Основы электрики | Ремонт электрики

Основы электрики.

Для того чтобы электрический прибор совершал полезную работу (лампа горела, а двигатель вращался), через него должен протекать электрический ток. Электрический ток — это упорядоченное движение электрически заряженных частиц в каком-либо проводнике. Для его возникновения необходимо создание так называемого электрического поля, потому что именно под воздействием электрического поля заряженные частицы и приходят в движение. Каждая точка поля обладает своим потенциалом, который определяется работой, затрачиваемой электрическим полем при перемещении положительной единицы заряда из данной точки поля в бесконечно удаленную точку. Разность потенциалов двух точек поля называется также напряжением между ними. Если взять два проводника с различными потенциалами и соединить их металлической проволокой, то свободные электроны проволоки под воздействием поля придут в движение в направлении возрастания потенциала, т.е. по проволоке начнет проходить электрический ток. Движение электронов будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы проводников не станут равными, а разность потенциалов между ними не будет равной нулю.

Материалы, в которых заряды свободно перемещаются между различными частями, называются проводниками электрического тока. Если же свободное перемещение заряженных частиц в каком-либо материале невозможно, то его называют диэлектриком. Проводниками служат металлы, вода и др., диэлектриками — пластмассы, резина и пр. Существуют также материалы, в которых движение заряженных частиц возможно лишь при определенных условиях, т.е. иногда они могут быть проводниками, а иногда — диэлектриками. Такие материалы называют полупроводниками К их числу относятся германий, кремний, селен и другие материалы.

В замкнутой электрической цепи с включенным в нее источником питания всегда возникает электрический ток и свободные электроны под влиянием электрических сил поля перемещаются вдоль проводника, наталкиваясь при этом на атомы проводника и отдавая им часть своей кинетической энергии, т.е. проводник оказывает определенное сопротивление движению электронов. Длинный проводник малого поперечного сечения оказывает току большее сопротивление, чем короткий и большого сечения.

Сопротивление проводника зависит также и от материала самого проводника. На сопротивление проводника оказывает влияние и температура — с ее повышением сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Однако некоторые металлические сплавы почти не меняют своего сопротивления с увеличением температуры. Таким образом, электрическое сопротивление проводника зависит от длины проводника, его поперечного сечения, материала и температуры. При прохождении электрического тока по проводнику оно проявляется в его нагреве. Среди распространенных металлов наименьшим сопротивлением обладают серебро и медь. Сопротивление алюминия почти в полтора раза выше, чем меди. Это всегда нужно учитывать при выборе материала проводов.

Потенциал и напряжение измеряются в вольтах и обозначаются буквой U, сила тока, или просто ток, — в амперах и обозначается буквой I, а сопротивление измеряется в омах и обозначается символом R.

Электрический ток может быть постоянным или переменным. Постоянный ток не изменяется по величине и по направлению. Он используется, как правило, в промышленности, на электрифицированном транспорте, в электросвязи Его получают путем выпрямления переменного тока при помощи специальных устройств — выпрямителей. В быту постоянный ток мы получаем от аккумулятора или простой батарейки.

Совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи) называется электрической цепью. Точку цепи, предоставляющую неограниченную возможность возврата отработавших зарядов, называют землей. Не нужно понимать «землю» в буквальном смысле. Это может быть и отрицательный полюс батарейки, и корпус автомобиля, и, действительно, планета Земля. Для удобства полагают, что земля — это потенциал в О В. Все остальные потенциалы считают относительно нее. Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи — ее разрыв в любом месте приводит к прекращению выработки электрического тока.

Отдельные элементы электрической ирпи могут быть соединены между собой последовательно, параллельно и комбинированно. Закономерности, вытекающие из различных способов соединения элементов в цепи, были сформулированы Омом и Кирхгофом. Эти закономерности часто используют для расчета электрических цепей.

Простейшая электрическая цепь состоит из источника электрической энергии (аккумулятора, генератора и т п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т п) и проводов, соединяющих источник электрической энергии с потребителем. Источник электрической энергии дает электрическую энергию, а потребитель преобразует ее в другие виды энергии: свет, тепло, механическую энергию и т. д.

Прохождение электрического тока по проводникам аналогично прохождению воды по трубам. Чем больше разность уровней воды при входе и выходе из трубы (напор) и чем больше поперечное сечение трубы, тем больше воды протекает сквозь нее в единицу времени. Точно так же, чем больше разность электрических потенциалов (напряжение) на зажимах источника или приемника электрической энергии и чем меньше его сопротивление (т.е. чем больше площадь поперечного сечения проводника), тем больший ток проходит по нему.

Если проводники соединены таким образом, что по ним проходит один и тот же ток, то такое соединение называется последовательным. Общее сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных сопротивлений, равно сумме этих сопротивлений.

Переменный ток изменяется и по величине, и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т.е. точно повторяются через равные промежутки времени. Число полных изменений напряжения или тока, совершаемых за одну секунду, называется частотой, которая измеряется в герцах (1Ц). Преимуществами переменного тока являются: возможность трансформации и передачи на далекие расстояния, более простое устройство генераторов переменного тока, более надежные в эксплуатации электродвигатели переменного тока.

В домашней сети мы имеем дело с переменным током с напряжением 220 В и частотой 50 Щ, приходящим в наше жилье по проводам от электростанции.

Бытовые электрические приборы, которые подключаются к нашей домашней сети, потребляют токи от нескольких десятых ампера до нескольких ампер. При постоянном напряжении ток обратно пропорционален величине сопротивления цепи. Сопротивления отдельных потребителей иногда сильно отличаются друг от друга. Так, сопротивление осветительных ламп накаливания для бытовых целей составляет несколько сотен ом, а электрических нагревательных приборов, телевизоров, холодильников, стиральных машин — несколько десятков ом.

Согласно закону Ома, ток I, напряжение U и сопротивление R связаны соотношением I = U/R.

Если по цепи течет ток, то за некоторое время по ней проходит определенное количество электричества. Силы электрического поля, действующего вдоль проводника, перенесут за это время некоторый заряд на какое-то расстояние и выполнят определенную работу. Работа, произведенная в единицу времени, называется мощностью, которая измеряется в ваттах и обозначается буквой Р. Кроме При последовательном соединении проводников увеличение их числа повышает общее сопротивление цепи. На каждую нагрузку приходится только часть общего напряжения При отказе одного прибора происходит разрыв цепи и прекращается работа всех устройств. Если, к примеру, несколько светильников соединить последовательно, то при выходе из строя одного из них цепь разорвется и все остальные не будут работать. Такое имеет место в елочных гирляндах, где зачастую лампочки соединены последовательно. С другой стороны, в последовательную цепь можно включить много лампочек, каждая из которых рассчитана на гораздо меньшее напряжение в сети.

Если два (или болев) проводника присоединены к двум узловым точкам, то такое соединение называется параллельным. Напряжение на каждом из проводников равно напряжению U, приложенному к узловым точкам цепи А и В. На схеме видно, что при параллельном соединении проводников для прохождения тока имеется несколько путей. Ток, притекая к точке разветвления А, растекается далее по двум сопротивлениям и равен сумме токов, уходящих от этой точки. Таким образом, при параллельном соединении уменьшается общее сопротивление цепи и увеличивается ее общая проводимость, которая равна сумме проводимостей ветвей.

ватта применяются более крупные единицы мощности — киловатты и мегаватты. Электрическая мощность измеряется ваттметром. Мощность можно вычислить, умножив ток на напряжение. Поэтому для определения мощности, потребляемой сетью, следует умножить показание амперметра на показание вольтметра.

Соотношение между током, напряжением и мощностью можно представить в виде формулы Р = I*U. Так, мощность, потребляемая в цепи с током в 3 А и напряжением в 120 В, будет равна 3*120 = 360 Вт. Если мощность умножить на время, то получим работу, т.е. количество затраченной энергии. Так, энергия, расходуемая электрической плиткой мощностью 600 Вт в течение 5 ч, будет равна Pt = 600*5 = 3000 Втч = = 3 кВтч.

Измерение характеристик электрического тока выполняют при помощи различных приборов. Для измерения силы тока используют амперметры, напряжения — вольтметры, электрического сопротивления — омметры, мощности — ваттметры. Количество потребляемой электрической энергии измеряют счетчиком.

Значения тока I, напряжения U, сопротивления R и мощности Р являются исходными данными для расчета электрических цепей, подбора проводов, выбора электроустановочных изделий, а также устройств защиты.

Вам также могут быть интересны следующие ремонтные статьи:

Основы электротехники | elesant.ru

Теория и основные законы электротехники, правила расчетов электрических сетей. Как провести измерения электрических цепей, замер сопротивления контура заземления, замер освещенности и светового потока. 

---

Настольные светильники и лампы обязательный атрибут любого жилища и офиса. Какие типы настольных ламп существуют и как их выбрать в этой статье.

Подробнее…

Уличные световые украшения прочно вошли в нашу жизнь. Производители и продавцы световой техники каждый год разнообразят свой ассортимент и радуют своими новинками. Не исключение магазин светодиодных украшений и декораций Профнеон.

Подробнее…

Историческая справка об изобретениях приведших к практическому применению электричества. История практического применения электричества началось с изобретений Лодыгина, Яблочкова, Дидрихсона и патентов Эдисона.

Подробнее…

Электротехнические работы в квартире часто делят на два вида. Первый вид работ, простой, это ремонт, замена отдельных частей электрической сети квартиры (розеток, выключателей, проводки, светильников и т.д.). Второй вид работ, сложный, полная смена или прокладка новой электросети квартиры.

Подробнее…

Электрические лампы, различного исполнения – накаливания, светодиодные, газоразрядные, натриевые, металлогалогенные, создают разные уровни освещения и как следствия, разную комфортность в помещении. Как измерить и изменить уровень светового потока в этой статье.

Подробнее…

Тема сегодняшней статьи вполне соответствует тематики сайта, раскрывающей вопросы электрики, но немного напоминает урок в школе. Сегодня я хочу вспомнить и напомнить вам основные правила электротехники. Но ограничивать статью одними формулами я не буду. Кроме основных правил электротехники я коротко остановлюсь на их практическом применении.

Подробнее…

Основы электрики. Обучение на электрика. Что должен знать электрик

Современный мир трудно представить без машин и механизмов, работающих с помощью электричества. Совершенствуется и качество его подачи. Например, алюминиевые жилы заменены на медные, изобретена негорючая изоляция. Производственные объекты стали разделять на зоны по принципу пожаробезопасности. Замысел прост: возгорание, возникшее в одной зоне, не может перейти в другую. С такой же скоростью растет и потребность в квалифицированных, идущих в ногу со временем, специалистах. Что должен знать электрик?

Кто такой электрик?

Специалист, получивший специальное образование и работающий в области электроники, именуется электриком. То есть это работник, знающий основы электрики, основное занятие которого монтаж, ремонт и эксплуатация электрического оборудования. Ремонтные и монтажные работы могут проводиться не только в помещении, но и на улице, в том числе и на высоте. Кроме основных навыков, электрик всегда может оказать доврачебную помощь пострадавшему от поражения электрическим током.

Основная задача специалиста электрика – организация бесперебойной работы электросетей. Как в производственных или жилых помещениях, так и на улицах или в производственных процессах.

Основные профессиональные качества электрика – аккуратность, ответственность, бдительность, осторожность, внимательность и сосредоточенность.

Профессиональные обязанности

Эта профессия в нашей стране довольно распространена, а должностные инструкции сформированы достаточно четко:

• проведение электропроводки или силовых кабелей;
• подключение электрооборудования с предварительным расчётом кабелей;
• составление плана электрификации промышленных или жилых помещений;
• монтаж новых электросетей, ремонт и демонтаж вышедших из строя и пр.

Изученные основы электрики дают возможность специалисту устанавливать приборы управления или защиты, изоляторы, заниматься разметкой точек установки оборудования, поиском неисправностей при коротком замыкании, укладкой кабель-каналов. А также измерять сопротивление изолирующих материалов, проводить подготовительные работы перед первым включением механизмов, производить монтаж и демонтаж систем сигнализации или защиты, соединения проводов, кабелей, муфт и пр.

Основы электрики

Работа электрика предполагает большой объем знаний. Элементарный курс: «Электрика для начинающих» дает возможность изучить:

• основные понятия и величины, используемые в электрике;
• условные обозначения, использующиеся в электрических схемах;
• материалы и их электрическую проводимость;
• маркировку кабелей, электрических цепей и проводов;
• способы расчета сечения кабелей и проводов;
• методы получения контактов и других соединений;
• правила устройства системы заземления и защиты электроустановок;
• способы подключения генераторов и двигателей;
• порядок защиты от перегрузок электросхем;
• существующие типы электропроводки и способы ее укладки;
• основы техники безопасности при проведении работ по электромонтажу;
• правила оказания первой медицинской помощи при поражении электрическим током.

Итак, что же необходимо знать начинающему электрику? Основы электричества – это основная база будущего электрика. Но кроме этого, необходимо хорошо владеть основами прикладной механики, автоматики и электротехники.

Необходимый уровень знаний

Основы электрики — это самый минимум, который необходим для работы электрику. Вот несколько категорий, располагать информацией о которых обязан современный электромонтер.

1. Прямое назначение прибора или механизма, которому необходим ремонт.
2. Частые неполадки, возникающие у конкретного устройства.
3. Правила эксплуатации неработающего механизма или прибора,
4. Основы техники безопасности при проведении электротехнических работ.

Если возникла необходимость в ремонте проводки, электрик должен знать и представлять в деталях ее схему, а также уметь провести диагностику причин выхода из строя.

Навыки

Обучение на электрика прививает необходимые в работе приемы. Специалист учится читать принципиальные схемы и монтажные, рассчитывать сечение проводов, работать с измерительными приборами, самостоятельно собирать простые электрические схемы, проводить пайкой или скруткой сборку контактных соединений.

Основной инструмент

Необходимое оборудование для работы электрика делится на четыре категории:

• ручной инструмент;
• электроинструмент;
• приборы измерительные;
• расходные материалы и вспомогательные приспособления.

Набор ручного инструмента индивидуален для каждого электрика. Но есть необходимая база. Пройдя обучение на электрика, молодой специалист будет ознакомлен, как работать с пассатижами (кусачками), монтажным или универсальным ножом, набором отверток и гаечных ключей, молотком, зубилом, строительной рулеткой, стриппером и электропаяльником.

Если производство электромонтажных работ требует более серьезного вмешательства, то обязательно потребуется перфоратор с переходным патроном и набором насадок, болгарка для резки стальных уголков для системы заземления или прокладывания штроб под кабели. Также понадобится электродрель, которая при необходимости может работать как шуруповерт.

Как следует из курса «Электрика для начинающих», измерительные приборы сегодня выполняют множество функций и в работе они необходимы. Один из основных – пробник наличия фазы в электрической сети. Выглядит как отвертка, но корпус не прочен, поскольку у прибора иное назначение. Больше информации можно считать с универсального мультиметра. Кроме базовых измерений, он способен проверить правильность установленного оборудования или проложенных сетей. Токовые клещи дают возможность подключиться без разрыва сети и произвести измерения.

Вспомогательные приспособления не входят в перечень обязательных, но значительно облегчают работу специалиста. Это может быть стремянка, переноска, автономный источник света, маркеры, строительные карандаши, уровни, штангенциркуль и пр.

все об электротехнике и электронике Основы электротехники для начинающих

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретически в этом вопросе. Если говорить просто, то обычно под электричеством подразумевается это движение электронов под действием электромагнитного поля. Главное — понять, что электричество — энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении.

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину.

Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую. С током это происходит намного быстрее — 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного.

Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор. Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи трансформатора (специального устройства в виде катушек) переменный ток преобразуется с низкого напряжения на высокое и наоборот, как это представлено на иллюстрации. Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко — во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C. Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода.

Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее. Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае, когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что но- левой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции. Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Внимание!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с электричеством. Без движущихся заряженных частиц невозможно функционирование используемых нами приборов и устройств. И чтобы в полной мере наслаждаться этими достижениями цивилизации и обеспечивать их долговременную службу, надо знать и понимать принцип работы.

Электротехника — важная наука

На вопросы, связанные с получением и использованием энергии тока в практических целях, отвечает электротехника. Однако, описать доступным языком невидимый нам мир, где царствуют ток и напряжение, совсем непросто. Поэтому неизменным спросом пользуются пособия «Электричество для чайников» или «Электротехника для начинающих».

Что же изучает эта загадочная наука, какие знания и умения можно получить в результате её освоения?

Описание дисциплины «Теоретические основы электротехники»

В зачётках студентов, получающих технические специальности, можно увидеть загадочную аббревиатуру «ТОЭ». Это как раз и есть нужная нам наука.

Датой рождения электротехники можно считать период начала XIX века, когда был изобретён первый источник постоянного тока . Матерью «новорождённой» отрасли знаний стала физика. Последующие открытия в области электричества и магнетизма обогатили эту науку новыми фактами и понятиями, имевшими важное практическое значение.

Свой современный вид, как самостоятельная отрасль, она приняла в конце XIX века, и с тех пор входит в учебную программу технических ВУЗов и активно взаимодействует с другими дисциплинами. Так, для успешного изучения электротехники необходимо иметь теоретический багаж знаний из школьного курса физики, химии и математики. В свою очередь, на ТОЭ базируются такие важные дисциплины, как:

• электроника и радиоэлектроника;
• электромеханика;
• энергетика, светотехника и др.

Центральным объектом внимания электротехники является, конечно, ток и его характеристики. Далее теория рассказывает об электромагнитных полях, их свойствах и практическом применении. В заключительной части дисциплины освещаются устройства, в которых трудятся энергичные электрончики. Осиливший эту науку многое поймёт в окружающем мире.

Каково значение электротехники в наше время? Без знания данной дисциплины нельзя обойтись электротехническим работникам:

• электрику;
• монтёру;
• энергетику.

Вездесущность электричества делает его изучение необходимым и простому обывателю, чтобы быть грамотным человеком и уметь применять свои знания в повседневной жизни.

Сложно понять то, чего не можешь увидеть и «пощупать». Большинство учебников по электрике пестрят малопонятными терминами и громоздкими схемами. Поэтому благие намерения начинающих изучить эту науку часто так и остаются лишь планами.

На самом деле электротехника — очень интересная наука, а основные положения электричества можно изложить доступным языком для чайников. Если подойти к образовательному процессу творчески и с должным усердием, многое станет понятным и увлекательным. Вот несколько полезных рекомендаций по изучению электрики для «чайников».

Путешествие в мир электронов нужно начать с изучения теоретических основ — понятий и законов. Приобретите обучающее пособие, например, «Электротехника для чайников», которое будет написано понятным для вас языком либо несколько таких учебников. Наличие наглядных примеров и исторических фактов разнообразят процесс обучения и помогут лучше усвоить знания. Проверить успеваемость можно с помощью различных тестов, заданий и экзаменационных вопросов. Вернитесь ещё раз к тем параграфам, в которых допустили ошибки при проверке.

Если уверены, что полностью изучили физический раздел дисциплины, можно переходить к более сложному материалу — описанию электрических схем и устройств.

Чувствуете себе достаточно «подкованным» в теории? Пришла пора вырабатывать практические навыки. Материалы для создания простейших схем и механизмов можно легко найти в магазинах электрических и хозяйственных товаров. Однако, не спешите сразу приступать к моделированию — выучите сначала раздел «электробезопасность», чтобы не причинить вреда своему здоровью.

Чтобы получить практическую пользу от новообретенных знаний, попробуйте отремонтировать вышедшую из строя бытовую технику. Обязательно изучите требования по эксплуатации, следуйте положениям инструкции или пригласите к себе в напарники опытного электрика. Время экспериментов ещё не пришло, а с электричеством шутки плохи.

Старайтесь, не спешите, будьте пытливы и усидчивы, изучайте все доступные материалы и тогда из «тёмной лошадки» электрический ток превратится в доброго и верного друга для вас. И, может быть, вы даже сможете сделать важное открытие в области электрики и в одночасье стать богатым и знаменитым.

Сегодня передачу электрической энергии на расстояние всегда выполняют на повышенном напряжении, которое измеряется десятками и сотнями киловольт. По всему миру электростанции различного типа генерируют электричество гигаваттами. Это электричество распределяется по городам и селам при помощи проводов, которые мы можем видеть например вдоль трасс и железных дорог, где они неизменно закреплены на высоких опорах с длинными изоляторами. Но почему передача всегда осуществляется на высоком напряжении? Об этом расскажем далее…

Переменным током, в традиционном понимании, называется ток, получаемый благодаря переменному, гармонически изменяющемуся (синусоидальному) напряжению. Переменное напряжение генерируется на электростанции, и постоянно присутствует в любой настенной розетке. Для передачи электроэнергии на большие расстояния также используется именно переменный ток, поскольку переменное напряжение легко повышается при помощи трансформатора, и таким образом электрическую энергию можно передать на расстояние с минимальными потерями, а затем обратно понизить…

Металлы — прекрасные проводники электрического тока. Они проводят электрический ток, потому что в них есть свободные носители электрического заряда — свободные электроны. И если на концах, например медного провода, создать при помощи источника постоянной ЭДС разность потенциалов, то в таком проводнике возникнет электрический ток — электроны придут в поступательное движение от отрицательной клеммы источника ЭДС — к положительной его клемме. Диэлектрики — напротив, не являются проводниками электрического тока, поскольку внутри них нет свободных носителей…

Первое практическое применение магнит нашёл в виде кусочка намагниченной стали, плавающего на пробке в воде или масле. В этом случае одним концом магнит всегда указывает на север, а другим — на юг. Это был первый компас, применённый мореплавателями. Так же давно, за несколько веков до нашей эры, людям было известно, что смолистое вещество — янтарь, если его натереть шерстью, получает на некоторое время способность притягивать лёгкие предметы: обрывки бумаги, кусочки нитки, пушинки. Это явление было названо электрическим. Позднее было замечено, что наэлектризовываться трением…

Для ответа на вопрос «почему же диэлектрик не проводит электрический ток?», сначала давайте вспомним что такое электрический ток, а также назовем условия, соблюдение которых необходимо для возникновения и существования электрического тока. А после этого сравним, как ведут себя проводники и диэлектрики применительно к поиску ответа на данный вопрос. Электрическим током называется упорядоченное, то есть направленное, движение заряженных частиц под действием электрического поля. Таким образом, во-первых, для существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц…

Понятие энергии применяется во всех науках. При этом известно, что обладающие энергией тела могут производить работу. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не исчезает и не может быть создана из ничего, а выступает в различных своих формах (например, в форме тепловой, механической, световой, электрической энергии и т. д.). Одна форма энергии может переходить в другую, и при этом соблюдаются точные количественные соотношения различных видов энергии. Вообще говоря, переход одной формы энергии в другую никогда не происходит полностью…

Нет сегодня ни одной области техники, где в том или ином виде не использовалось бы электричество. Между тем, с требованиями к электрическим аппаратам связан род тока, питающего их. И хотя переменный ток распространен нынче по всему миру очень широко, есть тем не менее области, где просто не обойтись без постоянного тока. Первыми источниками годного к использованию постоянного тока были гальванические элементы, которые принципиально давали химическим путем именно постоянный ток , представляющий собой поток электронов …

Электричество в наши дни принято определять как «электрические заряды и связанные с ними электромагнитные поля». Само существование электрических зарядов обнаруживается через их силовое воздействие на другие заряды. Пространство вокруг всякого заряда обладает особыми свойствами: в нем действуют электрические силы, проявляющиеся при внесении в это пространство других зарядов. Такое пространство является силовым электрическим полем. Пока заряды неподвижны, пространство между ними обладает свойствами электрического (электростатического) поля…

Нетривиально занятие, скажу я вам. 🙂 Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…

Ток, напряжение, сопротивление.

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.
Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще;)).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.

Закон Ома

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I 2

Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.
Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Видео версия статьи:

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.
Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.
Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.
Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше.. Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением. Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.
Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.
Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!
Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.
Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед.
Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).
Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, джеймсом джоулем и эмилием ленцем.
Закон назвали закон джоуля ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах. Я нашёл вот такую очень крутую табличку, которая связывает все изученные нами на этот момент величины.
Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.
Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.
Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.
Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.
И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

Основы электрики автомобиля

Современный автомобиль является средством транспорта и состоит из таких основных конструктивных блоков как несущий кузов, ходовая часть, силовой агрегат с двигателем и трансмиссией, система управления и, конечно же, электрики.

Электричество и автомобиль – два неразделимых понятия, тесно взаимосвязанных уже на протяжении более чем ста лет, с самого момента создания первой самодвижущейся конструкции.

Электрооборудование автомобиля

Любой автомобиль обладает функциями, осуществление которых возможно лишь при помощи электроэнергии. К числу таких важнейших функций можно отнести воспламенение топливной рабочей смеси в цилиндрах карбюраторных и инжекторных двигателей внутреннего сгорания, запуск двигателя, освещение дорожного пространства перед машиной и внутреннее освещение в салоне, световая индикация шкал приборов и различных сигнальных устройств, габаритные огни и т.д.

Основные потребители электроэнергии в автомашинах дополняются разнообразными электротехническими устройствами вспомогательного назначения, такими, как «дворники», сигналы звукового оповещения, радиооборудование и многими другими.

Питание всех электрических устройств и приборов осуществляется от источников тока. Весь комплекс электрических механизмов и приборов, включая источники электроэнергии, в совокупности образует систему автомобильного электрооборудования.

Аккумуляторная батарея

Аккумуляторная батарея, или сокращенно АКБ, состоит из блока свинцово-кислотных модулей-аккумуляторов постоянного тока (обычно в состав АКБ входит шесть таких модулей), представляя собой химический источник электроэнергии, служащий как для запуска двигателя посредством электростартера, так и для питания электрооборудования при незапущенном либо работающем на малых оборотах коленчатого вала в двигателе.

Генератор автомобиля

Автомобильный электрогенератор предназначен для обеспечения током всех электротехнических и электронных приборов и устройств автомашины при работе двигателя в режиме как средней, так и высокой частоты вращения коленчатого вала.

Система зажигания

Автомобильные двигатели карбюраторного типа оборудованы системой зажигания, которая может быть контактной или бесконтактной.

Современные автомобили оснащаются бесконтактной электронной системой зажигания, выгодно отличающейся целым рядом существенных преимуществ перед морально устаревшей контактной системой.

К основным из таких достоинств можно причислить: увеличенный потенциал напряжения, поступающего на вторичную обмотку катушки зажигания; увеличенную мощность и большую продолжительность искрового разряда; контакты прерывателя не подлежат износу; повышенный срок эксплуатации свечей зажигания; более полное сгорание рабочей топливной смеси в цилиндрах автомобильного мотора; облегченный запуск двигателя; значительно более высокая приемистость и экономичность.

Надежный запуск двигателя может быть обеспечен лишь при частоте вращения коленчатого вала не менее 60—80 об/мин. Достигнуть столь высокой скорости вращения вручную, при помощи давно ставшей достоянием истории заводной рукоятки, попросту невозможно, поэтому для запуска используется специальное устройство в виде электрического стартера, обеспечивающего водителю возможность пуска двигателя непосредственно из салона автомобиля.

Защита от электромагнитных помех

Современные автомобили оснащаются специальными электрическими устройствами, препятствующими созданию в процессе работы систем автомобиля пульсирующих магнитных полей, генерирующих помехи, которые усложняют радио- и телевизионный прием. Минимизация воздействия помех обеспечивается посредством экранирования элементов в составе системы зажигания. Кроме того, двигатель соединен с массой автомобиля через специальную плетеную из медных жил гибкую шину, а под головки болтов крепления устанавливаются шайбы – «звездочки», за счет чего обеспечивается хороший контакт между узлами и агрегатами. С целью устранения радиопомех каждый провод высокого напряжения надежно «окутан» толстым слоем изолирующей оболочки из полихлорвинила, а система зажигания в целом комплектуется сопротивлением 6—12 кОм.

Надежность эксплуатации автомобиля, степень его экономичности, активной и экологической безопасности во многом зависят от безупречного функционирования системы электрооборудования.

Пособие для начинающих электриков: описание дисциплины ТОЭ

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с электричеством. Без движущихся заряженных частиц невозможно функционирование используемых нами приборов и устройств. И чтобы в полной мере наслаждаться этими достижениями цивилизации и обеспечивать их долговременную службу, надо знать и понимать принцип работы.

Электротехника — важная наука

На вопросы, связанные с получением и использованием энергии тока в практических целях, отвечает электротехника. Однако, описать доступным языком невидимый нам мир, где царствуют ток и напряжение, совсем непросто. Поэтому неизменным спросом пользуются пособия «Электричество для чайников» или «Электротехника для начинающих».

Что же изучает эта загадочная наука, какие знания и умения можно получить в результате её освоения?

Описание дисциплины «Теоретические основы электротехники»

В зачётках студентов, получающих технические специальности, можно увидеть загадочную аббревиатуру «ТОЭ». Это как раз и есть нужная нам наука.

Датой рождения электротехники можно считать период начала XIX века, когда был изобретён первый источник постоянного тока. Матерью «новорождённой» отрасли знаний стала физика. Последующие открытия в области электричества и магнетизма обогатили эту науку новыми фактами и понятиями, имевшими важное практическое значение.

Свой современный вид, как самостоятельная отрасль, она приняла в конце XIX века, и с тех пор входит в учебную программу технических ВУЗов и активно взаимодействует с другими дисциплинами. Так, для успешного изучения электротехники необходимо иметь теоретический багаж знаний из школьного курса физики, химии и математики. В свою очередь, на ТОЭ базируются такие важные дисциплины, как:

• электроника и радиоэлектроника;
• электромеханика;
• энергетика, светотехника и др.

Центральным объектом внимания электротехники является, конечно, ток и его характеристики. Далее теория рассказывает об электромагнитных полях, их свойствах и практическом применении. В заключительной части дисциплины освещаются устройства, в которых трудятся энергичные электрончики. Осиливший эту науку многое поймёт в окружающем мире.

Каково значение электротехники в наше время? Без знания данной дисциплины нельзя обойтись электротехническим работникам:

• электрику;
• монтёру;
• энергетику.

Вездесущность электричества делает его изучение необходимым и простому обывателю, чтобы быть грамотным человеком и уметь применять свои знания в повседневной жизни.

Советы по изучению электричества для чайников

Сложно понять то, чего не можешь увидеть и «пощупать». Большинство учебников по электрике пестрят малопонятными терминами и громоздкими схемами. Поэтому благие намерения начинающих изучить эту науку часто так и остаются лишь планами.

На самом деле электротехника — очень интересная наука, а основные положения электричества можно изложить доступным языком для чайников. Если подойти к образовательному процессу творчески и с должным усердием, многое станет понятным и увлекательным. Вот несколько полезных рекомендаций по изучению электрики для «чайников».

Путешествие в мир электронов нужно начать с изучения теоретических основ — понятий и законов. Приобретите обучающее пособие, например, «Электротехника для чайников», которое будет написано понятным для вас языком либо несколько таких учебников. Наличие наглядных примеров и исторических фактов разнообразят процесс обучения и помогут лучше усвоить знания. Проверить успеваемость можно с помощью различных тестов, заданий и экзаменационных вопросов. Вернитесь ещё раз к тем параграфам, в которых допустили ошибки при проверке.

Если уверены, что полностью изучили физический раздел дисциплины, можно переходить к более сложному материалу — описанию электрических схем и устройств.

Чувствуете себе достаточно «подкованным» в теории? Пришла пора вырабатывать практические навыки. Материалы для создания простейших схем и механизмов можно легко найти в магазинах электрических и хозяйственных товаров. Однако, не спешите сразу приступать к моделированию — выучите сначала раздел «электробезопасность», чтобы не причинить вреда своему здоровью.

Чтобы получить практическую пользу от новообретенных знаний, попробуйте отремонтировать вышедшую из строя бытовую технику. Обязательно изучите требования по эксплуатации, следуйте положениям инструкции или пригласите к себе в напарники опытного электрика. Время экспериментов ещё не пришло, а с электричеством шутки плохи.

Старайтесь, не спешите, будьте пытливы и усидчивы, изучайте все доступные материалы и тогда из «тёмной лошадки» электрический ток превратится в доброго и верного друга для вас. И, может быть, вы даже сможете сделать важное открытие в области электрики и в одночасье стать богатым и знаменитым.

Основы электротехники для начинающих. Что нужно знать об электричестве новичкам? Электрика для чайников: основы электроники

Содержание:

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

• Нагревание проводника, по которому протекает ток.
• Изменение химического состава проводника под действием тока.
• Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором — периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется , измеряемой в амперах .

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как . Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица — вольт . Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление , измеряемое в омах . Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока — 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и . Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

1. Сила тока: I = U/R (ампер).
2. Напряжение: U = I x R (вольт).
3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким — на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов — напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность , связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит . Он означает перемещение одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Электротехника — это как иностранный язык. Кто-то уже давно и в совершенстве владеет им, кто-то только начинает знакомиться, а для кого-то — это пока что недостижимая, но манящая цель. Почему многие хотят познать этот таинственный мир электричества? Всего около 250 лет люди знакомы с ним, но сегодня уже трудно себе представить жизнь без электричества. Чтобы познакомиться с этим миром, и существуют теоретические основы электротехники (ТОЭ) для чайников.

Первое знакомство с электричеством

В конце XVIII века французский ученый Шарль Кулон стал активно исследовать электрические и магнитные явления веществ. Именно он открыл закон электрического заряда, который и назвали в честь него, — кулон.

Сегодня известно, что любое вещество состоит из атомов и вращающихся вокруг них электронов по орбитали. Однако в некоторых веществах электроны удерживаются атомами очень крепко, а в других эта связь слабая, что позволяет электронам свободно отрываться от одних атомов и прикрепляться к другим.

Для понимания, что это такое, можно представить большой город с огромным количеством машин, которые движутся без каких-либо правил. Эти машины движутся хаотично и не могут совершать полезную работу. К счастью, электроны не разбиваются, а отскакивают друг от друга, как мячики. Чтобы получить пользу от этих маленьких тружеников, необходимо выполнить три условия:

1. Атомы вещества должны свободно отдавать свои электроны.
2. К этому веществу необходимо приложить силу, которая заставит двигаться электроны в одном направлении.
3. Цепь, по которой движутся заряженные частицы, должна быть замкнутой.

Именно соблюдение этих трех условий и лежит в основе электротехники для начинающих.

Все элементы состоят из атомов. Атомы можно сравнить с Солнечной системой, только у каждой системы свое количество орбит, и на каждой орбите может находиться сразу несколько планет (электронов). Чем дальше орбита находится от ядра, тем меньшее притяжение испытывают на себе электроны, находящиеся на этой орбите.

Притяжение зависит не от массы ядра, а от разной полярности ядра и электронов . Если ядро имеет заряд +10 единиц, электроны в общей сложности тоже должны иметь 10 единиц, но отрицательного заряда. Если электрон с внешней орбиты улетит, то суммарная энергия электронов будет уже -9 единиц. Простой пример на сложение +10 + (-9) = +1. Получается, что атом имеет положительный заряд.

Бывает и наоборот: ядро имеет сильное притяжение и захватывает «чужой» электрон. Тогда на его внешней орбите появляется «лишний», 11-й электрон. Тот же пример +10 + (-11) = -1. В этом случае атом будет отрицательно заряжен.

Если в электролит опустить два материала, обладающих противоположным зарядом, и к ним подключить через проводник, например, лампочку, то в замкнутой цепи потечет ток, и лампочка загорится. Если цепь разорвать, к примеру, через выключатель, то лампочка потухнет.

Электрический ток получается следующим образом. При воздействии электролита на один из материалов (электрод) в нем возникает излишек электронов, и он становится отрицательно заряженным. Второй электрод, наоборот, при действии электролита отдает электроны и становится положительно заряженным. Каждый электрод соответственно обозначается «+» (избыток электронов) и «-» (нехватка электронов).

Хотя электроны имеют отрицательный заряд, но электрод отмечают «+». Эта путаница произошла на заре электротехники. В то время считали, что перенос заряда происходит положительными частицами. С тех пор было составлено множество схем, и чтобы их не переделывать, оставили все как есть.

В гальванических элементах электрический ток образуется в результате химической реакции. Объединение нескольких элементов называют батареей, такое правило можно найти в электротехнике для «чайников». Если возможен обратный процесс, когда под действием электрического тока в элементе накапливается химическая энергия, то такой элемент называют аккумулятором.

Гальванический элемент изобрел Алессандро Вольта в 1800 году. Он использовал медные и цинковые пластины, опущенные в раствор соли. Это стало прообразом современных аккумуляторов и батарей.

Виды и характеристики тока

После получения первого электричества появилась идея передавать эту энергию на некоторое расстояние, и здесь возникли трудности. Оказывается, электроны, проходя через проводник, теряют часть своей энергии, и чем длиннее проводник, тем больше эти потери. В 1826 году Георг Ом установил закон, отслеживающий взаимоотношение между напряжением, током и сопротивлением. Читается он следующим образом: U=RI. Если словами, то получается: напряжение равно произведению силы тока на сопротивление проводника .

Из уравнения видно, что чем длиннее проводник, который увеличивает сопротивление, тем меньше будет ток и напряжение, следовательно, уменьшится мощность. Устранить сопротивление невозможно, для этого нужно понизить температуру проводника до абсолютного нуля, что осуществимо лишь в лабораторных условиях. Ток необходим для мощности, поэтому его трогать тоже нельзя, остается только повысить напряжение.

Для конца XIX века это была непреодолимая проблема. Ведь в то время не было ни электростанций, вырабатывающих переменный ток, ни трансформаторов. Поэтому инженеры и ученые устремили свой взор на радио, правда, оно сильно отличалось от современного беспроводного. Правительство разных стран не видело выгоды от этих разработок и не спонсировало такие проекты.

Чтобы можно было трансформировать напряжение, увеличивать или уменьшать его, необходим переменный ток. Как это работает, можно увидеть из следующего примера. Если провод свернуть в катушку и внутри неё быстро перемещать магнит, то в катушке возникнет переменный ток. В этом можно убедиться, подключив к концам катушки вольтметр с нулевой отметкой посередине. Стрелка прибора будет отклоняться влево и вправо, это будет свидетельствовать о том, что электроны движутся то в одном направлении, то в другом.

Такой способ получения электроэнергии называется магнитная индукция. Его используют, например, в генераторах и трансформаторах, получая и изменяя ток. По своей форме переменный ток может быть:

• синусоидальным;
• импульсным;
• выпрямленным.

Типы проводников

Первое, что влияет на электрический ток — это проводимость материала. Такая проводимость у разных материалов разная. Условно все вещества можно разделить на три вида:

• проводник;
• полупроводник;
• диэлектрик.

Проводником может быть любое вещество, свободно пропускающее через себя электрический ток. К ним относятся такие твердые материалы, как, например, металл или полуметалл (графит). Жидкие — ртуть, расплавленные металлы, электролиты. А также сюда входят ионизированные газы.

Исходя из этого, проводники делят на два типа проводимости:

• электронный;
• ионный.

К электронной проводимости относятся все материалы и вещества, в которых для создания электрического тока используются электроны. К таким элементам относятся металлы и полуметаллы. Хорошо проводит ток и углерод.

В ионной проводимости эту роль выполняет частица, имеющая положительный или отрицательный заряд. Ион — это частица с недостающим или лишним электроном. Одни ионы не прочь захватить «лишний» электрон, а другие не дорожат электронами и поэтому свободно их отдают.

В соответствии с этим такие частицы могут быть отрицательно заряженными и положительно заряженными. Примером служит соленая вода. Основным веществом является дистиллированная вода, которая является изолятором и не проводит ток. При добавлении соли она становится электролитом, то есть проводником.

Полупроводники в обычном состоянии не проводят ток, но при внешнем воздействии (температура, давление, свет и подобное) они начинают пропускать ток, хотя и не так хорошо, как проводники.

Все остальные материалы, не вошедшие в первые два вида, относятся к диэлектрикам или изоляторам. Они в обычных условиях практически не проводят электрический ток. Это объясняется тем, что на внешней орбите электроны очень прочно держатся на своих местах, а места для других электронов нет.

При изучении электрики для «чайников» нужно помнить, что применяются все ранее перечисленные виды материалов. Проводники, в первую очередь, используются для соединения элементов схемы (в том числе в микросхемах). Могут присоединять источник питания к нагрузке (это, например, шнур от холодильника, электропроводка и т. д). Применяются при изготовлении катушек, которые, в свою очередь, могут использоваться в неизменном виде, например, на печатных платах либо в трансформаторах, генераторах, электродвигателях и т. п.

Проводники наиболее многочисленны и многообразны. Почти все радиодетали изготавливаются из них. Для получения варистора, например, может использоваться один полупроводник (карбид кремния или оксид цинка). Есть детали, в состав которых входят проводники разных типов проводимости, например, диоды, стабилитроны, транзисторы.

Особую нишу занимают биметаллы. Это соединение двух или более металлов , у которых разная степень расширения. Когда такая деталь нагревается, то она деформируется, благодаря разному процентному расширению. Обычно используется в токовой защите, например, для защиты электродвигателя от перегрева или отключения прибора по достижению заданной температуры, как в утюге.

Диэлектрики в основном выполняют функцию защиты (например, изоляционные ручки электроинструментов). Также они позволяют изолировать элементы электрической схемы. Печатная плата, на которой крепятся радиодетали, изготавливается из диэлектрика. Провода катушки покрываются изоляционным лаком для предотвращения замыкания между витками.

Однако диэлектрик при добавлении проводника становится полупроводником и может проводить ток. Тот же самый воздух становится проводником во время грозы. Сухое дерево плохо проводит ток, но если его намочить, оно уже не будет безопасным.

Электрический ток играет огромную роль в жизни современного человека, но, с другой стороны, может представлять смертельную опасность. Обнаружить его, например, в проводе, лежащем на земле, очень трудно, для этого нужны специальные приборы и знания. Поэтому при пользовании электрическими приборами нужно соблюдать предельную осторожность.

Человеческое тело состоит преимущественно из воды , но это не дистиллированная вода, которая является диэлектриком. Поэтому для электричества тело становится почти проводником. Получив электрический удар, мышцы сокращаются, что может привести к остановке сердца и дыхания. При дальнейшем действии тока кровь начинает закипать, затем происходит иссушение тела и, наконец, обугливание тканей. Первое, что нужно сделать, — прекратить действие тока, при необходимости оказать первую помощь и вызвать медиков.

В природе образуется статическое напряжение, но оно чаще всего не представляет опасности для человека, за исключением молнии. Зато оно может быть опасно для электронных схем или деталей. Поэтому при работе с микросхемами и полевыми транзисторами пользуются заземленными браслетами.

В настоящее время, уже довольно устойчиво сложился рынок услуг , в т. ч. и в области бытовой электрики .

Высокопрофессиональные электромонтеры, с нескрываемым воодушевлением, из-за всех сил стараются помочь остальной части нашего населения, получая при этом огромное удовлетворение от качественно выполненой работы и, скромного вознаграждения. В свою очередь, наше население тоже получает огромное удовольствие, от качественного, быстрого и совершенно не дорогого, решения своих проблем.

С другой стороны, всегда существовала достаточно широкая категория граждан, принципиально считающих за честь — собственноручно решать абсолютно любые бытовые вопросы возникающие на территории собственного места проживания. Подобная позиция безусловно, заслуживает и одобрения и понимания.
Тем более, что все эти Замены, переносы, установки — выключателей, розеток, автоматов, счетчиков, светильников, подключение кухонных печей и.т.д — все эти, наиболее востребованные населением виды услуг, с точки зрения электрика-профессионала, вовсе не являются сложной работой .

И по-правде говоря, рядовой гражданин, без электротехнического образования, но имеющий достаточно подробную инструкцию, вполне может справиться с ее выполнением сам, своими руками.
Конечно, выполняя подобную работу в первый раз, начинающий электрик может потратить гораздо больше времени, нежели опытный профессионал. Но совсем не факт, что от этого она будет выполнена менее качественно, при внимательности к мелочам и отсутствии какой-либо спешки .

Первоначально, этот сайт и задумывался как подборка подобных инструкций, относительно наиболее часто возникающих проблем в этой области. Но в дальнейшем, для людей абсолютно никогда не сталкившимися с решением подобных вопросов, был добавлен курс » молодого электрика» из 6-ти практических занятий.

Особенности монтажа электрических розеток скрытой и открытой проводки. Розетки для электрической кухонной плиты. Подключение электроплиты своими руками.

Выключатели.

Замена, монтаж электрических выключателей, скрытой и открытой проводки.

Автоматы и УЗО.

Принцип работы Устройств Защитного Отключения и автоматических выключателей. Классификация автоматических выключателей.

Электрические счетчики.

Инструкция по самостоятельной установке и подключению однофазного счетчика.

Замена проводки.

Электромонтаж в помещении. Особенности монтажа,в зависимости от материала стен и вида их отделки. Электропроводка в деревянном доме.

Светильники.

Установка настенных светильников. Люстры. Монтаж точечных светильников.

Контакты и соединения.

Некоторые виды соединения проводников, наиболее чаще встречающиеся в «домашней» электрике.

Электротехника-основы теории.

Понятие электрического сопротивления. Закон Ома. Законы Кирхгофа. Параллельное и последовательное соединение.

Описание наиболее распространенных проводов и кабелей.

Иллюстрированная инструкция по работе с цифровым универсальным электроизмерительным прибором.

Про лампы — лампы накаливания, люминесцентные, светодиодные.

Про «денежку.»

Профессия электрика определенно, не считалась престижной до последнего времени. Но можно было ли, назвать ее малооплачиваемой? Ниже, вы можете ознакомиться с прейскурантом, наиболее распостраненных услуг трехгодичной давности.

Электромонтаж — расценки.

Электросчетчик шт. — 650p.

Автоматы однополюсные шт. — 200p.

Автоматы трехполюсные шт. — 350p.

Дифавтомат шт. — 300p.

УЗО однофазное шт. — 300p.

Одноклавишный выключатель шт. — 150p.

Двухклавишный выключатель шт. — 200p.

Трехклавишный выключатель шт. — 250p.

Щит открытой проводки до 10 групп шт. — 3400p.

Щит скрытой проводки до 10 групп шт. — 5400p.

Прокладка открытой проводки П.м — 40p.

Проводки в гофре П.м — 150p.

Штробление в стене (бетон) П.м — 300p.

(кирпич) П.м — 200p.

Установка подразетника и распаечной коробки в бетоне шт. — 300p.

кирпиче шт. — 200p.

гипсокартоне шт. — 100p.

Бра шт. — 400p.

Точечный светильник шт. — 250p.

Люстра на крюк шт. — 550p.

Потолочная люстра (без сборки) шт. — 650p.

Установка звонка и кнопки звонка шт. — 500p.

Установка розетки, выключателя открытой проводки шт. — 300p.

Установка розетки, выключателя скрытой проводки (без установки подрозетника) шт. — 150p.

В бытность свою, электриком «по объявлению», мне не удавалось смонтировать больше, чем 6-7 точек (розеток, выключателей) скрытой проводки, по бетону — за вечер. Плюс к этому 4-5 метров штробы(по бетону). Проводим несложные арифметические вычисления: (300+150)*6=2700p. — это за розетки с выключателями.
300*4=1200р. — это за штробы.
2700+1200=3900р. — это общая сумма.

Неплохо, за 5-6 часов работы, не правда ли? Расценки, конечно, московские, по России они будут меньше, но не более, чем в два раза.
Если брать в целом, то месячный заработок электрика — монтажника, в настоящее время редко превышает 60000р.(не в Москве)

Конечно, встречаются на этом поприще и особо одаренные люди (как правило, с железным здоровьем) и практической сметкой. При определенных условиях, они ухитряются поднять свой заработок до 100000р и выше. Как правило, они имеют лицензию на производство электромонтажных работ и работают напрямую с заказчиком, беря «серьезные» подряды без участия различных посредников.
Электромонтеры — ремонтники пром. оборудования (на предприятиях), электрики — высоковольтники, как правило(не всегда) — зарабатывают несколько меньше. Если же предприятие рентабельно и на нем вкладываются средства в «перевооружение» для электриков-ремонтников могут открываться дополнительные источники заработка, например — монтаж нового оборудования производимый в нерабочее время.

Высокооплачиваемый но физически тяжелый и подчас — весьма пыльный, труд электромонтера-монтажника несомненно, достоин всяческого уважения.
Занимаясь электромонтажем, начинающий специалист может овладеть базовыми навыками и умениями, набраться начального опыта.
В независимости от того, как в дальнейшем он будет строить свою карьеру, можно быть уверенным — практические знания, полученные таким образом пригодятся обязательно.

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

Электричество применяется во многих областях, оно окружает нас практически повсюду. Электроэнергия позволяет получать безопасное освещение дома и на работе, кипятить воду, готовить пищу, работать на компьютере и станках. Вместе с тем, обращаться с электричеством необходимо уметь, иначе можно не только получить травмы, но и нанести вред имуществу. Как правильно прокладывать проводку, организовывать снабжение объектов электричеством, изучает такая наука, как электротехника.

Понятие электричества

Все вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. У атома есть ядро и движущиеся вокруг него положительно и отрицательно заряженные частицы (протоны и электроны). При нахождении двух материалов рядом друг с другом между ними возникает разность потенциалов (у атомов одного вещества электронов всегда меньше, чем у другого), что приводит к появлению электрического заряда – электроны начинают перемещаться от одного материала к другому. Так возникает электричество. Другими словами, электричество – это энергия, возникающая в результате перемещения отрицательно заряженных частиц из одного вещества в другое.

Скорость перемещения может быть разной. Чтобы движение было в нужном направлении и с нужной скоростью, используются проводники. Если движение электронов по проводнику осуществляется только в одном направлении, такой ток называется постоянным. Если же направление перемещения с определенной частотой меняется, то ток будет переменным. Самым известным и простым источником постоянного тока является батарейка или автомобильный аккумулятор. Переменный ток активно используется в бытовом хозяйстве и в промышленности. На нем работают практически все устройства и оборудование.

Что изучает электротехника

Данная наука знает практически все об электричестве. Изучить ее необходимо всем, кто хочет получить диплом или квалификацию электрика. В большинстве учебных заведений курс, на котором изучают все, что связано с электроэнергией, называется «Теоретические основы электротехники» или, сокращенно ТОЭ.

Данная наука получила развитие в XIX веке, когда был изобретен источник постоянного тока, и появилась возможность строить электрические цепи. Дальнейшее развитие электротехника получила в процессе новых открытий в области физики электромагнитных излучений. Чтобы без проблем осваивать науку в настоящее время, необходимо иметь знания не только в области физики, но также химии и математики.

В первую очередь, на курсе ТОЭ изучаются основы электричества, дается определение тока, исследуются его свойства, характеристики и направления применения. Далее изучаются электромагнитные поля и возможности их практического использования. Завершается курс, как правило, изучением устройств, в которых используется электрическая энергия.

Чтобы разобраться с электричеством, не обязательно поступать в высшее или среднее учебное заведение, достаточно воспользоваться самоучителем или пройти видеоуроки «для чайников». Полученных знаний вполне хватит, чтобы разобраться с проводкой, заменить лампочку или повесить люстру дома. Но, если планируется профессионально работать с электричеством (например, в должности электромонтера или энергетика), то соответствующее образование будет обязательным. Оно позволяет получить специальный допуск на работу с приборами и устройствами, работающими от источника тока.

Основные понятия электротехники

Изучая электричество для начинающих, главное – разобраться с тремя основными терминами:

• Сила тока;
• Напряжение;
• Сопротивление.

Под силой тока понимается количество электрического заряда, протекающего через проводник с определенным сечением за единицу времени. Другими словами, количество электронов, которые переместились из одного конца проводника в другой за некоторое время. Сила тока является самой опасной для жизни и здоровья человека. Если взяться за оголенный провод (а человек – это тоже проводник), то электроны пройдут через него. Чем больше их пройдет, тем больше будут повреждения, поскольку в процессе своего движения они выделяют тепло и запускают различные химические реакции.

Однако чтобы ток шел по проводникам, между одним и другим концом проводника должно быть напряжение или разность потенциалов. Причем она должна быть постоянной, чтобы движение электронов не прекращалось. Для этого электрическую цепь обязательно замыкают, а на одном конце цепи обязательно ставят источник тока, который обеспечивает в цепи постоянное движение электронов.

Сопротивление – это физическая характеристика проводника, его способность к проведению электронов. Чем ниже сопротивление проводника, тем большее количество электронов по нему пройдет за единицу времени, тем выше сила тока. Высокое сопротивление, наоборот, уменьшает силу тока, но влечет за собой нагревание проводника (если напряжение достаточно высоко), что может привести к возгоранию.

Подбор оптимальных соотношений между напряжением, сопротивлением и силой тока в электрической цепи является одной из основных задач электротехники.

Электротехника и электромеханика

Электромеханика является разделом электротехники. Она изучает принципы функционирования устройств и оборудования, которые работают от источника электрического тока. Изучив основы электромеханики, можно научиться ремонтировать различное оборудование или даже проектировать его.

В рамках уроков по электромеханике, как правило, изучаются правила преобразования электрической энергии в механическую (каким образом функционирует электродвигатель, принципы работы любого станка и так далее). Также исследуются и обратные процессы, в частности, принципы действия трансформаторов и генераторов тока.

Таким образом, без понимания того, как составляются электрические цепи, принципов их функционирования и других вопросов, которые изучает электротехника, осваивать электромеханику невозможно. С другой стороны, электромеханика является более сложной дисциплиной и носит прикладной характер, поскольку результаты ее изучения применяются непосредственно при конструировании и ремонте машин, оборудования и различных электрических устройств.

Безопасность и практика

Осваивая курс электротехники для начинающих, необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности, поскольку несоблюдение определенных правил может привести к трагическим последствиям.

Первое правило, которому необходимо следовать, – обязательно знакомиться с инструкцией. У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности.

Второе правило заключается в контроле состояния изоляции проводников. Все провода обязательно должны покрываться специальными материалами, не проводящими электричество (диэлектриками). Если изоляционный слой нарушен, в первую очередь, следует его восстановить, иначе возможно нанесение вреда здоровью. Кроме того, работу в целях безопасности с проводами и электрооборудованием следует производить только в специальной одежде, которая не проводит электричество (резиновые перчатки и диэлектрические боты).

Третье правило состоит в использовании для диагностики параметров электросети только специальных приборов. Ни в коем случае не стоит делать этого голыми руками или пробовать «на язык».

Обратите внимание! Пренебрежение данными элементарными правилами является основной причиной травм и несчастных случаев в работе электриков и электромонтеров.

Чтобы получить начальное представление об электричестве и принципах работы устройств с его применением, рекомендуется пройти специальный курс или изучить пособие «Электротехника для начинающих». Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.

В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее. Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами.

Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.

Видео

Видео версия статьи:

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.
Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.
Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.
Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше.. Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением. Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.
Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.
Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!
Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.
Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед.
Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).
Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, джеймсом джоулем и эмилием ленцем.
Закон назвали закон джоуля ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах. Я нашёл вот такую очень крутую табличку, которая связывает все изученные нами на этот момент величины.
Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.
Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.
Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.
Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.
И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

Изучите основы электротехники с нуля

В этом курсе все участники изучат основы электротехники с нуля. В курсе рассматриваются следующие концепции и все примечания по пунктам, доступные здесь

1. Магниты

2. Магнитное поле

3. Магнитный поток

4. Плотность магнитного потока

5. Напряженность магнитного поля

6. Проницаемость

7. MMF

8. Сравнение магнитной и электрической цепей

9.Типы магнитных цепей

10. Законы электромагнитной индукции Фарадея

11. Типы наведенной ЭДС

12. Кривая намагничивания

13. Петля гистерезиса

14. Различие между переменным и постоянным током

15. Что такое амплитуда?

16. Что такое мгновенное значение?

17. Цикл

18. Частота

19. Период времени

20. Угловая скорость

21. Среднеквадратичное значение

22. Среднее значение

23.Форм-фактор

24. Пик-фактор

25. Концепция фазового угла и разности фаз

26. Концепция запаздывания и опережающей разности фаз

27. Понятие импеданса и реактивного сопротивления

28. Числовые значения на основе переменного тока

29 Цепь содержит только один пассивный компонент

30. Цепи содержат два пассивных компонента, соединенных последовательно

31. Числовые решения по типам цепей

32. Трехфазные цепи

33.Соединение звездой

34. Соединение треугольником

35. Числовое решение по 3-фазным цепям

36. Типы трансформатора

37. Принцип работы трансформатора

38. Регулировка напряжения трансформатора

39. Различные соотношения в трансформатор

40. Автотрансформатор

41. Потери в трансформаторе

42. Двигатель постоянного тока

43. Конструкция двигателя постоянного тока

44. Работа двигателя постоянного тока

45.Типы двигателей постоянного тока

46. Конструкция однофазного асинхронного двигателя

47. Работа однофазного асинхронного двигателя

48. Типы однофазных асинхронных двигателей

49. Универсальный двигатель

50. Шаговый двигатель

51 . Предохранитель

52. Типы предохранителей

53. MCB

54. MCCB

55. ELCB

56. Заземление

57. Типы заземления

58. Пластинчатое заземление

59. Заземление трубопровода Электротехнические основы | JLC Онлайн

опубликовано 01 сентября 2007 г.

В новостях

Расширенные требования AFCI; рытье траншей становится смертельно опасным в Южной Калифорнии; Никад… Более

Основы электричества

Чтобы узнать, как работает электричество, просто нажмите на любую диаграмму, чтобы узнать больше о каждой части энергосистемы.

Основы основ:

Разнообразные материалы Технического центра Эдисона охватывает инженерную и прикладную сторону электричества ( забавная часть!). Для фундаментальной науки «Что такое электричество?» мы рекомендуем вы начинаете с этого 2 минутное видео от Monkey See, а затем продолжайте ниже.

Перед работой с электричеством и переделыванием электротехнических изделий мы призываем вас осознавать действующие смертоносные и удивительные силы.Смотрите наше видео ниже показаны воздействия электрической дуги на человеческое тело:

1. Поколение:

Энергия не может быть создана или уничтожена, поэтому для создания электрического энергию мы должны получить, преобразовав ее из другой формы энергии. Большая часть энергии в мире вырабатывается за счет преобразования горячего пар в движение, которое можно превратить в электричество.

Максимальная мощность поколение в мире работает аналогично модели ниже, с некоторыми вид турбины, вращающей вал, соединенный с генератором. Батареи, фотоэлектрические и некоторые другие формы выработки электроэнергии совершенно разные.

2. Типы электроэнергии:

Батареи, топливные элементы и фотоэлектрические элементы производят Постоянный ток электрические энергия, а остальные могут производить либо постоянный, либо переменный ток в зависимости от генерирующей Ед. изм.

Постоянный ток — однонаправленный поток электрического заряда

Ниже : простая батарея Вольта (1800), подключенная к одной дуге лампа (два угля с дугой между ними).

Переменный ток (AC) — поток электрического заряда меняет направление направление периодически, в североамериканских домашних хозяйствах это меняет полярность 60 раз в секунду, поэтому мы говорим, что он имеет частоту 60 Гц. или 60 цикл.

Вверху: Однофазный переменный ток, белый — напряжение, синий — ток

Любые вращательное движение (создаваемое паровыми турбинами, гидроэнергетикой, ветром и т. д.) может быть преобразован в электрическую энергию с помощью динамо-машины (мощность постоянного тока) или генератора переменного тока (Питание переменного тока).

Переменный ток, показанный выше, равен , однофазный , что означает что у него только один источник, но вы можете сложить переменный ток из других источников, отправив все это по тому же проводу при условии, что различные электрические источники хорошо контролируются. Этот помогает производить почти постоянный поток электричества, подобный постоянный ток. Когда много разных источников переменного тока используется, это называется многофазной генерацией.На рисунке ниже вы посмотрим, как выглядит трехфазное питание:

3. Отправка электроэнергии: После выработки электроэнергии ее необходимо доставить в то место, где вы нужно это. Делается это по проводам, а в самая простая модель есть аккумулятор с подключенными напрямую проводами к устройству, которое вы используете. Проблема в том, что электроэнергия теряет напряжение на расстоянии. Ранние пионеры Томас Эдисон и Оскар фон Миллер решил это просто за счет использования более высоких напряжений, которые могут привести к отключению, но вскоре это оказалось непрактичным. Переменный ток имел гораздо больше возможностей путешествовать на расстояние, потому что напряжение можно было изменить — высокое напряжение на дальний отрезок, и более низкое напряжение для небольших местных линий электропередач.Мощность постоянного тока имеет возродился как лучший способ передать силу на расстоянии в форме HVDC (постоянный ток высокого напряжения) однако питание от сети переменного тока остается наиболее распространенным методом. Слева: типичное высокое напряжение, которое вы видите в вашем городе, передает 100 кВ на 750 кВ.

Трансмиссия:

каждый материал имеет разную проводимость (способность передавать электрические власть).Серебро, алюминий, медь и золото одни из лучших дирижеров. Углеродные нанотрубки также проводящие и являются передовой технологией. Толщина и тип используемого провода зависит от того, какое приложение вы используют его для.

Регулировка мощности:
С питанием переменного тока вы можете передавать на расстояние, но у вас должен быть способ контролировать свойства электричества. Используя определенные устройства, вы может контролировать напряжение, амплитуду, частоту и форму волны форма.Кондиционирование энергии — это управление энергией чтобы он был готов к отправке на расстояние, затем подготовил его к выполнению работать с конечным устройством. Щелкните элемент на рисунке ниже, чтобы узнать больше об этом.

4. Power Applications (нагрузка):

Оф Конечно, весь смысл электроэнергии в том, чтобы заставить ее работать на благо человечества, узнайте ниже об основных устройствах, которые делают наш мир лучше!

Электродвигатель:
Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в движение.

Компьютер:
Компьютеры состоят из множества интересных деталей, разработанных электрическими инженеры.

Свет и лазеры:
Электричество преобразуется в видимый свет и используется во всем. от рассеянного света до промышленной обработки материалов и коммуникаций.

Манипулирование электричеством, чтобы заставить его работать на вас, — это сущность электрического и большинство форм машиностроения, будь инженером и строй круто вещи!

Учебная программа: М.W. and C. Cantello

Источники:

OSHA
Интервью с Бобом Рингли. Технический центр Эдисона. 2013
Стрельба энергетической ассоциации Сан-Мигель. Технический центр Эдисона. 2014
Университет Джорджии

Основы электротехники

О программе

Электричество есть везде — без него не обходится ни один металлургический комбинат. Все, от кофейника до лампочек и огромного всплеска энергии для плавления в электродуговой печи.Этот курс разработан для тех, кто хотел бы получить базовые знания в области электротехники, применяемой в сталелитейной промышленности. Участники получат фундаментальную основу для применения этих принципов в своей повседневной работе — терминологию, применение, физическое оборудование, конструкции, средства управления процессами и автоматизацию. Будет выделена взаимосвязь оборудования и элементов управления и многое другое.

Автоматизация и управление необходимы для оптимальной работы линий. Эта программа будет исследовать распределение энергии, защитные реле, трансформаторы, выключатели, автоматизацию уровня 1 / уровня 2, датчики, датчики, приводы и двигатели.Слушатели покинут этот курс с лучшим пониманием основ электротехники, как объяснил персонал завода. Панельные дискуссии предоставят возможность обсудить проблемы и принять участие в их решении. Сетевые сессии позволят поговорить со специалистами завода.

Кому следует прийти

Любой, кто хочет расширить свои знания и понимание основных принципов электротехники, применяемых в сталелитейной промышленности, должен принять участие.Сюда входят инженеры-электрики, механики, специалисты по смазке и металлургии; обслуживающий персонал; и операторы.

Программа «Приведи своего молодого специалиста» (BYOYP)

AIST недавно запустила программу «Приведи своего молодого специалиста» (BYOYP), чтобы побудить наших членов помочь активизировать участие следующего поколения в AIST и сталелитейной промышленности. Если вы являетесь членом AIST и приглашаете на конференцию молодого специалиста (в возрасте 30 лет и младше), вы можете получить бесплатный подарок.Все, что вам нужно сделать, это ввести их контактную информацию в регистрационную форму при подписке на конференцию. Узнайте больше о программе здесь.

Часы профессионального развития

По этому курсу можно получить до 17,50 зачетных часов профессионального развития (PDH). Каждый участник получит сертификат с указанием количества кредитов PDH, полученных за курс. Этот курс не одобрен для получения кредита PDH в Нью-Йорке, Флориде, Северной Каролине и Оклахоме.

Организовано:

Комитет по технологиям электрических приложений AIST

Программа предыдущего курса

12–15 сентября 2021 г. • Мобил, Алабама, США

Основная теория электричества: понимание электричества

Несмотря на то, что основную электрическую теорию поняли намного позже, электричество существовало в мире с незапамятных времен.

Задолго до того, как кто-либо услышал слово «электричество», люди видели молнии и испытали удары электрических рыб. В письменных трудах древних египтян, датируемых 2750 годом до нашей эры, упоминается вид рыбы, которую они назвали «Громовержец Нила». Они считали, что эти рыбы должны «защищать» всех остальных рыб.

Древние писания Плиния Старшего и других естествоиспытателей описывают эффект онемения при ударе сома или торпедного луча и понимают, что такой удар может распространяться по проводящему объекту.

Однако электричество оставалось в основном странным явлением до 1600 года, когда английский ученый Уильям Гилберт начал более внимательно изучать электричество.

Многие другие ученые, изобретатели и экспериментаторы увлеклись электричеством и начали свои собственные исследования, которые привели к нашему пониманию электричества сегодня.

Основная теория электричества: электрический заряд

Каждая часть материи состоит из молекул, а все молекулы состоят из атомов, которые состоят из протонов, электронов и нейтронов.

Отрицательный заряд переносится электронами, положительный заряд переносится протонами, а нейтроны по своей природе нейтральны. Число протонов в атоме не меняется, потому что они заблокированы в ядре.

Электроны вращаются вокруг ядра и поэтому могут быть потеряны или получены. Заряд одного электрона будет противодействовать заряду одного протона, а атомы предпочитают сохранять сбалансированный заряд. Когда у атома слишком много электронов, он захочет передать эти электроны чему-то с более слабым зарядом.Когда что-то имеет электрический заряд, это означает, что существует дисбаланс электронов, либо слишком много, либо слишком мало.

Когда мы измеряем разницу электрического заряда между двумя точками, она называется напряжением. Обычно земля используется в качестве общей точки отсчета, поэтому, когда в цепи напряжение 120 В, это разница между напряжением источника и напряжением земли.

Пример этого часто можно увидеть, когда кто-то работает без должным образом изолированной обуви.Если рабочий соприкасается с чем-то, что электрически заряжено, например оголенным проводом или клеммой на аккумуляторе, он испытает электрический шок, потому что тело предлагает путь к земле с меньшим сопротивлением, чем окружающий воздух. Это означает, что тело стало частью цепи.

Основная теория электричества: электрический ток

Когда предусмотрен токопроводящий путь для переноса избыточного электрического заряда, электрический заряд перемещается и создает электрический ток.Величина тока зависит от напряжения питания и сопротивления в цепи. Ток измеряется в единицах ампер, или для краткости, ампер и равен одному кулону (количество заряда, которое имеют 6,242 × 10 ¹⁸ электронов) в секунду. Сила тока предпочтет путь с наименьшим сопротивлением.

Основная теория электричества: электрическое сопротивление

Насколько сопротивление проводника или металлической проволоки току электрического тока определяется электрическим сопротивлением.Чем ниже сопротивление, тем легче будет протекать ток. Думайте о токе, как о воде, протекающей по трубе: если труба маленькая, сопротивление потоку воды больше, если труба большая, вода будет течь намного легче. Провода большего размера имеют меньшее сопротивление и пропускают больший ток. Электрическое сопротивление измеряется в Ом. На сопротивление также влияет сам материал. Большинство металлов являются хорошими проводниками, что означает, что они имеют низкое сопротивление, потому что их электроны могут быть очень легко приобретены и потеряны.Изоляторы, такие как пластик или дерево, имеют электроны, которые гораздо более плотно связаны с ядром, а это означает, что их труднее перемещать. Кроме того, когда материал нагревается, его сопротивление увеличивается, а сопротивление уменьшается по мере охлаждения.

Закон Ома

Закон Ома — это фундаментальное уравнение для электричества, которое регулирует подавляющее большинство выполняемых нами электрических работ.

Он был назван в честь Георга Ома, немецкого физика, опубликовавшего трактат в 1827 году.

В нем он объяснил измерения приложенного напряжения и тока с помощью простой электрической схемы, выполненной из проводов различной длины.

Закон гласит, что электрический ток в цепи или проводнике всегда будет пропорционален напряжению на проводнике или цепи и обратно пропорционален общему сопротивлению.

В (напряжение) = I (ток) x R (сопротивление)

Давайте сделаем пример расчета; Устанавливаем лампочку на 120В с сопротивлением 100Ом (Ом).Если мы переместим формулу, мы обнаружим, что:

I = / V / R

Итак, 120 В / 100 Ом = 1,2 А

Основы схемотехники

Существует два основных способа подключения резистивных устройств: последовательное и параллельное. Нагрузки, соединенные последовательно, образуют непрерывную петлю и обеспечивают только один путь для прохождения тока. Весь ток в цепи должен проходить через каждую часть последовательной цепи. Когда резисторы подключаются таким образом, их сопротивления складываются и увеличивают общее сопротивление цепи.Оглядываясь назад на закон Ома (V / R = I), мы можем увидеть, что если напряжение остается постоянным, а сопротивление увеличивается, ток в цепи фактически уменьшается. Однако, если вы соедините цепочку огней последовательно, каждый свет в петле будет тусклее, чем предыдущий, и все огни будут тускнеть по мере того, как вы добавляете больше источников света. Из-за этого большинство электрических цепей подключены параллельно.

Параллельная проводка просто означает, что существует несколько путей для прохождения тока. Обычно каждое резистивное устройство будет иметь собственный прямой путь к источнику напряжения.По мере того, как вы добавляете дополнительные устройства параллельно, общее сопротивление цепи уменьшается, а ток увеличивается. Сопротивление цепи можно определить по формуле:

1 / R (общее) = 1 / R (первое устройство) + 1 / R (второе устройство) + 1 / R (третье устройство)…

Может показаться немного сложно, но просто помните, что по мере того, как вы добавляете больше устройств параллельно, сопротивление уменьшается, а ток увеличивается.

Основная электрическая теория: электрическая цепь

Электрическая цепь обеспечивает путь для прохождения тока в точку от точки.Электрический ток всегда течет от положительного к отрицательному и идет по пути с наименьшим сопротивлением.

Пример этого часто можно увидеть, когда кто-то работает без должным образом изолированной обуви. Рабочий испытает поражение электрическим током, потому что тело предлагает путь к земле с очень низким сопротивлением.

Это означает, что тело стало частью цепи.

Закон Фарадея и электродвижущая сила

Э.д.с. (электродвижущая сила) — это напряжение, генерируемое источником энергии или изменением магнитного поля, как обнаружил Фарадей.

Закон Фарадея был разработан, когда он показал, что в проводнике, помещенном в магнитное поле с изменениями во времени, будет индуцироваться электрический ток.

Название — электродвижущая сила — подразумевает, что это сила, тогда как на самом деле ЭДС. это энергия или потенциал на единицу заряда. Этот потенциал измеряется в вольтах.

Что такое транзистор?

Транзистор в основном используется как усилитель или переключатель. Транзистор изготовлен из полупроводникового материала и является важной частью схемы.

Устройство имеет три вывода (база, коллектор и эмиттер), один из которых используется для включения или выключения транзистора. Внутри есть два перехода полупроводников.

Помимо основ: дополнительная литература

Это электрические величины, используемые для описания основной теории электричества. Вы найдете их во всех электрических системах.

Некоторые системы могут быть более сложными и сложными, в то время как другие могут быть очень простыми, но каждая из них будет содержать эти количества.

Electronics 101.1: Основы электричества — Raspberry Pi

В выпуске 9 HackSpace Дэйв Астелс помогает нам познакомиться с тем, что такое электричество, с некоторыми ключевыми терминами и правилами, а также с некоторыми основными компонентами. Получите свой экземпляр журнала HackSpace в магазинах прямо сейчас или загрузите его в виде бесплатного PDF-файла здесь.

tl; dr В электричестве больше, чем в Пикачу.

Основы электроэнергетики

Электричество завораживает. На нем основана большая часть наших технологий: компьютеры, фонари, бытовая техника и даже автомобили, поскольку все больше и больше становятся гибридными или электрическими.Он следует некоторым четко определенным правилам, что делает его очень полезным.

Согласно Википедии, электричество — это «набор физических явлений, связанных с наличием и движением электрического заряда». А что такое электрический заряд? Это недостаток или избыток электронов.

Давайте вернемся (или вперед, в зависимости от того, где вы находитесь в жизни) к науке средней школы и атому. На очень упрощенном уровне атом — это ядро, окруженное множеством электронов. Ядро (опять же, если смотреть просто) состоит из нейтронов и протонов.Нейтроны не имеют заряда, но протоны имеют положительный заряд. Электроны имеют отрицательный заряд. Отрицательный заряд одиночного электрона прямо противоположен положительному заряду одиночного протона. Простейший атом, водород, состоит из одного протона и одного электрона. Чистый заряд атома равен нулю: положительный заряд протона и отрицательный заряд электрона уравновешивают или уравновешивают друг друга. Электроны атома находятся не просто в аморфном облаке вокруг ядра: вы можете думать о них как о слоях, расположенных вокруг ядра … скорее, как луковица.Или, может быть, людоед. Это очень упрощенная визуализация, но для наших целей этого достаточно.

Рисунок 1: Очень стилизованное изображение атома меди с его электронной оболочкой

В более сложном атоме, например, в меди, больше протонов, нейтронов и электронов, и электроны находятся в большем количестве слоев. По умолчанию атом меди имеет 29 протонов и 35 нейтронов в своем ядре, которое окружено 29 электронами. То, как электроны распределены в своих слоях, оставляет атом меди с единственным электроном во внешнем слое.Это представлено на рис. 1 (вверху). Не углубляясь в субатомную физику, давайте просто скажем, что наличие единственного электрона во внешнем слое облегчает манипулирование. Когда мы соединяем связку атомов меди вместе, чтобы сделать медь металлической (например, проволоку), эти самые внешние электроны легко перемещать внутри металла. Эти движущиеся электроны — это электричество. Количество электронов, перемещающихся за определенный период времени, называется «током».

Один резистор 10 кОм показывает почти 10 000 Ом (идеальных электрических компонентов нет).

Мы начали с разговора об электронах и заряде. Вернитесь к определению в Википедии: «присутствие и движение электрического заряда». Заряд измеряется в кулонах: 1 кулон равен примерно 6,242 × 10 18 электронов. Это 6 242 000 000 000 000 000 электронов. Они очень маленькие. Фактически, это будет -1 кулон. +1 кулон — это столько протонов (или, на самом деле, чистая нехватка такого количества электронов).

Это плата. Теперь давайте рассмотрим движущийся заряд, который в целом гораздо более полезен (если ваша цель — прикрепить воздушные шары к стене).Рассмотрим некоторое количество заряда, движущегося по проводу. Количество заряда, которое проходит через определенную точку (и, следовательно, по проводу) за период времени, называется «током» (точно так же, как течение в реке) и измеряется в амперах, обычно называемых просто амперами. В частности, 1 ампер равен 1 кулону, проходящему через точку за 1 секунду.

Другой распространенный термин — напряжение. Вы можете думать о напряжении как о давлении воды; это давление, проталкивающее электроны (т. е. заряд) сквозь материал.Чем выше напряжение (измеряется в вольтах), тем быстрее протекает заряд, т. Е. Выше ток.

Последний член — это сопротивление, измеряемое в омах. Сопротивление — это то, на что это похоже. Это мера того, насколько материал сопротивляется движению электронов. Мы сказали, что медь позволяет электронам свободно перемещаться. Это то, что делает его таким обычным для проводов, дорожек печатных плат и т. Д. Мы говорим, что это хороший проводник. Стекло, с другой стороны, фиксирует свои электроны на месте, не позволяя им двигаться.Это пример хорошего изолятора. Есть материалы, которые находятся посередине: они позволяют электронам двигаться, но не слишком свободно. Они имеют решающее значение для работы электроники.

Существует интересная (и полезная) взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, называемая законом Ома (Георг Ом был тем человеком, который исследовал и задокументировал эту взаимосвязь): ток (обозначенный I в амперах), протекающий через материал, равен напряжение на материале (обозначенное V в вольтах), деленное на сопротивление материала (обозначенное R в омах): I = V / R .Это уравнение является фундаментальным и очень удобным.

Освещение

Не так много электронных устройств, на которых где-то не было бы хотя бы одного светодиода, особенно на гаджетах. Если вы посмотрите на простую Arduino Uno, у нее есть светодиоды для питания, Tx, Rx и вывода 13. Первая программа, использующая электронные компоненты, которую пытается большинство людей, — это мигать светодиодом.

Рисунок 2: Цветовой спектр

LED — светодиод. Мы вернемся к диодам в одной из следующих статей; все, что нам нужно знать прямо сейчас, это то, что диод должен работать правильно.Так что остается «светоизлучающий». Это просто означает, что он излучает свет: он загорается. В частности, он загорается, когда через него проходит достаточный ток. Но будьте осторожны. Пропустите через него слишком много тока, и он, скорее всего, расколется надвое. Серьезно, мы сделали это. В лучшем случае вы получите яркий импульс света, когда он перегорит. Какая сила тока им нравится? Обычно 20 мА (20 мА). Поскольку светодиод представляет собой диод, то есть полупроводник (мы также рассмотрим их более подробно в одной из следующих статей), он противоречит закону Ома.Как? Напряжение на нем всегда одинаковое, независимо от протекающего через него тока.

Светодиод будет иметь определенный Vf (f для прямого напряжения, как в «прямом напряжении»), который будет определен в его техническом паспорте.

Напряжение зависит от цвета света, излучаемого светодиодом, но обычно составляет от 1,8 до 3,3 В. Vf для красных светодиодов обычно составляет 1,8 В, а для синих светодиодов 3–3,3 В. Как правило, светодиоды с более высокой частотой цвета будут иметь больший Vf. Рисунок 2 (вверху) показывает цветовую гамму.Цвета на правом конце имеют более низкую частоту, и светодиоды, излучающие эти цвета, будут иметь более низкий Vf, а светодиоды на левом конце — более высокую частоту и более высокий Vf.

Цветные полосы резистора показывают сопротивление. Онлайн-калькуляторы могут помочь вам узнать значения.

Таким образом, светодиод будет иметь фиксированное значение Vf, а типичный светодиод, который мы будем использовать, имеет ток около 20 мА. Светодиод не будет делать ничего, чтобы ограничить протекающий через него ток. Вот что мы имели в виду, когда сказали, что это противоречит закону Ома.

Если мы возьмем синий светодиод и подключим его к источнику питания 3,3 В, он будет светиться счастливо. То же самое проделайте с красным светодиодом, он мигнет и перегорит. Так как же нам с этим справиться? Как использовать 3,3 В или 5 В, чтобы светодиод загорелся, но не перегорел? Мы просто ограничиваем ток, протекающий через него. А для этого нам понадобится резистор и закон Ома.

Получение защиты

Рисунок 3: Светодиод с токоограничивающим резистором

Если мы хотим запитать красный светодиод от источника 5 В, нам известна следующая информация: ток должен быть 20 мА, Vcc будет 5 В, а напряжение на светодиоде будет 1.8V. Рассмотрим схему на рис. 3 . Напряжение на резисторе будет Vcc - Vf , т.е. 5 - 1,8 = 3,2 В . Мы сказали, что ток через светодиод должен быть 20 мА. Поскольку есть только один путь через цепь, которая проходит как через резистор, так и через светодиод, весь ток должен проходить через оба: какое бы количество тока ни протекало через резистор, оно должно течь через светодиод, ни больше, ни меньше. Это очень важно понять. Мы можем рассчитать необходимое сопротивление, используя закон Ома: R = V / I = 3.2 В / 20 мА = 3,2 В / 0,020 А = 160 Ом .

Сопротивление резистора должно быть 160 Ом, чтобы через светодиод проходил ток 20 мА. Зная, что значения 20 мА и 1,8 В являются приблизительными, а резисторы неточными (наиболее часто встречаются +/- 5 или 10 процентов), мы выбрали резистор немного большего номинала. Принимая во внимание общие номиналы резисторов, выберите 180 или 220 Ом. Резистор большего номинала пропускает немного меньший ток, что может привести к немного более тусклому свету. Попробуйте и убедитесь.Для практических целей достаточно просто использовать резистор 220 Ом.

Параллельные линии

В предыдущем разделе мы подключили резистор и светодиод встык. Это называется последовательной схемой. Если бы мы соединили их рядом, получилась бы параллельная цепь. Рассмотрим схемы на рис. 4 .

Рисунок 4: А — последовательная цепь; Б — параллельная цепь

Мы будем использовать 5V для Vcc. Какое полное сопротивление между Vcc и GND в каждой цепи? Сколько тока проходит через каждую цепь? Какое напряжение на каждом резисторе?

Когда резисторы включены последовательно, как в цепи A, сопротивления складываются.Таким образом, два последовательно соединенных резистора на 100 Ом имеют общее сопротивление 200 Ом.

Когда резисторы подключены параллельно, как в цепи B, все сложнее. Каждый резистор обеспечивает путь для прохождения тока. Таким образом, мы могли бы использовать косвенный метод для расчета общего сопротивления. Каждый резистор составляет 100 Ом, и один конец подключен к 5 В, а другой к 0 В (GND), поэтому напряжение на каждом из них составляет 5 В. Ток, протекающий через каждый из них, составляет 5 В / 100 Ом = 0,05 А, или 50 мА.Он протекает через каждый резистор, поэтому общий ток составляет 100 мА или 0,1 А. Общее сопротивление тогда составляет R = V / I = 5 В / 0,1 А = 50 Ом . Более прямой способ — использовать уравнение 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 +… + 1 / Rn , где Rt — полное сопротивление, а R1, R2 и т. Д. — значения отдельных резисторов. которые находятся параллельно. Используя это, 1 / Rt = 1/100 + 1/100 = 2/100 = 1/50 . Итак, Rt = 50. Это более быстрый способ сделать это, и он включает только номиналы резисторов.

Мультиметр может измерять напряжение, силу тока и сопротивление

Теперь о текущем.Мы знаем, что последовательная цепь имеет полное сопротивление 200 Ом, поэтому ток будет I = V / R = 5 В / 200 Ом = 0,025 А = 25 мА . Для одного резистора на 100 Ом ток составляет 5 В / 100 Ом = 0,05 А = 50 мА . Это ожидаемо: чем ниже сопротивление, тем меньше «сопротивление» протекающему току, поэтому при том же напряжении будет течь больше тока. Мы уже вычислили ток для параллельной цепи: 100 мА. Это больше, потому что мы знаем, что через каждый резистор проходит 50 мА.В параллельной цепи токи складываются.

Два последовательно соединенных резистора 10 кОм (кОм) считывают (почти) 20 кОм

Последний вопрос — какое напряжение на каждом резисторе. Давайте сначала посмотрим на параллельную схему. Один конец каждого резистора подключен к 5 В, а другой конец каждого подключен к 0 В (GND). Итак, очевидно, что напряжение на каждом из них составляет 5 В. В последовательной схеме все по-другому. Мы можем использовать закон Ома, потому что мы вычислили ток, протекающий через каждый из них (0.025A), и ток протекает через оба резистора. Каждый резистор составляет 100 Ом, поэтому напряжение на каждом из них будет В = I × R = 0,025 А × 100 Ом = 2,5 В . Это имеет смысл интуитивно, поскольку резисторы имеют одинаковое значение и через оба протекает одинаковый ток. Имеет смысл, что напряжение на каждом из них будет равным половине от общего. Помните, что это вряд ли будет ровно половина из-за разницы в значениях резисторов.

Сделаем это еще раз с неравными резисторами. См. Рисунок 5 .

Рисунок 5: А — последовательная цепь; Б — параллельная цепь

Для последовательной цепи мы просто добавляем сопротивления: 100 Ом + 82 Ом = 182 Ом . Сила тока составляет 5 В / 182 Ом = 0,0274725 А = 27,4725 мА . Поскольку резисторы неточные, это можно назвать 27,5 мА. Напряжения составляют 100 Ом × 0,0275 А = 2,75 В на резисторе 100 Ом и 82 Ом × 0,275 = 2,25 В на резисторе 82 Ом. Напряжения всегда должны складываться, принимая во внимание ошибки округления.Относительно земли напряжение в точке между резисторами составляет 2,75 В. Что произойдет, если мы сделаем верхний резистор меньшего размера (то есть с меньшим сопротивлением)? Общее сопротивление падает, ток растет, поэтому напряжение на резисторе 100 Ом повышается. Это то, что обычно называют делителем напряжения.

Для параллельной схемы мы можем использовать 1 / Rt = 1/100 + 1/82 = 82/8200 + 100/8200 = 182/8200 = 1/45 , поэтому Rt = 45ohm . Общий ток составляет 5 В / 45 Ом = 0.111A = 111 мА . Для отдельных резисторов токи составляют 5 В / 100 Ом = 50 мА и 5 В / 82 Ом = 61 мА . Сложите их, и мы получим общий ток 111 мА. Параллельные резисторы действуют как делители тока.

Два параллельно включенных резистора 10 кОм считывают (почти) 5 кОм.

Я рекомендую вам создать эти маленькие схемы на макетной плате и самостоятельно измерить сопротивление, напряжение и ток.

Последовательные резисторы для делителя напряжения, резисторы, включенные параллельно для делителя тока

Рассмотрим, что произойдет, если мы заменим резистор, подключенный к Vcc в последовательной цепи, на переменный резистор.Напряжение между резисторами будет изменяться в зависимости от номинала резистора. Когда сопротивление падает, напряжение растет. Верно и обратное: с увеличением сопротивления напряжение падает. Одно из применений этого — замена переменного резистора фоторезистором. Стоимость фоторезистора зависит от того, сколько света на него светит (то есть, сколько фотонов попадает в него, если быть точным). Больше света = меньшее сопротивление. Теперь делитель напряжения можно использовать для измерения силы света.Все, что вам нужно сделать, это подключить точку между резисторами к аналоговому входу и прочитать ее.

Рисунок 6 Комбинированные параллельные и последовательные схемы

Мы кратко рассмотрели основные понятия электричества: заряд, ток, напряжение и сопротивление. Мы также внимательно рассмотрели резисторы и способы их комбинирования. Мы закончили с практическим примером схемы последовательного резистора, используемой для измерения света.

NTEA добавляет основы электротехники в онлайн-курсы — Операции

Изображение: NTEA

NTEA запустила новую серию онлайн-курсов «Основы электрического оборудования для грузовиков», разработанную в сотрудничестве с платформой электронного обучения Electude.

Это новое учебное предложение разработано для того, чтобы дать производителям грузовых автомобилей фундаментальное понимание теории и концепций электротехники в автомобильной промышленности. С помощью этих курсов специалисты по ремонту, инженеры, менеджеры автопарков и техники могут расширить функциональные знания об электрических системах и компонентах грузовых автомобилей, но не до уровня, необходимого для проектирования систем и компонентов.

«Мы рады представить отрасли наш следующий онлайн-курс — Основы электрического оборудования для грузовых автомобилей — Измерение, безопасность и основы», — сказал Дэвид Эрлих, директор по обучению NTEA.«Это первая серия из серии, посвященной основам электротехники, в которой будут использоваться материалы, разработанные нашим партнером по контенту, Electude. В этих учебных модулях используются принципы геймификации и высокоинтерактивные ресурсы, которые сделают учащимся незабываемым ».

На первом курсе участники узнают, как измерять напряжение, сопротивление и ток, а также научатся безопасным методам работы с электричеством и основам теории электричества.

«Обучение работе с электричеством давно стало необходимостью в производстве грузовых автомобилей.Современные электрические архитектуры транспортных средств продолжают расширяться и развиваться быстрыми темпами, и понимание основ электрооборудования является ключевым моментом для всех, кто занимается переоборудованием рабочих тележек », — сказал Стив Спата, директор по технической поддержке NTEA. «Мы очень рады сотрудничать с Electude, чтобы предоставить нашим участникам такое обучение в виртуальной, практической среде, доступной каждому».

Курс является бесплатным для членов NTEA и дает право на получение зачетных единиц в рамках Программы проверки участников и единиц непрерывного образования благодаря нашей аккредитации Международной ассоциации непрерывного образования и обучения.Нечлены могут приобрести за 49 долларов.

NTEA предлагает различные возможности онлайн-образования и обучения бесплатно для членов NTEA.

.