывается. Также по своему усмотрению можно использовать и черный цвет.

Пометив провода, задачу поиска нуля, фазы и земли решите раз и навсегда. Если же маркировку нужно будет удалить, для этой цели лучше всего подойдет концентрат уксусной кислоты.

В щитке, на линии электроплиты есть УЗО или его аналог в виде дифференциального автомата(узо с встроенной защитой от сверхтока), или может быть еть общее узо на вводе? 1. Пригласить электрика, имеющего измерительное оборудование(вольтметр, мультиметр) — пусть он голову ломает.

По-хорошему — нечего вам с проводами копаться, не имея допуска и необходимых знаний и оборудования. Либо сервис инженера для подключения вашей электроплиты.

Ориентировочно, предполагается что схема питания квартиры трехпроводная. Защитный проводник идет от ввода, либо зануление выполенно в щите. Для более качественного и полного ответа надо знать схему питания вашей квартиры.

2. Незконные методы(по отношению к вам), но могущие быть примененными электриками:

Чисто прозвонка линий —

2.1. Отключить вводный рубильник. 2.1.1. Отключить все электроприборы от сети. 2.1.1.1 Взять мультиметр, перевести его в режим измерения сопротивления. Взять длинный провод, один конец которого соединить с любым проводником, не являющимся фазой, а другим концов к щупу мультиметра. 2.1.1.2 Отсоединить в щитке все проводники от шины зануления. 2.1.1.3. Вторым щупом попытаться найти второй конец провода на кухне, среди отключенных. 2.1.1.4. Если не ищется, то перевесить длинный провод на другой, не фазный, проводник на кухне.

Использование особенностей работы узо —

2.2. Взять торшер или лампу. 2.2.1. Соединить одним выводом вилки с фазным проводником, торчащим из стены. 2.2.2. Вторым выводом вилки попеременно коснуться двух не фазных проводников — при контакте с нулевым рабочим, лампа будет гореть, а при контакте с нулевым защитным, у вас вышибет узо этой линии, или общее.

Использование прозвонки, без монтажных операций в щите, если в квартире выполнена трехпроводная однофазная проводка(в смысле все бытовые розетки имеют защитный контакт) —

2.3. Выключить вводный автомат. 2.3.1. Один щуп омметра присоединить к защитному контакту любой розетки. 2.3.2. Вторым щупом найти среди двух не фазных проводов, торчащих из стены на кухне, провод, при контакте с которым омметр покажет минимальное сопротивление.

Советы, реальные:

3. Никогда не пользуйся пробником — он не дает точной картины, может показывать наводку с фазного проводника, на неподключенном проводе. Все показания пробника необходимо проверять тестером или специальными двухщуповыми индикаторами.

4. Вызови электрика.

Давайте попробуем разобраться, как в домашних условиях, не обладая сложными специализированными измерительными инструментами и электронными приборами, самому определить где фаза, где ноль, а где земля в проводке.

Из всех известных методов, наиболее простого определения фазы и ноля, мы отобрали самые, по нашему мнению, доступные в реализации и в то же время безопасные. По этой причине, в статье вы не увидите советов — как найти фазу с помощью картошки или же призывов к кратковременному касанию проводов различными частями тела.

На самом деле, вариантов определения фазы, нуля или заземления, например, в розетке, без применения специализированного оборудования не так уж и много, и порой, в зависимости от ваших целей и задач, бывает достаточно лишь знать стандарт цветовой маркировки электрических проводов принятый у нас, чтоб их различить.

Маркировка проводов по цвету

Действительно, самый простой способ определить фазу, ноль и землю у электрического провода, это посмотреть цветовую маркировку и сравнить с принятым стандартом. Каждая жила в современных проводах, применяемых в электропроводке, а также электрооборудовании имеет индивидуальную расцветку. Зная какому цвету жил какая соответствует функция (фаза, ноль или заземление), легко можно выполнять дальнейший монтаж.

Довольно часто, этого вполне достаточно, особенно в случаях, когда установка производится в новостройках или местах с довольно новой электропроводкой, сделанной профессиональными, компетентными электромонтажниками по всем современным правилам и стандартам.

В нашей стране, как и в Европе в целом, действует

стандарт IEC 60446 2004 года

, который жестко регламентирует цветовую маркировку электрических проводов.

Согласно этому стандарту для квартирной электросети:

Рабочий ноль (нейтраль или ноль) — Синий провод или сине-белый

Защитный ноль (земля или заземление) — желто-зеленый провод

Фаза – Все остальные цвета среди которых – черный, белый, коричневый, красный и т.д.

Теперь, зная стандарт цветовой маркировки проводов, вы сможете без труда определять, какой провод какую функцию выполняет. Это касается большинства случаев, исключение могут составлять провода, подходящие к выключателям, переключателям и т.д., в силу принципиально иной схемы работы этого электрооборудования.

Если же вы не уверены в точном соответствии цветов жил проводов стандарту IEC 60446 2004, у вас старая проводка, вы не исключаете возможность ошибок или даже халатного отношения электромонтажников к своей работе, а может электриками проложены провода другого стандарта и соответственно иной цветовой маркировки, тогда переходим к практическому методу определения фазы и нуля (рабочего и защитного).

КАК САМОМУ ОПРЕДЕЛИТЬ ФАЗУ, НОЛЬ и ЗАЗЕМЛЕНИЕ У ПРОВОДОВ

Итак, начнем по порядку:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ

Для большего удобства, сперва всегда лучше определять какой из имеющихся проводов фаза. О том, как найти фазу цифровым мультиметром мы уже писали, а как быть если его нет, читайте ниже.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ ИНДИКАТОРНОЙ ОТВЕРТКОЙ

Самый простой способ обнаружения фазного провода – это поиск с помощью индикаторной отвертки. Этот простейший инструмент должен быть у любого домашнего мастера, занимающегося электрикой в квартире – будь то полный электромонтаж, простая замена ламп или установка светильников, розеток и выключателей.

Принцип работы индикаторной отвертки прост – при касании жалом отвертки проводника под напряжением и одновременном касании контакта, на задней стороне отвертки, пальцем руки — загорается индикаторная лампа в корпусе инструмента, которая и сигнализирует о наличии напряжения. Таким образом легко можно узнать, какой провод фазный.

Принцип действия индикаторной отвертки прост — внутри индикаторной отвертки расположена лампа и сопротивление(резистор), при замыкании цепи (касании нами заднего контакта) лампа загорается. Сопротивление защищает нас от поражения электрическим током, оно снижает ток до минимального, безопасного уровня.

Этот вариант определения фазы своими силами, наиболее предпочтителен и мы рекомендуем пользоваться именно им, тем более что стоимость индикаторной отвертки более чем доступная. Главным недостатком этого способа, является вероятность ошибочного срабатывания, когда индикаторная отвертка, реагируя на наводки, определяет наличие напряжения там, где его нет.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ, НУЛЯ И ЗАЗЕМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ЛАМПОЙ

Еще один способ, которым можно определить фазный, нулевой и провод заземления в современной трехпроводной электрической сети, это использование контрольной лампы. Способ неоднозначный, но действенный, требующий особой осторожности.

Чтоб начать определение, в первую очередь необходимо собрать само устройство контрольной лампы. Самый простой способ использовать патрон, с вкрученной туда лампой, а в клеммах патрона закрепить провода со снятой на концах изоляцией. Если же под рукой нет электрического патрона или нет времени что-то мастерить, можно воспользоваться обычной настольной лампой с электрической вилкой.

Технология определения фазы, нули и земли с помощью контрольной лампы максимально проста – поочередно соединяя провода лампы к проводам требующим определения, каждый с каждым.

Определить фазу и ноль из двух проводов

В случае определения контрольной лампой фазного провода среди двух проводов вы лишь сможете узнать, есть фаза или нет, а какой именно из проводников фазный определить не удастся. Если при соединении проводов контрольной лампы к определяемым жилам она загорится, то значит один из проводов фазный, а второй скорее всего ноль. Если же не загорится, то скорее всего фазы среди них нет, либо нет нуля, чего тоже исключать нельзя.

Таким способом, скорее, удобнее проверять работоспособность проводки и правильность её монтажа. Определять фазу лучше индикаторной отверткой, а вот наличие нуля узнавать так.

Определить фазный провод в таком случае можно подключив один из концов, идущих от контрольной лампы, к заведомо известному нулю (например, к соответствующей клемме в электрощите), тогда при касании вторым концом к фазному проводнику, лампа загорится. Оставшийся провод соответственно ноль.

Найти фазу, ноль и заземление из трех проводов:

В такой трехпроводной системе часто возможно точно определить фазный, нулевой и заземляющий провод контрольной лампой. Соединяем контакты, идущие от контрольной лампы поочередно к жилам требующего определения кабеля.

Действуем методом исключения:

Находим положение, в котором лампа горит, это будет значить, что один из проводов фаза, а другой ноль.

После чего меняем положение одного из контактов контрольной лампы, далее возможны несколько вариантов:

— Если лампа не загорится (при наличии УЗО или дифференциального автомата защиты проверяемой линии они также могут сработать) значит оставшийся свободным провод – ФАЗА, а проверяемые НОЛЬ и ЗЕМЛЯ.

— Если после смены положения лампа ненадолго вспыхнет, при этом сразу сработает УЗО или диф. автомат (если они есть), значит оставшийся свободным провод – НОЛЬ, а проверяемые это ФАЗА и ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

— Если линия не защищена устройством защитного отключения (УЗО) или дифференциальным автоматом, и свет будет гореть в двух положениях. В этом случае узнать какой провод рабочий ноль (нуль), а какой защитный (заземление), можно просто отключив в щите учета и распределения электроэнергии вводной кабель от клеммы заземления. После чего так же проверить контрольной лампой все жилы и, опять же методом исключения, в положении, когда лампа не горит опознать проводник заземления.

Как видите, в различных ситуациях, при разных схемах электропроводки, реализованных в квартире, способы и методы определения нуля, фазы и заземления меняются. Если вы столкнулись с ситуацией, не описанной в этой статье, обязательно пишите в комментариях к статье, мы постараемся вам помочь.

А если вы знаете еще, простые способы того, как в домашних условиях, без специализированного инструмента определить фазу, ноль и землю, пишите в комментариях. Статья будет обязательно дополнена. Главное требование, к методам определения, это простота, возможность обойтись в поиске лишь подручными, бытовыми средствами, имеющимися у многих.

Необходимость решения такой задачи может возникнуть при установке розетки, когда к ней подходят немаркированные проводники. В этом случае, перед монтажом розетки должно быть выполнено определение, какой из проводов за что отвечает. Рассмотрим, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой, мультиметром, а также подручными средствами.

Как использовать прибор?

Выше мы рассмотрели, как найти при помощи индикаторной отвёртки фазный провод, а вот различить ноль и землю при помощи такого инструмента не получится. Тогда давайте поучимся, как проверить жилы мультиметром.

Подготовительный этап выглядит точно так же, как и для работы с индикаторной отвёрткой. При отключенном напряжении зачистите концы жил и обязательно их разведите, чтобы не спровоцировать случайного прикосновения и возникновения короткого замыкания. Подайте напряжение, теперь вся дальнейшая работа будет с мультиметром:

  • Выберите на приборе измерительный предел переменного напряжения выше 220 В. Как правило, имеется отметка со значением 750 В на режиме «ACV», установите переключатель на это положение.
  • На приборе имеется три гнезда, куда вставляются измерительные щупы. Найдём среди них тот, который обозначен буквой «V» (то есть для измерения напряжения). Вставьте в него щуп.

Читать также: На сколько ампер бывают автоматы

  • Прикасайтесь щупом к зачищенным жилам и смотрите на экран прибора. Если вы видите небольшое значение напряжения (до 20 В), значит, вы касаетесь фазного провода. В случае, когда на экране нет никаких показаний, вы нашли ноль мультиметром.

Для определения «земли» зачистите небольшой участок на любом металлическом элементе домашних коммуникаций (это могут быть водопроводные или отопительные трубы, батареи).

В этом случае у нас будут задействованы два гнезда «СОМ» и «V», вставьте в них измерительные щупы. Прибор установите в режим «ACV», на значение 200 В.

У нас есть три провода, среди них нужно отыскать фазу, ноль и землю. Одним щупом коснитесь зачищенного места на трубе или батарее, вторым дотроньтесь до проводника. Если на экране высвечивается показание порядка 150-220 В, значит, вы нашли фазный провод. Для нулевого провода при аналогичных замерах показание колеблется в пределах 5-10 В, при прикосновении к «земле» на экране ничего не будет отображаться.

Наметьте каждую жилу маркером или изолентой, а чтобы удостовериться в правильности выполненных измерений, сделайте теперь замеры относительно друг друга.

Прикоснитесь двумя щупами к фазному и нулевому проводникам, на экране должна появиться цифра в пределах 220 В. Фаза с землёй дадут немного меньшее показание. А если прикоснуться к нулю и земле, то на экране будет значение от 1 до 10 В.

Использование индикаторной отвертки

Последовательность действий зависит от того, какая система проводки смонтирована в помещении. Рассмотрим правила определения фазного и нулевого провода в разных случаях.

Двухпроводная сеть

Этот вариант электропроводки встречается в старых домах. По современной терминологии данная система обозначается TN-C. Суть ее заключается в том, что нулевой рабочий провод, заземленный на питающей подстанции, совмещает роль защитного заземляющего (PEN). В системе IT также присутствует только фазный и рабочий нулевой проводник, но в обычных жилых и производственных помещениях она не применяется. В двухпроводной сети отдельный заземляющий провод просто отсутствует, то есть, имеется только фаза и ноль. Определить их очень просто: прикасаемся индикатором последовательно к каждой из токоведущих жил, фаза вызывает зажигание индикаторной лампы, как показано на фото ниже:

Система является устаревшей. На вилке любого современного электроприбора имеется три клеммы. Проводка должна выполняться трехпроводной, исключение — группа освещения.

Трехпроводная сеть

В этом варианте, в дом или квартиру заходит три провода. Такие сети имеют несколько разновидностей. В системе TN-S рабочий ноль и защитное заземление раздельно идут от питающей подстанции, где оба соединены с рабочим заземлением. При таком типе проводки, определение назначения проводов можно осуществить следующим образом:

  • в щитке или в распределительной коробке индикатором определить провод, на котором присутствует фаза;
  • два оставшихся – это рабочий и защитный ноль (земля), отсоединяем на щитке один провод из них;
  • если отсоединить рабочий ноль, все электрооборудование в квартире перестанет работать, значит, оставшийся проводник – это земля, или защитное заземление.

Теперь остается определить в розетке среди трех проводов, на котором из них фаза, ноль и земля. Если не удается найти по цвету изоляции, определение их функций может быть выполнено подручными средствами, без приборов. Для этого нужно взять патрон с вкрученной лампой и выведенными наружу проводами. Определение проводим следующим образом. Одним проводником от патрона прикасаемся к фазному проводу (фаза уже найдена с помощью индикатора), вторым поочередно прикасаемся к двум оставшимся. Если на щитке отключен рабочий ноль, лампа зажжется только при соединении с защитным заземлением, и наоборот.

На видео ниже наглядно показывается, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой:

Другой разновидностью системы TN является разводка TN-C-S. В этом случае нулевой провод расщепляется на рабочий ноль и защитное заземление на вводе в дом. Здесь, чтобы определить назначение проводников, можно применить последовательность действий, описанную для системы TN-S. Добавляется дополнительная возможность, обследовав место разделения PEN, определить, где рабочий и защитный ноль (земля) по сечению жилы в проводе.

В случае, если заземление выполнено по системе TT, объект (частный дом) имеет собственное заземляющее устройство, от которого выполнена разводка защитного заземления. В этих условиях, как правило, определить фазу, ноль и землю можно путем отслеживания заземляющего проводника по трассе его прокладки.

Определение мультиметром или тестером

Начнем с того, что определить фазу лучше всего с помощью отвертки, совмещенной с индикатором. Будем исходить из того, что если в хозяйстве есть мультиметр, индикатор найдется наверняка. В крайнем случае, можно сделать следующее. В некоторых случаях может помочь определение с помощью мультиметра напряжения между проводом и трубой отопления или водоснабжения. К сожалению, результат здесь не всегда предсказуем. Чаще всего, напряжение между фазой и системой отопления близко к 220 В, во всяком случае, оно должно быть выше, чем между тем же отоплением и нулем. Картина может измениться, например, если вороватый сосед использует трубы отопления как рабочее заземление.

В трехпроводных схемах мультиметр покажет рабочее напряжение между проводником, на который подана фаза и любым из двух других. Определение, какой ноль рабочий, а какой – земля, можно проводить по методике, изложенной выше, то есть, отсоединив на щитке один из приходящих нулей и воспользовавшись контрольной лампой.

Определение полярности мультиметром

Иногда случается, что в новом электрическом аппарате, который необходимо подключить, отсутствует маркировка полярности или необходимо перепаять проводку поврежденного устройства, а все провода одного цвета

В такой ситуации важно правильно определить полюса проводов или контактов

Но при наличии необходимых приборов возникает закономерный вопрос: как мультиметром определить плюс и минус электроприбора?

Для определения полярности мультиметр необходимо включить в режим замера постоянного напряжения до 20 В. Провод черного щупа подключается в гнездо с маркировкой СОМ (он соответствует отрицательному полюсу), а красный подключается в гнездо с маркером VΩmA (он, соответственно, является плюсом).

После этого щупы подсоединяются к проводам или контактам и прибор, полярность которого необходимо узнать, включается.

Если на дисплее мультиметра отображается значение без дополнительных знаков, то полюса определены правильно, контакт к которому подключен красный щуп – это плюс, а к которому подключен черный щуп будет соответствовать минусу.

В том случае если мультиметр показал значение напряжения со знаком минус – это будет означать, что щупы подключены к устройству неверно и красный щуп будет минусом, а черный – плюсом.

Если мультиметр, которым производится замер, аналоговый (со стрелкой и табло с градациями значений), при правильном подключении полюсов стрелка покажет действительное значение напряжения, а сели полюса перепутаны то стрелка будет отклоняться в противоположную сторону относительно нуля, то есть показывает отрицательное значение напряжения тока.

О чем еще важно знать?

Иногда определение назначения токоведущих жил может быть облегчено благодаря знанию их общепринятой цветовой маркировки:

  • Ноль может маркироваться латинской буквой N. Общепринятый цвет изоляции – голубой или синий. Другой вариант окраски изоляции – белая полоса на синем фоне.
  • Земля маркируется латиницей PE. В системе заземления, объединяющей функции защитного и рабочего нуля, обозначается PEN. Цвет применяемой изоляции – желтый, имеющий одну или две полосы ярко – зеленого оттенка.
  • Фаза может обозначаться латинской буквой L или маркироваться как фаза трехфазной электрической сети, то есть A, B или C. Цвет изоляции может быть произвольный, но не повторяющий тех, которыми обозначается земля (защитное заземление) или нулевой проводник. В большинстве случаев, это красный, коричневый или черный цвет.

Полезно знать и правила монтажа электропроводки. Это также может помочь определить, где фаза, ноль и земля. Фаза всегда должна приходить в распределительный щиток на автоматический выключатель или плавкий предохранитель. Нулевая жила может крепиться на шине специальной конструкции, которая имеет несколько клемм. В металлических щитках и клеммных ящиках старого типа, ноль или земля крепились под гайку болтом, приваренным к корпусу ящика. Эти правила могут облегчить определение функций приходящих проводников. Узнать больше о том, как определить фазу и ноль без приборов, вы можете из нашей отдельной статьи.

Теперь вы знаете, как определить фазу, ноль и землю мультиметром или же индикаторной отверткой. Надеемся, предоставленные рекомендации помогли вам решить вопрос самостоятельно!

Наверняка вы не знаете:

  • Способы определения потребляемой мощности электроприборов
  • Что такое чередование фаз
  • Как определить сечение кабеля по диаметру жилы

Способ 1 — визуальный

Самый простой способ определить, где фаза, а где ноль, это посмотреть на цвет изоляции проводов. Дело в том, что цвет каждого провода имеет свою маркировку. Таким образом, можно предполагать, что на коричневые или черные провода подаётся фаза, а на голубой — ноль. Провод жёлто-зелёного цвета, по международным стандартам, служит для того, чтобы подключить заземление.

Ниже на фото можно рассмотреть, какой из проводов относится к фазе, нулю и заземлению.

Как видно на рисунке, синий провод это всегда ноль, а жёлто-зелёный относится к заземлению. Фазный провод может быть различных цветов, но, чаще всего, он коричневый. Конечно же, определение фазы по цвету провода, не всегда 100% рабочий способ, но все же, он имеет место быть.

Если цвет провода определить не удалось, то, не отчаивайтесь, ниже будут приведены другие способы, как можно найти ноль и фазу без приборов.

Инструкция, как определить фазу и ноль мультиметром или индикаторной отверткой

Монтаж электропроводки в квартире — это довольно сложная работа, поэтому многие обязательно прибегают в этом случае к помощи специалиста. Но иногда приходится решать некоторые задачи электропроводки, которые не требуют особых навыков и знаний. В этом случае нецелесообразно вызывать на помощь профессионала, так как минимум это немного стыдно, а также отвлечет мастера от других важных работ.

К таким бытовым задачам относится к примеру такая — определение в розетке фазы и ноля. Для квалифицированных специалистов это обычная работа, и решение проблемы они точно найдут за пару минут.

Но вот совсем другое дело для тех, кто никогда не работал с электричеством. В этой статье мы подробно вам расскажем способы определения фазы и ноля без приборов.

Краткое содержимое статьи:

Как обозначается проводка приходящая в квартиру?

В схемах обозначение стандартное и выглядит оно следующим образом:

  • PE — заземление
  • N — нулевой провод
  • L — фазовый провод

Стандартом также было введена цветовая расцветка проводом, и этих стандартов придерживаются во многих бытовых приборов, и это необходимо знать.

Желто-зеленый провод — заземление, синий провод — нулевой, красный или коричневый — фаза.

Не все знают чем отличается фаза от нуля, поэтому это может причинить серьезный вред здоровью. Этих правил придерживаются электрики при монтаже проводки, это не только удобство, но также это может спасти кому-то жизнь.

Очень мало розеток, на которых обозначается нулевой и фазовый контакт, поэтому нужно знать способы определения, об этом мы расскажем далее.

Индикаторная отвертка

Определить фазу и ноль индикаторной отверткой — это один из самых простых способ проверки.

Такая отвертка стоит совсем не дорого, ее можно найти как в хозяйственном, так и в строительном магазине. Чтобы обнаружить в розетке фазу следует прикоснуться подушечкой большого пальца к контакту с обратной стороны отвертки.

Затем следует вставить отвертку в отверстия розетки, если индикатор внутри загорелся, то это говорит о том, что мы обнаружили фазу. Если индикатор не загорается, то это значит мы наткнулись на нулевой провод.

В этих индикаторных отвертках в основном применяются неоновые лампочки и резистор. Также в продаже можно найти светодиодные, они могут работать без касания пальцев, так как там устанавливается батарейка.

Но мы не видим смысла переплачивать за такой вариант индикатора, и простой отвертки с неоновой лампочкой будет достаточно.

Инструкция как определить фазу и ноль используя мультиметр

Нужно установить переключать на измерение напряжения свыше 250 Вольт, если установить на меньшее значение, то нам не получится правильно определить фазу.

Далее следует зажать черный щуп между пальцев, а красным прикасаться поочередно к контактам розетки. Если вы заметите отклонение показаний, то значит вы сумели найти фазный контакт.

Заземление и ноль найти совсем не составит труда, также используем тот же прибор. Красный щуп уставите в фазовое отверстие розетки, а затем сначала черным щупом установите на другой контакт, и после этого на третий.

Обязательно запомните напряжение и в том, и в другом случае. Где напряжение будет меньше, там и есть заземление, а выше напряжение указывает на нулевой провод. Вот так можно определить фазу и ноль мультиметром.

Подручный метод определения фазы и ноля

Для осуществления данного варианта нам не понадобится абсолютно никакое дополнительной оборудование, только резистор 1 Мом и 1 клубень сырого картофеля.

У многих возможно сейчас появилось недоумение на лице, но этот способ неоднократно проверялся и он действительно работает.

Вам понадобится 2 провода длиной 1 метра, можно использовать медный 1-жильный провод для проводки.

Разрежьте картофелину пополам, один конец присоедините к водопроводной трубе, а другой воткните в картошку. Теперь возьмите другой провод и воткните в картофель на расстоянии 0.5 см от 2 провода. Другой его конец вставьте в розетку и следует подождать 2 минуты.

Фазный провод выдаст себя легко, крахмал на срезе начнет пениться. Такой способ довольно простой, поэтому его каждый сможет использовать в домашних условиях. Желаем вам успехов!

Фото инструкция, как определить фазу и ноль

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉  

Нова Лiнiя — Новости

Если у вас есть опыт работы с электрикой, люстру можно повесить самостоятельно.

Для работы потребуются стремянка, отвертка-индикатор, пассатижи, отвертка с тонким жалом, кусачки и монтажный блок с зажимами для проводов. Если в комнате недостаточно естественного освещения, при работе можно воспользоваться фонариком, работающим от батареек.

1. Подготовка крюка
Заранее подготовленный крючок, на который будет подвешиваться люстра, проверяется на прочность. Затем крюк изолируют двумя слоями изоленты.

ВАЖНО!!!
 —  установка любых осветительных приборов производится в соответствии с инструкцией производителя этих приборов.Такая инструкция, как правило, прилагается к светильнику;
 — если конструкция устройства предполагает заземление, оно должно быть обязательно подключено.

2. Подготовка проводов
Выключается автоматический выключатель (в счетчике), расположенный на лестничной площадке. Отсутствие напряжения в сети проверяется индикаторной отверткой. На потолке отыскиваются три конца провода: один из них «нуль», другие два  — фазные. Следует знать, что «нуль» направляется в монтажную коробку, а фазные выводятся на выключатель. Со всех трех проводов на потолке снимается изоляция. Проводки разводятся в разные стороны так, чтобы не замыкались.

 
ВАЖНО!!!
  — чтобы убедиться, что напряжения в сети нет, включите свет в той комнате, где собираетесь вешать люстру; 
  — снимая изоляцию с проводков, помните, что длина кончика оголенного провода должна быть около 3-4 мм.

3. Определение фаз потолочных проводов
Чтобы определить, какие из проводов «нуль», а какие фазные, нужно снова включить электричество и выключатель в комнате. До каждого из проводов надо по очереди дотронуться индикаторной отверткой. Если индикатор загорается, значит, провод — фаза, если не загорается, значит это — «нуль». Определив «нуль», желательно пометить его изоляцией, чтобы не забыть.

ВАЖНО!!!
По новым правилам устройства электроустановок провода по всей длине должны иметь цветную маркировку:
Черный/коричневый — фаза
Синий — нуль
Желтый/зеленый — защитное заземление

4. Определение фаз проводов люстры


У люстры так же должна быть маркировка проводов. Если маркировки нет, необходимо определить «нуль» и фазы у люстры, три провода которой проложены в трубках устройства и выведены на клемную коробку. Именно через нее светильник будет подключаться к электропроводке. Коробка обычно «спрятана» под декоративным патроном светильника. Поочередно  включаются в розетку два любых провода люстры, до третьего при этом дотрагиваться не надо. Когда загорится одна половина ламп, запоминаем провода, которые были включены в розетку. После чего один из них оставляем в розетке, а другой меняем местами с неподключенным: должна загореться другая половина ламп. Если эти лампы не загорелись, снова меняем провода. В результате манипуляций должно получиться так, чтобы один провод всегда был в розетке, а два других провода, поочередно включаясь в сеть, зажигали «свои» ряды ламп. Тот провод, который при этих действиях все время остается в розетке, как раз и является «нулевым».
 
ВАЖНО!!!
  — подсоединение к сети производится только при обесточенных проводах!

5. Установка и подсоединение люстры
Люстра аккуратно вешается на крюк. «Нулевой» провод на потолке соединяется с «нулевым» на люстре. Фазные провода с потолка и из лампы тоже соединяются друг с другом.

ВАЖНО!!!
 —  скручивать друг с другом медный и алюминиевый провод нельзя! Два этих металла образуют электронную пару, способствующую разрушению контакта. В качестве соединителя медного провода с алюминиевым необходимо использоватьспециальную колодку, которая прикручивает провода винтами через втулку.

— если вам не нравится, что выключатель зажигает сначала основное освещение люстры, а потом малое, достаточно поменять местами фазные концы на выключателе или на люстре.

6. Проверка работы
Перед тем как завинтить защитно-декоративный колпачок у основания люстры, следует проверить качество своей работы.  Люстра должна нормально включаться и не искрить. Колпак завинчивается — значит, люстра установлена!

 

На выключатель ноль или фаза. Как определить фазу, ноль и заземление самому, подручными средствами?


Фаза или ноль на выключатель ?

Возможно, именно поэтому довольно часто возникает вопрос, что по правилам должен размыкать выключатель фазу или ноль и почему?

На первую часть этого вопроса, а именно, что должен разрывать выключатель фазу или ноль, есть ответ в ПУЭ, правилах устройства электроустановок, основном документе, который регламентирует правила и нормы электромонтажа.

В, последнем, актуальном на сегодняшний день, 7-ом издании ПУЭ, в пункте 6.6.28, указано следующее:

В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.

Как видите правила прямо говорят, что выключатель света устанавливается в разрыв фазного проводника, а не нулевого и только так, а не иначе нужно выполнять монтаж.

Правильная схема подключения одноклавишного выключателя выглядят так:

 

Почему именно фазу, а не ноль должен разрывать выключатель света ?

 

На первый взгляд нет никакой разницы обе схемы работают одинаково, ведь и при разрыве нуля выключателем, свет так же погаснет, как и при разрыве фазы.

Чтобы лучше разобраться в этом, давайте, для наглядности, рассмотрим схему подключения выключателя, в которой к нему подведен нулевой проводник (ноль).

Как вы видите, при такой схеме подключения выключателя, на светильнике всегда есть напряжение, это и есть тот главный недостаток, который может вызывать серьезные проблемы и неудобства в работе и обслуживании источников света.

В первую очередь, главная опасность такого способа подключения состоит в том, что вас может «ударить током», например, при замене ламп, когда вы случайно коснётесь токопроводящих контактов.

Кроме того, при нарушении изоляции питающего кабеля или повреждении электрического соединения внутри светильника, фазный проводник может замкнуть на корпус. И тогда, при простом касании люстры или бра, вы сами станете проводником, частью электрической сети, ощутите серьезный электрический разряд, при этом, в определенных условиях, поражение электрическим током может быть даже смертельным.

Это становится особенно актуально потому, что для групп освещения, в том же ПУЭ, разрешено не устанавливать дифференциальную защиту, например, УЗО, поэтому вы узнаете о напряжении на корпусе, лишь когда почувствуете разряд, при этом светильник может быть даже не включен.

Еще одна не такая опасная, но не менее неприятная проблема — это мерцание ламп при выключенном свете. Современные энергоэффективные лампы — энергосберегающие (люминесцентные) или светодиодные, могут реагировать даже на незначительные колебания в электрической сети, даже сверхнизкие токи могут запускать их. Поэтому, даже при выключенном выключателе света может наблюдаться мерцание таких ламп, а это уменьшает как ресурс ламп, так и просто многих раздражает.

Поэтому, чтобы избежать этих и некоторых других проблем, правильно делать так, чтобы выключатель разрывал именно фазу, а не ноль.

К сожалению, чаще всего, люди задаются вопросом фаза или ноль должна быть в выключателе в случае, когда уже столкнулись с неправильной разводкой проводов, имея ноль в выключателе и все вышеописанные проблемы. Что же делать в таком случае?

Как сделать, чтобы выключатель разрывал фазу, а не ноль

Если у вас неправильно выполнена схема подключения выключателя к светильнику, и размыкается ноль, вместо фазы (Жми, чтобы узнать, как самому определить какой из проводов ноль, а какой фаза). То исправить это можно, лишь изменив подключение в распределительной коробке.

Для этого, вам необходимо найти распределительную коробку, которая чаще всего расположена прямо над выключателем света, на расстоянии 10-30см от потолка. Согласно правилам электромонтажа, к ней должен быть обеспечен легкий доступ и нередко вы сможете обнаружить её довольно быстро (но, к сожалению, не всегда).

ВНИМАНИЕ! Все работы по изменению схемы подключения выключателя необходимо проводить только на обесточенной сети. Для этого обязательно отключите автоматический выключатель этой группы в электрощите, после чего, убедитесь в отсутствии напряжения в месте монтажа.

Итак, вот так выглядит схема подключения в распределительной коробке, в которой к выключателю подведен ноль, а фаза идёт напрямую к светильнику.

Чаще всего, схема будет именно такая, вводной питающий кабель будет входить в коробку и затем выходить к следующей распредкоробке, поэтому, обычно, заходит именно четыре кабеля:

1.n – Кабель идущий на выключатель (двухжильный для одноклавишного выключателя)

2.n – Вводной электрический кабель (Стандартный трехжильный: фаза, ноль, заземление)

3.n – Кабель идущий к люстре (Трехжильный: фаза, ноль с выключателя, заземление для одноклавишного выключателя)

4.n – Кабель идущий к следующему выключателю света или розеточным группам (Трехжильный: фаза, ноль, заземление)

Теперь нам нужно поменять эту схему, чтобы выключатель разрывал фазу, а не ноль.

Для этого:

— Провод 1.1 на схеме, идущий на выключатель, подсоединяем к контакту фазных проводов 2.2.+ 4.2

— Провод 1.2 (возвращающийся из выключателя) соединяем с фазным проводом 3.2 который идёт к люстре

— Оставшийся нулевой провод 3.1, идущий к люстре, подключаем к контакту проводников 2.1 + 4.1

Схема замены нулевого проводника в выключателе на фазный, представлена ниже:

Теперь у вас выключатель будет подключен правильно, к нему будет подходить фазный проводник, а не нулевой. Как видите, сделать изменение в схеме подключения, достаточно просто.

Советую прочитать нашу статью, в которой описаны все разрешенные способы соединения проводов в распределительных коробках и выбрать самый удобный для вас при выполнении такого. На мой взгляд, в бытовых условиях, без использования специализированного инструмента и особых навыков, для соединения проводов групп освещения, удобно применять клеммники WAGO.

UPD: Некоторые советуют просто поменять фазу с нолём местами в электрощите и автоматически в выключателях схема изменится на нужную. Я бы не советовал так делать всем, нужно сперва хорошо проанализировать всю схему электропроводки квартиры, а сделать это довольно непросто, лучше такие серьезные вмешательства без должного опыта и знаний не производить.

Если же у вас остались вопросы, на тему фаза или ноль должны подходить к выключателю, обязательно оставляйте их в комментариях. Кроме того, как всегда приветствуется здоровая критика, личный опыт и любые другие полезные мнения.

rozetkaonline.ru

Какой провод пускают на выключатель: ноль или фазу?

Специалист вы или нет, а если решитесь поменять в своем доме электропроводку, даже пусть на участке «коробка – выключатель – лампочка», должны знать элементарные правила ПУЭ (полная расшифровка — «Правила устройства электроустановок», то есть свод нормативов, применяемых к любым электроустановкам и электросетям). Именно отсюда и можно почерпнуть информацию о том, идет на выключатель ноль или фаза.

Каким проводом запитывается выключатель света?

Несмотря на то что в некоторых квартирах можно обнаружить, что на выключатель приходит «ноль», это отнюдь не нормально. Потому что любой выключатель должен разрывать именно фазу. Если ноль или фаза на выключателе перепутаны, скорее всего, в проводке этой квартиры уже ранее «поковырялся» какой-то горе-умелец либо изначально нулевой провод был запитан не по стандарту.

Какие цвета должны быть у проводов в электропроводке квартиры

Любой проводник, покупаемый для монтажа электропроводки, должен содержать в себе жилу с голубой (синей) оплеткой. Именно ее и рекомендуется использовать в сети как нулевой провод. Если в квартире предусмотрен третий провод – прямое заземление, на него рекомендуется пускать желто-зеленый провод. Все остальные провода (это может быть белый, коричневый, черный и пр.) используются как фазонесущие. Так что на вопрос, фазу или ноль разрывает выключатель, ответ будет однозначный — фазу, причем жила эта будет не голубого (синего) и не зеленого цвета.

Если в вашей квартире провода перепутаны, значит, монтажом электропроводки в ней занимались не профессионалы и, скорее всего, она уже претерпела ремонт.

Суть электричества

Попытаемся объяснить работу электричества самыми доступными словами. Еще из уроков физики мы знаем, что сама суть электроэнергии такова, что фаза всегда стремится разрядиться на ноль. Именно между несущим электроэнергию и заземляющим потоком и включаются в цепь разного рода приборы. Тогда разрядка происходит в них, заставляя их при этом работать.

В частности, так работает и нить накала или диодная схема в лампе освещения. У нити или у диодной схемы есть свое сопротивление, которое сбалансировано так, что лампы, когда через них замыкается сеть, не перегорают, а начинают светиться. И в сущности без разницы, какой провод подходит на выключатель — ноль или фаза, если к самой лампе с одного контакта подается ноль, а с другого – фаза, она будет работать все равно. На работоспособность прибора это никак не повлияет. Это нужно лишь в целях безопасности.

Почему «фаза», а не «ноль»?

Мы вплотную подобрались к ответу на вопрос о том, ноль или фаза идет на выключатель и почему. Выключатель размыкает участок сети, в котором работает лампочка. И прерывает он в простых выключателях только один из проводов, который через него пропускается. Второй провод так и остается запитан на лампу напрямую. Если в вашем случае через выключатель пропущен ноль, то напрямую к люстре на постоянку подключена фаза, а это значит, что даже при простой замене лампочки устройство может ударить вас током.

Если же выключатель размыкает фазу, то напрямую к люстре от коробки идет ноль. Это значит, что если выключатель находится в разомкнутом (выключенном) состоянии, к устройству фаза уже не подается, поскольку она прерывается самим выключателем, и замена лампы будет безопасной.

Правильная установка выключателя с заменой проводов, идущих на него и на люстру

Когда разобрались с вопросом, какой провод – «фаза» или «ноль» на выключатель должен приходить, чтобы соответствовать нормам ПУЭ, разберемся, как будет выглядеть правильная схема участка домашней электросети, которая будет обуславливать нормальную работу электроприбора. Опять же объясним все простыми словами (в целях безопасности все работы, связанные с монтажом или ремонтом электропроводки, должны осуществляться при выключенном центральном автомате в главном щите).

  1. Для правильного монтажа проводки от ближайшей распределительной коробки у нас должно быть проделано две штробы – одна к выключателю, одна к люстре.
  2. Как подключить выключатель «фаза — ноль», то есть обычный выключатель? Берем кусок двухжильного провода. Пропускаем его через боковое отверстие коробки, идущее на штробу к выключателю. Также пропускаем кабель через боковое отверстие коробки выключателя.
  3. Запитываем одну жилу к левой клемме выключателя, другую – к правой. В коробке одна из жил запитывается к фазному проводу. Одна остается пока свободной.
  4. Что у нас получилось? Теперь ток приходит на выключатель и в замкнутом положении выключателя возвращается назад в коробку. Осталось смонтировать сеть для осветительного прибора.
  5. Допустим, люстра у нас рассчитана на одну лампу. Тогда подойдет обычный двухжильный кабель. Пропускаем его через боковое отверстие коробки, ведущее к люстре, заделываем в штробу и подключаем к клеммам люстры.
  6. В коробке уходящий на люстру двухжильный кабель подключаем следующим образом: одну жилу запитываем к возвращающейся свободной жиле – фазе с выключателя, другую запитываем к основному нолю в коробке.

Схема собрана. Теперь, зная какой провод идет на выключатель, «ноль» или «фаза», вы сделали участок сети, обеспечивающий работу осветительного прибора полностью безопасным.

В заключение некоторые нюансы

В своей статье мы ориентировались на простую сеть, не предусматривающую третьего провода – заземления. Также мы отталкивались от того, что у нас простая люстра, рассчитанная на 1 патрон под лампу. Поэтому и выключатель у нас простой – одноклавишный.

В случае с заземлением вы никогда не перепутаете. Просто придется использовать трех- или более жильный кабель и желто-зеленую жилу всегда запитывать к массе, то есть к клемме, идущей на корпус прибора.

А в случае с многоклавишными выключателями придется из коробки на выключатель бросать две или более (в зависимости от того, сколько клавиш в выключателе) жил. То же самое следует делать и с запиткой люстры. Сколько бы от выключателя ни приходило на люстру фаз, ноль в ней всегда будет один, клемма его будет выделена отдельно. Также можно сориентироваться и по проводам. Ноль в приборах всегда будет синим (голубым).

fb.ru

Выключатель на Фазу или на Ноль нужно ставить? Почему именно так?

Выключатель на ноль или на фазу нужно ставить?

Почему выключатель нужно ставить на ноль?

Почему выключатель нужно ставить на фазу?

anatol4254 [5.9K]

11 месяцев назад

Выключатель всегда разрывает фазный провод. Это аксиома и ни какие другие толкования правила ПУЭ тут не допустимы, так как неправильное толкование «прописных истин» может привести к трагедии. Это всё равно, что толковать по своему и применять на практике ПДД — Правила Дорожного Движения! Но ведь это же равносильно самоубийству! ПУЭ — это свод Правил и их нужно знать и соблюдать всегда!

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

в избранное ссылка отблагодарить Joky [4.6K]

10 месяцев назад

пример вот такого двухпозиционного автоматического выключателя. Который разрывает одновременно и фазу и ноль. Обычно ставится как общий вместо пакетника. От него уже подключены автоматические выключатели на фазу. Автоматические выключатели на розетки. На свет и на электроплиту. Для чего необходимо отключать фазу и ноль? Для того, что по нулю может протекать напряжение. Идеального контакта проводников нету и поэтому мы можем наблюдать напряжение на нуле. Ноль это цепь питания где фазное напряжение идет через ноль. Ноль у всего дома один. В ноль идут 3 фазы со всего дома через нагрузку. В первую очередь ставим автоматический выключатель на фазу. Т.к. на нуле по умолчанию напряжения как бы нет но оно может там быть пару вольт не смертельное. А вот на фазе напряжение 220 Вольт. Если выключатель предположим размыкает ноль, а фаза остается постоянно на светильнике то получим опасную картину. Полезли менять лампочку. Цоколь остался в патроне. Его нужно выковыривать. Он под напряжением. пока мы не возьмемся за ноль или за заземление нас не ударит током или будет чуть чуть пощипывать. Как только возьмемся за ноль или за заземление нас ударит током. В реале это будет следующим образом. одной рукой взялись за цоколь под напряжением. Другой рукой взялись за металлический светильник. Который прикручен к потолочной плите или металлоконструкции. Как нам известно арматура в плите частично заземлена имеет частично заземление. Если люстра или светильник висит на арматуре то на корпусе будет заземление. Притронулись за корпус ударило током.

в избранное ссылка отблагодарить Ким Чен Ын [268K]

9 месяцев назад

Тут важно понять принцип работы «классического» (обычного, бытового) выключателя.

Этот девайс, или разрывает цепь (выключает) или наоборот соединяет её (включает), а дальше уже электричество или включает, или выключает люстры, бра иные светильники.

Теоретически те самые люстры бра и светильники будут работать в любом случае, то есть включаться и выключаться.

Но если разрыв сделать на нулевом проводе (свет при этом тоже будет и включаться и выключаться), то на самих светильниках будет напряжение.

А это крайне не удобно и даже опасно (опасность связана с возможностью поражения током) при возникновении необходимости ремонтных работ связанных со светильниками.

Поэтому однозначно фаза, а не ноль должны разрывать цепь.

Что бы окончательно определиться на фазу, или на ноль ставить выключатель, надо ознакомиться с правилами ПУЭ, если точней с пунктом этих правил 6.6.28 (последнее издание), они однозначно трактуют это правило выключатель необходимо устанавливать в разрыв фазного провода, а не нулевого.

в избранное ссылка отблагодарить stalonevich [3.3K]

9 месяцев назад

Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно для начала понимать что такое выключатель. Выключатель является прибором, предназначенным для обрыва цепи. В плане установки разницы не будет никакой — свет будет и на фазе и на ноле.

Другой вопрос, что при установки бытового выключателя на ноль, светильник будет находиться все время под напряжением. В последствии попытки отремонтировать люстру, поменять лампочку или просто протереть с него пыль — все это может закончится электротравмой.

Поэтому выключатель ставится на фазу, а система с размыканием ноля является небезопасной. Этот принцип зафиксирован в документе «Правила устройства электроустановок» еще со времен СССР и остается неизменным.

А что делать, если у вас выключатель установлен на разрыв ноля? Эта ошибка легко исправляется изменением соединений в распределительной коробке. Только помните, работы должны проводиться в обесточенной системе.

в избранное ссылка отблагодарить левш [7.8K]

11 месяцев назад

В данном случае на первом месте стоит «Правила устройства электроустановок». Выключатель должен ставиться на разрыв фазного провода и точка. На это правило ориентировались еще в советские времена. Молодежь всегда контролировал бригадир и при обнаружении брака заставлял переделывать, если не помогало лишали премии и не допускали к работе. В настоящее время электромонтажные работы делают не профессионалы, особенно в квартирах. Отделочники сейчас на все руки «мастера». Каждый трактует как ему удобно. Даже выключатели и автоматы ставят «вверх ногами» при этом упорно спорят в свою пользу. Контролировать их ни кто не контролирует. Ни один раз приходилось подобные вещи переделывать.

в избранное ссылка отблагодарить сурчанин [13.5K]

11 месяцев назад

Вопрос этот на практическом уровне пока не решён. Тут что получается. Выключателем пользуемся постоянно, не всегда стерильными руками. Постепенно загрязняется. Про влажные уже не говорю. Фаза на выключателе опасно.

При подсоединении нуля на выключатель, фаза будет постоянна на патроне. А вдруг цоколь отлетел от колбы на лампочке, а тут всё под фазой. Тоже не хорошо.

Но это с практической точки, а по нормативным документам звучит так:

в избранное ссылка отблагодарить BigSerg [7.8K]

11 месяцев назад

Выключатель всегда в электропроводке ставится в разрыв фазного провода. Для безопасности жильцов это очень важно. При замене лампочек, при проведении ремонта в помещениях — штукатурке, сверлении различных отверстий в стенах есть вероятность поражения электрическим током. А кроме того эти работы производятся на высоте, что вдвойне опасно.

В данном вопросе нужно всегда быть внимательным при замене электросчётчиков, автоматов, замене проводки, чтобы не нарушить фазировку в проводке(не перепутать местами провода, ноль и фазу).

в избранное ссылка отблагодарить krusu [14.7K]

11 месяцев назад

Есть такая интересная книжка под названием » Правила устройства электроустановок «, которой должны подчиняться все электрики (а ведь именно они устанавливают выключатели). Так там чётко написано, что выключатель должен разрывать фазный провод во избежании поражения током при работе со светильниками. Хотя тут можно и поспорить, ведь ВСЕ работы с электрическим оборудованием должны проводиться при его отключении. Но это лишь моё личное мнение и спорить с ПУЭ не буду)))

в избранное ссылка отблагодарить СТЭЛС [17.1K]

11 месяцев назад

По Правилам, да и по «правилам хорошего тона электриков» выключатель рвет всегда Фазу. Нулевой провод проходит сразу на потребитель и не отключается. Это в первую очередь для безопасной эксплуатации.

В плоскости работы со светодиодной осветительной арматурой, это правило имеет еще и вполне практическу цель. При отключении ноля, светодиоды будут немного подсвечиваться, а при отключении фазы нет.

в избранное ссылка отблагодарить Irischka [8.3K]

3 недели назад

В электрике есть негласное правило, которое является общепринятым и обязательно исполнимым — для обесточивания потребителя выключатель ставится на фазу.

Это в первую очередь объясняется безопасностью в быту. Даже обычная процедура замены электрической лампочки, при включенной фазе создаёт риск поражения током.

в избранное ссылка отблагодарить TAnarit [47]

10 месяцев назад

Ну тут уже ответили) На фазу конечно, и включенное положение рычажком вверх.

в избранное ссылка отблагодарить

Joky [4.6K]

а если автоматический выключатель поставили вверх ногами тогда?. В жизни всякое бывает я и такое видел. Выключетели светильников ставят по разному и в перевернутом виде когда клавишу вниз свет включается. Когда клавишу вверх свет выключается. — 10 месяцев назад

Знаете ответ?

Смотрите также:

www.remotvet.ru

Фаза на нулевом проводе — Всё о электрике в доме

Как в обычной розетке может появиться две фазы

При выходе из строя электропроводки иногда случается, что индикатор показывает в розетке две фазы, а электроприборы при этом не работают.

Такая неисправность является достаточно распространенной, но начинающий или неопытный электрик может долго над этим ломать голову.

Рассмотрим такую ситуацию. Вы сверлите стену, подключив дрель в розетке. Отверстие почти уже досверлено, как вдруг на счетчика сработал автомат.

Вы включаете автомат, но в результате ни один электроприбор не работает. Проверяете розетку – в обоих гнездах индикатор сигнализирует о наличии фазы. Что это все значит?

Почему в розетке две фазы?

В квартиру через счетчик и автоматы заходит только одна фаза. В розетке должна быть одна фаза и ноль, а в приведенной выше ситуации индикатор свидетельствует о наличии в обоих гнездах розетки одной и той же фазы.

Наиболее вероятной причиной возникновения неисправности в данном случае является повреждение (разрыв) нулевого провода, идущего к розетке, в процессе сверления стены.

Наличие фазы там, где должен быть ноль обусловлено тем, что она проходит через нагрузку – постоянно включенную лампочку или какой-нибудь другой электроприбор.

Как правило, все нулевые провода в доме или квартире замыкаются на нулевую шину электрического щита. фаза будет появляться в розетке. Проверить это очень легко – нужно просто выключить все электроприборы, которые имеются в квартире.

Почему после отключения всех электроприборов от сети в розетке все равно наблюдается две фазы?

Итак, вы выключили из розеток все потребители электроэнергии, выключили все выключатели, а две фазы в розетке все равно присутствуют. Причина этого может заключаться в следующем.

В процессе сверления ноль был перебит сверлом и замкнут на фазу. Такая же ситуация может возникнуть при коротком замыкании, когда оплетка проводов плавится и проводники замыкаются.

В любом случае необходимо отключить все электроприборы, после чего обследовать место сверления и устранить неисправность.

Причина появления двух фаз в розетке может быть самой банальной – это может произойти просто по причине перегорания предохранителя (пробки) или выключения автомата защиты сети на электрощите.

Возможна ли ситуация, когда в розетке появляются действительно две разные фазы. Автор этой статьи однажды сталкивался и с этим. При этом сгорел телевизор, холодильник и несколько лампочек, так как напряжение между разными фазами действительно составляла 380, а не 220 вольт.

Причина заключалась в замыкании одной из трех фаз, идущих по воздушной линии электропередач, на нулевой провод (дело было в частном секторе).

Для того чтобы иметь достоверную информацию о наличии фазы и напряжении в сети вашей квартиры, одного фазоуказателя не достаточно. Для измерения напряжения лучше приобрести комбинированный прибор — мультиметр, измеряющий напряжение, силу тока и сопротивление.

Для домашних нужд подойдет самый дешевый.

В любом случае нельзя забывать о мерах безопасности, так как даже через нагрузку можно получить весьма ощутимый электрический удар.

Похожие материалы на сайте:

О распространенной неисправности проводки, когда в обоих разъемах розетки 220 В — фаза. О том, почему это происходит и чем опасно. От первого лица и немного неформально.

Есть одна характерная неисправность электропроводки, которая способна поставить в тупик начинающего или неопытного электрика. Чтобы пояснить, о чем речь, приведу рассказ одного из знакомых:

«Приходит ко мне в субботу соседка – бабушка одинокая. И просит разобраться с электрикой в квартире. Дескать, ничего не работает, а свет, вроде не отключали.

Ну, я, понятное дело, выхожу на площадку и проверяю автоматические выключатели. Все в порядке, все автоматы включены. Беру индикатор: фаза проходит. Захожу в квартиру к бабушке, проверяю первую же розетку. Первый разъем – «фаза». Проверяю второй разъем – тоже «фаза»! Что за бред!

Перехожу к другой розетке: та же картина. Две фазы. Откуда две фазы? Ну, положим, ладно, «ноль» может пропасть. Но откуда вторая фаза может появиться в розетке 220 вольт? В квартиру же только одна фаза заведена.

Ничего я не понял, извинился перед бабусей, и пришлось ей до понедельника ожидать электрика из ЖЭКа. А что там за беда была, я так и не понял.»

Сразу попрошу специалистов не смеяться над рассказом моего знакомого. Он совсем не глупый человек, просто не электрик по профессии. А я пролью немного света на темную историю, приключившуюся с ним.

Если бы у героя рассказа кроме индикаторной отвертки при себе был тестер, и он умел бы им пользоваться, то он смог бы сделать одно интересное наблюдение. Напряжение между двумя «фазами» в розетке отсутствовало. Это значит, что «фаза» была одноименная. Оно и понятно, иначе бы технике и светильникам в квартире не поздоровилось бы.

Но откуда же все-таки «фаза» попала на проводник, который прежде был нулевым? Она просто прошла через нагрузку, то есть, например, через лампочку коридорного светильника, который всегда включен, и… и все. Оказалось, что дальше ей идти просто некуда. Причина всей катавасии в том, что вводной нулевой рабочий проводник оборван. Он может просто отломиться на нулевой шине в щите, для алюминиевого провода это проще простого.

Когда такое происходит, ток в цепи, разумеется, пропадает. Нет тока – нет и падения напряжения. Поэтому «фаза» одна и та же, что на входе, что на выходе лампочки. Получается «фаза» в обоих проводах. Ну, а поскольку все нулевые провода квартиры имеют прямое электрическое соединение между собой на все той же нулевой шине квартирного щитка, то «заблудившаяся фаза» появляется и в розетке тоже. Достаточно было выключить все выключатели и отключить от розеток все приборы в квартире, чтобы аномалия исчезла.

Ну, а для исправления ситуации было достаточно зачистить и вновь подключить отвалившийся нулевой провод, предварительно, конечно, выключив вводной пакетник.

Здесь отдельно стоит заметить, что, хотя «фаза» на нулевом проводнике в подобных ситуациях и кажется призрачной и ненастоящей, опасность она может представлять собой вполне реальную. Даже через нагрузку вас может очень неплохо «дернуть», ведь человеку и надо-то всего около 7 миллиампер для очень неприятных ощущений.

Опять же для того, чтобы избежать поражения током в подобных ситуациях, нельзя производить защитное зануление корпусов электроприборов непосредственно в месте их подключения, без отдельной заземляющей линии и повторного заземления. Ведь если пренебречь этим запретом, то при обрыве нулевого провода можно получить фазу прямо на корпусе прибора, пусть и «не совсем настоящую».

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Две фазы в розетке. Причины. Что делать?

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Иногда в электрической проводке возникает интересная неисправность, которая приводит неопытного электрика или простого любителя в затруднительное положение. Такой неисправностью является возникновение второй фазы в розетке. которая там оказывается на месте нуля, что заставляет сильно призадуматься.

На самом же деле на обоих гнездах розетки присутствует одна и та же фаза, так как в однофазной электрической сети переменное напряжение 220В формируется одним фазным и одним нулевым проводниками, и второй фазы там быть не может. Но именно понимание этого и вызывает некоторое недоумение, когда на месте штатного нуля обнаруживается фаза.

Если бы в розетке действительно оказалась вторая фаза, то напряжение между обеими фазами составило бы 380В и все включенные бытовые приборы пришлось бы нести в ремонтную мастерскую.

Немного теории.

Не вдаваясь в технические подробности можно сказать так, что однофазная электрическая сеть это такой способ передачи электрического тока, когда к потребителю (нагрузке) переменный ток течет по одному проводу, а от потребителя возвращается по другому проводу.

Возьмем, к примеру, замкнутую электрическую цепь, состоящую из источника переменного напряжения, двух проводов и лампы накаливания. От источника напряжения к лампе ток течет по одному проводу и, пройдя через нить накала лампы, раскалив ее, ток возвращается к источнику напряжения по другому проводу. Так вот, провод, по которому ток течет к лампе, называют фазным или просто фазой (L ), а провод, по которому ток возвращается от лампы, называют нулевым или просто нулем (N ).

При разрыве, например, фазного провода, цепь размыкается, движение тока прекращается и лампа гаснет. При этом участок фазного провода от источника напряжения и до места разрыва будет находиться под током или фазным напряжением (фазой). Остальная же часть фазного и нулевого проводов будут обесточены.

При разрыве нулевого провода движение тока также прекратится, но теперь под фазным напряжением окажутся фазный провод, оба вывода лампы и часть нулевого провода, отходящего от цоколя лампы к месту разрыва.

Убедиться в наличии фазы на обоих выводах лампы и на нулевом проводе, отходящем от лампы, можно индикаторной отверткой. Но если на этих же выводах и проводе измерить напряжение вольтметром, то он ничего не покажет, так как в этой части цепи присутствует одна и та же фаза, которую относительно себя измерить нельзя.

Вывод: между одной и той же фазой никакого напряжения нет. Напряжение есть только между нулевым и фазным проводом.

Совет. Для определения наличия фазы и напряжения в электрической сети необходимо совместное использование индикаторной отвертки и вольтметра. В качестве вольтметра можно использовать мультиметр .

А теперь перейдем к практике и рассмотрим некоторые ситуации с нулем, которые можно самостоятельно определить и по возможности устранить без привлечения службы коммунэнерго:

1. Обрыв нуля во входном щитке дома или квартиры ;2. Обрыв нуля на входе или внутри распределительной коробки ;3. Замыкание нулевой жилы на фазную при механическом повреждении изоляции .

1. Обрыв нуля во входном щитке дома или квартиры.

Во входном щитке дома или квартиры нулевой провод может оборваться на вводном автоматическом выключателе или на нулевой шине. Как правило, ослабляется винтовое соединение, из-за чего теряется контакт между проводом и зажимом, или, в редких случаях, нулевой провод обламывается на зажиме и повисает в воздухе.

Также из-за плохого контакта между зажимом и проводом происходит нагрев и обгорание провода и, как следствие, между ними образуется большое переходное сопротивление в виде нагара. которое постепенно переходит в обрыв.

При отсутствии нуля все электрические приборы в доме работать не будут. Но если останется включенный в розетку хоть один бытовой прибор или останется включенный выключатель света, фаза через радиокомпоненты блока питания бытовой техники или нить накала лампы беспрепятственно пройдет на нулевую шину, а с шины на все нулевые провода электрической проводки. И как следствие, на обоих гнездах розеток и контактах выключателей будет присутствовать фаза. Это объясняется тем, что все нулевые провода электрической проводки соединяются вместе на нулевой шине.

Для определения такой неисправности достаточно отключить из розеток все бытовые приборы и отключить все выключатели света или выкрутить лампочки. После этих действий вторая фаза из розеток и контактов выключателей пропадет. Лечится неисправность восстановлением контактов на зажимах вводного автомата или на нулевой шине.

2. Обрыв нуля на входе или внутри распределительной коробки.

При обрыве нулевой жилы перед распределительной коробкой или в самой коробке проблема с нулем и работой электрооборудования будет именно в том помещении дома или квартиры, в которое распределяет напряжение данная коробка. При этом в соседних помещениях все будет работать в штатном режиме.

На рисунке выше видно, что перед левой распределительной коробкой произошел разрыв нулевой жилы провода, и фаза через нить накала лампы (нагрузку) попадает на розеточный ноль.

При поиске такой неисправности вскрывается проблемная коробка и находится скрутка общего нуля (она самая толстая в коробке). Жилы скрутки отрезаются, заново разделываются и опять скручиваются вместе.

Совет. Если провод медный, то скрутку желательно пропаять.

Когда ноль обрывается перед распределительной коробкой, как показано на верхнем рисунке, для поиска обрыва часто приходится вскрывать в стене штробу с этим проводом, чтобы найти место повреждения.

При поиске такой неисправности сначала в коробке находят скрутку с общим нулем и раскручивают на отдельные жилы. Затем каждая нулевая жила вызванивается до розеток и до потолка. Жила, которая не прозвонится, и будет являться входящим проводом в коробку.

Далее этот провод продергивается и вскрывается штукатурка в стене для поиска места повреждения провода. Однако такая неисправность относится к разряду трудновыполнимых, потому как ковырять стену мало кто берется – проще проложить новую трассу.

3. Замыкание нулевой жилы на фазную при механическом повреждении изоляции.

Может возникнуть ситуация, когда при сверлении отверстия, вкручивании самореза или забивании гвоздя в стену нарушается электрическая проводка. В довесок к этому, повреждение проводки сопровождается коротким замыканием, из-за которого провод повреждается полностью или частично. Лечится такая неисправность вскрытием места повреждения и восстановлением поврежденного участка провода.

Иногда при такой неисправности можно также наблюдать две фазы в розетке.В момент замыкания происходит сварка фазной и нулевой жилы вместе, и поэтому фаза беспрепятственно попадает на нулевую жилу. Причем даже при выключенном из розеток электрооборудования и отключенных выключателей освещения фаза будет присутствовать на тех розетках и выключателях, на которые подается напряжение от этого провода.

Лечится неисправность восстановлением поврежденного участка проводки.

Если же остались вопросы, то в дополнение к статье посмотрите видеоролик, где также раскрыта тема обрыва нуля.

В этой статье мы рассмотрели только самые распространенные неисправности, возникающие в однофазной электрической сети при повреждении нулевой жилы провода. Теперь если у Вас в розетке появятся две фазы. Вы сможете легко определить и устранить подобную неисправность.Удачи!

Понравилась статья — поделитесь с друзьями:

Виктор Филюк 22. Apr. 2016 в 21:11

В принципе написано просто, доступно и внятно.Кому интересно, то нужно вникнуть в суть. и все станет предельно ясно. Автору Спасибо. Статья получилась достаточно интересной, и. главное ,полезной. Хотелось, что-бы Вы сделали статью о том случае, где действительно при обрыве нуля на вводе. появляется две фазы в розетке. Такое случается в многоквартирных домах довольно часто. С таким описанием, какое делаете Вы, получится просто отличная статья.Буду ждать с нетерпением.СПАСИБО ВАМ — ТАК ДЕРЖАТЬ.

Сергей 23. Apr. 2016 в 09:07

Добрый день, Виктор!Озадачили Вы меня своим комментарием.Я считал, что в статье описал все основные варианты с проблемой нуля, которые можно устранить самостоятельно.А какие варианты еще могут быть?Спасибо.

Виктор Филюк 23. Apr. 2016 в 12:31

Сергей, Здравствуйте.Я имел в виду. тот вариант ,при котором появлятся напряжение 38о вольт в квартирах многоквартирного дома ( с трехфазним вводом в дом — то есть подключение происходит четырьмя проводами, а именно фаза А. фазаВ, фазаС, и ноль. Так вот, при обрыве нуля в соответствующем месте. в некоторых квартирах появляется напряжение на входе именно в 2 фазы, то-есть 380 вольт. Самому пришлось это видеть, и скажу ,что точно напряжение в розетке было 380в.Это была конечно авария.Паяльник нагрелся до рабочей температуры за 10 секунд.Хорошо. что не сгорел вовсе.А причиной всему был перегоревший нулевой провод. Так вот, я и хотел бы. что-бы Вы со своим умением очень просто, и доступно выкладывать материал ,(мне чесно очень понравилось) рассказали об таком случае.Думаю. это было-бы интересно не только мне, но другим читателям.Спасибо.

Сергей 23. Apr. 2016 в 20:56

Было такое недавно,решили вопрос подключив на другую линию.

Источники: http://electricvdome.ru/rozetki-i-vukluchateli/dve-fazi-v-rozetke.html, http://electrik.info/main/sekrety/498-dve-fazy-v-vashey-rozetke-220-volt-eto-bolee-realno-chem-vy-dumaete.html, http://sesaga.ru/dve-fazy-v-rozetke-prichiny-chto-delat.html

electricremont.ru

Как правильно подключить выключатель | Для дома, для семьи

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Многие сталкиваются с такой проблемой как подключить выключатель. На самом деле это довольно просто. Главное иметь минимальное представление об электричестве из школьного курса физики и умение работать со слесарным инструментом.

Одно дело, просто заменить старый выключатель на новый, а другое дело, добавить новый к существующей проводке. Рассмотрим возможные варианты схем подключения выключателей.

Внимание! Все работы по замене выключателей производите при отключенном напряжении 220В.

Как видите схема очень простая. Фаза (коричневый цвет) проводом (1) заходит в коробку и, соединяясь с жилой провода (2) подключается к нижнему (входному) контакту выключателя. С верхнего (выходного) контакта, уже пунктирной линией, фаза проводом (2) заходит в коробку и, соединяясь в коробке с жилой провода (3), приходит на лампочку. Ноль (синий цвет) проводом (1) заходит в коробку и, соединяясь с жилой провода (3), приходит на лампочку.

Запомните! Нулевая жила (ноль) от распределительной коробки идет сразу на потолок к лампочке. К выключателю и от него на лампочку идет только фазная жила.Так предусмотрено правилами и сделано в целях Вашей безопасности и безопасной эксплуатации электрооборудования, чтобы при отключенном выключателе разрывалась именно фаза, а не ноль. Так как при отсоединении от нагрузки выключателем нулевого провода, проводка остается под напряжением фазы, а это опасно и не удобно. Например, при замене лампочки достаточно будет отключить выключатель и на светильнике не будет напряжения.

Чтобы определить фазный провод достаточно воспользоваться индикаторной отверткой. Перед работой отвертку проверяют на исправность, в месте, заведомо находящимся под напряжением. Например, Ваша розетка. Засветившийся индикатор указывает на наличие фазы.

Теперь рассмотрим схему с двухклавишным выключателем.

В этой схеме добавилась одна фаза и лампочка. Здесь фаза (коричневый цвет) проводом (1) заходит в коробку, соединяясь с жилой провода (2) подключается к нижним (входным) контактам выключателя. С верхних (выходных) контактов пунктирной линией фаза, размножаясь на две, проводом (2) заходит в коробку, соединяется с жилами провода (3) и приходит на лампочки. В зависимости от того, какой контакт выключателя замкнут, такая лампочка и загорается. Ноль (синий цвет) проводом (1) заходит в коробку и, соединяясь с жилой провода (3), приходит на лампочки.

Здесь есть один нюанс. Если хотите обычный выключатель заменить на двойной, то Вам придется от коробки тянуть одну «фазную» жилу к выключателю, и еще одну «фазную» жилу к лампочке.

Чтобы определить входной и выходные по схеме контакты, достаточно взглянуть на заднюю сторону выключателя. У двойного, как правило, имеются три вывода: два на одной стороне (L1 и L2) – выходные, и один на противоположной (L3) – входной.

Также можно воспользоваться измерительным прибором, например, мультиметром. Переведите мультиметр в режим «прозвонка», и измерительными щупами садитесь на предполагаемый входной и один выходной контакты. Включая и выключая клавишу выключателя, следим за показаниями прибора. Если контакт замкнется, то мультиметр издаст звуковой сигнал или на индикаторе появится величина сопротивления короткого замыкания, то есть нули.

Теперь один щуп мультиметра оставляем на предполагаемом входном, а другим садимся на второй выходной контакт и также пробуем нажимать следующую клавишу выключателя. Если прибор покажет величину сопротивления короткого замыкания или издаст звуковой сигнал, значит, мы все сделали правильно и входной контакт найден.

Ну а если все же возникли вопросы о подключении выключателя посмотрите видеоролик, который должен их развеять.

А в следующей статье Вы узнаете как правильно подключить люстру к двойному выключателю.Удачи!

sesaga.ru

Можно ли рвать ноль автоматом?

Можно ли рвать ноль автоматом? Этот вопрос начинают задавать себе многие, когда начинают выбирать вводной автоматический выключатель. Нулевой проводник нужно заводить на автоматический выключатель или сразу на нулевую шину? Ответ на этот вопрос мы будем искать в ПУЭ. Вам листать эту толстую книгу совсем не нужно, так как ответ вы можете узнать в данной статье. Также здесь приведены ссылки на соответствующие пункты нормативных документов.

Для возможности отключения нулевого проводника вместе с фазным применяют 2-х полюсные (в однофазной сети) и 4-х полюсные (в трехфазной сети) автоматические выключатели.

Для того чтобы определиться можно ли в вашей ситуации рвать ноль автоматом, нужно посмотреть какая система заземления применена в доме.

Сначала познакомимся с пунктом 1.7.145. ПУЭ:

Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников с помощью штепсельных соединителей.

Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на PE- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

PEN-проводник совмещает в себе нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники на всем протяжении от источника питания. Это система заземления TN-C.

Как определить ее дома? Загляните в распределительный щиток и если ввод 2-х жильный, то у вас TN-C. Тут нет третьего отдельного заземляющего провода. Она использовалась раньше, и встречается в домах советской постройки.

В данной ситуации ПУЭ запрещается рвать ноль автоматом.

Однофазная схема распределительного щита будет выглядеть примерно так:

Трехфазная схема распределительного щита будет выглядеть примерно так:

Хотя при такой системе заземления вы все таки можете ноль пропустить через автомат, если у вас объект недвижимости (частный дом, дача и т.д.) питается однофазным ответвлением от линии электропередач, при условии, что сделано разделение проводника PEN до автомата. Тут уже получается 3-х проводная сеть.

Если в вашем доме система заземления TN-S. Это когда проводники N и PE разделены на самостоятельные проводники на всем протяжении от источника питания.

Как ее определить дома? Загляните в щиток и если ввод 3-х жильный (в однофазной сети) или 5-и жильный (в трехфазной сети), то у вас TN-S.

В данной ситуации пункт 1.7.145. ПУЭ запрещает рвать автоматом только заземляющий проводник PE. Поэтому нулевой проводник можно заводить на автоматический выключатель.

Однофазная схема распределительного щита будет выглядеть примерно так:

Трехфазная схема распределительного щита будет выглядеть примерно так:

Если защита осуществляется не автоматическими выключателями, а с помощью предохранителей, то смотрим в ПУЭ пункт 3.1.17.

При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.

Учтите только то, что заводить «L» и «N» на разные автоматические выключатели запрещено. Их нужно подключать только к одному аппарату, который обеспечивает одновременное отключение обоих проводников. Это прописано в пункте 3.1.18. ПУЭ.

Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.

Как видите «допускается» не означает «нужно». Поэтому решайте сами нужно ли рвать ноль автоматом в системе заземления TN-S.

Еще хочу отметить рекомендации ПУЭ изложенные в пункте 7.1.21.

При питании однофазных потребителей от многофазной питающей сети ответвлениями от воздушных линий, когда PEN-проводник воздушной линии является общим для групп однофазных потребителей, питающихся от разных фаз, рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за не симметрии нагрузки при обрыве PEN-проводника. Отключение должно производиться на вводе в здание, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

Например, от одной воздушной линии с совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным проводником PEN питается улица из нескольких частных домов. Несколько домов подключены к одной фазе, несколько домов к другой фазе и т.д. При обрыве общего для всех проводника PEN возможно превышение напряжении, так как нагрузка на фазах не равномерная. Вот в такой ситуации в ПУЭ рекомендуется защищаться от скачков напряжения с помощью реле напряжения, при этом одновременно должны отключаться L и N.

Улыбнемся:

Пошли как-то мастер и практикант устранять повреждение на высоковольтном кабеле. Пришли и смотрят: кабель перепахан, жилы скручены…Мастер:- Я подсуну лом между жил, а ты бей по ним кувалдой, чтобы они разогнулись. — Все понял? — Бей!Практикант размахнулся и как даст кувалдой мастеру по каске. Мастер, естественно, с копыт и сошел.- Дяденька, простите, я не нарочно, я не хотел, я промахнулся, я больше не буду…Мастер (с осоловевшими по 5 копеек глазами):- Какая падла ток включила?!

sam-sebe-electric.ru

Как определить фазу, ноль и заземление самому, подручными средствами?

Давайте попробуем разобраться, как в домашних условиях, не обладая сложными специализированными измерительными инструментами и электронными приборами, самому определить где фаза, где ноль, а где земля в проводке.

Из всех известных методов, наиболее простого определения фазы и ноля, мы отобрали самые, по нашему мнению, доступные в реализации и в то же время безопасные. По этой причине, в статье вы не увидите советов — как найти фазу с помощью картошки или же призывов к кратковременному касанию проводов различными частями тела.

  На самом деле, вариантов определения фазы, нуля или заземления, например, в розетке, без применения специализированного оборудования не так уж и много, и порой, в зависимости от ваших целей и задач, бывает достаточно лишь знать стандарт цветовой маркировки электрических проводов принятый у нас, чтоб их различить.

Маркировка проводов по цвету

Действительно, самый простой способ определить фазу, ноль и землю у электрического провода, это посмотреть цветовую маркировку и сравнить с принятым стандартом. Каждая жила в современных проводах, применяемых в электропроводке, а также электрооборудовании имеет индивидуальную расцветку. Зная какому цвету жил какая соответствует функция (фаза, ноль или заземление), легко можно выполнять дальнейший монтаж.

Довольно часто, этого вполне достаточно, особенно в случаях, когда установка производится в новостройках или местах с довольно новой электропроводкой, сделанной профессиональными, компетентными электромонтажниками по всем современным правилам и стандартам.

В нашей стране, как и в Европе в целом, действует стандарт IEC 60446 2004 года, который жестко регламентирует цветовую маркировку электрических проводов. 

Согласно этому стандарту для квартирной электросети:

Рабочий ноль (нейтраль или ноль) — Синий провод или сине-белый

Защитный ноль (земля или заземление) — желто-зеленый провод

Фаза – Все остальные цвета среди которых – черный, белый, коричневый, красный и т.д.

 

Теперь, зная стандарт цветовой маркировки проводов, вы сможете без труда определять, какой провод какую функцию выполняет. Это касается большинства случаев, исключение могут составлять провода, подходящие к выключателям, переключателям и т.д., в силу принципиально иной схемы работы этого электрооборудования.

Если же вы не уверены в точном соответствии цветов жил проводов стандарту IEC 60446 2004, у вас старая проводка, вы не исключаете возможность ошибок или даже халатного отношения электромонтажников к своей работе, а может электриками проложены провода другого стандарта и соответственно иной цветовой маркировки, тогда переходим к практическому методу определения фазы и нуля (рабочего и защитного). 

КАК САМОМУ ОПРЕДЕЛИТЬ ФАЗУ, НОЛЬ и ЗАЗЕМЛЕНИЕ У ПРОВОДОВ

Итак, начнем по порядку:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ

Для большего удобства, сперва всегда лучше определять какой из имеющихся проводов фаза. О том, как найти фазу цифровым мультиметром мы уже писали, а как быть если его нет, читайте ниже.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ ИНДИКАТОРНОЙ ОТВЕРТКОЙ

 

 

Самый простой способ обнаружения фазного провода – это поиск с помощью индикаторной отвертки. Этот простейший инструмент должен быть у любого домашнего мастера, занимающегося электрикой в квартире – будь то полный электромонтаж, простая замена ламп или установка светильников, розеток и выключателей.

Принцип работы индикаторной отвертки прост – при касании жалом отвертки проводника под напряжением и одновременном касании контакта, на задней стороне отвертки, пальцем руки — загорается индикаторная лампа в корпусе инструмента, которая и сигнализирует о наличии напряжения. Таким образом легко можно узнать, какой провод фазный.

 

 

Принцип действия индикаторной отвертки прост — внутри индикаторной отвертки расположена лампа и сопротивление(резистор), при замыкании цепи (касании нами заднего контакта) лампа загорается. Сопротивление защищает нас от поражения электрическим током, оно снижает ток до минимального, безопасного уровня. 

Этот вариант определения фазы своими силами, наиболее предпочтителен и мы рекомендуем пользоваться именно им, тем более что стоимость индикаторной отвертки более чем доступная. Главным недостатком этого способа, является вероятность ошибочного срабатывания, когда индикаторная отвертка, реагируя на наводки, определяет наличие напряжения там, где его нет.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ, НУЛЯ И ЗАЗЕМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ЛАМПОЙ

 

Еще один способ, которым можно определить фазный, нулевой и провод заземления в современной трехпроводной электрической сети, это использование контрольной лампы. Способ неоднозначный, но действенный, требующий особой осторожности.

Чтоб начать определение, в первую очередь необходимо собрать само устройство контрольной лампы. Самый простой способ использовать патрон, с вкрученной туда лампой, а в клеммах патрона закрепить провода со снятой на концах изоляцией. Если же под рукой нет электрического патрона или нет времени что-то мастерить, можно воспользоваться обычной настольной лампой с электрической вилкой.

Технология определения фазы, нули и земли с помощью контрольной лампы максимально проста – поочередно соединяя провода лампы к проводам требующим определения, каждый с каждым. 

Определить фазу и ноль из двух проводов

В случае определения контрольной лампой фазного провода среди двух проводов вы лишь сможете узнать, есть фаза или нет, а какой именно из проводников фазный определить не удастся. Если при соединении проводов контрольной лампы к определяемым жилам она загорится, то значит один из проводов фазный, а второй скорее всего ноль. Если же не загорится, то скорее всего фазы среди них нет, либо нет нуля, чего тоже исключать нельзя.

Таким способом, скорее, удобнее проверять работоспособность проводки и правильность её монтажа. Определять фазу лучше индикаторной отверткой, а вот наличие нуля узнавать так.

 

Определить фазный провод в таком случае можно подключив один из концов, идущих от контрольной лампы, к заведомо известному нулю (например, к соответствующей клемме в электрощите), тогда при касании вторым концом к фазному проводнику, лампа загорится. Оставшийся провод соответственно ноль.

Найти фазу, ноль и заземление из трех проводов:

В такой трехпроводной системе часто возможно точно определить фазный, нулевой и заземляющий провод контрольной лампой. Соединяем контакты, идущие от контрольной лампы поочередно к жилам требующего определения кабеля.

Действуем методом исключения: 

Находим положение, в котором лампа горит, это будет значить, что один из проводов фаза, а другой ноль.

 

 

 

После чего меняем положение одного из контактов контрольной лампы, далее возможны несколько вариантов:

— Если лампа не загорится (при наличии УЗО или дифференциального автомата защиты проверяемой линии они также могут сработать) значит оставшийся свободным провод – ФАЗА, а проверяемые НОЛЬ и ЗЕМЛЯ.

 

 

— Если после смены положения лампа ненадолго вспыхнет, при этом сразу сработает УЗО или диф. автомат (если они есть), значит оставшийся свободным провод – НОЛЬ, а проверяемые это ФАЗА и ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

— Если линия не защищена устройством защитного отключения (УЗО) или дифференциальным автоматом, и свет будет гореть в двух положениях. В этом случае узнать какой провод рабочий ноль (нуль), а какой защитный (заземление), можно просто отключив в щите учета и распределения электроэнергии вводной кабель от клеммы заземления. После чего так же проверить контрольной лампой все жилы и, опять же методом исключения, в положении, когда лампа не горит опознать проводник заземления.

 

 

Как видите, в различных ситуациях, при разных схемах электропроводки, реализованных в квартире, способы и методы определения нуля, фазы и заземления меняются. Если вы столкнулись с ситуацией, не описанной в этой статье, обязательно пишите в комментариях к статье, мы постараемся вам помочь.

А если вы знаете еще, простые способы того, как в домашних условиях, без специализированного инструмента определить фазу, ноль и землю, пишите в комментариях. Статья будет обязательно дополнена. Главное требование, к методам определения, это простота, возможность обойтись в поиске лишь подручными, бытовыми средствами, имеющимися у многих.

rozetkaonline.ru

Что такое фаза и ноль в электрике

Электрические сети бывают двух типов. Сети переменного тока и сети с постоянным током. Электрический ток, как известно, — это упорядоченное движение электронов. В случае постоянного тока они двигаются в одном направлении и. как принято говорить, имеют постоянную поляризацию. В случае с переменным током направление движения электронов все время меняется, то есть ток имеет переменную поляризацию.

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.

Способы определения фазных и нулевых проводов

Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.

Первый способ. Фазы определяются по цвету оболочки жил. Обычно рабочие фазы имеют цвета черный, коричневый или серый, а ноль – светло-синий. Если устанавливается дополнительное заземление, то его жила — зеленого цвета.

В этом случае не используют дополнительных приборов для определения фаз. Следовательно, такой способ не очень надежен, потому что, монтируя проводку, электрики могут не соблюдать цветовую маркировку жил.

[blockquote_gray]Основным отличием между фазным и линейным напряжением в сетях переменного тока является показатель величины напряжения, который у линейного в 3 раза выше, чем у фазного.

Для организации уличного освещения используют фотореле. Как правильно подключить такое устройство, можно узнать здесь.[/blockquote_gray]

Надежнее определять фазы с помощью электроиндикаторной отвертки. Она представляет собой непроводящий ток корпус, в который встроены индикатор и резистор. В качестве индикатора используют неоновую лампочку. При касании жалом отвертки оголенного, под напряжением, провода индикатор, если жила рабочая, загорается. Если ноль, то не срабатывает. С помощью такой отвертки можно определять и исправность сети. Если при касании жалом поочередно жил провода лампочка не загорается, то сеть неисправна.

[attention type=green]Случается, что индикатор загорается при прикосновении к обеим жилам провода, то есть и к фазе и к нулю. Это значит, что в пустой фазе где-то есть обрыв. Его нужно найти и устранить.[/attention]

Можно осуществить определение фазы мультиметром. Сначала устанавливаем режим измерений – переменное напряжение. Потом конец одного щупа зажимаем в руке. Вторым щупом касаемся жилы. Если фаза рабочая, то на экране прибора будет показана величина напряжения.

Можно определить рабочую фазу и с помощью обычной электрической лампочки. Берем лампочку, вкрученную в патрон, с двумя отрезками провода. Один конец заземляем. Можно заземлить его, прикрутив к отопительной батарее. Концы проводов, естественно, должны быть оголенными. Вторым концом касаемся жилы. Если лампочка загорается, то фаза – рабочая.

Один из методов, показывающих что такое фаза и ноль в электрике, на видео

Определить где фаза в. Как определить фазу и ноль тремя способами. Нет необходимых приборов

Содержание:

При выполнении ремонтно-строительных работ важным этапом является подключение помещений и зданий к системе электроснабжения. В этом случае, кроме электропроводки, устанавливается большое количество другого оборудования, в том числе розеток и выключателей. При выполнении подключений довольно часто возникает вопрос, как определить фазу и ноль, а также заземляющий проводник в электрической сети. Для решение данной проблемы не представляет каких-либо затруднений.

Однако простые хозяева квартир и частных домов без специальных знаний и опыта, зачастую не могут самостоятельно решить эту задачу. Определить назначение каждого проводника возможно с помощью нескольких простых и доступных способов.

Как определить фазу и ноль индикаторной отверткой

Наиболее простым и распространенным способом, позволяющим точно определить фазу и ноль, является использование индикаторной отвертки. Данная операция не представляет каких-либо сложностей и требует лишь соблюдения определенного алгоритма действий.

Решая вопрос, как определить где фаза, а где ноль, прежде всего необходимо обесточить линию и отключить автомат, через который питается домашняя электросеть. После отключения следует зачистить проверяемые провода, сняв примерно 1-2 см изоляции. Далее проводники разводятся между собой на безопасное расстояние. Это необходимо сделать, чтобы исключить возможность короткого замыкания при случайном соприкосновении после подачи напряжения. После всех подготовительных мероприятий можно приступать к определению фазы и нуля. Предварительно следует включить автомат и подать напряжение в сеть.

Непосредственная проверка фазы и нуля тестером осуществляется следующим образом. Индикатор зажимается между большим и средним пальцем. При этом нельзя касаться пальцами открытой, неизолированной части жала отвертки во избежание удара электрическим током.

Указательный палец должен касаться круглого металлического выступа, расположенного в конце рукоятки. После этого жало отвертки прикладывается к зачищенным концам проводников. Если тестер коснулся фазного проводника, в этом случае загорается светодиод. Следовательно, второй провод является нулевым. Нулевой провод определяется когда индикаторная лампочка не загорелась изначально.

Как определить фазу и ноль мультиметром

Кроме индикаторной отвертки, определение фазы и нуля может быть выполнено с помощью мультиметра. В этом случае также необходима зачистка проводников, подлежащих проверке. Предварительно следует обесточить электрическую сеть путем выключения автомата. Таким образом исключается при случайном соприкосновении проводников фазы и нуля. Сами провода нужно немного раздвинуть. После этого автомат следует снова включить.

Далее на мультиметре устанавливается предельная величина для измерений переменного напряжения, составляющая более 220 В. Затем нужно посмотреть, какую маркировку имеют гнезда со щупами прибора. Щуп в гнезде СОМ не подходит для определения фазы, следовательно, использоваться будет оставшийся щуп, обозначенный символом V. Определившись со щупами, можно приступать к определению назначения проводов.

Нужно взять щуп, коснуться им одного из проводов в розетке и посмотреть на показания мультиметра. При отображении данных с небольшим значением напряжения (менее 20 В), провод будет считаться фазным. Если же измерительный прибор показывает нулевое значение, то и сам провод соответственно будет нулевым.

Для измерений может использоваться любой тип мультиметра — с цифровым табло или стрелочный. Точность измерений мультиметром значительно выше, чем индикаторной отверткой. При определение фазы и нуля мультиметром запрещается одновременно касаться фазного и заземляющего провода. Такие действия могут вызвать короткое замыкание и травматические ожоги.

Как определить фазу и ноль без приборов

Довольно часто возникают ситуации, когда отсутствует индикаторная отвертка и мультиметр, а выяснить назначение проводов нужно, чтобы не останавливать электромонтажные работы. В таких случаях приходится решать проблему, определения фазы и ноля без прибора.

Наиболее простым способом считается определение назначения проводов по их . Данная методика приносит положительный результат лишь тогда, когда проводка выполнена с соблюдением всех технических правил. В этом случае цвет изоляции прямо указывает на принадлежность того или иного провода.

В желто-зеленый цвет окрашивается заземляющий провод, а нулевой проводник чаще всего бывает голубого или синего цвета. Для фазного проводника выбирается черный, белый или коричневый провод. Правильность подключения можно проверить визуально, не только в щитке, но и в распределительных коробках, в люстре и других точках.

Второй способ определения фазы и нуля, предполагает использование так называемой контрольной лампочки. Можно воспользоваться обычной лампой накаливания и двумя отрезками проводов, по 50 см длиной каждый. Жилы проводов через подключаются к лампочке и конструкция готова к работе. Одним концом провода нужно коснуться трубы отопления, а другим — проверяемых проводов. Если во время прикосновения лампочка загорается, значит этот провод является фазным.

Данный способ в домашних условиях считается опасным в связи с высокой вероятностью поражения электрическим током. Его нельзя применять, когда в сети присутствует предельное напряжение. Более безопасным является использование неоновых лампочек, позволяющих с не меньшей точностью определить назначение проводов.

При работе с бытовыми электросетями необходимо знать, как найти фазу и ноль. Привычные нам 220 вольт возникают не из ниоткуда.

Вся низковольтная сеть (имеется ввиду величина, для потребителей), является трехфазной. Напряжение между фазами переменное, 380 вольт.

Для бытовых нужд, используется напряжение 220 вольт. Чтобы не вдаваться в тригонометрические подробности построения трех фаз, достаточно знать формулу: напряжение между фазой и нулем равно напряжению между фазами, разделенное на квадратный корень числа Пи. То есть если между фазами 380 вольт, то напряжение между фазой и нулем будет 380/1,73 = 220 вольт.

Для чего необходимо знать, где ноль, а где фаза?

Многие пользователи бытовых приборов полагают, что нет разницы, как подключать электроприборы к переменной сети 220 вольт. Полярности нет, напряжение не меняется при смене контактов. Это верно с точки зрения простого включения в розетку.

А если вы самостоятельно делаете разводку или ремонт электросети в своем доме, необходимо точно знать, где ноль, а где фаза.

  1. При проектировании электрощитов, автоматы применяются одноконтактные. На них заводится только фаза. Нулевая линейка остается не размыкаемой. Каждая линия подключается одним проводом к фазе через выключатель, и к нулевой линейке напрямую;
  2. Важно! Если перепутать ноль и фазу при таком подключении – пользоваться сетью будет опасно для жизни.

  3. Приборы освещения питаются стандартным способом, при помощи однофазных выключателей. Размыкается только фазный провод, нулевой всегда подключен к световому прибору. Если перепутать ноль и фазу, простая замена лампочки может привести к поражению электрическим током.

Поэтому необходимо отслеживать фазный и нулевой провод по цепочке от счетчика до каждого потребителя.

Несколько способов как определить фазу и ноль

Способ №1 , при помощи тестера способного измерять напряжение до 1000 вольт. Это надежный способ, но для проверки необходимо иметь качественно подключенный провод заземления. В квартирах старой проектировки его нет.

В данной статье рассмотрим вопрос о том, как найти фазу и ноль при помощи пробника и мультиметра.

При необходимости обслуживания квартирной электрики, в частности замены розеток, выключателей освещения или проведении мелких ремонтных работ, возникает необходимость определения фазы и ноля. Если у человека есть некоторые познания в области основ электротехники, то ему не составит труда найти фазу и ноль. А что делать, если вы не имеете данных навыков? Поиск фазы и ноля не такой сложный процесс, как это может показаться. Рассмотрим несколько способов определения фазы и ноля.

Во-первых, определимся, что такое фаза и ноль. Вся наша энергосистема является трехфазной, в том числе и низковольтные линии, которые питают жилые дома и квартиры. Как правило, напряжение между двумя любыми фазами составляет 380 вольт — это линейное напряжение. Всем известно, что напряжение бытовой сети — 220 вольт. Как получить это напряжение?

Для этого в электроустановках рабочим напряжением 380 вольт предусмотрен нулевой провод. Если взять одну из фаз и нулевой провод, то между ними будет разность потенциалов в 220 вольт, то есть это фазное напряжение.

Для человека, не имеющего познаний в области электротехники, вышесказанное не очень понятно. Для нас важно знать, что в каждую квартиру или дом приходит одна фаза и один ноль. Подробно, что такое фаза и ноль рассмотрено .

Итак, у вас есть два провода и вам необходимо определить, какой из них фаза, а какой ноль. Во-первых, необходимо их обесточить путем отключения автоматического выключателя, который питает данную линию электрической проводки.

Затем необходимо зачистить оба провода, то есть снять с него 1-2 см изоляции. Зачищенные проводники необходимо немного развести, для того, чтобы при подаче напряжения не произошло короткого замыкания в результате их соприкосновения.

Следующий шаг — определение фазного провода. Включаем автомат, посредством которого подается напряжение на проводники. Берем индикаторную отвертку за рукоятку и одним пальцем прикасаемся до металлической части у основания рукоятки.

Помните, что категорически запрещено брать пробник ниже рукоятки, то есть за рабочую часть. Подносим пробник к одному из проводов и прикасаемся к нему рабочей частью. При этом палец остается на металлической части рукоятки.

Если лампочка индикаторной отвертки загорелась, то значит этот провод фазный, то есть фаза. Другой провод соответственно — ноль.

Если при прикосновении к проводу не загорается лампа пробника, то это нулевой провод. Соответственно другой провод — это фаза, проверить это можно прикосновением индикаторной отвертки.

А что делать, если проводка в квартире выполнена тремя проводами? В этом случае у вас есть не только фаза и ноль, но и . При помощи пробника можно без труда определить, где из трех проводов находится фаза.

Но как определить где ноль, а где защитный проводник, то есть заземляющий? В данном случае одной индикаторной отверткой не обойтись. Рассмотрим способ определения ноля в трехпроводной бытовой сети.

Определить где ноль, а где защитный (заземляющий проводник), можно при помощи мультиметра. Итак, мы уже определили фазный провод при помощи пробника. Берем мультиметр и включаем его на диапазон измерения переменного напряжения величиной 220 вольт и выше.

Берем два щупа измерительного прибора и прикасаемся одним из них к фазе, а другим к одному из двух оставшихся проводников. Фиксируем значение напряжения, которое показывает мультиметр.

Затем один из щупов оставляем на фазе, а другим прикасаемся к другому проводу и снова фиксируем значение напряжения. При прикосновении одновременно к фазе и к нулю будет показываться значение напряжение бытовой электросети, то есть примерно 220 вольт. Если прикоснуться к фазе и защитному проводнику, то значение напряжения будет несколько меньше предыдущего.

Если у вас нет пробника, то фазу можно найти и мультиметром. Для этого выбираем диапазон измерения переменного напряжения значением выше 220 вольт. К мультиметру подключены два щупа в гнезда «COM» и «V» соответственно.

Берем в руки тот щуп, который включен в гнездо с маркировкой «V» и прикасаемся им к проводникам. Если вы прикоснулись к фазе, то прибор покажет небольшое значение — 8-15 вольт. При прикосновении к нулевому проводу показания прибора останутся на нуле.

Инструкция

Очень удобен индикатор фазы с ЖКИ. Проверяя наличие фазного напряжения таким прибором касайтесь сенсора лишь в том случае, если оно меньше 50 В. Если же оно больше (но опять же, не превышает 500 В), не касайтесь сенсора. Недостатком такого приспособления является отсутствие свечения, и в темноте его приходится освещать фонарем. Но работать в темноте электрику не рекомендуется вообще.

Для контроля чередования фаз используйте специальный прибор, состоящий из корпуса, кнопки и небольшого асинхронного электродвигателя с диском на валу. Сначала подключите все три щупа, исключив возможность короткого замыкания, к фазным проводам изолированного кабеля, и лишь затем подайте на него напряжение. Кратковременно нажмите кнопку. Диск раскрутится, а затем начнет постепенно замедлять вращение. Именно в этот момент можно будет заметить, в каком направлении он вращается: по часовой стрелки или против нее. Если окажется, что порядок чередования фаз неправильный, обесточьте цепь, а затем поменяйте на нагрузке два любых фазных провода.

Видео по теме

Обратите внимание

Не касайтесь токоведущих частей.

Источники:

  • как пользоваться индикатором

Часто в быту возникает необходимость заменить электрическую розетку или повесить люстру. Переменный ток, от которого работают все бытовые электрические приборы, поступает в них по трем проводам. Один из них называется нолем. Как его определить?

Инструкция

Проверьте маркировку проводов. Современные электропровода различаются по цвету. Обычно «ноль» бывает синего цвета. Если все оказываются одного цвета, то различить их можно по цвету изоляции (кембриков). Кембрик на проводе «ноль» синего цвета.

Приобретите индикаторную отвертку, которая продается в любом магазине электротоваров. В ручку встроен светодиод, он будет информировать о наличие напряжения в электрической сети.

Необходимость решения такой задачи может возникнуть при установке розетки, когда к ней подходят немаркированные проводники. В этом случае, перед монтажом розетки должно быть выполнено определение, какой из проводов за что отвечает. Рассмотрим, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой, мультиметром, а также подручными средствами.

Использование индикаторной отвертки

Последовательность действий зависит от того, какая система проводки смонтирована в помещении. Рассмотрим правила определения фазного и нулевого провода в разных случаях.

Двухпроводная сеть

Этот вариант электропроводки встречается в старых домах. По современной терминологии данная система обозначается TN-C. Суть ее заключается в том, что нулевой рабочий провод, заземленный на питающей подстанции, совмещает роль защитного заземляющего (PEN). В системе IT также присутствует только фазный и рабочий нулевой проводник, но в обычных жилых и производственных помещениях она не применяется. В двухпроводной сети отдельный заземляющий провод просто отсутствует, то есть, имеется только фаза и ноль. Определить их очень просто: прикасаемся индикатором последовательно к каждой из токоведущих жил, фаза вызывает зажигание индикаторной лампы, как показано на фото ниже:

Система является устаревшей. На вилке любого современного электроприбора имеется три клеммы. Проводка должна выполняться трехпроводной, исключение — группа освещения.

Трехпроводная сеть

В этом варианте, в дом или квартиру заходит три провода. Такие сети имеют несколько разновидностей. В системе рабочий ноль и защитное заземление раздельно идут от питающей подстанции, где оба соединены с рабочим заземлением. При таком типе проводки, определение назначения проводов можно осуществить следующим образом:

  • в щитке или в распределительной коробке индикатором определить провод, на котором присутствует фаза;
  • два оставшихся – это рабочий и защитный ноль (земля), отсоединяем на щитке один провод из них;
  • если отсоединить рабочий ноль, все электрооборудование в квартире перестанет работать, значит, оставшийся проводник – это земля, или защитное заземление.

Теперь остается определить в розетке среди трех проводов, на котором из них фаза, ноль и земля. Если не удается найти по цвету изоляции, определение их функций может быть выполнено подручными средствами, без приборов. Для этого нужно взять патрон с вкрученной лампой и выведенными наружу проводами. Определение проводим следующим образом. Одним проводником от патрона прикасаемся к фазному проводу (фаза уже найдена с помощью индикатора), вторым поочередно прикасаемся к двум оставшимся. Если на щитке отключен рабочий ноль, лампа зажжется только при соединении с защитным заземлением, и наоборот.

На видео ниже наглядно показывается, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой:

Другой разновидностью системы TN является разводка . В этом случае нулевой провод расщепляется на рабочий ноль и защитное заземление на вводе в дом. Здесь, чтобы определить назначение проводников, можно применить последовательность действий, описанную для системы TN-S. Добавляется дополнительная возможность, обследовав место разделения PEN, определить, где рабочий и защитный ноль (земля) по сечению жилы в проводе.

В случае, если заземление выполнено по системе , объект (частный дом) имеет собственное заземляющее устройство, от которого выполнена разводка защитного заземления. В этих условиях, как правило, определить фазу, ноль и землю можно путем отслеживания заземляющего проводника по трассе его прокладки.

Определение мультиметром или тестером

Начнем с того, что определить фазу лучше всего с помощью отвертки, совмещенной с индикатором. Будем исходить из того, что если в хозяйстве есть мультиметр, индикатор найдется наверняка. В крайнем случае, можно сделать следующее. В некоторых случаях может помочь определение с помощью мультиметра напряжения между проводом и трубой отопления или водоснабжения. К сожалению, результат здесь не всегда предсказуем. Чаще всего, напряжение между фазой и системой отопления близко к 220 В, во всяком случае, оно должно быть выше, чем между тем же отоплением и нулем. Картина может измениться, например, если вороватый сосед использует трубы отопления как рабочее заземление.

В трехпроводных схемах мультиметр покажет рабочее напряжение между проводником, на который подана фаза и любым из двух других. Определение, какой ноль рабочий, а какой – земля, можно проводить по методике, изложенной выше, то есть, отсоединив на щитке один из приходящих нулей и воспользовавшись контрольной лампой.

О чем еще важно знать?

Иногда определение назначения токоведущих жил может быть облегчено благодаря знанию их общепринятой цветовой маркировки:

  • Ноль может маркироваться латинской буквой N. Общепринятый цвет изоляции – голубой или синий. Другой вариант окраски изоляции – белая полоса на синем фоне.
  • Земля маркируется латиницей PE. В системе заземления, объединяющей функции защитного и рабочего нуля, обозначается PEN. Цвет применяемой изоляции – желтый, имеющий одну или две полосы ярко – зеленого оттенка.
  • Фаза может обозначаться латинской буквой L или маркироваться как фаза трехфазной электрической сети, то есть A, B или C. Цвет изоляции может быть произвольный, но не повторяющий тех, которыми обозначается земля (защитное заземление) или нулевой проводник. В большинстве случаев, это красный, коричневый или черный цвет.

Тематические материалы:

Обновлено: 26.06.2019

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Использование средней абсолютной относительной фазы, фазы отклонения и относительной фазы точечной оценки для измерения постуральной координации в последовательной задаче охвата

J Sports Sci Med. 2016 Март; 15 (1): 131–141.

Опубликовано в Интернете 23 февраля 2016 г.

Энн К. Гэлгон

1 Университет Темпл, Филадельфия, Пенсильвания, США

Патрисия А. Шевокис

2 Университет Дрексел, США

1 Университет Темпл, Филадельфия, Пенсильвания, США

2 Университет Дрекселя, США

PT, доктор философии, доцент NCS, 3307 North Broad Street, Temple University, Philadelphia, PA, 19140, USA

Получено 7 сентября 2015 г .; Принята в печать 11 января 2016 г.

Copyright © Журнал спортивной науки и медицины Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Цели этого сообщения — представить методы, используемые для расчета средней абсолютной относительной фазы (MARP), фазы отклонения (DP) и относительной фазы точечной оценки (PRP), и сравнить их полезность при измерении постуральной координации во время выполнения серийная задача. MARP и DP выводятся из непрерывных временных рядов относительной фазы, представляющих отношения между двумя сегментами тела или суставами во время движений.MARP — это единственная мера, используемая для количественной оценки схемы координации, а DP измеряет стабильность схемы координации. PRP также количественно определяет паттерны координации, измеряя соотношение между временем максимальных или минимальных угловых смещений двух сегментов в пределах циклов движения. Семь молодых людей выполняли двухстороннюю серию упражнений на достижение 300 раз в течение 3 дней. Относительные фазовые измерения использовались для оценки взаимосвязей между суставами для постуральной координации плеча-бедра (проксимальная) и бедра-голеностопного сустава (дистальная) в раннем и позднем обучении.MARP, PRP и DP различают проксимальную и дистальную постуральную координацию. Практика не оказала влияния на какие-либо относительные фазовые показатели для группы, но индивидуальные различия наблюдались в процессе практики. Совместно, MARP и DP оценили стабильность синфазных и противофазных паттернов постуральной координации, однако для интерпретации результатов в последовательной задаче может потребоваться дополнительный качественный анализ движений. Мы обсуждаем сильные и слабые стороны использования MARP и DP и сравниваем MARP и DP с мерами PRP при оценке моделей координации в контексте различных типов умелых задач.

Ключевые точки

  • MARP, DP и PRP измеряют координацию между сегментами или углами сочленения

  • Преимущества и недостатки каждой меры следует рассматривать в отношении задачи производительности

  • MARP и DP могут улавливать паттерны координации и стабильность паттернов во время дискретных задач или фаз движений в рамках задачи

  • PRP и SD или PRP могут фиксировать паттерны координации и стабильность во время задач непрерывного колебательного движения.

Ключевые слова: Постуральная координация, средняя абсолютная относительная фаза, фаза отклонения, относительная фаза точечной оценки

Введение

В этой статье исследуется использование относительных фазовых измерений для характеристики стратегий постуральной координации, которые могут добавить к понимание того, как регулируется постуральная система во время функциональных движений. Тем не менее, относительные фазовые меры имеют более широкое применение при описании паттернов координации при выполнении различных умелых задач и демонстрации изменений координации во время обучения двигательным навыкам и после травм.Относительная фаза измеряет соотношение между углами двух суставов или сегментов тела, чтобы охарактеризовать паттерны координации между суставами. Поскольку относительные фазовые измерения включают как пространственные, так и временные аспекты углового движения, они могут быть более чувствительными к выявлению различий в моделях координации (Haddad et al, 2010; Kurz and Stergiou, 2004). Измерения относительной фазы использовались для измерения координации конечностей во время ходьбы (Barela et al., 2000; Burgess-Limerick et al., 1993; Kurz and Stergiou, 2002; 2004, Haddad et al, 2010), тяжелой атлетике (Hu and Ning, 2015), плавание (Комар и др., 2014), махи (Teulier and Delignières, 2007) и гимнастические навыки (Gautieret al, 2009). Стабильные и нестабильные паттерны координации были обнаружены с использованием относительной фазы с колеблющимися бимануальными задачами (например, Kelso, 1984; Milliex et al., 2005), визуального отслеживания постуральных задач и согласования постуральной координации с фигурами плоскости положения лодыжки и бедра (например, Bardy et al. , 2002; Faugloire et al., 2006; 2009, James, 2014). Относительная фаза между движениями таза и туловища используется для определения изменений координации у людей с утомляемостью поясницы во время тяжелой атлетики (Hu and Ning, 2015) и у людей с болью в пояснице во время выполнения задач сидя-стоя (Shum et al 2005).Бегуны с болями в пояснице показали различия в продолжительной относительной фазе туловища и таза во время ходьбы и бега по сравнению с бегунами без боли в пояснице в анамнезе (Seay et al, 2011). Измерения относительных фаз также применялись для изучения координации во время обучения спортивным задачам, таким как плавание (Komar et al, 2014), качели (Teulier and Delignières, 2007) и гимнастические навыки (Delignières и др., 1998; Gautieret al, 2009 г.). Все изучаемые задачи можно охарактеризовать как дискретные или непрерывные.

Средняя абсолютная относительная фаза (MARP), фаза отклонения (DP) и относительная фаза точечной оценки (PRP) — это потенциальные меры для характеристики координации во время выполнения задач. Мы делаем упор на постуральную координацию во время выполнения задачи последовательного достижения. MARP и DP — это единичные меры, полученные из непрерывных кривых относительной фазы, которые могут количественно определять паттерны координации и описывать стабильность паттернов во время функциональных движений. PRP измеряет относительную фазу, сравнивая время максимального или минимального углового смещения одного сустава в пределах цикла углового смещения эталонного сустава (Kurz and Stergiou, 2004; Wheat and Glazer, 2006; Zanone and Kelso, 1992).Базовая описательная статистика PRP по циклам движений предоставляет информацию о способах координации и вариабельности в рамках одного испытания (Bardy, 2005; Bardy et al., 2002; Fauglorie et al., 2006, Oullier, et al, 2002). Паттерны постуральной координации ранее были охарактеризованы с точки зрения синфазности (около 0 градусов) и противофазности (около 180 градусов) взаимоотношений бедра и голеностопного сустава в задачах визуального отслеживания с использованием PRP (Bardy et al., 1999; Bardy, et al. al., 2002; Faugloire, et al., 2006; Oullier et al., 2002; Джеймс, 2014). Синфазные и противофазные паттерны постуральной координации также могут демонстрироваться во время выполнения заданий.

Выбор меры относительной фазы должен относиться к типу движения в рамках оцениваемой задачи, e. грамм. непрерывные или дискретные движения. Измерения PRP могут быть легко достигнуты во время задач непрерывного циклического движения, таких как ходьба или частотно-индуцированное постуральное колебание, где многократно достигаются четкие пики смещения сравниваемых углов.MARP был предложен в качестве действительной меры совместных взаимоотношений во время циклов походки (Kutz and Stergiou, 2004) и может также характеризовать синфазные и противофазные паттерны постуральных колебаний. Поскольку MARP представляет собой среднее значение непрерывной кривой относительной фазы на протяжении всего движения, более низкие значения интерпретируются как представляющие большее количество синфазных связей, в то время как более высокие значения интерпретируются как указывающие на большее количество противофазных соотношений. Считается, что низкие значения DP представляют повышенную стабильность, тогда как высокие значения DP представляют пониженную стабильность координационного паттерна (Kurz and Stergiou, 2004).MARP и DP могут иметь большее значение при анализе отдельных движений или фаз движений, когда желательно описание динамики межсуставных взаимодействий на протяжении всего движения.

Мы использовали MARP для исследования проксимальных и дистальных стратегий постуральной координации во время дискретного достижения (Galgon and Shewokis, 2006). В пилотном исследовании пять здоровых молодых людей выполнили задачу по достижению дискретного подъема и опускания рук с положением рук (одностороннее движение рук в сравнении с двусторонним) и разной высотой цели (три цели, разделенные на 17 см по вертикали).Изменения в динамике постуральной координации, измеренные с помощью MARP, были очевидны при изучении различных ограничений задачи. Высота цели оказывала основное влияние на доминирующую MARP плеча и ипсилатерального бедра, F 2,8 = 38,75, p <0,0125. Состояние руки оказало основное влияние на доминирующую MARP плеча и контралатерального бедра и MARP контралатерального бедра и голеностопного сустава, F 1,8 = 59,62 и F 1,8 = 41,81, p <0,0125, соответственно (Галгон и Шевокис, 2006).Результаты подтвердили ожидаемые изменения постуральной адаптации, связанные с достижением состояния руки (Zattara and Bousissett, 1988) и целевые вариации (Kiminski and Simpkins, 2001). Количественные результаты (MARP) также подтвердили качественный анализ (графики угол-угол) с использованием методов, описанных Winstein и Garfinkel (1989) для вариаций рук на координацию позы.

В нашем исследовании постуральной координации во время обучения новой задаче последовательного достижения, мы были обеспокоены тем, могут ли эти меры дать описание постуральной координации, которое можно последовательно количественно измерить на практике.Задача последовательного достижения включала 15 последовательных движений рук вверх и вниз, которым испытуемые научились за три дня практики, следуя за световыми целями, которые отображались перед ними (). В этой работе мы показали, что участники улучшили точность своих рук и постоянство в согласовании высоты своих рук с вертикальными мишенями на протяжении всей практики. Участники также улучшили свою постуральную регуляцию, измеренную по времени до границы, полученному на основе данных центра давления (Galgon et al., 2010).Мы заинтересованы в том, чтобы определить, меняются ли стратегии постуральной координации при изучении этого динамического последовательного задания. Выбор относительной фазы кажется уместным; однако остается ограничение в том, что движения, генерируемые во время этой задачи, не могут быть легко классифицированы как непрерывные или дискретные.

Представление настройки для задачи последовательного доступа. Участник стоял лицом к светодиодной доске с вытянутыми вперед руками, чтобы соответствовать высоте ладони одной из трех вертикальных мишеней.Кинематическое изображение сегментов руки, туловища и ног было получено по маркерам, прикрепленным к костным ориентирам. Угловое смещение и скорость в плече, бедре и лодыжке использовались для расчета относительной фазы (RP), чтобы охарактеризовать координацию позы в пределах двух целей действия: точность руки и устойчивость позы.

Проблема при расчете PRP в многошаговой задаче — выбор опорных точек; пики и / или впадины во временных рядах углового смещения, которые используются для максимальных или минимальных значений (Wheat and Glazer, 2006).Изменения углового смещения постуральных суставов могут быть небольшими и постепенными, что может дополнительно создавать проблемы при выборе реперных точек для анализа постуральной координации. Использование MARP и DP может быть проблемой в последовательной задаче, поскольку прерывистые движения могут создавать фазовые искажения в непрерывных кривых относительной фазы. Фазовые искажения могут включать в себя фазовые сдвиги (Kurz and Stergiou, 2002) или фазовый сдвиг (Milliex et al., 2005), обычно связанные с данными фазового угла на 360 градусов.Фазовый сдвиг — это временный сдвиг на 360 градусов в массиве данных относительной фазы (Kurz and Stergiou, 2002). Сдвиг происходит, когда мгновенный фазовый угол одного сустава пересекает нулевую ось (значения меняются от 360 до 0 градусов), а фазовый угол сравниваемого сустава пересекает ось в более позднее время. Результатом является временный скачок на ± 360 градусов на непрерывной кривой относительной фазы. Накрутка фаз происходит, когда нет согласованной взаимосвязи между углами сравнения или когда относительная фаза нестационарна (Milliex et al., 2005), e. грамм. когда один сустав двигался, а другой был относительно неподвижен. Фазовые искажения вызывают завышение значений MARP и DP, если искажения не исправить. Измерения PRP могут быть более легко применены к последовательной задаче, потому что относительная фаза не усредняется по полному циклу, а асимметрии и неравномерности в фактическом движении устраняются (Zanone and Kelso, 1992), а фазовые искажения не нужно учитывать. в расчетах. Тем не менее, меры PRP могут потенциально пропустить важные изменения взаимосвязанных отношений во время последовательной задачи.Эти пропуски PRP могут происходить между точечными оценками.

Хотя эти относительные фазовые измерения не новы в описании паттернов координации движений, они в основном применялись для измерения постуральной координации в колебательных задачах и не использовались при анализе координации при стоянии и достижении задач. Насколько нам известно, использование относительных фазовых мер для оценки динамики координации серийных задач не проводилось. В разделе, посвященном методам, мы описываем визуальный осмотр данных и определяем поправки, внесенные в кривые относительной фазы, чтобы обеспечить согласованный расчет MARP, DP и PRP с задачей последовательного обнаружения.Мы представляем сравнение измерений MARP и DP с измерениями PRP в подгруппе субъектов, которые участвовали в исследовании, посвященном изучению новой задачи последовательного достижения. Наша цель — представить методы, которые мы использовали для расчета динамики постуральной координации, и обсудить сильные и слабые стороны каждой меры в контексте задачи последовательного достижения.

Методы

Участники

Семь участников были случайным образом выбраны из выборки здоровых молодых людей, которые первоначально согласились участвовать в обучающем исследовании (Galgon et al., 2010). Эти семь человек включали 2 мужчин и 5 женщин (средний возраст 25 ± 3 года; средний рост в плечах 1,42 ± 0,08 м; средний вес 74,4 ± 12,7 кг). Участники были включены, если им было от 18 до 49 лет, и исключались, если они чувствовали, что не могут легко выполнять требуемые действия, не могут участвовать во всех экспериментальных сессиях или имеют какое-либо расстройство, которое может повлиять на их работу, например острое или острое. хроническое скелетно-мышечное заболевание, вестибулярное или другое неврологическое расстройство.До приема на работу было получено одобрение институционального внутреннего наблюдательного совета.

Контрольно-измерительные приборы и начальная обработка

Светоизлучающая диодная (LED) плата (Дэвид Соломон, Отделение неврологии, Johns Hopkins), большая фанерная плита, прикрепленная к подвижной раме со встроенными светодиодами, использовалась в качестве мишеней для управления движениями рук. Настроенные программы синхронизации (программное обеспечение Labview 5.02, National Instruments) управляли светодиодной платой. Чтобы обнаружить включение каждого целевого светодиода, сигнал в пять вольт вводился в 12-битный интерфейсный блок A-D системы Peak System (Peak Performance Technologies, Centennial, CO.). Светодиодное табло было расположено на расстоянии одной руки плюс 10 дюймов перед участниками. Светодиодные мишени были установлены таким образом, что во время переднего досягаемости с вытянутыми локтями по направлению к средней мишени (B) плечи располагались примерно под 90 градусами сгибания. Две дополнительные светодиодные мишени находились на 17 сантиметров по вертикали выше (A) и ниже (C) средней светодиодной мишени.

Трехмерные кинематические данные были получены с помощью системы с четырьмя (60 Гц) видеокамерами (Peak Performance Technologies, Centennial, CO).Отражающие маркеры были прикреплены к костным ориентирам (латеральный акромий, латеральный надмыщелок, латеральный шиловидный отросток, остистые отростки C8 и S1, передняя подвздошная ость, большой вертел, латеральное плато большеберцовой кости, латеральная лодыжка, пяточная и между второй и третьей плюсневыми костями на тыльной стороне кости). стопа) для создания сегментов туловища, верхних и нижних конечностей. Peak Motus, версия 8.2, использовался для: (a) оцифровки изображений маркеров, (b) захвата необработанных кинематических данных и (c) вычисления угловых смещений в сагиттальной плоскости для правого плеча, бедра и лодыжки.Угловые скорости рассчитывались методом центральных разностей. Данные об угловом смещении и скорости были сглажены фильтром нижних частот Баттерворта 4-го порядка с частотой 6 Гц. Кинематические данные также были сопоставлены с началом сигнала от цели. представляет экспериментальную установку, включая схему маркеров для представления сегментов тела.

Экспериментальная процедура

Каждый участник встал с полностью вытянутыми руками, с пронамированными предплечьями, положив руки на бедра и взявшись за деревянный стержень, обращенный к светодиодному табло.Раздался звуковой сигнал, информирующий участника о необходимости подготовиться, и за ним последовало освещение мишени B. Участник переместил руки на уровень мишени B. 15-ступенчатая последовательность огней с использованием мишеней A, B и C была представлена ​​на 1-секундные интервалы. Последовательность закончилась на цели B, и звуковой сигнал сигнализировал об окончании испытания. Последовательность была отработана для 100 попыток с перерывами примерно 30 секунд между попытками и 1-3 минуты между блоками из десяти попыток. Перед каждым блоком давались следующие инструкции: «Подберите стержень к уровню каждой цели как можно быстрее после того, как загорится свет.«Участники не получили отзывов о своем выступлении. Участники выполнили 100 попыток для двух дополнительных занятий с интервалом 12–36 часов между практическими занятиями (Galgon et al., 2010).

Расчеты MARP и DP

На рисунке показаны этапы расчета непрерывной кривой относительной фазы для координации плеч и бедер при движении руки вверх и вниз. Угловые перемещения (θ) и скорости (ω) были нормированы с помощью следующих уравнений:

  1. нормализованное θ i = [2x (θ i — min (θ i )) / max (θ i ) — min (θ i )] — 1, и

  2. нормализованные ω i = ω i / max (| ω i |),

где i представляет каждую итерацию в массиве данных, min (θ i ) и max (θ i ) равны минимальной и максимальной точкам в массиве данных углового смещения, а max (| ω i |) равно максимальное значение в массиве данных абсолютной угловой скорости.Нормированные временные ряды углового смещения и скорости были использованы для построения портретов в фазовой плоскости для плечевого, тазобедренного и голеностопного суставов по отдельности (Barela et al., 2000; Kurz and Stergiou, 2002). Нормализация помещала портреты в фазовой плоскости в полярную систему координат с центром в центре (Wheat and Glazier, 2006) и требовалась для учета совместных различий в диапазонах угловых смещений. Например, в ходе испытания смещение угла плеча может составлять от 60 до 100 градусов сгибания плеча, а смещение угла бедра может составлять от -15 до -5 градусов сгибания бедра.Без нормализации портреты фазовой плоскости будут построены в разных квадрантах (положительные квадранты x для плеча и отрицательные квадранты x для бедра), что приведет к изменению расчетов фазового угла и неправильным относительным значениям фаз. Временные ряды фазового угла (φ) были рассчитаны как φ i = arctan [нормализованное (ω i ) / нормализованное (θ i )] для каждого портрета фазовой плоскости. Были построены две непрерывные кривые относительной фазы, чтобы отдельно представить проксимальную (плечо-бедро) и дистальную (бедро-голеностопный сустав) динамику постуральной координации.Относительные фазовые кривые были рассчитаны как равные точке i th на кривой фазового угла дистального сустава за вычетом точки i th на кривой угла фазы проксимального сустава (Barela et al., 2000; Kurz and Stergiou , 2002). MARP рассчитывали как Σ N i = 1 | Относительная фаза | / N во время каждого испытания. DP рассчитывали как среднее значение стандартного отклонения точки i на кривых абсолютной относительной фазы для 10 испытаний в эпоху измерения, Σ N i = 1 | SD | / N.MARP и DP были рассчитаны для каждого интервала движения, а затем усреднены по всем интервалам для получения окончательных значений.

Метод расчета относительной фазы: а) плеча и б) портретов фазовой плоскости бедра при движении вверх (сплошная линия) и вниз (пунктирные линии); c) фазовые углы плеча и бедра и d) относительная фаза между двумя суставами (вертикальная линия разделяет движения вверх и вниз).

Перед расчетами MARP и DP был произведен визуальный осмотр непрерывных кривых относительной фазы и исправления искажений фазового сдвига.Чтобы сделать поправки максимально последовательными и предотвратить изменение динамики кривой для расчетов MARP и DP, использовались четыре правила:

  1. Если относительная фазовая кривая была близка к 180 градусам (90 °> и <-90 °), фазовые сдвиги корректировались в положительном направлении (+ 360 °). показывает исправленную кривую, когда массив данных был ближе к 180 градусам.

    Корректировки непрерывных кривых относительной фазы для фазовых сдвигов: a) когда траектория данных близка к 180 º, b) когда траектория данных близка к 0 º, и c) во время перехода по фазе, когда коррекция не производилась.

  2. Если относительная фазовая кривая была близка к нулю (90 ° < i > -90 °), фазовые сдвиги корректировались на ± 360 °, чтобы траектория решетки оставалась близкой к нулю. демонстрирует поправки на фазовый сдвиг для массива данных, который был близок к нулю.

  3. Когда при смене фазы произошел сдвиг кривой относительной фазы на ± 360 °, никаких поправок в данные не производилось, потому что сдвиг не был временным и предполагалось смещение MARP в сторону средних значений.демонстрирует нескорректированную относительную фазовую кривую, где произошел переход фазы и сдвиг.

  4. Относительные значения фаз между ± 270 ° и 360 ° были скорректированы от ± 90 ° до 0 ° для учета избыточности данных на 360 градусов. Мы предположили, что значения от ± 270 до 360 ° были ближе к синфазной схеме координации. Эта коррекция предотвращает перекос в сторону более высокого значения MARP, что может привести к неверно истолкованному соотношению противофазной координации.

Поскольку все поправки добавляли или вычитали 360 градусов к исходной кривой относительной фазы, не было изменений в динамике кривой относительно направления или наклона кривой.

Расчет PRP

Временные ряды углового смещения для плеча, бедра и лодыжки использовались для расчета PRP. PRP был рассчитан с использованием следующего уравнения: [(t target — t o ) / (t reference — t o )] x 360 °, где t o = время начальной максимальной точки опорный угол или начало цикла, t target = время максимальной точки сравнения угла в цикле, а t reference = время максимальной точки опорного угла в конце цикла (Zanone and Kelso, 1992) .Временные ряды углового смещения бедра давали наиболее последовательные повторяющиеся пики во время испытаний. Таким образом, бедро было обозначено как опорный угол, а плечо и лодыжка были обозначены как целевые углы для проксимального (плечо-бедро) и дистального (бедро-голеностопный) измерений PRP (). Пики углового смещения были определены как максимальное значение во временном ряду в пределах каждого из 15 интервалов движения руки. Чтобы определить последовательные периоды, считалось, что два интервала представляют цикл (одно движение руки вверх и вниз).В результате пики опорного угла были определены из максимальных значений в интервалах 1 и 2 для периода один, 3 и 4 для периода два и так далее. Среднее значение оценочных баллов от пяти до семи периодов определяло PRP для каждого испытания. Визуальный осмотр временного ряда требовался для определения правильности определения максимальных точек. Периоды удалялись из среднего значения, если опорный или целевой углы не имели наблюдаемого пика в течение этого периода (Oullier et al., 2002).

Графики углового смещения плеча, бедра и лодыжки; а) у участника, использующего последовательность последовательных движений рук, и б) у участника, использующего последовательность непрерывных движений рук. Максимальные точки определяют время (t) для исходных, опорных и целевых точек, используемых для расчета относительной фазы оценки точки.

Анализ данных

В этом исследовании использовался план повторных измерений для изучения результатов участников в течение трех практических занятий. Проксимальные и дистальные показатели MARP, DP, PRP определялись по среднему значению 10 испытаний в трех точках, ранней (испытания 6-15) средней (испытания 46-55) и поздней (испытания 86-95) во время практики в каждом из три сеанса (S1, S2 и S3).Стандартные отклонения (SD) по десяти испытаниям и среднее SD между испытаниями для MARP и PRP были рассчитаны, чтобы посмотреть на изменчивость каждого показателя. Парные t-тесты (двусторонние) были рассчитаны, чтобы определить, будут ли MARP, DP, PRP и SD между испытаниями PRP различать проксимальную и дистальную динамику суставов, а также во время ранней (S1 ранний) и поздней практики (S3 поздно). Использовался индекс величины эффекта d Коэна. Корреляции и 95% доверительный интервал (ДИ) корреляций были рассчитаны между каждым из показателей из всех 9 точек измерения.

Результаты

отображает средние значения и стандартное отклонение семи участников для всех показателей во время ранней и поздней отработки задачи последовательного достижения. Средние значения проксимальных PRP и MARP были подобны, но средние значения дистальных PRP кажутся ближе к 180 градусам, чем значения дистальных MARP. Хотя практика не оказала группового воздействия на значения MARP, PRP и DP, были обнаружены индивидуальные различия, когда относительные фазовые значения некоторых участников менялись в разных направлениях. иллюстрирует различные направленные изменения непрерывных кривых относительной фазы, значений MARP, PRP и DP от ранней до поздней практики двумя участниками.

Каждый график представляет десять непрерывных кривых относительной фазы плеч и бедер (SH) для участников 4 (P4) и 8 (P8) во время выполнения задачи последовательного достижения: a) и c) в начале первого сеанса; б и г) поздняя третья сессия. На практике P4 продемонстрировал увеличение SH Средняя абсолютная относительная фаза (MARP) и относительная фаза точечной оценки (PRP) (увеличилось время, проведенное в противофазных отношениях), а P8 продемонстрировал снижение SH MARP и PRP (увеличение времени, проведенного в фазовое соотношение).

Таблица 1.

Средние значения и стандартные отклонения (SD) средней абсолютной относительной фазы (MARP), относительной фазы точечной оценки (PRP), фазы отклонения (DP), а также SD между испытаниями и SD между испытаниями для MARP и PRP; для семи участников, которые выполнили 300 попыток выполнения заданий по серийному достижению. Точки измерения представляют собой ранний сеанс 1 (S1) и поздний сеанс 3 (S3). Все значения указаны в градусах.

2 (13,67)
Плечо-бедро Тазобедренный сустав
Ранний S1 Поздний S3 Ранний S1 Поздний S3
72 (27,20) 114,52 (40,33) 132,86 (16,53) 143,66 (9,66)
PRP 116,59 (27,88) 114,49 (42,96) 16268 114,49 (42,96) 16268
DP 50,37 (6,48) 51,10 (10,89) 60,17 (7,41) 62,31 (6,53)
SD для всех испытаний MARP ) 14.27 (6,79) 19,09 (5,76) 18,08 (4,76)
Среднее значение пробной пробы PRP 13,67 (6,68) 16,38 (4,67) 22,05 (7,) 23,68 )
SD между испытаниями по MARP 35,92 (4,87) 43,51 (7,65) 35,50 (8,45) 39,92 (5,65)
49,70 (19,96) 61.53 (13,97) 53,16 (13,49) 63,59 (9,06)

Значения MARP и PRP могут различать динамику проксимального и дистального суставов ( t 62 = 5,79, p <0,001, d = 0,74 и t 62 = 10,54, p <0,001, d = 1,34 соответственно). Значения DP различают вариабельность проксимальных и дистальных суставов ( t 62 = 6.34, p <0,001, d = 0,81), но стандартное отклонение PRP между испытаниями этого не произошло. Дистальные значения MARP, PRP и DP были значительно выше, чем проксимальные.

Плече-тазобедренный MARP и PRP сильно связаны ( r = 0,86, 95% ДИ = [0,78, 0,91]). представляет линейную зависимость между проксимальными значениями MARP и PRP. Из-за естественного разрыва в данных относительной фазы проксимальные данные MARP и PRP были отнесены к категории более или менее 100 градусов.У двух человек значения MARP и PRP были ниже 100 градусов, а у пяти человек значения постоянно превышали 100 градусов. Когда значения были отнесены к категории выше и ниже 100 градусов, была обнаружена сильная связь между значениями MARP и изменчивостью, DP ( r = -0,70, 95% ДИ = -0,81, -0,55 и r = 0,70, 95 % CI = 0,55, 0,81) для значений> и <100 °, см.). Только значения PRP менее 100 градусов были умеренно связаны с вариабельностью, стандартное отклонение PRP между исследованиями ( r = 0.55, 95% CI = 0,33, 0,70). MARP и PRP бедра и голеностопного сустава демонстрировали низкие ассоциации ( r = -0,21, 95% ДИ = -0,39, 0,04), в то время как все значения MARP и PRP бедра и голеностопного сустава превышали 100 градусов. MARP бедра и голеностопного сустава обратно пропорционально связан с SD между испытаниями MARP бедра и голеностопного сустава ( r = -0,74, 95% ДИ = 0,60, 0,83) и DP бедра и голеностопного сустава ( r = -0,80, 95 % CI = — 0,87, -0,69). Ассоциации MARP и DP предполагают, что, когда значения MARP ближе к 0 ° или 180 °, возникают более низкие значения DP или меньшая изменчивость, а когда значения MARP находились в средних пределах, были более высокие значения DP или большая изменчивость.Эта взаимосвязь не была очевидна для показателей вариабельности PRP и PRP.

Графики представляют линейную зависимость между значениями средней абсолютной относительной фазы (MARP) плеча-бедра (SH) и относительной фазы точечной оценки (PRP) (a), а также взаимосвязь между значениями SH MARP и DP, когда значения SH MARP были отнесены к категории <100 ° (б) и> 100 ° (в). 2 представляет сумму отклонения, объясненного ассоциациями.

Обсуждение

Для этой задачи последовательного достижения мы осторожно интерпретировали значения MARP и PRP и предлагаем, чтобы значения выше 100 градусов представляли испытания, в которых совместная координация участников, которые провели больше времени в противофазе, а значения менее 100 градусов представляют судебные процессы, в которых совместная координация участников представляет собой синфазные отношения.Наша осторожность основана на периодах нестационарных отношений между сегментами суставов в паттернах движения во время задачи последовательного достижения, что может ограничивать интерпретацию значений PRP и MARP. Обе меры, по-видимому, оценивали синфазные и противофазные отношения и различали постуральную координацию плеча-бедра и бедра-лодыжки при выполнении этой последовательной задачи. Проксимальные PRP и MARP были тесно связаны, и оба показателя были определены, когда участники использовали преимущественно синфазные или противофазные схемы координации.Кроме того, измерения дистальных PRP и MARP классифицировали дистальные паттерны постуральной координации всех участников как преимущественно противофазные. Обратите внимание, что мы использовали анатомические углы для расчета смещения плеча, бедра и лодыжки вместо сегментарных углов. Направления углового смещения поперек движения будут разными при использовании сегментарных углов и вызвать иную интерпретацию относительных фазовых совместных соотношений, чем при использовании нашего метода. Влияние совместной взаимосвязи на PRP и MARP предполагает, что эти меры могут различать проксимальные и дистальные паттерны движений.

Тот факт, что практика не повлияла на MARP или PRP, может частично объясняться индивидуальными различиями в направленных изменениях паттернов координации в разных практиках. Например, участник 4 (a-b) продемонстрировал увеличение значений MARP и PRP, предполагая увеличение времени, проведенного в противофазе на протяжении всей практики, в то время как участник 8 () продемонстрировал уменьшение значений MARP и PRP, предполагая увеличение времени, проведенного в синфазе на протяжении всей практики. Индивидуальная изменчивость в динамике постуральных суставов согласуется с концепцией о том, что доступны несколько конфигураций позы для поддержки устойчивости позы во время достижения (Riccio, 1993).Изменения в моторной координации во время обучения новым навыкам могут быть разными у разных людей (Button et al., 2006) и могут быть связаны с индивидуальной ранее существовавшей координационной динамикой или «внутренней динамикой» (Kostrubiec et al., 2012). Хотя мы не изучали ранее существовавшие паттерны координации в этом исследовании, было показано, что они влияют на обучение новому паттерну постуральной координации (Faugloire et al., 2009).

Относительную стабильность этих координационных паттернов можно было оценить, глядя на изменчивость непрерывных кривых относительной фазы и точечных оценок, DP и SD между испытаниями PRP.Мы обнаружили более сильную связь между MARP и DP, чем PRP и межисследовательским SD PRP. Взаимосвязь между MARP и DP предполагает возможность обнаружения стабильных синфазных (близких к 0 градусов) и противофазных (близких к 180 градусов) паттернов постуральной координации. Различия в величине изменений в MARP и DP могут отражаться в предрасположенности индивидов к использованию определенной стратегии постуральной координации или их реакции на изменение постуральных стратегий (Faugloire et al., 2006; 2009 г.). Во время задач непрерывного визуального отслеживания, диапазоны среднего значения стандартного отклонения PRP между испытаниями составляли от 20 до 30 градусов, когда координация бедра и голеностопного сустава находилась в стабильном синфазном или противофазном паттерне, и более 60 градусов, когда тазобедренный сустав. лодыжечная координация была нестабильной (Bardy et al., 2002). Показатели изменчивости, DP и SD между испытаниями для MARP и PRP, были выше в задаче последовательного достижения (см.) По сравнению с изменчивостью во время задачи визуального отслеживания. Этот вывод может свидетельствовать о нестабильных моделях координации в последовательной задаче.Тем не менее, синфазный и противофазный режимы координации задачи визуального отслеживания связаны с частотой колебательной задачи (James, 2014), но частота движения менее согласована в последовательной задаче. Природа этой серийной задачи с прерывистостью движений и переходами между испытаниями между образцами может объяснить большую изменчивость по сравнению с непрерывной колеблющейся природой задачи визуального отслеживания. Значения любой относительной фазовой меры и их изменчивость, вероятно, будут зависеть от задачи.

Соображения для MARP и DP в последовательной задаче

Необходим разумный подход при интерпретации значений MARP и DP с производительностью задачи последовательного достижения или любой задачи, в которой динамика движения может изменяться. Во-первых, важная динамика может быть потеряна при усреднении непрерывных кривых относительной фазы в дискретных () или последовательных задачах (). Движения рук в серийном задании содержали две разные амплитуды с началом и остановкой, а постуральные реакции часто были прерывистыми.В рамках любого испытания непрерывная кривая относительной фазы перемещалась через больший диапазон значений и содержала периоды, когда совместная взаимосвязь была близка к синфазности, противофазе и / или переходу между двумя режимами. У людей, которые использовали синфазные и противофазные паттерны в разных точках задачи, были бы более средние значения. Любая единичная мера, используемая для оценки совместных отношений с течением времени, будет иметь эту проблему, если отношения между сегментами меняются. Одним из преимуществ использования MARP в последовательной задаче является то, что динамика движений может быть лучше уловлена ​​во время определенной фазы или шага задачи.Это может быть аналогично использованию MARP для изучения взаимоотношений суставов во время фазы опоры походки (например, Kurz and Stergiou, 2002) или определенного диапазона движений при выполнении тяжелой атлетики (Hu and Ning, 2015). Хотя мы не представили MARP или DP для каждого из 15 интервалов движения, вычисления были средними значениями интервалов. Анализ интервального MARP может дать представление об изменении динамики на разных этапах выполнения серийной задачи. Примером может быть участник, который использует синфазный паттерн координации плеч и бедер в первые интервалы, но продемонстрировал противофазный паттерн во время других интервалов (рис. 5b).

Фазовые искажения на непрерывных кривых относительной фазы были наиболее частой проблемой, возникавшей при обработке данных. Исправление фазовых сдвигов было несложным, но требовало много времени для длинных массивов данных. Другие отметили необходимость внесения поправок на фазовые сдвиги при использовании непрерывных данных относительной фазы (например, Seay et al, 2011). Обращение фаз было более заметной проблемой. Непрерывные кривые относительной фазы, которые преимущественно демонстрировали противофазную или синфазную схему координации, часто менялись из-за смены фаз из-за неравномерности движения.Накрутка фаз также смещает MARP в сторону средних значений и увеличивает значения DP. Мы наблюдали оборачивание фазы чаще в дистальных непрерывных кривых относительной фазы, что могло бы объяснить, почему значения дистального MARP были ниже, чем значения PRP. На меры PRP не так сильно повлияли нарушения режима передвижения, как на меры MARP. Еще одна ошибка в вычислении MARP состоит в том, что, принимая абсолютное значение кривой относительной фазы, любое отрицательное число исключается, тем самым предотвращая компенсацию значений MARP и приравнивание к нулю градусов.Однако отсутствие эффекта обнуления не должно исключать использования MARP в качестве меры координации. Например, Джеймс (2014) сообщил о стабильных синфазных режимах постуральной координации с экспериментальными и смоделированными значениями относительной фазы в диапазоне от 20 до 60 градусов.

Соображения при использовании PRP в последовательной задаче

Выбор эталонных пиков был основной проблемой при вычислении PRP для постуральных суставных отношений в последовательной задаче достижения. PRP предполагает, что временной ряд углового смещения будет выглядеть как квазисинусодальные модели движения.Хотя мы видели синусоидальные паттерны в задаче движения руки в сагиттальной плоскости, прерывистость движений в этой последовательной задаче снижает возможность определения значений точечной оценки для каждого идентифицированного периода. Кроме того, мы обнаружили, что смещения голеностопного сустава во время этой задачи часто были очень небольшими или постепенными, что приводило к затруднению идентификации целевых пиков в пределах некоторых периодов исходного угла (бедра). показывает испытание, в котором целевые пики голеностопного сустава были легко идентифицированы в ходе выступления участника, и демонстрирует испытание, в котором целевые пики голеностопного сустава было трудно идентифицировать при исполнении другого участника.Похожая проблема была отмечена Oullier и коллегами (2002), когда они рассчитали PRP бедра и голеностопного сустава во время десятисекундной задачи визуального отслеживания. В задаче визуального отслеживания использовались только 4 балльные оценки для расчета PRP бедра и голеностопного сустава для испытания. Когда однозначные пики не могли быть идентифицированы, контрольные периоды исключались из расчета (Bardy, et al., 2002; Faugloire, et al., 2006; Oullier, et al., 2002). Мы также исключили базисные периоды и смогли захватить от 5 до 7 периодов в серии 17.5-секундное задание. Как правило, позже на практике смещения бедра и голеностопного сустава были меньше, что привело к большему исключению менструаций. Ограниченное количество значений, доступных для расчета PRP в каждом испытании, может повлиять на PRP и SD значений PRP между испытаниями. Высокая вариабельность PRP между испытаниями была очевидна в задаче последовательного охвата. Мы предполагаем, что проблемы с идентификацией точек, а также различия в задачах между визуальным отслеживанием и последовательным достижением могут способствовать разной вариабельности значений PRP в этом исследовании.

Хотя PRP представляет собой гораздо более простое вычисление и не требует каких-либо манипуляций с кинематическими данными, исключение учетных периодов было проблемой. В многоэтапной задаче меры PRP не учитывают то, что могло произойти в периоды, когда точечные оценки были отменены. Следовательно, мы предпочли MARP и DP в задаче последовательного поиска по сравнению с PRP, потому что использование MARP и DP позволило нам захватить всю информацию об относительной фазе в испытании и изучить относительную фазу в пределах интервалов или шагов задачи.

Преимущества и недостатки использования мер MARP, DP и PRP суммированы в. Ограничения при вычислении этих показателей требуют четких определений того, как данные будут обрабатываться для обеспечения согласованности и как минимизировать ошибки и смещения в значениях. Характер задачи последовательного охвата может потребовать такого качественного анализа, такого как построение угловых диаграмм; сопровождают меры относительной фазы для более полной интерпретации постуральной координации. Тщательное рассмотрение характера задачи и результирующих моделей движений необходимо для выбора мер, используемых в любом анализе.Переключение моделей координации может потребоваться для стабильности и ориентации задачи, поскольку постуральная система учитывает более драматические силовые взаимодействия задач многоступенчатого движения рук, чем во время выполнения задач осциллирующего визуального отслеживания. Все меры координации могут быть полезны для классификации стабильных и нестабильных моделей координации движений позы. Тем не менее, MARP и DP могут быть полезны, когда желателен анализ совместных отношений в рамках всего движения, например, в дискретных движениях или во время фаз движения.PRP и SD или PRP между испытаниями могут быть более эффективными с более непрерывными задачами, в которых можно определить регулярные циклы движений.

Таблица 2.

Сравнение преимуществ и недостатков MARP, DP и PRP для оценки совместных отношений во время задач движения.

Измерение Возможное использование Преимущества Недостатки

MARP
DP
• Непрерывные движения
• Непрерывные движения
• Непрерывные движения
• Дискретные движения
MARP
• Количественно (оценивает) взаимосвязи между суставами во время перемещений
• Усредняет все точки данных относительной кривой
• Отражает всю динамику кривой
• Учитывает как смещения, так и скорости углов сустава или сегмента
DP
• Количественно оценивает изменчивость в нескольких попытках или циклах движений
• Исследует изменчивость по всей кривой или изменчивость формы кривых
• Многоступенчатый расчет
• Постуральные движения и положения суставов могут потребовать нормализации угловых смещений и скоростей
• Нестационарные отношения чаще наблюдаются в серийных задачах; приводящий к фазовому сворачиванию, e.грамм. одно движение сустава и один сустав неподвижен
• Фазовые искажения (фазовые сдвиги и фазовый переход) на относительной фазовой кривой могут искажать или смещать значения
• Требуется визуальный осмотр и ручная корректировка для более длинных перемещений
• Абсолютное значение смещает значение от нуля
• Избыточные значения в данных на 360 градусов

PRP
SD PRP
• Непрерывные перемещения
• Последовательные перемещения?
PRP
• Количественная оценка (оценка) взаимосвязей между суставами во время перемещений
• Простой расчет для определения относительного фазового отношения
• Может использоваться при перемещении сустава через разные амплитуды и положения
• Устраняет асимметрии и неравномерности в фактическом движении задача (Zanone and Kelso, 1992)

Стандартное отклонение PRP между испытаниями
• Количественно оценивает изменчивость в течение нескольких периодов в задаче.
• Измеренная стабильность модели координации позы в непрерывных задачах

• Может устранить важную динамику совместной взаимосвязи между максимальными пиками.
• Должны иметь как минимум две однозначные точки максимума или минимума в пределах исходного угла; снижает полезность при дискретных перемещениях или при исследовании интервалов перемещений.
• Задачи с более короткой продолжительностью могут иметь небольшое количество контрольных периодов, доступных для вычисления
PRP
• Выбор пиков может быть затруднен в последовательных задачах: несинусоидальные сигналы (Wheat and Glazer, 2006)
• Постуральные движения часто небольшие и постепенные, что приводит к уменьшению количества однозначных точек.
• Требуется визуальный контроль выбора точки.
• Избыточные значения на 360 градусов в пределах данных

Заключение

Мы исследовали использование различных относительных фазовых мер для определения моделей координации поз во время обучения последовательным задачам достижения. Измерения относительной фазы, традиционно используемые для дискретных или непрерывных осциллирующих задач, были сложной задачей при измерении координации позы во время выполнения задачи с последовательным достижением. В этой статье описываются методы, используемые для минимизации ошибок и смещений в относительных фазовых показателях, и обсуждаются сильные и слабые стороны использования этих показателей в контексте задачи последовательного достижения.Хотя индивидуальные различия в моделях постуральной координации ограничивали нашу способность демонстрировать групповые изменения во время обучения задаче последовательного достижения, MARP и DP показали потенциал для выявления стабильных и нестабильных моделей постуральной координации в рамках этой задачи. Соответствующий выбор относительной фазовой меры должен учитывать характер задачи в зависимости от сильных и слабых сторон мер.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить людей, которые участвовали в этом исследовании, и следующих лиц, которые оказали ценную поддержку этого исследования, включая Кэрол Такер PT, PhD, PCS, RCEP, Дэвида Соломона, MD, PhD, Ричарда Лауэра, PhD, и Sheri Silfies PT.Кандидат наук. Это исследование также было частично поддержано Колледжем медсестер и медицинских работников Университета Дрекселя.

Биографии

Энн К. ГАЛГОН

Работа

Доцент кафедры физиотерапии в Университете Темпл.

Научные интересы

Двигательное обучение в системе осанки и клиническое ведение вестибулярных расстройств. Она является сертифицированным клиническим неврологом и прошла повышение квалификации в области вестибулярной реабилитации.

Электронная почта: [email protected]

Патрисия А. ШЕВОКИС

Работа

Профессор Университета Дрекселя. Она работает в отделе диетологии Колледжа медсестер и медицинских профессий, Школы биомедицинской инженерии, наук и систем здравоохранения, а также в отделении хирургии Медицинского колледжа.

Научные интересы

Интеграция оптических изображений и поведение, моторное обучение, перенос смоделированных хирургических задач в операционную и статистический анализ и методология.

Электронная почта: [email protected]

Список литературы

  • Барди Б.Г. (2005) Динамика постуральной координации в положении стоя. Координационная динамика: проблемы и тенденции. Редакторы: Jirsa V.K., Kelso J.A.S. Берлин: Springer; 103-121. [Google Scholar]
  • Барди Б.Г., Марин Л., Строфреген Т.А., Бутсма Р.Дж. (1999) Режимы постуральной координации рассматриваются как возникающие явления. Журнал экспериментальной психологии, человеческого восприятия и производительности 25, 1284-1301. [PubMed] [Google Scholar]
  • Барди Б.Г., Улье О., Ботсма Р.Дж., Стоффреген Т.А. (2002) Динамика постуральных переходов человека. Журнал экспериментальной психологии, человеческого восприятия и производительности 28, 499-514. [PubMed] [Google Scholar]
  • Барела Дж. А., Уиталл Дж., Блэк П., Кларк Дж. Э. (2000) Изучение ограничений, влияющих на координацию внутри конечностей при гемипаретической походке. Наука о человеческом движении 19, 251-273. [Google Scholar]
  • Берджесс-Лимерик Р., Абернети Б., Нил Р.Дж. (1993) Относительная фаза количественно определяет межсуставную координацию.Журнал биомеханики 26, 91-94. [PubMed] [Google Scholar]
  • Баттон К., Дэвидс К., Шёлльхорн В. (2006) Координационное профилирование систем движения. Изменчивость системы движения. Редакторы: Дэвидс К., Беннет С., Ньюэлл К. Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics; 133-152. [Google Scholar]
  • Delignières D., Nourrit D., Sioud R., Leroyer P., Zattara M., Micaleff J-P. (1998) Предпочитаемые режимы координации на первых этапах освоения сложного гимнастического навыка. Науки о человеческом движении 17, 221-241.[Google Scholar]
  • Faugloire E., Bardy B.G., Stoffregen T.A. (2006) Динамика обучения новым моделям осанки: влияние на существующее спонтанное поведение. Журнал моторного поведения 38, 299-312. [PubMed] [Google Scholar]
  • Фоглуар Э., Барди Б.Г., Стоффреген Т.А. (2009) (De) Стабилизация необходимой и спонтанной постуральной динамики с обучением. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность 35, 170-187. [PubMed] [Google Scholar]
  • Галгон А.К., Шевокис П.А. (2006) Задайте конкретные стратегии позы во время достижения. Журнал спортивной психологии 28, S70. [Google Scholar]
  • Галгон А.К., Шевокис П.А., Такер К.А. (2010) Изменения в постоянном контроле позы во время выполнения задачи последовательного достижения. Походка и поза 31, 265-271. [PubMed] [Google Scholar]
  • Готье Г., Марин Л., Лерой Д., Туварек Р. (2009) Динамика уровня знаний: координация в стойке на руках. Науки о человеческом движении 28, 129–140.[PubMed] [Google Scholar]
  • Haddad J.M., van Emmerik R.E.A., Wheat J.S., Hamill J., Snapp-Childs W. (2010) Анализ относительной фазовой координации в оценке динамической симметрии походки. Журнал прикладной биомеханики, 26, 109-113. [PubMed] [Google Scholar]
  • Hu B., Ning X. (2015) Влияние усталости поясничных мышц-разгибателей на пояснично-тазовую координацию во время тяжелой атлетики, Эргономика 58,1424-1432. [PubMed] [Google Scholar]
  • Джеймс Э.Г. (2014) Модель постуральной координации.Походка и поза 39, 194–197. [PubMed] [Google Scholar]
  • Kelso J.A.S. (1984) Фазовые переходы и критическое поведение в бимануальной координации человека. Американский журнал физиологии 246, R1000-1004. [PubMed] [Google Scholar]
  • Камински Т.Р., Симпкинс С. (2001) Влияние конфигурации стойки и целевой дистанции на достижение: I. Подготовка к движению. Экспериментальное исследование мозга 136, 439-446. [PubMed] [Google Scholar]
  • Комар Дж., Чоу Дж-Й., Чоллет Д., Зейферт Л. (2014) Эффект инструкций по аналогии с внутренним акцентом на обучение сложному двигательному навыку.Журнал прикладной спортивной психологии 26, 17-32. [Google Scholar]
  • Кострубец В., Заноне П.Г., Фукс А., Келсо Дж. А. (2012) За пределами чистого листа: пути к изучению новых моделей координации зависят от внутренней динамики экспериментальных данных и теоретической модели учащегося. Границы нейробиологии человека 6, 222. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Курц М.Дж., Стергиу Н. (2002) Влияние расчетов нормализации и фазового угла на непрерывную относительную фазу.Журнал биомеханики 35, 369-374. [PubMed] [Google Scholar]
  • Курц М.Дж., Стергиу Н. (2004) Прикладная теория динамических систем для анализа движения. Инновационный анализ человеческого движения: аналитические инструменты для исследования человеческого движения. Эд: Стергиу Н. Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics; 93-120. [Google Scholar]
  • Milliex L., Calvin S., Temprado J.J. (2005) Ограничение набора степеней свободы снижает стабильность паттернов восприятия-действия. Наука о человеческом движении 24, 218-232.[PubMed] [Google Scholar]
  • Oullier O., Bardy B.G., Stoffregen T.A., Bootsma R.J. (2002) Постуральная координация при поиске и отслеживании задач. Наука о человеческом движении 21, 147–167. [PubMed] [Google Scholar]
  • Riccio G.E. (1993) Информация в изменчивости движений о качественной динамике позы и ориентации. Изменчивость и управление двигателем. Редакторы: Newel K.M., Corcos D.M. Шампейн, Иллинойс: Кинетика человека; 317-358. [Google Scholar]
  • Сэй Дж. Ф., Ван Эммерик Р.E.A., Hamill J. (2011) Боль в пояснице влияет на координацию таз-туловище и вариабельность во время ходьбы и бега. Клиническая биомеханика 26, 572-578. [PubMed] [Google Scholar]
  • Шам Г.Л., Кросби К.Дж., Ли Р.Й.У. (2005) Влияние боли в пояснице на кинематику и совместную координацию поясничного отдела позвоночника и бедра во время сидения-стоя и стоя-сидя. Позвоночник 30, 1998-2004. [PubMed] [Google Scholar]
  • Teulier C., Delignières D. (2007) Природа перехода между новичком и квалифицированной координацией во время обучения свингу.Наука о человеческом движении 26, 376-392. [PubMed] [Google Scholar]
  • Винштейн К.Дж., Гарфинкель А. (1989) Качественная динамика неупорядоченного передвижения человека: предварительное исследование. Журнал моторного поведения 21, 373-391. [PubMed] [Google Scholar]
  • Wheat J.S., Glazier P.S. (2006) Измерение координации и изменчивости в координации. Изменчивость системы движения. Редакторы: Дэвидс К., Беннет С., Ньюэлл К. Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics; 167-181. [Google Scholar]
  • Заттара М., Bouisset S. (1988) Постурокинетическая организация на ранней стадии произвольных движений верхней конечности. I. нормальные предметы. Журнал неврологии и нейрохирургической психиатрии 51, 956-965. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Zanone P.G., Kelso J.A.S. (1992) Эволюция поведенческих аттракторов с обучением: неравновесные фазовые переходы. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность 18, 403-421. [PubMed] [Google Scholar]

Калькулятор фазового сдвига

Добро пожаловать в калькулятор фазового сдвига Omni , где мы изучим тригонометрические функции и способы вычисления их фазового сдвига.Фактически, мы рассмотрим больше: мы также объясним, как найти с амплитудой и как найти с периодом . На самом деле оказывается, что огромный класс функций ведет себя практически одинаково, а различия сводятся к описанию самих значений, упомянутых выше; амплитуда, период и фазовый сдвиг. Ну до вертикальный сдвиг хоть.

Амплитуда, период, фазовый сдвиг и вертикальный сдвиг

Как мы упоминали выше, мы сосредоточимся здесь на тригонометрических функциях : более конкретно на синусе и косинусе.Тем не менее, важно помнить, что многие из понятий являются более общими, особенно те, которые относятся к горизонтальному перемещению или вертикальному смещению.

Прежде всего, давайте посмотрим на изображение, показывающее , где амплитуда, период, фазовый сдвиг и вертикальный сдвиг появляются на графике (обратите внимание, что то же изображение появляется в верхней части калькулятора фазового сдвига Omni).

Мы можем записать такие функции с помощью формулы (иногда называемой уравнением фазового сдвига или формулой фазового сдвига ):

  • f (x) = A * sin (Bx - C) + D ; или
  • f (x) = A * cos (Bx - C) + D ,

для A , B , C , D произвольных действительных чисел, но с A и B ненулевыми (иначе это не было бы тригонометрической функцией).Очевидно, , эти четыре числа определяют амплитуду, период, фазовый сдвиг и вертикальный сдвиг . В некоторой степени картина показывает, как они влияют на график. Тем не менее, было бы полезно подкрепить визуальные элементы некоторыми определениями.

  1. Амплитуда показывает, как далеко (в любом случае) значения отклоняются от центральной линии графика. Для простого синуса или косинуса его значение равно 1 , поскольку центральная линия находится на 0 , а значения функции находятся в диапазоне от -1 до 1 .
  2. Период — это длина по горизонтальной оси, после которой функция начинает повторяться. Другими словами, (бесконечный) граф — это всего лишь набор копий длины периода, склеенных вместе на концах . Для простого синуса или косинуса период равен , поскольку sin (0) = sin (2π) = sin (4π) = ... и части между ними точно такие же (и аналогично для косинуса) .
  3. Фазовый сдвиг (также называемый , горизонтальный сдвиг или горизонтальный сдвиг ) описывает, насколько далеко по горизонтали график сдвинулся от обычного синуса или косинуса.Таким образом, значение равно 0 , если две функции остались неизменными.
  4. Вертикальный сдвиг (также называемый вертикальным перемещением ) описывает, насколько вертикально график сдвинулся от обычного синуса или косинуса. Другими словами, это двойник сдвига фазы, который касается перпендикулярного направления . В частности, значение снова равно 0 , если две функции остались неизменными.

Хорошо, мы узнали, что такое фазовый сдвиг, а также три сопровождающих его значения.В разделах ниже описывается , как вычислить каждый из них на основе обозначений из формулы фазового сдвига выше. Сначала мы покажем , как найти амплитуду .

Как найти амплитуду

Мы знаем, что функции синуса и косинуса имеют значения в диапазоне от -1 до 1 . Более того, этот простой факт не изменит , если мы заменим sin (x) или cos (x) на sin (Bx - C) или cos (Bx - C) вместо non. -ноль B и произвольный C .Фактически, это потому, что функция f (x) = Bx - C тогда является биекцией (то есть взаимно однозначным соответствием) в пространство действительных чисел.

Теперь посмотрим, что произойдет, если мы прибавим D , т.е. если вместо этого у нас будет sin (Bx - C) + D или cos (Bx - C) + D . Поскольку первая часть дает что-то между -1 и 1 , все будет между -1 + D и 1 + D (см. Как найти вертикальный сдвиг для сравнения).Это означает, что осевая линия падает на D , а амплитуда все еще равна 1 , потому что значения падают на 1 от D .

Следовательно, единственное, что может повлиять на амплитуду в формулах фазового сдвига A * sin (Bx - C) + D и A * cos (Bx - C) + D , это ненулевое значение А . И действительно, поскольку sin (Bx - C) и cos (Bx - C) все это время находятся между -1 и 1 , множитель A изменяет этот диапазон на -1 * A = -A и 1 * A = A .

Ага, как вы уже догадались: амплитуда уравнения фазового сдвига A * sin (Bx - C) + D и A * cos (Bx - C) + D просто равна А .

Как найти период

Напомним, что функции синуса и косинуса имеют периоды (нет, не , что вид периода ) , равный , т.е. мы имеем sin (x + 2π) = sin (x) и cos (x + 2π) = cos (x) для любого x .В частности, это дает:

A * sin (x + 2π) + D = A * sin (x) + D и A * cos (x + 2π) + D = A * cos (x) + D

Итак, мы видим, что A и D в формуле фазового сдвига не влияют на период . На самом деле, все сводится к , что происходит внутри тригонометрических функций . И еще:

sin (x - C + 2π) = sin (x - C) и cos (x - C + 2π) = cos (x - C) ,

по тем же правилам, что и выше, поэтому это не C или , которые выполняют эту работу.Итак, если отбросить три варианта, должен быть четвертым : B .

Мы снова обратимся к , комментарию, который мы начали с , чтобы понять, почему и как B влияет на периодичность в уравнениях фазового сдвига A * sin (Bx - C) + D и A * cos (Bx - C) + D . Ведь:

sin (Bx) = sin (Bx + 2π) = sin (B * (x + / B )) ,

Таким образом, с каждым / B , добавленным к аргументу x , , мы возвращаемся в то же место , и функция повторяется (и аналогично для косинуса).

В целом, период уравнения фазового сдвига равен / B .

Как найти фазовый сдвиг

По определению, фазовый сдвиг описывает горизонтальный перенос функции относительно обычного sin (x) или cos (x) . Таким образом, для основных функций он равен 0 . Фактически, если сравнить их графики:

… мы заметим, что мы можем получить, переведя другой (на самом деле, взаимные совместные функции имеют много общего).Если быть точным, то у нас:

sin (x + π / 2 ) = cos (x) и cos (x - π / 2 ) = sin (x) .

Пример выше уже предлагает, где в A * sin (Bx - C) + D и A * cos (Bx - C) + D , мы должны искать значения, ответственные за фазовые сдвиги. Однако, в отличие от амплитуды и периода, на этот раз нам понадобятся две из четырех букв .

В общем (то есть не только в уравнениях фазового сдвига) мы получаем горизонтальный перенос произвольной функции f (x) , вычисляя f (x - a) : сдвиг графика на вправо.Другими словами, мы заменяем каждое вхождение x на x - в формуле для f (x) . Например, применение перевода к sin (x) дает sin (x - a) , но, скажем, для cos (3x + 1) мы получим:

cos (3 * (x - a) + 1) = cos (3x - 3a + 1) ,

т.е. нельзя забывать о множителях, стоящих перед x .

В нашем случае формула фазового сдвига дает:

A * sin (Bx - C) + D = A * sin (B * (x - C / B )) + D ,

, что составляет фазовый сдвиг C / B (справа) функции A * sin (Bx) .Конечно, мы можем повторить вышесказанное и для косинуса.

Подводя итог, , чтобы вычислить фазовый сдвиг уравнения фазового сдвига, вам нужно найти C / B .

Как найти вертикальный сдвиг

Это простой , особенно теперь, когда мы увидели, что такое фазовый сдвиг, амплитуда и период и как их вычислить. Давайте продолжим то, что мы узнали до сих пор.

Мы знаем, что в формулах фазового сдвига A * sin (Bx - C) + D и A * cos (Bx - C) + D , A определяет, насколько сильно значения колеблются по обе стороны от осевая линия. B определяет, насколько далеко мы расширяем выпуклости графика и, как следствие, как быстро мы можем повторять значения. Кроме того, вместе с C эти два описывают, переместили ли мы функцию влево или вправо и на сколько.

Очевидно, что горизонтальный сдвиг не влияет на вертикальный сдвиг : в конце концов, это два перпендикулярных направления. С другой стороны, амплитуда только говорит нам, насколько далеко простирается график по вертикали, но не сдвигает его на .В общем, у нас осталась только одна буква : D .

D в уравнениях фазового сдвига в точности соответствует вертикальному сдвигу . Он определяет диапазон функции, т.е. насколько далеко от обычной версии без D мы перемещаем график.

На этом теоретическая часть на сегодня завершена. Пришло время увидеть , как вычислить фазовый сдвиг на хорошем примере . И знаешь, что? Мы покажем, как найти период, амплитуду и вертикальный сдвиг.В конце концов, а почему бы и нет? Больше математических расчетов = больше удовольствия!

Пример: использование калькулятора сдвига фазы амплитуды периода

Давайте посмотрим, как найти амплитуду, период, фазовый сдвиг и вертикальный сдвиг функции f (x) = 0,5 * sin (2x - 3) + 4 . Во-первых, пусть говорит калькулятор фазового сдвига Omni.

В верхней части нашего инструмента нам нужно выбрать функцию, которая появляется в нашей формуле. В нашем случае мы выбираем « синус » под « Тригонометрическая функция в f ».»Это вызовет символическое представление такого уравнения фазового сдвига : f (x) = A * sin (Bx - C) + D . Оглядываясь назад на то, что у нас есть, мы вводим:

A = 0,5 , B = 2 , C = 3 , D = 4 .

(Обратите внимание, что еще до того, как мы введем значения, калькулятор фазового сдвига отображает график функции sin (x) . Это связано с тем, что инструмент понимает, что не дает определенных значений как отсутствие чисел в соответствующих местах в формуле .Таким образом, он вообще не считывает ввод, как A = 1 , B = 1 , C = 0 и D = 0 , что дает 1 * sin (1 * x - 0) + 0. = sin (x) .)

В тот момент, когда мы даем последнее значение, график функции появляется под вместе с амплитудой, периодом, фазовым сдвигом и вертикальным сдвигом дальше вниз. Также обратите внимание, что при необходимости вы можете перейти в расширенный режим калькулятора, чтобы найти значение функции в любой точке x₀ .

Теперь давайте объясним , как самому найти фазовый сдвиг и все остальные значения . Для этого достаточно вспомнить четыре раздела выше, чтобы вычислить:

  • Амплитуда составляет A = 0,5 ;
  • Период равен 2π / B = 2π / 2 = π ;
  • Сдвиг фазы составляет C / B = 3/2 = 1,5 ; и
  • Вертикальный сдвиг составляет D = 4 .

Итого график выглядит так :

Кусок торта, не так ли? Обязательно поэкспериментируйте с калькулятором фазового сдвига, чтобы увидеть , как разные коэффициенты влияют на график .А когда вам это надоест, переходите к другим калькуляторам Omni trig и приготовьтесь получить еще больше удовольствия !

FAQ

Как рассчитать фазовый сдвиг?

Чтобы вычислить фазовый сдвиг функции вида A × sin (Bx - C) + D или A × cos (Bx - C) + D , необходимо:

  1. Определить B .
  2. Определить C .
  3. Разделение C / B .
  4. Помните , что если результат:
    • Положительно , график смещен вправо.
    • Отрицательно , график сдвинут влево.
  5. Наслаждайтесь , обнаружив фазовый сдвиг.

Как найти фазовый сдвиг на графике?

Чтобы найти сдвиг фазы по графику , нужно:

  1. Определите , является ли это смещенным синусом или косинусом.
  2. Посмотрите на график справа от вертикальной оси.
  3. Найдите первое:
    • Пик , если коэффициент перед функцией положительный; или
    • Минимум , если коэффициент отрицательный.
  4. Вычислите расстояние от вертикальной линии до этой точки.
  5. Если функция была синусом, вычтите π / 2 из этого расстояния.
  6. Наслаждайтесь , найдя фазовый сдвиг по графику.

Как найти амплитуду, период и фазовый сдвиг?

Нахождение амплитуды, периода и фазового сдвига функции вида A × sin (Bx - C) + D или A × cos (Bx - C) + D происходит следующим образом:

  • Амплитуда равна A ;
  • Период равен 2π / B ; и
  • Сдвиг фазы равен C / B .

Как построить график триггерных функций со сдвигом фазы?

Для работы с графиком с фазовым сдвигом необходимо:

  1. Определите , что такое триггерная функция.
  2. Сфокусируйте на точке (0,0) на плоскости.
  3. Если фазовый сдвиг:
    • Положительный , переместите вправо.
    • Отрицательный , переместите влево.
  4. Переместите на расстояние, заданное фазовым сдвигом.
  5. Точка, в которую вы приземляетесь, — это ваша отправная точка .
  6. Нарисуйте график несмещенной функции, как если бы точка была (0,0) .
  7. Наслаждайтесь , построив график триггерной функции со сдвигом фазы.

Одинаковы ли сдвиг по горизонтали и фазе?

Что касается тригонометрических функций, да . Обычно мы оставляем за собой термин « фазовый сдвиг » для триггерных функций. Другими словами, мы можем иметь горизонтальный сдвиг любого графика или функции .Тем не менее, когда это фактически тригонометрический сдвиг, мы можем эквивалентно назвать этот горизонтальный сдвиг фазовым сдвигом.

Пластиковый и недорогой сплав с нулевым тепловым расширением в осевом направлении на натуральном двухфазном композите

  • 1.

    Mohn, P. Век нулевого расширения. Природа 400 , 18–19 (1999).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Zheng, X. et al. Гигантское отрицательное тепловое расширение в магнитных нанокристаллах. Nat. Nanotechnol. 3 , 724–726 (2008).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 3.

    Salvador, J. et al. Нулевое тепловое расширение в YbGaGe из-за электронного валентного перехода. Природа 425 , 702–704 (2003).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 4.

    Song, Y. et al. Сильное отрицательное тепловое расширение под действием магнитного поля в La (Fe, Al) 13 . Chem. Матер. 32 , 7535–7541 (2020).

    CAS Статья Google ученый

  • 5.

    Hu, J. et al. Регулируемый магнитный фазовый переход, вызывающий необычное нулевое тепловое расширение в кубических интерметаллических соединениях на основе RCo 2 (R = редкоземельные элементы). Inorg. Chem. 58 , 5401–5405 (2019).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 6.

    Cao, Y. et al. Роль «гантелей» Fe в выравнивании спинов и отрицательном тепловом расширении интерметаллидов на основе Lu 2 Fe 17 . Inorg. Chem. 59 , 11228–11232 (2020).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 7.

    Van Schilfgaarde, M. et al. Происхождение инварного эффекта в железоникелевых сплавах. Природа 400 , 4 (1999).

    Google ученый

  • 8.

    Song, Y. et al. Нулевое тепловое расширение в магнитных и металлических интерметаллидах Tb (Co, Fe) 2 . J. Am. Chem. Soc. 140 , 602–605 (2018).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 9.

    Huang, R. et al. Гигантское отрицательное тепловое расширение в соединениях типа NaZn 13 La (Fe, Si, Co) 13 . J. Am. Chem. Soc. 135 , 11469–11472 (2013).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 10.

    Hu, J. et al. Случай многофункционального интерметаллического соединения: связь отрицательного теплового расширения с магнитокалорическим эффектом в (Gd, Ho) (Co, Fe) 2 . Inorg. Chem. Передний. 6 , 3146–3151 (2019).

    CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Дэн С., Мукерджи С., Мазумдар К. и Ранганатан Р. Нулевое тепловое расширение при высокой температуре Кюри в Ho 2 Fe 16 Сплав Cr. RSC Adv. 6 , 94809–94814 (2016).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Zhao, Y. et al. Гигантское отрицательное тепловое расширение в связанных соединениях на основе MnCoGe с гексагональной структурой типа Ni 2 In. J. Am. Chem. Soc. 137 , 1746–1749 (2015).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 13.

    Li, W. et al. Сильная связь магнетизма и решетки вызывает почти нулевое тепловое расширение в широких температурных окнах в соединениях ErFe 10 V 2 − x Mo x . CCS Chem. 3 , 1009–1015 (2020).

    Артикул Google ученый

  • 14.

    Guan, Q. et al. Легкие, прочные и устойчивые объемные конструкционные материалы на основе целлюлозных нановолокон с низким коэффициентом теплового расширения. Sci. Adv. 6 , 114 (2020).

    ADS Google ученый

  • 15.

    Liu, J. et al. Реализация нулевого теплового расширения в системе на основе La (Fe, Si) 13 с высокой механической стабильностью. Mater. Des. 148 , 71–77 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Wu, G. et al. Разложение ZrW 2 O 8 в матрице Al и влияние термической обработки на тепловое расширение ZrW 2 O 8 / Al – Si. Scr. Матер. 96 , 29–32 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Song, Y. et al. Отрицательное тепловое расширение в (Sc, Ti) Fe 2 , вызванное нетрадиционным магнитообъемным эффектом. Mater. Horiz. 7 , 275–281 (2019).

    Артикул Google ученый

  • 18.

    Lin, K. et al. Высокие характеристики и низкое тепловое расширение в двухфазных сплавах Er-Fe-V-Mo. Acta Mater. 198 , 271–280 (2020).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Wang, Y. et al. Улучшенные термические и механические свойства Sr 0,2 Ba 0,8 TiO 3 / матричные композиты Cu за счет нанесения межфазного покрытия Cu 2 O. Mater. Des. 166 , 107594 (2019).

    CAS Статья Google ученый

  • 20.

    Shi, P. et al. Повышенная синергия между прочностью и пластичностью в ультрамелкозернистых эвтектических высокоэнтропийных сплавах за счет наследования микроструктурных ламелей. Nat. Commun. 10 , 489 (2019).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 21.

    Ву, Г., Чан, К., Чжу, Л., Сан, Л. и Лу, Дж. Двухфазное наноструктурирование как путь к высокопрочным магниевым сплавам. Природа 545 , 80–83 (2017).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 22.

    Takenaka, K. et al. Колоссальное отрицательное тепловое расширение восстановленного слоистого рутената. Nat. Commun. 8 , 14102 (2017).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 23.

    Pandey, P. et al. О происхождении значительного увеличения прочности и стабильности эвтектического сплава Al-Ni с высоким содержанием алюминия за счет добавления Zr. Acta Mater. 170 , 205–217 (2019).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 24.

    Шенг, Л., Го, Дж. И Е, Х. Микроструктура и механические свойства эвтектического сплава NiAl – Cr (Mo) / Nb, полученного литьем под давлением. Mater. Des. 30 , 964–969 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Wang, X. et al. Затвердевшие микроструктуры и модуль упругости доэвтектической и гиперэвтектической высокомодульной стали, армированной TiB 2 . Acta Mater. 176 , 84–95 (2019).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Роу, Г. и О’Киф, Т. Двойная система Фе-Хо. Металл. Пер. 1 , 3 (1970).

    Google ученый

  • 27.

    Cao, Y. et al. Манипулирование выравниванием спинов (Y, Lu) 1,7 Fe 17 интерметаллических соединений с помощью необычного теплового давления. Inorg. Chem. 59 , 5247–5251 (2020).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 28.

    Cao, Y. et al. Нейтронографическое исследование необычного магнитного поведения в интерметаллиде Ho 2 Fe 11 Al 6 . Inorg. Chem. 58 , 13742–13745 (2019).

    CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 29.

    An, K. et al. Первые in situ измерения деформации решетки под нагрузкой на VULCAN. Металл. Матер. Пер. A 42 , 95–99 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Beese, A. et al. Отсутствие динамического деформационного старения в суперсплаве на никелевой основе аддитивного производства. Nat. Commun. 9 , 2083 (2018).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 31.

    Ma, Y. et al. Упрочнение и прерывистая текучесть, вызванное межфазной сегрегацией, в ультрамелкозернистых дуплексных средне-марганцевых сталях. Acta Mater. 200 , 389–403 (2020).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Jiang, S. et al. Микромеханическое поведение многослойных композитов Ti / Nb, обработанных накопительным валковым соединением: исследование in-situ синхротронной дифракции рентгеновских лучей. Acta Mater. 205 , 116546 (2021).

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    He, G., Eckert, J., Loser, W. & Schultz, L. Новый композит наноструктура-дендрит на основе Ti с повышенной пластичностью. Nat. Матер. 2 , 33–37 (2003).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 34.

    Иноуэ, А., Шен, Б., Кошиба, Х., Като, Х. и Явари, А. Объемный стекловидный сплав на основе кобальта, обладающий сверхвысокой прочностью и магнитомягкими свойствами. Nat. Матер. 2 , 661–663 (2003).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 35.

    Hofmann, D. et al. Разработка композитов с металлической стеклянной матрицей с высокой прочностью и пластичностью при растяжении. Природа 451 , 1085–1089 (2008).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 36.

    Jin, X. et al. Новая система эвтектического высокоэнтропийного сплава CrFeNi2Al с превосходными механическими свойствами. J. Alloy. Compd. 770 , 655–661 (2019).

    CAS Статья Google ученый

  • 37.

    Су, Дж., Раабе, Д. и Ли, З. Проектирование иерархической микроструктуры для настройки механического поведения высокоэнтропийного сплава TRIP-TWIP с межузельным переходом. Acta Mater. 163 , 40–54 (2019).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Бей, Х. и Джордж, Э. Микроструктуры и механические свойства эвтектического сплава NiAl – Mo с направленным отверждением. Acta Mater. 53 , 69–77 (2005).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Ким, С., Kim, H. & Kim, N. Хрупкий интерметаллический состав позволяет получать сверхпрочные стали с низкой плотностью и большой пластичностью. Природа 518 , 77–79 (2015).

    ADS CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый

  • 40.

    Ding, R. et al. Химическая пограничная инженерия: новый путь к бережливой, сверхпрочной, но пластичной стали. Sci. Adv. 6 , 1430 (2020).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 41.

    Лу, К., Лу, Л. и Суреш, С. Укрепление материалов за счет создания когерентных внутренних границ на наноуровне. Наука 324 , 4 (2009).

    Артикул CAS Google ученый

  • 42.

    Лу, Л., Чен, X., Хуанг, X. и Лу, К. Выявление максимальной прочности в нанодвойниковой меди. Наука 323 , 4 (2009).

    Артикул CAS Google ученый

  • 43.

    Sun, L., Irving, D., Zikry, M. & Brenner, D. Исследование из первых принципов структуры и синергетической химической связи Ag и Mg на границе Al | Ω в Al – Cu – Mg – Ag сплав. Acta Mater. 57 , 3522–3528 (2009).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Liu, J. et al. Понимание химической связи в сплавах и представление в атомистическом моделировании. J. Phys.Chem. C. 122 , 14996–15009 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 45.

    Li, S. et al. Нулевое тепловое расширение, достигнутое методом электролитического гидрирования в соединениях La (Fe, Si) 13 . Adv. Функц. Матер. 27 , 1604195 (2017).

    Артикул CAS Google ученый

  • 46.

    Накамура Ю., Такенака К., Кишимото А. и Такаги Х. Механические свойства металлического перовскита Mn 3 Cu 0,5 Ge 0,5 N: изотропный материал с отрицательным тепловым расширением с высокой жесткостью. J. Am. Cera. Soc. 92 , 2999–3003 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Li, L. et al. Хорошие комплексные характеристики фазы Лавеса Hf 1-x Ta x Fe 2 в качестве материалов с отрицательным тепловым расширением. Acta Mater. 161 , 258–265 (2018).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Song, Y. et al. Противоположное тепловое расширение в изоструктурных неколлинеарных антиферромагнитных соединениях Mn 3 A (A = Ge и Sn). Chem. Матер. 30 , 6236–6241 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 49.

    Wang, J. et al. Уравновешивание отрицательного и положительного эффекта теплового расширения в двухфазном композитном материале La (Fe, Si) 13 / α-Fe с улучшенной прочностью на сжатие. J. Alloy. Compd. 769 , 233–238 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Ан, К., Чен, Ю. и Стойка, Д. А. ВУЛКАН: «молоток» для исследования высокотемпературных материалов. MRS Bull. 44 , 878–883 (2019).

    ADS Статья Google ученый

  • A Руководство по системам с неминимальным фазированием | by Esmaeil Alizadeh

    Теперь, когда мы знакомы с передаточными функциями, давайте посмотрим, как будет выглядеть система с неминимальными фазами, и ответим, почему вода сначала становится холоднее, а потом становится горячей!

    Ниже представлены две системы с одинаковыми полюсами, но с разными нулями. Система 1 имеет ноль при s = -2, тогда как Система 2 имеет ноль при s = 2.

    Блок-схема примеров систем MP и NMP (Изображение автора)

    Разделяем полюсы и нули Системы 1 для нашего анализа. Как отмечалось ранее, вы можете рассматривать ноль как измененный ввод (назовем его U ’(s)). Как отмечалось ранее, в этой статье нас интересуют нули модели, поэтому мы сосредоточимся на зеленом блоке.

    Блок-схема минимально-фазовой системы, разделенной полюсами и нулями (Изображение автора)

    Давайте посмотрим, как измененный вход U ‘(s) Системы 1 находится во временной области, применив обратное преобразование L

    Следуя той же процедуре для Системы 2, измененный вход для Системы 2 будет

    Таким образом, единственная разница заключается в этом отрицательном знаке.Давайте изобразим входной и измененный входные сигналы для обеих систем и посмотрим, чем они отличаются.

    Давайте используем в качестве входного сигнала u (t) (серая функция вверху). Поскольку входной сигнал является единичным шагом, выходной сигнал y (t) называется переходной характеристикой. Модифицированный вход u ’(t) проиллюстрирован ниже, который представляет собой сумму 2u (t) и производную от u (t). Производная компонента u ‘(t) синего цвета для Системы 1 и красного цвета для Системы 2.

    Входные и измененные входные сигналы с направлениями производных для систем MP и NMP (Изображение автора)

    Отрицательная производная u (t) в Система 2 заставляет ступенчатую характеристику Системы 2 сначала двигаться в направлении, противоположном ожидаемому отклику (установившееся значение), прежде чем двигаться к ожидаемому отклику (красная кривая).Это контрастирует с переходной характеристикой Системы 1 (синяя кривая), у которой вначале нет этого провала.

    Переходные характеристики систем MP и NMP с переходным откликом NMP, имеющим отрицательное значение в начале (Изображение автора)

    Хорошая иллюстрация доступна в Ref. [4].

    Итак, следующий вопрос: что делать, если у нас система неминимальных фаз?

    Решение — просто подождать ⌛. Придется подождать, пока недолет закончится. Мы также можем разработать контроллер / компенсатор для таких систем.Однако для систем NMP спроектировать контроллер сложнее по нескольким причинам, например из-за риска нестабильности системы или замедленного отклика.

    А теперь вернемся к нашему вопросу в начале. Почему вода в душе сначала холодная, когда вы открываете подачу горячей воды, прежде чем она станет горячей?

    Ответ заключается в том, что, когда вы открываете подачу горячей воды в душе, система испытывает недовыбор, поскольку это не минимальная фаза, прежде чем вода станет горячей. В этом случае лучше подождать несколько секунд, чтобы система оправилась (от недоработки).Вы не должны менять направление или открывать другую ручку, так как в конечном итоге это приведет к более холодному ливню!

    Другой пример, который обычно используется в книгах систем управления, — это изменение высоты самолета в ответ на отклонение руля высоты. В этом случае, когда летательный аппарат пытается увеличить свою высоту с помощью лифта, высота немного уменьшается из-за того, что самолет идет вниз (что приводит к аэродинамической силе, направленной вниз), прежде чем он увеличивает свою высоту. Этот пример доступен с математической моделью в главе 6 книги Франклина «Управление с обратной связью динамических систем» (7-е издание) [5].

    В этой статье мы узнали, что такое система с неминимальной фазой и почему такая система сначала реагирует в неправильном направлении (вы поворачиваете ручку горячей воды, и вода сначала становится холодной!). Мы также поговорили о передаточной функции и о том, как она может быть полезна при анализе систем.

    Записная книжка Jupyter, содержащая код, используемый для создания пошаговых ответов для тематического исследования, доступна здесь. Спасибо за прочтение!

    Первоначально опубликовано на https: // www.ealizadeh.com .

    Теория Ландау фазовых переходов второго рода

    Теория Ландау фазовых переходов второго рода
    1

    7

    Продвинутая физика твердого тела

    Теория Ландау фазовых переходов второго рода

    Лев Ландау

    Обычно для расчета термодинамических свойств, таких как свободная энергия, энтропия или удельная теплоемкость, необходимо определить микроскопические состояния системы, решив уравнение Шредингера. .Для кристаллов микроскопические состояния обозначены цифрой k , а решения уравнения Шредингера обычно выражаются как дисперсионное соотношение, где энергия дается для каждого k . Дисперсионное соотношение можно использовать для расчета плотности состояний, а плотность состояний можно использовать для расчета термодинамических свойств. Как правило, это долгий и требующий большого количества числовой расчет расчет.

    Ландау понял, что около фазового перехода приближенную форму для свободной энергии можно построить без предварительного вычисления микроскопических состояний.Он признал, что всегда можно идентифицировать параметр порядка, который равен нулю на высокотемпературной стороне фазового перехода и отличен от нуля на низкотемпературной стороне фазового перехода. Например, намагниченность можно рассматривать как параметр порядка при фазовом переходе ферромагнетик — парамагнетик. Для структурного фазового перехода из кубической в ​​тетрагональную фазу параметр порядка можно принять равным c / a — 1, где c — длина длинной стороны тетрагональной элементарной ячейки, а a — длина короткой стороны четырехугольной элементарной ячейки.

    При фазовом переходе второго рода параметр порядка непрерывно увеличивается от нуля, начиная с критической температуры фазового перехода. Примером этого является непрерывное увеличение намагниченности при фазовом переходе ферромагнетик — парамагнетик. Поскольку параметр порядка мал вблизи фазового перехода, в хорошем приближении свободная энергия системы может быть аппроксимирована несколькими первыми членами разложения Тейлора свободной энергии по параметру порядка.4 \ hspace {1cm} \ alpha_0> 0, \ hspace {1cm} \ beta> 0. \]

    Здесь $ m $ — параметр порядка, $ \ alpha $ и $ \ beta $ — параметры, а $ f_0 \ left (T \ right) $ описывает температурную зависимость высокотемпературной фазы вблизи фазового перехода. Предполагается, что $ \ beta> 0 $, так что свободная энергия имеет минимум при конечных значениях параметра порядка. Когда $ \ alpha> 0 $, существует только один минимум при $ m = 0 $. Когда $ \ alpha

    Прерывание фазы происходит при $ \ alpha = 0 $. 2} {\ beta} \ hspace {1cm} T \ lt T_c \]

    Для фазового перехода второго рода свободная энергия и ее производная непрерывны при фазовом переходе.*}} = \ frac {1} {4 \ alpha_0 \ left (T_c-T \ right)}. \]

    Восприимчивость ниже $ T_c $ имеет форму Кюри-Вейсса с постоянной Кюри, которая составляет половину константы Кюри выше $ T_c $.

    Более глубокое погружение в четвертую и пятую фазы — блог Medigate

    Часть 4 из 4 статей серии блогов

    Этот блог завершает нашу серию статей о том, как начать думать и реализовывать успешную стратегию Clinical Zero Trust (CZT). Мы рассмотрим простые и сложные компоненты четвертой и пятой фаз — Monitor и Automate — на пути организации к созданию и поддержанию эффективной позиции CZT.

    Напомним, что первый блог дал определение CZT и обрисовал в общих чертах пять этапов, которые организации обычно предпринимают, пытаясь создать и внедрить CZT в своих клинических условиях. Второй блог посвящен этапам определения и сопоставления, а третий блог — этапу инженера. Итак, давайте посмотрим на эти последние две фазы жизненного цикла CZT.

    Фаза 4: Монитор
    Чего мы пытаемся достичь на сцене монитора

    Последнее, что кто-либо хочет делать в клинических условиях, — это вводить меры безопасности, которые прерывают или создают точку отказа, которая отрицательно влияет на оказание помощи.Реальность такова, что, несмотря на все ваши усилия по идентификации, картированию и проектированию сети (фазы 1, 2 и 3 соответственно) для создания и оптимизации эффективной позиции CZT, вы, возможно, что-то упустили.

    Сложность и динамический характер клинических условий делает весьма вероятным, что что-то не учтено — DNS-сервер мог быть пропущен, потому что перемещение внутривенного насоса на этаж ниже никогда не было сопоставлено, или соединение с серверной базой данных могло быть пропущено. потому что забыли ссылку на биллинг.Мы люди, поэтому делаем ошибки. Проблема в том, что ошибка в клинических условиях может иметь серьезные последствия, которые могут даже изменить жизнь.

    Вот почему Мониторинг до фактического внедрения политик и действий, которые вы разработали, имеет решающее значение. Часто бывает так, что вы точно выясняете, как выглядят ваши домены безопасности; это должно помочь вам понять, что именно произойдет, чтобы не было сюрпризов, когда вы действительно начнете применять.

    Неизбежное упоминание о последствиях

    • Обратите внимание, что этот этап возможен только с помощью инструмента, такого как Medigate, который может его включить.Я не хочу рекламировать или казаться корыстным, но на самом деле другого пути нет. Без чего-либо, что могло бы отслеживать и понимать все протоколы и коммуникации, происходящие в вашей среде, в режиме реального времени, было бы слишком много времени и трудозатрат, чтобы вручную отслеживать и пытаться выяснить, что будет делать политика.

    Требуется сопоставление многочисленных цифровых выходов со всех различных задействованных устройств и их сопоставление в реальном времени с физическими операциями.( Обратите внимание, что часто именно поэтому многие организации до сих пор не внедрили позицию нулевого доверия — они не хотят развертывать средства управления безопасностью, которые создают риски для операций, но у них нет возможности проверить, какие предлагаемые ими средства контроля будут делать, поэтому они ничего не делают.)

    Имея возможность мониторинга, у вас есть способ собрать необходимую информацию о том, что элементы управления, которые вы хотите реализовать, на самом деле будут делать с вашей средой. Это придаст вам уверенности в создании и поддержании успешной стратегии CZT.

    Что будет легко

    Самая простая часть фазы мониторинга (если у вас есть инструмент, который может вам помочь) — это определение того, когда что-то ломается. Вы можете сразу увидеть, когда политика или действие нарушат или заблокируют что-то, что будет иметь непредвиденные последствия для процедуры или протокола лечения. После идентификации может быть довольно легко внести соответствующие настройки — например, убедиться, что сервер, связь и т. Д. Разрешены, — чтобы избежать каких-либо проблем.

    Также легко — это выявление аномалий. Большинство устройств безопасности могут сказать вам, когда происходит что-то необычное или новое. Как мы обсуждали ранее (в фазе 3), большинство устройств в клинических условиях, где фактически оказывается помощь, являются детерминированными. Они предназначены только для выполнения определенных функций. Они не похожи на настольные компьютеры или другие потребительские компьютерные ресурсы, которые контролируются непредсказуемыми людьми. У них есть определенный набор возможностей и поведение, предусмотренное производителем.

    Если вы знаете, что это за возможности и поведение, то очень легко определить, когда устройство начинает что-то делать или общаться так, как не должно. Однако, это «Если» может быть очень сложно определить. Правильные и неправильные возможности и поведение медицинских устройств не всегда легко узнать — это требует глубокого понимания клинических протоколов, производителей и рабочих процессов. Но для решений, которые потратили время и усилия на приобретение этих знаний, очень легко определить, когда что-то работает за пределами нормального или делает то, чего делать не должно.

    Хотя мониторинг сбоев или угроз безопасности в вашей среде CZT будет довольно простым, с правильными инструментами будет значительно сложнее отслеживать отклонения от политики.

    Что будет сложнее

    Самая сложная часть фазы мониторинга — это выяснить, что вы могли пропустить. Гораздо сложнее выяснить, правильно ли вы сопоставили протоколы ухода и построили политики для их защиты. Вам необходимо обеспечить соответствие ваших физических и цифровых потоков и границ.Хотя цифровые потоки можно легко отследить, отслеживать физическую связь таким же образом может быть чрезвычайно сложно. Понимание того, что происходит в клинических условиях, намного труднее из-за сложности и динамического характера окружающей среды.

    Вы должны убедиться, что вы все учли, когда вы строите свою политику, потому что ставки высоки — вы не можете ошибаться. Вам нужно будет увидеть:

    • Как ваша среда обрабатывает новое устройство? Вам нужно видеть, что происходит, когда в вашу клиническую практику входит что-то новое, потому что вы не хотите, чтобы правила нарушали или прерывали меры по спасению жизни.Возьмите монитор пациента IntelliVue (извините, я не хочу постоянно выбирать IntelliVue, это действительно может быть любое устройство). Если вы стандартизировали IntelliVue B, но внезапно появился IntelliVue K, как ваша среда справится с этим? Вы не хотите блокировать его, потому что это неправильная версия, но вы хотите знать об этом. Вы можете убедиться, что ваши политики предупреждают вас о появлении нового устройства, чтобы вы могли понять, что делать дальше (этап 5). (Например, вам, вероятно, нужно будет выяснить, является ли это устройство «K» разовой вещью или преднамеренным шагом практикующих врачей, которые потребуют более постоянной политики в будущем.)
    • Что происходит, когда устройство нарушает политику? Вам нужно будет понять, что было нарушено и почему — было ли это нарушение безопасности (например, взлом, вредоносное ПО и т. Д.) Или, что более вероятно, произошло что-то, чего вы просто не ожидали? Затем вам нужно будет скорректировать свою политику, чтобы включить эту выбросную активность, чтобы гарантировать, что она может происходить непрерывно.
    • Есть ли у вас пробелы в покрытии? Вы можете обнаружить, что вам не видны определенные сегменты вашей сети.Вы можете узнать, что когда устройство перемещается к другому NAC или подключается к гостевой сети, оно больше не находится под политикой. Как только вы поймете, что происходит и почему устройства внезапно «исчезают», вы можете принять меры, чтобы вернуть их обратно и обеспечить постоянное и полное покрытие.

    Примечание: могут быть некоторые элементы управления, которые вы решите постоянно отслеживать, потому что существует слишком много переменных или изменений в использовании и условиях для их предсказуемого развертывания. Это не следует рассматривать как сбой — иногда просто знать и предупреждать о действиях, которые предсказуемо непредсказуемы, — это все, что вам нужно сделать, чтобы сохранить их в безопасности.

    Рекомендации

    Мы рекомендуем оставаться на этапе мониторинга до тех пор, пока вам необходимо определить правильность ваших политик и действий. Только тогда, когда вы абсолютно уверены, что они есть, вы можете переходить к реализации. Несколько советов и хитростей:

    • Каждый атрибут важен при применении политики, поэтому ищите платформы и решения, которые дают вам гибкость для мониторинга киберфизических политик, которые включают сетевые, цифровые параметры и параметры местоположения.Например, могут ли они определить, подключается ли устройство к нужным устройствам, является ли это правильной версией, переместилось ли оно из нужного места? Посмотрите, можете ли вы подключить неправильное устройство к сети (например, модель Ks вместо Bs в определенной области) — предупреждает ли решение? Это поможет вам понять, подходящая ли у вас платформа.
    • Посмотрите на широту и объем инструментов для вашей отрасли, чтобы найти те, которые смогут однозначно идентифицировать каждый медицинский протокол и устройство в вашей среде.В противном случае у вас будут слепые пятна; и эти слепые пятна делают вашу среду уязвимой.

    Этап 5: Автоматизация

    На этапе Automate реализуется CZT. Этот этап позволяет вам применять кибер-контроль к вашим протоколам и процессам оказания медицинской помощи через ваши точки принуждения и начать пользоваться преимуществами позиции CZT. Он охватывает текущую реализацию вашей стратегии CZT, помогая вам определить, а затем определить, что будет дальше.

    Что будет легко

    Сказать, что вы собираетесь автоматизировать, — самая легкая часть — вот и все. На самом деле сделать это очень сложно.

    Что будет сложнее

    Предполагая, что вы точно идентифицировали всех ваших устройств (этап 1), сопоставили их со всеми соответствующими кибер и физическими потоками (этап 2), разработали политики для эффективной защиты этих потоков (этап 3), а затем Наблюдая за соблюдением этих политик, чтобы оптимизировать безопасное оказание помощи (Фаза 4), тогда вы готовы выяснить, что будет дальше.

    По сути, вы собираетесь определить, каковы последствия нарушения политики, а затем автоматизировать эти реакции. Например, вы хотите создать билет при обнаружении нового устройства в сети? Кому идет этот билет? Что делать дальше? Или, может быть, вы хотите позвонить на пост медсестер, связанный с этим доменом безопасности? Или протолкнуть правило в брандмауэр, чтобы устройство не подключалось ни к чему? Или принять более решительные меры и полностью отключить устройство от сети?

    Варианты безграничны — выбор, вероятно, будет зависеть от используемых данных, устройства и протокола обслуживания.Ключ в том, что как только вы определитесь, что хотите делать, вам следует автоматизировать этот процесс, чтобы его можно было делать быстро и эффективно. Для ввода в действие этих процессов потребуется интеграция со всеми видами систем во всей вашей среде, от систем продажи билетов и биллинга до устройств безопасности и CMMS.

    Ищите те платформы, которые могут облегчить связи в вашей экосистеме, потому что вам не нужно использовать несколько инструментов для автоматизации. Цель состоит не только в обеспечении безопасности, но и в обеспечении операционной безопасности — это то, что в конечном итоге делает клиническое нулевое доверие таким ценным для бизнеса в сфере здравоохранения.

    Рекомендации

    Вы хотите упростить, а не усложнить задачу, поэтому ищите решения, которые помогут вам автоматизировать работу, взаимодействуя со всеми различными типами систем и оборудования в вашей среде. Обратите внимание, платформы, не зависящие от производителя, которые специально создали свое решение для интеграции с другими технологиями, вероятно, смогут наилучшим образом удовлетворить ваши потребности. Вам нужны решения, которые могут предлагать широкую поддержку поставщиков на различных типах платформ — операционная, безопасность, продажа билетов, отслеживание, платформы определения местоположения — чтобы попытаться максимизировать ценность и минимизировать сложность поддержания вашей позиции CZT.

    Для получения более общей информации вы можете ознакомиться с официальным документом Medigate о Clinical Zero Trust.

    Дифференциальные уравнения — Фазовая плоскость

    Показать уведомление для мобильных устройств Показать все заметки Скрыть все заметки

    Похоже, вы используете устройство с «узкой» шириной экрана ( i.е. вы, вероятно, пользуетесь мобильным телефоном). Из-за особенностей математики на этом сайте лучше всего просматривать в ландшафтном режиме. Если ваше устройство не находится в альбомном режиме, многие уравнения будут отображаться сбоку от вашего устройства (должна быть возможность прокручивать, чтобы увидеть их), а некоторые элементы меню будут обрезаны из-за узкой ширины экрана.

    Раздел 5-6: Фазовая плоскость

    Прежде чем приступить к фактическому решению систем дифференциальных уравнений, есть одна тема, на которую нам нужно обратить внимание.Это тема, которую не всегда преподают на занятиях по дифференциальным уравнениям, но если вы изучаете курс, в котором она преподается, мы должны охватить ее, чтобы вы были к ней подготовлены.

    Начнем с общей однородной системы,

    \ [\ begin {уравнение} \ vec x ‘= A \ vec x \ label {eq: eq1} \ end {уравнение} \]

    Обратите внимание, что

    \ [\ vec x = \ vec 0 \]

    — это решение системы дифференциальных уравнений. Мы хотели бы спросить, приближаются ли другие решения системы к этому решению по мере увеличения \ (t \) или они отходят от этого решения? Мы сделали нечто подобное, когда классифицировали равновесные решения в предыдущем разделе.Фактически, то, что мы здесь делаем, является просто расширением этой идеи на системы дифференциальных уравнений.

    Решение \ (\ vec x = \ vec 0 \) называется равновесным решением для системы. Как и в случае с одним дифференциальным уравнением, равновесными решениями являются те решения, для которых

    \ [A \ vec x = \ vec 0 \]

    Мы собираемся предположить, что \ (A \) — невырожденная матрица и, следовательно, будет иметь только одно решение,

    \ [\ vec x = \ vec 0 \]

    и поэтому у нас будет только одно равновесное решение.

    Возвращаясь к случаю одного дифференциального уравнения, вспомните, что мы начали с выбора значений \ (y \) и включения их в функцию \ (f (y) \) для определения значений \ (y ‘\). Затем мы использовали эти значения, чтобы нарисовать касательные к решению при этом конкретном значении \ (y \). Исходя из этого, мы могли бы набросать некоторые решения и использовать эту информацию для классификации равновесных решений.

    Мы собираемся сделать что-то похожее здесь, но оно также будет немного другим.Во-первых, мы собираемся ограничиться случаем \ (2 \ times 2 \). Итак, мы рассмотрим системы вида

    \ [\ begin {array} {* {20} {c}} \ begin {align *} {{x ‘} _ 1} & = a {x_1} + b {x_2} \\ {{x’} _ 2} & = c {x_1} + d {x_2} \ end {align *} & {\ hspace {0,25 дюйма} \ Rightarrow \ hspace {0,25 дюйма} \ hspace {0,25 дюйма} \ vec x ‘= \ left ({\ begin { array} {* {20} {c}} a & b \\ c & d \ end {array}} \ right) \ vec x} \ end {array} \]

    Решения для этой системы будут иметь вид

    \ [\ vec x = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} {{x_1} \ left (t \ right)} \\ {{x_2} \ left (t \ right)} \ end {array}} \ right) \]

    и наше единственное равновесное решение будет

    \ [\ vec x = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 0 \\ 0 \ end {array}} \ right) \]

    В случае одного дифференциального уравнения мы смогли набросать решение \ (y (t) \) в плоскости y-t и увидеть фактические решения.Однако в данном случае это было бы несколько сложно, поскольку наши решения на самом деле являются векторами. Мы собираемся представить решения системы как точки на плоскости \ ({x_1} \, {x_2} \) и построить эти точки. Наше равновесное решение будет соответствовать началу координат \ ({x_1} \, {x_2} \). плоскость, а плоскость \ ({x_1} \, {x_2} \) называется фазовой плоскостью .

    Чтобы набросать решение на фазовой плоскости, мы можем выбрать значения \ (t \) и вставить их в решение.Это дает нам точку на \ ({x_1} \, {x_2} \) или фазовой плоскости, которую мы можем построить. Выполнение этого для многих значений \ (t \) даст нам набросок того, что решение будет делать на фазовой плоскости. Набросок конкретного решения на фазовой плоскости называется траекторией решения. После того, как мы набросали траекторию решения, мы можем спросить, приближается ли решение к равновесному при увеличении \ (t \).

    Мы хотели бы иметь возможность рисовать траектории, не имея реальных решений.Есть несколько способов сделать это. Мы рассмотрим один из них здесь, а другой — в следующих нескольких разделах.

    Один из способов получить набросок траекторий — это сделать что-то похожее на то, что мы сделали в первый раз, когда рассматривали равновесные решения. Мы можем выбрать значения \ (\ vec x \) (обратите внимание, что это будут точки на фазовой плоскости) и вычислить \ (A \ vec x \). Это даст вектор, который представляет \ (\ vec x ‘\) в этом конкретном решении. Как и в случае с одним дифференциальным уравнением, этот вектор будет касаться траектории в этой точке.Мы можем нарисовать связку касательных векторов, а затем нарисовать траектории.

    Это довольно трудоемкий способ сделать это, и это не способ делать их в целом. Однако это способ получить траектории без каких-либо решений. Все, что нам нужно, это система дифференциальных уравнений. Давайте быстро рассмотрим пример.

    Пример 1 Нарисуйте некоторые траектории системы, \ [\ begin {array} {* {20} {c}} \ begin {align *} {{x ‘} _ 1} & = {x_1} + 2 {x_2} \\ {{x’} _ 2} & = 3 {x_1} + 2 {x_2} \ end {align *} & {\ hspace {0.25 дюймов} \ Rightarrow \ hspace {0,25 дюйма} \ vec x ‘= \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 2 \\ 3 & 2 \ end {array}} \ right) \ vec x} \ конец {массив} \] Показать решение

    Итак, что нам нужно сделать, это выбрать несколько точек на фазовой плоскости, подключить их к правой стороне системы. Сделаем это для пары точек.

    \ [\ begin {align *} \ vec x & = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} {- 1} \\ 1 \ end {array}} \ right) & \ Rightarrow \ hspace {0,25 дюйма} \ vec x ‘& = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 2 \\ 3 & 2 \ end {array}} \ right) \ left ({\ begin { массив} {* {20} {c}} {- 1} \\ 1 \ end {array}} \ right) = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 1 \\ { — 1} \ end {array}} \ right) \\ \ vec x & = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 2 \\ 0 \ end {array}} \ right) & \ Rightarrow \ hspace {0.25 дюймов} \ vec x ‘& = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 2 \\ 3 & 2 \ end {array}} \ right) \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 2 \\ 0 \ end {array}} \ right) = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 2 \\ 6 \ end {array}} \ справа) \ hspace {0,25 дюйма} \\ \ vec x & = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} {- 3} \\ {- 2} \ end {array}} \ right) & \ Rightarrow \ hspace {0,25 дюйма } \ vec x ‘& = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} 1 & 2 \\ 3 & 2 \ end {array}} \ right) \ left ({\ begin {array} {* { 20} {c}} {- 3} \\ {- 2} \ end {array}} \ right) = \ left ({\ begin {array} {* {20} {c}} {- 7} \\ {- 13} \ end {array}} \ right) \ hspace {0.25 дюймов} \ end {align *} \]

    Итак, что это нам говорит? В точке \ (\ left ({- 1,1} \ right) \) на фазовой плоскости будет вектор, указывающий в направлении \ (\ left \ langle {1, — 1} \ right \ rangle \ ). В точке \ (\ left ({2,0} \ right) \) будет вектор, указывающий в направлении \ (\ left \ langle {2,6} \ right \ rangle \). В точке \ (\ left ({- 3, — 2} \ right) \) будет вектор, указывающий в направлении \ (\ left \ langle {- 7, — 13} \ right \ rangle \).

    Выполнение этого для большого количества точек на фазовой плоскости даст следующий набросок векторов.

    Теперь все, что нам нужно сделать, это набросать несколько траекторий. Для этого все, что нам нужно сделать, это помнить, что векторы на скетче выше касаются траекторий. Кроме того, направление векторов задает направление траектории при увеличении \ (t \), поэтому мы можем показать зависимость решения от времени, добавив стрелки к траекториям.

    Это дает следующий набросок.

    Этот эскиз называется фазовым портретом . Обычно фазовые портреты включают только траектории решений, а не векторы. Все наши фазовые портреты от этой точки будут включать только траектории.

    В этом случае похоже, что большинство решений начинаются с равновесного решения, затем, когда \ (t \) начинает увеличиваться, они продвигаются к равновесному раствору, а затем в конечном итоге снова начинают удаляться от равновесного решения.

    Кажется, есть четыре решения, которые немного различаются по поведению. Похоже, что два решения начнутся с (или, по крайней мере, около) равновесного раствора, а затем будут двигаться прямо от него, в то время как два других решения начнутся от равновесного решения, а затем будут двигаться прямо к равновесному раствору.

    В таких случаях мы называем точку равновесия седловой точкой , а точку равновесия в этом случае неустойчивой , поскольку все решения, кроме двух, удаляются от нее по мере увеличения \ (t \).

    Как мы отметили ранее, мы обычно не будем рисовать траектории таким способом. Все, что нам действительно нужно для получения траекторий, — это собственные значения и собственные векторы матрицы \ (A \). Мы увидим, как это сделать, в следующих двух разделах по мере решения систем.

    Вот еще несколько фазовых портретов, чтобы вы могли увидеть еще несколько возможных примеров. На самом деле мы создадим несколько из них в течение следующих нескольких разделов.

    Здесь показаны не все возможные фазовые портреты. Они здесь, чтобы показать вам некоторые возможности. Обязательно обратите внимание на то, что несколько видов могут быть асимптотически устойчивыми или нестабильными в зависимости от направления стрелок.

    Обратите внимание на разницу между стабильным и асимптотически стабильным . В асимптотически устойчивом узле или спирали все траектории будут двигаться к точке равновесия по мере увеличения t , тогда как центральная (которая всегда устойчива) траектория будет просто перемещаться вокруг точки равновесия, но на самом деле никогда не приближается к ней.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.