Основы электрики доступным языком домашнему мастеру

 

 

Конспект лекций

 

 

 

Предлагаем всем желающим, посетившим сайт заказа кухни и дизайна интерьера,  освоить основы электричества посредством этого курса лекций, читаемых на курсах подготовки электриков. Простым и понятным языком будут объяснены основные понятия электричества, способы устранения неисправностей, способы электрификации, устройство электроустановок, техники безопасности и прочее. Некоторые важные понятия будут толковаться многократно и с использованием аналогий. Каждому, кто решился сделать качественный ремонт кухни необходимо понимать, что создание многочисленных электрических точек для подключения кухонной бытовой техники, требует определенных знаний из области электроснабжения. Например, как подвести на кухню заземление, рассчитать необходимую проводку для кухни, которая выдержит мощные нагрузки.

 

Электрические заряды

 

Одноимённые заряды отталкиваются друг от друга а разноимённые с равной силой притягиваются к друг другу, отталкивание и притяжение происходит из-за силы электрического тока. Между двумя разноименными зарядами то есть плюсом и минусом будет электрическое поле если в это поле попадает заряд со знаком плюс, то он движется к минусу. Если в поле находится заряд минус, то он движется к плюсу. 0 частица стоит на месте.

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. 0 частица ток не проводит и является частью диэлектрика. То есть вся изоляция состоит из нулевых частиц, которые не проводят ток. Это — воздух, трансформаторное масло, стекло, пластмасса.
Наши предки считали, что Эфир и вся материя, в том числе твёрдая, состоит из не движущихся минусовых зарядов, которые двигаться не могут. А значит, могут двигаться только плюсовые заряды от плюса к минусу. А значит тот бьёт от плюса к минусу. Поэтому во всех учебниках ток идет от плюса к минусу значит и поле направлено от плюса к минусу, которая толкает заряды.

Электрическое поле изображается на схеме в виде линий со стрелками, один заряд – четыре линии. Чем больше сила поля, тем больше рисуют линий. На самом деле линий никаких нет, поле сплошное. Линии — это условность. Ток может двигаться и плюсовыми частицами и минусовыми частицами. К примеру, в жидкостях и газах. В твердых материалах могут двигаться только отрицательные электроны от минуса к плюсу. Плюсы неподвижны в кристаллической решетке. Вывод — наши предки ошиблись. Но всё равно принято, что ток движется от плюса к минусу это сделано чтобы не вносить большую путаницу в Учебный процесс. Схемы мы читаем от плюса к минусу.
Сила тока: Это количество заряженных частиц, двигающихся в электрическом поле в одну сторону, через сечение проводника за одну секунду. Такая единица называется 1 ампер. Допустим 10 млрд электронов это 10 ампер и 5 млрд плюсовых протонов это 5 ампер. Если в одну сторону движется 5 млрд минусов и 3 млрд плюсов в другую сторону, то сила тока равняется 8 ампер считается все потоки, независимо от их полярности.
Только в одном случае заряды вычитаются — когда они движутся навстречу друг другу. Пример. Если соединить две плюсовые клеммы 2 аккумуляторов и 2 минусовые клеммы, то сила тока будет 0 ампер.

Возьмем два аккумулятора по 100 ампер. Если один аккумулятор будет посажен, то ток который он формирует, будет 50 ампер, то есть в 2 раза меньше. Это явление называется уравнительным током. Уравнительный ток — Это разница токов от разных источников напряжений. Такой ток возникает в аккумуляторе при прикуривании одного автомобиля от другого. Аккумулятор донор может пострадать от высоких токов , поэтому прикуривать чужой автомобиль не очень желательно. Если приходится включать параллельно трансформаторы, аккумуляторные батареи, надо чтобы их напряжения были одинаковыми , иначе с источника с большим напряжением тока пойдет источник с меньшим напряжением — уравнительный ток.

Сила тока измеряется в цепи амперметром. Измерять силу тока можно только под нагрузкой! Сила тока — Это количество электричество за одну секунду. Сила тока также является направленным потоком заряженных частиц. Чем больше поток, тем сила тока больше. Любая цепь, схема, после преобразования превращается в простую цепь из нагрузки и источника напряжения.
В нагрузке есть сопротивление. Сила тока I в замкнутой цепи определяется двумя факторами.

• 1. это напряжение U — сила с которой продавливаются электроны через кристаллическую решетку проводника. Напряжение создает электрическое поле, чем больше сила поля от источника напряжения U, тем мощнее сила, продавливающая электроны сквозь кристаллическую решетку. 
• 2. Это сопротивление нагрузки R. Чем плотнее сетка кристаллической решетки проводника, тем сильнее сопротивление потоку электронов. То есть они труднее проталкивается через неё. С увеличением сопротивления цепи при неизменном напряжении, сила тока I становится меньше.

Значит сила тока в замкнутой цепи определяется по формуле I = U/R. Ток в замкнутой цепи движется аналогично в воде обручи с камешками и поршнем.

 

 

 

 

Поршень при помощи магнита создает силу давления в обруче силой 10 лошадиных сил, в тоже время напряжение 10 вольт создает силу поля, которая продавливает электроны через кристаллическую решетку. Камни в обруче создают сопротивление в воде, также как структура кристаллической решетки не позволяет электронам свободно и без потерь проходить через проводник.

Если низкое сопротивление — увеличится сила тока. Пусть с этими камнями при таком давлении продавливается поток 10 л в секунду. В нашей цепи при 10 вольтах напряжение при сопротивление сетки кристаллической решетки в 1 ом (R) продавливается поток в 10 млрд электронов — 10 Ампер. Если в обруче будет находиться в два раза больше камней, то сопротивление станет в два раза больше. То поршень с силой 10 л в секунду продавит сквозь камни уже в 2 раза меньше воды, то есть 5 л в секунду.

Аналогично этому , если поставить провод с кристаллической сеткой решетки в 2 раза плотнее, то сопротивление станет в 2 раза больше , то есть 2 ома — I = U/R = 5 А. Как видите сила тока уменьшилась в 2 раза с 10 до 5 ампер. Чтобы увеличить поток в обруче, можно увеличить давление поршня в два раза да силы продавливания в 20 л в секунду, и поток станет опять 10 литров в секунду.

Аналогично можно поступить с проводником при 2 ом сопротивления, то есть увеличить силу воли, то есть напряжение с 10 вольт до 20 Вольт.
I = U/R = 20 Вольт/2 Ом = 10 А.
Вывод. Сила тока увеличивается в замкнутой цепи с увеличением напряжения, то есть силы продавливания поля и уменьшается с увеличением сопротивления.

Виды силы тока

 

• 1. Сверхмалые токи — это токи утечки сквозь изоляцию или воздух. Чем меньше утечка, тем лучше изоляция. Ток утечки бытовой проводки приблизительно равен 0,1 миллиампер. В линиях электропередач в зависимости от изоляции и погоды наблюдается утечка приблизительно 0,5-0,6 миллиампера. При сырой погоде утечка больше.
• 2. Номинальный ток. Это рабочий ток , на которое рассчитан провод. Протекание номинального тока по проводу нагревает провод до температуры не выше допустимой в. Это же относится и к номинальному току контактов , катушек, трансформаторов, двигателей, реле, пускателей и так далее. Также это относится к номинальному току диодов , тиристоров , транзисторов и так далее, их нагрев не должен превышать номинальный величины.
• 3. Ток перегрузки. Это ток, который превышает номинальный ток, А значит вызывает перегрев изоляции проводов до температуры выше допустимой. Перегрев изоляции обмоток проводов электродвигателей на 10 градусов сокращает срок службы изоляции в два раза. От тока перегрузки двигателя защищает тепловое реле. А проводку жилых домах от токов перегрузки тепловой расцепитель автоматов. Основа тепловых автоматов, которые защищают от перегрузки, в биметаллической пластине.

 

 

  

Биметаллическая пластина состоит из разных металлов прижатых друг другу. Биметаллическая пластина при нагреве начинает расширяться и выгибаться в сторону пластины металла с меньшим расширением.
Биметаллическая пластина состоит из двух металлических пластин разных металлов имеющих разный коэффициент линейного расширения при нагревании. Одна пластина расширяется слабо, вторая сильно и происходит выгибание. Пластина выгибается в сторону металла с меньшим расширением. На пластине находится какой-нибудь регулировочный винт или рычаг. Этот винт или рычаг давит на планку расцепителя и выбивает автомат или реле пружинным механизмом. Контакт размыкается. Угол наклона при котором происходит выключение автомата зависит от протекающей силы тока, А значит нагрева пластины. Чем больше сила тока, тем больше нагрев проводника. Чем больше сила тока , тем больше поток электронов, тем больше ударов электоронов в атомы решетки , которые и вызывают нагрев.

На металлических пластинах размыкающие контакты работают: электрочайники, утюги. В них установлен особый вид расцепителя, термореле. Термореле — Это вид размыкателя, когда на биметаллической пластине находится контакт, который разрывает саму цепь.

 

 

  

 

Также термореле включает вентилятор двигателя при перегреве. А в тепловом расцепителе пластина просто давит на рычаг. Биметаллическая пластина термореле размыкается при нагреве, и замыкается при охлаждении. В тепловых реле есть регулятор, который может приближать или удалять пластину от рычага , то есть можно регулировать ток срабатывания.

 

Ток короткого замыкания

 

Ток короткого замыкания — это большой ток перегрузки, который в 3 раза или больше превышает номинальный ток. При малых токах короткого замыкания величиной в 5х или 10х от номинального, возгорание проводки может не случиться. Если ток короткого замыкания превышает номинальный ток в 100 раз и более, изоляция плавится или горит, если она горючая.
Чем ближе к источнику напряжение, тем сила тока выше , поскольку сопротивление меньше. Большие токи следует отключать не при помощи тепловых реле поскольку на нагрев тепловых расцепителей требуется не менее 2 секунд . За это время провод может загореться. В конце линии сила тока меньше и короткое замыкание соответственно тоже меньше.

На ток перегрузки как при коротком замыкании с работой цикл тепловой расцепитель , но время срабатывания его определяется тем, как быстро он нагреется до нужной температуры. Если ток перегрузки очень маленький, например, до 15-20 процентов от номинального, то При таком токе перегрузки расцепитель будет нагреваться до температуры срабатывания в течение 3 часов без отключения цепи. Но и провода такую нагрузку выдержит. Если перегрузка 50% то время срабатывания уменьшается до 10 минут. Ток перегрузки на 100% , То есть 20 ампер, время срабатывания — 5 секунд. Если ток перегрузки 200% , то есть 30 ампер, время срабатывания 2 секунды. Если ток перегрузки 500% , то есть 600 ампер, время срабатывания 1,99 секунды. Если ток перегрузки 1000 процентов, то есть 110 Ампер, то время срабатывания 1,97 секунды. Это связано с тепловой инерционности срабатывания тепловой защиты.

Если ток будет даже 1000 ампер, всё равно время срабатывания будет всё те же 2 секунды. За это время, как вы догадываетесь, будет пожар от возгорания проводки больших токов короткого замыкания, так как имеет большое время нагрева и срабатывание, минимум две секунды. Почему же его применяют? Тепловой расцепитель подстраивается под допустимую нагрузку , позволяет не отключать сеть при кратковременных перегрузках цепи. Для проводов допустимы кратковременные перегрузки. Они их не повреждают и не перекрывают до каких-то пределов, а тепловое реле или тепловой расцепитель хорошо настроен, чтобы такие перегрузки не отключать. Причём расцепитель настроен на длительность перегрузки в зависимости от силы тока. Это дает возможность максимально эффективно использовать провода сети с перегрузками, но без перегрева изоляции и без лишних ненужных отключений.

На большие токи короткого замыкания в автоматах стоит второй вид защиты — это электромагнитный расцепитель. Он представляет собой катушку с пружинным сердечником.

Принцип работы электромагнитного расцепителя

Он имеет катушку, внутри которой находится подпружиненный сердечник. Чем больше сила тока, тем больше магнитное поле катушки, тем сильнее втягивается сердечник ( в верх или вниз). Если ток достигает уровня срабатывание, тогда сердечник достигает рычага планки расцепления, давит на него, тот поворачивается и освобождает пружину — автомат выбивает. Электромагнитный расцепитель срабатывает строго при определенном значении тока , при малом токе не срабатывает, при большом срабатывает. Ток срабатывания защиты называется током отсечки и указывается на коробке автомата.

Срабатывание, к примеру если ток срабатывания или отсечки 100 Ампер, будет только при 100 ампер, на 99 ампер не сработает. До уровня 100 ампер может защищать тепловой расцепитель. На 99,9 Ампер электромагнитный расцепитель не сработает и за 10 часов перегрузки. Это пороговое устройство, а тепловой расцепитель за 2 секунды гарантированно отключить линию с коротким замыканием. Считается, что ток отсечки не вызовет возгорание проводов, а за 2 секунды сработает тепловой расцепитель. Вывод. Автомат имеет две ступени защиты:

• 1. Медленный тепловой расцепитель, который реагирует на превышение силы тока и время этого приглашения. И срабатывает только тогда, если начинается перегрев проводов.
• 2. Быстрый, мгновенный, электромагнитный расцепитель. Срабатывает в течении 0,1 секунды. Но он отключает цепь (автомат), когда ток достигает например 10 х номинальных, то есть ток отсечки, указанный на корпусе автомата.

 

Стандартные значения тока отсечки

Промышленность выпускает автоматы с различными допусками срабатывания. По возможности надо ставить автомат с минимальным током отсечки, чтобы гарантировать безопасность.Все двигатели имеют большие пусковые токи, они очень кратковременные, например, 1 секунды.Тепловой расцепитель не успевает за это время сработать, поэтому пусковые токи на него не действует. А электромагнитный расцепитель на них срабатывает и движок отключается при пуске, что как вы понимаете, очень плохо.
Асинхронные двигатели имеют следующую кратность пусковых токов:

• 1. Легкий пуск 3-5 номинальных — до 400 ватт
• 2. Средний пуск 5-7 номинальных — до 5 киловатт
• 3. Тяжелый пуск больше 7 номинальных — от 5 киловатт

Ток отсечки выбирается таким образом, чтобы автомат не выключался при пуске.
Ток отсечки современных автоматов часто обозначается буквами:

• В — ток 3-5 номинальных 
• С — ток 5-10 номинальных 
• D — ток 10-15 номинальных 

Автоматы D не рекомендует ставить. Для защиты от короткого замыкания используются кроме автоматов предохранители с плавкой вставкой.Предохранитель срабатывает при 1,25 I номинальный.

Если ток превышает допустимое значение происходит перегрев плавкой вставкии она перегорает. Предохранители калибруется по току срабатывания: стандарты: 0,5А, 1А, 1,25А, 2А, 3А, 4А, 5А, 10А, 15А, 20А, 25А и так далее.
Автоматы выпускают на стандартные токи: 1А, 1,6А, 2А, 2,5А, 3А, 15А, 4А, 5А, 6,3А, 8А редко, 10А, 12,5А, 16А, 20А, 25А, 31,5А, 40А, 50А, 63А,80А, 100А, 125А и так далее.

В предохранителях больше 380 Вольт, в колбу засыпается песок, чтобы засыпать дугу при разрыве.Чим на большую мощность рассчитан предохранитель, тем больше сечение плавкой вставки.Чем больше напряжение, тем больше длина предохранителя.На 380 вольт, например, длина предохранителя 10 см, на 660 Вольт — 15 см,на 10 киловольт — 60 см. Предохранители предназначены только от короткого замыкания и при перегрузке не срабатывают.Большая длина предохранителя защищает его от пробоя магнитного поля.

Электрическая дуга — устойчивый электрический разряд, прохождение тока сквозь изолирующую среды, сопровождающееся ярким пламенем с температурой до 3.000 градусов. Возникает обычно между двумя несущими ток проводниками с ближними до соприкосновения, а затем раздвинутыми на некоторое расстояние.
Для защиты от короткого замыкания применяют также электромагнитные предохранители (электромагнитное пробки).Это такие чёрные пробки с двумя кнопками, белой и красной. Электромагнитный предохранитель представляет из себя катушку с сердечником под пружиной. Как только ток отсечки достигает уровня 10 ампер и 16 ампер, срабатывает за 0,1 секунды.

Токи перегрузки и токи пусковые данный предохранитель отключает мгновенно, без кратковременных перегрузок. Существуют также электронные предохранители, которая при большом токе резко увеличивают сопротивление и ток становится маленьким. И когда короткое замыкание прекращается, сопротивление становится опять нормально.

 

Сила тока в разных ситуациях, в том числе аварийных

Смертельная сила тока 0 1,1 Ампера, то есть 100 миллиампер.
Непускающий ток — это тот, который сжимает мышцы рук и их невозможно разжать. Для мужчин — 15-30 мА, для женщин — 10-20 мА.
Удушающий ток — ток 40-50 мА, который вызывает спазм мышц грудной клетки и человек не может вдохнуть.Через 3-5 минут человек может задохнуться.

Ток бывает

 

• 1. Постоянный — это ток движется в одну сторону всё время. Он неизменен по величине. Есть еще постоянно изменяющийся, постоянный выпрямленный пульсирующий и пульсирующий ток. 
• 2. Переменный ток — это ток, который движется то в одну сторону, то в другую сторону. Частота тока в сети 50 Герц, в США и Японии 60 Герц.Частота это величина, показывающая сколько раз за одну секунду ток изменит направление. Частота переменного тока — количество волн в секунду, или сколько раз ток в лампе пойдёт в зад и вперёд.

 

Переменный ток может быть низкой частоты, до 1000 Герц (военная техника 400 герц, что позволяет уменьшить габариты двигателей и трансформаторов). Высокочастотный от 1000 герц и выше. Сверхвысокочастотный (СВЧ), от 1 гигагерц и выше. Очень много волн в секунду. Микроволновая печь — 2 гигагерц, процессор компьютера — 5 гигагерц.

Переменный ток может быть трехфазный и однофазный. Бывают специальные виды переменного тока на более трёх фаз.

Атомы, электрическое поле, ионы

 

Чтобы понять напряжение, надо понять, что такое заряды и откуда берется электрическое поле. Всё начинается с атома. Атом состоит из положительного ядра, вокруг которого вращаются отрицательные электроны. Электроны сдерживаются в атоме магнитным полем и центробежной силой. Центробежная сила не даёт электрону врезаться в ядро атома, а магнитное поле не позволяет ему покинуть оболочку атома. Достать положительные заряды Протона из ядра атома нельзя. Расщеплением ядра атома занимаются ученые физики-ядерщики, работающие на ядерном ускорителе, ядерном коллайдере. Принято, что один протон равен по заряду одному электрону и имеет значение в один Электрон Вольт.

В ядре хранятся только положительные протоны и нулевые нейтроны, последних мы учитывать не будем. Ядро любого вещества сохраняют свой состав с момента большого взрыва. Внутри протоны удерживаются мощнейшим ядерными силами и выбить их в обычных условиях из ядра невозможно. Протоны двигаться самостоятельно без ядра не могут. Поэтому плюсовые заряды формируются только на базе ядра в виде Ионов.

Электроны пытаются оторваться от ядра, ведомые центробежными силами, но их удерживает сила притяжения минуса к плюсу. Заряд атома формируется из суммы зарядом ядра и электронов, составляющих его оболочку. Например, атом кислорода имеет 8 протонов, имеющих заряд в 8 электрон-вольт, и 8 электронов, имеющих минусовой заряд в 8 Электрон Вольт. Таким образом, суммарный заряд атома кислорода равен 8 + (- 8) = 0. Поэтому кислород является диэлектриком и не проводит ток. Любые нулевые атомы не проводят ток. Чем сильнее силы удерживают электроны, тем труднее их оторвать от ядра (от воздействия внешнего поля), тем лучше сохраняют свойства диэлектрика. Внешним силам трудно их оторвать.

У каждого изолятора есть своя прочность на пробой. Чем мощнее ядро удерживает электроны при нулевом заряде, тем выше прочность этой изоляции на пробой. Атом такого заряда называется нейтральным атомом диэлектрика. Положительный Ион — это единственный вид положительных зарядов. Если по каким-то причинам нейтральный атом теряет электрон, тот электрон становится свободным электроном. А атом соответственно получает положительный заряд в 1 Электрон Вольт. Положительные ионы вредны для здоровья человека, а отрицательные ионы наоборот полезны.
Атом, потерявший Электрон, превращается в положительный Ион, и чем больше электронов потеряет, тем более положительным будет Ион. Так как Электрон оторвался от атома, то он может двигаться куда захочет, поэтому называется свободным электроном. Свободные электроны являются единственными зарядами в любых твердых материалах — в проводниках и диэлектриках.

Отрицательный ион — это атом, к которому присоединился один или более свободных электронов, у этого атома теперь будет отрицательный заряд. Отрицательные ионы являются полезными для организма человека, ионизированный воздух после грозы. Поэтому где много положительных Ионов следует наполнить воздух отрицательными ионами при помощи ионизатора воздуха.

Вывод. Все существующие виды зарядов формируются из нейтрального атома. Если атом имеет нулевой заряд,то это диэлектрик. Если атом потерял Электрон или более, то это положительный заряд, положительный Ион. Если к атому присоединились лишние, свободные, электроны, то атом становится отрицательным зарядом, отрицательным ионом. Положительный заряд — это положительный Ион, который может двигаться только в жидкостях и газах, где нет кристаллической решетки. Отрицательный заряд — это отрицательный Ион, и может также двигаться только в жидкостях и газах. Второй вид отрицательного заряда — свободный Электрон, который может двигаться везде: в жидкостях газах и твердых материалах. В твердых материалах это единственный заряд, который может двигаться.

 

Люстра чижевского (ионизатор воздуха)

 

 

 

 

 

 

Для ионизации воздуха используется так называемая люстра Чижевского. В классическом варианте представляет из себя шар, на котором расположены остро заточенные иглы. На шар подаётся минусовой заряд и потенциал в 27 киловольт, А в основание лампы размещают пластину или втулку со знаком плюс. Между втулкой и иглами возникает электрическое поле. Наибольшая концентрация линий поля возникает на кончиках игл. Заряды подтягиваются к острию и самая большая плотность будет на кончиках. Электрическое поле с положительным зарядом легко вытягивает электроны прямо с остриев игл.

Пространство вокруг игр люстры заполнены электронами, которые постоянно движутся по воздуху. Если в поток попадает вредный положительный Ион , то к нему притягиваются минусовые электроны, и попадая на его орбиту, превращают в нейтральный атом. Если этот нейтральный атом остается на пути электронов, то в него они врезаются и атом превращается уже в отрицательный полезный ион. Люстра плодит полезные отрицательные ионы. По этой же причине затачивают острия всех молнияотводов, чтобы с них легко снимались электроны и двигались в сторону тучи. И молния по дорожке электронов легко попадает в молниеотвод. Аналогично работают заточенные пики газовых разрядников, при ударе молнии в линию пробивается воздушный зазор между пиками извини Через одну пику импульс молний походит на вторую пику, которая ведет в землю и обнуляет разряд.

 

Электрическое поле зарядов

 

Каждый единичный заряд , то есть Протон или Электрон обладает единичным электрическим полем. Протон обладает положительным полем, Электрон — отрицательным. Электрическое поле отображается стрелками, на самом деле стрелок нет — поле сплошное. Шаровой заряд имеет поле шаровой формы, направленное во все стороны от заряда.

Плотность поля по мере удаления от заряда становится меньше, а значит и сила его уменьшается. Рассмотрим Ион водорода, у которого нет электронов, в ядре всего лишь один протон. Единичное поле Протона направлено во все стороны и притягивает к себе электроны. К примеру от Протона водорода на каком-то расстоянии находится Электрон. Поле водорода начнёт его подтягивать к себе. Но максимальную работу поле совершит, когда Электрон будет на большом расстоянии. Электрическое поле водорода может совершить работу по перетягиванию электрона на себя. Как уже говорилось выше, максимальную работу поле совершит когда расстояние будет максимальным. В этом месте считается, чтобы поле максимальный потенциал, но по мере перемещения электронов потенциальная энергия будет преобразовываться в кинетическую работу электронов и на половине пути потенциальная энергия (потенциал) будет меньше. Это работает на основании закона сохранения энергии. Он гласит, что энергия никуда не исчезает и ниоткуда не появляется, а один вид энергии превращается в другой вид энергии.

По мере приближения электрона к орбите водорода потенциальная энергия становится всё ниже и ниже, и когда Электрон заходит на орбиту, поле протона замыкается на Электрон. Наружное поле становится равным нулю, потенциал исчезает. Электрическое поле есть, но оно уже внутри атома между протоном и электроном , наружу не выходит и ничего не притягивает. Потенциал равен нулю.

Рассмотрим Ион Гелия, который имеет два протона и 0 электронов. Если один Электрон притянется, то станет четыре линии и потенциал станет в два раза меньше. Если появится еще один Электрон, то потенциал будет равен нулю. В атоме гелия значит поле ядра в два раза больше чем у водорода , при отсутствие электронов. Поле способно совершить работу в 2 раза больше — притянуть не один, а целых два электрона. Значит потенциал какого Иона гелия в 2 раза больше, чем у Иона водорода. Когда на Орбиту попадёт один Электрон , то поле одного протона замкнется на один электрон и внешнее поле и потенциал будут в 2 раза меньше. Когда второй Электрон придёт на Орбиту гелия, совершиться еще одна работа по перемещению заряда и ион гелия превратится в нейтральный атом гелия с нулевым зарядом, нулевым полем и нулевым потенциалом. Внешнее поле отсутствует, притяжение отсутствует, всё поле внутри атома замыкается. У Иона кислорода 8 протонов , естественно что поле будет в 8 раз сильнее, чем у водорода. Потенциал в 8 раз больше , и он способен притянуть уже 8 зарядов. Вывод. Потенциал зависит от суммарного заряда, от него же зависит сила поля и потенциал. Сила поля формируется только зарядами. Чем больше заряд, тем больше сила поля и потенциал, и наоборот.

 

Потенциал, разность потенциалов

 

Потенциал — это энергетическая характеристика электрического поля в точке цепи. Потенциал — это потенциальная энергия, или сила электрического поля в точке цепи, имеет единицу измерения Вольт и обозначается греческой буквой Ф (Здесь мы будем указывать русской заглавной буквой Ф). Твердые тела многие имеют внутри кристаллическую решетку, состоящих из атомов, расположенных в какой-то системе. К примеру кубическая, смотрите на рис ниже.

 

 

 

 

Атомы в решётке между собой взаимодействуют невидимыми связями, которые называются межатомными связями притяжения и отталкивания. Они возникают в момент кристаллизации жидкого расплава кварцевого стекла, меди, стали, олово. Как только вещество застывает, появляется кристаллизация. Чем мощнее связи (невидимые пружины), тем крепче и прочнее материал. У титана связи мощнее, чем у алюминия. Поэтому в твердом состоянии атомы решётки двигаться не могут из-за мощных связей. Такого типа решетки существуют у диэлектриков и называются атомными(алмазы, кварцевое стекло и другие).

Атомы в узлах решетки нейтральные. Заряд равен нулю, внутри решетки двигаться нечему. Если изменилась решётка, например, углерода из алмазной в графитовую , то она станет другой формы и другими свойствами, Хотя материал используется один и тот же — углерод. Но в новой решетке связь слабеет, электроны легко отрываются и становятся свободными электронами. По объему кристаллической решетки хаотически перемещаются свободные электроны в виде электронного газа. Но каждый атом решётки из-за слабой связи потерял хотя бы один электрон и превращается в положительный Ион.

Вывод. Кристаллическая атомная решетка диэлектриков без свободных электронов и не проводит ток. А кристаллическая решетка проводников ионная, имеет свободные электроны и проводит ток. Но плюсовые ионы в узлах решётки двигаться не могут. Потенциал возникает от недостатка электронов.

 

Получение плюсового потенциала на шаре

 

Возьмём незаряженный медный шар, то есть в его решетке столько же протонов, сколько и свободных электронов. Заряд шара равен нулю, поле равно нулю и потенциал шара равен нулю. Возьмём эбонитовую палочку, потрем ее о шерсть, и из поверхности палочки снимутся заряды виде электронов. Заряд палочки станет положительным. На нём возникнет положительное электрическое поле. И если палочкой прикоснуться к шару, то через точку контакта с шара начнут перетекать электроны на палочку, то есть система пытается прийти в равновесное состояние одновесности заряда шара и палочки. То есть происходит выравнивание потенциалов.

Пусть с шара ушло 1 млрд электронов. Заряд шара становится + 1 млрд электрон-вольт, этот несбалансированный плюсовой заряд сформирует плюсовое поле, Е, которая создаст в шаре 4 млрд условных линий (мы уже упоминали , что заряд изображают с четырьмя линиями поля в разные стороны, хотя поле сплошное) , то есть электрическое поле. При заряде 1 млрд Ионов потенциал Ф = + 1 V. Обнуляем ситуацию, обнуляем заряд палочки и шара через заземление. Зарядим палочку большим плюсом и пусть из шара уйдёт уже 10 млрд электронов после прикосновения. Плюсовой заряд станет плюс 10 млрд электрон-вольт. Поле станет 10 раз сильнее , на нём будет + 40 млрд линий. А значит и потенциал станет в 10 раз больше, Ф = + 10 V. Аналогично, если уйдёт 100 млрд электронов, то заряд будет 100 млрд электрон-вольт, будет + 400 млрд линий, Ф = + 100 V.

Вывод. Плюсовой потенциал на шаре возникает когда на нём образуется нехватка электронов и возникает плюсовое электрическое поле.

 

Получение минусового потенциала на шаре

 

Процесс практически аналогичный получению плюсового потенциала, только на шар теперь загоняем электроны. Возьмём стеклянную палочку и потрем ее кожей. На поверхности палочке набегут лишние электроны. И если мы прикоснемся к нулевому шару, на поверхность шара набегут лишние электроны. Пусть с палочки на шар перейдет 1 млрд электронов, тогда заряд шара станет — 1 млрд электрон-вольт, поле E = — 4 млрд линий, и потенциал Ф = — 1 V. Ту же операцию можно повторить увеличивая заряд палочки в 10 и 100 раз . Ситуация будет аналогична рассмотренной выше с положительными зарядами.
Минусовой потенциал на шаре появляется только от избытка электронов и они формируют отрицательное поле. Сила тока будет наиболее сильной в начале обмена, поскольку будет иметь место самая большая разница потенциалов, то есть сильное поле.

 

Два шара с разными зарядами

 

Если взять два шара, один без заряда и поля Ф=0, а второй шар зарядом Ф= + 100 Вольт, то в исходном состоянии, когда между ними нет электрической связи, поле будет только у плюсового шара, направленное во все стороны. Она достигает и нулевого шара.

Если приложить между плюсовым и нулевым шара медный провод, то плюсовое поле начнёт вытаскивать из нулевого шара электроны , которая начнут двигаться в сторону плюса, а значит пойдет ток от плюса к минусу. Если поставить вольтметр и между шарами на разных участках, то в начальный момент времени самая большая разница между шарами будет 100 Вольт.
Разница потенциалов Дельта Ф (указывается комбинацией двух греческих букв) — это есть напряжение U между шарами и оно равно Ф1-Ф2 = + 100v — 0v = + 100 V. На половине пути в проводе ток уже выполнит половину работы , нагрев провод и потенциал его уменьшится до плюс 50 вольт. Потом ещё меньше — плюс 25 Вольт, по отношению к 0. Потенциал плавно уменьшается от + 100V до 0V. По мере перехода электронов с 0 шара, его потенциал становится плюсовым и постепенно повышается до + 10 V, а на плюсовом шаре уменьшается до + 90 V, а разность потенциалов дельта Ф вольтметр покажет + 80 V. Еще через доли секунды потенциал на нулевом шаре станет + 20 V, на плюсовом + 80 V, разность потенциалов дельта Ф вольтметр покажет + 60 V.
Ещё через доли секунды на нулевом + 30 V, на плюсовом + 70 V, разность потенциалов дельта Ф вольтметр покажет + 40 V.
Видно, что по мере выравнивание потенциалов, разница уменьшается между ними. И когда разница выравнивается, дельта Ф будет 0, исчезнет поле и ток станет 0. Заряд поделится пополам по + 50 V.

Напряжение U — это разницы потенциалов точек цепи. Измеряется вольтметром, включены параллельно этим точкам. Измеряется в вольтах, как и потенциал, Но это есть разница потенциалов. Так как в схеме самая большая разница потенциалов в самый начальный момент , то и сила поля из-за большой разницы будет самым большим в начальный момент. И по мере уменьшения разницы потенциалов снижается, и ток становится меньше. И когда потенциалы выравниваются по 50 вольт, ток между ними будет 0.

 Будет продолжено!

 

Смотрите также:

Объясните простым языком, что такое электричество, почему оно передается по проводам и больно бьется?

Если объяснять простым языком, то электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (электронов, ионов), которое создается изменением электрического поля (напряжением). 

Пришла в голову такая аналогия, которая немного проливает свет на суть электрического тока. Представьте большое сборище голодных солдат (электронов). И вдруг командир им начал кричать: «Там много вкусной и бесплатной еды!» (изменение электрического поля, создание напряжения). И для этого им построили специальную дорогу (электрический провод). После этого солдаты стройно побегут по этой дороге в поисках бесплатной еды, снося все преграды, нагревая поверхность дороги трением своих сапог, то есть будут совершать при этом работу. Эту дорогу построили так, что она ведет обратно в военную часть. И вот наши солдаты снова вернулись в часть, совершив работу на своём пути. Они готовы бежать снова и снова по этому порочному кругу, пока командиру будет хватать сил и энергии кричать «там много еды!» (то есть своим криком он создает напряжение, которое и приводит в движение солдат). Немного глупо, но представим просто таких солдат, чтобы понять электрический ток.

Так и электроны бегают по этому порочному кругу от источника тока по электрическим проводам обратно к источнику благодаря напряжению, которое создается разными путями (вращение генератора, солнечный свет падает на солнечную панель, химическая реакция в аккумуляторе и т.д.). Ну если быть точнее про напряжение: генератор/батарейка/солнечная панель под действием энергии (вращение турбины, химическая реакция, солнечный свет) перебрасывает электроны с одного своего полюса на другой. Тем самым создается избыток электронов на одном конце и недостаток на другом. Вот они и спешат установить равновесие, гуляя строем по проводам — сначала уходят от источника тока с одного его полюса, а потом возвращаясь к другому полюсу, выполнив нужную работу. Как только прекращается вращение генератора, иссякает химическая реакция в батарейке, то снижается и напряжение, уменьшается электрический ток, прекращается работа тока (горение лампочки, нагревание чайника и т.д).

А сейчас пришла в голову более простая аналогия: это ведь еще можно сравнить с обычным водяным насосом, который качает воду по замкнутому шлангу. Где вода — это электроны, движение воды — это электрический ток, шланг — провод, а насос — это источник тока.

Почему именно по проводам? Провод состоит из металлической жилы. Металлы состоят из атомов, которые находятся в виде металлических решеток, которые очень легко пропускают электроны (это как дороги построенные для солдат или как шланги из аналогии). Поэтому металлы проводят электрический ток.

Электричество для детей — что такое электричество и откуда оно берется?

Представьте, вы с ребенком собрались просмотреть мультфильм или познавательную передачу, улеглись на диван и вдруг ваше чадо спрашивает: «А от чего работает телевизор/телефон/планшет?» Вроде бы ответ простой — от электричества, но не нужно быть Нострадамусом, чтобы предугадать следующий вопрос, который поступит от ребенка: «А откуда берется электричество?» И здесь у многих родителей наступает ступор, в особенности у тех, кто не заканчивал физмат, и их профессия никоим образом не связана с этим направлением.

Конечно, можно ответить так же просто, как и на предыдущий вопрос: «Электричество берется из розетки». Но чтобы ваш ребенок получил полный и раскрытый ответ, причем доступным и понятным языком, без заумных формул и определений, которыми написана большая часть учебников по физике, мы предлагаем задержаться на этой странице и прочитать, возможно, не новую, но полезную и познавательную информацию.

Что такое электричество?

Само слово «электричество», а точнее, «электрическая» сила появилось более 2000 лет назад в Древней Греции. Люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то камень начинает притягивать к себе различные предметы небольшого размера. Янтарь на древнегреческом языке именовался «электроном», отсюда и произошло само название.

Но дальше простых экспериментов со статическим электричеством у Древних Греков изучение загадочного феномена не продвинулось. А раскрывать сущность всего явления стали намного позже. Ученые выяснили, что окружающие предметы состоят из элементарных частиц: протонов и электронов. Эти два вида частичек имеют электрический заряд: у электрона он отрицательный, а вот у протона — положительный. Притягиваясь друг к другу, они тесно взаимодействуют и в зависимости от количества протонов и электронов образуют атомы разных материй.

Сами протоны располагаются в ядре атома, а вот электроны вращаются возле них по кругу. Атомы с количеством протонов равным числу электронов имеют нулевой заряд. Например, если камень янтаря лежит сам по себе, и его никто не трогает, то его атомы также имеют нулевой заряд. Но стоит потереть атомы янтаря об атомы шерсти, как электроны из шерсти мигом переберутся на янтарные, и их «переизбыток» сделает заряд отрицательным. Такой камушек с «новой силой» и начинает притягивать к себе мелкие предметы с нулевым или положительным зарядом, а если у предмета будет отрицательный заряд — он их оттолкнет.

Электрический ток — организованный отряд электронов

Но каким образом электричество живет в розетке, если все настолько рассеянно в этой схеме?

Почти все атомы могут терять и хватать электроны. Так, если у одних их будет избыток, а у других —недостаток, то направляемые электрическими силами электроны устремятся туда, где их не хватает. Вот этот поток и называется электрическим током.

Среди привычных нам понятий электрический ток похож на реку, которая, разливаясь на множество ответвлений, питает электроприборы. Но перед тем, как направить этот поток отрицательно заряженных частиц, их нужно откуда-то взять?

Над этим вопросом бились лучшие умы прошлого тысячелетия, но первым смог сделать прорыв итальянский ученый — Алессандро Вольта, который в 1800 году изобрел первую батарею, получившую название «Вольтов столб», тем самым подарив миру надежный источник постоянной электроэнергии. В благодарность за такое открытие фамилия ученого была увековечена, и с того времени напряжение тока измеряется в вольтах.

Откуда берется электричество?

Несмотря на то, что «Вольтов столб» и совершил прорыв в науке того времени, за последующие 200 лет была сделана уйма более глобальных открытий и выявлено множество способов добывать электрический ток, для которых построены огромные сооружения и используются новейшие технологии! А теперь по порядку.

ТЭС — тепловая электростанция

Для выработки тока на ТЭС установлен турбоэлектрогенератор, состоящий из:

• неподвижной части — статора в виде двухполярного магнита;
• вращающегося ротора, который обмотан медной проволокой, так как этот металл считается наилучшим и наиболее доступным проводником.

Беспрерывное вращение магнита постоянно меняет полярность (полюса) отчего электроны в проволоке приходят в движение, как в примере с янтарем и шерстью, только в больших масштабах. Но чтобы весь этот механизм работал и вырабатывалось электричество, «что-то» должно крутить огромную турбину. Для этой цели на ТЭС установлены огромные котлы, которые нагревают воду до 450 ℃, отчего она превращается в пар. Далее под высоким давлением пар поступает из котла на лопасти, закрепленные к ротору, и запускает его в работу с невероятной скоростью — 3000 оборотов в минуту!

АЭС — атомная электростанция

Здесь так же, как и в ТЭС, установлен турбоэлектрогенератор, но вот за нагрев воды отвечает очень опасный, но энергоэффективный Уран-235. Чтобы он выделил тепло, на АЭС построены огромные ядерные реакторы, в которых Уран-235 распадается на мелкие частички, отчего и вырабатывается большое количество энергии, используемой для нагрева воды до состояния пара и запуска турбоэлектрогенератора.

ГЭС — гидроэлектростанция

Более безопасный, но не менее эффективный способ получения энергии. Хотя для него и потребуется соорудить целую цепь гидротехнических сооружений, чтобы создать необходимый напор воды для обеспечения работы турбин электрогенератора. А далее принцип, как и в предыдущих двух электростанциях: крутится ротор и вырабатывается электричество.

Ветряные станции

Выглядят они величественно и красиво, да и с помощью силы ветра еще в древности запускали в работу огромные механизмы, такие как ветряные мельницы.

В современном мире решили усовершенствовать этот механизм и использовать для преобразования механической энергии в электрическую. Принцип следующий: ветер толкает огромные лопасти, которые запускают в работу ротор генератора, а он уже, как мы знаем на примере первых трех электростанций, и вырабатывает ток.

Но таким способом при помощи одного ветрогенератора не обеспечишь электричеством даже небольшой городок, поэтому и устанавливается целая сеть огромных механизмов, состоящая из 100 и более единиц.

Немного истории

Первая в мире электростанция для общественного пользования «Перл Стрит» была построена в Нью-Йорке в 1882 году. Ее спроектировал и установил не кто иной, как Томас Эдисон. И даже не брал плату за пользование вырабатываемой электроэнергией, пока весь механизм не заработал слаженно и без перебоев.

Но «прабабушка» всех станций могла зажечь только 10000 ламп, хотя и по тем временам это было чем-то сверхъестественным. В то же время современные электростанции вырабатывают в тысячи раз больше, обеспечивая электрическим током города с населением в 100000 человек!

Как электрический ток поступает в дома?

После того, как электростанции выработают ток, он по кабелю попадает на распределительную подстанцию для измерения и преобразования. Там же установленные трансформаторы повышают напряжение до 10000 вольт. Благодаря такому напряжению ток с минимальными потерями передается на дальние расстояния с невероятной скоростью, составляющей до 3000 км в секунду!

Потом ток поступает на понижающую подстанцию, где трансформаторы уменьшают напряжение до 220 вольт — стандарт, принятый в РФ. И далее электричество направляется на распределительные сети города, а оттуда — к вам в дом и квартиру. Вот такой непростой путь он проделывает, чтобы зарядить наш телефон, зажечь лампочку или заставить работать холодильник.

Как ток заставляет работать электроприборы?

Но как же у тока получается запустить в работу электрические устройства? Для наглядного понимания возьмем за основу обычную лампу накаливания и вернемся к нашим маленьким частицам.

Когда электроны с невероятной скоростью проходят по спирали лампочки, они постоянно наталкиваются на атомы металла, из которых состоит спираль. Атомы раскачиваются, и их температура сильно поднимается. Таким образом, электрический ток нагревает спираль лампы до 3000 градусов, отчего она начинает светиться. Именно поэтому для спирали не подходит использование любого металла, потому что он просто будет плавиться из-за высокой температуры.

В современных устройствах — мобильных телефонах, телевизорах, микроволновых печах — задействованы более сложные схемы, но принцип остается таким же: из-за быстрого потока частиц атомы проводников нагреваются, отчего и выделяют энергию и запускают в работу приборы.

Не только друг, но и враг!

Конечно же, электричество — важное и незаменимое изобретение для всего человечества. С его помощью люди:

• сделали и ежедневно делают уйму открытий;
• лечат смертельные в прошлом болезни;
• ездят на электротранспорте, не загрязняя окружающую среду выхлопными газами;
• могут путешествовать по миру, узнавать и видеть достопримечательности не выходя из дома!

Всей пользы электричества просто не описать в одной статье!

Но при всем этом ток может быть и опасным и в долю секунды забрать жизнь любого живого существа.

Кстати, любопытный факт. Птицы, которые сидят на высоковольтных проводах, не получают разряда из-за того, что принимают такое же напряжение, как и в самом кабеле. Дело в том, что они сидят только на одной фазе, но если вдруг хвостом или другой частью тела птица коснется земли, столба или другого провода, то ток сразу же ее ударит.

Правила безопасного обращения с электричеством для детей

Маленькие дети не понимают всей опасности обращения с электричеством. Конечно, речь сейчас идет не об игрушках, питающихся от батареек напряжением в 12 вольт, а об опасном и сильном «звере», живущем в розетках. Поэтому малышей нельзя оставлять вблизи розеток без специальных заглушек, да еще и без родительского присмотра.

Для более взрослых детей стоит провести беседу и объяснить следующие правила. Нельзя:

1. Ставить или вешать посторонние предметы на провод прибора.
2. Закручивать кабель в узлы.
3. Пользоваться грязным проводом.
4. Использовать электроприбор вблизи источников тепла: батарей, плит, духовых шкафов и т. п.
5. Включать несколько мощных устройств одновременно в одну розетку. Покажите ребенку, где и как можно посмотреть мощность, или сами заранее составьте список, что с чем можно включать, а что — нет.
6. Использовать или пытаться починить сломанный электроприбор, в том числе если нарушена изоляция (целостность) кабеля, повреждена вилка и т. п.
7. Браться мокрыми руками за прибор или кабель.
8. Тянуть за шнур (нужно выключать прибор из розетки, держась за вилку).

Также могут возникнуть непредвиденные ситуации:

• искры из розетки;
• дым от кабеля или прибора;
• запах гари и т. п.

На этот случай необходимо показать ребенку, где находится электрический щиток и как его выключить, и объяснить, что после отключения электричества нужно обязательно позвонить кому-то из взрослых.

И в заключение

Мы живем в прекрасное время, когда с помощью электричества создаются невероятные вещи, делающие нашу жизнь комфортной и безопасной. Чтобы оставить нам этот бесценный дар, многие ученые положили десятилетия своей жизни на его изучение. А с нашей стороны требуется всего лишь малость — научить детей правилам обращения с электричеством и подать им правильный пример, чтобы все труды лучших умов были использованы лишь на благо человечества!

Курсы по физике для детей 7-14 лет

Обучаем физике и естественным наукам в увлекательном игровом формате.

узнать подробнее

Что такое фаза и ноль и что такое трехфазное электричество читайте определение в статье

Каждый из нас изучал тему “Электричество” в школьном курсе физики, но мало кто может объяснить, что такое электричество. В статье мы подробно рассмотрим этот вопрос, объясним понятия, связанные с электричеством, простым языком. Электричество Общие сведения Электричество обусловлено свойством атомов обладать электрическим зарядом. Заряд бывает положительным и отрицательным, и атомы, разноименно заряженные, притягиваются друг к другу, а одноименно заряженные — притягиваются. Атом может терять и приобретать электроны. В тот момент, когда он теряет электрон, то другие электроны стремятся заполнить его место, — это движение заряженных частиц и есть электричество.

Что значит фаза и ноль в электричестве

Мы плавно подошли к вопросу о том, что такое фаза и ноль в электричестве. Когда мы говорим не просто об абстрактном атоме, а об электрических проводах, то его контакты называются по-разному. Что такое фаза в электричестве — это отрицательно заряженный контакт электрического провода. Что такое ноль в электричестве — это положительно заряженный контакт электрического провода.

Три фазы в электричестве — что это такое? Что такое фаза в электричестве — определение. Мы уже разобрались, что такое фаза в электричестве — отрицательно заряженный контакт электрического провода. Всего существует три вида тока:

• Однофазный.
• Двухфазный.
• Трехфазный ток. Поскольку самым распространенным является трехфазный ток, на нем работает большинство электростанций, то для подробного рассмотрения мы возьмем именно его.

Нулевая фаза в электричестве

Прежде, чем мы рассмотрим трехфазное электричество, стоит сказать о том, что такое нулевая фаза в электричестве. Нулевая фаза — это часть электрического провода, в которой нет напряжения, но есть электрический ток. Это — проводник электрического тока.

Что значит “трехфазное электричество”

Трехфазное электричество формируют четыре электрических провода: три фазы и один ноль. Что это с профессиональной точки зрения — трехфазное электричество?

Трехфазное электричество состоит из трех однофазных цепей с равной частотой и амплитудой. Эти однофазные провода смещены друг относительно друга на 1/3 периода. Каждая из таких цепей — фаза, и все они вместе формируют то, что мы называем трехфазным током.

Что такое противофаза в электричестве

Противофаза может возникнуть, когда синусоида колебаний одной фазы полностью копирует синусоиду другой фазы, но с противоположной полярностью. В таком случае возникает противофаза (или обратная фаза).

Подводим итоги

В статье мы рассмотрели множество важных вопросов об электричестве. Например, мы поговорили о том, что такое три фазы в электричестве, узнали, что трехфазное электричество сейчас используется чаще всего. Школьный курс физики дал нам необходимые базовые знания об электричестве, но со временем многое забывается, а кто-то, может, и вовсе пропускал информацию мимо ушей. Бывает такое, что учитель объясняет тему неинтересно, и это — одна из причин, почему многим людям физика дается сложно. Мы же говорим о сложных вещах простым языком. Фаза и ноль в электричестве, противофаза, трехфазный ток — все это только звучит сложно, а по итогу оказывается очень просто, если подобрать правильные слова. Также электрический ток генерируют подобные генераторы на разное кол-во квт http://arenda-samat.ru/category/all/generatori/

Бытовая электрика простым языком подробно. Самоучитель электрика. Обучиться, научиться электромонтажу. Осветительная бытовая электрическая сеть, электричество своими руками. Схема электропроводки, проводки. Переменная и постоянная величины

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.

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика «Электричество для начинающих».

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретиче­ски в этом вопросе.

Термин «электричество» подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное — понять, что электричест­во — это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

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.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

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 (рис. 2).

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 (рис. 3).

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.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

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 надо 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 (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. 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° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

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.

Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предо­хранителем.

Например, 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 (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

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 нулевой 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.

Все, что нужно знать электрику — самоучке. Самоучитель. Особенности бытовой осветительной электрической сети. Самостоятельное обучение электромонтажу. (10+)

Самоучитель электрика — Основные знания и навыки для выполнения электротехнических и электромонтажных работ

Наверняка я что-то упустил. Могут быть разные частные вопросы по электрике, которые я не осветил. Обязательно пишите вопросы в обсуждение статьи. Я, если смогу, на них отвечу.

Техника безопасности

Если Вы самостоятельно никогда не выполняли электромонтажные работы, то не следует думать, что прочитав этот материал, Вы сможете все сделать правильно, безопасно для себя и будущих пользователей. Статья позволит понять, как устроена бытовая осветительная сеть, уяснить основные принципы ее монтажа. Первый раз электромонтажные работы нужно проводить под наблюдением опытного специалиста. В любом случае, вне зависимости от того, имеете ли Вы официальный допуск, Вы берете на себя ответственность за жизнь, здоровье и безопасность себя и окружающих.

Никогда не работайте с высоким напряжением в одиночку. Всегда должен рядом быть человек, который в критической ситуации сможет обесточить систему, вызвать экстренные службы и оказать первую помощь.

Не следует выполнять работы под напряжением. Это развлечение для опытных профессионалов. Обесточьте сеть, с которой будете работать, убедитесь, что никто не сможет случайно включить электричество, когда Вы будете заниматься монтажом.

Не надейтесь на то, что до Вас проводка была выполнена правильно. Обзаведитесь датчиком (индикатором) фазы. Это такое устройство, похожее на отвертку или шило. У него есть щуп. Если щуп прикасается к проводу, находящемуся под напряжением, то загорается индикатор. Убедитесь, что Вы умеете правильно пользоваться этим датчиком. Есть тонкости. Некоторые датчики правильно работают только если пальцем прижимать специальный контакт на ручке. Перед тем, как начинать работу, с помощью индикатора фазы убедитесь, что проводка обесточена. Я не раз встречал ошибочно выполненные варианты проводки, когда автомат на входе разрывает только один провод, не обеспечивая полное обесточивание сети. Такая ошибка очень опасна, так как, отключив автомат, Вы предполагаете, что сеть обесточена, а это не так. Датчик фазы сразу предупредит Вас об опасности.

Главные неисправности электротехники

Мастера говорят, что в электротехнике есть всего два вида неисправностей. Нет нужного надежного контакта и есть ненужный. Действительно, в электромонтажном деле не бывает случаев, когда две точки сети должны быть связаны определенным сопротивлением. Они либо должны быть соединены, либо не соединены.

Схемы электрических соединений

На схеме приведена типовая двухконтурная проводка. На объект через автомат (A2 ), УЗО (A3 ) и электрический счетчик (A4 ) заведено сетевое напряжение осветительной сети (O1 ). Далее это напряжение разводится на два контура — осветительный и силовой. Оба контура имеют отдельные автоматы (A4 — осветительный контур, A5 — силовой) для их защиты от перегрузок и раздельного отключения при ремонтных работах. Автомат осветительного контура обычно выбирается на меньшую силу тока, чем автомат силового контура. К осветительному контуру подключены лампы (L1 — LN ) и две розетки (S1 , S2 ) для подключения маломощных нагрузок, например, компьютера или телевизора. Эти розетки используются при ремонтных работах на силовом контуре для подключения электроинструмента. Силовой контур разведен на силовые розетки (S3 — SN ).

На схемах место соединения проводников обозначается точкой. Если проводники пересекают друг друга, но точки нет, то это означает, что проводники не соединены, они пересекаются без соединения.

Параллельное и последовательное соединения

Электрические цепи могут быть соединены параллельно и последовательно.

При последовательном соединении электрический ток, выходящий из одной цепи, попадает в другую. Таким образом, через все цепи, соединенные последовательно, протекает одинаковый ток.

При параллельном соединении электрический ток разветвляется на все цепи, соединенные параллельно. Таким образом, суммарный ток равен сумме токов в каждой цепи. Зато на цепи, соединенные параллельно, подается одинаковое напряжение.

На приведенной схеме входной автомат, УЗО, счетчик и вся остальная схема соединены последовательно. В результате автомат может ограничивать силу тока во всей цепи, а счетчик — измерять потребляемую энергию. Оба контура и нагрузки в них соединены параллельно, что позволяет подвести к каждой нагрузке сетевое напряжение, на которое она рассчитана, независимо от других нагрузок.

Здесь приведена принципиальная электрическая схема. Бывают еще монтажные схемы. На них указывается на плане объекта, где должна пройти проводка, где установить щит, где поставить розетки, выключатели и осветительные приборы. Там совсем другие обозначения. Я — не специалист в этих схемах. Информацию о них поищите в других источниках.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!

При выходе из строя какого-нибудь электроблока правильным решением будет вызвать специалиста, который быстро устранит проблему.

Если такой возможности нет, уроки для электриков помогут самостоятельно устранить ту или иную поломку.

При этом стоит помнить о технике безопасности, дабы избежать серьезных увечий.

Техника безопасности

Правила безопасности нужно выучить наизусть — это сохранит здоровье и жизнь при устранении проблем с электричеством. Вот самые важные азы электрики для начинающих:

Для выполнения монтажных работ необходимо приобрести датчик (индикатор фазы), похожий на отвертку или шило. Это устройство позволяет найти провод, находящийся под напряжением — при его обнаружении на датчике загорается индикатор. Приборы работают по-разному, например, когда пальцем прижат соответствующий контакт.

Перед началом работ необходимо с помощью индикатора удостовериться в том, что все провода не обесточены.

Дело в том, что иногда проводку прокладывают неправильно — автомат на входе отключает только один провод, не обесточивая всю сеть. Такая ошибка может привести к печальным последствиям, ведь человек надеется на полное отключение системы, в то время как некоторый участок может все еще быть активным.

Виды цепей, напряжение и сила тока

Электрические цепи могут быть связаны параллельно либо последовательно. В первом случае электрический ток распределяется по всем цепям, которые соединяются параллельно. Получается, что суммарная единица будет равна сумме тока в любой из цепей.

Параллельные соединения имеют одинаковое напряжение. В последовательной комбинации ток переходит из одной системы в другую. В итоге в каждой линии протекает одинаковый ток.

Не имеет смысла останавливаться на технических определениях напряжения и силы тока (А). Гораздо понятнее будет пояснение на примерах. Так, первый параметр влияет на то, насколько хорошо нужно изолировать различные участки. Чем оно больше, тем выше вероятность того, что в каком-то месте случится пробой. Из этого следует, что высокому напряжению необходима качественная изоляция . Оголенные соединения необходимо держать подальше друг от друга, от других материалов и от земли.

Электрическое напряжение (U) принято измерять в Вольтах.

Более мощное напряжение несет большую угрозу для жизни. Но не стоит полагать, будто низкое абсолютно безопасно. Опасность для человека зависит и от силы тока, которая проходит через организм. А этот параметр уже напрямую подчиняется сопротивлению и напряжению. При этом сопротивление организма связано с сопротивлением кожи, которое может меняться в зависимости от морального и физического состояния человека, влажности и многих других факторов. Бывали случаи, когда человек умирал от удара током всего 12 вольт.

Кроме того, в зависимости от силы тока подбираются различные провода. Чем выше A, тем толще нужен провод.

Переменная и постоянная величины

Когда электричество только зарождалось, потребителям поставляли постоянный ток. Однако выяснилось, что стандартную величину 220 вольт практически невозможно передать на большое расстояние.

С другой стороны, нельзя подводить тысячи вольт — во-первых, это опасно, во-вторых, тяжело и дорого изготавливать приборы, работающие на таком высоком напряжении. В результате было решено преобразовывать напряжение — до города доходит 10 вольт, а в дома уже попадает 220. Преобразование происходит при помощи трансформатора .

Что касается частоты напряжения, то она составляет 50 Герц. Это значит, что напряжение меняет свое состояние 50 раз в минуту. Оно стартует с нуля и вырастает до отметки в 310 вольт, затем падает до нуля, затем до -310 вольт и опять поднимается до нуля. Все работа протекает в циклическом ключе. В таких случаях напряжение в сети равняется 220 вольт — почему не 310, будет рассказано дальше. За границей встречаются разные параметры — 220, 127 и 110 вольт, а частота может быть 60 герц.

Мощность и другие параметры

Электрический ток необходим для выполнения какой-либо работы, например, для вращения двигателя или нагрева батарей. Можно вычислить, какую работу он совершит, умножая силу тока на напряжение. Например, электронагреватель, имеющий 220 вольт, и обладающий мощностью 2.2 кВт, будет расходовать ток в 10 А.

Стандартное измерение мощности происходит в ваттах (Вт). Электрический ток силой 1 ампер с напряжением 1 вольт может выделить мощность 1 ватт.

Вышеприведенная формула используется для обоих видов тока. Однако вычисление первого имеет некоторую сложность, — необходимо умножить силу тока на U в каждую единицу времени. А если учесть, что у переменного тока все время меняются показатели напряжения и силы, то придется брать интеграл. Поэтому было применено понятие действующего значения .

Грубо говоря, действующий параметр — это среднее значение силы тока и напряжения, выбранное специальным путем.

Переменный и постоянный ток имеет амплитудное и действующее состояние. Амплитудный параметр — максимальная единица, до которой может подниматься напряжение. Для переменного вида амплитудное число равняется действующему, умноженному на √ 2. Этим объясняются показатели напряжения 310 и 220 В.

Закон Ома

Следующим понятием в основах электрики для начинающих является закон Ома. Он утверждает, что сила тока равна напряжению, поделенному на сопротивление. Этот закон действует как для переменного тока, так и для постоянного.

Сопротивление измеряют в омах. Так, сквозь проводник с сопротивлением 1 ом при напряжении 1 вольт проходит ток 1 ампер. Закон Ома порождает два интересных следствия:

• Если известна A, протекающая через систему, и сопротивление цепи, то можно вычислить мощность.
• Мощность также можно посчитать, зная действующее сопротивление и U.

При этом для определения мощности берется не напряжение сети, а U, примененное к проводнику. Получается, если какой-либо прибор включен в систему через удлинитель, то действие будет применено как к прибору, так и к проводам удлинительного устройства. В результате провода будут нагреваться.

Конечно, нежелательно, чтобы соединения нагревались, так как именно это приводит к различным нарушениям работы электропроводки.

Однако основные проблемы заключаются не в самом проводе, а в различных местах соединения. В этих точках сопротивление бывает в десятки раз выше, чем по периметру провода. Со временем в результате окисления сопротивление может лишь повышаться.

Особенно опасными являются места соединения различных металлов. В них процессы окисления проходят гораздо быстрее. Самые частые зоны соединений:

• Места скручивания проводов.
• Клеммы выключателей, розеток.
• Зажимные контакты.
• Контакты в распределительных щитках.
• Вилки и розетки.

Поэтому при ремонте первым делом стоит обратить внимание на эти участки. Они должны быть доступными для монтажа и контроля.

Выполняя вышеописанные правила, можно самостоятельно решать некоторые бытовые вопросы, связанные с электрикой в доме. Главное — помнить о технике безопасности.

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

«Как самостоятельно изучить электронику с нуля?» — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку — будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину… Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: «Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику». Типичная чушь. Электроника — это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное — это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на «метод тыка», но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование — это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения , владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше — люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать — это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

1. Климчевский Ч. — Азбука радиолюбителя.
2. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
3. Б.С.Иванов. Осциллограф — ваш помощник (как работать с осциллографом)
4. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
5. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
6. Ревич. Занимательная электроника
7. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
8. Колдунов. Радиолюбительская азбука
9. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
10. В. Новопольский — Работа с осциллографом

Это мой список книг для самых «маленьких». Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

1. Гендин. Советы по конструированию
2. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
4. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
5. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
6. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
7. Барнс. Эллектронное конструирование
8. Миловзоров. Элементы информационных систем
9. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
10. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
11. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
12. Ю.Сато. Обработка сигналов
13. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
14. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь .

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет — будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Да прибует с тобой Ом, Ампер и Вольт:

прямой и обратный, их схемы

P-N переход — точка в полупроводниковом приборе, где материал N-типа и материал P-типа соприкасаются друг с другом. Материал N-типа обычно упоминается как катодная часть полупроводника, а материал P-типа — как анодная часть.

Схема P-N перехода

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Когда между этими двумя материалами возникает контакт, то электроны из материала n-типа перетекают в материал p-типа и соединяются с имеющимися в нем отверстиями. Небольшая область с каждой стороны линии физического соприкосновения этих материалов почти лишена электронов и отверстий. Эта область в полупроводниковом приборе называется обедненной областью.

Эта обедненная область является ключевым звеном в работе любого прибора, в котором есть P-N переход. Ширина этой обедненной области определяет сопротивление протеканию тока через P-N переход, поэтому сопротивление прибора, имеющего такой P-N переход, зависит от размеров этой обедненной области. Ее ширина может изменяться при прохождении какого-либо напряжения через этот P-N переход. В зависимости от полярности приложенного потенциала P-N переход может иметь либо прямое смещение, либо обратное смещение. Ширина обедненной области, или сопротивление полупроводникового прибора, зависит как от полярности, так и от величины поданного напряжения смещения.

Прямой P-N переход

Когда P-N переход прямой (с прямым смещением), то тогда на анод подается положительный потенциал, а на катод — отрицательный. Результатом этого процесса является сужение обедненной области, что уменьшает сопротивление движению тока через P-N переход.

Если потенциал увеличивается, то обедненная область будет продолжать уменьшаться, тем самым еще больше понижая сопротивление протеканию тока. В конце концов, если подаваемое напряжение окажется достаточно велико, то обедненная область сузится до точки минимального сопротивления и через P-N переход, а вместе с ним и через весь прибор, будет проходить максимальный ток. Когда P-N переход имеет соответствующее прямое смещение, то он обеспечивает минимальное сопротивление проходящему через него потоку тока.

Прямой P-N переход

Обратный P-N переход

Когда P-N переход обратный (с обратным смещением), то отрицательный потенциал подается на анод, а положительный — на катод.

Это приводит к тому, что в результате обедненная область расширяется, а это вызывает увеличение сопротивления протеканию тока. Когда на P-N переходе создается обратное смещение, то имеет место максимальное сопротивление протеканию тока, а данный переход действует в основном как разомкнутая цепь.

Обратный P-N переход

При определенном критическом значении напряжения обратного смещения сопротивление протеканию тока, которое возникает в обедненной области, оказывается преодоленным и происходит стремительное нарастание тока. Значение напряжения обратного смещения, при котором ток быстро нарастает, называется пробивным напряжением.

Электроника для начинающих. Введение в электронику

– Если бы не было электричества,
мы бы смотрели телевизор в темноте.
Муаммар Каддафи

И правда, не придумай в… а когда же и кем было придумано электричество? А что это вообще такое? Зачем оно нам нужно? В истории есть много моментов, с которыми можно связать возникновение понятия «электричества» – от натирания мехом янтаря в Древней Греции до гигантской батарейки Петрова. Да и нам это не особо важно, но обо всем по порядку.

Здравствуйте, уважаемые! Может быть, у Вас сейчас утро, а, может, и день, может Вы уже готовитесь к ужину или почти пошли спать, но случайно (или намеренно) забрели сюда и… хоп! попали на настоящий урок по электротехнике. Ну или почти на настоящий. Могу сразу Вас обрадовать – здесь можно разговаривать, громко слушать музыку, принимать пищу и даже уходить, когда Вам вздумается, потому что урок это электронный или, как модно говорить, онлайновый. Никаких конспектов, никаких зачетов или экзаменов – Вы здесь по своему желанию, значит, хотите научиться. Тогда никаких остановок – только вперед!

Электрический ток, напряжение, мощность, ватт, ампер и вольт, ом и герц, транзистор и резистор… Как много непонятных (или очень даже знакомых) слов сразу. Все эти термины (а так же много других) относятся к электротехнике – науке, изучающей использование,получение, распределение, преобразование и электрической энергии. Не-не-не, не надо запоминать или записывать это определение! Положите ручку на место. «А я ее и не думал брать!» – скажете Вы. Ну и правильно. Черт с ним, кому это важно! Электротехника – это что-то связанное с электричеством. Вот это определение, пожалуй, будет нам ближе, остановимся на нём. Специалисты в области электротехники могут разрабатывать электронные устройства, начиная от радиоприемников и заканчивая сложными роботами и интеллектуальными системами управления различными агрегатами: станки, конвейеры, космические корабли и так далее. Электроника уже есть везде.

И тот самый телевизор, который Каддафи смотрел в темноте, тоже работает на электричестве, а, значит, в нём есть электрические компоненты. Современный мир очень зависим от электричества, то есть зависим от тех людей, кто умеет с ним обращаться. Конечно, каждый знает, что пальцы в розетку лучше не совать, все равно толстые и не пролезут, за оголенные провода хвататься не стоит, вдруг сверху упадет что-нибудь, но ведь это еще далеко не всё знание об электричестве. Хотите научиться создавать электронные устройства своими руками: не по готовой инструкции, какие продают сейчас в радиомагазинах и которые стоят серьезных денег по сравнению со своей реальной себестоимостью, а самостоятельно, основываясь на своих знаниях и опыте? Хотите суметь самостоятельно починить сколь угодно сложное электронное устройство (чайник, телевизор и т.д.)? Хотите? Да я же по глазам вижу, что хотите! Давайте будем пробовать вместе.

Хотя конечно в теории теория и практика это одно и то же, но на практике – это совершенно разные вещи.В начале начал нужно научиться отличать герц от ампера, а резистор от транзистора, причем с первой попытки. А так же знать, что такое выпрямитель, почему мультивибратор не вибрирует и зачем гудит трансформатор. Электротехника ответит на сотни подобных вопросов, да еще и покажет, как это все использовать на практике.
Но есть одно «но». Перед тем как читать дальше, настоятельно рекомендуется знать школьных курс физики хотя бы на уровне «хорошо», понимать, что атомы состоят из элементарных частиц, электрон обладает отрицательным зарядом, поле совершает работу и обладает энергией и так далее, чтобы понимать, о чем идет речь.

Эти вопросы специально не затрагиваются, потому как это несколько другая тема и она так же требует времени на изучение. Но в случае чего всегда можно обратиться к учебникам или к сайтам google.com и wikipedia.com, где можно найти ответы на возникающие вопросы. Так же, в статьях могут встречаться и ошибки или неточности. Если увидите таковую – пишите автору, и они будут поправлены, ибо никто из нас не идеален и не может знать и помнить всего.
Каждая статья состоит из теоретической (скучной) части, в которой будет изложен материал, необходимый для понимания той или иной темы, особо важные места будут отмечены специальным образом:

Пример.

Желательно эту информацию запоминать. Я постараюсь внести в теоретическую часть толику интереса, чтобы читатель не уснул хотя бы моментально, и попытаюсь вести рассказ понятным и простым языком, используя Великий и Могучий Русский Язык. После теории будет идти практическая часть (за исключением самого первого урока) – вопросы или задачи, ответить или решить которые предлагается читателю с целью закрепления полученных знаний. И в конце статьи будет располагаться несколько тезисов, отражающих общий план статьи – утверждения, которые так же нужно запоминать.
Ну, вот и все на этом, бросаем пустые слова и переходим к делу. Поехали!

Содержание | Урок 1: Куда бегут электроны? →

Вводная электротехника с математическими объяснениями на доступном языке Электронная книга: Urbano, Magno: Books

Предлагает четкое и понятное понимание теоретических принципов электронной инженерии

Вводная электротехника с математическими объяснениями на доступном языке предлагает текст, в котором исследуются основные концепции и принципы электротехники. Автор — известный эксперт в этой области — объясняет математику, лежащую в основе электротехники, с помощью примеров, которые помогают понять теорию.Текст содержит четкие объяснения математической теории, необходимые для понимания каждой представленной темы, что поможет студентам инженерных курсов, которым может не хватать необходимых базовых математических знаний.

Книга, предназначенная для разбивки сложных математических понятий на понятные термины, включает в себя несколько математических приемов и знаний, таких как определитель матриц и умножение. Автор также объясняет, как выводятся определенные математические формулы. Кроме того, в текст включены таблицы интегралов и другие таблицы, помогающие, например, найти значения резисторов и конденсаторов.Автор предоставляет доступный язык, примеры и изображения, делающие тему доступной и понятной. Эта важная книга:

• Содержит обсуждение концепций, которые идут от базового до сложного, всегда с использованием упрощенного языка

• Предоставляет примеры, диаграммы и иллюстрации, которые помогают улучшить объяснения

• Объясняет математические знания, которые необходимы имеет решающее значение для понимания электрических концепций

• Содержит оба решенных упражнения в соответствии с пояснениями

Написанный для студентов, любителей электроники и технических специалистов, Вводный курс по электротехнике с математическими объяснениями на доступном языке — это столь необходимый текст, который заполнен основные концепции электротехники с доступной математикой, которая помогает в понимании темы.

Вводная электротехника с математическими объяснениями на доступном языке

Об авторе xix

Предисловие xxi

Благодарность xxiii

Введение xxv

Условные обозначения: используются в этой книге xxvii

1 Научный метод: общие концепции 1

1.1 Введение 1

1.2

1.3 Корни 2

1.4 Научная нотация как инструмент 2

2 Исчисление бесконечно малых: краткое введение 9

2.1 Введение 9

2.2 Концепция исчисления 9

3 Атом: кварки, протоны и электроны 19

3.1 Введение 19

3.2 Атомы и кварки 19

3.3 Электроны 20

3.4 Сильная сила и слабая сила 21

3.5 Проводники и электричество 22

3.6 Оболочки 23

3.7 Электрический потенциал 24

3.8 Ток 25

3.9 Электрическое сопротивление 25

4 Напряжение и ток: постоянный и переменный ток и напряжение 27

4 .1 Введение 27

4.2 Терминология 27

4.3 Батареи 27

4.4 Опасность, грабеж, опасность! 30

4.5 Постоянный ток 31

4.6 Относительные напряжения 31

4.6.1 Горы 32

4.7 Земля 33

4.8 Переменный ток 34

Упражнения 38

Решения 39

5 Резисторы: самый фундаментальный компонент 41

5.1 Введение 41

5.2 Резистор 41

5.3 Электрическое сопротивление 41

5.4 Символы 41

5.5 Типы резисторов 42

5.6 Мощность 42

5.7 Цветовой код 42

5.8 Потенциометр 44

5.9 Подстроечные резисторы 44

5.105

45 5.11 Электрические характеристики 45

5.12 Последовательные резисторы 45

5.13 Параллельные резисторы 46

5.14 Анализ постоянного и переменного тока 46

5.15 Синхронизация входа и выхода 47

Упражнения 48

Решения 48

Законы цепи 6 Ома Анализ 51

6.1 Введение 51

6.2 Основные правила электричества 51

6.3 Закон Первого Ома 52

6.4 Закон Второго Ома 53

6.5 Примеры 53

Упражнения 58

Решения 59

7 Дельта-Уай-преобразования: Анализ схем 63

7.1 Введение 63

7.2 Схема треугольника 63

7.3 Преобразование треугольник-звезда 63

7,4 преобразование звезда-треугольник 65

7,5 Примеры 65

Упражнения 69

Решения 69

8 Конденсаторы: 73

8.1 Введение 73

8.2 История 73

8.3 Как это работает 73

8.4 Электрические характеристики 77

8.5 Электрическое поле 78

8.6 Емкость 78

8.7 Накопленная энергия 79

8.8 Напряжение и ток 81

8.9 Примеры 84

8.10 Анализ переменного тока 87

8.11 Емкостное реактивное сопротивление 88

8.12 Фаза 88

8.13 Электролитический конденсатор 91

8.14 Переменные конденсаторы 93

8.15 последовательно соединенных конденсаторов 93

8.16 Параллельные конденсаторы 94

8.17 Цветовой код конденсатора 95

8.18 Маркировка конденсатора 96

Упражнения 98

Решения 98

9 Электромагнетизм: и мировая революция 103

9.2 Теория 103

9.3 Ганс Кристиан Эрстед 103

9.4 Правило правой руки 105

9.5 Первый эксперимент Фарадея 105

9.6 Второй эксперимент Фарадея 106

9.7 Заключение 107

10 Индукторы: Температурные устройства 109

10.1 Введение 109

10.2 Индуктор 109

10.3 Катушки и магниты 110

10,4 Индуктивность 111

10,6 Последовательная индуктивность 112

10,7 Параллельная индуктивность 112

10,8 Анализ постоянного тока 113

10,9 Электродвижущая сила 116

10.10 Ток через индуктор 116

10.11 Анализ переменного тока 116

10.12 Несинхронизация 119

Упражнения 120

Решения 120

11 Трансформаторы: не кино 123

11.1 Введение 123

11.2 Магнитное соединение Поле 124

11,3 Закон Фарадея 124

11,4 Первичная и вторичная обмотки 124

11,5 Реальный трансформатор 125

11,6 Несколько вторичных обмоток 125

11.7 Центральный отвод 126

11,8 Закон сохранения энергии 127

11,9 Поток утечки 127

11,10 Внутреннее сопротивление 128

11,11 Постоянный ток 128

12 Генераторы: и двигатели 129

12,1 Введение 129

12.2 Электрический Генераторы 129

12.3 Электродвигатель 131

13 Полупроводники: и их соединения 133

13.1 Введение 133

13.2 Все началось с лампочки 133

13.3 Полупроводники 135

14 Диоды и транзисторы: активные компоненты 143

14.1 Введение 143

14.2 Диоды 143

14.3 Переход NPN 143

14.4 Смещение 144

14.5 Транзистор, наконец! 144

15 Источники напряжения и тока: анализ цепей 147

15.1 Введение 147

15.2 Независимые источники постоянного напряжения 147

15.3 Независимые источники переменного напряжения 147

15.4 зависимых источника напряжения 148

15,5 независимых источников тока 149

15,6 зависимых источников тока 149

16 преобразований источников напряжения: анализ цепей 151

16.1 введение 151

16.2 методика 151

16.3 пример 153

Решения 161

17 Импеданс и фаза: анализ цепи 165

17.1 Введение 165

17.2 Это всего лишь фаза 165

17,3 Импеданс 166

17,4 Емкостный импеданс 167

17,5 Индуктивный импеданс 169

17,6 Примеры 169

17,7 Важность импедансов в реальной жизни 173

172

18 Мощность: и работа 181

18.1 Введение 181

18.2 Электроэнергия и работа 181

18.3 Параллельная мощность 182

18.4 мощности в серии 183

18,5 «Переменная» мощность 184

18,6 Реальная, полная и реактивная мощность 188

Упражнения 191

Решения 192

19 Законы Кирхгофа: Анализ цепей 197

19,1 Введение 197

19,1 Введение 197

19.2 Законы Кирхгофа 197

19.3 Примеры 199

Упражнения 210

Решения 211

20 Узловой анализ: Анализ цепей 215

20.1 Введение 215

20.2 Примеры 215

Упражнения 226

Решения 227

21 Теорема Тевенина: анализ цепей 235

21.1 Введение 235

21.2 Теорема 235

250

250 Решения Теорема Нортона: анализ цепей 257

22.1 Введение 257

22.2 Теорема Нортона 257

Упражнения 263

Решения 264

23 Теорема суперпозиции: анализ цепей 269

23.1 Введение 269

23.2 Теорема 269

23.3 Методология 269

23.4 Пример 270

Упражнения 281

Решения 282

24 Теорема Миллмана: анализ схем 287

24,1 9000 Теорема 2 287

9000

24.3 Примеры 291

Упражнения 295

Решения 295

25 RC-цепей: анализ напряжения и тока в цепях, содержащих последовательные резисторы и конденсаторы 297

25.1 Введение 297

25.2 Зарядка конденсатора 297

25.3 Постоянная времени RC 308

25.4 Примеры 315

Упражнения 328

Решения 330

26 Цепей RL: анализ напряжения и тока в цепях, содержащих резисторы и индукторы 341

26.1 Введение 341

26.2 Включение питания 341

26.3 Отключение питания 349

26.4 Примеры 354

Упражнения 362

Solutions 365

27 Цепи RLC: Часть 1: Конденсаторы, анализаторы напряжения в цепях и индукторы серии 377

27.1 Введение 377

27.2 Базовая цепь серии RLC 377

27.3 Примеры 408

Упражнения 418

Решения

419

28 Цепей RLC: Часть 2: Анализ тока в цепях, содержащих резисторы, конденсаторы и индукторы последовательно 427

28.1 Введение 427

28.2 Схема 427

28.3 Текущие уравнения 430

28.4 Примеры 432

Упражнения 442

Решения 443

29 Транзисторные усилители: компонент Magic 451

29000.1 Введение 451

29.2 Транзистор как усилитель 451

29.3 Резервуар для хранения воды 451

29,4 Коэффициент усиления по току 452

29,5 Шины источника питания 452

29,6 Усилитель 452

29,7 Рабочая точка покоя 453

Классы 453

Упражнения 477

Решения 479

30 Операционные усилители: краткое введение 485

30.1 Введение 485

30.2 Операционные усилители 485

30.3 Как работает операционный усилитель 486

30,4 Характеристики операционного усилителя 488

30,5 Типовые конфигурации 488

31 Контрольно-измерительные приборы: краткое введение 509

31,1 Введение 509 31.2 Multimeter 509

31,3 Вольтметр 510

31,4 Амперметр 511

31,5 Омметр 512

31,6 Осциллограф 513

31,7 Макетные платы 513

31.8 Диаметр проволоки 515

31,9 Источник питания 516

31.10 Паяльная станция 517

31.11 Паяльные экстракторы 517

31.12 Бессвинцовый припой 517

31,13 Несколько изображений реальных продуктов 518

Приложение A: Международная система единиц измерения (SI) 521

Приложение B: Цветовой код: резисторы 523

Приложение C: Среднеквадратичное значение (RMS) 525

Приложение D: Комплексные числа 529

Приложение E: Таблица интегралов 537

Приложение F: AWG Сравнение с метрической системой: сечения проводов 539

Приложение G: Резисторы: коммерческие значения 541

Приложение H: Конденсаторы: коммерческие значения 543

Приложение I: Индукторы: коммерческие значения 549

Приложение J: Инструменты моделирования 557

Приложение K. : Глоссарий 559

Индекс 563

Введение в электротехнику с математическими объяснениями доступным языком [Книга]

Описание книги

Предлагает понимание теоретических принципов электронной техники в ясных и понятных терминах.

Вводная электротехника с математическими объяснениями на доступном языке. предлагает текст, в котором исследуются основные концепции и принципы электротехники.Автор — известный эксперт в этой области — объясняет математику, лежащую в основе электротехники, с помощью примеров, которые помогают понять теорию. Текст содержит четкие объяснения математической теории, необходимые для понимания каждой представленной темы, что поможет студентам инженерных курсов, которым может не хватать необходимых базовых математических знаний.

Книга, предназначенная для разбивки сложных математических понятий на понятные термины, включает в себя несколько математических приемов и знаний, таких как определитель матриц и умножение.Автор также объясняет, как выводятся определенные математические формулы. Кроме того, в текст включены таблицы интегралов и другие таблицы, помогающие, например, найти значения резисторов и конденсаторов. Автор предоставляет доступный язык, примеры и изображения, делающие тему доступной и понятной. Эта важная книга:

• Содержит обсуждение концепций, которые идут от базового до сложного, всегда с использованием упрощенного языка

• Предоставляет примеры, диаграммы и иллюстрации, которые помогают улучшить объяснения

• Объясняет математические знания, которые необходимы имеет решающее значение для понимания электрических концепций

• Содержит оба решенных упражнения в соответствии с пояснениями

Написанный для студентов, любителей электроники и технических специалистов, Вводный курс по электротехнике с математическими объяснениями на доступном языке — это столь необходимый текст, который заполнен основные концепции электротехники с доступной математикой, которая помогает в понимании темы.

Показать и спрятать еще

Вводная электротехника с математическими объяснениями на …

Главная »Книги» Электротехника »Вводная электротехника с математическими объяснениями доступным языком

Предисловие к книге

Мы живем в мире, где технологии развиваются с поразительной скоростью.
Мы подошли к этой точке познания, потому что у человека всегда было любопытство к окружающим вещам.
Сначала это был вопрос выживания, но затем любопытство превратилось в открытие, и мы начали раскрывать секреты Вселенной.
Человеческая раса произвела на свет таких гениев, как Исаак Ньютон, Коперник, Галилео Галилей, Алессандро Вольта, Майкл Фарадей, Альберт Эйнштейн, Пьер-Симон Лаплас, Карл Фридрих Гаусс, Ричард Фейнман и многие другие, которые создали столпы знаний и внесли свой вклад в в различных областях науки, включая физику и математику, а также в областях, имеющих отношение к этой книге, таких как электромагнетизм и электричество.
В этой книге мы стараемся излагать знания простым и понятным способом и доступным языком, используя как можно больше иллюстраций и примеров.В отличие от других подобных книг, мы предлагаем математическую теорию, необходимую читателю, поэтому каждую тему можно полностью понять.
Многие преподаватели электротехники жалуются, что студенты приходят на их курсы без предварительных математических навыков, необходимых для понимания теорий. Эта книга пытается восполнить этот пробел, предоставляя такие математические навыки каждый раз, когда они необходимы.
Приглашаем читателя в это путешествие.

Об авторе

Обладая более чем 25-летним опытом работы в этой области, Магно Урбано начал свою профессиональную жизнь, получив диплом инженера-электрика в USU (Бразилия), и работал в таких областях, как компьютерная графика, визуальные эффекты и программирование, в двух крупнейших телекомпаниях в России. два континента: телеканал Globo в Бразилии и радио и телевидение Португалии (RTP).
До этого тома Магно написал 16 книг по мультимедийным темам, а также около 100 статей и 50 мультимедийных курсов для самых важных журналов Европы и Южной Америки.
Магно занимается разработкой приложений для устройств Apple с 2008 года. За этот период он разработал и опубликовал около 120 приложений для iPhone, iPad, macOS и Apple TV, некоторые из них попали в 1 или вошли в десятку лучших в различных странах по несколько недель.
Некоторые из его приложений можно увидеть на сайте www.katkay.com.
Прямо сейчас он рад представить свою первую книгу, изданную Wiley & Sons! С Магно можно связаться по телефону [адрес электронной почты]

.

---

---

Для загрузки необходимо включить JavaScript.

---

Вам нравится эта книга? Пожалуйста, поделитесь с друзьями, давайте прочитаем !! 🙂

Как читать и открывать тип файла для ПК?

ловушек на языке силы

Подобно желанию, язык разрушает, отказывается удерживаться в границах. Он говорит против нашей воли словами и мыслями, которые вторгаются, даже нарушают самые сокровенные пространства ума и тела.На первом курсе колледжа я прочитал стихотворение Эдриен Рич «Сжигание бумаги вместо детей». Это стихотворение, выступающее против господства, расизма и классового угнетения, пытается наглядно проиллюстрировать, что прекращение политического преследования и пыток живых существ является более важным вопросом, чем цензура, чем сжигание книг. Одна строчка из этого стихотворения, которая что-то взволновала и взволновала меня: «Это язык угнетателя, но он мне нужен, чтобы поговорить с вами». Я никогда этого не забывала.Возможно, я не смог бы это забыть, даже если бы попытался стереть это из памяти. Слова навязываются, корень озера в нашей памяти против нашей воли. Слова этого стихотворения породили в моей памяти жизнь, которую я не мог прервать или изменить.

Когда я обнаруживаю, что сейчас думаю о языке, эти слова присутствуют, как если бы они всегда ждали, чтобы бросить вызов и помочь мне. Я ловлю себя на том, что молча говорю их снова и снова с силой пения. Они пугают меня, заставляя осознать связь между языками и господством.Изначально я сопротивляюсь идее «языка угнетателя», будучи уверенным, что эта конструкция может лишить силы тех из нас, кто только учится говорить, кто только учится заявлять о языке как о месте, где мы подчиняемся себе. « Это язык угнетателя, но он мне нужен, чтобы поговорить с вами, ». Слова Эдриенн Рич. Затем, когда я впервые прочитал эти слова, а теперь они заставляют меня думать о стандартном английском, о том, как научиться говорить против чернокожего языка, против разорванной и прерванной речи обездоленных и перемещенных людей.Стандартный английский — это не язык изгнанников. Это язык завоевания и господства; в Соединенных Штатах это маска, которая скрывает потерю стольких языков, все эти звуки разнообразных коренных общин, которые мы никогда не услышим, речь Гуллы, идиш и многие другие языки, о которых не вспомнили.

Размышляя над словами Адриенн Рич, я понимаю, что меня вредит не английский язык, а то, что с ним делают угнетатели, как они формируют территорию, которая ограничивает и определяет, как они превращают ее в оружие, которое может позорить, унизить, колонизировать.Глория Анзалдуа напоминает нам об этой боли в Borderlands / La Frontera , когда она заявляет: «Итак, если вы действительно хотите причинить мне боль, говорите плохо о моем языке». Мы так мало знаем о том, как перемещенные, порабощенные или свободные африканцы, которые прибыли или были доставлены в Соединенные Штаты против своей воли, думали о потере языка, об изучении английского языка. Только будучи женщиной, я начала думать об этих чернокожих людях в связи с языком, думать об их травмах, поскольку они были вынуждены стать свидетелями того, как их язык стал бессмысленным в колонизирующей европейской культуре, где голоса, считавшиеся иностранными, нельзя было говорить, были запрещены языки, ренегатская речь.

Когда я понимаю, сколько времени потребовалось белым американцам, чтобы признать различные языки коренных американцев, признать, что речь, которую их предки колонизаторы объявили просто ворчанием или тарабарщиной, действительно была языком , трудно не услышать на стандартном английском языке всегда звук резни и завоеваний. Теперь я думаю о горе перемещенных «бездомных» африканцев, вынужденных жить в мире, где они видели таких же людей, как они сами, живущих в одной и той же коже, в одном и том же состоянии, но у которых не было общего языка, чтобы разговаривать друг с другом, которые нуждались в «общении». язык угнетателя.« Это язык угнетателя, но мне нужно на нем поговорить с вами . «Когда я представляю себе ужас африканцев на борту невольничьих судов, на аукционах, населяющих незнакомую архитектуру плантаций, я считаю, что этот ужас простирался за пределы страха наказания, что он также заключался в мучениях от слышания языка, который они не могли понять. . Само звучание английского должно было устрашить. Я думаю о черных людях, встречающихся друг с другом в пространстве, вдали от различных культур и языков, которые отличают их друг от друга, вынужденных обстоятельствами искать способы разговаривать друг с другом в «новом мире», где чернота или темнота их кожи а не язык стал бы пространством связи.Как вспомнить, повторно вызвать этот ужас. Как описать, что должно было быть для африканцев, чьи самые глубокие узы исторически складывались в месте общей речи, чтобы внезапно перенестись в мир, где сам звук родного языка не имел значения.

Я представляю, как они слышат разговорный английский как язык угнетателей, но при этом представляю, что они также понимают, что этим языком нужно овладеть, взять его, заявить как пространство сопротивления. Я полагаю, что момент, когда они осознали, что язык угнетателя, захваченный и на котором говорят языки колонизированных, может стать пространством связи, был радостным.В этом признании заключалось понимание того, что близость может быть восстановлена, что может быть сформирована культура сопротивления, которая сделает возможным выздоровление от травмы порабощения. Я представляю себе, что африканцы сначала слышат английский как «язык угнетателя», а затем снова слышат его как потенциальный очаг сопротивления. Изучение английского языка, умение говорить на чужом языке было одним из способов порабощенных африканцев, которые начали восстанавливать свою личную власть в контексте господства. Обладая общим языком, черные люди могли снова найти способ создать сообщество и средства для создания политической солидарности, необходимой для сопротивления.

Чтобы говорить друг с другом на языке угнетателей, они, тем не менее, также заново изобрели, переделали этот язык так, чтобы он говорил за пределами границ завоеваний и господства. В устах чернокожих африканцев в так называемом «Новом Свете» английский язык изменился, трансформировался и стал другим языком. Порабощенные чернокожие люди взяли сломанные кусочки английского языка и сделали из них контр-язык. Они составили свои слова таким образом, что колонизатору пришлось переосмыслить значение английского языка.Хотя в современной культуре стало обычным делом говорить о посланиях сопротивления, которые возникли в музыке, созданной рабами, особенно спиричуэлс, о грамматическом построении предложений в этих песнях говорится меньше. Часто английский, используемый в песне, отражал сломанный, разорванный мир раба. Когда рабы пели «никто не знает, какая проблема, я вижу» — их использование слова «никто» добавляет более богатое значение, чем если бы они использовали фразу «никто», поскольку конкретным участком было тело раба . страданий.И даже когда эмансипированные черные люди пели спиричуэлы, они не изменили язык, структуру предложений наших предков. Ибо в неправильном употреблении слов, в неправильном размещении слов был дух бунта, который объявлял язык местом сопротивления. Использование английского языка таким образом, что разрушило стандартное употребление и значение, так что белые люди часто не могли понимать черную речь, превратило английский в нечто большее, чем язык угнетателя.

Существует неразрывная связь между ломаным английским языком перемещенных, порабощенных африканцев и разнообразной черной разговорной речью, которую чернокожие люди используют сегодня.В обоих случаях нарушение стандартного английского языка привело к восстанию и сопротивлению. Преобразовывая язык угнетателя, создавая культуру сопротивления, черные люди создали интимную речь, которая могла сказать гораздо больше, чем было допустимо в рамках стандартного английского языка. Сила этой речи не только в том, что она способствует сопротивлению превосходству белых, но и в том, что она также создает пространство для альтернативного культурного производства и альтернативных эпистемологий — различных способов мышления и знания, которые имели решающее значение для создания контргегемонистского мировоззрения.Совершенно необходимо, чтобы революционная сила черной разговорной речи не была потеряна в современной культуре. Эта сила заключается в способности черного языка вмешиваться в границы и ограничения стандартного английского языка.

В современной поп-культуре чернокожих рэп стал одним из пространств, в которых разговорная речь чернокожих используется в манере, которая приглашает господствующую господствующую культуру слушать — слышать — и, в некоторой степени, трансформироваться. Однако один из рисков этой попытки культурного перевода состоит в том, что он упрощает разговорный черный язык.Когда молодые белые дети имитируют эту речь таким образом, чтобы можно было предположить, что это речь глупых или тех, кто хочет только развлечься или быть смешным, тогда подрывная сила этой речи подрывается. В академических кругах, как в сфере преподавания, так и в сфере письма, почти не предпринимались попытки использовать разговорный черный язык — или, если уж на то пошло, любой другой язык, кроме стандартного английского. Когда я спросил этнически разнородную группу студентов на курсе, который я читал о чернокожих женщинах-писателях, почему мы слышим только стандартный английский, на котором говорят в классе, они на мгновение потеряли дар речи.Хотя многие из них были людьми, для которых стандартный английский был вторым или третьим языком, им просто никогда не приходило в голову, что можно сказать что-то на другом языке и по-другому. Поэтому неудивительно, что мы продолжаем думать: «Это язык угнетателя, но он мне нужен, чтобы поговорить с вами».

Я осознал, что мне угрожает опасность потерять свое отношение к черной разговорной речи, потому что я слишком редко использую ее в преимущественно белой обстановке, в которой я чаще всего нахожусь, как в профессиональном, так и в социальном плане.И поэтому я начал работать над тем, чтобы интегрировать в различные условия специфическую южную речь чернокожих, которую я слышал и говорил в детстве. Было труднее всего интегрировать черный разговорный язык в письменную форму, особенно для академических журналов. Когда я впервые начал использовать черный язык в критических эссе, редакторы присылали мне работу на стандартном английском. Использование разговорного языка означает, что может потребоваться перевод на стандартный английский, если кто-то хочет охватить более широкую аудиторию.В классе я призываю студентов использовать свой родной язык и переводить его, чтобы они не чувствовали, что получение высшего образования обязательно оттолкнет их от того языка и культуры, которые они знают наиболее близко. Неудивительно, что когда ученики моего класса чернокожих женщин-писателей начали говорить, используя разные языки и речи, белые ученики часто жаловались. Это, по-видимому, особенно относилось к черному языку. Это особенно беспокоило белых студентов, потому что они слышали произносимые слова, но не понимали их значения.С педагогической точки зрения я побуждал их думать о моменте непонимания того, что кто-то говорит, как о пространстве для обучения. Такое пространство дает не только возможность слушать без «мастерства», без владения речью или владения ею посредством устного перевода, но также и возможность слышать неанглийские слова. Эти уроки кажутся особенно важными в мультикультурном обществе, которое остается сторонником превосходства белой расы и использует стандартный английский как оружие, чтобы заставить замолчать и подвергнуть цензуре. …

То, что студенты курса о чернокожих женщинах-писателях подавляли всякое желание говорить на языках, отличных от стандартного английского, не считая это подавление политическим, было указанием на то, как мы действуем бессознательно, в соучастии с культурой доминирования.

Недавние обсуждения разнообразия и мультикультурализма склонны преуменьшать или игнорировать вопрос языка. Критические феминистские труды, сосредоточенные на вопросах различия и голоса, сделали важные теоретические вмешательства, призывая к признанию приоритета голосов, которые часто замалчиваются, подвергаются цензуре или маргинализации. Этот призыв к признанию и празднованию различных голосов и, следовательно, разнообразия языка и речи неизбежно нарушает примат стандартного английского языка.Когда сторонники феминизма впервые заговорили о стремлении к разнообразному участию в женском движении, речь не шла о языке. Просто предполагалось, что стандартный английский останется основным средством передачи феминистской мысли. Теперь, когда аудитория феминистских писателей и говорящих стала более разнообразной, очевидно, что мы должны изменить общепринятые способы мышления о языке, создав пространства, где разные голоса могут говорить на словах, отличных от английского, или на ломаной, разговорной речи.Это означает, что на лекции или даже в письменной работе будут фрагменты речи, которые могут быть доступны, а могут и не быть доступны каждому человеку. Изменение того, как мы думаем о языке и как мы его используем, обязательно меняет то, как мы узнаем то, что знаем. На лекции, где я мог бы использовать южный черный диалект, специфический язык моего региона, или где я мог бы использовать очень абстрактное мышление в сочетании с простой речью, отвечая на разную аудиторию, я предлагаю, что нам не обязательно слышать и знать то, что заявлено полностью, что нам не нужно «овладевать» или побеждать повествование в целом, что мы можем знать по фрагментам.Я предполагаю, что мы можем учиться как из пространств молчания, так и из пространств речи, что терпеливым актом слушания другого языка мы можем подорвать культуру капиталистического безумия и потребления, которая требует, чтобы все желания были удовлетворены немедленно, или мы можем нарушить тот культурный империализм, который предполагает, что человек достоин быть услышанным, только если он говорит на стандартном английском языке. …

Признание того, что мы соприкасаемся друг с другом на языке, кажется особенно трудным в обществе, которое заставляет нас поверить, что в переживании страсти нет достоинства, что глубоко чувствовать — значит быть неполноценным, поскольку в рамках дуализма западной метафизической мысли идеи всегда важнее языка.Чтобы исцелить расщепление разума и тела, мы, маргинальные и угнетенные люди, пытаемся восстановить себя и свой опыт в языке. Мы стремимся создать место для близости. Не найдя такого места в стандартном английском языке, мы создаем разорванную, ломкую, непослушную речь на просторечии. Когда мне нужно сказать слова, которые не просто отражают или обращаются к доминирующей реальности, я говорю на черном языке. Там, в этом месте, мы заставляем английский делать то, что мы хотим. Мы берем язык угнетателя и обращаем его против себя.Мы превращаем наши слова в контргегемонистскую речь, освобождая себя в языке.

---

Крючки, Белл. 1994. Обучение преступлению: образование как практика свободы . Нью-Йорк: Рутледж, стр 167-175. || Амазонка || WorldCat

---

Планирование аварийного электропитания для людей, использующих электроэнергию и вспомогательные технологии, работающие от батарей, и медицинские устройства

Дата завершения	Не применяется	Товар .
		Основы планирования
		Создайте план альтернативных источников энергии.
		Прочтите инструкции к оборудованию и поговорите с поставщиками оборудования о вариантах резервного питания.
		Получите консультацию в своей энергетической компании относительно типа резервного источника питания, который вы планируете использовать.
		Регулярно проверяйте резервное или альтернативное силовое оборудование, чтобы убедиться, что оно будет работать в аварийной ситуации.
		Научите своих соседей и опекунов использовать ваши системы резервного копирования и управлять своим оборудованием.
		Ведите список альтернативных поставщиков электроэнергии. Спросите ближайших полицейских, пожарных и больничных отделений, можете ли вы использовать их в качестве резервного источника питания для вашего оборудования, если ваши резервные системы выйдут из строя.
		Отметьте все оборудование своим именем, адресом и номером телефона. Прикрепите к оборудованию простые и понятные карточки с инструкциями и заклейте их прозрачной упаковочной или почтовой лентой.
		Храните копии инструкций для каждой единицы оборудования вместе с серийными номерами и номерами моделей в водонепроницаемом контейнере или в наборах для чрезвычайных ситуаций.
		Пользователи устройств жизнеобеспечения
		Свяжитесь со своими энергетическими и водохозяйственными компаниями о ваших потребностях в устройствах жизнеобеспечения (домашний диализ, аспирация, дыхательные аппараты и т. Д.) До бедствия. Многие коммунальные предприятия ведут список «приоритетных услуг по повторному подключению» и карту местоположения потребителей, зависящих от электроэнергии, для использования в чрезвычайной ситуации.Спросите в отделе обслуживания клиентов вашей коммунальной компании, доступна ли эта услуга. Обратите внимание, что даже если вы находитесь в списке «услуги приоритетного переподключения», ваше питание может быть отключено в течение многих дней после аварии. Жизненно важно, чтобы у вас были варианты резервного питания для вашего оборудования. *
		Сообщите в пожарную службу, что вы зависите от устройств жизнеобеспечения.
		Все пользователи аппаратов ИВЛ должны держать под рукой реанимационный мешок. При сжатии мешок пропускает воздух через маску.
		Если вы получаете диализ или другое лечение, узнайте у своего поставщика медицинских услуг планы на случай чрезвычайной ситуации и куда вам следует обратиться за лечением, если ваша обычная клиника недоступна после чрезвычайной ситуации.
		Пользователи кислорода
		Посоветуйтесь со своим врачом, можете ли вы в экстренной ситуации использовать пониженную скорость потока, чтобы продлить срок службы системы. Промаркируйте свое оборудование сокращенными номерами расхода, чтобы вы могли легко к ним обращаться.
		Помните о правилах кислородной безопасности:
		Избегайте мест, где есть утечки газа или открытое пламя.
		Знак «Используется кислород».
		Всегда используйте фонарики с батарейным питанием или фонари, а не газовые фонари или свечи, когда используется кислород (чтобы снизить риск возгорания).
		Держите запорный выключатель кислородного оборудования рядом с собой, чтобы вы могли быстро добраться до него в случае опасности.
		Пользователи генератора
		Убедитесь, что использование генератора является подходящим и реалистичным.
		Переносной газовый генератор мощностью от 2000 до 2500 ватт может питать холодильник и несколько ламп.(Холодильник должен работать всего 15 минут в час, чтобы оставаться прохладным, если вы держите дверцу закрытой. Таким образом, вы можете отключить его от сети, чтобы работать с другими устройствами.)
		Используйте генераторы на открытых площадках, чтобы обеспечить хорошую циркуляцию воздуха.
		Надежно храните топливо.
		Проблема, когда вы живете в квартире, — это знать, как безопасно хранить достаточное количество бензина.
		Время от времени проверяйте свой генератор, чтобы убедиться, что он будет работать, когда это необходимо.
		Некоторые генераторы могут подключаться к существующим домашним системам электропроводки; всегда обращайтесь в свою коммунальную компанию по поводу критических ограничений и вопросов безопасности.
		Аккумуляторы
		Если вы пользуетесь слуховыми аппаратами, держите под рукой запасные батарейки для слуховых аппаратов.
		Составьте план по подзарядке батарей при отключении электричества.
		Обратитесь к продавцу / поставщику, чтобы найти альтернативные способы зарядки аккумуляторов. Примеры включают: Подключение соединительных кабелей к аккумуляторной батарее автомобиля. Использование преобразователя, который подключается к прикуривателю автомобиля или к розетке для аксессуаров.
		Если вы замените батарею кресла-коляски автомобильным аккумулятором, заряда хватит не так долго, как заряда аккумуляторной батареи глубокого разряда кресла-коляски.
		Если вы используете моторизованную инвалидную коляску или скутер, постарайтесь сохранить легкую ручную инвалидную коляску для экстренного использования.
		Накопленные дополнительные батареи требуют периодической зарядки, даже если они не используются. Если ваша стратегия выживания зависит от хранения батарей, внимательно следите за графиком подзарядки.
		Знайте время работы любых батарей, которые поддерживают ваши системы.
		Если у вас есть выбор, выбирайте оборудование, в котором используются батареи, которые легко купить в ближайших магазинах.
		При восстановлении питания
		Убедитесь, что настройки вашего медицинского устройства не изменились (медицинские устройства часто сбрасываются в режим по умолчанию при отключении питания).
		Другие планы резервного копирования

17.09.98 КОММЕНТАРИИ VCCC

17.09.98 КОММЕНТАРИИ VCCC SJR 91 Целевая группа по вопросам потребителей, окружающей среды и образования
17 сентября 1998 г.
Джин Энн Фокс, вице-президент
Совет потребителей граждан Вирджинии

Делегат Слива и члены Целевой группы.Я Джин Энн Фокс, вице-президент организации по работе с гражданами штата Вирджиния. Совет. Я ценю эту возможность обсудить две темы в повестке дня: агрегирование бытовых потребителей и потребителей требования к информации и образованию для реструктуризации электроснабжения.

Агрегация жилых и малых коммерческих клиенты

VCCC обсуждал агрегацию до SJR91 Подкомитет в августе. Мы выразили опасения, что конкуренция для бытовых потребителей будет происходить только по названию.Опыт в Калифорнии и других штатах, из которых вышли крупные компании рынок жилой недвижимости подчеркивает это опасение. Реструктуризация планы должны гарантировать, что бытовые потребители имеют доступ к выбору требуя от новых участников рынка обслуживать как жилые, так и коммерческие клиенты. Еще один способ гарантировать, что бытовые потребители получите одновременно универсальный сервис и самую низкую конкурентоспособную цену для электроэнергии — это объединение потребителей для увеличения их покупательная способность.Участие любого розничного покупателя в муниципальном либо программа групповой агрегации должна быть добровольной. Агрегирование модели не должны выделять потребителей с низким доходом как отдельную группа. Есть множество способов стимулировать агрегацию.

Муниципальное образование например, План общественного выбора штата Массачусетс разрешает гражданам муниципалитета для голосования на общественном референдуме или городским советом проголосовать, чтобы сформировать «общедоступный агрегатор», который будет покупать электричество от имени всех потребителей в пределах муниципального юрисдикция.

Выбор сообщества является добровольным для любого потребителя. право отказаться от участия в пуле. Через публичную агрегацию потребители могут сформировать большую группу покупателей, чтобы получить более низкие ставки за электричество, чем было бы доступно для физических лиц. Публичные агрегаторы публично подотчетны через выборы, законы об открытых собраниях, законы о справедливых торгах и правила о конфликте интересов. В Массачусетсе, Муниципалитетам Community Choice была предоставлена ​​возможность восстановления деньги коммунальные предприятия обычно взимают с плательщиков за энергию программы повышения эффективности, позволяющие сообществам разрабатывать и внедрять программы, более подходящие для своих граждан и избегающие существенные комиссии за работу программы.Текущая электрическая сеть продолжает владеть и поддерживать систему распределения, считывать показания счетчиков и делаем биллинг. Муниципалитет только согласовывает условия и положения договора энергоснабжения от имени своих граждан.

Муниципальная агрегация приносит пользу мелким потребителям тремя способами: он создает переговорную позицию для небольших индивидуальных потребителей, это стимулирует конкуренцию и увеличивает рынок эффективность за счет снижения общих затрат, связанных с обслуживанием мелкие клиенты.

Отчет «Агрегирование клиентов с низким доходом: Могут ли рыночные решения решить рыночные проблемы «, выпущенный Коалицией Energy CENTS в Миннеаполисе, в соавторстве Роджер Колтон, рекомендует географическую модель агрегирования. со специальными положениями о низком доходе. В отчете говорится, что муниципальные агрегирование — наиболее эффективный способ объединения крупнейших количество потребителей электроэнергии с самым разнообразным потреблением характеристики.Благодаря муниципальной агрегации все клиенты автоматически регистрируются, включая более низкий доход и меньшее использование клиенты, которым может быть отказано в обслуживании в конкурентной отрасли или в рамках других моделей агрегирования.

Государственное управление может облегчить агрегирование. В Коннектикуте Управление штата Политика и менеджмент необходимы для управления пулом закупок. на покупку электроэнергии для государственных объектов и на обеспечение возможность участвовать в закупочном пуле для каждой семьи в том числе лицо, получающее помощь с проверкой нуждаемости управляется государством или федеральным правительством.Любое такое домашнее хозяйство получает те же льготы и скидки, что и государственные учреждения делать в пуле закупок. Содружество Вирджиния могло сделать условием торгов на его потребности в электроэнергии, чтобы поставщики услуг подают конкурентные заявки на энергопотребление всех участников государственной программы для новых домовладельцев, и субсидированные жилищные программы, все клиенты LIHEAP и некоммерческие организации, обеспечивающие здоровье, жилье, профессиональное обучение и др. социальные услуги малообеспеченным потребителям по контракту с государством или местные органы власти.

Другие модели агрегирования включают коммерческих и некоммерческие корпорации , подпадающие под юрисдикцию SCC. Клиенты могут образовывать кооперативы, чтобы действовать как агрегатор для электрических услуг. В Вермонте действует совместная программа Consumerco . Другие формы агрегации включают предлагаемую франшизу, закупочные клубы и близость группы.

Законодательство находится на рассмотрении в Огайо (SB 237 и HB 732) использует другой подход. Эти законопроекты делят государство на Области розничного маркетинга в течение пятилетнего переходного периода (01.01.2000 — 31.12.2004).Услуги по генерации будут выставлены на торги через открытый, общедоступный процесс для объединения всех клиентов в каждая область, которая решила не выбирать поставщиков электроэнергии на своих собственный. Области розничного маркетинга будут подразделениями существующих подсобные территории. Провайдер генерации в каждом RMA сохраняет ответственность за обслуживание клиентов с низким доходом и будет возмещена за услуги.

Сильные законодательные положения, обеспечивающие для и поощрять агрегацию бытовых потребителей должны не следует рассматривать как панацею от дерегулирования электричества.Агрегирование это один из способов минимизировать риски для мелких клиентов от дерегулирования, но агрегирование будет эффективным только при наличии конкурентного рынок генерации без ограничений передачи, через который для клиентов можно приобрести блок питания. Снова, этот подкомитет должен решить большие проблемы, чтобы защита потребителей должна быть эффективной. Эти большие проблемы эффективны конкуренция за поколение, ответственное отношение к застрявшим затраты / выгоды, универсальное обслуживание и все, что влечет за собой эта концепция.

Информация и образование для потребителей

Глубокие изменения в отрасли, которая обеспечивает основные услуги практически для каждого домашнего хозяйства требуют комплексного и постоянное общественное просвещение и разъяснительная работа. Регуляторы в Вермонте, Калифорнии, Мэне, Нью-Гэмпшире и Массачусетсе все изданные приказы, призывающие к значительному участию общественности в программы обучения потребителей и информирования, которые будут предшествовать конкуренции.План в Калифорнии обошелся в 87,5 миллиона долларов на обучение потребителей. сумма, которая составляет 0,43% от 20 миллиардов долларов, которые ежегодно тратятся на электроснабжение в Калифорнии.

Электрическая реструктуризация требует двух этапов информации и образования. Первый этап должен начаться хорошо до того, как на рынке появится выбор для розничной торговли. Генерал общественность лишь смутно осведомлена об изменениях, обсуждаемых в состоянии капиталы, которые кардинально изменят поставки электроэнергии.Основная ответственность за информирование общественности о незавершенных изменения на электрическом рынке должны быть возложены на Госкорпорацию Комиссия. Утилиты могут потребоваться для передачи информации или факты для клиентов, но только Комиссия имеет право и способность предоставить объективную информацию в постоянном диалоге со всеми потребителями коммунальных услуг. Информационно-просветительская кампания должны быть единообразными по всему штату, чтобы минимизировать общественное недоразумение и стоимость производства и предоставления информационных материалов.

Это будет новая роль для SCC и будет требуется дополнительное финансирование и персонал для работы. SCC может формировать партнерство с другими единицами государственного управления, у которых есть потребительские образование и информационная экспертиза, например, Управление потребителей Дела / VDACS, Консультации по делам потребителей в Генеральной прокуратуре офис и Virginia Cooperative Extension в Virginia Tech и Государственный университет Вирджинии. Некоммерческие общественные организации также должны быть включены в информационно-просветительскую деятельность.Эти группы пользуются доверием своих избирателей и говорят язык их сообществ.

Эффективная программа государственного образования должна достичь как минимум пяти целей: получить ценную обратную связь для помощи в принятии решений, навести порядок из неразберихи, создать достаточно хорошо функционирующую рынок, чтобы гарантировать, что все клиенты выиграют от реструктуризации, и для защиты уязвимых потребителей. Работа по информированию общественность нельзя оставлять на усмотрение коммунальных предприятий, маркетологов, агрегаторов, или других корыстных участников рынка.

Второй уровень информации и образования включает в себя оснащение индивидуальных потребителей возможностью покупать и использовать электроэнергию. Потребители, не имевшие опыта покупки электроэнергии как товар потребуются информационные и образовательные услуги, чтобы принимать обоснованные решения, разбираться в счетах за электричество и Сервисы. Как заметил один из сотрудников NCLC, на протяжении всей нашей жизни «выбор» в контексте электричества означал принятие решения когда включать и выключать свет.

Конкурентоспособные рынки зависят от информированных потребителей. Чтобы покупатели могли проводить точные сравнения, у них должны быть цены. которые указаны на одной и той же основе, будь то за унцию тунца или за кВтч на электроэнергию. При отсутствии «яблоки к яблокам» информация о ценах, потребители электроэнергии чаще выбирают не выбирать. Исследования проведены в штатах с пилотными проектами (Нью-Гэмпшир и Массачусетс) обнаружили, что потребители хотят информации от нейтральных сторон, таких как газеты, телевидение и правительственные организации.Потребители хотят узнать, как стать сообразительными покупателями электроэнергии. услуга. Потребители хотят единообразного раскрытия информации о ценах и ключевых экологических информация, предоставленная всеми поставщиками, чтобы они могли сравнивать магазин.

SCC должен поощрять развитие материалы, позволяющие потребителям сделать эффективный выбор, в том числе стандартизированная информация о цене, качестве и характеристиках для сравнения-покупок. Стандартная электрическая этикетка, необходимая для всех поставщиков, будет раскрывать эффективные цены, состав топлива и выбросы, условия контрактов.

ГТК потребуются правила доставки счетов и платежная информация, включая частоту выставления счетов, стандартизированная формат и детализация. Параллельный опыт работы на телефонном рынке показал, что частные таксофоны вызывают большую путаницу. Комиссия выпустила единые стандарты вывески для телефонов-автоматов, чтобы уменьшить количество жалоб и замешательство потребителей.

Законодательство о внедрении реструктуризации электрического отрасль должна включать разрешения и мандаты для обеспечения эффективная общественная информационная кампания до начала розничной продажи выбор, информация и образовательные программы, чтобы помочь потребителям делать покупки и вести дела с конкурентоспособными поставщиками энергетических услуг, и информация о защите прав потребителей и способах разрешения жалоб.Это серьезное задание, которое потребует соответствующего персонала, финансирования, и широкое участие заинтересованных сторон. Генеральная Ассамблея не должны оставлять работу по обучению и информированию потребителей На рынок.

Спасибо за возможность прокомментировать.

Приложение

(1996) Дебора Шахтер для Национального центра потребительского права и Проект помощи в области регулирования является источником следующих Законодательные директивы по достижению целей государственного образования для Электрическая реструктуризация:

Минимальные элементы для законодательной директивы по просвещению потребителей

1. Заявление о намерениях, что плавный и упорядоченный переход реструктурированной отрасли требуется информированная и заинтересованная общественность, и что SCC несет ответственность за обеспечение и контроль всестороннего государственное образование, предназначенное для:

   Максимальное участие общественности в принятии решений
   Минимизируйте путаницу у клиентов
   Оборудовать всех клиентов для грамотного участия на рынке
   Ограничить дискриминационную или злоупотребляющую рыночную практику.

2. Требование о том, чтобы Комиссия разработала и внедрила комплексное образование и информационная кампания не менее двенадцати за несколько месяцев до проведения реструктуризации;
3. Спецификация того, что такой план обучения и информационно-пропагандистской деятельности должен включают:

   Распространение информации с помощью интерактивных подходов, а также брошюры или другие письменные материалы и различные средств массовой информации, чтобы охватить каждый электрический Потребитель, такая информация должна включать, но не ограничиваться:
   

   Объяснение на понятном, доступном языке основных понятий реструктуризации.
   Оповещение о том, что ставки, защита потребителей, экологические и низкие на программы доходов могут повлиять решения о реструктуризации.
   Разъяснение рисков и ответственности клиента.
   Пояснения к доступным средствам защиты потребителей.
   Информация о том, как получить и оценить личный энергетический профиль.
   Консультации по выбору подходящего поставщика.
   Информация об агрегации.
   Информация о доступных механизмах разрешения споров.
   Уведомление о том, куда обратиться за дополнительной информацией.

   Широко разрекламированные общественные форумы, которые будут проводиться в разных географических регионах. области штата, чтобы способствовать участию общественности и предоставить возможности для обмена вопросами и ответами.

   Активное участие общественных организаций в разработке сообщений, а также в разработке и реализации образовательных стратегий.

   Целенаправленные усилия по охвату сельских, малообеспеченных, пожилых, иностранных язык, инвалидность, этнические меньшинства и другие традиционно недостаточно обслуживаемые населения.

   Использование фокус-групп для сбора мнений общественности по поводу широкой реструктуризации вопросы и проблемы и связанные с ними потребности в государственном образовании.

   Бесплатная горячая линия для индивидуального консультирования клиентов консультации по поводу личных энергетических потребностей, выбор поставщик энергии, агрегирование или разрешение споров.

   Использование заранее установленных критериев оценки осведомленности клиентов, понимание и способность действовать, чтобы периодически оценивать успех образовательных усилий.

4. A Требование, чтобы Комиссия составляла, регулярно пересматривала, и бесплатно предоставлять списки сертифицированных источников энергии информация о поставщиках, услугах поставщиков и сравнении цен, записи жалоб потребителей и списки квалифицированных или зарегистрированных агрегаторы.
5. Требование о том, чтобы Комиссия сообщала общественности о любые неавторизованные или мошеннические организации, сдерживающие себя как поставщики или поставщики, которые серьезно или неоднократно нарушил все применимые правила защиты прав потребителей.
6. Выделение средств, предназначенных для включения штатный сотрудник или независимый консультант по коммуникациям контролировать развитие кампании; достаточная дополнительная комиссия персонал для проведения необходимой информационно-разъяснительной работы, обучения, координации, обучение, общественная информация, общественная помощь и связанные с этим функции; и подробные рассылки, чтобы держать заинтересованные стороны в курсе к изменениям в реестрах Комиссии, совместных встречах и другие формальные и неформальные процедуры принятия решений.
7. Создание или расширение интервенционного фонда, имеется для участия в официальных заседаниях комиссии, чтобы гарантировать, что потребительские и общественные организации и другая гражданская защита группы могут эффективно участвовать.
8. Обязательство по созданию траста по обучению потребителей электроэнергии для поддержки грантов общественным организациям и информационно-пропагандистской деятельности усилия, с предоставлением Комиссии полномочий налагать сборы с конкурирующих поставщиков для финансирования траста, установления правила присуждения грантов, назначить волонтерский комитет для рассмотрения заявок на гранты и присуждения наград, а также для контроля и координации образовательные проекты грантополучателей.

---

SJR 91 дом .