Лучший ответ: Что такое плюс и минус в электрике?
Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как «электрический ток», «напряжение» «фаза» и «ноль» для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с «нуля» нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.
Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.
Характеристики проводов «плюса» и «минуса»
Если электрический кабель имеет 2 проводника, то один из них «плюс» (фаза), а второй «минус» (ноль). Необходимо обязательно знать полярность при подключении электроприбора, в противном случае существует риск порчи оборудования.
Важно! Чаще всего «плюс» и «минус» помечают буквами, символами или определенным цветом, предусмотренным ГОСТом.
Маркировка латинскими буквами
В схемах электросети фазу («плюс») отмечают латинской буквой L, такую же маркировку используют на проводах, если нет цветовой разницы. Латинская буква N – означает «ноль» или «минус». Заземление же маркируют как PE или PEN.
Иногда, при работе с проводкой, не имеющей никаких опознавательных знаков, используют маркеры, которые надеваются на провода в виде цветных колец с пометками. Другим вариантом разметки может быль термоусадочная лента разных цветов. Она надевается на кабель соответствующего напряжения и, для закрепления на носителе, подогревается.
Преимущества и недостатки автомобильных прикуривателей
Самое главное преимущество прикуривателя – это возможность подключения к нему огромного количества электроприборов, облегчающих жизнь в дороге. Однако, из-за коммутации таких больших объемов тока, конструкция этого устройства ненадежна. К тому же нельзя упускать и тот факт, что каждый раз, подключая гаджеты к прикуривателю, мы создаем механическую нагрузку на его элементы. В идеале, производителям автомобилей стоило бы задуматься об увеличении прочности, за счет большего количества прижимных лапок. Тогда вилка держалась бы в прикуривателя более «уверено».
Для чего нужна цветовая маркировка
Фазу и нейтраль в рабочей цепи определяют индикатором или мультиметром, но эти приборы не всегда есть рядом. Если электроцепь выполнена в соответствии с существующими стандартами, то по цвету изоляции жил можно без дополнительного оборудования определить их назначение.
Это позволяет быстро найти нужный провод, поэтому эффективность работы электрика будет намного выше.
Буквенная маркировка на проводниках аналогична надписям на клеммах и контактах электрооборудования. Достаточно завести и зафиксировать нужный провод в клемме, которая соответствует его маркировке. Чтобы перестраховаться, лучше дополнительно проверять тестером, где находится фаза.
Цвета изоляционного покрытия проводников
В принятых ПУЭ указано, что надо обязательно обозначать разными цветами нуль, фазу и заземление. Здесь для каждого вида провода предусмотрены свои цвета изоляции. Знание того, как обозначают проводники разного назначения, помогает обойтись без расшифровки буквенных символов.
Жила заземления
С 2011 г. в РФ принят единый стандарт, который полностью соответствует европейским нормам. В нем указано, что заземление, которое обозначают РЕ, только желто-зеленого цвета.
В электропроводке старых домов заземление и нуль совмещены.
Защита должна быть организована как на промышленных, так и на жилых объектах.
Нулевые рабочие контакты
По существующим стандартам, изоляция нуля синяя или сине-белая. На электросхеме нейтральный провод читается как минус (это связано с тем, что он обеспечивает замыкание цепи).
Фазный провод
Фаза является той жилой, по которой непосредственно протекает электрический ток. Неопытным электрикам часто бывает сложно определить, где она находится.
Это связано с тем, что основными цветами ее изоляции являются черный и коричневый, но нередко это также может быть красный, оранжевый или другой цвет. Чтобы проще было ориентироваться, надо запомнить, что фаза не бывает синей, зеленой или желтой.
Если подключается одновременно несколько фаз, то на оборудовании рядом с буквой L пишут номер или указывают буквы А, В, С. На электросхемах эту жилу часто обозначают как плюс.
Цветное обозначение проводов «плюс» и «минус»
Во избежание короткого замыкания в сети провода, «плюс» и «минус» нельзя путать ни в коем случае. Маркировка электропроводки необходима для быстроты и легкости определения напряжения. Это является одним из требований ПУЭ.
Для точного обозначения голубого или зеленого цвета, а «плюс» – коричневого, красного, черного или белого цвета. Если в кабеле 3 проводника и один желтый с продольными зелеными линиями, то это – заземление.
Маркировка проводов по цвету
Важно! Перед началом работы лучше проверить все провода на наличие напряжения, несмотря на маркировки по цвету, чтобы избежать опасности короткого замыкания или удара током. Прокладывать проводку мог неопытный электрик или человек, не имеющий представление о маркировке, и цвета могут не соответствовать.
Вам это будет интересно Подключение к сетям
Существует два вида тока в электричестве. Постоянный ток не может быть передан на большое расстояние, поэтому в быту используют переменный ток. Постоянный ток используют в следующих направлениях:
- В промышленности, строительном оборудовании, строительстве, сельском хозяйстве;
- В городских транспортных средствах (трамваи, троллейбусы, метро, поезда);
- На электрических подстанциях, где он трансформируется в переменный ток, и его передают потребителю.
Важно! Только два проводника используется в сетях постоянного тока. Здесь не бывает фазы или ноля, только «плюс» и «минус».
В данном случае, используют «плюс» с красным цветом, а синим обозначают провод с «минусом».
Определение проводов
Иногда возникают ситуации, когда требуется определить назначение того или иного провода при отсутствии на нем маркировки. Наиболее простым и распространенным способом является использование индикаторной отвертки. С ее помощью можно точно установить, какой провод будет фазным, а какой – нулевым. В первую очередь нужно отключить подачу электроэнергии на щитке. После этого концы двух проводников зачищаются и разводятся в стороны подальше друг от друга. Затем необходимо включить подачу электричества и определить индикатором назначение каждого провода. Если лампочка загорелась при контакте с жилой – это фаза. Значит другая жила будет нейтралью.
При наличии в электропроводке заземляющего провода, рекомендуется воспользоваться мультиметром. Этот прибор оборудован двумя щупальцами. Вначале устанавливается измерение переменного тока в диапазоне более 220 вольт на соответствующей отметке. Один щупалец фиксируется на конце фазного провода, а вторым определяется заземление или ноль. В случае соприкосновения с нулем, на дисплее прибора отобразится напряжение 220 вольт. При касании заземляющего провода, напряжение будет заметно ниже.
Маркировка проводов с помощью букв
Существует международная аббревиатура, которая используется в любой стране мира. Фазный провод обозначают буквой «L», нулевой — «N», заземление — сочетанием «PE».
Обозначение L в электрике
«L» — начало слова Line, такой буквой помечают фазу. Отсюда пошел термин «линейное напряжение». В цепях с переменным током фазы находятся под нагрузкой и обязательно покрыты цветной изоляцией.
При неосторожном прикосновении к таким оголенным жилам можно получить ожог, травму, а при их замыкании — повреждение или возгорание оборудования.
Обозначение N
Буквой «N» (Neutral) обозначают нейтральный провод. Его подключают к общей точке соединения обмоток, которые включены по типу звезды (на электростанции — к генератору, на подстанции — к трансформатору).
В странах, ранее входивших в состав СССР, его еще называют нулевой провод, или просто нуль.
Обозначение PE
Жила, соединенная с заземлением, имеет обозначение «PE». Такую аббревиатуру данный провод получил от английского словосочетания protective earthing.
Его применение позволяет защитить персонал предприятия или пользователей электросетей от удара током при неисправном электрооборудовании.
Обратная полярность
Европейский стандарт. Международная маркировка «type 0». Правильное определение обратной полярности аккумулятора – по указанному выше алгоритму. АКБ необходимо повернуть этикеткой к себе и определить, соответствует ли расположение токоотводов схеме – правый «+» и левый «-».
Обратная полярность свойственна большинству иномарок различных классов, выпускаемых под американскими, европейскими, азиатскими брендами. Но есть исключения, например, корейские автомобильные аккумуляторы Solite доступны с любым размещением положительной и отрицательной клемм.
Это же утверждение справедливо в отношении многих прославленных и начинающих производителей батарей для авто.
Прямая полярность
Отечественная разработка. Международное обозначение «type 1». Для правильного определения прямой полярности АКБ необходимо ее развернуть к себе лицевой стороной (этикеткой). Характерное размещение выводных клемм – левый «+» и правый «-». Штатно установлена на автомобилях семейства ВАЗ. Используется российскими и зарубежными компаниями. В частности, их выпускает завод-производитель аккумуляторов Moratti (тот же, что у АКБ Tab и аккумулятора Topla).
hammerzeit
Сегодня решил попробовать разобраться с тем, что такое «фаза», «ноль» и «земля».
Небольшой поиск в Гугле по этому поводу выявил, что в основном люди в интернете отвечают на этот вопрос каждый по-своему, где-то неполно, где-то с ошибками.
Я решил разобраться в этом вопросе досконально, в результате чего появилась эта статья.
Достаточно длинная, но в ней всё объяснено, в том числе, что такое фаза, ноль, земля, как это всё появилось и зачем всё это нужно.
Если очень кратко, то фаза и ноль — для электричества, а земля — только для заземления корпусов электроприборов, во имя спасения жизни человека в случае утечки электрического тока на корпус электроприбора.
Если начать с самого начала: откуда берётся электричество?
Все электростанции построены на одном и том же принципе: если магнит вращать внутри катушки (создавая тем самым периодическое «переменное» магнитное поле), то в катушке возникает «переменный» электрический ток (и, соответственно, «переменное» напряжение).
Этот величайший по своему значению эффект называется в физике «ЭлектроДвижущей Силой индукции», она же «ЭДС индукции», была открыта в середине XIX века.
«Переменное» напряжение — это когда берётся обычное «постоянное» напряжение (как от батарейки), и изгибается по синусу, и оно поэтому то положительное, то отрицательное, то снова положительное, то снова отрицательное.
Напряжение на катушке является «переменным» по своей природе (никто его специально не изгибает) — просто потому что таковы законы физики (электричество из магнитного поля можно получить только тогда, когда магнитное поле «переменное», и поэтому получаемое на катушке напряжение тоже всегда будет «переменным»).
Итак, значит, где-то в дебрях электростанции вращается магнит (для примера — обычный, а в реальности — «электромагнит»), называемый «ротором», а вокруг него, на «статоре», закреплены три катушки (равномерно «размазаны» по поверхности статора).
Поскольку в таком случае (случае вращения магнита на роторе) магнитный поток, проходящий через катушки (неподвижные на статоре), периодически меняется во времени, то в катушках на статоре создаётся «переменное» напряжение.
Каждая из трёх катушек соединена в свою отдельную электрическую цепь, и в каждой из этих трёх электрических цепей возникает одинаковое «переменное» напряжение, только сдвинутое («по фазе») на треть окружности (120 градусов из полных 360-ти) друг относительно друга.
Такая схема называется «трёхфазным генератором»: потому что есть три электрических цепи, в каждой из которых (одинаковое) напряжение сдвинуто по фазе.
(на рисунке выше «N-S» — это обозначение магнита: «N» — северный полюс магнита, «S» — южный; также на этом рисунке вы видите те самые три катушки, которые для упрощения понимания маленькие и стоят отдельно друг от друга, но в реальности они по ширине занимают треть окружности и плотно прилегают друг к другу на кольце статора, так как в таком случае получается больший КПД генератора электроэнергии)
Можно было бы с одной такой катушки оба конца проводки просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитать.
Но можно сэкономить на проводах: зачем тащить в дом два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить (воткнуть в землю), а от второго конца вести провод в дом (этот провод назовём «фазой»).
В доме этот провод подсоединяется, например, к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки чайника — заземляется (грубо говоря, просто втыкается в землю).
Получим то же самое электричество: одна дырка в розетке будет называться «фазой», а вторая дырка в розетке будет называться «землёй».
Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: скажем, «левые» концы катушек соединим вместе и прямо тут же заземлим (воткнём в землю).
А оставшиеся три провода (получается, это будут «правые» концы катушек) по отдельности потянем к потребителю.
Получится, мы тянем к потребителю три «фазы».
Вот мы и получили «трёхфазный ток», идущий от генератора «трёхфазного тока».
Это «трёхфазное» напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой, со знаком «осторожно, высокое напряжение»).
И не только «к нам во двор» — по всей огромной России тянули наши предки эти ЛЭПы во времена ударных пятилеток коммунизма (а это огого какая гигантская работа: тянули электричество, прокладывали дороги, осушали болота, заводы строили по всей стране, поднимали целину — это не в офисах под кондиционерами сидеть).
Изобретён этот «трёхфазный ток» был в самом конце XIX века.
Передача электричества в виде именно трёхфазного тока, как некоторые говорят, экономичнее (возможно, меньше потерь в проводах, или что-нибудь типа того), и там ещё, говорят, у него есть разные преимущества над обычным током для промышленного применения.
Например, все вращающиеся штуки на заводах — станки там, двигатели, насосы, и прочее — сделаны именно для трёхфазного тока, поскольку гораздо легче построить вращающуюся штуковину на трёхфазном токе: достаточно просто точно так же подсоединить эти три фазы к трём катушкам на кольце, и в центр вставить металлический стержень с рамкой — и будет он сам крутиться, как только пойдёт ток.
Такой агрегат называется «трёхфазным двигателем».
Поскольку изначально электричеством заморачивались именно на заводах (не было тогда ещё в домах компьютеров, холодильников и люстр), то исторически всё идёт от промышленности в первую очередь.
Поэтому, видимо, ток из электростанции в ЛЭП пускают всегда трёхфазным, с напряжением 35 килоВольтов между фазами (а сила тока в проводах при этом — около 300 Амперов).
Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак, да и различные заводы потребляют порою огого сколько мощности: металлургические, например.
Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение (потому что мощность тока — это сила тока умноженная на напряжение).
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов при передаче электроэнергии на расстояние по проводам (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов — именно поэтому чем толще провода в ЛЭП, тем экономичнее, потому что чем толще провод, тем меньше его сопротивление).
Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока, наращивая не силу тока, а напряжение (напряжению никак не мешает сопротивление проводов — такова его природа).
Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не отдельно ток и не отдельно напряжение, поэтому его не волнует, в каком виде эта мощность к нему в дом придёт по проводам: будет ли там больше тока и меньше напряжения, или, наоборот, больше напряжения и меньше тока — потребителя волнует только мощность в целом.
Поэтому на электростанции, перед передачей электроэнергии в провода ЛЭП, излишнюю силу тока, выработанного электрогенератором, перегоняют в напряжение, а при приёме тока в «подстанции» во дворе вашего дома выполняется обратное преобразование — излишнее напряжение перегоняют обратно в силу тока, поскольку к этому моменту весь путь по ЛЭП уже успешно пройден электроэнергией с минимальными потерями.
Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под ЛЭП, или ещё чего-нибудь).
Вот забавное видео про короткое замыкание ЛЭП в 110 килоВольтов — весёлый феерверк:
«Нейтраль» обычно заземляют для большей безопасности: если нейтраль не заземлить, то потом когда одна из фаз случайно замкнётся на землю где-нибудь в доме, то полученная электрическая цепь будет разомкнутой — не будет токопроводящего пути от места касания фазой земли в доме обратно на эту фазу на подстанции. А если бы нейтраль заземлили на подстанции, то обратный путь с земли в доме на фазу на подстанции прошёл бы через землю: землю можно в данном случае представить как огромный проводник, хотя строго говоря это и не так, она же не металлическая, но для наглядности можно представить её как один огромный проводник. Итак, при отсутствии заземления «нейтрали» на подстанции, при коротком замыкании фазы на землю ток из фазы в землю не пойдёт (или, может быть, пойдёт, но будет относительно небольшим), и такая неисправность не будет засечена специально созданными для этого приборами («автоматами»), и эти приборы («автоматы») не смогут вовремя предотвратить опасное замыкание фазы на землю, выключив электричество. Подробнее принцип работы «автоматов» описан в конце этой статьи. А если вас заинтересует более подробное объяснение, зачем используется именно заземлённая нейтраль, то можете прочесть его по этой ссылке.
В «нейтральной» точке, как можно посчитать по школьным формулам тригонометрии (или на глаз отмерить по графику с тремя фазами напряжения, который я давал в начале статьи), суммарное напряжение равно нулю. Всегда, в любой момент времени. Вот такая интересная особенность. Поэтому она и называется «нейтралью».
Теперь возьмём и подсоединим к «нейтрали» провод, и этот, получается, уже четвёртый провод тоже будет тянуться рядом с тремя фазными проводами (и ещё рядом будет тянуться пятый провод — это «земля», которой можно будет заземлить корпус подключенного электроприбора).
Получается, от генератора теперь будет идти четыре провода (плюс пятый — «земля»), а не три, как раньше.
Подключим эти провода к какой-нибудь нагрузке (например, к какому-нибудь трёхфазному двигателю, который тоже стоит у нас в квартире).
(на рисунке ниже генератор изображён слева, а трёхфазный двигатель — справа; точка G — это «нейтраль»).
На нагрузке (на двигателе) все три фазных провода тоже соединяются в одну точку (только не напрямую, чтобы не было короткого замыкания, а через некоторые большие сопротивления), и получается ещё одна такая «как бы нейтраль» (точка M на рисунке).
Теперь соединим четвёртый провод (идущий он «нейтрали»; точка G на рисунке) с этой второй «как бы нейтралью» (точка M на рисунке), и получим так называемый «нулевой провод» (идущий от точки G к точке M).
Зачем нужен этот «нулевой» провод?
Можно было бы, как и раньше, не заморачиваться, и просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки чайника, а другой шпенёк вилки чайника соединять с землёй, как мы делали раньше, и чайник бы нормально работал.
Вообще, как я понял, так и делали в старых советских домах: там от подстанции в дом заходят только два провода — провод фазы и провод земли.
В новых же домах (новостройках) в квартиры входят уже три провода: фаза, земля и этот «ноль». Это более прогрессивный вариант. Это европейский стандарт.
И правильно соединять фазу именно с нулём, а землю вообще оставить в покое, отдав ей только роль защиты от удара током (именно такой смысл должно нести слово «заземление», и никакого отношения к потреблению тока в розетке оно иметь не должно).
Потому что если все на землю ещё и ток будут пускать, то само заземление станет опасным — абсурд получится, будет поставлен с ног на голову весь смысл заземления.
Теперь немного математики, для тех, кто умеет её считать, и для тех, кто ещё не устал: попробуем посчитать напряжение между фазой и «нейтралью» (то же самое, что между фазой и «нулём»).
(вот ещё ссылка с расчётами, если кто-то захочет заморочиться этим)
Пусть амплитуда напряжения между каждой фазой и «нейтралью» равна U (само напряжение переменное, и скачет по синусу от минус амплитуды до плюс амплитуды).
Тогда напряжение между двумя фазами равно:
U sin(a) — U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
То есть, напряжение между двумя фазами в √3 («квадратный корень из трёх») раз больше напряжения между фазой и «нейтралью».
Поскольку наш трёхфазный ток на подстанции имеет напряжение 380 Вольт между фазами, то напряжение между фазой и нулём получается равным 220 Вольтам.
Для этого и нужен «ноль» — для того, чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети, иметь напряжение в 220 Вольт — ни больше, ни меньше. Оно всегда постоянно, всегда 220 Вольт, и вы можете быть уверены, что пока вся электрика в доме правильно подсоединена, у вас ничего не сгорит.
Если бы не было нулевого провода, то при разной нагрузке на каждую из фаз возник бы так называемый «перекос фаз», и у кого-то что-то могло бы сгореть в квартире (возможно даже в прямом смысле слова, вызвав пожар). Например, банально могла бы загореться изоляция проводки, если она не является пожаробезопасной.
До сих пор мы для простоты рассматривали случай воображаемого трёхфазного генератора, стоящего прямо в квартире.
Поскольку расстояние от квартиры до дворовой подстанции мало, и на проводах можно не экономить, то можно (и нужно, так же удобнее) перенести этот воображаемый трёхфазный генератор из квартиры в подстанцию.
Мысленно перенесли.
Теперь разберёмся с воображаемостью генератора. Понятно, что реальный генератор стоит не на подстанции, а где-нибудь далеко, на ГидроЭлектроСтанции, за городом. Можем ли мы на подстанции, имея три входящих фазных провода от ЛЭП, как-нибудь их соединить так, чтобы получилось всё то же самое, как если бы генератор стоял прямо в этой подстанции? Можем, и вот как.
В дворовой подстанции приходящее с ЛЭП трёхфазное напряжение снижается так называемым «трёхфазным» трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.
Трёхфазный трансформатор — это в простейшем случае просто три самых обычных трансформатора: по одному на каждую фазу
В реальности его конструкцию немного улучшили, но принцип работы остался тем же самым:
Бывают маленькие, и не очень мощные, а бывают большие и мощные:
Таким образом, входящие фазные провода от ЛЭП не прямо подсоединяются и заводятся в дом, а идут на этот огромный трёхфазный трансформатор (каждая фаза — на свою катушку), из которого уже «бесконтактным» способом, через электромагнитную индукцию, передают электроэнергию на три выходные катушки, от которых она идёт по проводам в жилой дом.
Поскольку на выходе из трёхфазного трансформатора имеются те же самые три фазы, которые вышли из трёхфазного генератора на электростанции, то здесь можно точно так же одни концы (условно, «левые») этих трёх выходных катушек трансформатора соединить друг с другом, чтобы получить «нейтраль» у себя на подстанции. А из нейтрали — вывести в жилой дом четвёртый «нулевой провод», вместе с тремя фазными (идущими от условно «правых» концов этих трёх выходных катушек трансформатора). И ещё добавить пятый провод — «землю».
Таким образом, из подстанции в итоге выходят три «фазы», «ноль» и «земля» (всего — пять проводов), и далее распределяются на каждый подъезд (например, можно распределить по одной фазе в каждый подъезд — получается по три провода заходит в каждый подъезд: одна фаза, ноль и земля), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки (где счётчики стоят).
Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: «фаза», «ноль» (иногда «ноль» называют ещё «нейтралью») и «земля».
«фаза» — это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт между фазами на подстанции; между фазой и нулём получится ровно 220 Вольт).
«ноль» — это провод от «нейтрали» на подстанции.
«земля» — это просто провод от хорошего правильного грамотного заземления (например, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю рядом с подстанцией).
Внутри подъезда фазовый провод по схеме параллельного включения расщипляется на все квартиры (то же самое делается с нулевым проводом и проводом земли).
Соответственно, делиться ток по квартирам будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока — тем больше, чем больше подключенная нагрузка в каждой квартире.
То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти «каждому по потребностям» (и проходить через квартирный счётчик, который это всё будет подсчитывать).
Что может произойти, если все включат обогреватели зимним вечером?
Потребляемая мощность резко возрастёт, ток в проводах ЛЭП может превзойти допустимые рассчитанные пределы, и может либо какой-то из проводов перегореть (провод разогревается тем сильнее, чем больше его сопротивление и чем большая сила тока в нём течёт, и борется с этим сопротивлением), либо просто сама подстанция сгорит (не та, которая во дворе дома, а одна из Главных Подстанций города, которая может оставить без электроэнергии сотни домов, часть города может несколько суток сидеть без света и без возможности приготовить себе еду).
Если ещё у кого-то остался вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было бы тянуть только два — фазу и ноль или фазу и землю?
Только фазу и землю тянуть не получится (в общем случае).
Выше мы посчитали, что напряжение между фазой и нулём всегда равно 220 Вольтам.
А вот чему равно напряжение между фазой и землёй — это не факт.
Если бы нагрузка на всех трёх фазах всегда была равной (см. схему «звезды», когда я объяснял её выше), то напряжение между фазой и землёй было бы всегда 220 Вольт (просто вот такое совпадение).
Если же на какой-то из фаз нагрузка будет значительно больше нагрузки на других фазах (скажем, кто-нибудь включит супер-сварочную-установку), то возникнет «перекос фаз», и на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить вплоть до 380 Вольт.
Естественно, техника (без «предохранителей») в таком случае горит, и незащищённые провода тоже могут загореться, что может привести к пожару в квартире.
Точно такой же перекос фаз получится, если провод «нуля» оборвётся, или даже просто отгорит на подстанции, если по нулевому проводу пойдёт слишком большой ток (чем больше «перекос фаз», тем сильнее ток идёт по проводу нуля).
Поэтому в домашней сети обязательно должен использоваться ноль, и нельзя ноль заменить землёй.
Помню, когда мой отец делал разводку в его квартире в новостройке в Москве, и видел знакомый ему с советской молодости провод земли, а потом видел незнакомый ему провод ноля, то он, недолго думая, просто откусывал кусачками провод ноля, приговаривая, что «а он не нужен».
Плюс и минус в электричестве: как это работает?
Электричество – это поток электронов через проводник. В электрической цепи электроны движутся от источника напряжения к нагрузке и обратно.
Плюс и минус
В электрических цепях используется обозначение "плюс" и "минус". Плюс обозначает направление движения электронов от источника напряжения, а минус – направление движения электронов к источнику.
Как это работает?
При подключении источника напряжения к электрической цепи происходит разность потенциалов между его полюсами. Эта разность потенциалов заставляет электроны двигаться от полюса с более высоким напряжением к полюсу с более низким напряжением.
На практике в электрической цепи плюс и минус могут быть помечены разными цветами проводов. Обычно красный провод обозначает плюс, а чёрный – минус.
Плюсы и минусы
Плюсы и минусы в электрической цепи имеют свои преимущества и недостатки.
- Легко идентифицировать полюс источника напряжения и подключить его к цепи.
- Положительный полюс означает, что в цепи находится напряжение.
- Пока провод в цепи не подключен, его напряжение неизвестно, и минус невозможно идентифицировать.
- Подключение минуса к корпусу прибора может вызывать короткое замыкание.
Заключение
В электрической цепи плюс и минус обозначают направление потока электронов. Важно подключать источник напряжения правильно, чтобы избежать короткого замыкания. Плюсы и минусы имеют свои преимущества и недостатки и должны быть учитываны при работе с электрическими устройствами.
Почему ток идет от плюса к минусу
Понимание направления тока в электрической цепи является важным элементом для понимания работы электронных устройств. Существует распространенное заблуждение, что электроны двигаются от минуса к плюсу в электрической цепи. Однако фактически ток всегда идет от плюса к минусу. В этой статье мы рассмотрим ключевые причины и объяснения этого явления.
Основная причина того, что ток идет от плюса к минусу, связана с тем, что электрический потенциал различен на разных концах цепи. Электрический потенциал обозначает работу, которую совершает электрическое поле при перемещении заряда между двумя точками в цепи. Точка с более высоким электрическим потенциалом имеет большую энергию и более сильно притягивает электроны.
В электрической цепи электроны передаются от атома к атому, передавая энергию, пока не достигнут конечной точки. При этом электроны переходят из более высокого потенциала к более низкому. Поэтому ток всегда идет от более высокого потенциала (плюс) к более низкому потенциалу (минус).
Почему ток идет от плюса к минусу: ключевые причины и объяснения — статья на сайте
Электрические поля и электронная структура атома
Движение электрического тока от плюса к минусу связано с электрическим полем, создаваемым зарядами на электроде. В кристаллических телах заряды носителей электричества (электроны или дырки) движутся в направлении электрического поля. Направление движения электронов связано с электронной структурой атома и принципом заполнения энергетических уровней.
Закон Ома и направление электрического тока
Еще одной причиной направления электрического тока от плюса к минусу является закон Ома. Согласно этому закону, направление тока всегда совпадает с направлением разности потенциалов, т.е. напряжения на проводнике. Положительное напряжение на элементе электрической цепи создается на его аноде, а отрицательное — на катоде.
Источники тока и их влияние на направление
Источники тока, такие как генераторы, батареи и аккумуляторы, также влияют на направление электрического тока в цепи. Например, при использовании однополярного источника тока, например, батареи, направление тока всегда будет одним и тем же — от плюса к минусу. Если же использовать двухполярный источник, например, генератор переменного тока, направление тока будет меняться в зависимости от периода колебаний.
| Причина | Объяснение |
|---|---|
| Электрическое поле | Создаваемое зарядами на электроде |
| Закон Ома | Направление тока совпадает с направлением разности потенциалов |
| Источники тока | Генераторы, батареи и аккумуляторы влияют на направление тока в цепи |
Ток — это…
Ток — это движение электрических зарядов через провода, сопротивление которых создает электрический потенциал. В этом процессе энергия передается от источника к потребителю.
Электрические заряды могут быть носителями электрона или дырок, которые движутся в направлении наименьшего электрического потенциала. Электрический потенциал создается разницей зарядов и приводит к электрическому току.
Направление тока определяется направлением движения электрических зарядов. В электрических цепях ток течет от положительной к более отрицательной точке потенциала, поэтому его направление обозначается от плюса к минусу.
Мощность тока зависит от его силы и напряжения. Сильный ток может вызвать перегрев и повреждение проводов и устройств, поэтому ограничение тока является важным аспектом обеспечения безопасности в электрических цепях.
Сравнение направления движения зарядов
Почему ток идет от плюса к минусу?
Главная причина, по которой ток идет от плюса к минусу заключается в том, что это удобно для нас людей. Мы привыкли к действию электричества так же, как мы привыкли к направлению движения времени, от прошлого к будущему. Все электрические устройства разработаны с учетом того, что ток протекает именно от плюса к минусу.
Кроме того, электрический ток является потоком заряженных частиц, поэтому он идет от области с большей концентрацией зарядов к области с меньшей концентрацией. Из-за того, что электроны являются зарядами отрицательного знака, они движутся в противоположном направлении тока, то есть от минуса к плюсу.
Также следует упомянуть, что в электрических цепях используются источники тока, такие как батареи и генераторы. Они создают разность потенциалов между двумя точками цепи, и ток начинает течь от точки высшего потенциала к точке нижнего потенциала.
- Суммируя все вышеописанное, можно сделать вывод, что ток идет от плюса к минусу в электрических цепях.
Стоит отметить, что существует также понятие «отрицательного тока», которое возникает в некоторых случаях. Однако, это уже более сложные и специфические случаи, которые выходят за рамки данной статьи.
Важно помнить, что понимание направления тока в электрических цепях является одним из основных принципов электротехники и электроники, поэтому необходимо усвоить его в самом начале изучения этих наук.
Объяснение явления
Ток электричества — это движение электрически заряженных частиц (электронов) в проводнике. При подключении источника напряжения к проводнику, электроны начинают двигаться внутри проводника, совершая свойственное им тепловое движение.
Взаимодействие электрических зарядов является ключевым фактором, который определяет направление движения тока по проводнику. Заряды одного знака отталкиваются друг от друга, в то время как заряды разных знаков притягиваются. В проводнике каждый электрон имеет отрицательный заряд, а общий заряд проводника является положительным.
Подключение источника напряжения создает разность потенциалов между его клеммами. Высшее значение потенциала соответствует положительной клемме, а низшее значение — отрицательной. При этом, электроны, которые совершают тепловое движение, начинают двигаться в более высокую потенциальную область, переходя от отрицательной к положительной клемме. Таким образом, ток электричества движется в проводнике от более низкого потенциала (минуса) к более высокому потенциалу (плюсу).
Таким образом, знание принципов движения тока полезно для понимания не только основ работы электрических устройств, но и для различных экономических и технологических сфер.