Каким должно быть напряжение в розетке домашней электросети: 220В или 230В?

Содержание

Стандарт бытового напряжения в СССР до 60-х годов XX века

В СССР вплоть до 60-х годов XX века эталоном бытового напряжения считались 127 В. Это значение обязано своим появлением талантливому инженеру русско-польского происхождения Михаилу Доливо-Добровольскому, разработавшему в конце XIX века трёхфазную систему передачи и распределения переменного тока, отличную от ранее предложенной Николой Тесла – двухфазной.

Изначально в трехфазной системе Добровольского линейное напряжение (между двумя фазными проводниками) составляло 220 В. Фазное напряжение (между нейтральным и фазным проводником), которое мы используем в бытовых целях, меньше линейного на «корень из трёх» – соответственно для данного случая получаем указанные 127 В.

Новый стандарт сетевого напряжения в Европе

Дальнейшие развитие электротехники и появление новых электроизоляционных материалов привели к повышению указанных значений: сначала в Германии, а затем и во всей Европе был принят стандарт 380 В – для линейного напряжения и 220 В – для фазного (бытового). Сделано это было с целью экономии – при росте напряжения (с сохранением установленной мощности) в цепи снижается сила тока, что позволило использовать проводники с меньшей площадью сечения и сократить потери в кабельных линиях.

СССР переходит на новый стандарт – 220/380 В

В Советском Союзе, несмотря на наличие прогрессивного стандарта 220/380 В, при реализации плана массовой электрификации строили сети переменного тока преимущественно по устаревшей методике – на 127/220 В. Первые попытки перейти на напряжение европейского образца были предприняты в нашей стране ещё в 30-х годах XX века. Однако массовый переход был начат лишь в послевоенное время, его причиной стала возрастающая нагрузка на энергосистему, которая поставила инженеров перед выбором – либо увеличивать толщину кабельных линий, либо повышать номинальное напряжение. В итоге остановились на втором варианте. Определённую роль в этом сыграл не только фактор экономии материалов, но и привлечение к работе немецких специалистов, имевших прикладной опыт использования электрической энергии с напряжением 220/380 В.

Переход растянулся на десятилетия: новые подстанции строили уже под номинал 220/380 В, а большинство старых переводили лишь после плановой замены отслуживших свой срок трансформаторов. Поэтому в СССР долгое время параллельно сосуществовали два стандарта для сетей общего пользования – 127/220 В и 220/380 В. Окончательное переключение на 220 В некоторых однофазных потребителей, по свидетельствам очевидцев, произошло только в конце 80-х — начале 90-х годов.

Сетевое напряжение в США

Стоит отметить, что не все страны перешли на общий стандарт напряжения. Например, в США установленное напряжение однофазной бытовой сети – 120 В, при этом к большинству жилых домов подводятся не фаза и нейтраль, а нейтраль и две фазы, позволяющие в случае необходимости запитать мощных потребителей линейным напряжением. Кроме того, в Соединённых Штатах отлична и частота – 60 Гц, в то время как общеевропейский стандарт – 50 Гц.

Дальнейшее увеличение номинальных напряжений – 230/400 В

Потребление электрического тока постоянно росло и в конце ХХ века в Европе было принято решение о дальнейшем увеличении номинальных напряжений в трехфазной системе переменного тока: линейного с 380 В до 400 В и, как следствие, фазного с 220 В до 230 В. Это позволило повысить пропускную способность существующих цепей питания и избежать массовой прокладки новых кабельных линий.

В целях унификации параметров электрических сетей новые общеевропейские стандарты были предложены Международной электротехнической комиссией и другим странам мира. Российская Федерация согласилась их принять и разработала ГОСТ 29322-92, предписывающий электроснабжающим организациям перейти на 230 В к 2003 году. ГОСТ 29322-2014, как уже выше упоминалось, устанавливает значение номинального напряжения между фазой и нейтралью в трехфазной четырехпроводной или трехпроводной системе равным 230 В, однако допускает применение и систем с 220 В.

Пятипроцентное изменение их номинала не должно сказаться на функционировании привычных бытовых электроприборов, так как они имеют определённый диапазон допустимых значений питающего напряжения. Обе величины, 220 и 230 В, в большинстве случаев, входят в этот диапазон. Однако определённые трудности при переходе на европейские стандарты всё-таки могут возникнуть. Они, в первую очередь, коснутся работы осветительного оборудования с лампами накаливания, рассчитанными на 220 В. Увеличение входного напряжения вызовет перенакал вольфрамовой нити, что негативно скажется на её долговечности – такие лампы будут чаще перегорать. Поэтому покупателям следует быть внимательнее и выбирать электролампы, допускающие включение в сеть 230 В (номинальное напряжение обычно указывается в маркировке прибора).

В заключение следует сказать, что различные нештатные ситуации, возникающие в отечественных электросетях (резкие перепады напряжения или прекращение подачи электричества), представляют для электрооборудования намного большую опасность, чем плановый переход на европейские стандарты электропитания. Кроме того, энергоснабжающие компании часто не соблюдают требования к качеству электроэнергии, допуская сильные отклонения от установленных номинальных значений.

Защитить современную технику от пагубных влияний различных сетевых колебаний могут специальные устройства – стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания. Группа компаний «Штиль» выпускает данное оборудование с различными значения выходного напряжения: 220 В, 230 В или 240 В.

Подробнее о стабилизаторах напряжения «Штиль»:
Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.

Низкое напряжение — это… (определение, диапазон)

Низкое напряжение — это напряжение, не превышающее 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1]).

Харечко Ю.В., проведя исследование в области нормативной документации, в своей книге [2] подытожил, что понимают под термином «низкое напряжение»:

« Под низким напряжением в международных стандартах понимают любое напряжение переменного тока до 1000 В и постоянного тока до 1500 В включительно. В национальных стандартах, разработанных на основе стандартов МЭК, также широко используют понятие «низкое напряжение». Например, электроустановка здания, в соответствии с требованиями стандартов комплекса ГОСТ Р 50571, является низковольтной электроустановкой и может состоять из электрических цепей, функционирующих при напряжении до 1000 В переменного тока и до 1500 В постоянного тока. В стандартах комплекса ГОСТ Р 50030 установлены требования к низковольтной коммутационной аппаратуре и аппаратуре управления, которая может оперировать при напряжении переменного тока до 1000 В и постоянного тока до 1500 В включительно. В стандартах комплекса ГОСТ Р 51321 изложены требования к комплектным низковольтным распределительным устройствам, которые могут иметь номинальное напряжение до 1000 В переменного тока и до 1500 В постоянного тока.

»

[2]

Стандарты МЭК и национальные стандарты, разработанные на их основе, классифицируют электрические установки и оборудование на низковольтные и высоковольтные электроустановки и электрооборудование.

ГОСТ 32966-2014 [3], который подготовлен на основе стандарта МЭК 60449, установил для электроустановок зданий два диапазона номинального напряжения (смотрите таблицу ниже). Напряжения диапазона I соответствуют так называемому сверхнизкому напряжению. Напряжения диапазона II, максимальные значения которых равны 1000 В для электрических цепей переменного тока и 1500 В для постоянного тока, соответствуют низкому напряжению.

Таблица: диапазоны номинального напряжения U электроустановки. Основана на таблицах 1 и 2 из ГОСТ 32966-2014
Диапазоны	Заземленные системы1		Изолированные или неэффективно заземленные системы2
	Напряжение между фазой и землей, или между полюсом и землей, В	Напряжение между фазами или полюсами, В	Напряжение между фазами или полюсами, В
Переменный ток
I	U≤ 50	U≤ 50	U≤ 50
II	50<U≤600	50<U≤1 000	120<U≤1 000
Постоянный ток
I	U ≤ 120	U ≤ 120	U ≤ 120
II	120	120	120
1) Под заземленной системой понимают электрическую систему, в которой одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена. При этом в трехфазной четырехпроводной и однофазной трехпроводной электрических системах переменного тока заземляют нейтрали. В трехфазной трехпроводной и однофазной двухпроводной электрических системах переменного тока, в которых нет нейтралей, заземляют фазные проводники. В трехпроводной электрической системе постоянного тока заземляют среднюю часть, находящуюся под напряжением. В двухпроводной электрической системе постоянного тока, в которой нет средней части, находящейся под напряжением, заземляют полюсный проводник.
2) Под изолированной или неэффективно заземленной системой понимают электрическую систему, в которой все части, находящиеся под напряжением, изолированы от земли или одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена через большое полное сопротивление.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] акцентирует внимание о том, что в некоторых стандартах термин «низкое напряжение» не получил должного распространения:

« Однако термин «низкое напряжение» до сих пор не получил должного распространения в национальной нормативной документации. В ПУЭ 7 все электроустановки классифицируют на электроустановки до 1000 В и электроустановки выше 1000 В. Например, в ГОСТ Р 12.1.019-2017., приложение А имеет название «Зона досягаемости в электроустановках до 1 кВ». При этом в ГОСТ Р 12.1.019 не учтен тот факт, что максимальное значение номинального напряжения для электрических систем постоянного тока установлено в комплексе ГОСТ Р 50571 равным 1500 В.

»

[2]

« Для устранения противоречий, имеющихся в национальной нормативной документации, в ПУЭ и другие национальные нормативные документы следует внести изменения, которые исключат из них понятия «напряжение до 1000 В» и «напряжение выше 1000 В» и заменят их понятиями «низкое напряжение» и «высокое напряжение». Все электроустановки в ПУЭ и другой национальной нормативной документации должны быть классифицированы соответственно как низковольтные электроустановки и как высоковольтные электроустановки. Аналогично как низковольтное и высоковольтное должно классифицироваться электрооборудование.

»

[2]

Список использованной литературы

1. ГОСТ 30331.1-2013
2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 2// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2012. – № 4. – 160 c.;
3. ГОСТ 32966-2014

Что такое Электрическое напряжение — Определение, измерение

Большинство людей в быту могут оперировать таким понятием как электрическое напряжение. Практически все знают, что бытовая розетка находится под напряжением 220В, а пальчиковая батарейка выдает напряжение всего в 1.5В. При этом далеко не каждый человек, окончивший среднюю школу или даже технический ВУЗ в состоянии ответить, что же все-таки означает термин электрическое напряжение. В этом материале мы постараемся ответить на этот вопрос, по возможности не прибегая к сложной математике.

Определение электрического напряжения

В учебниках по физике и электротехнике можно встретить разные определения электрического напряжения. Одно из них звучит следующим образом: электрическое напряжение между двумя точками пространства равно разности потенциалов электрического поля в этих точках. Математически это записывается так:

U=φ_a-φ_b (1).

Где U – электрическое напряжение, а φ_a и φ_b потенциалы электрического поля в точках A и B соответственно.

Если мы не знаем что такое потенциал электрического поля в точке, то приведенное выше определение мало проясняет вопрос, что же такое электрическое напряжение. Под потенциалом электрического поля в точке понимают работу, по перемещению единичного заряда совершаемую электрическим полем из данной точки в точку с нулевым потенциалом. На первый взгляд определение электрического потенциала кажется довольно сложным. Например, не совсем понятно, где находится точка с нулевым потенциалом.

 Для начала нужно запомнить, что электрический потенциал это работа по переносу единичного заряда. Если обратиться к формуле (1) то станет ясно, что электрическое напряжение не что иное, как разность двух работ. То есть электрическое напряжение, тоже есть работа. Отсюда мы приходим ко второму определению. Электрическое напряжение численно равно работе по переносу единичного электрического заряда из точки А в точку В. При этом φ_a и φ_b это потенциальная энергия которой обладает единичный заряд в точках А и В соответственно.

Для лучшего понимания изложенного выше можно привести следующую аналогию. Любое тело, находящееся на некотором расстоянии от Земли обладает потенциальной энергией. Для того чтобы поднять тело выше придется выполнить некоторую работу. Величина этой работы будет равна разности потенциальных энергий, которыми обладает тело на разной высоте. Похожую картину мы наблюдаем, когда мы имеем дело с электрическим полем.

Что касается точки пространства, в которой электрический заряд обладает нулевым электрическим потенциалом, то в теории электричества эту точку можно выбрать произвольно. Связанно это с тем, что электрическое поле «потенциально». Чтобы прояснить этот термин придется прибегнуть к высшей математике, а мы решили этого избежать. На практике специалисты в области электротехники в качестве точек с нулевым потенциалом часто выбирают поверхность Земли. И многие измерения выполняют относительно нее.

Электрические поля могут быть постоянными (неизменными во времени) и переменными. Переменные электрические поля могут изменяться по различным математическим законам. В технике чаще всего используются переменные электрические поля, которые изменяются по закону синуса. В случае переменного электрического поля мгновенное значение разности потенциалов между двумя точками можно вычислить по следующей формуле:

u(t)=U_m  sin⁡〖(ωt)〗 (2).

Здесь u – мгновенное значение напряжения; U_m – максимальное значение напряжения; ω – частота, t – время.

Измерение электрического напряжения

Электрическое напряжение измеряют с помощью вольтметров. Для измерения напряжения (разности потенциалов) на участке электрической цепи щупы вольтметра подключают к концам этого участка и по шкале считывают показания прибора.

Существует множество типов вольтметров. Мы остановимся на аналоговых вольтметрах с магнитоэлектрическими измерительными механизмами. Эти механизмы довольно часто применяют в щитовых вольтметрах и многофункциональных измерительных приборах – мультиметрах. Магнитоэлектрический электрический механизм представляет собой проволочную катушку, размещенную между полюсами магнита. Катушка подвешивается на спиральных пружинах обеспечивающих высокую чувствительность прибора. С катушкой связана указательная стрелка, с помощью которой осуществляется отсчет показаний на шкале прибора. Ниже на рисунке показано устройство магнитоэлектрического механизма.

Магнитоэлектрические измерительные механизмы имеют высокую чувствительность. С их помощью можно измерить напряжения составляющие сотые доли вольта. Для расширения пределов измерения последовательно с измерительным механизмом включают добавочные сопротивления. Схема простейшего вольтметра постоянного тока показана на рисунке.

Одним из важнейших параметром вольтметра является его внутреннее сопротивление. Чем больше значение внутреннего сопротивления вольтметра, тем меньшую погрешность можно получить в процессе измерения. Для аналоговых вольтметров внутреннее сопротивление обычно составляет 20кОм на вольт. Если необходимо получить большее значение сопротивления для измерений применяют электронные вольтметры, цифровые или аналоговые.

Для измерения переменного напряжения в конструкцию вольтметров включают выпрямители, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное. Шкалы вольтметров для измерения переменного напряжения обычно градуируют в действующих (эффективных) значениях напряжения. Действующее значение переменного тока связано с максимальным следующим соотношением.

U=1/√2 U_m=0,707U_m (3)

Действующее значение удобно применять при вычислении мощности электрической цепи. Когда мы говорим, что в электрической розетке присутствует напряжение 220В, речь идет именно о действующем значении напряжения.

В коротком материале трудно рассказать обо всех нюансах связанных с электрическим напряжением и способах его измерения. Но мы надеемся, что текст окажется полезен читателю.

Высокое напряжение в сети | Вольт-Ампер

Высокое напряжение в электросети — достаточно частое явление. Достаточно частое и достаточно опасное. Повышение сетевого напряжения может привести к поломке подключенных электрических приборов, к перегреву домовой электропроводки, к аварийным ситуациям.

Причины повышения напряжения в сети

Давайте выясним, по какой причине может возникать высокое напряжение в сети.  Все причины можно разделить на две группы:

• аварийное повышение напряжения в сети;
• повышенное напряжение в сети в результате плохой регулировки или неравномерности нагрузки.

Высокое напряжение в результате аварии

Напряжение в электросети может резко вырасти в результате различных аварий:

• обрыв нуля в результате плохого соединения проводки;
• попадание высокого напряжения в результате аварии соседней линии высокого напряжения;
• быстрое отключение нагрузки большой мощности в этой линии сети;
• аварии на электрораспределительной подстанции.

Наиболее частой причиной резкого повышения напряжения является «обрыв нуля», происходит это в случае «обгорания» нулевого провода или потери контакта нулевого провода в месте коммуникации. В этом случае в подключенных домах или квартирах может оказаться до 380 Вольт.  

Высокое напряжение в результате неверного регулирования или планирования

Напряжение в сети может стать  высоким в следующих случаях:

• неверная работа трансформаторов на распределительной подстанции;
• значительная неравномерность подключения нагрузок  по фазам;
• недостаточная мощность линии электропередач или оборудования подстанции;
• сезонные значительные колебания мощности потребления электроэнергии летом и зимой;
• повышение напряжения на выходе с подстанции для обеспечения приемлемого напряжения в самом конце линии электроснабжения.

Наиболее частой причиной повышенного  напряжения  в сети является неравномерность подключенной нагрузки по фазам. Происходит это, как правило, в частном секторе, в сельских поселениях, дачных поселках. Подключение домов в таких местах происходит часто, без предварительного планирования, к ближайшей линии электропередач. В результате таких подключений к одной фазе может быть подключено потребителей значительно больше, чем к другой фазе. А значит, у потребителей на одной фазе будет пониженное напряжение, а у потребителей на другой фазе будет повышенное напряжение. По этой причине в двух соседних дачных домах может быть напряжение в сети 250 и 180 Вольт.

Чем опасно высокое напряжение в электросети

Высокое напряжение в сети может быть очень опасным. Существенное повышение напряжения несет опасность здоровью человека, опасность развития аварийной ситуации, опасность воспламенения и пожара.

Что происходит при повышении напряжения?

Первая опасность — это нагрев элементов электрической проводки, нагрев изоляции проводников, нагрев элементов электрических приборов. Дополнительный нагрев, может быть, сразу и не приведет к поломке оборудования или аварии, но, в любом случае, скажется на прочности и долговечности изоляции проводников и существенно снизит сроки эксплуатации приборов.

Высокое напряжение очень опасно для приборов, имеющих магнитные трансформаторы, электромагнитные излучатели, микроволновые излучатели, индукционные катушки. При увеличении напряжения в сети в таких устройствах существенно растет мощность магнитного или индукционного потока, что приводит к поломке прибора. По этой причине, при повышенном напряжении быстро выходят из строя микроволновые печи, индукционные варочные панели, индукционные котлы отопления и другие подобные приборы.

Высокое напряжение опасно для приборов, имеющих электродвигатели и компрессоры. К таким прибором относятся холодильники, стиральные машины, пылесосы, электрические насосы, кондиционеры, сплит-системы, кухонные миксеры, мясорубки, кофемолки. При повышении напряжения растет нагрузка на подвижные части этих приборов, на обмотки и контакты электродвигателей, что приводит к  их поломке и дорогостоящему ремонту.

Большую опасность высокое напряжение представляет для электронных приборов и электронных схем управления. Достаточно высокое напряжение приводит к полному уничтожению элементов электронных плат. 

 

Существенное повышение напряжения выше 300-400 Вольт может приводить к взрывам конденсаторов и других емкостных элементов, к перегреву электрических проводников и короткому замыканию. Такие аварии могут приводить к воспламенению и пожару.  

Как понизить напряжение в электросети

Прежде всего необходимо выяснить причины повышения напряжения в сети.

Если причиной высокого напряжения является неравномерность нагрузки  в вашей линии электропередач, то можно рассмотреть вопрос о переключении части абонентов на другую линию.

Если причиной повышения напряжения стала некорректная работа электрораспределительного оборудования, то необходимо обратиться в сервисную службу городских или поселковых электросетей.

Если устранить причину повышения напряжения административным путем не удается, то необходимо использовать стабилизаторы напряжения для обеспечения безопасного и эффективного электроснабжения.

В зависимости от значения напряжения, мощности подключаемых устройств, возможности установки дополнительного оборудования, следует выбрать необходимый стабилизатор напряжения.

Наиболее эффективным решением является установка мощного стабилизатора напряжения на входе в дом. Если установка такого прибора невозможна, можно использовать отдельные локальные стабилизаторы для защиты наиболее чувствительного оборудования и приборов.

При выборе стабилизатора напряжения следует обратить внимание на следующие параметры:

• номинальная мощность стабилизатора;
• фактическая мощность стабилизатора во всем диапазоне входных напряжений;
• скорость стабилизации напряжения;
• возможность эксплуатации в круглосуточном режиме;
• надежность прибора.

Мы рекомендуем использовать стабилизаторы напряжения серии SKAT ST. Стабилизаторы этой серии имеют высокую мощность, высокую скорость стабилизации, не боятся перегрузок, могут работать круглосуточно. Более подробную информацию о технических параметрах смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения»

Стабилизаторы напряжения SKAT ST являются надежными устройствами, заводская гарантия — 5 лет!

Стабилизаторы напряжения SKAT ST помогут Вам эффективно решить проблемы низкого и высокого напряжения в сети. Стабилизаторы будут служит Вам долго и надежно. 

в квартире и на даче

Низкое напряжение в сети – можно сказать, болезнь удаленных потребителей. Стиралка еле крутится, в квартире или в доме; совершенно исправный насос вдруг перестал качать воду на даче – причина чаще всего одна: падение напряжения сети электропитания. При допустимых пределах 195 – 235 В (если линейное напряжение, как и нас и в Европе, 220 В) на «кончиках» распределительной сети может быть 180 и даже 175 В.

Прежде всего, нужно разобраться, где происходит падение напряжения. Тут не нужно измерений и приборов – достаточно поспрашивать соседей. Если у них все в порядке, потери напряжения – в Вашей абонентской проводке и нужно звать мастера-электрика.

Повышение напряжения в сети электропитания

Если же низкое напряжение у всех в округе – нужно думать, как повысить напряжение в сети у себя. Но не пугайтесь сразу же больших затрат на чудеса современной электроники. Они нужны, о них речь пойдет ниже. Но чаще всего проблему можно решить быстро и без хлопот подручными средствами. Причем – технически грамотно и совершенно безопасно.

При стабильно низком напряжении в сети выручит самый обыкновенный понижающий трансформатор на 12 – 36 В. Да, да, именно понижающий. И большой его мощности не потребуется. 100-ваттный потянет нагрузку в 500 Вт, а киловаттный – в 5 кВт. И увеличить напряжение в сети можно до допустимых пределов.

Никаких чудес, никакой паранауки – достаточно такой трансформатор использовать как повышающий автотрансформатор, добавив напряжение понижающей обмотки к линейному. Тогда при 175 В в розетке на выходе будет при 12 В добавочных 187 В. Маловато, но бытовая техника работать будет. Если вдруг напряжение повысится до нормы, автотрансформатор выдаст 232 В; это еще в норме. При 36 В добавочных 175 В вытягиваем до 211 В – норма! Но вдруг и в розетке норма окажется, получим 256 В, а это уже нехорошо для электроприборов. Поэтому лучше всего – 24 В добавочных.

А как же мощность? Дело в том, что в сетевой обмотке автотрансформатора течет РАЗНОСТНЫЙ ток, и если повышать напряжение на небольшую долю от исходного, он окажется совсем незначительным. Правда, в дополнительной обмотке пойдет суммарный ток, но она в понижающих трансформаторах выполняется из толстого провода и при мощности исходного трансформатора в 100 Вт выдержит ток в 3-5 А, а это более 500 Вт при 220 В.

Нужно только правильно сфазировать обмотки. Для этого включаем трансформатор, как показано на схеме, БЕЗ НАГРУЗКИ. К гнездам «Прибор» подключаем любой вольтметр переменного тока на 300 В и более, хотя бы тестер. Показывает меньше, чем в розетке? Меняем местами концы любой из обмоток. Стало больше, чем в розетке? Все, можно пользоваться. Потребителей включаем вместо измерительного прибора.

Нужно только поставить в цепь сети предохранитель – вдруг в розетке «зашкалит» (это может случиться, если на старой и плохо обслуживаемой подстанции испортится зануление), так пусть он сгорит, а не техника.

Подходящий трансформатор можно найти на «железном» или радиорынке, а то и у себя в кладовке. Не спутайте только с гасящим устройством для низковольтных электропаяльников – они выполнены на конденсаторах, и от них толку не будет, а будет авария.

Защита от перепадов напряжения

В городских условиях напряжение в сети, как правило, держится, но актуальной становится защита квартиры от перепадов напряжения. Вот тут пора вспомнить о чудесах электроники, поскольку «железно – проволочная» электротехника эффективных, простых и дешевых способов их сглаживания не знает.

Поспрашивайте в электро- и радиомагазинах автомат защиты от перепадов напряжения; их еще называют «барьер защитный». Как примерно такой выглядит, видно на иллюстрации. Современные устройства такого типа сравнительно недороги, компактны, их легко подключить и обслуживания в процессе эксплуатации они не требуют.

Простой защитный барьер для домашней электросети

Но не вспоминайте об автотрансформаторе на даче – защитный барьер лишь устраняет броски напряжения; все время держать напряжение в розетке при стабильно пониженном он не может. В качестве накопителей энергии в таких устройствах используются суперконденсаторы, а они хоть и «супер», но все же не электрогенераторы.

Как все-таки быть при нестабильном напряжении?

Бывает и так, что напряжение в сети резко колеблется – то меньше нормы, то больше. Это признак запущенного местного электрохозяйства: тронутых коррозией распределительных проводов в сочетании с плохим нулем на подстанции. Законные меры воздействия на энергетиков оставим юристам; данная же статья техническая, и нам нужно знать, как держать напряжение в норме.

Старый добрый стабилизатор напряжения для дачи вполне подойдет. Возможно, еще от дедушкина черно-белого телевизора, если хранился в подходящих условиях. Только нужно учесть, что наиболее употребительные феррорезонансные стабилизаторы могут давать очень короткие, в несколько миллисекунд, выбросы напряжения, а они могут повредить компьютерную технику, современный телевизор и вообще все, где используются импульсные блоки питания.

Поэтому после такого стабилизатора желательно включить описанный выше автотрансформатор, но с добавкой не 24, а 6-12 В. Напряжение в розетке будет в пределах нормы, а обмотки с большой индуктивностью на массивном железе автотрансформатора паразитные импульсы погасят.

В продаже на интернет-аукционах и с рук можно встретить старые промышленные магнитнокомпенсационные стабилизаторы, и вроде бы подходящей мощности: 1-10 кВт. Но ныне применение таких устройств запрещено. Они хорошо держат напряжение, но дают большую реактивную составляющую потребляемой мощности, очень вредную для управляемых электроникой энергосистем.

Энергетики, вооруженные ныне компьютерным мониторингом, засекают «реактивку» мгновенно, вычисляют источник абсолютно точно, а штрафные санкции (весьма внушительные) применяют охотно и без промедления.

В частном домовладении достаточно обеспеченного владельца радикальное средство стабилизации напряжения в домовой сети – электронный преобразователь напряжения с собственным накопителем энергии. По принципу действия это тот же компьютерный «бесперебойник» (UPS), но на мощность 3-10 кВт.

Стоят такие устройства весьма и весьма недешево (3-20 тыс. долл. США), но обеспечивают идеальное качество напряжения в сети и электропитание потребителей при ее пропадании. В отличие от компьютерных UPS, они, как правило, имеют интерфейс связи со снабженным собственной электроникой аварийным дизель-генератором, так что «движок» запускается не сразу при пропадании сети, а спустя некоторое время, или когда аккумулятор бесперебойника начинает садиться.

В заключение – важный момент. Человек, поверхностно знакомый с электротехникой, может «сообразить»: ага, компьютерный киловаттный UPS, стало быть, сможет держать утюг почаса-час, а телевизор или люстру – чуть ли не сутки, а стоит несколько сотен долларов. Поставлю-ка я такой на даче!

Неверно. Компьютерные UPS рассчитаны на кратковременное эпизодическое использование, потому и стоят в десятки раз дешевле ИБП общего назначения. При непрерывном использовании достаточно дорогостоящий прибор очень быстро окончательно выйдет из строя.

***

© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

Загрузка…

что еще почитать:

Вывести все материалы с меткой:

Эффективное / Полное напряжение в грунте | Напряжение в массиве грунта | GEO5

Эффективное / Полное напряжение в грунте

class=»h2″>

Вертикальное рабочее напряжение σ_z определяется следующим образом:

где:	σz	—	вертикальное рабочее общее напряжение
	γef	—	вес погруженной единицы грунта
	z	—	глубина под поверхностью земли
	γw	—	удельный вес воды

Данное выражение в общей форме описывает т.н. концепцию действительного напряжения:

где:	σ	—	общее напряжение
	σef	—	действительное напряжение (активное)
	u	—	нейтральное напряжение (давление поровой воды)

Общее, действительное и нейтральное напряжение в грунте

Концепция действительного напряжения действительно только для рабочего напряжения σ, поскольку сдвиговое напряжение τ не передается водой, а, значит, не действует. Общее напряжение определяется с помощью основных понятий теоретической механики, действительное напряжение определяется как разница между общим напряжением и нейтральным (пластовым) давлением (всегда рассчитывается, его нельзя измерить). Поровое давление определяется лабораторными или эксплуатационными испытаниями, либо расчетным способом. Ответ на вопрос выбора напряжения для расчёта — эффективного (общего) или полного (действительного) — не однозначен. Следующая таблица может служить своего рода общими рекомендациями для большинства случаев. Необходимо помнить, что полное напряжение зависит от того, как на грунт действует собственный вес и внешние факторы. Что касается порового давления, то считается, что для текущей поровой воды поровое давление равно гидродинамическому давлению, а при отсутствии движения — гидростатическому. Для частично насыщенных грунтов с более высоким поровым давлением необходимо учитывать тот факт, что оно присутствует и в воде и в воздухе.

Принимаемые условия	Дренированный слой	Недренированный слой
Краткосрочные	эффективное напряжение	полное напряжение
Долгосрочные	эффективное напряжение	эффективное напряжение

В слоевом подгрунте в многослойной среде с разным удельным весом грунтов в отдельных горизонтальных слоях вертикальное полное напряжение определяется как сумма тяжести всех слоев грунта над рассматриваемой точкой и порового давления:

где:	σz	—	вертикальное рабочее общее напряжение (нормальное)
	γ	—	удельный вес грунта
			— удельный вес грунта в естественном для грунта состоянии над уровнем грунтовых вод и сухими слоями
			— удельный вес грунта под водой в иных случаях
	d	—	глубина уровня грунтовых вод ниже поверхности земли
	z	—	глубина от поверхности земли
	γw	—	удельный вес единицы воды

Колебание напряжения в сети (скачки, низкое/высокое напряжение) Интепс

   Для того чтобы разобраться в причинах колебания напряжения в домашней сети, в том числе и при включении нагрузки, с начала надо понять какие процессы на это влияют. Большинство людей, не имеющих глубоких познаний в области электричества, считают, что у них в розетке ровно 220 Вольт и так оно и должно быть, ни меньше, ни больше. Попробуем разобраться во всем этом. Итак, по порядку…
   Предположим, что у нас идеальный источник энергии, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, и к нему напрямую подсоединена нагрузка. Тогда можно смело утверждать, что напряжения на источнике энергии и на нагрузке равны и не меняются при изменении величины нагрузки
 Uип=Uн.
   Но на самом деле, между источником питания (трансформаторной подстанцией) и обычными потребителями электрической энергии большое количество различных элементов, которые участвуют в передаче энергии от источника до потребителя. К ним относятся сами линии электропередач (провода, шины), различные разъединители, автоматические выключатели, предохранители, счетчики и т.д. Все это в сумме создает дополнительную внутреннюю нагрузку в системе передачи электроэнергии, а, как известно, на каждой нагрузке возникает падение напряжения в зависимости от величины этой нагрузки. При отсутствии внутренней нагрузки ток в линии рассчитывался бы по формуле:
Iн=Uип/Rн, где Uип — напряжение источника питания, Rн — сопротивление нагрузки.
Тогда как с внутренней нагрузкой, ток уже рассчитывается по формуле:
Iн=Uип/Rвн+Rн, где Rвн — сопротивление внутренней нагрузки
Отсюда следует, что снижение напряжения ΔUвн на внутренней нагрузке Rвн равно:
ΔUвн=Iн х Rвн
А напряжение на нагрузке Uн рассчитывается по формуле второго закона Кирхгофа:
Uн=Uип-ΔUвн.
Из формулы видно, при подсоединении нагрузки напряжение снижается на величину падения напряжения на внутренней нагрузке передающей линии электропередач. Соответственно, с повышением нагрузки увеличивается и падение напряжения на внутренней нагрузке линии, что и является фактом снижения напряжения на нагрузке.
   Теперь, когда понятно за счет чего происходит изменение напряжения в сети, рассмотрим конкретные причины:

1.    Плохой контакт.
   Эта причина является самой распространенной, поэтому если у вас вдруг начались проблемы с морганием света, особенно при включении какой-либо нагрузки, то в первую очередь необходимо провести профилактические работы по проверке и протяжке всех основных электрических соединений.  Такую работу лучше доверить опытному электрику, т.к. причина может быть как в щите, так и в любой распределительной коробке или в общедомовой линии электропередач. При плохом контакте в соединении увеличивается нагрев контактирующих поверхностей, вследствие этого происходит окисление контакта, что в свою очередь еще хуже влияет на соединение. Это может привести к полной потере контакта (обрыву, разрушению) и даже к возгоранию изоляции проводников. То есть, по сути, плохой контакт не что иное, как дополнительное внутреннее сопротивление в линии, на котором и происходит падение напряжения, отражаясь, например, на мигании света.

2.    Малое сечение электропроводки.
   Данная причина возможна в старых зданиях, где при строительстве было заложено малое сечение электропроводки (толщина) ввиду отсутствия в то время мощных потребителей. И действительно, еще каких-то тридцать лет назад в быту не было ничего мощнее утюга, а сейчас у каждого огромное количество разных электроприборов: стиральные машины, микроволновые печи, духовки, пылесосы, чайники и т.д. При подключении большого числа энергоемких приборов к сети, которая не была рассчитана на большую мощность, также происходит проседание напряжения из-за сопротивления электропроводки. Омическое сопротивление проводника (электропроводки) обратно пропорционально сечению этого провода, соответственно, чем меньше сечение провода, тем больше его сопротивление. Сечение провода и текущий по нему ток можно сравнить с туннелем и идущим по нему человеком. Чем уже туннель, тем сложнее по нему продвигаться, так и току по проводам. Соответственно, чем больше ток нагрузки и меньше сечение проводов, тем больше падение на этих проводах. Такая причина возможна и в случае неправильно выбранного сечения провода при прокладке электропроводки.
   В данной ситуации может помочь только замена электропроводки на провода с большим сечением (рассчитанным под данную нагрузку).

3.    Большое количество потребителей на одной линии.
   Довольно часто можно услышать такие жалобы, что когда сосед пользуется мощной нагрузкой (например – электро сауна, мощный станок), то у другого соседа свет то притухает, то ярко вспыхивает. Стоит понимать, что все потребители (дома) подключены к линии электропередач параллельно, поэтому если кто то из соседей включает мощную нагрузку, то напряжение начинает проседать не только у него, но и у всех, кто подключен к этой линии. Величина изменения напряжения в сети также зависит и от времени суток. Чаще всего колебания напряжения возникают в час пик, когда большая часть потребителей пользуются электроприборами (вечернее время и выходные).

4.    Несимметричная нагрузка.
   В бытовых электросетях, где в основном преобладает однофазная нагрузка (ТВ, ПК, стиральные машины, холодильники и т.д.), энергетикам зачастую сложно распределить равномерно потребителей по всем трем фазам линии электропередач, т.к. они самостоятельны и включаются в разное время. Основной причиной увеличения потерь в данном случае является несимметричная нагрузка, из-за которой сильно возрастают потери в трансформаторе подстанции.
   Устранить причины колебаний напряжения, описанных в пунктах 3 и 4, поможет стабилизатор напряжения переменного тока. При подборе стабилизатора нужно учесть диапазон его входного напряжения, который должен быть шире значения колебаний напряжения в вашей электросети. Мощность выбираемого стабилизатора напряжения всегда лучше рассчитывать с запасом на 25-30%. Подробнее как выбрать стабилизатор здесь: ссылка.

Определение напряжения по Merriam-Webster

вольт · возраст | \ ˈVōl-tij \ 1 : электрический потенциал или разность потенциалов, выраженная в вольтах.

Напряжение — Энергетическое образование

Напряжение часто используется как сокращение для разности напряжений , что является другим названием для разности потенциалов .Напряжение измеряет энергию, которую получит заряд, если он перемещается между двумя точками в пространстве. Единицей измерения напряжения является вольт (В), а 1 вольт = 1 Дж / Кл. ^[2]

Розетки и батареи имеют связанные с ними напряжения. Фактически, когда электричество доставляется на любое расстояние, между начальной и конечной точками существует напряжение (также известное как разность потенциалов). При приложении напряжения энергетически предпочтительно, чтобы электрический заряд двигался к точке самого низкого напряжения в проводе; это причудливый способ сказать, что положительный электрический заряд приобретает энергию при переходе от точки высокого напряжения к точке низкого напряжения.Отрицательный электрический заряд получит энергию от движения в другом направлении.

Чем больше напряжение, тем больше выигрыш в энергии от перемещения между двумя точками. Кроме того, чем больше заряд проходит через напряжение, тем больше кинетическая энергия, получаемая зарядом. Уравнение, которое моделирует это:

[математика] E = Q \ Delta V [/ математика]

Одна единственная точка не имеет напряжения, поскольку напряжение определяется как разность энергии между двумя точками.Напряжение всегда зависит от некоторой контрольной точки, которая определяется как 0 В. Для удобства Земля почти всегда определяется как 0 В (в классах физики 0 В часто рассматривается как потенциал в точке бесконечно удаленной, но это бесполезен в электронике). Напряжение генерирует поток электронов (электрический ток) через цепь. Специфическое название источника энергии, создающего напряжение для протекания тока, — электродвижущая сила. Это соотношение между напряжением и током задается законом Ома.

Часто бывает полезна аналогия:

Гравитационная потенциальная энергия — это энергия, которую мяч накапливает, сидя на столе. Высота, умноженная на ускорение свободного падения ( г, ), дает полную энергию, которая преобразуется в кинетическую энергию, если мяч упадет с этой высоты. Электродвижущая сила — это то, что продолжает поднимать мяч и класть его обратно на стол (это то, что движет потоком мячей, падающих со стола).

Электрическая энергия — это энергия, выделяющаяся, когда заряд «падает» через разность потенциалов (напряжение).Напряжение существует независимо от того, есть заряд или нет.

Для бытового применения

Электрическая розетка в доме имеет напряжение 120 В (в Канаде и США) через два отверстия. Это напряжение присутствует всегда, и когда электрическая нагрузка становится частью цепи (например, путем подключения прибора), это напряжение заставляет ток течь по цепи.

Электрические генераторы перемещают магниты возле катушек с проводами для создания напряжения в электрической сети.

Генерация постоянного тока создает напряжения, используя энергию света в фотоэлектрических элементах или энергию химических реакций, обычно внутри батарей, и даже разницу температур с помощью термопар.Чтобы узнать больше о физике напряжения, см. Гиперфизику.

Аккумулятор 9В имеет напряжение 9В. Двойные батареи A, AAA, C и D имеют напряжение (разность потенциалов) 1,5 В.

Phet Simulation

Чем больше напряжение, тем больше тока проходит через цепь. Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета. Используя приведенное ниже моделирование, исследуйте, как увеличение напряжения увеличивает ток в цепи:

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Это изображение предоставлено кем-то из команды.
2. ↑ R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 2, сек. 2.4, с. 49-50.

Напряжение в последовательной цепи

Напряжение в последовательной цепи

Напряжение, падающее на резисторе в цепи, состоящей из одного резистора и источника напряжения, представляет собой полное напряжение в цепи и равно приложенному напряжению.Общее напряжение в последовательной цепи, состоящей из более чем одного резистора, также равно приложенному напряжению, но состоит из суммы падений напряжения отдельных резисторов. В любой последовательной схеме сумма падений напряжения на резисторе должна равняться напряжению источника. Это утверждение может быть подтверждено исследованием схемы, показанной на рисунке 3-17. В этой цепи потенциал источника (E _T ) в 20 вольт падает на последовательную цепь, состоящую из двух резисторов сопротивлением 5 Ом. Общее сопротивление цепи (R _T ) равно сумме двух отдельных сопротивлений или 10 Ом.Используя закон Ома, ток в цепи можно рассчитать следующим образом:

Рисунок 3-17. — Расчет отдельных падений напряжения в последовательной цепи.

Поскольку известно, что сопротивление каждого резистора составляет 5 Ом, а ток через резисторы составляет 2 ампера, падение напряжения на резисторах может быть рассчитано. Таким образом, напряжение (E ₁ ) на R ₁ составляет:

Осмотрев цепь, вы можете увидеть, что R ₂ имеет то же омическое значение, что и R ₁ , и пропускает тот же ток.Таким образом, падение напряжения на R ₂ также равно 10 вольт. Если сложить эти два падения по 10 вольт, общее падение составит 20 вольт, что в точности равно приложенному напряжению. Для последовательной схемы тогда:

E _T = E ₁ = E ₂ + E ₃ =. . . E _n

Пример: последовательная цепь состоит из трех резисторов, имеющих номиналы 20 Ом, 30 Ом и 50 Ом соответственно. Найдите приложенное напряжение, если ток через резистор 30 Ом равен 2 ампера.(Аббревиатура amp обычно используется для обозначения ампер.)

Для решения проблемы сначала рисуется принципиальная схема и маркируется (рис. 3-18).

Рисунок 3-18. — Решение для приложенного напряжения в последовательной цепи.

Подстановка:

ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании закона Ома величины для уравнения ДОЛЖНЫ быть взяты из ОДНОЙ части схемы. В приведенном выше примере напряжение на R ₂ было вычислено с использованием тока через R ₂ и сопротивления R ₂ .

Величина падения напряжения на резисторе определяется приложенным напряжением и пропорционально сопротивлению цепи. Падения напряжения, возникающие в последовательной цепи, прямо пропорциональны сопротивлениям. Это результат того, что через каждый резистор протекает одинаковый ток — чем больше сопротивление резистора, тем больше падение напряжения на нем.

Последовательная цепь, состоящая из трех резисторов, имеет ток 3 ампера. Если R ₁ = 20 Ом, R ₂ = 60 Ом и R ₃ = 80 Ом, каково (а) полное сопротивление и (b) напряжение источника цепи?

Какое напряжение падает на каждом резисторе цепи, описанной в вопросе 17?

Если бы ток был увеличен до 4 ампер, каким было бы падение напряжения на каждом резисторе в цепи, описанной в вопросе 17?

Что нужно сделать со схемой, описанной в вопросе 17, чтобы увеличить ток до 4 ампер?

Причины и профилактика пониженного напряжения в дизель-генераторе

Вы столкнетесь с проблемами после использования дизельного генератора в течение определенного периода времени, такими как необычный шум, задержка запуска, снижение скорости и т. Д.Эти проблемы называются проблемой пониженного напряжения в дизельном генераторе.

В этой статье мы поговорим о пониженном напряжении, почему это происходит и как с этой проблемой справиться. Мы надеемся, что это очень поможет вам в решении этой проблемы, если вы с ней столкнетесь. Как работает генератор и как им пользоваться, узнайте здесь.

Причины пониженного напряжения

Обычно на прогрев генератора требуется немного времени. Если произойдет пониженное напряжение или падение напряжения, это будет нормальным явлением, если это произойдет до запуска двигателя.Специалисты рекомендуют игнорировать падение напряжения выше 8 вольт.

Однако генератору с воздушным охлаждением требуется меньше времени для прогрева генератора, чем генератору с водяным охлаждением. Тем не менее, есть определенные причины, по которым может произойти пониженное напряжение. Это,

• Если скорость первичного двигателя генератора слишком низкая, произойдет падение / пониженное напряжение.
• Иногда выпрямительные диоды выходят из строя по необычной причине из-за генератора.В этом случае произойдет пониженное напряжение.
• Если петля тока возбуждения будет слишком большой, то это произойдет.
• Иногда электромеханическая щетка выпадает из нейтрального положения. Более того, если пружина будет выдерживать слишком низкое давление, произойдет пониженное напряжение.
• Замыкание на землю в обмотке возбуждения — наиболее частая причина пониженного напряжения. Другая причина — короткое замыкание в обмотке возбуждения или статора.
• Если поверхность контакта щетки мала и соединение плохое, то произойдет падение напряжения.
• Плохая циркуляция топлива — важная причина падения напряжения.
• Настройка АРН и неисправный контроль топлива.

Более того, разряженная батарея, плохие соединения, неисправная проводка — вероятная причина проблемы пониженного напряжения в дизельном генераторе. См. Вид генератора от генераторной компании.

Предотвращение пониженного напряжения в дизель-генераторе

Если нет ложного отключения, то вы должны проверить регулировку распределительного устройства, если оно находится в правильном положении на самых первых шагах.

Если вы чувствуете, что в генераторе происходит падение напряжения, проверьте генераторную установку, поддерживает ли она одинаковую скорость в нагруженном и ненагруженном состоянии. Обычно частота вращения генератора составляет 1500 об / мин для 50 Гц и 1800 об / мин для 60 Гц. Если все в порядке, значит проблема в другом.

Однако, если генераторная установка поддерживает скорость в нагруженном и ненагруженном состоянии, а падение напряжения по-прежнему происходит, проблема может заключаться в регуляторе напряжения.

Следующим шагом может быть проверка электрической перегрузки.Потому что перегрузка может привести к нестабильности скорости и вызвать проблемы с пониженным напряжением. Регулятор двигателя, недостаток воздуха для горения, износ двигателя — вот возможные места, где можно найти решение.

Для преодоления пониженного напряжения замените топливо на масло и воду по отдельности. Никогда не перегружайте генератор, чем используется номинальная нагрузка генератора. Это снизит эффективность генератора, а также станет причиной пониженного напряжения. Регулярно ремонтируйте и заменяйте три фильтра на генераторе.Это защитит генератор.

Все дело в недостатках и предотвращении пониженного напряжения в дизель-генераторе. Пониженное напряжение снизит эффективность генератора. Так что не нагружайте генератор лишней нагрузкой.

Основные определения — напряжение | Определенный электрический

Напряжение между двумя точками — это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В частности, напряжение равно энергии на единицу заряда.В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками равно разности электрических потенциалов между этими точками. В более общем случае с электрическими и магнитными полями, которые меняются со временем, эти термины больше не являются синонимами.

Электрический потенциал — это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле.

Напряжение можно измерить вольтметром. Единица измерения — вольт.

Определение

Напряжение между двумя концами пути — это полная энергия, необходимая для перемещения небольшого электрического заряда по этому пути, деленная на величину заряда.Математически это выражается как линейный интеграл электрического поля и временной скорости изменения магнитного поля вдоль этого пути. В общем случае при определении напряжения между двумя точками необходимо учитывать как статическое (неизменное) электрическое поле, так и динамическое (изменяющееся во времени) электромагнитное поле.

Исторические определения

Исторически эту величину также называли «напряжением» и «давлением». Давление сейчас устарело, но натяжение все еще используется, например, во фразе «High Tension» (HT), которая обычно используется в электронике на основе термоэмиссионных клапанов (вакуумных трубок).

Гидравлическая аналогия

Простая аналогия электрической цепи — вода, протекающая по замкнутому контуру трубопроводов, приводимая в движение механическим насосом. Это можно назвать водяным контуром. Разница напряжений между двумя точками соответствует разнице давления воды между двумя точками. Если существует разница в давлении воды между двумя точками, то поток воды (из-за насоса) из первой точки во вторую сможет выполнять работу, например приводить в движение турбину. Аналогичным образом работа может выполняться с помощью электрического тока, вызываемого разницей напряжений из-за электрической батареи: например, ток, генерируемый автомобильной батареей, может приводить в действие стартер в автомобиле.Если насос не работает, он не создает перепада давления, и турбина не вращается. Точно так же, если автомобильный аккумулятор разряжен, он не включит стартер.

Эта аналогия с потоком воды — полезный способ понять несколько электрических концепций. В такой системе работа по перемещению воды равна давлению, умноженному на объем перемещенной воды. Точно так же в электрической цепи работа, выполняемая по перемещению электронов или других носителей заряда, равна «электрическому давлению» (старый термин для обозначения напряжения), умноженному на количество перемещенного электрического заряда.Напряжение — удобный способ измерения работоспособности. Что касается «потока», чем больше «разница давления» между двумя точками (разность напряжений или разность давлений воды), тем больше поток между ними (электрический ток или поток воды).

Простые приложения

Обычное использование (что «напряжение» обычно означает «разность напряжений») теперь возобновлено. Очевидно, что при использовании термина «напряжение» в сокращенном смысле необходимо четко понимать две точки, между которыми определяется или измеряется напряжение.При использовании вольтметра для измерения разности напряжений один электрический провод вольтметра должен быть подключен к первой точке, а другой — ко второй точке.

Напряжение между двумя указанными точками

Обычно термин «напряжение» используется для определения того, сколько вольт падает на электрическое устройство (например, резистор). В этом случае «напряжение» или, точнее, «падение напряжения на устройстве» можно с пользой понимать как разницу между двумя измерениями.При первом измерении используется один электрический провод вольтметра на первой клемме устройства, а другой провод вольтметра подключен к земле. Второе измерение аналогично, но с первым проводом вольтметра на втором выводе устройства. Падение напряжения — это разница между двумя показаниями. На практике падение напряжения на устройстве можно измерить напрямую и безопасно с помощью вольтметра, изолированного от земли, при условии, что максимальное допустимое напряжение вольтметра не будет превышено.

Две точки в электрической цепи, которые соединены «идеальным проводником», то есть проводником без сопротивления и вне изменяющегося магнитного поля, имеют нулевую разность напряжений. Однако другие пары точек также могут иметь нулевую разность напряжений. Если две такие точки соединить проводником, ток через соединение не будет протекать.

Сложение напряжений

Напряжение между A и C — это сумма напряжения между A и B и напряжения между B и C.Различные напряжения в цепи можно вычислить, используя законы Кирхгофа для цепей.

Когда говорят об переменном токе (AC), существует разница между мгновенным напряжением и средним напряжением. Мгновенные напряжения могут быть добавлены для постоянного тока (DC) и переменного тока, но средние напряжения могут быть добавлены осмысленно только тогда, когда они применяются к сигналам, которые имеют одинаковую частоту и фазу.

Измерительные приборы

К приборам для измерения разницы напряжений относятся вольтметр, потенциометр и осциллограф.Вольтметр измеряет ток через постоянный резистор, который, согласно закону Ома, пропорционален разности напряжений на резисторе. Потенциометр работает путем уравновешивания неизвестного напряжения с известным напряжением в мостовой схеме. Электронно-лучевой осциллограф работает за счет усиления разности напряжений и использования ее для отклонения электронного луча от прямого пути, так что отклонение луча пропорционально разности напряжений.

Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы бесплатно составить смету для вашего следующего электрического проекта.

Что такое соответствие напряжения? — Sunpower UK

Что такое соответствие напряжения?

Соответствующее напряжение — это диапазон выходного напряжения источника постоянного тока, в котором регулирование нагрузки находится в определенных пределах. Он представляет собой максимальное напряжение, которого может достичь источник тока, когда он пытается произвести желаемый ток.

Соответствующее напряжение равно напряжению питания за вычетом падения напряжения из-за внутреннего сопротивления источника питания и обычно указывается при полном токе источника питания.Напряжение питания на входе регулятора обычно на 1 вольт или выше, чем напряжение согласования, в зависимости от типа регулятора.

Источник тока подает на нагрузку постоянный ток до тех пор, пока напряжение находится в расчетных пределах. Он не может направить ток в нагрузку без приложения необходимого напряжения. Источник регулирует выходное напряжение, чтобы подавать на нагрузку желаемый ток. Например, чтобы подать ток 10 мА на нагрузку 1 кОм, выходное напряжение должно быть 10 вольт, меньше этого не будет работать.

Если в источнике питания используется нагрузка с более высоким сопротивлением, выходной ток может никогда не достичь максимального предела тока источника и никогда не выйдет за пределы допустимого диапазона. Например, источник питания на 20 В с максимальным ограничением тока 1,5 мА может никогда не выйти за пределы допустимого диапазона при подаче сопротивления нагрузки 20 кОм.

Рисунок 1: Источник питания не может войти в допустимый диапазон напряжения — Image Credit

Однако, если сопротивление нагрузки ниже 10 кОм, источник питания переходит в диапазон допустимого напряжения 15 В, где ток равен 1.5 мА. После этого повышение напряжения не приводит к увеличению тока, и фактическое напряжение на нагрузке остается на уровне 15 В после достижения предела тока.

Рисунок 2: Источник питания в соответствующем диапазоне напряжений — Имиджевый кредит

Практический пример — последовательная цепочка светодиодов, питаемых от одного источника тока. Каждый из светодиодов будет понижать прямое напряжение от 1,5 до 3,0 вольт в зависимости от типа светодиода и его цвета. Общее падение напряжения на последовательно соединенных светодиодах является суммой падений напряжения каждого светодиода.Теоретически кажется, что нет ограничений на количество подключаемых светодиодов, поскольку все они имеют одинаковый ток.

Однако существует ограничение из-за прямого падения напряжения на каждом из последовательных светодиодов. Сумма падений напряжения определяет соответствие напряжения источника тока. Источник питания должен достигать этого напряжения, чтобы обеспечить требуемый ток. Если имеется пять светодиодов на 2 В 20 мА, согласованное напряжение будет 2 X 5 = 10 Вольт, и при этом напряжении можно будет выдавать 20 мА.

В источнике постоянного тока ток, который не зависит от напряжения нагрузки, остается постоянным в ограниченном диапазоне, который является диапазоном податливого напряжения. Если напряжение превышает допустимое напряжение, источник тока теряет свою стабилизацию, и ток может повредить такие компоненты, как транзисторы, диоды, светодиоды и т.д. поддержание постоянного тока.

Какие преимущества более высокого напряжения в электроустановках?

Стандартное напряжение для розеток меняется во всем мире.В то время как в большинстве стран Америки есть напряжение 110–127 В, на других континентах используется в основном 220–240 В. Однако это касается только жилого и легкого коммерческого секторов. В крупных коммерческих и промышленных зданиях в электрических установках используются еще более высокие напряжения, такие как 277/480 В и 347/600 В.

Мгновенная мощность, передаваемая электрической цепью, является произведением напряжения и тока. Предполагая, что нагрузка остается постоянной, более высокое напряжение питания позволяет снизить ток.При проектировании электроустановки выбор номинального напряжения предполагает компромисс между током и напряжением — когда одно увеличивается, другое понижается.

---

Убедитесь, что ваша электрическая установка безопасна и эффективна.

---

Преимущества снижения тока в электрических цепях

Промышленное обрабатывающее оборудование потребляет значительно больше энергии, чем бытовая техника и офисное оборудование. Если в этом случае используется низкое напряжение, например 120 В, для обеспечения достаточной мощности требуется очень высокий ток.

• Например, бытовой прибор на 900 ватт потребляет только 7,5 ампер тока при 120 В, а промышленный прибор на 150 кВт потребляет 1250 А при 120 В.
• Для такого высокого тока требуются очень большие проводники, что приводит к потере меди и значительно удорожает установку.
• С другой стороны, источник питания 600 В снижает ток до гораздо более управляемого значения 250 А.
• Если в оборудовании мощностью 150 кВт используется трехфазное напряжение, номинальный ток снижается еще больше до 144 А, при этом требуется дополнительный провод.

Также примите во внимание, что автоматические выключатели и другие средства защиты рассчитываются по току. Например, выключатель на 1250 А значительно дороже, чем выключатель на 250 А. Защитные устройства большего размера также крупнее и тяжелее, что усложняет их установку.

Снижение тока позволяет сэкономить не только на проводке и электрических компонентах — учитывайте, что потери в проводнике пропорциональны квадрату тока. Другими словами, удвоение тока увеличивает тепловые потери на четыре, а 1/2 тока снижает потери до 1/4.На большой промышленной площадке с электрическими цепями протяженностью в тысячи футов экономия от снижения тока может быть значительной.

Конечно, существует нижний предел того, насколько можно уменьшить ток, поскольку это связано с увеличением напряжения. Более высокое напряжение требует большей изоляции и дополнительных мер защиты персонала. Проводник с током 100 А при 120 В гораздо менее опасен, чем провод с током 12 А при 1000 В, даже если оба выдают по 12 киловатт.

Безопасное обращение с высоким напряжением

Для обеспечения безопасности высоковольтной установки необходимы два ключевых элемента: соответствующая изоляция в соответствии с уровнем напряжения и меры физической изоляции для предотвращения случайного контакта.Конечно, установка также должна соответствовать Национальным электротехническим кодексам и всем применимым местным строительным нормам.

Для обеспечения постоянной безопасности изоляцию следует проверять через регулярные промежутки времени; повреждение изоляции увеличивает риск дугового короткого замыкания, угрожающего персоналу и оборудованию. Кроме того, изоляция быстрее разрушается при воздействии экстремальных температур и химических агентов. Тестирование выполняется с помощью устройства, называемого мегомметром, которое прикладывает испытательное напряжение к изоляции для измерения ее характеристик.Отличие от обычного мультиметра заключается в том, что мегомметр подает гораздо более высокое испытательное напряжение, что подходит для высоких уровней изоляции.

Линии передачи и распределения используют гораздо более высокие напряжения, чем дома и на предприятиях, именно потому, что они должны нести большое количество энергии. Линия передачи низкого напряжения была бы чрезмерно дорогой и очень непрактичной, требуя много миль больших проводов.

• Напряжение на электростанциях повышается до уровня, подходящего для передачи, а затем понижается на подстанциях для распределения.
Полюсные трансформаторы
• выполняют последнюю ступень для бытового и коммерческого использования.
• Промышленные пользователи часто снижают напряжение передачи на собственных подстанциях из-за высокого спроса на электроэнергию.

Чтобы установка была безопасной и эффективной, лучше всего с самого начала получить профессиональные услуги в области электротехники. Они могут указать наиболее подходящее напряжение для каждого прибора и единицы оборудования с соответствующей электрической защитой.

Заключительные рекомендации

Электроэнергия — это самый быстрый и эффективный способ доставки энергии, известный современной цивилизации, но его мощность также делает его опасным, когда имущество не обрабатывается.