Что такое ноль и фаза простыми словами. Фаза, ноль и земля в электричестве: простое объяснение сложных понятий — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое фаза, ноль и земля в электрических сетях. Как отличить фазный провод от нулевого. Для чего нужен нулевой проводник. Как определить фазу и ноль без специальных приборов. Почему опасно прикасаться к нулевому проводу.

Содержание

Основные понятия: фаза, ноль и земля в электричестве

В электротехнике фаза, ноль и земля — это ключевые понятия, понимание которых необходимо для безопасной работы с электрическими сетями. Давайте разберемся, что они означают:

Что такое фаза в электричестве

Фаза — это провод, находящийся под напряжением относительно земли. В бытовых электросетях фазное напряжение составляет 220-230 вольт. Именно фазный провод является источником электроэнергии и представляет наибольшую опасность при прикосновении.

Что такое ноль в электричестве

Нулевой провод (нейтраль) — это обратный провод, по которому ток возвращается к источнику. В нормальном состоянии нулевой провод не находится под напряжением относительно земли. Однако при некоторых неисправностях на нем может появиться опасный потенциал.

Что такое земля в электричестве

Заземляющий провод (земля) служит для соединения металлических корпусов электроприборов с землей в целях электробезопасности. Он не участвует в передаче электроэнергии, а выполняет защитную функцию.

Зачем нужен нулевой провод в электросети

Нулевой провод выполняет несколько важных функций в электрической сети:

Замыкает электрическую цепь, обеспечивая протекание тока
Выравнивает нагрузку в трехфазных сетях
Обеспечивает стабильное напряжение 220 В для однофазных потребителей
Служит обратным проводом для возврата тока к источнику

Без нулевого провода электрическая цепь была бы разомкнута, и ток не мог бы протекать. Поэтому наличие нулевого провода — обязательное условие работы электросети.

Как отличить фазу от нуля: основные способы

Существует несколько способов определить, какой провод является фазным, а какой нулевым:

1. По цвету изоляции

Согласно стандартам, провода должны иметь следующую цветовую маркировку:

Фазный провод — коричневый, черный или серый
Нулевой провод — синий или голубой
Заземляющий провод — желто-зеленый

Однако полагаться только на цвет ненадежно, так как при монтаже могли быть допущены ошибки.

2. С помощью индикаторной отвертки

Индикаторная отвертка загорается при прикосновении к фазному проводу. Это простой и безопасный способ определения фазы.

3. Измерение напряжения мультиметром

При измерении напряжения между проводами мультиметром:

Между фазой и нулем — около 220 В
Между фазой и землей — около 220 В
Между нулем и землей — близко к 0 В

Это наиболее надежный способ определения проводов, но требует соблюдения мер безопасности.

Почему опасно прикасаться к нулевому проводу

Распространено заблуждение, что нулевой провод безопасен. Однако это не так. Прикасаться к нулевому проводу опасно по нескольким причинам:

При обрыве нулевого провода на нем может появиться опасное напряжение
Из-за протекания тока по нулевому проводу на нем всегда есть небольшой потенциал
При неисправностях в сети нулевой провод может оказаться под напряжением

Поэтому следует соблюдать те же меры предосторожности, что и при работе с фазным проводом.

Система заземления TN: особенности и преимущества

Система заземления TN — наиболее распространенная в жилых и общественных зданиях. Ее основные особенности:

Нейтраль трансформатора глухо заземлена
Корпуса электроприборов соединяются с заземленной нейтралью
Защитный и рабочий нулевые проводники могут быть совмещены (PEN-проводник)

Преимущества системы TN:

Высокая надежность защиты от поражения током

Простота монтажа и эксплуатации
Экономичность за счет совмещения функций нулевого и заземляющего проводников

Однако система TN требует регулярного контроля состояния PEN-проводника для обеспечения безопасности.

Как работает трехфазная система электроснабжения

Трехфазная система — основа современного электроснабжения. Ее ключевые особенности:

Три фазных провода со сдвигом напряжений на 120°
Общий нулевой провод
Линейное напряжение между фазами 380 В
Фазное напряжение относительно нуля 220 В

Преимущества трехфазной системы:

Возможность питания как трехфазных, так и однофазных потребителей
Высокая энергоэффективность при передаче электроэнергии
Равномерное распределение нагрузки между фазами

В жилых домах обычно используется однофазное подключение от одной из фаз трехфазной системы.

Правила безопасности при работе с электропроводкой

При работе с электропроводкой необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

Отключить электропитание перед началом работ
Проверить отсутствие напряжения индикатором
Использовать инструменты с изолированными рукоятками
Не работать с электропроводкой в одиночку
Не прикасаться одновременно к двум проводам или проводу и заземленным частям

Помните: даже опытные электрики могут допустить ошибку. При малейших сомнениях обратитесь к профессионалам.

Фаза и ноль — что такое, как определить фазу и ноль в электричестве

Далеко не всегда хочется вызывать специалистов при необходимости заменить люстру, повесить бра или дополнительный светильник. Но когда электромонтажными работами занимаешься впервые, так или иначе начинаешь задаваться вопросом, что представляют собой такие понятия как «ноль» и «фаза».

Разбираться в этих обозначениях необходимо хотя бы для того, чтобы правильно подключить провода. Желательно восполнить пробелы в знаниях об электричестве, при отсутствии опыта в данной сфере, перед началом работ.

Выделяют три обозначения проводов:

фаза
ноль
заземление

Определить, какой кабель в розетке или осветительном приборе к чему относится, можно подручными средствами или по цвету. Под понятием «ноль», как правило, подразумевают «рабочий ноль», «фаза» — «фазные провода», а под «заземлением» — «защитный ноль».

Профессиональные электрики могут различать кабели с первого взгляда. А вот для рядового человека различать данные обозначения немного сложно. Тем более что специальные инструменты, позволяющие определить, где фаза и ноль, имеются далеко не у всех.

В реальности способов распознания проводов не так уж и много. А безопасных – еще меньше. Поэтому чаще всего определяют кабели по цвету.

Маркировка кабелей по цвету

Это один из наиболее простых методов. Чтобы определить, что такое фаза и ноль по цвету, необходимо четко знать какие оттенки и чему соответствуют. Можно воспользоваться информацией о принятых в стране стандартах.

Не секрет, что каждый провод имеет индивидуальный цвет. Поэтому распознавание нуля не должно составлять особых проблем. Полученные знания позволят легко справиться с монтажом осветительного прибора или установкой розетки.

Особенно актуален этот способ для новостроек. Ведь там, как правило, провода протягиваются опытными специалистами, которые четко соблюдают нормы и стандарты. Принятый на территории Российской Федерации в 2004 году стандарт IEC 60446

жестко регламентирует разделение фазы, заземления и нуля по цвету.

Стоит учесть, что:

если провод имеет синий либо сине-белый оттенок, можно смело говорить о том, что это – рабочий ноль
защитный ноль представлен кабелями в желто-зеленой оболочке
другие цвета характерны для фазы. Это могут быть красный, коричневый, белый либо черный. Возможны и другие варианты.

Такое обозначение успешно применяется в большинстве случаев. Но если проводка старая, или есть сомнения в профессионализме электриков, целесообразнее пользоваться дополнительными методами.

Самостоятельное определение фазы и ноля при помощи подручных средств

Специалисты рекомендуют для облегчения определения проводов начинать именно с распознавания фазы.

Этот способ можно использовать совместно с предыдущим (по цвету).

Индикаторная отвертка непременно найдется в арсенале каждого домашнего мастера. Она необходима как для проведения комплекса работ по электромонтажу, так и при элементарной замене ламп либо установке осветительных приборов.

Метод до смешного прост. При касании жалом индикаторной отвертки провода определенного цвета, находящегося под напряжением, и одномоментного прикосновения контакта на инструменте, должен загореться индикатор. Он сигнализирует о наличии сопротивления. Значит, проверяемый провод является фазным.

Определение при помощи этого метода строится на том, что внутри инструмента располагается лампочка и резистор (сопротивление). Когда электрическая цепь замыкается, загорается сигнал. Именно наличие в индикаторной отвертке сопротивления и позволяет производить процедуру совершенно безопасно для человека, способствуя снижению тока до минимальных значений.

Метод определения фазы и ноля при помощи контрольной лампы

Этот способ подразумевает использование контрольной лампы для определения проводов определенного цвета в трехпроводной сети. Применять данный метод следует с особой осторожностью.

Применение этого метода подразумевает создание контрольной лампы. Для этого в патрон вкручивается обычная лампочка. В клеммах патрона размещаются провода, на концах которых отсутствует изоляция. При отсутствии возможности создать такую конструкцию допустимо использовать традиционную настольную лампу, оснащенную электрической вилкой. Теперь для определения необходимо поочередно, по цветам присоединять провода.

Стоит отметить, что использование данного метода позволяет определить, присутствует ли среди пары проверяемых проводов фазный. А какой именно из этих двух – фаза, распознать будет непросто. Загорание контрольной лампы означает, что с высокой долей вероятности одни провод – фаза, а другой – ноль.

Отсутствие света говорит о том, что фазный провод среди проверяемых отсутствует. Хотя возможен вариант, что нет именно нуля. Поэтому применение этого метода целесообразно, скорее всего, для определения правильности монтажа и работоспособности проводки.

Определение сопротивления петли фаза-ноль

Для обеспечения нормального функционирования электрических приборов и проверки автоматов необходимо периодически проводить замеры сопротивления петли фаза-ноль. Потому как первоочередными причинами поломок осветительных приборов являются перегрузки сети и короткое замыкание. Измерение сопротивления позволяет в кратчайшие сроки выявить неисправность и предотвратить подобную ситуацию.

Далеко не все знают, что представляет собой понятие «петля фаза-ноль». Под этой фразой скрывается контур, образованный в результате соединения нулевого провода, находящегося в заземленной нейтрали. Замыкание этой электрической сети образует петлю фаза-ноль.

Измеряют сопротивление в этом контуре следующими методами:

падением уровня напряжения в отключенной цепи
падением уровня напряжения в результате сопротивления возрастающей нагрузки
использованием профессионального инструмента, интерпретирующего короткое замыкание в цепи

Второй способ используется чаще всего, так как отличается удобством, возможностью быстро измерить сопротивление, а также безопасностью.

Фаза, ноль, земля — простое объяснение

Фаза, ноль, земля — эти термины наверняка всем знакомы. Но, к сожалению, их правильного понимания нет у многих. Это доказывается повсеместным распространением неверных трактовок и вредных советов, таких как: ноль не бьет током, так как заземлен; ток течет по пути наименьшего сопротивления. Одно дело, когда сталкиваешься с такими утверждениями редко. Но когда эти тезисы тиражируются практически из каждого «утюга» и закладываются в головы людей, которые чаще не владеют информацией и не хотят анализировать получаемую информацию, то это уже проблема. Поэтому поставим очередную точку в данном вопросе (тема уже затрагивалась в материале «Ноль бьет током») и разберемся с фазой, нулем и землей.

Переменное напряжение — три фазы и ноль

Начать стоит с основ — с переменного напряжения и тока, его природы и принципа передачи к конечным потребителям. Тема переменного тока заслуживает отдельного рассмотрения, но для понимания фазы, нуля и земли на бытовом уровне выделим основные моменты.

Мощные генераторы электростанции вырабатывают напряжение в десятки киловольт. Затем через повышающие и понижающие трансформаторы электроэнергия приходит в дома с привычными нам параметрами 220 Вольт 50 Герц. Последний промежуточный элемент между электростанцией и домом — понижающий распределительный трансформатор. Разбираться в особенностях его работы сейчас не будем. Но для понимания, заменим его, все промежуточные трансформации и генератор на электростанции обычным трехфазным генератором на 220 Вольт.

Трехфазный генератор упрощенно состоит из ротора (вращающегося магнита) и трех обмоток статора, смещенных друг относительно друга на 120° (три фазы — отсюда и пошло название фаза, обозначающее вывод начала обмотки). Начала и концы обмоток трехфазного генератора принято обозначать буквами A, B, C и X, Y, Z. Первыми буквами латинского алфавита обозначают начала обмоток, последними — концы. Концы обмоток соединяются звездой в один узел, называемый нейтральной или нулевой точкой. Тот же принцип и в понижающем распределительном трансформаторе — концы обмоток соединяются в нулевой точке, а начала обмоток — это три фазы с линейным напряжением 380 Вольт.

Ротор генератора, вращаясь, создает электродвижущую силу, которая при условии, что цепь замкнута, заставляет свободные электроны в проводах направленно перемещаться от зоны с большим потенциалом (избытком электронов) к зоне с меньшим потенциалом (недостатком электронов). Давайте условно остановим время и рассмотрим что происходит с напряжениями в каждой фазе. Нам известно, что напряжение в розетке между фазой и нулем 220 Вольт. Это действующее значение напряжения, и после перевода в амплитудное получим 312 Вольт. Примем, что это напряжение на выводе A генератора (или трансформатора). Для определения напряжения на двух оставшихся выводах также условно примем, что потребление по трем фазам симметричное. Тогда нулевой провод фактически не нужен, поэтому отсоединим его от генератора (трансформатора) — в жизни эта ситуация называется обрывом (отгоранием) общего нуля. Но ноль у нас никуда не делся. Важно понимать, что ноль — это не просто четвертый провод от трансформатора. Ноль это в первую очередь общая точка соединения трех фазных нагрузок. И ток в идеале не течет от фазы к нулю трансформатора и обратно. Ток течет между тремя фазами если нагрузки симметричные. И лишь когда нагрузки несимметричные (а в реальной жизни так всегда) только часть тока по четвертому проводу возвращается в трансформатор.

Завершая краткий экскурс в переменный ток хочется отметить, что говоря о движении электронов, нужно понимать не прохождение огромных расстояний со скоростью света, а скорее миллиметры (сантиметры). Электроны медлительные и они в проводах не перемещаются со скоростью света. Распространение со скоростью света происходит лишь у электрического поля, которое взаимодействует со всеми свободными электронами на любом участке провода.

Фаза, ноль, земля — что это

Рассмотрев кратко основы переменного тока определимся наконец с понятиями фаза, ноль, земля. С фазой, как правило, особых проблем в понимании нет. Все мы знаем, что она под напряжением и трогать ее не следует. Все системы с глухозаземленной нейтралью имеют заземленную нулевую точку в распределительном трансформаторе. Коснувшись фазы мы замыкаем цепь через землю и через тело проходит опасный ток.

Теперь разберемся с нулем. Как выше упоминалось, ноль — это точка соединение трех фаз с нагрузками. Также ноль — это точка соединения концов вторичных обмоток в трансформаторе. А все мы, как правило, под нулем понимаем четвертый провод, который соединяет две нулевые точки. Правильно ли это? Правильно, но нужно для полного понимания разделить все эти участки.

Рассмотрим ноль, как общую точку соединения фазных нагрузок. Почему ноль? Потому что, если нагрузка симметричная, то потенциал в этой точке равен 0 Вольт. И в самом деле, рассчитав разность потенциалов между тремя фазами со значениями напряжений +312, -156, -156 Вольт, получим 0 Вольт.

В реальной жизни все три фазы не могут быть нагружены одинаково. В связи с этим в нулевой точке уже появляется потенциал. А если неравномерность нагрузки значительная, этот потенциал может быть очень большим, а разброс напряжения у потребителей может быть от низких до очень высокими. И чтобы такого не происходило нулевые точки соединяются проводом. А так как нейтраль трансформатора глухозаземлена, то этот четвертый провод не что иное, как PEN проводник. По нему всегда течет ток, который равен геометрической сумме всех фазных токов.

На данном этапе уместно всех предупредить, не слушайте вредные советы многих некомпетентных электриков и никогда не трогайте нулевой (PEN) проводник. Он всегда под напряжением. Чаще под небольшим, но иногда бывает под опасно большим (при обрыве общего нуля). И то, что PEN проводник заземлен, никакой роли не играет. Ноль бьет током, так как PEN проводник имеет свое сопротивление. И чем он длиннее, тем больше сопротивление в удаленной от трансформатора точке. А если есть сопротивление, то будет разность потенциалов с землей, и дотронувшись до нулевого провода, через вас пройдет ток. И здесь не работает очередная глупость о том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Ток в замкнутой цепи распределяется везде, только его сила обратно пропорциональна сопротивлению.

Завершим тему землей. Если рассматривать распространенную систему TN, то под разговорным названием «земля» нужно понимать защитное зануление. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — это преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности. То есть ноль и земля соединены в какой-то точке до разделения. Поэтому как ноль, так и землю без предварительной проверки не нужно трогать.

Что такое фаза в электричестве — назначение фазного и нулевого провода

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Нулевой проводник

Нулевой проводник или, как его еще называют, нейтраль выполняет простую, но важную функцию. Он выравнивает нагрузки в сети, на выходе обеспечивая напряжение в 220 Вольт. Избавляет фазы от скачков и перекосов, нейтрализуя их. Не удивительно, что его символом является буква n – образован от английского слова Neutral. А сочетание обозначений n, l в электрике всегда идут рядом.

В распределительном щитке все кабели данной расцветки группируются на одной, нулевой шине с соответствующей буквенной аббревиатурой. В розетках также есть необходимая маркировка.

Поэтому мастер никогда не спутает, куда крепить специальный нулевой контакт.

Такая маркировка, принцип работы применимы как к однофазной, так и к трехфазной сети.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Ноль, характеристика

В нулевом проводе отсутствует напряжение, что отличает его от фазного проводника. В процессе отбора мощности ноль не перегружается, но служит проводником для электрического тока, который протекает в обратном направлении. Если напряжения нет, то ноль не может поразить человека электрическим током. С помощью нулевого кабеля электрическая цепь замыкается. При отсутствии ноля электричество не поставляется к потребителям. Провод обеспечивает систему мощностью, которая питает бытовые приборы, и, по сути, является землей.

Нулевой проводник выходит из трансформатора, соединенного нулевой шиной с заземлением. Такое оборудование установлено на подстанции. В самом начале именно земля обеспечивает нулевой потенциал, что является причиной возникновении путаницы при определении земли и ноля. Электричество передается по воздушной линии электропередачи. ВЛ выходит из трансформаторной подстанции в комплекте с четырьмя проводами:

3 фазных проводника;
один нулевой кабель.

Ноль соединяется с аналогичным контактом трансформаторной установки. При монтаже воздушных линий учитывается следующее правило: каждая вторая опора оснащается повторным заземлением. Это необходимо, чтобы связать ноль с заземлением, обеспечивая полноценную связь системы «фаза-ноль». Таким образом, потребители снабжаются электричеством не менее 220 Воль.

Основным назначением нуля является замыкание электрической цепи. При этом создается ток, который питает все электроприборы и оборудование. Два провода создают разность потенциалов, благодаря чему появляется электричество. Название ноля оправдано нулевым потенциалом, которым он характеризуется. За счет разности потенциалов возникает напряжение в сети от 220 Вольт до 230 Вольт.

Секреты домашней электрической разводки

В домашних условиях люди в основном имеют дело с переменным током. Обычная цепь имеет три жилы. По рабочей электричество поступает в сеть, по второй — возвращается обратно. Третья служит для заземления.

Даже для пользования домашней сетью нужно понимать некоторые основы:

Жила заземления не имеет нагрузки. Она выполняет функции предохранителя от удара током. Также она отводит «лишнее» электричество.
Обратная жила называется нулевой. Если система смонтирована правильно, на этом проводе тоже нет напряжения. Но при ошибках в прокладке проводки исключать его появления нельзя.
Рабочий провод особенно опасен при обращении. С ним даже при отключенной сети нужно быть предельно аккуратным.
Бытовые приборы (кроме тех, что работают от батареек) включаются только тогда, когда правильно замкнута вся цепь. Поэтому и необходимо при монтаже для каждой точки определять нужный кабель.

Обозначение заземления (PE)

Кроме обозначения фазы и нуля, в электрике также применяется специальное буквенное указание PE (Protective Earthing) для провода заземления. Как правило, они всегда входят в состав кабеля, наряду с нулевыми и фазными жилами. Подобным образом маркируются также контакты и зажимы, предназначенные для коммутации с заземляющим нулевым проводом.

Для удобства монтажа жилы для заземления помещены в желто-зеленую изоляцию. Домашний мастер должен уяснить, что эти цвета всегда указывают только на заземляющие провода. Для обозначения фазы и нуля в электрике желтый и зеленый цвет никогда не используется.

Как показывает практика, при организации электрических сетей в зданиях жилого сектора иногда допускаются нарушения общепринятых нормативов использования цвета изоляции и соответствующей буквенно-цифровой маркировки. В таком случае не всегда достаточно обладать умением расшифровывать обозначения L, N или РЕ.

Чтобы подключение электрооборудования было действительно безопасным, необходимо проверять соответствие маркировки реальному положению вещей. Для этого используют специальные приборы (тестеры) или подручные приспособления. При отсутствии опыта подобных работ для собственной безопасности лучше пригласить опытного электрика с соответствующим допуском.

Обозначение l и n в электрике

Обозначение фазы и нуля в электрике введено для того, чтобы электрические сети были безопасными и удобными в использовании. Для этого используется специальная буквенная маркировка (l и n) и изоляция соответствующего цвета. Также могут встречаться жилы с маркировкой РЕ желто-зеленого цвета: таким образом обозначены заземляющие провода.

Кроме того, эти же буквенные обозначения применяются на соединительных контактах и клеммах. Все, что потребуется сделать во время установки электроприбора – подвести каждый из проводов на клемму. Для перестраховки каждый из проводов желательно проверить тестером.

На фото ниже хороший пример как обозначаются L и N в электрике на оборудовании. В частности на фото промаркированы клеммы УЗМ (устройства защиты многофункциональное) для правильного подключения проводов.

Для того чтобы правильно прочитать и понять, что означает та или иная схема или чертеж, связанные с электричеством, необходимо знать, как расшифровываются изображенные на них значки и символы. Большое количество информации содержат буквенные обозначения элементов в электрических схемах, определяемые различными нормативными документами. Все они отображаются латинскими символами в виде одной или двух букв.

Дополнительные сведения о нахождении земли, фазы, нулевого провода

Добавим другой способ — промышленностью запрещен. Лампочка в патроне с двумя оголенными проводами. При помощи инструмента находят фазу, можно жилу замыкать на заземление. Нельзя использовать водопроводные, газовые, канализационные трубы, прочие инженерные конструкции. По правилам, оплетка кабельной антенны снабжена занулением (заземлением). Относительно нее можно тестером (запрещенной стандартами лампочкой в патроне) находить фазу.

Для решительных людей порекомендуем пожарные лестницы, стальные шины громоотводов. Нужно зачистить металл до блеска, звонить на участок фазу

Обратите внимание, далеко не все пожарные лестницы заземлены (хотя обязаны быть), шины громоотводов 100%. Если обнаружите столь вопиющий произвол, можно обратиться в управляющие организации, при отсутствии реакции – стучите (россияне именуют правозащитников стукачами) государственным инстанциям. Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий

Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий.

Нулевой рабочий проводник

Нулевой рабочий проводник также называют нейтралью. Большинство бытовых приборов питаются от сети переменного напряжения 220 В. Для того чтобы подать на них это напряжение, используется один фазный провод, а второй нулевой. Фаза имеет потенциал 220 В, а нулевой провод имеет потенциал 0 относительно источника питания и фазного провода. Нулевой обозначается как N, а его изоляция должна быть голубого цвета или бело-голубого, в соответствии с цветовой маркировкой кабеля. Часто функции нулевого рабочего провода и защитного совмещаются (для систем заземления TN-C). Такой совместный проводник обозначается PEN и имеет жёлто-зелёную изоляцию с голубыми маркерами (метками) на концах. Аналогичные цветовые обозначения применяются в Европе. В США нулевой рабочий провод может обозначаться белым или серым цветом.

В разных линиях электропередач и сетях могут использоваться различные нейтрали (изолированная, глухозаземлённая, эффективно-заземлённая). Выбор того или иного варианта определяется функциональным назначением сети.

В настоящий момент практически все жилые дома в России имеют системы заземления с глухозаземлённой нейтралью. В этом случае электроэнергия поставляется от трёхфазных генераторов по 3 фазам с потенциалом, а также от генератора идёт четвёртый провод — нейтральный (рабочий ноль). Три фазы в конце линии соединяются звездой: таким образом получается конец нейтрали, которая соединяется с нейтралью питающего генератора. Провод, соединяющий эти две нейтрали и называется рабочим нулевым проводником сети.

В случае симметричной нагрузки на все фазы ток в рабочем нуле отсутствует. Если же нагрузка распределена неравномерно, то по нулевому рабочему проводнику протекает ток небаланса. Использование такой схемы позволяет добиться саморегулирования всех трёх фаз, при этом напряжение на них почти равно между собой.

Для повышения безопасности рабочий ноль заземляется в конце линии, а также часто применяются дополнительные заземления: в начале линии и в разных её точках. В домах нулевой рабочий провод подводится к распределительному устройству, от которого уже отходят отдельные нулевые проводники к непосредственным потребителям электроэнергии (например, в квартиры).

Помимо сетей с глухозаземлённой нейтралью, также используются электросети с изолированной нейтралью. В таких сетях отсутствует нулевой рабочий провод. Вместо него при необходимости может использоваться нулевой заземляемый провод.

При использовании трёхфазных линий питания в здании, сечение нулевого рабочего проводника должно быть не меньше сечения фазных проводников, при размерах последних до 25 мм2 (алюминий). Если сечение фазных проводников больше 25 мм2, то площадь сечения рабочего нуля должна быть не менее 50% их сечения. Если сеть использует заземляющий рабочий ноль, то при подключении провода к главной заземляющей шине должен присутствовать опознавательный знак «земля».

Даже если на РУ защитный и рабочий нули соединены, дальнейшее их объединение у потребителей не допускается. Т. е. дальше по квартирам пускается два отдельных провода PE и N. Их нельзя соединять потому, что при КЗ фаза замыкается на нулевой рабочий проводник, и все устройства, подключённые к защитному проводнику PE (в случае объединения PE и N), окажутся под фазным напряжением, из-за чего возникает большая вероятность поражения человека током.

Назначение фазы и нуля

Чтобы полностью понять, что же именно подразумевает словосочетание “фаза и ноль в электрике” обратимся к аналогии. Электрический ток наиболее удобно сравнивать с водой, а токонесущие провода – с трубами.

Итак, представим следующее. У нас имеется одна труба, по которой горячая вода из резервуара поступает в большую кастрюлю. Также имеется вторая труба, которая по мере наполнения кастрюли сбрасывает излишек поступающей горячей воды обратно в резервуар. Теперь расшифровка: первая труба – фаза, кастрюля – полезная нагрузка, вторая труба – ноль. Ток по фазе приходит к нагрузке, а по нулевому проводу уходит обратно. Вот и все.

Теперь представим что произойдет, если из-за неисправности второй трубы горячая вода из кастрюли не будет уходить обратно в резервуар. В этом случае кастрюля очень быстро наполнится, а кипяток начнет с нее выливаться и может нас ошпарить.

Чтобы этого избежать, подводим к кастрюле третью трубу. Эта труба будет играть роль аварийного выхода для поступающей воды. Тогда, если вторая труба, отводящая воду отказывается работать, то излишек воды будет уходить через третью трубу. А третья труба идет в землю в специально выкопанный для этого котлован. Вот именно этот пример нам наглядно демонстрирует заземление.

Выше мы описали работу тока в однофазной сети, а также назначение фазы и нуля. В трехфазной происходит то же самое, только ток течет одновременно по трем проводам, а возвращается по четвертому.

Из примера становится понятно, что нельзя путать фазу с нулем, а также нельзя их соединять между собой. Для удобства все кабеля имеют свою цветовую маркировку, благодаря которой можно без всяких приборов определить принадлежность провода к фазе или нулю.

Внимание! Для пущей уверенности лучше перед началом работы все-таки прозвонить кабель, несмотря на цветовую маркировку. Очень часто в силу собственного незнания, неопытные электрики вообще не заморачиваются по поводу цвета проводов, и именно из-за этого существует опасность

Тут хорошо работает правило: доверяй, но проверяй!

По поводу цветовой маркировки. В электричестве приняты следующие обозначения: фазный провод коричневого, черного либо белого цвета, нулевой – голубого или синего, а провод заземления имеет желто-зеленый цвет.

Имейте ввиду, цвета не всегда могут быть такими: не так давно мне в трехфазной сети попались три красных провода (фаза), а нулевой провод был черного цвета.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона – минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Кстати, о том, что такое ток, напряжение и сопротивление можно дополнительно почитать в нашей отдельной статье, посвященной закону Ома.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Источником постоянного тока является, например, батарейка. Но именно переменный ток используется в бытовых розетках, которые стоят в наших домах. Причина в том, что переменные токи гораздо проще получать и передавать на большие расстояния.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих. Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно. Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

Глухозаземленный нейтральный кабель.
Изолированный нулевой провод.
Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Что такое фаза и ноль в электричестве

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.

Электрический ток и электрический заряд

Заряд электрона — минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или «стекает» в землю.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому — отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Важно

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ — 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза — белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас — желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной.

Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь.

Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

Зачем нужен ноль в электричестве

Откуда берется ноль в электросети

Зачем нужен нуль

Фаза и ноль в розетке – как определить с какой стороны

Чтобы разобраться в том, что такое фаза и ноль в розетке, обычному человеку (не специалисту) нет необходимости углубляться в электротехнические дебри. В качестве примера приведем обычную штепсельную розетку, куда поступает переменный ток.

К розетке идут два электропровода — нулевой и фазный. Ток поступает только по одному из них — фазному (еще его называют рабочей фазой). Второй провод — нулевой (или нулевая фаза).

Ноль и фаза в старых розетках

Чтобы подключить старую розетку, используют два проводника. Одни из них синего цвета (рабочий нулевой проводник). По этому проводу идет ток от источника электричества к бытовому прибору. Если взяться за токоведущий провод, но не дотрагиваться до второго провода, удара током не произойдет.

Второй провод в розетке — фазный. Он бывает самых разных цветов, в том числе синим, зелено-желтым или голубым.

Фаза и ноль в современной розетке

В устройствах современного типа есть три провода. Фаза бывает любого цвета. Помимо фазы и нуля имеется еще один провод (защитный нулевой). Цвет этого проводника — зеленый или желтый.

Через фазу подается напряжение. Ноль используется для защитного зануления. Третий провод нужен как дополнительная защита — для забора лишнего тока во время замыкания. Ток перенаправляется в землю или в обратную сторону — к источнику электричества.

Мультиметр

Прибор представляет собой комбинированное электроизмерительное устройство, способное выполнять несколько функций. Минимальная комплектация включает вольтметр, омметр и амперметр. Отдельные модификации выполнены в виде токоизмерительных клещей. Выпускаются как аналоговые, так и электронные измерители.

Чтобы начать процесс замера, следует переключиться в режим измерения переменного напряжения. Замер осуществляется одним из нескольких методов:

Зажимаем один из имеющихся щупов двумя пальцами. Второй щуп направляем к контакту, который расположен в выключателе или розетке. Если данные на мониторе несущественные (не превышают 10 вольт), речь идет о нуле. Если же прикоснуться к другому контакту, показатель будет выше — это фаза.
Если имеются опасения относительно необходимости притрагиваться к щупу, есть другой путь. Один из стержней направляем в розетку. Вторым стержнем прикасаемся непосредственно к стене рядом с розеткой. Результат будет примерно таким же, как и в случае, описанном выше.
Существует третий способ измерения с помощью мультиметра. Прикасаемся щупом к заземленной поверхности (например, корпусу оборудования). Вторым щупом касаемся измеряемой поверхности. Если провод является фазой, мультитестер обнаружит напряжение в 220 вольт.

Индикаторная отвертка

Индикатор — простой способ определения фазы, доступный даже человеку, впервые занявшемуся этим делом. Контрольная отвертка внешне напоминает стандартную. Отличие состоит в наличии внутреннего устройства у индикаторной отвертки. Рукоять отвертки производится из специального прозрачного пластика. Внутри находится диод. Верхняя часть изготовлена из металла.

Чтобы найти фазу и ноль при помощи отвертки, нужно выполнить такую последовательность операций:

Концом отвертки касаемся контакта.
Нажимаем пальцем на металлическую кнопку вверху отвертки.
Если светодиод загорелся, речь идет о фазе. Если он не реагирует — это ноль.

При работе с индикаторной отверткой рекомендуется придерживаться следующих мер безопасности:

Не дотрагиваться до нижнего конца отвертки во время проведения замеров.
Держать отвертку в чистоте, иначе велик риск нарушения изоляции.
Если нужно определить отсутствие напряжения, вначале проверить работоспособность прибора, совершенно точно находящегося под напряжением.

Не следует путать индикаторную отвертку с приспособлением для прозвона. Отвертка для прозвона снабжена батарейками. При работе с таким устройством для определения нуля и фазы не нужно нажимать на кнопку, так как отвертка будет светиться в любой из возможных ситуаций.

5,00 / 1

Принцип работы сети переменного тока

Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение

При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать

Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая схема электропроводки в частном доме или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.

Часто можно слышать, как называют электрические сети трёхфазными, двухфазными, реже — однофазными, но иногда подразумевается под этими понятиями не одно и то же. Чтобы не запутаться, давайте разберёмся с тем, чем отличаются эти сети и что имеют в виду, когда говорят, например, про отличия трехфазного от однофазного тока

При переменном токе провод, подводящий ток — это фаза. Её схемное обозначение L1 (А).

Второй называют нулевым. Обозначение — N.

Значит, для передачи однофазного тока нужно использовать два провода. Называются они фазным и нулевым соответственно.

Передают токи двумя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми.

Казалось бы, для передачи тока нужно было задействовать шесть проводов, но, используя соединение источников по схеме «звезда», обходятся тремя (вид схемы похож на латинскую букву Y).

Три провода являются фазными, один — нулевой.

Экономична. Ток без труда передаётся на далёкие расстояния.

Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В.

Таким образом, электропитание наших домов и квартир может быть однофазным или трёхфазным.

Однофазное электропитание

Однофазноый ток подключают двумя методами

: 2-проводным и 3-проводным.

При первом (двухпроводном) используют два провода. По одному течёт фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Подобным образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, старые дома.
При втором — добавляют ещё один провод. Называется он заземление (РЕ). Его предназначение спасать жизнь человека, а приборы от поломки.

Трёхфазное электропитание

Распределение трёхфазного питания по дому выполняется двумя способами

: 4-проводным и 5-проводным.

Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После электрощитка для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами 220В.
Пятипроводное подключение — добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ).

В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно. Иначе произойдёт перекос фаз. Результат этого явления весьма плачевен и непредсказуем для человеческой жизни и техники.

От того, какая электропроводка в доме зависит и то, какое электрооборудование можно в неё включать.

Например, заземление, а значит и розетки с заземляющим контактом обязательны, когда в сеть включаются:

приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели,
электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры (оно необходимо для отвода статического электричества),
устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока).

А для электропитания двигателей (актуальных для частного дома) нужен трёхфазный ток.

Сколько стоит подключение однофазного и трехфазного электричества?

Затраты на расходные материалы и монтаж оборудования планируются также, исходя из наиболее предпочтительного подключения. И если предсказать стоимость розеток, выключателей, светильников трудно (всё зависит от причуд вашей и дизайнерской фантазии), то цены на монтажные работы приблизительно одинаковы

. В среднем это:

сборка электрощитка, в который устанавливаются автоматы защиты (12 групп) и счетчик стоит от 80$
монтаж выключателей и розеток 2-6$
установка точечных светильников 1,5-5$ за единицу.

Лично я также задумался про солнечные батареи — на https://220volt.com.ua поизучал немного, теперь пробую структурировать мысли, как и что делать с их подключением.

Поделиться «В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )?»

Для чего нужен ноль в сети

Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.

Что такое фаза и ноль

Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии. В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля. Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.

Зачем нужно зануление

Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать. Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.

В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.

Электросети с изолированной нейтралью не имеют нулевого рабочего проводника. В них используется нулевой заземляющий провод. В электросистемах TN рабочий и защитный нулевой проводники объединены на всем протяжении цепи и имеют маркировку PEN. Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N. Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.

Как различить фазу, ноль, землю

Проще всего определить назначение проводников по цветовой маркировке. В соответствие с нормами, фазный проводник может иметь любой цвет, нейтраль – голубую маркировку, земля – желто-зеленого цвета. К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы. По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.

Определить фазный и нулевой проводники можно с помощью индикаторной отвертки. При соприкосновении отвертки с фазой загорится индикатор, так как по проводнику проходит электроток. Ноль не имеет напряжения, поэтому индикатор загореться не может.

Отличить ноль от земли можно с помощью прозвонки. Сначала определяется и маркируется фаза, затем щупом прозвонки нужно прикоснуться к одному и проводников и клемме заземления в электрощитке. Ноль звониться не будет. При прикосновении к земле раздастся характерный звуковой сигнал.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому – отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза – белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас – желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

Нулевой провод: его определение и назначение

Нулевой провод — это проводник электрической сети, имеющий нейтральное значение, в то время, когда фаза несет в себе напряжение 220 Вольт. На схемах нейтраль обозначается латинской буквой N, и имеет синюю либо голубую окраску, смотря какая маркировка кабеля. В старых системах заземления принято совмещать рабочий и защитный нули, и в этой ситуации они имеют желто-зеленую окраску и их обозначение записывается, как PEN.

Все линии электропередач для чего-то предназначены, следовательно, они могут характеризоваться наличием:

глухозаземленной нейтрали;
эффективно-заземленного нулевого проводника;
изолированного ноля.

Современное обустройство жилых домов зачастую оборудовано системой электросети с глухим заземлением нулевого провода. Для правильной работы данного типа сети энергию доставляют от трехфазных генераторных установок по трем фазам с высоким напряжением. Кроме того, от этого же источника электроэнергии ведется четвертый кабель, именуемый рабочим нулем.

Определяем ноль по цветовой маркировке

Важно! В случае неравномерной нагрузки на три фазы электросети, наблюдается несбалансированный ток в нейтральном проводе.

Повторное заземление нулевого провода

Повторным заземлением нулевого проводника, является защита, установленная на определенных правилами ПУЭ промежутках на всей протяженности нейтрали. В задачи повторного заземления включается снижение силы напряжения в нулевом проводе и электроприборах, которые были занулены относительно грунта. Это свойство целесообразно в качестве защиты от обрыва нулевого провода и при пробое электрического напряжения на корпус электрических приборов.

Схема повторного заземления

При создании защиты в электросети старайтесь выбирать нулевой и защитный проводники таким образом, чтобы в случае произошедшего замыкания на металлический корпус оборудования, произошло короткое замыкание в сети или оплавление предохранителей. Обычно, при установленном автоматическом выключателе данный фактор вызывает его срабатывание.

Важно! При возникновении короткого замыкания в зануленной элекроцепи, полученное напряжение должно трижды превысить значение номинального тока.

Нейтраль должна быть непрерывной от каждого корпуса электроустановки до нулевых проводников источников электроэнергии.

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком. Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления.

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление — это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу. В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник — это нейтраль.

Важно! В случае, если к вашей сети подключены УЗО или автоматы и при этом лампа не загорается во время проверки, значит вы нашли ноль и «землю».

Что бывает при обрыве нуля в поводке

Задачи и назначение нулевого провода

Нулевой защитный проводник — это жила, соединяющая зануленные части электроустановок с глухозаземленной нейтралью источника снабжения электроэнергии. Такой проводник предназначен, чтобы создавать короткое замыкание в сети с минимальным сопротивлением, в то время, когда рабочий ноль, является активным поставщиком электрического тока к потребительским приборам.

Прямыми задачами нейтрального проводника считаются:

обеспечение равномерности токов в нагрузочных фазах, даже если наблюдается неравномерное снабжение током;
нулевой проводник и его правильное обустройство полезно при риске аварийных ситуаций;

Мы с вами ответили на вопрос, какое назначение рабочего нулевого провода и нулевого защитного. Отсюда можно сделать вывод, что присутствие нейтрали в любой системе электросети, является обязательным условием. Кроме того, важно знать методы работы с ним для обеспечения безопасности работы электрической цепи.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Обрыв либо обгорание нулевых проводников признано электриками опасным явлением. Для наглядности рассмотрим, каким бывает, обрыв нейтрали:

обрыв PEN-проводника в питающем кабеле. При подобном нарушении в электропроводке, человек не заметит случившегося, к тому же здесь остается один контур заземления, что делает произошедшее вполне безопасной ситуацией;
обгорание нулевого проводника в распределителе. Здесь имеется высокий риск массового выхода из строя электрических приборов. Происходит перекос фазных проводников, то есть в одном проводе напряжение больше, чем в другом. Если в квартире не включено потребителей, возможно повышение напряжение в цепи до 380 Вольт;

Важно! Если в случае обрыва нулевого провода, у вас оставались подключенными много мощных потребителей, напряжение упадет ниже 220 В, и это приведет к нарушению работоспособности всех, на то время включенных приборов.

обрыв в квартирном электрощитке. В такое ситуации, вероятнее всего в розетках будет наблюдаться вторая фаза, причем электроприборы не будут работать от таких источников.

Схема опасности при обрыве нулевого провода

Внимание! Ни в коем случае, не используйте нулевой провод для заземления. Для этого есть специальный PE-проводник.

ГЛАВНАЯ » МАТЕРИАЛЫ » Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном

Что такое фаза и ноль

Фазы генератора и фазы нагрузки соединяются между собой линейными проводниками. Нулевые точки генератора и нагрузки соединяются между собой рабочим нулем. По линейным проводам ток движется от генератора к нагрузке, по нулевым – в обратном направлении. Фазные и линейные напряжения равны независимо от способа подключения. Земля (заземляющий провод) также как и ноль не имеет напряжения. Он выполняет защитную функцию.

Зачем нужно зануление

В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.

Как различить фазу, ноль, землю

Дополнительные материалы:

Проблемы и перспективы развития энергетики в России и мире
Добыча нефти в России — главный источник пополнения бюджета
Электричество для населения – вопросы и проблемы потребления и учета

Для чего нужны фаза, ноль и заземление?

Известно, что электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях при помощи генераторов переменного тока. Затем, по линиям электропередач от трансформаторных подстанций электроэнергия поступает потребителям. Разберем подробнее, каким образом энергия подводится к подъездам многоэтажных домов и частным домам. Это даст понять даже чайникам в электрике, что такое фаза, ноль и заземление и зачем они нужны.

Простое объяснение

Итак, для начала простыми словами расскажем, что собой представляют фазный и нулевой провод, а также заземление. Фаза — это проводник, по которому ток приходит к потребителю. Соответственно ноль служит для того, чтобы электрический ток двигался в обратном направлении к нулевому контуру. Помимо этого назначение нуля в электропроводке — выравнивание фазного напряжения. Заземляющий провод, называемый так же землей, не находится под напряжением и предназначен для защиты человек от поражения электрическим током. Подробнее о заземлении вы можете узнать в соответствующем разделе сайта.

Надеемся, наше простое объяснение помогло разобраться в том, что такое ноль, фаза и земля в электрике. Также рекомендуем изучить цветовую маркировку проводов. чтобы понимать, какого цвета фазный, нулевой и заземляющий проводник!

Углубляемся в тему

Питание потребителей осуществляется от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, являющегося важнейшей составляющей работы трансформаторной подстанции. Соединение подстанции и абонентов выглядит следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения трансформаторных обмоток, называемый нейтралью, наряду с тремя проводниками, представляющими собой выводы остальных концов обмоток. Выражаясь простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий – это ноль.

Между фазами в трехфазной энергетической системе возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение составляет 380 В. Дадим определение фазному напряжению — это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Электроэнергетическая система, в которой ноль соединен с землей, называется «система с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже для новичка в электротехнике: под «землей» в электроэнергетике понимается заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтрали следующий: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», при этом, нейтраль заземляют. Ноль выступает в качестве совмещенного нейтрального проводника (PEN). Такой тип соединения с землей характерен для жилых домов, относящихся к советской постройке. Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто зануляют, а отдельное соединение с землей не предусмотрено. Важно знать, что подключать одновременно защитный и нулевой проводник к корпусу щитка весьма опасно, потому как существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нулевого значения, что означает возможность удара током.

К домам, относящимся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрено подведение тех же трех фаз, а также разделенных нулевого и защитного проводника. Электрический ток проходит по рабочему проводнику, а назначение защитного провода заключается в соединении токопроводящих частей с имеющимся на подстанции заземляющим контуром. В этом случае в электрических щитках на каждом этаже располагается отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и заземления. Заземляющая шина имеет металлическую связь с корпусом щитка.

Известно, что нагрузка по абонентам должна быть распределена по всем фазам равномерно. Однако, предсказать заранее, какие мощности будут потребляться тем или иным абонентом, не представляется возможным. В связи с тем, что ток нагрузки разный в каждой отдельно взятой фазе, появляется смещение нейтрали. Вследствие чего и возникает разность потенциалов между нулем и землей. В случае, когда сечение нулевого проводника является недостаточным, разность потенциалов становится еще значительнее. Если же связь с нейтральным проводником полностью теряется, то велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в фазах, нагруженных до предела, напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных, наоборот, стремится к значению 380 В. Это обстоятельство приводит к полной поломке электрооборудования. В то же время, корпус электрического оборудования оказывается под напряжением, опасным для здоровья и жизни людей. Применение разделенных нулевого и защитного провода в данном случае поможет избежать возникновения таких аварий и обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме, в которых даются определения понятиям фазы, нуля и заземления:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны. Если возникнут вопросы, задайте их нашим специалистам в разделе «Задать вопрос электрику «!

Рекомендуем также прочитать:

Что такое фаза в электрике и как ее проверить?

Содержание:

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Линия электропередач

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

КТП

Фаза и нуль: понятия и отличие

Фаза, ноль, земля в розетке

Переменное напряжение — три фазы и ноль

Допустив, что нагрузка у нас симметричная, а ноль — точка соединения начал обмоток трансформатора после нагрузок, теперь можно найти напряжения на оставшихся дух фазных выводах и понять суть переменного напряжения. Так как ток течет, точнее движение свободных электронов происходит между тремя фазами, то если напряжение на выводе А 312 Вольт (примем со знаком «+», напряжение на выводе — это разность потенциалов между началом и концом обмотки (нулевой точкой)), то на оставшихся двух выводах B и C должно быть (оно и есть) по -156 Вольт. То есть электроны в цепи начинают движение от области с потенциалом +312 Вольт к областям с потенциалами -156 Вольт. Если помните, мы остановили время и рассмотрели конкретный момент. Отключим остановку времени. Теперь ротор крутится и значения напряжений на выводах изменяются по синусоиде. Электроны все также движутся межу фазами, но периодически изменяют направления.
Завершая краткий экскурс в переменный ток хочется отметить, что говоря о движении электронов, нужно понимать не прохождение огромных расстояний со скоростью света, а скорее миллиметры (сантиметры). Электроны медлительные и они в проводах не перемещаются со скоростью света. Распространение со скоростью света происходит лишь у электрического поля, которое взаимодействует со всеми свободными электронами на любом участке провода.

Фаза, ноль, земля — что это

Варианты определения проводников «фаза»/«ноль»

Итак, наступила, ситуация, когда необходимо, например, подключить новую розетку. Но совершенно не понятно, какой из проводов является фазным, а какой нулевым. Способов быстро решить проблему существует несколько — это можно сделать как с применением специальных приборов, так и без них.

Цветовая окраска проводов, как основной ориентир

Это самый легкий и быстрый способ. Для правильной классификации нуля и фазы следует знать, какой цвет провода к чему относится. Предварительно необходимо будет изучить информацию о том, где четко прописаны действующие стандарты для конкретной страны.

Данный метод весьма актуален в любых новостройках, поскольку сейчас вся электрическая проводка прокладывается специалистами, выполняющими свою работу согласно всем требованиям установленных стандартов. Так, например, в России еще в 2004 году был принят стандарт «IEC60446», в котором четко обозначена процедура разделения кабелей по цветам, а именно:

защитным нулем стал обозначаться провод желто-зеленого цвета;
рабочим нулем стали называть синий/сине-белый провод;
фазу — провода других цветов (например, черного, красного, коричневого и прочие).

Такое обозначение актуально в настоящее время.

Если проводка уже довольна старая или ее прокладкой занимались непрофессиональные специалисты, правильнее будет все же воспользоваться иными методами определения.

Отвертка-индикатор — незаменимое приспособление

Данный инструмент является неотъемлемым прибором в наборе домашнего электрика-умельца. Она применяется как при выполнении электромонтажных работ, так и при установке осветительных приборов в помещении или даже в процессе обыкновенной замены лампочек.

Принцип ее работы заключается в прохождении емкостного тока сквозь корпус отвертки через тело оператора.

Элементы отвертки:

корпус, выполненный из диэлектрического материала;
наконечник из металла в форме плоской отвертки, который прикладывают к проводам при проверке;
неоновый индикатор — лампочка, сигнализирующая о фазовом потенциале;
ограничитель тока — резистор, понижающий ток до минимального значения и выполняющий роль защитного механизма: защищает человека от поражения током, а само устройство от выхода из строя;
контактная металлическая площадка, создающая замкнутую цепь через человека на землю.

Методика работы настолько проста, что справиться с ней может любой человек, даже новичок. Работает индикаторная отвертка следующим образом. При прикосновении наконечником к фазному контакту (цветному проводу) происходит замыкание электрической цепи — неоновая лампа должна загореться. То есть, поступает «сообщение» о наличии сопротивления, следовательно, данный кабель является фазой. В то же время ни на заземлении, ни на нуле, она загораться не должна. Если это происходит, можно с уверенностью говорить о том, что в схеме подключения электропроводки есть ошибки.

Работа с отверткой-индикатором в светлое время суток потребует некоторой внимательности — днем свечение лампы плохо заметно, поэтому придется приглядываться.

При работе с подобными приспособлениями нужно быть крайне осторожным — нельзя дотрагиваться до оголенных участков проводников и выводов индикатора, находящихся под напряжением.

На заметку! Профессиональные электрики пользуются более дорогими многофункциональными индикаторами, свечением которых управляет схема на транзисторах, питающаяся от встроенных аккумуляторов напряжением в 3 В. Еще одним их характерным отличием от простых аналогов является отсутствие контактной площадки, к которой нужно прикасаться при выполнении замеров.

Устройства, помимо своего прямого назначения — проверки фазового провода — выполняют и ряд других вспомогательных задач: определение полярности источников постоянного напряжения, места обрыва электроцепи и так далее.

Мультиметр — надежный помощник

Чтобы вычислить фазу, используя тестер, его необходимо переключить в режим «вольтметр» и мерить напряжение между всеми парными выводами кабелей. Соединение щупов с защитным нулем и заземлением должно показывать отсутствие напряжения. Напряжение между фазой и любым другим проводов должно составлять 220 В.

Способы определения проводов:

Так, в первом случае вольтметр отклоняется от нулевой отметки в цепи «ноль/фаза». На другом рисунке он показывает отсутствие напряжения между нулем и землей. И на третьем, вольтметр между фазой и землей показывает «0 В» поскольку проводник еще не подсоединен к земле. Третий случай — это скорее исключение из правил. Такое возможно, например, в случаях, когда старые кабеля здания находится на этапе реконструкции. В нормальной работающей системе электропроводки вольтметр тоже должен показывать 220 В.

Использование лампы накаливания

Перед началом работы необходимо будет собрать приспособление для тестирования. Оно будет состоять из обыкновенной лампочки, патрона и проводов. Лампа вкручивается в патрон, а к клеммам патрона крепятся проводники. Один из проводов необходимо будет заземлить, например, подсоединить к батарее отопления.

Сущность метода заключается в поочередном прикладывании второго (свободного) проводника ко всем тестируемым жилам. Если лампочка вспыхнет — найден фазный провод.

Метод позволяет установить приблизительно наличие фазного кабеля среди остальных. Сигнал лампы точно сигнализирует о том, что среди этих проводников какой-то фазовый, а какой-то нулевой. Если же лампа не горит, значит среди кабелей нет фазного. Но может случиться, что нет как раз именно нулевого.

Поэтому в большей степени данный метод целесообразен для определения работоспособности электрической проводки и правильности монтажа.

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

Глухозаземленный нейтральный кабель.
Изолированный нулевой провод.
Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу

Установить в домашних условиях, где какой провод находится, можно разными способами. Мы разберем только самые распространенные и доступные практически любому человеку: с использованием обычной электрической лампочки, индикаторной отвертки и тестера (мультиметра).

Про цветовую маркировку фазных, нулевых и заземляющих проводов на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки. Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам. Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Хорошим помощником в работе, связанной с электрическим монтажом, является индикаторная отвертка. В основе работы этого недорогого инструмента лежит принцип протекания сквозь корпус индикатора емкостного тока. В ее состав входят следующие основные элементы:

Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Профессиональные электромонтеры используют в своей работе более дорогие светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, но простенькое устройство китайского производства вполне доступно любому человеку и должно иметься у каждого хозяина дома.

Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью этого прибора при дневном свете, то придется приглядываться в ходе работы более внимательно, так как свечение сигнальной лампы будет плохо заметно.

При касании жалом отвертки фазного контакта сигнализатор загорается. При этом ни на защитном нуле, ни на заземлении светиться он не должен, в противном случае можно сделать вывод, что в схеме подключения имеются неполадки.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Для определения фазы с помощью домашнего тестера прибор нужно поставить в режим вольтметра и измерить попарно величину напряжения между контактами. Между фазой и любым другим проводом этот показатель должен составлять 220 В, а прикладывание щупов к заземлению и защитному нулю должно показывать отсутствие напряжения.

Фаза и ноль в современной розетке

Обратите внимание! Не имеет практического значения, справа или слева расположены фаза и ноль. Однако чаще всего фаза расположена слева, а ноль — справа.

Перепутать фазу и ноль

На заре электрификации подключение светильника было простым процессом. Очень часто вся конструкция представляла собой патрон со встроенным выключателем, а иногда ещё и с розеткой.

Сейчас люстра может быть сложной конструкцией, неправильное подключение которой может привести к срабатыванию защиты или некорректной работе ламп. Ситуацию осложняет то, что провода в кабеле разные – нулевой, фазный и заземляющим.

подключение пятирожковой люстры

Если заземление присоединяется к корпусу светильника, то с оставшимися проводниками вопрос более сложный, поэтому при выполнении этих работ важно знать, что будет, если перепутать фазу и ноль при подключении люстры

Разница между нулем и землей

Последствия неправильной коммутации нулевого и заземляющего проводников могут быть разными:

Неправильная работа приборов учета электроэнергии в меньшую или большую сторону. Соответственно в первом случае, когда компания-поставщик найдет ошибку, может быть начислен огромный штраф.
Некорректная работа устройств защитного отключения и дифференциальных автоматов: при существенных перепадах напряжения будет постоянно перегорать бытовая техника.
Отсутствие защиты человека от поражения током. Более того, неправильная схема может стать основной причиной удара.

РазноеУЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений

РазноеВакуумный выключатель: устройство и принцип работы + нюансы выбора и подключения

Как самому определить фазу, ноль и заземление?

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

Определение по цветовой маркировке

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

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

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

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

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

Как определить ноль и фазу индикаторной отверткой

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

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

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

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

Определение фазы, нуля и заземления контрольной лампой

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

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

Как определить фазу и ноль мультиметром

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

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

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

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

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

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

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

Как определить фазу и ноль без приборов

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

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

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

Как определить заземление

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

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

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

Выводы

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

Опубликовано: 2020-07-13 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны

Известно, что электрическая энергия вырабатывается на электростанциях с помощью генераторов переменного тока. Затем по линиям электропередач от трансформаторных подстанций электроэнергия поступает к потребителям. Разберемся подробнее, как подается энергия в подъезды многоэтажных домов и частных домов. Это даст понять даже чайникам в электрике, что такое фаза, ноль и заземление и зачем они нужны.

Простое объяснение
Углубляемся в тему

Простое объяснение

Итак, для начала, простыми словами, расскажем, что такое фазный и нулевой провода, а также заземление. Фаза – это проводник, по которому ток течет к потребителю. Соответственно ноль служит для того, чтобы электрический ток двигался в направлении, противоположном нулевой цепи. Кроме того, назначение нуля в проводке – выравнивание фазного напряжения. Заземляющий провод, также называемый заземлением, не находится под напряжением и предназначен для защиты человека от поражения электрическим током. Подробнее о заземлении Вы можете узнать в соответствующем разделе сайта.

Надеемся, что наше простое объяснение помогло понять, что такое ноль, фаза и земля в электрике. Также рекомендуем изучить цветовую маркировку проводов, чтобы понять какого цвета фазный, нулевой и заземляющий проводники!

Углубляемся в тему

Потребители питаются от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, который является обязательным элементом работы трансформаторной подстанции. Соединение подстанции и абонентов осуществляется следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения обмоток трансформатора, называемой нейтралью, вместе с тремя проводниками, представляющими выводы других концов обмоток. Простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий нулевой.

Между фазами в трехфазной энергосистеме возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение равно 380 В. Определим фазное напряжение – это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения 220 В.

Систему электроснабжения, в которой ноль соединен с землей, называют «системой с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже новичку в электротехнике: по «земля» в электроэнергетике означает заземление.

Физический смысл заземленной нейтрали заключается в следующем: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», а нейтраль заземлена. Ноль выступает в роли комбинированного нейтрального проводника (PEN). Такой тип подключения к земле характерен для жилых домов, относящихся к советской застройке. Здесь, в подъездах, электрощит на каждом этаже просто заглушен, а отдельное подключение к земле не предусмотрено. Важно знать, что подключение и защитного, и нулевого проводника к корпусу щита очень опасно, т.к. существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нуля, что означает возможность поражения электрическим током.

Для домов, относящихся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрены те же три фазы, а также отдельный нулевой и защитный провод. По рабочему проводнику проходит электрический ток, а назначение защитного провода – соединение токопроводящих частей с имеющейся на подстанции цепью заземления. При этом в электрощитах на каждом этаже имеется отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и земли. Шина заземления имеет металлическое соединение с корпусом щита.

Известно, что нагрузка между абонентами должна распределяться равномерно по всем фазам. Однако заранее предсказать, какие мощности будут потреблять тот или иной абонент, невозможно. Из-за того, что ток нагрузки в каждой отдельной фазе разный, появляется смещение нейтрали. В результате между нулем и землей возникает разность потенциалов. В случае, когда сечение нейтрального проводника недостаточно, разность потенциалов становится еще более значительной. Если связь с нейтральным проводником полностью потеряна, то высока вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в предельно нагруженных фазах напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных фазах стремится к значению 380 В, что приводит к полный выход из строя электрооборудования. При этом корпус электрооборудования находится под напряжением, опасным для здоровья и жизни человека. Использование в этом случае разделенных нулевого и защитного проводов поможет избежать возникновения подобных аварий и обеспечит требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезные видео по теме, в которых даны определения понятий фаза, ноль и заземление:

Также рекомендуем прочитать:

Что такое заземление и что такое заземление это за
Как электричество передается на расстояние
Как распределить нагрузку по фазам

Опубликовано: 19.03.2017 Обновлено: 03.11.2017 11 комментариев

Разность фаз и фазовый сдвиг

Положение волновой частицы периодической формы волны известно как «Фаза» волны. Полная фаза полного цикла сигнала составляет 360 ⁰ .

[адсенс1]

Когда две или более волны одной частоты интерферируют в среде или движутся по одному и тому же пути, «фаза» волн играет важную роль для получения желаемого результата без возникновения шума.

Фазу также можно определить как «Относительное смещение двух волн относительно друг друга».

Фаза также может быть выражена в радианах и градусах. Один радиан = 57,3 градуса.

Схема

Разность фаз

Разность фаз синусоидальной волны можно определить как «интервал времени, на который волна опережает другую волну или отстает от нее», и разность фаз не является свойством только одной волны, это относительное свойство двух или более волн. Это также называется «фазовым углом» или «фазовым смещением».

Разность фаз, представленная греческой буквой фи (Φ). Полная фаза сигнала может быть определена как 2π радиан или 360 градусов.

Опережающая фаза означает, что сигнал опережает другой сигнал с той же частотой, а Отстающая фаза означает, что сигнал отстает от другого сигнала с той же частотой.

Фазовая квадратура: Когда разность фаз между двумя волнами составляет 90 ⁰ (это может быть = + 90 ⁰ или – 90 ⁰ ), говорят, что волны находятся в «фазовой квадратуре».

Противофаза: когда разность фаз между двумя волнами составляет 180 ⁰ (может быть = + 180 ⁰ или – 180 ⁰ ), то говорят, что волны находятся в «фазовой оппозиции».

Чтобы лучше понять эту концепцию, обратите внимание на рисунок ниже.

Временной интервал и фаза сигнала обратно пропорциональны друг другу. Это означает, что

t град = 1 / (360 f ) (градусы)

t рад = 1 / (6,28 f ) (радиан)

Где f — частота сигнала, а t — период времени.

Например, если две синусоидальные волны имеют одинаковую частоту и фазовый сдвиг π/2 радиан, то фазы волн можно определить как (nπ + 1) и nπ радиан.

Фазовый сдвиг сигналов также может быть представлен в виде периода времени (T). Например, + 6 мс и – 7 мс и т. д.

Вернуться к началу

[adsense2]

Уравнение разности фаз

Разность фаз синусоидальных сигналов может быть выражена приведенным ниже уравнением, используя максимальное напряжение или амплитуду сигналов: )

Где

Amax – амплитуда синусоиды измерений

ωt — угловая скорость (радиан/сек)

Φ — фазовый угол. (Радианы или градусы)

Если Φ < 0, то говорят, что фазовый угол волны находится в отрицательной фазе. Точно так же, если Φ > 0, то говорят, что фазовый угол волны находится в положительной фазе.

Соотношение фаз синусоидального сигнала

Каждый сигнал переменного тока будет иметь свой ток, напряжение и частоту. Если напряжение и угловые скорости двух сигналов одинаковы, то их фаза также одинакова в любой момент времени.

На приведенном выше рисунке мы видим три волны, которые начинаются в начале координат, ведут в начале координат и отстают в начале координат соответственно.

Вернуться к началу

Разность фаз сигналов

Не в фазе

Когда чередующиеся сигналы имеют одинаковую частоту, но разные фазы, говорят, что они «не в фазе». Разность фаз не равна нулю для расфазированных волн. Обратите внимание на приведенный ниже рисунок, который описывает несовпадающую по фазе концепцию двух синусоидальных волн. Для синфазных сигналов запаздывание составляет доли длины волны, такие как 1/2, 2/3, 3/5… и т. д.

На приведенном выше рисунке волна «B» опережает на 90 ⁰ (Φ = 90 ⁰) волну «A». Таким образом, мы можем сказать, что две волны не совпадают по фазе.

Для волн, не совпадающих по фазе, есть два условия. Это

1. Фаза опережения

2. Фаза опережения

Фаза опережения

Когда два сигнала одной частоты движутся вдоль одной и той же оси, и один сигнал опережает другой, тогда это называется «волна опережающей фазы». .

Уравнения тока и напряжения для опережающих фазированных сигналов:

Напряжение (Vt) = Vm sin ωt

Ток (it) = Im sin (ωt – Φ)

Где Φ — опережающий фазовый угол.

Отстающая фаза

Когда два сигнала одной частоты движутся вдоль одной и той же оси, и один сигнал отстает от другого, это называется «отстающим фазовым сигналом».

Уравнения напряжения и тока для опережающих фазированных сигналов:

Напряжение (Vt) = Vm sin ωt

Ток (it) = Im sin (ωt + Φ)

Где Φ — фазовый угол отставания.

Синфазные синусоидальные волны

Когда разница между фазами двух чередующихся волн равна нулю, волны называются синфазными. Это может произойти, когда два сигнала имеют одинаковую частоту и одинаковую фазу. Для синфазных сигналов запаздывание представляет собой целое число длин волн, например 0, 1, 2, 3… Синфазные сигналы показаны на рисунке ниже.

Сигналы на изображении выше имеют разную амплитуду (максимальное напряжение), но имеют одинаковую частоту.

Пример: Если две синусоидальные волны A и B не совпадают по фазе, а разность фаз составляет 25 ⁰, то мы можем объяснить соотношение между волнами как

Волна «A» опережает волну «B» на 25 ⁰ или волна ‘B’ отстает от волны ‘A’ на 25 ⁰ . Таким образом, ток и напряжение этих сигналов также изменяются в зависимости от фазового сдвига нефазированных сигналов.

Вернуться к началу

Соотношение фаз напряжения и тока к R, L, C

Цепь RLC также называется «резонансной схемой». Ниже поясняется поведение напряжения и тока резистора, конденсатора и катушек индуктивности по отношению к фазе.

Резистор: В резисторе ток и напряжение находятся в одной фазе. Таким образом, разность фаз между ними измеряется как 0,
Конденсатор: в конденсаторе ток и напряжение не совпадают по фазе, и ток опережает напряжение на 90 ⁰ . Таким образом, разность фаз между током и напряжением в конденсаторе измеряется как 90 ⁰ .
Индуктор: в индукторе ток и напряжение не совпадают по фазе. Напряжение опережает ток на 90 ⁰ . Таким образом, разность фаз между напряжением и током в конденсаторе измеряется как 90 ⁰ . Это прямо противоположно природе конденсатора.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Существует простой метод, позволяющий без путаницы запомнить соотношение между напряжением и током. Этот метод C I V I L

Первые 3 буквы C I V означают, что в конденсаторе I (ток) опережает V (напряжение).

Наверх

Резюме

Мы можем обобщить эту общую концепцию как
Фаза: Положение движущейся частицы формы волны называется «Фазой» и измеряется в «Радианах или градусах».
Разность фаз: Интервал времени, на который волна опережает другую волну или отстает от нее, называется «Разностью фаз» или «Угол фаз». Он определяется буквой «Ф».
Фазовый угол измеряется в «радианах/с» или «градусах/с», а фаза полного цикла указывается как «360 ⁰».
Не в фазе: когда чередующиеся сигналы имеют одинаковую частоту, но разные фазы, говорят, что они «вне фазы».
Синфазный: когда разница между фазами двух чередующихся волн равна нулю, говорят, что они синфазны.
Опережающая фаза: сигнал опережает другой сигнал с той же частотой.
Отстающая фаза: сигнал отстает от другого сигнала с той же частотой.
В цепях LRC соотношение фаз между напряжением и током будет
В резисторах: фазы напряжения и тока совпадают. Таким образом, разность фаз равна 0,
В конденсаторах: Ток опережает напряжение на 90 градусов. Таким образом, разность фаз равна 90 ⁰ .
In Inductors: Напряжение опережает ток на 90 градусов. Таким образом, разность фаз равна 90 ⁰ .

Вернуться к началу

Руководство для ученых и инженеров по цифровой обработке сигналов Стивен В. Смит, доктор философии.

Существует три типа фазовой характеристики , которые может иметь фильтр: нулевая фаза, линейный фаза и нелинейная фаза. Пример каждого из них показан на рисунке 19-7. Как показано на (а), фильтр нулевой фазы характеризуется импульсом ответ, который симметричен относительно нулевой выборки. Фактическая форма не имеет значение только то, что образцы с отрицательными номерами являются зеркальным отражением образцы с положительными номерами. При преобразовании Фурье этого симметричный сигнал, фаза будет полностью нулевой, как показано на (b).

Недостатком фильтра нулевой фазы является то, что он требует использования индексы, с которыми может быть неудобно работать. Линейно-фазовый фильтр представляет собой путь вокруг этого. Импульсная характеристика в (d) идентична показанной в (a), за исключением того, что он был изменен, чтобы использовать только образцы с положительными номерами. Импульс ответ по-прежнему симметричен между левым и правым; тем не менее, расположение симметрия смещена от нуля. Этот сдвиг приводит к фазе (e), будучи прямая линия , с учетом названия: линейная фаза . Наклон этого прямая прямо пропорциональна величине сдвига. С момента смены в импульсной характеристике ничего не делает, но производит идентичный сдвиг на выходе сигнал, линейный фазовый фильтр эквивалентен нулевому фазовому фильтру для большинства целей.

На рисунке (g) показана импульсная характеристика, которая , а не симметрична между левым и правильно. Соответственно фаза (h) равна не прямая. Другими словами, у него нелинейная фаза . Не путайте термины: нелинейный и линейный фазовый с концепцией линейности системы , обсуждаемой в главе 5. Хотя оба используют слово линейное они не связаны.

Какая разница, линейна фаза или нет? Рисунки (c), (f) и (i) покажи ответ. Это импульсные характеристики каждого из трех фильтров. импульсная характеристика — это не что иное, как положительная ступенчатая характеристика, за которой следует отрицательный ответ на шаг. Импульсная характеристика используется здесь, потому что она отображает, что происходит как с нарастающим, так и спадающим фронтом сигнала. Вот важная часть: фильтры с нулевой и линейной фазой имеют левый и правый края, которые смотри тот же , а нелинейные фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят разные . Многие приложения не могут допустить, чтобы левый и правый края смотрели другой. Одним из примеров является отображение на осциллографе, где эта разница могут быть неправильно истолкованы как характеристика измеряемого сигнала. Другая пример в обработке видео. Можете ли вы представить себе, что вы включаете телевизор, чтобы найти левое ухо вашего любимого актера отличается от его правого уха?

КИХ-фильтр (конечная импульсная характеристика) легко сделать линейным по фазе. Это связано с тем, что импульсная характеристика (ядро фильтра) напрямую указана в процесс проектирования. Все, что нужно сделать, — это заставить ядро фильтра обладать лево-правой симметрией. требуется. Это не относится к БИХ (рекурсивным) фильтрам, поскольку рекурсия коэффициенты — это то, что указано, а не импульсная характеристика. Импульс ответ рекурсивного фильтра равен 90 299, а не 90 300, симметричен между левым и правым, и поэтому имеет нелинейный фаза.

Аналоговые электронные схемы имеют ту же проблему с фазовой характеристикой. Представьте себе схему, состоящую из резисторов и конденсаторов, лежащую на вашем столе. Если вход всегда был равен нулю, выход также всегда будет равен нулю. При подаче на вход импульса конденсаторы быстро заряжаются до некоторого значение, а затем начинают экспоненциально затухать через резисторы. Импульс ответ (т. е. выходной сигнал) представляет собой комбинацию этих различных затухающих экспоненты. Импульсная характеристика не может быть симметричным, потому что выход был равен нулю перед импульсом, и экспоненциальный спад никогда не достигает значение снова равно нулю. Разработчики аналоговых фильтров решают эту проблему с помощью фильтра Бесселя. фильтр, представленный в Главе 3. Фильтр Бесселя имеет линейную фаза по возможности; однако это намного ниже характеристик цифровых фильтров. способность обеспечить линейную фазу с точностью является явным преимуществом цифровых фильтров.

К счастью, есть простой способ изменить рекурсивные фильтры, чтобы получить нулей. фаза . На рис. 19-8 показан пример того, как это работает. Входной сигнал на быть отфильтрованным показано на (а). Рисунок (b) показывает сигнал после его фильтрации. однополюсным фильтром нижних частот. Поскольку это нелинейный фазовый фильтр, левый и правые края не выглядят одинаково; они являются перевернутыми версиями друг друга. Как описано ранее, этот рекурсивный фильтр реализуется, начиная с выборке 0 и работая над выборкой 150, вычисляя каждую выборку вдоль путь.

Теперь предположим, что вместо того, чтобы двигаться от выборки 0 к выборке 150, мы начать с образца 150 и двигаться к образцу 0. Другими словами, каждый образец в выходной сигнал вычисляется из входных и выходных отсчетов до правых образец в работе. Это означает, что уравнение рекурсии, Eq. 19-1, есть изменено на:

Рисунок (c) показывает результат этой обратной фильтрации. Это аналогично передача аналогового сигнала через электронную RC-цепь во время работы назад . !esrevinu eht pu-wercs nac lasrever emit -noituaC

Фильтрация в обратном направлении сама по себе не дает никаких преимуществ; в отфильтрованный сигнал по-прежнему имеет левый и правый края, которые не похожи друг на друга. Магия происходит, когда прямая и обратная фильтрация объединены . Рисунок (г) результаты от фильтрации сигнала в прямом направлении и повторной фильтрации в обратное направление. Вуаля! Это дает нулевую фазу рекурсивный фильтр. Фактически, любой рекурсивный фильтр может быть преобразован в нулевую фазу с помощью этого двунаправленного техника фильтрации. Единственным штрафом за эту улучшенную производительность является фактор из двух по времени выполнения и сложности программы.

Как найти импульсную и частотную характеристики общего фильтра? амплитуда частотной характеристики одинакова для каждого направления, в то время как фазы противоположны по знаку. Когда два направления объединяются, величина становится в квадрате , а фаза сокращается до ноль . В то время области, это соответствует свертыванию исходной импульсной характеристики с перевернутая слева направо версия самого себя. Например, импульсная характеристика однополюсный фильтр нижних частот является односторонним экспоненциальным. Импульсный отклик соответствующий двунаправленный фильтр представляет собой одностороннюю экспоненту, которая затухает до правая, свернутая с односторонней экспонентой, затухающей влево. Собирается с помощью математики это оказывается двусторонней экспонентой, которая затухает как влево, так и вправо с той же константой затухания, что и исходная фильтр.

Некоторые приложения имеют только часть сигнала в компьютере в определенный момент времени. определенное время, такие как системы, которые попеременно вводят и выводят данные на постоянная основа. В этих случаях можно использовать двунаправленную фильтрацию. комбинируя его с методом сложения с перекрытием, описанным в предыдущей главе. Когда вы подходите к вопросу о том, как долго импульсная характеристика, не говорите «бесконечный». Если вы это сделаете, вам нужно будет заполнить каждый сегмент сигнала бесконечными количество нулей. Помните, что импульсная характеристика может быть усечена, когда она затухали ниже уровня шума округления, т. е. примерно на 15–20 постоянных времени. Каждый сегмент должен быть дополнен нулями слева и справа, чтобы допускают расширение во время двунаправленной фильтрации.

Что такое акустическая фаза? Убедитесь, что вы знаете основы

Фаза — это представление сигнала переменного тока. Мы все знакомы с переменным током: каждый раз, когда мы втыкаем шнур в настенную розетку, мы знаем, что ток сначала течет в одном направлении, затем меняет направление и течет в обратном направлении — переменный ток. Количество раз, которое он меняет направление за одну секунду, определяет частоту.

Акустическая энергия также имеет аналогию с этим. Любая вибрация представляет собой сжатие, за которым следует разрежение, то есть в этом смысле чередование, подобное переменному току, с положительным полупериодом (сжатие), за которым следует отрицательный полупериод (разрежение), а затем повторение (см. рис. 1). Представьте себе 15-дюймовый низкочастотный динамик, играющий низкую ми на бас-гитаре (40 Гц), низкочастотный динамик выталкивается наружу, сжимая воздух, делая его более плотным, а затем он всасывает

Рис. 1

Акустические волны также имеют импеданс, как электричество переменного тока (импеданс — это сопротивление переменному току). Акустический импеданс — это отношение акустического давления (напряжения, если хотите) и потока (аналогично току). Думайте об этом как об акустическом законе Ома: акустическое давление/акустический поток = акустическое сопротивление (R=V/I).

Если вы интересуетесь переменным током в акустических сигналах, то давайте теперь расширим эту аналогию до того, как переменный ток почти всегда представлен переменной (осциллирующей) волной, такой как синусоида напряжения, показанная ниже на рис. 2:

Рис. 2

Математически то, как напряжение начинается с нуля, поднимается до максимального уровня, снова падает до нуля, меняет направление, повторяя предыдущую половину цикла, уподобляется радиусу круга, вращающегося на 360 градусов (ОК, вращение вектора — см. рис. 3), так что отсюда и градус в фазовых измерениях. Он описывает, где находится форма волны в этом повторяющемся рабочем цикле. Опять же, думайте о положительной части цикла как об акустическом сжатии (высокое давление), а об отрицательной части — как об акустическом разрежении (низкое давление).

Рис. 3

Так почему фаза имеет значение? Ну а само по себе от одного источника звука, это вообще не имеет большого значения, но об этом позже. Однако если говорить о совмещении двух источников звука, то сейчас совсем другая история. Используя аналогию с синусоидальной волной, если мы суммируем вместе две формы волны (синусоидальную или акустическую), и они начинаются в одно и то же время, называемые «синфазными», и похожи на пример ниже идентичных волн, результатом будет та же форма волны, но с большая амплитуда (рис. 4).

Рис. 4

Если, с другой стороны, одна синусоида начинает двигаться в положительном направлении, а другая начинает двигаться в отрицательном направлении (что называется «не в фазе»), то они просто компенсируют друг друга (рис. 5).

Рис. 5

Очевидно, что они могут быть только частично в фазе, как показано на рис. 6, или только частично не в фазе и все точки между ними, и вы получите суммирование, которое зависит от того, где они начинают свой рабочий цикл.

Рис. 6

Две формы сигнала, в данном случае две синусоидальные волны, суммируются для создания различных составных сигналов в зависимости от относительной фазы каждой волны.

Так как же выглядит акустическая (громкоговорящая) фазовая кривая? Ниже приведена типичная фазовая кривая, обычно называемая «свернутой» фазовой кривой. Почему «завернутый»? В основном просто для того, чтобы его было удобно разместить на графике с таким соотношением сторон (ширина к высоте), которое удобно помещается на графике с тем же соотношением сторон, что и график частотной характеристики громкоговорителя. Практически все «свернутые» фазовые кривые начинаются с положительного значения степени на самой низкой частоте и наклоняются вниз к максимальному отрицательному значению -180° по оси X графика, но в действительности фазовая кривая не останавливается на -180°, а продолжается как отрицательный наклон. Чтобы «заставить» фазовые кривые соответствовать графику, кривая снова начинается с +180° и снова наклоняется вниз до -180°, как видно на графике магнитуды и фазы, изображенном на рис. 7 (фазовая кривая выделена серым цветом, амплитуда кривая АЧХ черная), повторяя это удобство накрутки до самой верхней частоты (обычно 20 кГц) графика. Однако в действительности фазовая кривая представляет собой одну длинную наклонную линию. Это можно увидеть на рис. 8, графике только фазы, где фаза обычно называется «развернутой»

Рис. 7

Рис. 8

Почему развернутая фазовая кривая представляет собой всего лишь одну длинную нисходящую кривую, которая продолжает увеличиваться в отрицательных градусах фазы по мере увеличения частоты от низкой к высокой? Одним словом, это отражение соотношения между фазой, частотой и длиной волны. Если вы посмотрите на изображение синусоиды по мере увеличения частоты (см. рис. 9), период времени для 1 цикла становится все короче, так что по сравнению с одним периодом времени 360° на низкой частоте период времени высокой частоты может включать 2 или более циклов в тот же период времени, что и более низкая частота.

Рис. 9

Поскольку длина волны становится короче по мере увеличения частоты (хорошо, период времени зависит от частоты), более высокие частоты представлены на том же графике с увеличением более высоких числовых степеней фазы, поэтому фазовая кривая имеет наклон вниз по мере увеличения частоты.

А как насчет «покачиваний» на фазовой кривой? По мере того, как амплитуда частотной характеристики возрастает и падает, а поскольку фаза представляет собой переменное представление частотной характеристики, относительные изменения фазы также возрастают и уменьшаются. Другими словами, фаза изменяется с наклоном кривой магнитуды. Если наклон кривой акустической амплитуды (частотная характеристика громкоговорителя) равен нулю (плоская форма кривой), а эталон, с которым сравнивается амплитуда частоты (электронный сигнал), всегда является плоской кривой, результирующая фаза отсутствует. изменить или 0°. Если наклон амплитуды положителен (как у фильтра верхних частот), то по сравнению с плоской эталонной фазой будет положительное изменение фазы. Аналогичным образом, если наклон амплитуды отрицательный (как у фильтра нижних частот), то по сравнению с плоским опорным сигналом изменение фазы отрицательного наклона амплитуды будет отрицательным изменением фазы (см. рис. 10).

Рис. 10

Итак, мы снова задаем вопрос, важна ли акустическая фаза? Имеет ли это субъективное значение при прослушивании громкоговорителей? Да, но это зависит. Если мы говорим о фазе из одного источника, эмпирические данные показывают, что вы действительно не можете слышать фазу, а только амплитуду формы волны. Также предполагается, что, когда громкоговоритель находится в комнате для прослушивания, безэховая фаза громкоговорителя рассеивается из-за всех отражений в комнате. Однако, если есть два или более источников, то они могут суммироваться таким образом, что это вызывает компенсацию амплитуды и суммирование, которое определенно слышно.

Если вы следите за новейшими технологиями на рынке студийных мониторов, возможно, вы слышали или читали утверждения о «нулевой фазе». Нулевая фаза достигается искусственно с использованием DSP для визуализации фазовой кривой, которая вместо перехода от +120 ° до -720 ° колеблется около 0 ° (по крайней мере, выше 50–100 Гц), как показано на рис. 11. Также помните, что мы говорим о безэховая (без отражений) амплитуда (частотная характеристика) и фазовая характеристика динамика.

Утверждение, сделанное для этого типа DSP-обработки с использованием КИХ-фильтров для достижения нулевой фазы, заключается в том, что он производит более плотные низкие частоты, более широкую звуковую сцену и просто звучит лучше. Однако, как я уже отмечал ранее, акустическую фазу не очень хорошо слышно, поэтому приближение фазовой характеристики к нулю, вероятно, не сильно изменит ситуацию, несмотря на все сделанные заявления.

Рис. 11

Ссылки:

1. Измерения громкоговорителей и их связь с предпочтениями слушателя: Часть 2 – доктор Флойд Э. Тул; Дж. Аудио инженер. Соц., Том. 34, № 5, 1986 г., май.

2. Поваренная книга по дизайну громкоговорителей, Вэнс Дикасон, 7-е издание, 2006 г., Библиотека Конгресса Кат. № 87-060653

Вэнс Дикасон работает профессионалом в индустрии громкоговорителей с 19 лет. 74, и широко известен как автор Поваренной книги по дизайну громкоговорителей, а также как редактор Voice Coil, журнала для индустрии громкоговорителей (сейчас ему исполняется 33 года!).

Подробнее →

EQ Phase And Spill — Понимание того, как это влияет на ваш микс

5 способов инвертирования полярности помогают звукоинженерам

Распространенные проблемы с фазой звука и способы их решения

Auto Align и Auto Align Post — в чем разница?

Зачем использовать мастеринг-инженера — экспертная панель

Что такое фаза? Группа экспертов

Sound Radix Pi и Auto-Align… В чем разница?

Техника параллельной обработки ударных с Адамом Хокинсом — Free pureMix Video Extract

Тони Мазерати о добавлении ритмических задержек к гитарам — Free pureMix Video Extract

Vance Powell The Spin Fader Trick — Free pureMix Video Extract

теги: Фаза, Мониторы

категории: Акустика

Все материалы на этом сайте бесплатны. Это стало возможным благодаря любезной поддержке многочисленных отраслевых партнеров. Чтобы узнать, что это значит, ознакомьтесь с нашей Политикой редакционного и рецензирования.

Simple Harmonic Motion – концепции

Введение

Вы когда-нибудь задумывались, почему напольные часы показывают точное время? Движение маятника — это особый вид повторяющегося или периодического движения, называемого 9.0471 простое гармоническое движение или SHM. Положение колеблющегося объекта изменяется во времени по синусоидальному закону. Многие объекты колеблются взад и вперед. Движение ребенка на качелях можно аппроксимировать синусоидальным и, следовательно, рассматривать как простое гармоническое движение. Некоторые сложные движения, такие как турбулентные волны на воде, не считаются простым гармоническим движением. Когда объект находится в простом гармоническом движении, можно легко определить скорость, с которой он колеблется вперед и назад, а также его положение во времени. В этой лабораторной работе вы проанализируете простой маятник и систему пружинных масс, обе из которых демонстрируют простое гармоническое движение.

Обсуждение принципов

Частица, вибрирующая вертикально в простом гармоническом движении, движется вверх и вниз между двумя крайними значениями y = ± A . Максимальное смещение A называется амплитудой . Это движение показано графически на графике зависимости положения от времени на рисунке 1.

Рисунок 1 : График положения, показывающий синусоидальное движение объекта в SHM

Одно полное колебание или цикл или колебание представляет собой движение, например, от

y = −A

y = +A

и обратно к

−

Интервал времени T , необходимый для совершения одного колебания, называется периодом . Родственной величиной является частота f , которая представляет собой количество колебаний, совершаемых системой в единицу времени. Частота обратна периоду и измеряется в герцах, сокращенно Гц;

1 Гц = 1 с ⁻¹ .

( 1 )

f = 1/T

Если частица колеблется вдоль оси y , то ее положение на оси y в любой данный момент времени t , отсчитываемое от начала колебаний, определяется уравнением

( 2 )

y = A sin(2 π футов).

Напомним, что скорость объекта — это первая производная, а ускорение — вторая производная функции смещения по времени. Скорость v и ускорение a частицы в момент времени t определяются следующим образом.

(3)

V = 2 π FA COS (2 π футов)

(4)

A = — (2 π F) ² футов)]

Обратите внимание, что скорость и ускорение также являются синусоидальными. Однако функция скорости имеет разность фаз 90° или π /2, а функция ускорения имеет разность фаз 180° или π разность фаз относительно функции смещения. Например, когда смещение максимально положительно, скорость равна нулю, а ускорение максимально отрицательно. Подстановка из уравнения 2 в уравнение 4 дает

( 5 )

а = −4 π ² ж ² у.

Из уравнения 5 мы видим, что ускорение объекта в СГМ пропорционально смещению и противоположно по знаку. Это основное свойство любого объекта, совершающего простое гармоническое движение. Рассмотрим несколько критических точек в цикле, как в случае колеблющейся системы пружина-масса. Пружинно-массовая система состоит из массы, прикрепленной к концу пружины, подвешенной к стойке. Масса немного притягивается вниз и отпускается, чтобы заставить пружину и массу колебаться в вертикальной плоскости. На рис. 2 показаны пять критических точек, когда масса пружины проходит полный цикл. Положением равновесия системы пружина-масса является положение массы, когда пружина не растянута и не сжата.

Рисунок 2 : Пять ключевых точек массы, колеблющейся на пружине

Масса совершает полный цикл, перемещаясь из положения А в положение Е. Описание каждого положения выглядит следующим образом.

Положение A: пружина сжата; масса находится выше точки равновесия при

y = A

и вот-вот высвободится. Положение B: масса движется вниз, проходя через точку равновесия. Положение C: масса на мгновение покоится в самой нижней точке, прежде чем начать движение вверх. Положение D: масса движется вверх, когда она проходит через точку равновесия. Положение E: груз на мгновение находится в покое в самой высокой точке, прежде чем снова начать опускаться.

Отметив время, когда для положения, скорости и ускорения колеблющегося объекта возникают отрицательные максимальные, положительные максимальные и нулевые значения, вы можете построить график функции синуса (или косинуса). Это сделано для случая колеблющейся системы пружины и массы в таблице ниже, а три функции показаны на рисунке 3. Обратите внимание, что положительное направление обычно выбирается как направление растяжения пружины. Следовательно, положительное направление в данном случае вниз и исходное положение на рис. 2 на самом деле является отрицательным значением. Наиболее сложным для анализа параметром является ускорение. Это помогает использовать второй закон Ньютона, который говорит нам, что отрицательное максимальное ускорение возникает, когда результирующая сила равна отрицательному максимуму, положительное максимальное ускорение возникает, когда результирующая сила положительна, а ускорение равно нулю, когда результирующая сила равна нулю.

Рисунок 3 : Положение, скорость и ускорение в зависимости от времени

Для этого конкретного начального условия (начальное положение в точке A на рисунке 2) кривая положения представляет собой косинусоидальную функцию (фактически отрицательную косинусоидальную функцию), кривая скорости представляет собой синусоидальную функцию, а кривая ускорения представляет собой просто отрицательную характеристику кривой положения. .

Масса и пружина

Груз, подвешенный на конце пружины, растянет пружину на некоторое расстояние y . Сила, с которой пружина тянет груз вверх, равна 9.0471 Гук ‘ s закон

( 6 )

F = −ky

где k — жесткость пружины, а y — растяжение пружины при приложении к ней силы F . Постоянная пружины k является мерой жесткости пружины. Постоянную пружины можно определить экспериментально, позволив массе неподвижно висеть на пружине, а затем добавив дополнительную массу и записав дополнительное растяжение пружины, как показано ниже. На рис. 4а подвеска груза подвешена к концу пружины. На рисунке 4b к подвеске добавлена дополнительная масса, и теперь пружина растянута на величину 9.0003

Δу.

Эта экспериментальная установка также показана на фотографии аппарата на рисунке 5.

Рисунок 4 : Установка для определения жесткости пружины

Рисунок 5 : Фотография экспериментальной установки

Когда масса неподвижна, ее ускорение равно нулю. Таким образом, согласно второму закону Ньютона результирующая сила должна быть равна нулю. На массу действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила пружины, направленная вверх. См. диаграмму свободного тела на рисунке 6 ниже.

Рисунок 6 : Диаграмма свободного тела для системы пружины-массы

Итак, второй закон Ньютона дает нам

( 7 )

Δmg − kΔy = 0

где

Δm

— изменение массы,

Δy

— изменение растяжения пружины, вызванное изменением массы, g — ускорение свободного падения, k — постоянная пружины. Уравнение 7 также может быть выражено как

( 8 )

Δm = Δy.

Второй закон Ньютона, примененный к этой системе, равен

мА = F = −ky.

Замена из уравнения

a = −4 π ² f ² y.

для ускорения получить

( 9 )

м(−4 π ² f ² y) = −ky

откуда получаем выражение для частоты f и периода Т .

( 10 )

f =

( 11 )

T = 2 π

Используя уравнение 11, мы можем предсказать период, если мы знаем массу пружины и жесткость пружины. С другой стороны, зная массу пружины и экспериментально измерив период, мы можем определить жесткость пружины. Обратите внимание, что в уравнении 11 отношение между T и m не линейны. График зависимости периода от массы не будет прямой линией. Если мы возведем в квадрат обе части уравнения 11, мы получим

( 12 )

Т ² = 4 π ² .

Теперь график

T ²

против м будет представлять собой прямую линию, а константу пружины можно определить по наклону.

Простой маятник

Другой пример простого гармонического движения, который вы будете исследовать, — это простой маятник . Простой маятник состоит из груза массой м , называемого грузом маятника, прикрепленного к концу нити. Длина L простого маятника измеряется от точки подвеса струны до центра груза, как показано на рисунке 7 ниже.

Рисунок 7 : Экспериментальная установка для простого маятника

Если груз отодвинуть от положения покоя на некоторый угол смещения θ , как на рисунке 8, восстанавливающая сила вернет груз обратно в положение равновесия. Силы, действующие на груз, — это сила тяжести и сила натяжения струны. Сила натяжения струны уравновешивается той составляющей силы тяжести, которая находится на одной линии со струной (т. е. перпендикулярно движению груза). Возвращающей силой здесь является тангенциальная составляющая силы тяжести.

Рисунок 8 : Простой маятник

Когда мы применяем тригонометрию к меньшему треугольнику на рисунке 8, мы получаем величину возвращающей силы | Ф | = мг sin θ . Эта сила зависит от массы шарика, ускорения свободного падения g и синуса угла, на который натянута нить. Снова должен применяться второй закон Ньютона, поэтому

( 13 )

мА = F = −мг sin θ

где отрицательный знак означает, что восстанавливающая сила действует против направления движения груза. Поскольку груз движется по дуге окружности, угловое ускорение равно

α = a/L.

Из уравнения 13 получаем

( 14 )

α = − sin θ .

На рисунке 9 синяя сплошная линия представляет собой график sin( θ ) по сравнению с θ , а прямая линия представляет собой график зависимости θ в градусах от θ в радианах. При малых углах эти две кривые почти неразличимы. Следовательно, пока смещение θ мало, мы можем использовать приближение

sin θ ≈ θ .

Рисунок 9 : Графики sin θ по сравнению с θ

В этом приближении

уравнение 14

α = − sin θ .

становится

( 15 )

α = — θ .

Уравнение 15 показывает, что (угловое) ускорение пропорционально отрицательному значению (углового) смещения, и, следовательно, движение груза является простой гармоникой, и мы можем применить уравнение

a = −4 π ² f ² г.

получить

( 16 )

α = −4 π ² f ² θ .

Объединяя уравнение 15 и уравнение 16 и упрощая, мы получаем

( 17 )

f =

а также

( 18 )

Т = 2 π

Обратите внимание, что частота и период простого маятника не зависят от массы.

Что, когда и как обеспечить нулевые выбросы

Примечание редактора. Эта статья была обновлена в январе 2022 г. с учетом последних исследований WRI и информации о новых национальных целевых показателях нулевых выбросов.

Последние данные науки о климате ясны: ограничение глобального потепления до 1,5 градусов по Цельсию (2,7 градусов по Фаренгейту) все еще возможно. Но чтобы избежать наихудших последствий для климата, глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) должны сократиться наполовину к 2030 году и достичь нуля примерно к середине века.

Признавая эту безотлагательность, быстро растущее число национальных правительств, местных органов власти и бизнес-лидеров берут на себя обязательства по достижению нулевых выбросов в пределах своих юрисдикций или предприятий. На сегодняшний день более 80 стран сообщили о таких «целях с нулевым уровнем выбросов», включая крупнейших в мире источников выбросов (Китай, США, Европейский Союз и Индию). Кроме того, свои цели поставили еще сотни регионов, городов и предприятий.

Но что означает цель достижения нулевого уровня выбросов, какая наука стоит за нулевым уровнем выбросов и какие страны уже взяли на себя такие обязательства? Вот восемь общих вопросов и ответов о чистом нуле:

1.

Что означает достижение нулевых выбросов?

Нулевые выбросы будут достигнуты, когда все выбросы парниковых газов, высвобождаемые в результате деятельности человека, будут уравновешены удалением парниковых газов из атмосферы в процессе, известном как удаление углерода.

В первую очередь необходимо свести к нулю антропогенные выбросы (например, от автомобилей и заводов, работающих на ископаемом топливе). Затем любые оставшиеся парниковые газы должны быть уравновешены эквивалентным объемом удаления углерода, что может происходить с помощью таких вещей, как восстановление лесов или использование технологии прямого улавливания и хранения воздуха (DACS).

2. Когда миру необходимо достичь нулевого уровня выбросов?

В соответствии с Парижским соглашением страны согласились ограничить потепление значительно ниже 2 градусов C (3,6 градуса F), в идеале до 1,5 градуса C (2,7 градуса F). Глобальные воздействия на климат, которые уже проявляются при нынешнем потеплении на 1,1 градуса по Цельсию (1,98 градуса по Фаренгейту) — от таяния льда до разрушительной жары и более интенсивных штормов — показывают настоятельную необходимость сведения к минимуму повышения температуры.

Последние научные данные свидетельствуют о том, что достижение температурных целей Парижского соглашения потребует достижения нулевого уровня выбросов в следующие сроки:

В сценариях, ограничивающих потепление до 1,5 °C, чистый нулевой уровень диоксида углерода (CO2) должен достичь в период с 2044 по 2052 год, а общие выбросы ПГ должны достичь нулевого чистого уровня в период с 2063 по 2068 год. существует риск временного превышения 1,5 °C. Достижение верхней границы диапазона почти гарантирует превышение 1,5 °C в течение некоторого времени, прежде чем она в конечном итоге упадет.
В сценариях, ограничивающих потепление 2 градусами Цельсия, выбросы CO2 должны достичь нуля к 2070 году (для 66-процентной вероятности ограничения потепления 2 градусами Цельсия) до 2085 года (с вероятностью 50–66 %). Общие выбросы парниковых газов должны достичь нулевого уровня к концу столетия или позже.

В специальном докладе о глобальном потеплении на 1,5°C Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) делается вывод о том, что если к 2040 г. мир достигнет нулевого уровня выбросов, вероятность ограничения потепления до 1,5°C значительно выше. . Чем раньше выбросы достигают пика и чем ниже они в этот момент, тем более реалистичным становится достижение чистого нуля. Это также привело бы к меньшей зависимости от удаления углерода во второй половине века.

Это не означает, что всем странам необходимо достичь нулевых выбросов в одно и то же время. Однако шансы ограничить потепление до 1,5 градусов по Цельсию в значительной степени зависят от того, как скоро самые высокие источники выбросов достигнут нулевого уровня выбросов. Соображения, связанные с справедливостью, включая ответственность за прошлые выбросы, равенство выбросов на душу населения и способность действовать, также предполагают более ранние сроки для более богатых стран с более высоким уровнем выбросов.

Важно отметить, что временные рамки для достижения нулевого уровня выбросов отличаются только для CO2 и для CO2 плюс другие парниковые газы, такие как метан, закись азота и фторированные газы. Для выбросов, отличных от CO2, чистая нулевая дата наступает позже, поскольку модели предполагают, что некоторые из этих выбросов, например метан из сельскохозяйственных источников, поэтапно отказаться от них сложнее. Тем не менее, эти сильнодействующие, но недолговечные газы будут способствовать повышению температуры в ближайшем будущем, что может привести к тому, что изменение температуры превысит пороговое значение в 1,5 градуса по Цельсию намного раньше.

В связи с этим для стран важно указать, охватывают ли их целевые показатели чистого нулевого выброса только CO2 или все выбросы парниковых газов. Комплексная цель нулевых чистых выбросов будет включать все парниковые газы, гарантируя также сокращение газов, отличных от CO2.

3. Что необходимо сделать для достижения нулевых выбросов?

Политика, технологии и поведение должны меняться по всем направлениям. Например, прогнозируется, что на пути к 1,5 градусам Цельсия возобновляемые источники энергии будут обеспечивать 70-85% электроэнергии к 2050 году. Меры по повышению энергоэффективности и переходу на другой вид топлива имеют решающее значение для сокращения выбросов от транспорта. Повышение эффективности производства продуктов питания, изменение рациона питания, прекращение вырубки лесов, восстановление деградированных земель и сокращение потерь и порчи пищевой продукции также имеют значительный потенциал для сокращения выбросов.

Крайне важно, чтобы структурный и экономический переход, необходимый для ограничения потепления до 1,5 градусов по Цельсию, проходил справедливо, особенно для рабочих, связанных с высокоуглеродистыми отраслями. Хорошей новостью является то, что большинство необходимых технологий доступны и становятся все более конкурентоспособными по стоимости по сравнению с альтернативами с высоким содержанием углерода. Солнечная и ветровая энергия теперь обеспечивают самую дешевую электроэнергию для 67% населения мира. Рынки осознают эти возможности и риски экономики с высоким уровнем выбросов углерода и меняются соответственно.

Также необходимы инвестиции в технологии удаления углерода. Все различные пути достижения 1,5 градуса Цельсия, по оценке МГЭИК, в той или иной степени зависят от удаления углерода. Удаление CO2 из атмосферы компенсирует выбросы в секторах, в которых достижение нулевого уровня выбросов затруднено, например в авиации. Удаление углерода может быть достигнуто несколькими способами, в том числе с помощью наземных подходов и технологических подходов.

4. Находится ли мир на пути к своевременному достижению нулевых выбросов, чтобы избежать наихудших климатических воздействий?

Нет — несмотря на огромные преимущества действий по борьбе с изменением климата, прогресс происходит слишком медленно, чтобы мир мог удержать повышение температуры на уровне 1,5 градуса по Цельсию (2,7 градуса по Фаренгейту).

Были достигнуты значительные успехи в сокращении выбросов, например, за счет увеличения доли возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии. Тем не менее, усилия по поэтапному отказу от использования угля не ослабевают, и к 2030 году они должны сокращаться в пять раз быстрее. Аналогичным образом, доля электромобилей в продажах легковых автомобилей (LDV) достигла 4,3% в 2020 году, увеличившись при совокупном среднем росте. в размере 50% за последние пять лет. Несмотря на многообещающие результаты, такой прогресс все же необходимо значительно ускорить, чтобы помочь сократить выбросы в транспортном секторе и достичь уровня 75-9.5% продаж легковых автомобилей к концу этого десятилетия, цель, связанная с ограничением потепления до 1,5 градусов по Цельсию. . Например, к 2030 году миру необходимо резко замедлить вырубку лесов и увеличить прирост лесного покрова в три раза быстрее.

Глобальный импульс к установлению целевых нулевых выбросов быстро растет, и такие ключевые страны, как Китай, США и Европейский союз, формулируют такие обязательства. Бутан был первой страной, установившей цель нулевого чистого выброса в 2015 году. Сейчас цель нулевого чистого выброса охватывает более 80 стран, на которые приходится более 70% мировых выбросов.

Система Net-Zero Tracker компании Climate Watch показывает, как эти цели были установлены, например, посредством определяемых на национальном уровне вкладов (NDC), долгосрочных стратегий развития с низким уровнем выбросов парниковых газов (долгосрочные стратегии), внутренних законов, политики или политических обязательств на высоком уровне со стороны глав государств или других членов кабинета. Трекер также включает информацию о масштабах целей, предоставляя информацию о парниковых газах и секторах, охватываемых каждой из них, степени, в которой цель зависит от международных компенсаций, и многое другое.

6. Обязывает ли Парижское соглашение страны добиваться нулевых выбросов?

Короче говоря, да. В частности, Парижское соглашение устанавливает долгосрочную цель – достижение «баланса между антропогенными выбросами из источников и удалением поглотителями парниковых газов во второй половине этого века на основе справедливости и в контексте устойчивого развития и усилия по искоренению бедности». Эта концепция уравновешивания выбросов и абсорбции сродни достижению нулевых выбросов.

Климатический пакт Глазго, подписанный на COP26 и приуроченный к пятилетию Парижского соглашения, призывает страны двигаться «к справедливому переходу к нулевому уровню выбросов к середине столетия или примерно к нему с учетом различных национальных обстоятельств». С этой целью пакт призывает стороны, «которые еще не сделали этого, сообщать… долгосрочные стратегии развития с низким уровнем выбросов парниковых газов», которые направляют страну на путь к нулевому выбросу парниковых газов. Переход от «во второй половине этого века» к «приблизительно к середине века» отражает заметное увеличение воспринимаемой срочности.

7. Почему и как страны должны привести свои краткосрочные цели по сокращению выбросов в соответствие с целью нулевых выбросов?

Страны обычно устанавливают нулевые цели примерно к 2050 году — почти через три десятилетия. Однако, чтобы гарантировать, что страна встанет на правильный путь к реализации этой цели, долгосрочная цель должна направлять и информировать о краткосрочных действиях уже сегодня. Это поможет избежать блокировки углеродоемкой, неустойчивой инфраструктуры и технологий. Страны также могут сократить краткосрочные и долгосрочные расходы, инвестируя в зеленую инфраструктуру, от которой не нужно будет отказываться в дальнейшем, разрабатывая последовательную политику и посылая четкие сигналы частному сектору о необходимости инвестировать в меры по борьбе с изменением климата.

В соответствии с Парижским соглашением страны согласились каждые пять лет представлять климатические планы, известные как определяемые на национальном уровне вклады (NDC ) . ОНУВ, которые в настоящее время нацелены на 2030 год, являются важным инструментом для согласования краткосрочных и долгосрочных целей. Эти документы, основанные на долгосрочном видении страны, могут помочь правительствам реализовать политику, необходимую в ближайшем будущем для реализации амбициозной цели на середину века.

Многие страны с нулевыми целями начинают включать их непосредственно в свои краткосрочные ОНУВ, особенно сейчас, когда Климатический пакт Глазго «отмечает важность согласования определяемых на национальном уровне вкладов с долгосрочными стратегиями развития с низким уровнем выбросов парниковых газов». В конечном счете, крайне важно, чтобы страны действовали сегодня и разработали краткосрочные планы, которые выведут их на правильный путь к достижению их долгосрочных целей.

8. Являются ли Net-Zero Targets формой Greenwashing?

Нет, но они могут быть использованы в качестве предлога, чтобы не предпринимать смелых действий по борьбе с изменением климата в ближайшем будущем.

Несмотря на то, что правительства и компании продолжают набирать обороты в отношении нулевых показателей, раздаются скептические голоса — от академических журналов до групп кампании и речи Греты Тунберг в Давосе. Критика чистых нулевых целей включает:

a. «Чистый» аспект нулевых целей может ослабить усилия по быстрому сокращению выбросов.

Критики обеспокоены тем, что это может привести к чрезмерной зависимости от удаления углерода, что позволит лицам, принимающим решения, использовать нулевые цели, чтобы избежать сокращения выбросов в ближайшем будущем. Лица, принимающие решения, могут решить эту проблему, установив амбициозные цели по валовому сокращению (цели, не зависящие от вывозки) наряду с более долгосрочными целями по чистому сокращению.

б. Цели некоторых стран по нулевому чистому выбросу основаны на покупке сокращений выбросов, отсрочке сокращения в пределах их собственных границ.

Некоторые страны устанавливают нулевые цели, которые полагаются на инвестиции или оплату сокращения выбросов в других странах, чтобы использовать их для достижения своих собственных целей. Есть опасения, что правительственные лидеры могут использовать эту стратегию, чтобы избежать сокращения собственных выбросов в долгосрочной перспективе. Лица, принимающие решения, могут решить эту проблему, установив целевые показатели глубокого сокращения выбросов, которые явно избегают или ограничивают использование компенсаций для достижения своих целей.

г. Временной горизонт для нулевых целей — обычно 2050 год — кажется далеким.

Сегодняшняя инфраструктура может существовать десятилетиями и оказывать серьезное влияние на достижение целей середины века. Лица, принимающие решения, должны учитывать это, устанавливая краткосрочные и среднесрочные этапы на пути к нулевым выбросам, в том числе устанавливая амбициозные цели по сокращению выбросов к 2030 году в рамках своих ОНУВ.