Site Loader

Содержание

Как определить фазу, ноль и заземление самому, подручными средствами? — RozetkaOnline.COM

Любой человек, занимаясь электромонтажными работами у себя дома или просто решивший установить люстру, бра или подключить розетку, обязательно столкнется с вопросом – как определить фазу, ноль и заземление у проводов, в месте монтажа?

В наших статьях и инструкциях, мы часто выкладываем схемы подключения, правила монтажа и подсоединения электрооборудования к сети, а также многое другое, где для правильного выполнения всех операций необходимо знать, где у вас фазный провод, где нулевой (рабочий ноль), а где заземляющий (защитный ноль). Для опытного электрика определить где фаза и ноль или найти землю, обычно не составляет труда, а вот как быть остальным?

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.

Как определить фазу и ноль мультиметром — RozetkaOnline.COM

Продолжаем изучать возможности цифрового мультиметра и способы его применения в быту. В данной статье я расскажу, как с его помощью можно определить фазу и ноль.

Довольно часто, в процессе монтажа электрооборудования, например, при подключении светильников, установке розеток и выключателей или при диагностике неисправностей электросети, нужно найти какой из проводов заземление, фаза и ноль. Как это можно сделать самому, без специального оборудования, я писал ЗДЕСЬ, сейчас же мы сделаем это мультиметром.

Главное, что вы должны знать: у обычного цифрового мультиметра, нет отдельного режима для определения фазы или нуля, узнать это можно лишь увидев на экране величину напряжения или не увидев его.

По большому счету, принцип определения фазы тестером, схож с работой обычной индикаторной отвертки, где фаза определяется по свечению встроенной лампы, которая загорается только при наличии цепи фаза – сопротивление – лампа — ёмкость (человек).

Ток, с фазы, протекающий через такую индикаторную отвертку, проходит через высокое сопротивление, встроенное в индикатор, затем также через лампу в ней, а потом попадает в ёмкость – в качестве которой выступает человек (для этого мы и касаемся задней стороны индикаторной отвертки при определении) и только при наличии всех участников такой цепи, лампа будет гореть.  

Как найти фазу мультиметром

Чтобы определить фазу с помощью мультиметра, выставляем на нём режим определения напряжения переменного тока, который на корпусе тестера чаще всего обозначен как V~

, при этом, всегда выбирайте предел измерения — уставку, выше предполагаемого напряжения сети, обычно это от 500 до 800 Вольт. Щупы подключаются стандартно: черный в разъем “COM”, красный в разъем «VΩmA».

В первую очередь, перед тем как искать фазу мультиметром, необходимо проверить его работоспособность, а именно работу режима вольтметра – определения напряжения переменного тока. Для этого проще всего попробовать определить напряжение в стандартной, бытовой розетке 220в.

Как проверить мультиметром напряжение в розетке 220в

Для измерения напряжения в розетке цифровым тестером, необходимо вставить щупы в гнезда розеток, полярность при этом неважна, главное при этом — не касаться руками токопроводящих частей щупов.

Еще раз напомню, что на мультиметре должен быть выставлен режим определения напряжения переменного тока, предел измерения выше 220в, в нашем случае 500В, щупы подключены в разъемы «COM» и «VΩmA».

Если мультиметр рабочий и нет проблем с подключением розетки или перебоев с электроснабжением, то прибор покажет вам напряжение близкое к 220-230В.

Такого простого теста достаточно чтобы продолжить поиск фазы тестером. Сейчас, в качестве примера, мы определим какой из двух проводов, например, выходящих из потолка для люстры, фазный.

Если бы провода было три – фаза, ноль и заземление, то достаточно было бы измерить напряжение на каждой из пар, точно так же, как мы определяли его в розетке. При этом между двумя проводами напряжения практически бы не было – между нолем и заземлением, соответственно оставшийся третий провод фазный. Ниже представлена наглядная схема определения.

Если же провода, для подключения светильника, только два и вы не знаете какой из них каакой, то опознать их таким образом не получится. Тогда нам и приходит на помощь метод определения фазы мультиметром, который я сейчас опишу.

Всё достаточно просто, мы просто должны создать условия для протекания через тестер электрического тока, и зафиксировать его. Для этого просто создаём электрическую цепь, по тому же принципу, что и у индикаторной отвертки.

В режиме проверки напряжения переменного тока, с выбранном пределом 500В, красным щупом прикасаемся к проверяемому проводнику, а черный щуп зажимаем пальцами рук либо касаемся им заведомо заземленной конструкции, например, радиатора отопления, стального каркаса стены и т.п. При этом, как вы помните, черный щуп у нас воткнут в разъем COM мультиметра, а красный в VΩmA.

Если на проверяемом проводе будет фаза, мультиметр покажет на экране достаточно близкую к 220 Вольтам величину напряжения, в зависимости от условий тестирования она может быть разной. Если же провод не фазный, значение будет или нулевым, или очень низким, до нескольких десятков вольт.

Еще раз напомню, ОБЯЗАТЕЛЬНО УБЕДИТЕСЬ ПЕРЕД НАЧАЛОМ ПРОВЕРКИ, ЧТО НА МУЛЬТИМЕТРЕ ВЫБРАН РЕЖИМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, а не какой-нибудь другой.

Вы, должно быть скажете, что метод достаточно рискованный, становится частью электрической цепи и добровольно попасть под напряжение захочет не каждый. И хотя такой риск есть, он минимальный, ведь, как и в случае с индикаторной отверткой, напряжение из сети проходит через большое сопротивление резистора, встроенного в мультиметр и удара током не происходит. А работоспособность этого резистора, мы проверили, предварительно измерив напряжение в розетке, если бы его там не было, сложились бы все условия для короткого замыкания, которое, уверяю вас, вы бы сразу обнаружили.

Конечно, как я уже писал выше, лучше вместо руки использовать заземленные конструкции – радиаторы и трубы отопления, стальной каркас здания и т.д. но, к сожалению, такая возможность есть не всегда и нередко приходится браться за щуп самому. Бывалые электрики советуют в таких случаях всё же принять дополнительные меры безопасности: стоять на резиновом коврике или в диэлектрической обуви, касаться щупа сперва кратковременно, правой рукой и лишь не обнаружив опасных воздействий тока, выполнить измерение.

В любом случае это единственный, самый надежный и простой способ определить фазу бытовым мультиметром самому.

 

Как найти ноль мультиметром

Ноль, чаще всего, находится мультиметром относительно фазного провода, т.е. сперва, способом, описанным выше, вы находите фазу, а затем установив красный щуп на неё, касаетесь других проводников и когда тестер на экране покажет 220В (+/- 10%), тогда вы поймете, что второй провод нулевой рабочий или нулевой защитный (заземление).

Определить же то, является провод нулем или заземлением одним мультиметром, довольно сложно, ведь по сути, эти проводники одно и то же и нередко просто дублируют другу друга. В определенных системах заземления ноль и зазмление даже связаны между собой в электрощите и очень тяжело точно их выявить.

Проще всего, в таком случае, отключить от шины заземления в электрощите вводной провод, тогда, во всей квартире или доме, при проверке напряжения, между фазой и проводами заземления, вы не получите 220В, как при проверке нуля и фазы.

Так же стоит отметить тот факт, что если в электрощите установлена дифференциальная защита — УЗО или автоматический выключатель дифференциального тока, он обязательно сработает, при проверке проводов заземления относительно любого другого проводника, даже нулевого.

Если же вы знаете более надежные и универсальные методы определения фазы и нуля цифровым мультиметром – обязательно пишите об этом в комментариях к статье, кроме того приветствуются любые мнения, опыт, здоровая критика или вопрос.

Так же вступайте в нашу группу ВКонтакте, следите за появлением новых материалов.

Как понять где фаза а где ноль в проводах: 5 способов узнать

Согласно нормам ПУЭ к выключателю должен подсоединяться фазный провод. При ремонте или реконструкции электропроводки могут возникнуть и другие ситуации, при которых имеет значение, какой из проводов нейтраль, а какой фаза.

При наличии бирок на концах проводников это несложно, но как понять где фаза, а где ноль в проводах, если маркировка на проводах отсутствует? В этом случае необходимо иметь минимальные знания электротехники или внимательно изучить следующую статью.

Зачем нужно определять, где фаза, а где ноль

Для работы электроприборов не имеет значения, к какой клемме присоединяется фазный, а к какой нулевой проводник, но для повышения безопасности людей, живущих в доме, эти провода в некоторых ситуациях должны подключаться определённым образом:

  • К выключателю освещения необходимо подводить фазный провод, а к лампе нулевой. Это обеспечивает отсутствие напряжения в светильнике при выключенном освещении и позволяет производить замену лампы и ремонт осветительной аппаратуры без отключения автоматического выключателя. Это требование так же указано в «библии» электромонтёров — ПУЭ п.6.6.28.
  • Наличие в схеме электропроводки УЗО. Использование вместо нулевого проводника заземляющего при подключении электроприборов, освещения и розеток приводит к появлению тока утечки, нарушению равенства токов в нейтрали и фазном проводе и срабатыванию дифзащиты

Простые способы, как найти фазу

Для поиска фазного провода в электропроводке используются различные методы.

По цветовой маркировке

Это самый простой метод, позволяющий выполнить эту работу без каких-либо приборов, однако он применим только к электропроводке, выполненной согласно стандарту IEC 60446, принятому в 2004 году.

В этом случае согласно правилам цветовой маркировки изоляции проводов фазный провод в однофазной электропроводке и двух- или трёхжильных кабелях чаще всего окрашен в коричневый цвет, а в трёхфазной проводке и четырёх- или пятижильных кабелях оболочка может быть любого цвета, кроме синего и жёлто-зелёного.

С помощью индикаторной отвертки

Этот инструмент позволяет определить фазный контакт даже в закрытой розетке. Принцип работы индикаторной отвёртки основан на протекании через него активного тока, причём жало индикатора должно касаться проверяемого проводника, а вторым проводником является тело человека.

Принципиальная схема индикатора состоит из следующих узлов:

  • Жало отвёртки. Является одним из контактов электросхемы инструмента.
  • Индикатор. В старых моделях это неоновая лампочка, в более новых светодиод или ЖК дисплей.
  • Токоограничивающий элемент. В аппаратах с неонкой это резистор номиналом 1 МОм, в индикаторах со светодиодом или дисплеем ток ограничивается электронной схемой с питанием от батареек.
  • Контактное кольцо или площадка. Находится в рукоятке и служит для замыкания цепи через тело и перед тем, как найти фазу и ноль индикаторной отверткой, следует дотронуться к нему пальцами.

При прикосновении жала к фазному проводу, а человека к контактному кольцу в рукоятке ток начинает идти по цепи «жало-неонка-резистор-контакт-тело-пол» и лампа загорается.

Важно! При помощи индикаторной отвёртки с гарантией можно найти только фазный провод. Отсутствие сигнала не указывает на нулевой проводник, он может быть отключённым или оборванным, а при подаче питания на нём так же может появиться напряжение.

Как найти фазу указателем напряжения

Более надёжными являются индикаторы напряжения, как старые, которые использовались ещё в советское время, ПИН-90, так и более современные, имеющие встроенную функцию указания фазы.

Принцип действия этих устройств аналогичен индикаторной отвёртке, но конструкция прибора позволяет кроме фазного найти так же заземляющий и нейтральный проводники.

Для определения фазы один из щупов должен касаться проверяемого провода, а рукой при этом необходимо, в зависимости от конструкции, касаться второго щупа или специального вывода. При контакте с фазой на приборе загорится лампочка, светодиод или прозвучит звуковой сигнал.

С помощью мультиметра

Этот прибор можно применять для поиска фазы аналогично индикаторной отвёртке, однако необходимо использовать цифровой мультиметр. Он имеет встроенный усилитель сигнала и является более чувствительным, чем стрелочный прибор, требующий больший ток для работы показания которого составят менее 1 В. Есть два варианта, как найти фазу с помощью мультиметра.

Более надёжным способом является поиск фазного проводника при контакте тела с прибором:

  1. 1. перед тем, как найти фазу мультиметром, следует подключить щупы к прибору;
  2. 2. переключить мультиметр для измерения переменного напряжения ACV на предел 750В;
  3. 3. один из щупов взять за металлический наконечник незащищённой рукой;
  4. 4. вторым щупом поочерёдно дотронуться до всех проверяемых проводов.

При прикосновении к фазному контакту дисплей прибора покажет наличие напряжения. Его величина зависит от многих факторов и находится в диапазоне 20-100 Вольт. Так же, как и индикатор напряжения, после определения фазного проводника мультиметром можно найти нулевой провод и заземляющий.

Такой метод поиска фазы не указан в инструкции к прибору, поэтому для большей безопасности можно использовать «бесконтактный» метод, при котором нет необходимости дотрагиваться рукой до второго щупа. Показания мультиметра при этом составят 3-15 Вольт, что достаточно для поиска фазы.

При помощи контрольной лампы

Кроме методов, требующих специальных инструментов, существует достаточно опасный способ, как понять, где фаза, а где ноль в проводах при помощи контрольной лампы или контрольки. Для этого достаточно иметь обычную лампу, патрон и два куска провода. Для сборки этого приспособления провода с зачищенными концами подключают к патрону и закручивают в него лампу.

Для определения фазного провода один из проводов присоединяют к заведомо заземлённому элементу — нейтральному или заземляющему проводнику, шине заземления в электрощитке или контуру заземления здания, а вторым проводом поочерёдно прикасаются к проверяемым проводам. В случае контакта с фазным проводом лампа загорится.

В трёхпроводной электропроводке с заземляющим контактом контрольную лампу последовательно подключают попарно ко всем трём проводам. Тот проводник, при присоединении к которому лампа будет светиться с обоими другими проводами является фазным, оставшиеся являются нейтралью и заземлением.

Этот метод проверки наличия напряжения запрещён ПТБЭЭП и другими нормативными документами. Из-за высокого тока потребления контрольная лампа загорится только при низком сопротивлении электропроводки. Включённая последовательно с проверяемым контактом лампа или плохой контакт в скрутке или клеммнике не позволят лампочке включиться, однако прикосновение к этим проводам опасно для жизни.

Кроме того, возможна ситуация, при которой в кабеле будет обрыв в нулевом и заземляющем проводниках. При этом во всех вариантах подключения контролька светиться не будет, что позволит сделать ошибочный вывод об отсутствии напряжения в сети.

Как определить фазу и ноль

Далеко не всегда достаточно определить, какой из проводников является фазным. Очень часто, особенно в трёхпроводной однофазной системе электроснабжения, нужно найти нулевой контакт. Это необходимо при подключении розеток или освещения и не всегда, если один из проводов фазный, то второй обязательно нейтраль.

Он может быть отключённым, оборванным или замыкать на ту же или другую фазу. Поэтому необходимо проверку производить для всех проводов и существуют разные способы, как понять, где фаза, а где ноль в проводах.

Информация! Для поиска нулевого, фазного и заземляющего проводов можно использовать те же приборы, которые применялись для определения фазы.

По цветовой маркировке

Это самый простой способ, позволяющий определить фазный и нулевой провод без каких-либо приборов, «на глаз». Единственный недостаток этого метода заключается в том, что он применим только к электропроводке, проложенной после 2004 года при полной уверенности, что при этом были соблюдены правила цветовой маркировки изоляции проводов:

  • нейтраль N — синий или голубой;
  • заземление РЕ — в продольную жёлто-зелёную полосу;
  • фаза L — в однофазной электропроводке коричневая, в трёхфазной проводке оболочка может быть любого цвета кроме синего(голубого) и жёлто-зелёного.

Важно! Цветовая маркировка проводов не всегда и далеко не всеми электриками соблюдается. Поэтому этот метод является лишь косвенным, по которому нельзя судить есть напряжение на проводе или нет.

При помощи контрольной лампы, индикатора или вольтметра

В двухпроводной схеме электроснабжения это сделать несложно. После определения фазного проводника необходимо узнать, является ли оставшийся проводник нейтралью. Для этого достаточно любым способом проверить потенциал между ними.

Если прибор покажет напряжение сети 220В, значит эти провода, соответственно, ноль и фаза. В противном случае ноль на этом контакте отсутствует из-за аварии или неправильного монтажа.

В трёхпроводной системе с заземляющим проводом выполнить поиск ноля сложнее. Для этого необходимо:

  1. 1. перед тем, как определить фазу и ноль, в электрощитке от вводного автомата нужно отключить нейтральную клемму;
  2. 2. найти фазный провод;
  3. 3. определить, с каким из двух оставшихся проводников и фазным прибор показывает наличие напряжения.

Этот контакт является заземлением.

Определение ноля и заземления при помощи УЗО

Один из самых простых методов различить нейтральный и заземляющий контакты — это при помощи контрольной лампы и УЗО или дифавтомат.

Лампочка или другой электроприбор должны иметь мощность не менее 10 Вт, а УЗО уставку срабатывания не более 30мА.

Для поиска ноля и заземления необходимо:

  • найти фазу одним из вышеперечисленных способов;
  • отключить вводной автоматический выключатель;
  • подключить к фазному проводу и одному из оставшихся контрольную лампу;
  • включить автомат;
  • если сработает дифференциальная защита, то выбранный проводник является заземляющим, в противном случае это нейтраль.

Для надёжности данную последовательность действий желательно повторить для второго провода.

Совет! При отсутствии в схеме УЗО его допускается установить временно, снаружи электрощита. Подключение при этом можно выполнить при помощи отрезков гибкого провода.

Вывод

В связи с тем, что определение фазы при помощи цветовой маркировки имеет ограниченную область применения — новая электропроводка, причём выполненная профессионалами, а использование контрольной лампы запрещено ПТБЭЭП и может быть опасным для жизни, существует только три надёжных способа, как узнать, где ноль, а где фаза. Это индикаторная отвёртка, индикатор напряжения с функцией поиска фазы и мультиметр, причём два последних устройства позволяют найти не только фазный проводник, но так же нейтраль и заземление.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Как самому определить фазу, ноль и заземление?

Смотрите также обзоры и статьи:

Любой человек, который запланировал выполнять любые электромонтажные работы во время ремонта в жилом или производственном помещении, рано или поздно столкнется с важнейшим вопросом: как самому определить где в электрической сети фаза, ноль и заземление. Ведь без этих знаний либо же придется воспользоваться услугами электрика, и нанимать его. Либо же самостоятельно, чтобы подключить люстру, бра, торшер, светильник, светодиодную ленту, любой электрический прибор, научится распознавать где защитный провод, где под напряжением, а где нулевой.

Определение по цветовой маркировке

Все современные кабели или электрические провода под своей изоляционной оболочкой содержат обычно три жилы, каждая из которых помечена изоляцией своего цвета. Таким образом, определить где какая жила можно и просто по цветовой маркировке. Так, обычно в новых проводах:

  • фаза отмечена черным, белым или коричневым цветами;
  • нейтральный провод, он же нулевой по мировым стандартам должен соответствовать синему или голубому цвету,
  • а заземление или защитный кабель обычно выполнен в двухцветном варианте – желто-зеленый, полосатый и т.п.

На постсоветском пространстве закреплен на законодательном уровне стандарт IEC 60446 2004 года, который и регламентирует какого цвета необходимо применять и изготавливать электроизоляцию проводов. Согласно нему в жилых квартирах:

  • синий или сине-белый провод – это ноль,
  • желто-зеленый – земля;
  • все остальные цвета могут быть фазой, как черный, так и красный.

Однако правило применимо в основном только для проводов, которые установлены в доме или офисе последние лет двадцать-тридцать. А как же быть с электросетями, которые были установлены раньше этого периода, где часто попадаются жилы с алюминиевым сечением? Или вам необходимо поменять часть какого-либо устройства или схемы, в которой данные цвета могли по стандартам и не быть использованы? Тогда вам пригодятся другие, более эффективные способы определения жил и напряжения в электропроводке.

Как определить ноль и фазу индикаторной отверткой

Одним из наиболее надежных, простых, доступных и не требующих особых затрат, и умений способом является определение ноль и фазы при помощи индикаторной отвертки. В чем заключается принцип работы индикаторной отвертки? Индикаторная отвертка – это ручной вспомогательный инструмент практически ничем не отличающийся от привычной нам плоской отвертки с пластиковой ручкой и металлическим наконечником, но есть одно «Но»: внутри рукояти есть индикационная лампочка или светодиод, который срабатывает свечением или загорается, если металлической частью коснутся фазы. На некоторых моделях для индикации следует также нажимать на специальную кнопку на рукояти, которая смыкает контакты и подает ток на индикатор. Однако в целях безопасности следует работать с такой отверткой только в резиновых перчатках электрика, чтобы избежать поражения электрическим током.

Как работать с индикаторной отверткой? В первую очередь, необходимо отключить напряжение в сети, и кусачками снять изоляцию на концах всех трех жил, оголив металлическую часть проводов, зачастую она будет медной. Дальше все три жилы необходимо развести между собой, так, чтобы они не соприкасались, чтобы избежать короткого замыкания при подаче на них напряжения.

После этого, одеть резиновые диэлектрические специальные перчатки и включить напряжение в сети. Хорошо, если ваш щиток имеет встроенный при монтаже устройства устройство защитного отключения. Или другими словами УЗО – он в аварийном режиме отключает питание в сети, если есть утечка тока на корпус.

Вооружившись индикаторной отверткой поочередно ее металлическим наконечником прикасаться к металлической оголенной части каждой жилы. Там, где лампочка индикаторной отвертки сработает и загорится – это фаза. Далее для работы с данными проводами следует изолентой после выключения напряжения замотать оголенные концы проводов.

Определение фазы, нуля и заземления контрольной лампой

Способ простой, однако не самый безопасный и требующий определенной ловкости и осторожности. Считается несколько кустарным и часто используется в грубых производственных условиях опытными мастерами, под рукой у которых не оказалось другого контрольного инструмента. Для того, чтобы воспользоваться данным методом, следует для начала собственно и собрать данную контрольную лампу. Для этого нужен патрон, два провода – фазы и нуля – и лампочка, можно самую обыкновенную, накаливания с вольфрамовой нитью. Это все необходимо скрутить, зачистить на концах его провода и поочередно скручивать с другими проводами в проводке, определить где фаза по тому, когда загорится лампа. Конечно же, скрутку нужно делать, отключив подачу напряжения на провода.

Если патрона не оказалось, можно задействовать часть светильника или настольной лампы, произведя ту же манипуляцию с концами его жил. Однако способ весьма сложный для неподготовленного и неопытного мастера, поскольку есть вероятность перепутать провода и пустить вместо постоянного тока, переменный, при котором лампочка тоже будет гореть. Лучше тогда основательно вывести жилу-землю, сделать ее нулем и тогда спокойно искать фазу.

Как определить фазу и ноль мультиметром

Мультиметры — универсальные многофункциональные приборы для измерения емкости, напряжения, сопротивления и силы тока, имеют отдельные выводы под щупы, укомплектованы самыми щупами, которыми легко и удобно пользоваться, точно определив напряжение. Это самый надежный и довольно простой способ определить фазу и ноль, без особых сложностей и безопасно для здоровья. Ведь все мультиметры имеют на своем корпусе прорезиненный диэлектрический чехол, который не только защищает от ударов тока, но и оставит прибор целым, если он случайно выскользнет из рук и упадет с высоты не более полутора метров. Универсальное мультифункциональное устройство для измерения силы тока, напряжения, сопротивления, емкости, частоты используется повсеместно, как автолюбителями, так и электронщиками, электриками, строителями, рабочими технических специальностей.

Есть целых пять причин, по которым стоит выбрать именно мультиметр для домашнего обихода и работы:

  • Высокая точность измерений – при максимальных значениях постоянного напряжения 0,8%, при больших позициях переменного — максимум 1,2%.
  • Возможность измерять переменное значение тока,
  • Одновременное измерение кроме постоянного и переменного напряжения, сопротивления, также такие величины как емкость, частота, скважность, а также температура благодаря термопаре.
  • Эргономический дизайн и большой мультифункциональный экран.
  • Усиленная индикация батареи и перегрузки.

Это надежный и добротный инструмент для качественного измерения всех требуемых показателей для проверки электрических показаний в цепи питания, а также замера целостности цепи, схемы, платы.

Как же определить фазу и ноль мультиметром? Для начала необходимо знать, что практически все современные мультифункциональные приборы данного типа имеют жидкокристаллический экран, на который выводятся показания в цифровом эквиваленте, однако не плавно, как это было в аналоговых устройствах, без экрана, а рывками.

Поэтому при измерении стоит выждать некоторое время, буквально секунду-две, чтобы прибор определил точное напряжение в сети. Кстати, на панельной панели мультиметра есть множество, свыше 20-30 режимов работы, которые выбираются поворотным рычагом. На этом круге нужно найти тот, что отвечает за переменное напряжение в сети и выглядит как обозначение вольт, также в большинстве мультиметров вручную нужно настроить и диапазон измерений, хотя многие могут это сделать и автоматически.

Далее один из щупов присоединяем к разъему мультиметра, а его другую сторону металлическим наконечником прикасаемся к проводу или в розетку. Если показания на экране прибора будут соответствовать 10-15 вольтам, то, скорее всего, вы попали не в фазу, а в ноль. Если показания в пределах от ста и до 250 вольт – то это и есть фаза.

Как определить фазу и ноль без приборов

Без никаких приборов, даже самых примитивных, искать фазу и ноль в сети не особо стоит. Но если у вас крайний случай, то, рискнуть, конечно можно, но нельзя сказать, что безопасность при этом будет выдержана. Есть несколько оригинальных, забавных, но в тоже время достаточно надежных и точных способа это сделать. Для первого из них стоит взять из подручных средств, которые скорее всего найдутся в каждом доме картофелину. Да-да! А помимо этого два провода на полметра и резистор на 1 мегаом. Все это необходимо собрать, чтобы один проводник был подключен к трубе, а второй – вставить в отрезанную половинку картофелины. Второй провод вставить в срез картофелины рядом с первым. Произведя подобную манипуляцию, только спустя минут пять-десять необходимо оценивать результат измерений.

Что же должно произойти? На том месте, где соприкасался проводник с фазой, должно появится сине-зеленый след от взаимодействия крахмалистых соединений с электричеством, т.е. окисление. Где его не окажется – это нулевой провод.

Второй такой же неоднозначный метод – использование чашки с обыкновенной водой. Тут срабатывает принцип, чем-то схожий с функционированием кипятильника – минус будет там, где вода возле проводника начнет пузырится. Соответственно, методом исключения – плюс будет находится на втором проводе.

Как определить заземление

Кроме очевидного способа по определению заземления, который заключается в идентификации земли по цвету изоляции в жиле, в частности желто-зеленого цвета по мировым стандартам, существует и несколько других, менее очевидных.

Например, если у вас в доме были случаи, что электроприборы, будь то стиральная машина, компьютер, микроволновка, бились током, то практически можно быть полностью уверенным, что заземление в вашей проводке отсутствует, поскольку именно оно должно ликвидировать остаточное напряжение на корпусы электроустройств.

Можно определить заземление мультиметром по принципу исключения, провод, в котором вовсе не будет наблюдаться отклонений по переменному напряжению – скорее всего и будет им.

Выводы

Очень важно научится самостоятельно понимать где в розетке в вашем доме фаза, ноль и заземление, ведь скорее всего доведется столкнуться с необходимостью замены или дополнительной установки каких-либо устройств, связанных с электричеством. Однако настоятельно рекомендуем пользоваться надежными методами, а нетрадиционными только в случае крайней необходимости! А лучше – воспользоваться мультиметром, индикаторной отверткой или вызвать опытного и надежного специалиста-электрика.

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Как определить фазу и нуль

Перед тем, как начать процесс определения фазы и нуля, необходимо сделать ряд приготовлений, поскольку для данных работ потребуются следующие приборы и инструменты:

  • мультиметр;
  • индикаторная отвертка;
  • тестер;
  • пассатижи;
  • нож с заточенным лезвием, чтобы снимать изоляцию с проводников;
  • изоляционная лента;
  • маркер для нанесения разметок;

Также, важно помнить, что перед началом любых электромонтажных работ, необходимо отключить автоматы, поскольку несоблюдение данного правила может представлять угрозу для жизни. Помимо этого, требуется убедиться, что весь используемый инструмент обладает надежно заземленными рукоятями.

В противном случае, его использование является небезопасным и не допускается по технике безопасности.

Визуальный метод определения

Данная методика является самым простым способом, поскольку для его реализации не потребуется никаких дополнительных приборов или оборудования.

Необходимо осмотреть проводку, чаще всего она имеет следующие цветовые разграничения:

  1. Провод желто-зеленого цвета является заземлением.
  2. Нуль имеет синий цвет или любые его оттенки вплоть до светло-голубого.
  3. Фаза имеет черный, коричневый или белый цвет.
  4. Необходимо убедиться в соответствии цветов не только в электрощите, но также и в распределителе.

Визуальный осмотр системы должен осуществляться в соответствии со следующим алгоритмом действий:

  1. Открыть электрощит и осмотреть его содержимое. Поскольку расчетная нагрузка может различаться, то и количество установленных автоматов также может быть разным. Через них может быть осуществлено подключение фазы или фазы с нулем, заземление никогда не подсоединяется к автоматическим выключателям, а имеет соединение с шиной. Необходимо убедиться, что все подключенные провода соответствуют цветовой маркировке.
  2. Если цвет изоляции, проведенной от электрощита к домашней сети, соответствует правилам цветовой маркировки, то все равно потребуется вскрытие распределителей для визуального осмотра скруток. Это необходимо для того, чтобы убедиться, что и в них цветовая маркировка изоляции нуля и заземления не была перепутана и соответствует установленным правилам.
  3. Иногда в распределителях осуществляется подключение фазы к автоматическим выключателям. В большинстве случаев, это реализуется при помощи специального провода с двумя жилами, изоляция которого может отличаться цветом.
  4. Если результаты визуальной проверки показали, что цвета изоляции полностью соответствуют правилам, то остается всего лишь проверить фазный проводник, используя для этого индикаторную отвертку.

Определение индикаторной отверткой

Одним из наиболее простейших способов определения нуля и фазы является использование для этих целей индикаторной отвертки.

Для осуществления данного процесса необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Первоначально потребуется отключить автомат, от которого происходит питание линии электросети на месте проверки.
  2. Провести зачистку обоих проверяемых проводников, достаточно снять не более 1-2 см. изоляционного слоя.
  3. После этого оба проводника разводятся друг от друга на безопасное расстояние, поскольку после подачи напряжения их случайное соприкосновение может стать причиной короткого замыкания.
  4. Можно приступать к идентификации фазного проводника. Для этого включается автоматический автомат, который подает напряжение, после этого необходимо будет взять индикаторную отвертку и прикоснуться к металлической области, расположенной возле основания рукояти.
  5. Категорически не допускается прикасаться к любым частям индикаторной отвертки, расположенным ниже рукояти, поскольку это вызовет удар электрическим током.
  6. Прикоснуться инструментом к одному из проверяемых проводов, при этом не нужно убирать палец с металлической области.
  7. Загорание лампочки, входящей в конструкцию отвертки, свидетельствует о том, что проводник является фазным. Соответственно второй провод – это нуль. Если загорание лампочки не произошло, наоборот, проводник был нулем, а второй является фазой.

Определение тестером или мультиметром

мультиметр

Иным распространенным способом определения фазы и нуля является использование специальных приборов – тестера или мультиметра.

Если был выбран именно этот вариант, то необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

  1. Используемому прибору задать настройки предельного измерения переменного тока. На современных моделях этому параметру соответствует режим ~V или ACV. Необходимо указать значение равное 600 В, 750 В, 1000 В или иной параметр в зависимости от особенностей модели, главным требованием является, чтобы он превосходил показатель 250 В.
  2. Щупами прибора необходимо коснуться сразу обоих проводов, для того, чтобы определить уровень напряжения между ними. В стандартных бытовых сетях этот показатель равен 220 В, возможное отклонение не должно превышать 10 % в любую из сторон. Подобное значение свидетельствует о том, что проводник является фазой, у нуля уровень напряжение будет совсем незначительным или равным нулю.
  3. В современных электросетях может потребоваться также идентификация проводника с заземлением, для этого требуется определение уровня сопротивления. В таком случае, прибор переводится в соответствующий режим, который имеет условное обозначение в виде значка звонка или омеги.
  4. Необходимо помнить, что когда прибор переведен в режим для определения уровня сопротивления, категорически запрещено одновременное прикосновение к фазе и заземлению, поскольку произойдет короткое замыкание. Имеется риск получения травм.

Определение по маркировке

При описании визуального способа идентификации проводников уточнялось, что в большинстве современных электросетей желто-зеленый цвет соответствует защитному нулю, все оттенки синего цвета обозначают рабочий нуль, а любые иные цвета фазу.

Однако, необходимо учитывать, что проводники могут не соответствовать принятой цветовой гамме в следующих случаях:

  1. Проводка проложена в доме старой постройки, где не была произведена реконструкция домашней электросети в соответствии с современными правилами. Чаще всего в ней используются одноцветные проводники.
  2. Проводка проложена в новостройке, но ее монтаж осуществлялся частными лицами, а не профессиональными электриками.
  3. Провода ведут к более сложным бытовым устройствам, например, различным переключателям или выключателям, конструкция которых изначально подразумевает принципиально иную схему функционирования.
  4. Проводка прокладывалась по стандартам, отличающимся от принятых в Европе, поэтому она имеет совершенно иные цветовые обозначения.

В большинстве остальных случаев, цветовая маркировка проводников производится в соответствии с указанными правилами, которые регламентируются соответствующим стандартом IEC, действующем на территории всей Европы.

В ситуациях, когда отсутствует полная уверенность в полном соответствии цветовой гаммы общепринятому стандарту, рекомендуется воспользоваться одним из практических методов для определения нуля и фазы.

Также, можно посоветовать в последствии использовать специальные цветные насадки, которые позволят в будущем не забыть предназначение проводников и не осуществлять процедуру их определения заново.

Определение с помощью картошки

Еще одним известным методом определения без специальных приборов является вариант, в котором задействуется обычная сырая картошка. Многие специалисты относятся к таким действиям довольно скептически, но подобное решение все равно является действенным.

Для его осуществления необходимо осуществить следующую последовательность:

  1. Взять одну сырую картофелину и разрезать ее на две части.
  2. Зачистить концы двух проводников и воткнуть их в одну из частей картофелины.
  3. Подождать около 10 минут, после чего вытащить оба провода.
  4. Осмотреть картофелину: в месте, где образовался зеленоватый след, был воткнут фазный проводник.

Другие способы определения

Существует еще несколько альтернативных методик определения фазы и нуля, они редко используются и зачастую подвергаются критике со стороны квалифицированных специалистов. Связано это по большей части с тем, что подобные способы являются более опасными, поэтому проводить их необходимо с максимальной степенью осторожности.

Один их таких методов определения требует задействования обычного компьютерного кулера, его можно применить на практике в тех случаях, когда известны параметры подаваемого напряжения, но неизвестно назначение проводников:

  1. Для реализации необходимо будет использовать красный и черный проводники, выходящие из вентилятора. Иногда в нем имеется и третий провод, который является датчиком оборотов, но он в процессе определения не пригодится.
  2. Красный проводник кулера является фазным, а черный соответствует нулю.
  3. Стандартные вентиляторы рассчитаны на 12 В, а функционировать начинают от 3В, поэтому они лучше всего подходят для проверки от соответствующих источников питания.
  4. Если напряжение превышает показатель 12 В, то потребуется резко прикоснуться проводниками к выводам кулера и посмотреть на реакцию лопастей. Если они остались без движения, то к красному проводнику был подключен нуль, если начали двигаться, то это была фаза.

Для другого способа определения нужна будет контрольная лампа, а его реализация потребует соблюдения следующего алгоритма действий:

  1. Первоначально надо собрать саму контрольную лампу, простейшее устройство будет выглядеть таким образом: вкрутить лампочку в патрон, в его клеммы закрепить проводники, с их концов снять изоляционный слой.
  2. Дальнейший процесс не представляет никакой сложности: тестируемые проводники поочередно соединяются с контактами лампы, во время процесса необходимо наблюдать за ее реакцией.

Среди более безопасных вариантов определения можно выделить следующие альтернативные методы:

  1. Проверка проводников через УЗО, поскольку известно, что при наличии потребителя, подключенного к электросети, замыкание нуля и земли способствует возникновению утечки электрического тока, что моментально отключает защитное устройство. Это поможет идентифицировать нулевой и заземляющий проводник, третий будет являться фазой.
  2. Взять предохранитель и захватить его плоскогубцами, рукоять инструмента при этом должна быть изолирована, чтобы избежать поражения электрическим током. Замкнуть на нем два проводника и проверить результат: если предохранитель сгорел, то это была фаза и земля; если уцелел, то земля и нуль либо фаза и нуль. Поставив несколько поочередных экспериментов с фиксацией результатов, можно будет точно идентифицировать каждый проводник.

Особенности определения фазы и нуля

В двухпроводной сети

Идентификация проводников в двухпроводной сети является гораздо более простой, поскольку осуществляется самым простым способом, для этого потребуется:

  1. Определить только фазу, поскольку известно, что второй проводник будет являться нулевым.
  2. Для определения фазы в двухпроводной сети идеально подходит индикаторная отвертка, подробный порядок действий был описан выше.

В трехпроводной сети

Немного сложнее ситуация обстоит с современными видами трехпроводных сетей, поскольку в них имеется еще и заземление.

Для определения назначения проводников необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Фаза определяется при помощи индикаторной отвертки методом, описанным выше. После этого рекомендуется нанести пометку при помощи маркера, чтобы в дальнейшем не перепутать провод.
  2. Для работы с нулем и землей потребуется задействовать мультиметр. Нулевой проводник также может обладать напряжением, что вызывается перекосом фаз, но его показатели никогда не превышают 30 В. Мультиметр нужно переключить в режим работы для измерения напряжения переменного тока, после чего один щуп подключается к фазе, а второй поочередно к оставшимся проводникам. Нуль будет там, где зафиксируется наименьший параметр напряжения.
  3. Иногда оба проводника обладают одинаковыми показателями напряжения. В таком случае, фазу необходимо изолировать, а мультиметр переключить в режим, предназначенный для определения уровня сопротивления. Также, потребуется подобрать внешний заземленный элемент и прикоснуться к нему один щупом прибора, а вторым по очереди к каждому из проверяемых проводников. В том случае, когда мультиметр покажет сопротивление 4Ом или меньше, подключение совершено к земле, если показатель выше, то это нуль.
  4. Однако, показатели сопротивления не являются точными, если нейтраль была подвержена заземлению еще внутри электрощита. Тогда потребуется обнаружить и отключить заземляющий элемент, который подключен к шине. После этого, взять контрольную лампу и поставить описанный ранее эксперимент по ее подключению. Ее загорание происходит только при подключении нулевого проводника.

Устройство бытовых электрических сетей

Поступление электроэнергии в любые жилые строения происходит через трансформаторные подстанции, которые изменяют поступающее высоковольтное напряжение, и на выходе оно уже имеет показатель равный 380 В.

Бытовые электросети современного образца выглядят и функционируют следующим образом:

  1. Трансформаторная обмотка на подстанции имеет особый вид соединения, который придает ей сходство со звездой. Три вывода подключаются к одной общей точке нуля, а другие три на соответствующие клеммы.
  2. Выводы, подключенные к нулю, соединяются и подключаются к заземлению трансформаторной подстанции.
  3. В этом же месте общий нуль разделяется на рабочий нуль и специальный защитный PE-проводник.
  4. Описанная система получила обозначение TN-S, но в старых домах до сих пор действует схема TN-C, которая отличается в первую очередь отсутствием защитного PE-проводника.
  5. Фаза и нуль, после вывода из трансформатора, протягиваются к жилым домам для подключения к вводному электрощиту. Здесь происходит создание трехфазной системы напряжения с показателями 320/220В.
  6. Далее разводка осуществляется по подъездным электрощитам, куда поступает напряжение с фазы 220В и защитный PE-проводник, если его наличие было предусмотрено.
  7. Нулем в квартирной электросети будет являться проводник, который имеет соединение с землей в схеме трансформаторной подстанции и предназначенный для создания необходимого уровня нагрузки от фазы, которая также имеет подсоединение к трансформаторной обмотке, но с противоположной стороны. Главной функцией защитного нуля является отвод токов повреждений, которые могут возникнуть при аварийной ситуации внутри сети.
  8. Происходит равномерное распределение нагрузки, это осуществляется благодаря наличию этажной разводки, а также подключению квартирных электрощитов к определенным линиям на 220 В внутри центрального распределителя в подъезде.
  9. Система, по которой осуществляется подведение напряжения к жилому дому, с точностью повторяет векторные характеристики трансформаторной подстанции и также обладает формой звезды.
  10. Сумма всех токов в трехфазной разновидности электросети складывается в соответствии с векторной графикой внутри нулевого проводника, после чего она возвращается на трансформаторную обмотку в подстанции.

Если внутри жилого помещения отключить все потребители электроэнергии и отключить их от рабочих розеток, то электрический ток внутри сети перестанет протекать даже при подведенном к электрощиту напряжении.

Описанная система устройства бытовой электросети является наиболее оптимальной из всех существующих на сегодняшний день, но и она не застрахована от возможных неисправностей. В большинстве случаев они связаны с нарушением соединений контактов либо обрывом проводников.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

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.

Фазовые диаграммы — Химия LibreTexts

Фазовая диаграмма — это графическое представление физических состояний вещества при различных условиях температуры и давления. Типичная фазовая диаграмма показывает давление по оси y и температуру по оси x. Когда мы пересекаем линии или кривые на фазовой диаграмме, происходит фазовый переход. Кроме того, два состояния вещества сосуществуют в равновесии на линиях или кривых.

Введение

Фазовый переход — это переход вещества из одного состояния в другое.Существует три состояния вещества: л жидкое, твердое и газ .

  • Жидкость: Состояние вещества, которое состоит из рыхлых, свободно движущихся частиц, которые образуют форму, заданную границами контейнера, в котором находится жидкость. Это происходит потому, что движение отдельных частиц в жидкости очень велико. менее ограничен, чем в твердом. Можно заметить, что некоторые жидкости текут легко, тогда как некоторые жидкости текут медленно. Относительное сопротивление жидкости течению составляет , вязкость .
  • Твердое тело: Состояние вещества с плотно упакованными частицами, которые не меняют форму или объем контейнера, в котором оно находится. Однако это не означает, что объем твердого тела является постоянным. При изменении температуры твердые тела могут расширяться и сжиматься. Вот почему, когда вы посмотрите плотность твердого тела, она укажет температуру, при которой указано значение плотности. Твердые тела обладают сильными межмолекулярными силами, которые удерживают частицы в непосредственной близости друг от друга.Еще одна интересная вещь, о которой стоит подумать, — это то, что все истинные твердые тела имеют кристаллическую структуру. Это означает, что их частицы расположены в трехмерной упорядоченной структуре. Твердые тела претерпевают фазовые изменения, когда сталкиваются с изменениями энергии.
  • Газ: Состояние вещества, при котором частицы не имеют определенной формы или объема. Частицы газа будут принимать форму и заполнять объем контейнера, в который он помещен. В газе нет межмолекулярных сил, удерживающих частицы газа вместе, поскольку каждая частица движется со своей скоростью в своем собственном направлении. .Частицы газа часто разделены большими расстояниями.

Фазовые диаграммы иллюстрируют различия между состояниями вещества элементов или соединений в зависимости от давления и температуры. Ниже приведен пример фазовой диаграммы для типовой однокомпонентной системы:

Рисунок 1. Общая фазовая диаграмма
  • Тройная точка — точка на фазовой диаграмме, в которой сосуществуют три состояния вещества: газ, жидкость и твердое тело
  • Критическая точка — точка на фазовой диаграмме, в которой вещество неразличимо между жидким и газообразным состояниями
  • Кривая плавления (или замерзания) — кривая на фазовой диаграмме, которая представляет переход между жидким и твердым состояниями
  • Кривая испарения (или конденсации) — кривая на фазовой диаграмме, которая представляет переход между газообразным и жидким состояниями
  • Кривая сублимации (или осаждения) — кривая на фазовой диаграмме, которая представляет переход между газообразным и твердым состояниями

Фазовые диаграммы показывают зависимость давления (обычно в атмосферах) от температуры (обычно в градусах Цельсия или Кельвина).Метки на графике представляют устойчивые состояния системы в равновесии. Линии представляют собой комбинации давлений и температур, при которых две фазы могут существовать в равновесии. Другими словами, эти линии определяют точки изменения фазы. Красная линия разделяет твердую и газовую фазы, представляет сублимацию (твердое тело в газ) и осаждение (газ в твердое тело). Зеленая линия разделяет твердую и жидкую фазы и представляет плавление (твердое тело в жидкость) и замерзание (жидкость в твердое тело). Синий цвет разделяет жидкую и газовую фазы, представляет испарение (жидкость в газ) и конденсацию (газ в жидкость).На диаграмме также есть две важные точки: тройная точка и критическая точка. Тройная точка представляет собой комбинацию давления и температуры, которая способствует достижению равновесия всех фаз вещества. Критическая точка заканчивается фазой жидкость / газ и относится к критическому давлению, то есть давлению, выше которого образуется сверхкритическая жидкость.

Для большинства веществ температура и давление, относящиеся к тройной точке, ниже стандартной температуры и давления, а давление для критической точки выше стандартного давления.Поэтому при стандартном давлении с повышением температуры большинство веществ превращаются из твердого в жидкое и в газообразное, а при стандартной температуре с повышением давления большинство веществ из газа в жидкость превращается в твердое.

Исключение: вода

Обычно линия твердой / жидкой фазы имеет положительный наклон вправо (как на диаграмме для диоксида углерода ниже). Однако для других веществ, особенно для воды, линия имеет наклон влево, как показывает диаграмма для воды. Это указывает на то, что жидкая фаза более плотная, чем твердая фаза.Это явление вызвано кристаллической структурой твердой фазы. В твердых формах воды и некоторых других веществ молекулы кристаллизуются в решетке с большим средним пространством между молекулами, в результате чего получается твердое тело с более низкой плотностью, чем жидкость. Из-за этого явления можно растопить лед, просто приложив давление, а не добавив тепла.

Рисунок \ (\ PageIndex {2a} \): Фазовые диаграммы для CO 2

Рисунок \ (\ PageIndex {2b} \): Фазовые диаграммы для H 2 O

Перемещение по диаграмме

Перемещение по фазовой диаграмме показывает информацию о фазах материи.Двигаясь вдоль линии постоянной температуры, выявляются относительные плотности фаз. При движении снизу диаграммы вверх относительная плотность увеличивается. При движении по линии постоянного давления обнаруживаются относительные энергии фаз. При переходе от левого края диаграммы к правому относительные энергии возрастают.

Важные определения

  • Сублимация — это когда вещество переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное.
  • Осаждение происходит, когда вещество переходит из газового состояния в твердое; это обратный процесс сублимации.
  • Плавление происходит, когда вещество переходит из твердого состояния в жидкое.
  • Fusion — это когда вещество переходит из жидкого в твердое состояние, в обратном направлении от плавления.
  • Испарение (или испарение ) — это когда вещество переходит из жидкого в газообразное состояние.
  • Конденсация происходит, когда вещество переходит из газообразного в жидкое состояние, что происходит в обратном направлении к испарению.
  • Критическая точка — точка температуры и давления на фазовой диаграмме, где жидкая и газовая фазы вещества сливаются в одну фазу.За пределами температуры критической точки объединенная единственная фаза известна как сверхкритическая жидкость .
  • Тройная точка возникает, когда температура и давление трех фаз вещества сосуществуют в равновесии.

Список литературы

  1. Коц, Джон К. и Пол-младший Трейхель. Химия и химическая реакционная способность . N.p .: Saunders College Publishing, 1999.
  2. .
  3. Окстоби, Дэвид У., Х. П. Гиллис и Алан Кэмпион. Принципы современной химии . Бельмонт, Калифорния: Томсон Брукс /? Коул, 2008.
  4. Петруччи, Ральф и Уильям Харвуд. Ф. Джеффри Херринг. Джеффри Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон, 2007.
  5. Фоллмер, Джон Дж. «Из« воздуха »: изучение фазовых изменений». J. Chem. Educ. 2000 : 77, 488A.

Проблемы

Представьте себе вещество со следующими точками на фазовой диаграмме: тройная точка в.5 атм и -5 ° С; нормальная температура плавления при 20 ° C; нормальная температура кипения 150 ° C; и критическая точка при 5 атм и 1000 ° C. Линия сплошной жидкости является «нормальной» (что означает положительный наклон). Для этого заполните следующее:

1. Нарисуйте в общих чертах фазовую диаграмму, используя единицы атмосферы и Кельвин.

Ответ

1-твердое тело, 2-жидкость, 3-газ, 4-сверхкритическая жидкость, точка O-тройная точка, C-критическая точка -78,5 ° C (Фаза сухого льда изменяется с твердого на газ при -78.5 ° С)

2. Расположите состояния по возрастанию плотности и энергии.

3. Опишите, что можно увидеть при давлениях и температурах выше 5 атм и 1000 ° C.

Ответ

Можно было бы увидеть сверхкритическую жидкость, приближаясь к точке, можно было бы увидеть, как исчезает мениск между жидкостью и газом.

4. Опишите, что произойдет с веществом, когда оно начнется в вакууме при -15 ° C и будет медленно повышаться под давлением.

Ответ

Вещество начнется как газ, и по мере увеличения давления оно сжимается и в конечном итоге затвердевает без сжижения, поскольку температура ниже температуры тройной точки.

5. Опишите фазовые переходы от -80 ° C до 500 ° C при 2 атм.

Ответ

Вещество плавилось бы где-то около, но выше 20 ° C, а затем закипало бы где-то около, но выше 150 ° C.Он не будет образовывать сверхкритическую жидкость, поскольку ни давление, ни температура не достигают критического давления или температуры.

6. Что существует в системе с давлением 1 атм и 150 °?

Ответ

В зависимости от того, сколько энергии находится в системе, в равновесии будут разные количества жидкости и газа. Если добавить достаточно энергии, чтобы поднять температуру жидкости до 150 ° C, жидкость просто останется.Если было добавлено больше, будет немного жидкости и немного газа. Если добавить достаточно энергии, чтобы изменить состояние всей жидкости без повышения температуры газа, останется только газ.

7. Обозначьте области 1, 2, 3 и 4 и точки O и C на диаграмме.

8. Образец сухого льда (твердый CO 2 ) охлаждают до -100 ° C и помещают на стол при комнатной температуре (25 ° C). При какой температуре скорость сублимации и осаждения одинакова? (Предположим, что давление поддерживается постоянным на уровне 1 атм).

Авторы и авторство

  • Мэтью Маккиннелл (UCD), Джесси Верхейн (UCD), Пей Ю (UCD), Лок Ка Чан (UCD), Джессика Даливал (UCD), Шялл Бхела (UCD), Кэндис Вонг-Синг (UCD)

Фазовые диаграммы

Фазовые диаграммы


На рисунке ниже показан пример фазовой диаграммы , которая обобщает влияние температуры и давления на вещество в закрытой таре. Каждая точка на этой диаграмме представлена ​​возможная комбинация температуры и давления для система.Диаграмма разделена на три области, которые представляют твердое, жидкое и газовые состояния вещества.

Лучший способ запомнить, какая область соответствует каждому из этих состояний, — это запомнить условия температуры и давления, которые, скорее всего, связаны с твердое тело, жидкость и газ. Низкие температуры и высокое давление способствуют образованию твердый. С другой стороны, газы чаще всего встречаются при высоких температурах и низких температурах. давления.Жидкости находятся между этими крайностями.

Таким образом, вы можете проверить, правильно ли вы пометили фазовую диаграмму, нарисовав линия слева направо в верхней части диаграммы, что соответствует увеличению температура системы при постоянном давлении. Когда твердое тело нагревается при постоянном под давлением он плавится, образуя жидкость, которая в конечном итоге закипает, образуя газ.

Фазовые диаграммы можно использовать по-разному. Мы можем сосредоточиться на регионах, разделенных линий на этих диаграммах, и получите некоторое представление об условиях температуры и давление, которое с наибольшей вероятностью приведет к образованию газа, жидкости или твердого вещества.Мы также можем сосредоточиться на линии, разделяющие диаграмму на состояния, которые представляют собой комбинации температура и давление, при которых два состояния находятся в равновесии.

Точки на линии, соединяющие точки A и B в фазе Диаграмма на рисунке выше представляет все комбинации температуры и давления при твердое тело находится в равновесии с газом. При этих температурах и давлениях скорость, с которой твердое вещество возгоняется с образованием газа, равна скорости, с которой газ конденсируется с образованием твердого вещества.

Вдоль линии AB :
скорость сублимации твердого вещества с образованием газа = скорость, с которой газ конденсируется с образованием твердого вещества

Сплошная линия между точками B и C идентична графику температурной зависимости пара. давление жидкости.Он содержит все комбинации температуры и давление, при котором жидкость закипает. В каждой точке на этой линии жидкость закипает до образуют газ, и с той же скоростью газ конденсируется с образованием жидкости.

По линии BC :
Скорость, с которой жидкость закипает с образованием газа = скорость, с которой газ конденсируется с образованием жидкости

Сплошная линия между точками B и D содержит комбинации температура и давление, при которых твердое тело и жидкость находятся в равновесии.В каждой точке вдоль этой линии твердое вещество плавится с той же скоростью, с которой замерзает жидкость.

Вдоль линии BD :
скорость плавления твердого вещества с образованием жидкости = скорость, с которой жидкость замерзает с образованием твердого вещества

Линия BD почти вертикальна, потому что точка плавления твердого очень чувствителен к перепадам давления.Для большинства соединений эта линия имеет небольшой положительный наклон, как показано на рисунке выше. Наклон этой линии немного отрицательный для вода, однако. В результате вода может таять при температурах, близких к точке замерзания, когда подвергается давлению. Легкость, с которой фигуристы скользят по замерзшему пруду, может быть объясняется тем, что давление, оказываемое их коньками, плавит небольшую часть лед, лежащий под лезвиями.

Точка B на этой фазовой диаграмме представляет единственную комбинацию температур и давление, при котором чистое вещество может существовать одновременно как твердое тело, жидкость и газ.Поэтому она называется тройной точкой вещества, и представляет собой единственную точку на фазовой диаграмме, в которой все три состояния находятся в равновесие. Точка C — критическая точка вещества, которая является наивысшей температура и давление, при которых газ и жидкость могут сосуществовать в равновесии.

На рисунке ниже показано, что происходит, когда мы проводим горизонтальную линию через фазу. диаграмма при давлении ровно 1 атм. Эта линия пересекает линию между точками B и D при температуре плавления вещества, поскольку твердые вещества обычно плавятся при температуре температура, при которой твердое вещество и жидкость находятся в равновесии при давлении 1 атм.Линия пересекает линию между точками B и C в точке кипения вещества, потому что нормальная точка кипения жидкости — это температура, при которой жидкость и газ находятся в равновесии при давлении 1 атм и давлении пара жидкости поэтому равен 1 атм.

10.4 Фазовые диаграммы — Химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните устройство и использование типовой фазовой диаграммы
  • Используйте фазовые диаграммы для определения стабильных фаз при заданных температурах и давлениях и для описания фазовых переходов, возникающих в результате изменения этих свойств
  • Опишите сверхкритическую жидкую фазу вещества

В предыдущем модуле было описано изменение равновесного давления пара жидкости в зависимости от температуры.Учитывая определение точки кипения, графики зависимости давления пара от температуры показывают, как точка кипения жидкости изменяется с давлением. Также было описано использование кривых нагрева и охлаждения для определения точки плавления (или замерзания) вещества. Выполнение таких измерений в широком диапазоне давлений дает данные, которые могут быть представлены графически в виде фазовой диаграммы. Фазовая диаграмма объединяет графики зависимости давления от температуры для равновесия фазового перехода жидкость-газ, твердое тело-жидкость и твердое тело-газ в веществе.Эти диаграммы показывают физические состояния, которые существуют при определенных условиях давления и температуры, а также обеспечивают зависимость от давления температур фазовых переходов (точки плавления, точки сублимации, точки кипения). Типичная фазовая диаграмма чистого вещества показана на рисунке 1.

Рис. 1. Физическое состояние вещества и температуры его фазовых переходов графически представлены на фазовой диаграмме.

Чтобы проиллюстрировать полезность этих графиков, рассмотрим фазовую диаграмму для воды, показанную на рисунке 2.

Рисунок 2. Оси давления и температуры на этой фазовой диаграмме воды нанесены не в постоянном масштабе, чтобы проиллюстрировать несколько важных свойств.

Мы можем использовать фазовую диаграмму для определения физического состояния образца воды при заданных условиях давления и температуры. Например, давление 50 кПа и температура -10 ° C соответствуют области диаграммы, обозначенной «лед». В этих условиях вода существует только в твердом виде (лед).Области «воды» соответствуют давление 50 кПа и температура 50 ° C — здесь вода существует только в виде жидкости. При 25 кПа и 200 ° C вода существует только в газообразном состоянии. Обратите внимание, что на фазовой диаграмме H 2 O оси давления и температуры не приведены в постоянном масштабе, чтобы можно было проиллюстрировать некоторые важные особенности, как описано здесь.

Кривая BC на рисунке 2 представляет собой график зависимости давления пара от температуры, как описано в предыдущем модуле этой главы.Эта кривая «жидкость-пар» разделяет жидкую и газообразную области на фазовой диаграмме и обеспечивает точку кипения воды при любом давлении. Например, при 1 атм температура кипения составляет 100 ° C. Обратите внимание, что кривая жидкость-пар заканчивается при температуре 374 ° C и давлении 218 атм, что указывает на то, что вода не может существовать как жидкость выше этой температуры, независимо от давления. По физическим свойствам вода в этих условиях занимает промежуточное положение между ее жидкой и газообразной фазами.Это уникальное состояние вещества называется сверхкритической жидкостью, и эта тема будет описана в следующем разделе этого модуля.

Кривая твердое тело-пар, обозначенная AB на рисунке 2, показывает температуры и давления, при которых лед и водяной пар находятся в равновесии. Эти пары данных температуры и давления соответствуют точкам сублимации или осаждения воды. Если бы мы могли увеличить масштаб линии твердое тело — газ на рисунке 2, мы бы увидели, что лед имеет давление пара около 0,20 кПа при -10 ° C.Таким образом, если мы поместим замороженный образец в вакуум с давлением менее 0,20 кПа, лед возгонится. Это основа для процесса «сублимационной сушки», который часто используется для консервирования пищевых продуктов, таких как мороженое, показанное на Рисунке 3.

Рисунок 3. Лиофилизированные продукты, такие как это мороженое, обезвоживаются путем сублимации при давлениях ниже тройной точки для воды. (кредит: ʺlwaoʺ / Flickr)

Кривая твердого вещества-жидкости, обозначенная BD, показывает температуру и давление, при которых лед и жидкая вода находятся в равновесии, представляя точки плавления / замерзания воды.Обратите внимание, что эта кривая имеет небольшой отрицательный наклон (сильно преувеличенный для ясности), что указывает на то, что температура плавления воды немного снижается с увеличением давления. Вода — необычное вещество в этом отношении, так как большинство веществ демонстрируют повышение температуры плавления с увеличением давления. Такое поведение частично отвечает за движение ледников, как показано на рисунке 4. Дно ледника испытывает огромное давление из-за своего веса, который может растопить часть льда, образуя слой жидкой воды, на котором ледник может легче скользить.

Рис. 4. Огромное давление под ледниками приводит к частичному таянию с образованием слоя воды, обеспечивающей смазку, способствующую движению ледников. На этом спутниковом снимке показан приближающийся край ледника Перито-Морено в Аргентине. (предоставлено NASA)

Точка пересечения всех трех кривых обозначена буквой B на рисунке 2. При давлении и температуре, представленных этой точкой, все три фазы воды сосуществуют в равновесии. Эта пара данных температура-давление называется тройной точкой .При давлениях ниже тройной точки вода не может существовать в виде жидкости независимо от температуры.

Пример 1

Определение состояния воды
Используя фазовую диаграмму для воды, приведенную на рисунке 2, определите состояние воды при следующих температурах и давлениях:

(а) −10 ° C и 50 кПа

(б) 25 ° C и 90 кПа

(c) 50 ° C и 40 кПа

(d) 80 ° C и 5 кПа

(e) −10 ° C и 0,3 кПа

(f) 50 ° C и 0.3 кПа

Раствор
Используя фазовую диаграмму для воды, мы можем определить, что состояние воды при каждой заданной температуре и давлении следующее: (а) твердое; (б) жидкость; (c) жидкость; (г) газ; (д) твердые; (е) газ.

Проверьте свои знания
Какие фазовые изменения могут претерпеть вода при изменении температуры, если давление поддерживается на уровне 0,3 кПа? Если давление удерживается на уровне 50 кПа?

Ответ:

При 0,3 кПа: [латекс] \ text {s} \; {\ longrightarrow} \; \ text {g} [/ latex] при –58 ° C.При 50 кПа: [латекс] \ text {s} \; {\ longrightarrow} \; \ text {l} [/ latex] при 0 ° C, [латекс] \ text {l} \; {\ longrightarrow} \; \ text {g} [/ latex] при 78 ° C

Рассмотрим фазовую диаграмму для диоксида углерода, показанную на рисунке 5, в качестве другого примера. Кривая твердое тело-жидкость имеет положительный наклон, что указывает на то, что температура плавления CO 2 увеличивается с давлением, как и для большинства веществ (вода является заметным исключением, как описано ранее). Обратите внимание, что тройная точка намного выше 1 атм, что указывает на то, что диоксид углерода не может существовать в виде жидкости в условиях атмосферного давления.Вместо этого охлаждение газообразного диоксида углерода до 1 атм приводит к его осаждению в твердом состоянии. Точно так же твердый диоксид углерода не плавится при давлении 1 атм, а вместо этого сублимируется с образованием газообразного CO 2 . Наконец, обратите внимание, что критическая точка для углекислого газа наблюдается при относительно умеренных температуре и давлении по сравнению с водой.

Рисунок 5. Оси давления и температуры на этой фазовой диаграмме диоксида углерода не приведены в постоянном масштабе, чтобы проиллюстрировать несколько важных свойств.

Пример 2

Определение состояния диоксида углерода
Используя фазовую диаграмму для диоксида углерода, показанную на рисунке 5, определите состояние CO 2 при следующих температурах и давлениях:

(а) −30 ° C и 2000 кПа

(б) −60 ° C и 1000 кПа

(c) −60 ° C и 100 кПа

(d) 20 ° C и 1500 кПа

(e) 0 ° C и 100 кПа

(f) 20 ° C и 100 кПа

Раствор
Используя приведенную фазовую диаграмму для диоксида углерода, мы можем определить, что состояние CO 2 при каждой заданной температуре и давлении следующее: (a) жидкость; (б) твердые; (c) газ; (г) жидкость; е) газ; (е) газ.

Проверьте свои знания
Определите фазовые изменения, которым углекислый газ претерпевает при изменении его температуры, таким образом поддерживая постоянное давление на уровне 1500 кПа? При 500 кПа? При каких примерных температурах происходят эти фазовые переходы?

Ответ:

при 1500 кПа: [латекс] \ text {s} \; {\ longrightarrow} \; \ text {l} [/ latex] при -45 ° C, [латекс] \ text {l} \; {\ longrightarrow} \; \ text {g} [/ latex] при –10 ° C;

при 500 кПа: [латекс] \ text {s} \; {\ longrightarrow} \; \ text {g} [/ latex] при –58 ° C

Если мы поместим образец воды в герметичный контейнер при температуре 25 ° C, удалим воздух и позволим установиться равновесию испарения и конденсации, у нас останется смесь жидкой воды и водяного пара с давлением 0.03 атм. Четко прослеживается четкая граница между более плотной жидкостью и менее плотным газом. По мере увеличения температуры давление водяного пара увеличивается, как это описано кривой жидкость-газ на фазовой диаграмме для воды (рис. 2), и сохраняется двухфазное равновесие жидкой и газообразной фаз. При температуре 374 ° C давление пара повысилось до 218 атм, и любое дальнейшее повышение температуры приводит к исчезновению границы между жидкой и паровой фазами.Вся вода в контейнере теперь находится в одной фазе, физические свойства которой являются промежуточными между газообразным и жидким состояниями. Эта фаза вещества называется сверхкритической жидкостью , а температура и давление, выше которых существует эта фаза, составляют критическую точку (рис. 6). Выше критической температуры газ не может быть сжижен независимо от того, какое давление приложено. Давление, необходимое для сжижения газа при его критической температуре, называется критическим давлением.Критические температуры и критические давления некоторых распространенных веществ приведены в таблице 6.

Вещество Критическая температура (К) Критическое давление (атм.)
водород 33,2 12,8
азот 126,0 33,5
кислород 154,3 49,7
диоксид углерода 304.2 73,0
аммиак 405,5 111,5
диоксид серы 430,3 77,7
вода 647,1 217,7
Таблица 6.
Рис. 6. (a) Герметичный контейнер с жидким диоксидом углерода немного ниже его критической точки нагревается, что приводит к (b) образованию сверхкритической жидкой фазы.Охлаждение сверхкритической жидкости снижает ее температуру и давление ниже критической точки, что приводит к восстановлению отдельных жидких и газовых фаз (c и d). Цветные поплавки показывают разницу в плотности между жидким, газообразным и сверхкритическим состояниями текучей среды. (кредит: модификация работы «mrmrobin» / YouTube)

Наблюдайте за переходом из жидкости в сверхкритическую для диоксида углерода.

Подобно газу, сверхкритическая жидкость будет расширяться и заполнять контейнер, но ее плотность намного больше, чем типичная плотность газа, обычно близкая к плотности жидкости.Подобно жидкостям, эти жидкости способны растворять нелетучие растворенные вещества. Однако они практически не проявляют поверхностного натяжения и обладают очень низкой вязкостью, поэтому они могут более эффективно проникать в очень маленькие отверстия в твердой смеси и удалять растворимые компоненты. Эти свойства делают сверхкритические жидкости чрезвычайно полезными растворителями для широкого спектра применений. Например, сверхкритический диоксид углерода стал очень популярным растворителем в пищевой промышленности, который используется для удаления кофеина из кофе, удаления жиров из картофельных чипсов и экстракции вкусовых и ароматических соединений из цитрусовых масел.Это нетоксично, относительно недорого и не считается загрязняющим веществом. После использования CO 2 можно легко восстановить, снизив давление и собрав образовавшийся газ.

Пример 3

Критическая температура углекислого газа
Если мы встряхнем углекислый огнетушитель в прохладный день (18 ° C), мы услышим, как внутри цилиндра плещется жидкий CO 2 . Однако в жаркий летний день (35 ° C) в этом же цилиндре нет жидкости.Объясните эти наблюдения.

Раствор
В прохладный день температура CO 2 ниже критической температуры CO 2 , 304 K или 31 ° C (Таблица 6), поэтому жидкий CO 2 присутствует в цилиндр. В жаркий день температура CO 2 превышает его критическую температуру 31 ° C. Выше этой температуры никакое давление не может привести к сжижению CO 2 , поэтому в огнетушителе нет жидкого CO 2 .

Проверьте свои знания
Аммиак можно сжижить путем сжатия при комнатной температуре; кислород не может быть сжижен в этих условиях. Почему два газа ведут себя по-разному?

Ответ:

Критическая температура аммиака составляет 405,5 К, что выше комнатной температуры. Критическая температура кислорода ниже комнатной; таким образом кислород нельзя сжижать при комнатной температуре.

Кофе без кофеина с использованием сверхкритического CO

2

Кофе — второй по популярности товар в мире после нефти.Во всем мире люди любят кофе за аромат и вкус. Многие из нас также зависят от одного компонента кофе — кофеина — который помогает нам двигаться утром или оставаться бодрым днем. Но в конце дня стимулирующий эффект кофе может помешать вам уснуть, поэтому вы можете пить кофе без кофеина вечером.

С начала 1900-х годов для обеззараживания кофе использовалось множество методов. У всех есть свои преимущества и недостатки, и все они зависят от физических и химических свойств кофеина.Поскольку кофеин представляет собой несколько полярную молекулу, он хорошо растворяется в воде, полярной жидкости. Однако, поскольку многие из более чем 400 соединений, которые влияют на вкус и аромат кофе, также растворяются в H 2 O, процессы декофеинизации горячей водой также могут удалять некоторые из этих соединений, что отрицательно сказывается на запахе и вкусе кофе без кофеина. Дихлорметан (CH 2 Cl 2 ) и этилацетат (CH 3 CO 2 C 2 H 5 ) имеют сходную полярность с кофеином и поэтому являются очень эффективными растворителями для экстракции кофеина, но оба также удаляют некоторые компоненты вкуса и аромата, а их использование требует длительного времени экстракции и очистки.Поскольку оба эти растворителя токсичны, высказывались опасения по поводу воздействия остаточного растворителя, остающегося в кофе без кофеина.

Сверхкритическая флюидная экстракция с использованием диоксида углерода в настоящее время широко используется как более эффективный и экологически безопасный метод удаления кофеина (рис. 7). При температурах выше 304,2 К и давлениях выше 7376 кПа CO 2 является сверхкритической жидкостью, обладающей свойствами как газа, так и жидкости. Как газ, он проникает глубоко в кофейные зерна; подобно жидкости, он эффективно растворяет определенные вещества.Сверхкритическая экстракция углекислым газом из пропаренных кофейных зерен удаляет 97-99% кофеина, оставляя неизменными вкусовые и ароматические соединения кофе. Поскольку CO 2 представляет собой газ при стандартных условиях, его удаление из экстрагированных кофейных зерен легко осуществляется, как и извлечение кофеина из экстракта. Кофеин, полученный из кофейных зерен с помощью этого процесса, является ценным продуктом, который впоследствии можно использовать в качестве добавки к другим продуктам питания или лекарствам.

Рисунок 7. (a) Молекулы кофеина имеют как полярные, так и неполярные области, что делает его растворимым в растворителях различной полярности. (b) На схеме показан типичный процесс удаления кофеина с участием сверхкритического диоксида углерода.

Условия температуры и давления, при которых вещество находится в твердом, жидком и газообразном состояниях, суммированы на фазовой диаграмме для этого вещества. Фазовые диаграммы представляют собой комбинированные графики трех кривых равновесия давления-температуры: твердое тело-жидкость, жидкость-газ и твердое тело-газ.Эти кривые представляют отношения между температурами фазовых переходов и давлениями. Точка пересечения всех трех кривых представляет тройную точку вещества — температуру и давление, при которых все три фазы находятся в равновесии. При давлениях ниже тройной точки вещество не может существовать в жидком состоянии независимо от его температуры. Конец кривой жидкость-газ представляет собой критическую точку вещества, давление и температуру, выше которых жидкая фаза не может существовать.

Химия: упражнения в конце главы

  1. По фазовой диаграмме воды (Рисунок 2) определите состояние воды при:

    (а) 35 ° C и 85 кПа

    (б) −15 ° C и 40 кПа

    (c) −15 ° C и 0,1 кПа

    (d) 75 ° C и 3 кПа

    (e) 40 ° C и 0,1 кПа

    (f) 60 ° C и 50 кПа

  2. Какие фазовые изменения произойдут, когда вода подвергнется воздействию переменного давления при постоянной температуре 0,005 ° C? При 40 ° C? При -40 ° С?
  3. Скороварки позволяют еде готовиться быстрее, поскольку более высокое давление внутри скороварки увеличивает температуру кипения воды.В конкретной скороварке есть предохранительный клапан, который настроен на выпуск пара, если давление превышает 3,4 атм. Какая приблизительная максимальная температура может быть достигнута внутри этой скороварки? Объясните свои рассуждения.
  4. По фазовой диаграмме диоксида углерода на Рисунке 5 определите состояние CO 2 при:

    (a) 20 ° C и 1000 кПа

    (б) 10 ° C и 2000 кПа

    (c) 10 ° C и 100 кПа

    (г) −40 ° C и 500 кПа

    (e) −80 ° C и 1500 кПа

    (f) −80 ° C и 10 кПа

  5. Определить фазовые изменения, которым подвергается углекислый газ при изменении давления, если температура поддерживается на уровне –50 ° C? Если поддерживать температуру -40 ° C? При 20 ° C? (См. Фазовую диаграмму на рисунке 5.)
  6. Рассмотрим баллон, содержащий смесь жидкого диоксида углерода в равновесии с газообразным диоксидом углерода при начальном давлении 65 атм и температуре 20 ° C. Нарисуйте график, изображающий изменение давления в цилиндре со временем, когда газообразный диоксид углерода выделяется при постоянной температуре.
  7. Сухой лед, CO 2 ( s ), не тает при атмосферном давлении. Он сублимируется при температуре −78 ° C. При каком минимальном давлении CO 2 ( s ) расплавится с образованием CO 2 ( l )? Примерно при какой температуре это произойдет? (См. Диаграмму фазы на рисунке 5.)
  8. Если сильный шторм приводит к отключению электричества, возможно, потребуется использовать веревку для белья для сушки белья. Во многих частях страны в разгар зимы одежда быстро замерзает, если ее повесить на веревке. Если не пойдет снег, они все равно высохнут? Поясните свой ответ.
  9. Можно ли сжижать азот при комнатной температуре (около 25 ° C)? Можно ли сжижать диоксид серы при комнатной температуре? Объясни свои ответы.
  10. Элементарный углерод состоит из одной газовой фазы, одной жидкой фазы и двух различных твердых фаз, как показано на фазовой диаграмме:

    (a) На фазовой диаграмме отметьте газовую и жидкую области.

    (б) Графит — наиболее стабильная фаза углерода при нормальных условиях. На фазовой диаграмме отметьте графитовую фазу.

    (c) Если графит при нормальных условиях нагревается до 2500 K, а давление повышается до 10 10 Па, он превращается в алмаз. Обозначьте алмазную фазу.

    (d) Обведите каждую тройную точку на фазовой диаграмме.

    (e) В какой фазе находится углерод при 5000 K и 10 8 Па?

    (f) Если температура образца углерода повышается с 3000 K до 5000 K при постоянном давлении 10 6 Па, какой фазовый переход происходит, если он есть?

Глоссарий

критическая точка
температура и давление, выше которых газ не может конденсироваться в жидкость
фазовая диаграмма
График давление-температура, обобщающий условия, при которых могут существовать фазы вещества
сверхкритическая жидкость
вещество при температуре и давлении выше его критической точки; обладает промежуточными свойствами между газообразным и жидким состояниями
тройная точка
температура и давление, при которых паровая, жидкая и твердая фазы вещества находятся в равновесии
Решения

Ответы на упражнения по химии в конце главы

2.При низком давлении и 0,005 ° C вода представляет собой газ. Когда давление увеличивается до 4,6 торр, вода становится твердой; по мере увеличения давления он становится жидкостью. При 40 ° C вода при низком давлении представляет собой пар; при давлениях выше примерно 75 торр он превращается в жидкость. При -40 ° C вода переходит из газа в твердое тело, когда давление увеличивается выше очень низких значений.

4. (а) жидкость; (б) твердые; (c) газ; (г) газ; е) газ; (е) газ

6.

8.Да, лед будет возвышенным, хотя на это может потребоваться несколько дней. Лед имеет небольшое давление пара, и некоторые молекулы льда образуют газ и выходят из кристаллов льда. Со временем все больше и больше твердого вещества превращается в газ, пока в конечном итоге одежда не высохнет.

10. (а)

(б)

(в)

(г)

(д) жидкая фаза (е) сублимация

фаза | Определение и факты

Фаза , в термодинамике, химически и физически однородное или гомогенное количество вещества, которое может быть механически отделено от неоднородной смеси и которое может состоять из одного вещества или смеси веществ.Три основных фазы материи — это твердая, жидкая и газовая (пар), но существуют и другие, включая кристаллическую, коллоидную, стеклообразную, аморфную и плазменную фазы. Когда фаза в одной форме изменяется на другую, считается, что фазовое изменение произошло.

Британская викторина

Подводки к химии

Возможно, вы знаете, что элементы составляют воздух, которым мы дышим, и воду, которую мы пьем, но знаете ли вы о них больше? Какой элемент почти такой же легкий, как водород? Что вы называете смесью двух химических элементов? Узнайте ответы в этой викторине.

Общие соображения

Система — это часть вселенной, которая была выбрана для изучения изменений, которые происходят в ней в ответ на меняющиеся условия. Система может быть сложной, такой как планета, или относительно простой, как жидкость в стакане. Те части системы, которые физически отличны и механически отделимы от других частей системы, называются фазами.

изменение фазы

Сублимация, осаждение, конденсация, испарение, замерзание и плавление представляют собой фазовые изменения вещества.

Британская энциклопедия, Inc.

Фазы в системе существуют в газообразном, жидком или твердом состоянии. Твердые вещества характеризуются прочной атомной связью и высокой вязкостью, что приводит к жесткой форме. Большинство твердых тел являются кристаллическими, поскольку они имеют трехмерное периодическое атомное расположение; некоторые твердые тела (например, стекло) не имеют этой периодической структуры и являются некристаллическими или аморфными. Газы состоят из слабо связанных атомов без дальнодействующей периодичности; газы расширяются, заполняя все доступное пространство.Жидкости обладают промежуточными свойствами между твердыми телами и газами. Молекулы жидкости конденсируются, как и молекулы твердого тела. Жидкости имеют определенный объем, но их низкая вязкость позволяет им изменять форму со временем. Вещество внутри системы может состоять более чем из одной твердой или жидкой фазы, но система может содержать только одну газовую фазу, которая должна иметь гомогенный состав, поскольку молекулы газов полностью смешиваются во всех пропорциях.

состояний вещества

Три состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное.

Encyclopdia Britannica, Inc.

Системные переменные

Системы реагируют на изменения давления, температуры и химического состава, и, когда это происходит, фазы могут образовываться, удаляться или изменяться по составу. Например, повышение давления может привести к превращению жидкости с низкой плотностью в более плотное твердое вещество, в то время как повышение температуры может вызвать плавление твердого вещества. Изменение состава может привести к изменению состава ранее существовавшей фазы или к усилению или потере фазы.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Классификация и ограничения фазовых превращений описываются правилом фаз, предложенным американским химиком Дж. Уиллардом Гиббсом в 1876 году и основанным на строгих термодинамических соотношениях. Правило фаз обычно дается в форме P + F = C + 2. Термин P относится к количеству фаз, которые присутствуют в системе, а C — это минимальное количество фаз. независимые химические компоненты, необходимые для описания состава всех фаз в системе.Термин F , называемый дисперсией или степенями свободы, описывает минимальное количество переменных, которые должны быть зафиксированы, чтобы определить конкретное состояние системы.

Унарные системы

Фазовые отношения обычно описываются графически с помощью фазовых диаграмм ( см. Рисунок 1). Каждая точка на диаграмме указывает конкретную комбинацию давления и температуры, а также фазу или фазы, которые стабильно существуют при этом давлении и температуре.Все фазы на рисунке 1 имеют одинаковый состав — диоксид кремния SiO 2 . Схема представляет собой представление однокомпонентной (унарной) системы в отличие от двухкомпонентной (бинарной), трехкомпонентной (тройной) или четырехкомпонентной (четвертичной) системы. Фазы коэсит, низкий кварц, высокий кварц, тридимит и кристобалит представляют собой твердые фазы, состоящие из диоксида кремния; каждый из них имеет собственное атомное расположение и отличительный набор физических и химических свойств. Самая распространенная форма кварца (встречается в пляжных песках и гранитах) — низкокварц.Область, обозначенная безводным расплавом, состоит из жидкого диоксида кремния.

Различные части системы диоксида кремния могут быть исследованы с точки зрения правила фаз. В точке A существует единственная твердая фаза — низкий кварц. Подстановка соответствующих значений в правило фаз P + F = C + 2 дает 1 + F = 1 + 2, поэтому F = 2. Для точки A (или любой точки, в которой стабильна только одна фаза) система дивариантна — i.е., существуют две степени свободы. Таким образом, две переменные (давление и температура) могут быть изменены независимо, и та же самая фазовая совокупность продолжает существовать.

Точка B расположена на граничной кривой между полями устойчивости низкого и высокого кварца. Во всех точках этой кривой эти две фазы сосуществуют. Подстановка значений в правило фаз (2 + F = 1 + 2) приведет к получению дисперсии 1. Это указывает на то, что одна независимая переменная может быть изменена таким образом, что будет сохранена одна и та же пара фаз.Вторую переменную необходимо изменить, чтобы она соответствовала первой, чтобы фазовый комплекс оставался на границе между низким и высоким содержанием кварца. Тот же результат справедлив и для других граничных кривых в этой системе.

Точка C расположена в тройной точке, состоянии, при котором три поля устойчивости пересекаются. Правило фазы (3 + F = 1 + 2) указывает, что дисперсия равна 0. Следовательно, точка C является инвариантной точкой; изменение давления или температуры приводит к потере одной или нескольких фаз.Правило фаз также показывает, что не более трех фаз могут стабильно сосуществовать в однокомпонентной системе, потому что дополнительные фазы могут привести к отрицательной дисперсии.

фазовые диаграммы чистых веществ

ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ

 

На этой странице объясняется, как интерпретировать фазовые диаграммы для простых чистых веществ, включая рассмотрение частных случаев фазовых диаграмм воды и углекислого газа. Это будет длинная страница, потому что я постарался сделать все как можно мягче.

 

Основная фазовая диаграмма

Что такое фаза?

В простейшем случае фаза может быть просто другим термином для твердого тела, жидкости или газа. Если у вас есть лед, плавающий в воде, у вас есть твердая фаза и жидкая фаза. Если над смесью находится воздух, то это другая фаза.

Но этот термин можно использовать и в более широком смысле. Например, нефть, плавающая на воде, также состоит из двух фаз — в данном случае двух жидких фаз.Если масло и вода содержатся в ведре, то твердое ведро — это еще одна фаза. Фактически, может быть более одной твердой фазы, если ручка прикреплена к ведру отдельно, а не отформована как часть ведра.

Вы можете распознать присутствие различных фаз, потому что между ними существует очевидная граница — например, граница между твердым льдом и жидкой водой или граница между двумя жидкостями.

 

Фазовые диаграммы

Фазовая диаграмма позволяет точно определить, какие фазы присутствуют при любой заданной температуре и давлении.В случаях, которые мы рассмотрим на этой странице, фазы будут просто твердым, жидким или парообразным (газовым) состоянием чистого вещества.

Это фазовая диаграмма для типичного чистого вещества.

 

Эти диаграммы (включая эту) почти всегда сильно искажены, чтобы легче было увидеть, что происходит. Обычно есть два основных искажения. Мы обсудим их, когда они станут актуальными.

Если вы посмотрите на диаграмму, вы увидите, что есть три линии, три области, отмеченные «твердое тело», «жидкость» и «пар», и две специальные точки, отмеченные буквами «C» и «T».

Три области

Это просто! Предположим, у вас есть чистое вещество при трех различных наборах условий температуры и давления, соответствующих 1, 2 и 3 на следующей диаграмме.

В наборе условий 1 на диаграмме вещество будет твердым, потому что оно попадает в эту область фазовой диаграммы. На 2 это будет жидкость; а в точке 3 это будет пар (газ).


Примечание: Я использую термины пар и газ, как если бы они были взаимозаменяемыми.Между ними есть и тонких различий, которые я пока не готов объяснять. Потерпи!


Переход от твердого тела к жидкости путем изменения температуры:

Предположим, у вас есть твердое тело, и вы увеличили температуру, сохраняя постоянное давление, как показано на следующей диаграмме. Когда температура повышается до точки, где она пересекает линию, твердое вещество превращается в жидкость. Другими словами, он тает.

Если вы повторите это при более высоком фиксированном давлении, температура плавления будет выше, потому что линия между твердой и жидкой областями немного наклонена вперед.


Примечание: Это один из случаев, когда мы искажаем эти диаграммы, чтобы облегчить их обсуждение. На практике эта линия гораздо более вертикальна, чем мы обычно ее рисуем. Температура плавления при более высоком давлении будет очень незначительной.Диаграмму было бы очень сложно проследить, если бы мы ее немного не преувеличивали.


Так что же на самом деле представляет собой эта линия, разделяющая твердую и жидкую области диаграммы?

Просто показывает влияние давления на температуру плавления.

В любом месте этой линии существует равновесие между твердым телом и жидкостью.

Вы можете применить принцип Ле Шателье к этому равновесию, как если бы это было химическое равновесие.Если вы увеличите давление, равновесие будет двигаться таким образом, чтобы противодействовать только что сделанному вами изменению.

Если он превратится из жидкости в твердое тело, давление снова будет уменьшаться, потому что твердое тело занимает немного меньше места для большинства веществ.

Это означает, что увеличение давления на равновесную смесь твердого вещества и жидкости при ее исходной температуре плавления снова преобразует смесь обратно в твердое вещество. Другими словами, он больше не будет плавиться при этой температуре.

Чтобы он расплавился при более высоком давлении, вам придется немного повысить температуру. Повышение давления повышает температуру плавления большинства твердых веществ. Вот почему для большинства веществ линия точки плавления наклонена вперед.

Переход от твердого тела к жидкости путем изменения давления:

Вы также можете поэкспериментировать с этим, посмотрев, что произойдет, если вы уменьшите давление на твердое тело при постоянной температуре.


Примечание: Вы должны быть немного осторожны с этим, потому что, что именно произойдет, если вы уменьшите давление, зависит именно от ваших начальных условий.Мы поговорим об этом подробнее, когда посмотрим на линию, отделяющую твердую область от паровой.


 

Переход от жидкости к пару:

Таким же образом вы можете сделать это, изменив температуру или давление.

Жидкость превратится в пар — она ​​закипит — когда пересечет границу между двумя областями.Если вы меняете температуру, вы можете легко определить температуру кипения по фазовой диаграмме. На диаграмме выше это температура, при которой красная стрелка пересекает граничную линию.

Итак, опять же, каково значение этой линии, разделяющей две области?

В любом месте на этой линии будет равновесие между жидкостью и паром. Линию легче всего увидеть как эффект давления на точку кипения жидкости.

Чем выше давление, тем выше температура кипения.


Примечание: Я не хочу придавать большого значения этому, но эта линия на самом деле точно такая же, как график влияния температуры на давление насыщенного пара жидкости. Давление насыщенного пара рассматривается на отдельной странице. Жидкость закипит, когда давление ее насыщенного пара будет равно внешнему давлению.

Предположим, вы измерили давление насыщенного пара жидкости при 50 ° C, и оно оказалось 75 кПа.Вы можете изобразить это как одну точку на кривой давления пара, а затем перейти к измерению давления других насыщенных паров при различных температурах и также построить их.

Теперь предположим, что вы подвергали жидкость общему внешнему давлению 75 кПа и постепенно повышали температуру. Жидкость закипит, когда давление ее насыщенного пара станет равным внешнему давлению — в данном случае при 50 ° C. Если у вас есть полная кривая давления пара, вы также можете найти точку кипения, соответствующую любому другому внешнему давлению.

Это означает, что график зависимости давления насыщенного пара от температуры в точности совпадает с графиком зависимости точки кипения и внешнего давления — это всего лишь два взгляда на одно и то же.

Если все, что вас интересует, это интерпретация одной из этих фазовых диаграмм, вам, вероятно, не стоит особо об этом беспокоиться.



Критическая точка

Как вы могли заметить, эта кривая равновесия жидкость-пар имеет верхний предел, который я обозначил на фазовой диаграмме как C .

Это известно как критическая точка . Температура и давление, соответствующие этому, известны как критическая температура и критическое давление .

Если вы увеличите давление газа (пара) до температуры ниже критической, вы в конечном итоге пересечете линию равновесия жидкость-пар, и пар будет конденсироваться с образованием жидкости.

Это работает нормально, пока температура газа ниже критической.А что, если бы ваша температура была на выше критической температуры на ? Не было бы никакой линии, которую можно было бы пересечь!

Это потому, что выше критической температуры невозможно конденсировать газ в жидкость, просто увеличивая давление. Все, что вы получаете, — это сильно сжатый газ. У частиц слишком много энергии, чтобы межмолекулярное притяжение удерживало их вместе как жидкость.

Очевидно, что критическая температура варьируется от вещества к веществу и зависит от силы притяжения между частицами.Чем сильнее межмолекулярное притяжение, тем выше критическая температура.


Примечание: Теперь хороший момент для быстрого комментария об использовании слов «газ» и «пар». В значительной степени вы просто используете термин, который кажется правильным. Обычно вы не говорите о «газообразном этаноле», хотя вы, , скажете, что , «пары этанола». Точно так же нельзя говорить о кислороде как о паре — вы всегда называете его газом.

Существуют различные направляющие линии, которые вы можете использовать, если хотите.Например, если вещество обычно является жидкостью при комнатной температуре или около нее, вы склонны называть то, что от него выходит, паром. Немного более широкое использование было бы называть его паром, если вещество ниже своей критической точки, и газом, если оно выше нее. Конечно, было бы необычно называть что-либо паром, если он был выше своей критической точки при комнатной температуре — например, кислородом, азотом или водородом. Все это можно назвать газами.

Это абсолютно НЕ то, над чем стоит волноваться!



Переход от твердого тела к пару:

Осталась только одна линия на фазовой диаграмме.Это линия в нижнем левом углу между твердой и паровой областями.

Эта линия представляет собой равновесие твердое тело-пар. Если бы условия температуры и давления попадали точно на эту линию, твердое тело и пар находились бы в равновесии друг с другом — твердое вещество сублимировалось бы. (Сублимация — это переход непосредственно из твердого состояния в пар или наоборот без прохождения жидкой фазы.)

Еще раз, вы можете пересечь эту линию, либо увеличив температуру твердого тела, либо уменьшив давление.

На диаграмме показан эффект увеличения температуры твердого тела при (возможно, очень низком) постоянном давлении. Очевидно, что давление должно быть достаточно низким, чтобы жидкость не могла образоваться — другими словами, оно должно быть ниже точки, обозначенной как T .

Вы можете прочитать температуру сублимации по диаграмме. Это будет температура, при которой линия пересечена.

 

Тройная точка

Точка T на диаграмме называется тройной точкой .

Если вы думаете о трех линиях, которые встречаются в этой точке, они представляют собой условия:

Там, где встречаются все три линии, у вас должна быть уникальная комбинация температуры и давления, при которой все три фазы находятся в равновесии вместе. Вот почему она называется тройной точкой .

Если вы контролировали условия температуры и давления, чтобы попасть в эту точку, вы бы увидели равновесие, которое включало плавление и сублимацию твердого вещества, а также жидкость в контакте с ним, кипящую с образованием пара — и все происходящие обратные изменения также.

Если вы удерживаете температуру и давление на этих значениях и держите систему закрытой, чтобы ничто не выходило, то она так и останется. Странный набор дел!

 

Нормальные температуры плавления и кипения

Нормальные точки плавления и кипения — это температуры при давлении 1 атмосфера. Их можно найти на фазовой диаграмме, проведя линию поперек при давлении в 1 атмосферу.

 

Фазовая диаграмма для воды

Есть только одно отличие между этой и фазовой диаграммой, которую мы рассматривали до сих пор.Линия равновесия твердое тело-жидкость (линия точки плавления) наклоняется назад, а не вперед.

В случае воды температура плавления снижается при более высоком давлении. Почему?

Если у вас есть это равновесие и вы увеличиваете давление на него, согласно принципу Ле Шателье, равновесие переместится, чтобы снова понизить давление. Это означает, что он переместится в сторону с меньшим объемом. Производится жидкая вода.

Чтобы жидкая вода снова замерзла при более высоком давлении, вам необходимо снизить температуру.Более высокое давление означает более низкие температуры плавления (замерзания).

Теперь давайте поместим числа на диаграмму, чтобы показать точное положение критической точки и тройной точки для воды.

Обратите внимание, что тройная точка для воды возникает при очень низком давлении. Также обратите внимание, что критическая температура составляет 374 ° C. Было бы невозможно превратить воду из газа в жидкость, сжав ее выше этой температуры.

Нормальные точки плавления и кипения воды находятся точно так же, как мы уже обсуждали — наблюдая, где линия давления в 1 атмосферу пересекает линии равновесия твердое тело-жидкость, а затем линии равновесия жидкость-пар.


Примечание: Далее на странице я упомянул два способа искажения этих диаграмм для облегчения понимания. Я уже указывал, что линия равновесия твердое тело-жидкость действительно должна быть намного более вертикальной. Эта последняя диаграмма иллюстрирует другое серьезное искажение, которое относится как к давлению, так и к температуре. Посмотрите, например, на промежутки между различными приведенными цифрами давления, а затем представьте, что вам пришлось изобразить их на миллиметровой бумаге! Температурная шкала также случайна.


Еще один последний пример использования этой диаграммы (потому что она мне нравится). Представьте, что давление в жидкой воде снижается по линии на диаграмме ниже.

Фазовая диаграмма показывает, что вода сначала замерзнет, ​​образуя лед, когда она войдет в твердую область. Когда давление упадет достаточно низко, лед возвысится, образуя водяной пар. Другими словами, переход происходит от жидкого состояния к твердому и парообразному. Я нахожу это довольно странным!

 

Фазовая диаграмма диоксида углерода

Единственная особенность этой фазовой диаграммы — это положение тройной точки, которая намного выше атмосферного давления.Невозможно получить жидкую двуокись углерода при давлении ниже 5,11 атмосфер.

Это означает, что при давлении в 1 атмосферу углекислый газ будет возгоняться при температуре -78 ° C.

Это причина того, что твердый диоксид углерода часто называют «сухим льдом». Вы не можете получить жидкий углекислый газ при нормальных условиях — только твердый или парообразный.

 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню фазового равновесия.. .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк 2004 (изменено в январе 2014 г.)

Как рассчитать фазовую постоянную

Обновлено 28 декабря 2019 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Для математической волны фазовая постоянная сообщает вам, насколько волна смещена из равновесного или нулевого положения.Вы можете рассчитать это как изменение фазы на единицу длины для стоячей волны в любом направлении. Обычно он пишется с использованием «фи», ϕ . Вы можете использовать его, чтобы вычислить, сколько колебаний волна претерпела за свои циклы.

Чтобы вычислить фазовую постоянную волны, используйте уравнение 2π / λ для длины волны «лямбда» λ. Длина волны — это длина полного цикла волны; например, если вы поместите точку на вершине «пика» на осциллограмме и другую точку в идентичном месте на соседнем «пике» той же формы волны, расстояние между этими двумя точками будет длиной волны.Фазовая постоянная не меняется со временем и описывает смещение волны вдоль оси, по которой она движется.

Полное уравнение для гармонической волны с положениями x и y со временем t :

y — y 0 = A sin (2πt / T ± 2πx / λ + ϕ)

In где y 0 — позиция y при x = 0 и t = 0 , A — амплитуда, T — период, а «phi» ϕ — фазовая постоянная.

Для этой синусоидальной волны период T = 1 / f для частоты ( f ), то есть сколько циклов волны проходит через данную точку в секунду. Левая часть y — y 0 — это смещение волны в направлении y от начального положения, а значение в скобках 2πt / T ± 2πx / λ + ϕ — это фаза.

Фазовая постоянная и разность фаз

Хотя вы можете рассчитать скорость волны, умножив ее длину волны на временную частоту, v = fλ, вы также можете рассчитать скорость как разницу между двумя фазами.Для двух разных пар x и t вы можете записать фазы ϕ 1 и ϕ 2 как 2πt 1 / T ± 2πx 1 / λ + ϕ и 2πt 2 / T ± 2πx 2 / λ + ϕ.

Вычитание одной фазы из другой и их перезапись дает 2π (t 2 — t 1 ) / T ± 2π (x 1 — x 2 ) / λ = 0, что можно записать с помощью «дельта» Δx и Δt для изменений положения и времени соответственно.Это дает 2πΔt / T ± 2πΔx / λ = 0.

Разделите обе части уравнения на и переставьте его так, чтобы получить Δx / Δt = ∓λ / T. Поскольку Δx / Δt — это скорость ( v ), вы получаете λ / T или λf для скорости волны в любом направлении (заданном знаком — или +).

Вывод Tbis означает, что ученые и инженеры могут использовать разность фаз между двумя волнами для определения расстояния между двумя волнами или их скорости относительно друг друга.В технологиях эхолокации и эхолокации звуковые волны через различные среды, такие как вода или воздух, позволяют ученым определять местонахождение объектов под водой.

Формула Excel для фазовой постоянной

Если у вас большой объем данных о волне, вы можете использовать методы расчета Microsoft Excel для определения фазовой постоянной. Назначьте каждую переменную конкретному столбцу в электронной таблице Excel и используйте их для создания последнего столбца для расчета смещения. Если вам известна длина волны, вы можете вычислить фазовую постоянную как 2π / λ_._

Поскольку фазовая постоянная может варьироваться между разными волнами, полезно использовать формулу в Excel для сравнения различий. Формула процентной разницы — один из способов сделать это.

Если фазовая постоянная изменяется по нескольким волнам, вы также можете использовать формулу Excel для вычисления процента от общего общего смещения путем суммирования фазовых констант. Затем вы можете разделить это на количество волн, которые вам нужно, чтобы получить среднюю фазовую постоянную волны. Затем вы можете использовать формулу процентной разницы Excel, разделив значение того, насколько каждая волна отличается от среднего, на среднее значение.

Фазовые диаграммы | Безграничная химия

Основные характеристики фазовой диаграммы

Фазовые диаграммы полезны, потому что они позволяют нам понять, в каком состоянии материя существует при определенных условиях.

Цели обучения

Опишите основные особенности фазовой диаграммы.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Основными особенностями фазовой диаграммы являются фазовые границы и тройная точка.
  • Фазовые диаграммы демонстрируют влияние изменений давления и температуры на состояние вещества.
  • На границах фаз сосуществуют две фазы вещества (две из которых зависят от происходящего фазового перехода).
  • Тройная точка — это точка на фазовой диаграмме, в которой три различные фазы материи сосуществуют в равновесии.
Ключевые термины
  • Тройная точка : Уникальная температура и давление, при которых твердая, жидкая и газовая фазы вещества находятся в равновесии друг с другом.
  • граница фаз : линия на фазовой диаграмме, которая указывает условия, при которых существуют два (переходных) состояния вещества в состоянии равновесия.

Фазовая диаграмма — это график, который показывает, при каких условиях температуры и давления возникают различные фазы вещества. Простейшие фазовые диаграммы относятся к чистым веществам. На этих диаграммах по оси ординат показано давление, а по оси абсцисс — температура.

Хотя фазы концептуально просты, их трудно определить точно.Фазу системы обычно определяют как область в пространстве параметров термодинамических переменных системы (для непосредственных целей в пространстве параметров давления-температуры), в которой свободная энергия системы является аналитической (то есть ее можно точно рассчитать из известных параметры системы).

Основными особенностями фазовой диаграммы являются фазовые границы и тройная точка.

  • Границы фаз или линии равновесия — это границы, которые указывают условия, при которых две фазы вещества могут сосуществовать в равновесии.
  • Тройная точка — это точка на фазовой диаграмме, где пересекаются линии равновесия — точка, в которой сосуществуют все три отдельные фазы вещества (твердое, жидкое, газовое).

Фазовая диаграмма : На этой фазовой диаграмме, которая типична для большинства веществ, сплошные линии представляют границы фаз. Зеленая линия отмечает точку замерзания (или переход от жидкости к твердому телу), синяя линия отмечает точку кипения (или переход от жидкости к газу), а красная линия показывает условия, при которых твердое вещество может быть преобразовано непосредственно в газ. (и наоборот).Пунктирная зеленая линия заменяет сплошную зеленую линию на соответствующей фазовой диаграмме воды. Он показывает аномальное поведение воды.

Фазовая диаграмма для воды полезна, чтобы научиться анализировать эти диаграммы. Вдоль голубой границы раздела фаз вода существует как в виде пара, так и в виде жидкости. Вдоль пунктирной зеленой границы раздела фаз мы видим аномальное поведение воды: она существует как твердое тело при достаточно низких температурах и достаточно высоких давлениях. В тройной точке сосуществуют вода в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Интерпретация фазовых диаграмм

Фазовые диаграммы иллюстрируют влияние выбранных переменных системы на состояние вещества.

Цели обучения

Расшифровка фазовой диаграммы и объяснение ее назначения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Фазовые диаграммы можно использовать для понимания диапазона термодинамических переменных, в котором чистый образец вещества существует как определенное состояние / фаза.
  • Фазовые диаграммы разделены на три однофазных области, которые охватывают пространство давление-температура, в котором существует оцениваемое вещество: жидкое, газообразное и твердое состояние.
  • Фазовые диаграммы можно использовать, чтобы понять, при каких условиях чистый образец вещества существует в двух или трех состояниях равновесия, путем изучения фазовых границ и тройной точки.
Ключевые термины
  • критическая точка : Температура и давление, при которых плотность пара в газовой и жидкой фазах жидкости одинакова, и в этой точке нет разницы между газом и жидкостью.
  • сверхкритическая жидкость : Вещество с температурой и давлением выше его собственной термодинамической критической точки, которое может диффундировать через твердые тела, как газ, и растворять материалы, как жидкость.

Фазовые диаграммы иллюстрируют влияние выбранных переменных системы на состояние вещества. Фазовые диаграммы разделены на три однофазных области, которые охватывают пространство давление-температура, в котором существует оцениваемое вещество: жидкое, газообразное и твердое состояние. Линии, разделяющие эти однофазные области, называются фазовыми границами. Вдоль фазовых границ оцениваемое вещество одновременно находится в равновесии между двумя состояниями, граничащими с фазовой границей.

Сосредоточив внимание на отдельных однофазных областях, фазовые диаграммы помогают нам понять диапазон, в котором конкретный чистый образец вещества существует как конкретная фаза. Изучая фазовые границы и тройную точку, исследователи могут использовать фазовые диаграммы, чтобы понять, при каких условиях чистый образец вещества существует в двух или трех состояниях равновесия. Фазовые диаграммы также можно использовать для объяснения поведения чистого образца вещества в критической точке.

A Типовая фазовая диаграмма : Типовая фазовая диаграмма, иллюстрирующая основные компоненты фазовой диаграммы, а также критическую точку.Пунктирная зеленая линия обозначает границу твердой и жидкой фаз для воды.

Общие наблюдения на диаграмме показывают, что определенные условия температуры и давления благоприятствуют определенным фазам вещества. Обычно:

  • Условия низкой температуры / высокого давления благоприятствуют твердому состоянию.
  • Условия умеренной температуры / умеренного давления благоприятствуют жидкому состоянию.
  • Условия высокой температуры / низкого давления благоприятствуют газообразному состоянию.

Критическая точка, которая возникает при критическом давлении (P cr ) и критической температуре (T cr ), представляет собой особенность, которая указывает точку в пространстве термодинамических параметров, в которой оцениваются жидкое и газообразное состояния вещества. неотличимы.В этот момент и за его пределами оцениваемое вещество существует как «сверхкритическая жидкость». При температурах выше критической кинетическая энергия молекул достаточно высока, так что даже при высоких давлениях образец не может конденсироваться в жидкую фазу.

При оценке фазовой диаграммы следует отметить, что граница раздела твердое и жидкое фазы на фазовой диаграмме большинства веществ имеет положительный наклон. Это связано с тем, что твердая фаза имеет более высокую плотность, чем жидкость, поэтому увеличение давления увеличивает температуру плавления.Однако фазовая граница твердое тело-жидкость для воды является аномальной, поскольку она имеет отрицательный наклон. Это отражает тот факт, что лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода (хорошо известный факт: лед плавает), в отличие от большинства других веществ, которые обычно имеют более плотные твердые фазы.

Нафталиновые шарики — применение фазовых переходов : Термодинамические свойства нафталиновых шариков, изготовленных из 1,4-дихлорбензола, используются для отпугивания насекомых. 1,4-Дихлорбензол возгоняется (переходит из твердого состояния в газообразное) при комнатной температуре.Выделяемый газ токсичен для насекомых.

Зная основные компоненты фазовых диаграмм и особенности фазовых диаграмм, фазовая диаграмма может быть использована для понимания того, как изменение термодинамических параметров влияет на состояния / фазы вещества, в котором находится образец вещества.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *