Что такое земля в электричестве. Земля, фаза и ноль в электричестве: подробное объяснение и различия

С электричеством не шутят, но и боятся его не стоит. Если правильно понимать устройство электрических сетей, хотя бы на начальном уровне, то ничего страшного не произойдёт.

Обывателю, чтобы пользоваться электричеством без опаски, нужно знать несколько несложных для понимания вещей, в число которых входят понятия: фаза, ноль и заземление.

Что такое фаза многие знают, а вот что такое ноль и земля, в чем принципиальное отличие этих понятий – немногие.

Две схемы подключения

Одинаковый обрыв нуля, а последствия такие разные

Для понимания роли “Ноля” и “Земли” нужно немного вникнуть в суть способов доставки электроэнергии до конечных потребителей и отличий последних.

Следует упомянуть, что электро-системы бывают линейные и фазные. Линейные используются в промышленной сфере деятельности, где требуются повышенные мощности (380В), фазные существуют для использования их в быту (220В). И том и в другом случае схемы подключения используют три провода. Только для линейных (380) в каждом из трех проводов присутствует фаза, а бытовом варианте (220В) есть Фаза, Ноль и Земля.

Для безопасности каждая система использует свои схемы подключения. Промышленные сети рассматривать не будем, а вот бытовые изучить следует, здесь используются две схемы:

• TT – полное заземление
• TN-C-S – совместное подключение земли и нуля, после потребителя питания

Используемы схемы подключения: 1. На ноль, 2. На землю

Чтобы было более понятно, расшифруем аббревиатуру:

• Т – земля
• N – нейтраль
• S – раздельный, самостоятельный
• C – объединять
• L – фаза
• PE – защитный
• PEN – объединенный

Эти две схемы используются, однако следует указать ещё на одну существующую схему TN-C – это старая, но до сих пор действующая система, используемая в большинстве домов “старого” фонда, которой присуща аббревиатура PEN.

В ней Ноль и Земля совмещены (PEN) на всём протяжении. Такие сети не совсем безопасны, особенно для электроприборов. Монтировались они в советское время, бытовых приборов использовалось немного, а потому проектировщики не видели смысла в излишней трате на электропроводке ради пары десятков телевизоров (нагрузки были небольшие), — 30% экономия! На промышленных предприятиях заземление делалось отдельно.

Предназначение “Ноля” и “Земли”

Цвета и маркировка проводов и кабелей

Для успешной работы каких-либо электроприборов требуется замкнутый контур электросети. Замыкание сети – основная роль “Ноля”. Разность потенциала уходит через него.

Заземление же используется в качестве защитных мероприятий, устраняющих риск поражением тока людей и животных, а также для исключения, смягчения скачков напряжения, которые могут вывести из строя бытовые электроприборы.

Заземляют практически все электроприборы, это делается посредством подключения Земли к их корпусам на случай пробоя электропроводки, при которой они окажутся под натряжением.

Схема TT

Исправная схема Подключен потребитель, электропроводка исправна (пробоев нет), корпус заземлён на отдельную линию

На рисунке выше показано подключение при полном заземлении. Т.е. Земля выделена в отдельную, автономную сеть. Данное подключение наиболее безопасно.

В случае пробоя, на корпусе прибора возникает электрический потенциал, который будет равен входящему напряжению, т.е. 220 В – это опасно для жизни. Однако корпус заземлен, и попавшее на него напряжение уйдет в землю.

Заземление на выделенную линию сработало – напряжения на корпусе нет

Схема TN-C-S

Схема TN-C-S для заземления использует линию Ноль, как это показано на рисунке ниже. В данном случае на корпусе потребителя напряжения нет.

Схема исправна, пробоя на корпус потребителя нет

При появлении нагрузки на корпусе, она отводится в линую, используемую в качестве нейтрали. Способ действенный, и хоть является устаревшим используется до сих пор.

Поражения током не будет

Заключение

Автомат защитный

Какой бы безопасной схема подключения не была, но использовать автоматы и ИЗО необходимо. Они позволяют обесточить сеть даже при кратковременном скачке напряжения, который может быть весьма опасен не только для Вашей электроники и других бытовых приборов, но и для жизни Вас и Ваших питомцев.

ВИДЕО: Зануление и заземление,что лучше,можно ли использовать

ВИДЕО: Зануление и заземление. В чем разница между ними?

10 Total Score

Для нас очень важна обратная связь с нашими читателями. Оставьте свой рейтинг в комментариях с аргументацией Вашего выбора. Ваше мнение будет полезно другим пользователям.

Помогла ли Вам наша статья?

10

«Ноль» и «земля»: в чем принципиальное отличие?

• в многоэтажных многоквартирных домах: подсоединиться к особой земляной жиле в электрическом тоннеле;
  
• для индивидуального жилого коттеджа: точкой подсоединения должен стать вводной автомат, точнее, его нулевой провод на входе, который тянется по воздуху или подземному кабелю от ближайшего от дома понижающего трансформатора, причем сечение нулевого провода должно быть не менее десяти квадратных миллиметров для медного провода и 16 мм2 – для алюминиевой жилы (см. в ПУЭ соответствующий пункт).

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

Все знают, что электроэнергия производится на разнообразных электростанциях, благодаря генераторам переменного тока. После она, используя линии электропередач, идет к трансформаторным подстанциям, оттуда поступает к потребителю, то есть нам.

Так вот чтобы понять, что собой представляет фаза, ноль, а также заземление, необходимо на элементарном уровне понимать, каким образом электроэнергия поступает в подъезд или частный дом. Все мы за нее платим, измеряя киловаттами, но ведь это не вода, у которой можно перекрыть кран. Потому давайте рассмотрим ситуацию подробнее.

Ликбез

Давайте разберемся, чем являются ноль и фаза, а затем перейдем к заземлению.

Фаза – это линия непосредственной подачи тока. Следовательно, используя ноль, ток возвращается в обратном направлении, а именно к нулевому контуру. Кроме того он выравнивает фазное напряжения, выполняя стабилизационную роль в фазной проводке.

Земля (заземляющий провод) — не под напряжением в принципе. У него есть одна функция – защита потребителя. Если сказать грубо, то «земля» в случае утечки отведет остаточный ток, не дав ему поразить человека.

Хотелось бы думать, что столь простое объяснение несколько прояснило ситуацию, и теперь вы понимаете какая роль у каждого проводника из комплекта: фаза, ноль, земля. Если вы планируете работать с проводами самостоятельно, то дополнительно, рекомендуем изучить цветовую палитру, которой производители отмечают предназначение полупроводников внутри кабеля.

Детальное рассмотрение

Трансформаторная подстанция выполняет важнейшую работу, а именно делает возможным питание потребителей благодаря обмотке низкого напряжения, которая понижает напряжение от «электросетевого» до «потребительского».

От подстанции к потребителю ведет общий проводник от нейтрали (точка соединение обмоток), и еще 3 проводника, которые являются остальными выводами обмотки. Таким образом каждый из трех проводников – это фаза, а нейтраль – ноль.

Трехфазная энергетическая схема подразумевает возникновение линейного напряжения, с номинальным напряжением в 380 В. Между фазой и нулем возникает фазное напряжение, его то значение и равняется, привычным нам, 220 В.

Как упоминалось выше под названием «земля» скрывается заземление, так и будем его называть. Так вот большинство электрических систем глухозаземленные, это значит, что ноль прямо соединен с землей. Физическая суть такого подключения в том, что в трансформаторе обмотки соединены по принципу «звезды», а нейтраль заземлена.

В данном случае ноль является совмещенным нейтрально-защитным проводником (PEN). Подобное повсеместно встречается в постройках советского времени. Неизвестно с чем это было связано, то ли с экономией, то ли с введением сомнительных инноваций, но в жилых домах того периода повсеместно занулены щитки, а отдельных заземлительных кабелей не предусмотрено.

Главная проблема такой конструкции в невозможности ее преобразования. Народные умельцы пытаются подключить дополнительный защитный кабель прямо к щитку, но это, по крайней мере, небезопасно.

Подобная самодельная «инновация» может привести к тому, что земля начнет простреливать и как душ, так и туалет начнут сопровождаться периодическими разрядами у всех жильцов дома.

Дома построенные в более позднее время, имеют электросеть отличающуюся следующими аспектами:

1. Вместо общего проводника к щитку идет два проводника, один из которых исполняет роль нейтрали, а второй земли.
2. Щиток в подъезде имеет отдельную шину-разделитель, которую с корпусом соединяют посредствам металлической связи, она предназначена для подключения нуля, земли и фазы.

Преимуществом подключения с заземлением является то, что заранее неизвестно, сколько тока будет потреблять каждая квартира, а предыдущая схема предполагает близкое к равномерному распределение. В незаземленной схеме возможно возникновение ситуации, когда одна квартира потребляет много, а вторая ничего.

Разность нагрузок начинает смещать нейтраль. Создается ситуация, когда в фазе ток стремится к нулю, а на проводнике-нейтрали напротив растет до 380 В. Кроме того что оборудование при возникновении подобной аварии будет испорчено, его корпус будет находится под напряжением, создавая реальную опасность для людей.

Полезное видео

Дополнительную информацию по данному вопросу вы можете почерпнуть из видео ниже:

Заключение

Будем надеяться, теперь вы знаете значение каждого, из озвученных в названии статьи терминов и как важен проводник «земля». Берегите себя, устанавливая электросеть у себя дома, побеспокойтесь о ней.

Электричество из земли своими руками: 4 способа (ВИДЕО)

Необходимость постоянного сжигания топлива для получения электроэнергии приводит к поискам способов удешевления этого процесса, а порой и создания теорий о возможности выработки халявного электричества. Подобные идеи не новы, так как их выдвигали еще знаменитые умы прошлого, стоявшие на заре зарождения массового использования электрических приборов.

Поэтому современные генераторы свободной энергии уже никого не удивляют, бесплатную электроэнергию предлагают получать самыми невероятными способами. Сегодня мы рассмотрим такой способ, как электричество из земли, насколько это реально и какие теории существуют в целом.

Мифы и реальность

Современная наука смогла доказать наличие собственного электромагнитного поля вокруг планеты. Оно не только создает естественные колебания в атмосфере Земли, но и призвано защищать все человечество от воздействия солнечного излучения, пыли и других мелких частиц, которые могли бы попасть из космоса. С теоретической точки зрения, если разместить один электрод на поверхности грунта, а второй поднять вверх на 500 м, то между ними получится разность потенциалов около 80 В. Если пропорционально увеличить расстояние до 1000 м, то и уровень напряжения должен увеличиться в два раза.

Однако на практике  все получается далеко не так складно:

• Во-первых, электроды должны иметь достаточно большую площадь, из-за чего они будут обладать парусностью и возникнут сложности с их массой и фиксацией на высоте.
• Во-вторых, электромагнитное состояние поля земли непостоянно, поэтому оно во многом зависит от различных факторов и его распределение в пространстве также неравномерно.
• В-третьих, верхний электрод будет главным претендентом на притяжение разрядов атмосферного электричества, что приведет к перенапряжению в генераторе. 

Тем не менее, определенные опыты получения бесплатного электричества все же существуют, но их практическая реализация носит скорее экспериментальный, чем предметный характер.

Что можно попробовать сделать?

Но следует быть осторожным, так как некоторые из предложенных вариантов созданы исключительно в качестве коммерческой рекламы и не представляют пользы даже с  теоретической точки зрения. Такие способы предназначены для продажи нерабочих устройств доверчивым соискателям бесплатного напряжения.

Однако, есть эксперименты, позволяющие извлечь электричество, пускай и относительно малого вольтажа.  Среди существующих способов получения электричества из земли мы рассмотрим несколько действительно рабочих вариантов.

Схема по Белоусову

Название метода произошло от фамилии ученого, предложившего такой способ получения электричества из земли. Для этого используется двойное пассивное заземление без каких-либо активаторов, два конденсатора и катушки индуктивности. Схема Белоусова приведена на рисунке ниже:

Извлечение электричества из земли, согласно этой схемы, будет происходить по такому принципу:

• Через цепь двух заземлений постоянно пропускаются высокочастотные разряды, присутствующие в грунте. Но их будет отсеивать индуктивная составляющая первой катушки схемы Тр.1.
• Конденсаторы в схеме подключаются положительными пластинами друг к другу, важно соблюдать эту последовательность, иначе накопление электричества, как в единой емкости не произойдет.
• Ко второй катушке подключается лампочка, которая при наличии электричества покажет, что вам удалось добывать ток. Это своеобразная нагрузка, которую вы можете заменить на любой прибор.

Из земли и нулевого провода

Этот способ получения электричества из земли основан на том, что нулевой проводник в системах с глухозаземленной нейтралью у частного потребителя имеет значительное удаление от контура подстанции или КТП. Изначально проверьте, существует ли разность потенциалов между нулевым проводом и контуром заземления. Как правило, вольтметр покажет разность потенциалов в 10 – 20В. Это не большая разность потенциалов, но ее также можно использовать. Тем более что его можно запросто повысить при помощи обычного трансформатора до нужного номинала.

Чтобы добывать электричество вам понадобится обзавестись собственным контуром заземления, если такового еще нет на вашем участке. Более детальную информацию о процессе изготовления вы можете почерпнуть из соответствующей статьи на сайте — https://www.asutpp.ru/kontur-zazemleniya.html.  Заметьте, несмотря на использование системы центрального электроснабжения, приборы учета не будут  принимать в учет это напряжение, поэтому его можно считать бесплатным.

Стержни из цинка и меди (гальванический способ)

В таком методе получения  электричества из земли  используется тот же способ, что и в обычной батарейке. Здесь источником электроэнергии  выступает химическая реакция, которая возникает при взаимодействии металлических электродов с природным электролитом. Однако мощность этого природного генератора электричества и разность потенциалов будет зависеть от ряда факторов:

• Габаритных размеров – длины, поперечного сечения и площади взаимодействия с грунтом. Чем больше площадь, тем  большую добычу электричества можно осуществить таким методом.
• Глубина расположения – чем глубже разместить электроды, тем больше электричества будет собираться по всей высоте металла.
• Состав грунта – химическая составляющая любого электролита будет определять проводимость электрического тока, способность генерации электрического заряда и т.д. Поэтому наличие тех или иных солей, концентрации определенных элементов и станет основным отличием для естественного электролита на поверхности планеты.

Для практической реализации данного метода получения бесплатной энергии возьмите пару электродов из разных металлов, составляющих гальваническую пару. Наиболее популярным вариантом являются медь и цинк. Погрузите медный провод в грунт, а затем отступите от него на 25 – 30 см и погрузите в грунт цинковый электрод. Для лучшего эффекта землю между ними необходимо  залить крепким раствором обычной пищевой соли.

Чтобы оценить результат эксперимента подождите минут 10 – 15, а затем подключите к выводам земляной батареи вольтметр. Как правило, вы получите напряжение от 1 до 3В, в зависимости от глубины залегания электродов  и типа почвы показатели могут отличаться. Это конечно не много, но для питания светодиода или другого слаботочного прибора будет вполне достаточно. Со временем солевой раствор впитается и его действие начнет ослабевать, поэтому и ресурс электричества на выходе также снизится.

Если вы проделываете эти манипуляции для постоянного использования гальванического элемента, питающего какую-либо электрическую установку, то будет рациональным попробовать забивать электроды в разных местах на земельном участке. А после выбрать наиболее выгодный вариант. Если напряжения от пары штырей будет слишком малым, то нужно забить несколько и подключить их последовательно. Но помните, постоянное подливание растворенной соли сделает почву непригодной для выращивания сельскохозяйственных и декоративных культур.

Потенциал между крышей и землей

Такой метод получения электричества из земли возможен для домов с металлической крышей. Вам понадобится подключить один электрод к металлической пластине, которая представляет собой единую конструкцию или антенну. А второй подвести к проводу заземления, который соединяется с общим контуром, при его отсутствии можете просто вбить штырь в землю. Крыша здания обязательно должна быть изолирована от земли.

Чем большую площадь занимает металлическая антенна и чем выше она расположена, тем большее напряжение вы получите. Как правило, в частном секторе удается сгенерировать электричество в 1 – 2 В, поэтому метод носит скорее экспериментальный, чем практический характер. Так как ни поднимать вверх, ни расширять площадь крыши ради нескольких вольт электричества будет нецелесообразно.

Из рассмотренных выше методов видно, что в земле присутствует как огромные запасы статического электричества, так и большой потенциал других видов энергии, которую можно поставить на службу человеку. Для этого нет нужды сжигать топливо, однако не один из способов не дает возможности запитать мощный прибор.

Поэтому куда выгоднее в качестве альтернативных источников получения электричества использовать те же солнечные батареи или ветрогенераторы. Дальнейшее изучение методов генерации электричества из земли может принести более продуктивные  результаты, но сегодня мы можем довольствоваться лишь энергией ради эксперимента.

Что такое заземление | Электротехнические примечания и статьи

Введение:

Основная причина заземления в электрической сети — безопасность. Когда все металлические части в электрическом оборудовании заземлены, тогда, если изоляция внутри оборудования выходит из строя, в корпусе оборудования отсутствуют опасные напряжения. Если токоведущий провод касается заземленного корпуса, тогда в цепи происходит короткое замыкание и немедленно перегорает предохранитель.Когда предохранитель перегорает, опасное напряжение отсутствует.

Назначение заземления:

(1) Безопасность для человеческой жизни / здания / оборудования:

• Чтобы спасти человеческую жизнь от опасности поражения электрическим током или смерти в результате перегорания предохранителя, то есть обеспечить альтернативный путь протекания тока короткого замыкания, чтобы он не подвергал опасности пользователя
• Для защиты зданий, машин и оборудования в аварийных условиях.
• Чтобы гарантировать, что все открытые проводящие части не достигают опасного потенциала.
• Обеспечивает безопасный путь для рассеивания токов молнии и короткого замыкания.
• Обеспечить стабильную платформу для работы чувствительного электронного оборудования, то есть поддерживать напряжение в любой части электрической системы на известном уровне, чтобы предотвратить перегрузку по току или чрезмерное напряжение на приборах или оборудовании.

(2) Защита от перенапряжения:

• Молния, скачки напряжения в сети или непреднамеренный контакт с линиями высокого напряжения могут вызвать опасно высокое напряжение в системе распределения электроэнергии.Заземление обеспечивает альтернативный путь вокруг электрической системы для минимизации повреждений системы.

(3) Стабилизация напряжения:

• Есть много источников электроэнергии. Каждый трансформатор можно рассматривать как отдельный источник. Если бы не было общей точки отсчета для всех этих источников напряжения, было бы чрезвычайно сложно рассчитать их взаимосвязь друг с другом. Земля — ​​это самая вездесущая проводящая поверхность, и поэтому она была принята с самого начала создания электрических распределительных систем в качестве почти универсального стандарта для всех электрических систем.

Обычные методы заземления:

(1) Пластинчатое заземление:

• Обычно для пластинчатого заземления обычно используется
• Пластина чугунная размером 600 мм x 600 мм x 12 мм. ИЛИ
• Пластина из оцинкованного железа размером 600 мм x 600 мм x 6 мм. ИЛИ
• Медная пластина размером 600 мм * 600 мм * 3,15 мм
• Пластина с заусенцами на глубине 8 футов в вертикальном положении и полоса GI размером 50 мм x 6 мм, прикрепленная к пластине болтами, поднимается на уровень земли.
• Эти типы земляных ям обычно заполнены чередующимися слоями древесного угля и соли на расстоянии до 4 футов от дна ямы.

(2) Тип трубы Заземление:

• Для заземления трубного типа обычно используется
• GI труба [C-класс] диаметром 75 мм, длиной 10 футов, сваренная с фланцем GI диаметром 75 мм, имеющим 6 отверстий для подключения заземляющих проводов и вставляемым в землю шнековым методом.
• Эти типы земляных ям обычно заполнены чередующимся слоем древесного угля и соли или реактивационным составом земли.

Метод сооружения ямы заземления (Индийский совет по электричеству):

• Земляные выкопки для нормального грунта Размер ямы 1,5 х 1,5 х 3,0 м.
• Используйте пластину GI размером 500 мм X 500 мм X 10 мм или большего размера для большего контакта с землей и уменьшения сопротивления земли.
• Сделайте смесь из порошка для древесного угля, соли и песка в равных частях
• Древесный угольный порошок используется в качестве хорошего проводника электричества, антикоррозийного действия, доказывает наличие ржавчины для GI Plate для длительного срока службы.
• Уголь и соль используются для постоянного увлажнения почвы.
• Соль просачивается, а уголь поглощает воду, поддерживая влажность почвы.
• Всегда следует соблюдать осторожность, поливая ямы летом, чтобы почва ямы была влажной.
Уголь
• состоит из углерода, который является хорошим проводником, минимизируя сопротивление заземления.
• Соль используется в качестве электролита для образования проводимости между пластинчатым углем GI и землей с влажностью.
• Песок используется для образования пористости для циркуляции воды и влажности вокруг смеси.
• Поместите пластину GI (ЗАЗЕМЛЕНИЕ) размером 500 мм X 500 мм X 10 мм в середину смеси.
• Используйте двойную полосу GI размером 30 мм X 10 мм для соединения пластины GI с системой заземления.
• Лучше использовать трубу GI диаметром 2,5 дюйма с фланцем в верхней части трубы GI для покрытия ленты GI от ПЛАСТИНЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ до верхнего фланца.
• Закройте верхнюю часть трубы GI с тройником, чтобы избежать заклинивания трубы пылью и грязью, а также время от времени используйте воду через эту трубу до нижней части пластины заземления.
• Поддерживайте сопротивление менее одного Ом от проводника ЗАЗЕМЛЕНИЯ на расстоянии 15 метров вокруг ЗАЗЕМЛЕНИЯ с другим проводом, погруженным в землю глубиной не менее 500 мм.
• Проверьте напряжение между проводниками заземляющей ямы и нейтралью источника питания 220 В переменного тока, 50 Гц, оно должно быть менее 2,0 В.

Факторы, влияющие на удельное сопротивление земли:

(1) Удельное сопротивление почвы:

• Сопротивление почвы прохождению электрического тока.Значение сопротивления земли (омическое значение) земляной ямы зависит от удельного сопротивления почвы. Это сопротивление почвы прохождению электрического тока.
• Он варьируется от почвы к почве. Это зависит от физического состава почвы, влажности, растворенных солей, размера и распределения зерен, сезонных колебаний, текущей величины и т. Д.

• В зависит от состава почвы, содержания влаги, растворенных солей, размера зерна и его распределения, сезонных колебаний, текущей величины.

(2) Состояние почвы:

• Различные грунтовые условия дают различное удельное сопротивление грунта. Большинство почв очень плохо проводят электричество, когда они полностью сухие. Удельное сопротивление почвы измеряется в ом-метрах или ом-см.
• Почва играет важную роль в определении рабочих характеристик электрода.
• Грунт с низким удельным сопротивлением очень агрессивен. Если почва сухая, значение удельного сопротивления почвы будет очень высоким.
• Если удельное сопротивление почвы высокое, сопротивление заземления электрода также будет высоким.

(3) Влажность:

• Влага оказывает большое влияние на удельное сопротивление почвы. Удельное сопротивление почвы можно определить по количеству воды, удерживаемой почвой, и по сопротивлению самой воды. Электроэнергия в почве осуществляется через воду.
• Сопротивление быстро падает до более или менее стабильного минимального значения влажности около 15%.И дальнейшее повышение влажности почвы мало повлияет на удельное сопротивление почвы. Во многих местах уровень грунтовых вод понижается в сухую погоду. Поэтому очень важно наливать воду в яму и вокруг нее, чтобы поддерживать влажность в сухих погодных условиях. Влага существенно влияет на удельное сопротивление почвы

(4) Растворенные соли:

• Чистая вода плохо проводит электричество.
• Удельное сопротивление почвы зависит от удельного сопротивления воды, которое, в свою очередь, зависит от количества и природы растворенных в ней солей.

• Небольшое количество солей в воде снижает удельное сопротивление почвы на 80%. поваренная соль наиболее эффективна для улучшения проводимости почвы. Но он разъедает металл и поэтому не рекомендуется.

(5) Климатические условия:

• Увеличение или уменьшение влажности определяет увеличение или уменьшение удельного сопротивления почвы.
• Таким образом, в сухую погоду сопротивление будет очень высоким, а в сезон дождей — низким.

(6) Физический состав :

• Различный состав почвы дает различное среднее удельное сопротивление. В зависимости от типа почвы удельное сопротивление глинистой почвы может находиться в диапазоне от 4 до 150 Ом-метров, тогда как для каменистых или гравийных грунтов оно может быть значительно выше 1000 Ом-метров.

(7) Местоположение земляной ямы:

• Местоположение также в значительной степени влияет на электрическое сопротивление.В наклонном ландшафте или на земле, состоящей из почвы, или на холмистых, каменистых или песчаных участках, вода стекает, а в сухую погоду уровень грунтовых вод понижается очень быстро. В такой ситуации Компаунд обратной засыпки не сможет притягивать влагу, так как почва вокруг ямы будет сухой. Земляные ямы, расположенные в таких местах, необходимо поливать через частые промежутки времени, особенно в засушливых погодных условиях.
• Хотя компаунд для обратной засыпки сохраняет влагу в нормальных условиях, в сухую погоду он выделяет влагу в сухую почву вокруг электрода и в процессе этого теряет влагу с течением времени.Поэтому выбирайте участок, который естественно не дренирован.

(8) Влияние размера зерна и его распределения:

• Размер зерна, его распределение и плотность упаковки также являются определяющими факторами, поскольку они определяют способ удержания влаги в почве.
• Влияние сезонных колебаний на удельное сопротивление почвы: Увеличение или уменьшение содержания влаги в почве определяет уменьшение или увеличение удельного сопротивления почвы.Таким образом, в сухую погоду сопротивление будет очень высоким, а в сезон дождей — низким.

(9) Влияние текущей величины:

• На удельное сопротивление почвы вблизи заземляющего электрода может влиять ток, протекающий от электрода в окружающую почву.
• Тепловые характеристики и влажность почвы будут определять, вызовет ли ток заданной величины и продолжительности значительное высыхание и, таким образом, увеличит влияние удельного сопротивления почвы

(10) Свободная площадь:

• Один электродный стержень, полоса или пластина не может достичь желаемого сопротивления в одиночку.
• Если бы несколько электродов можно было установить и соединить между собой, можно было бы достичь желаемого сопротивления. Расстояние между электродами должно быть равным глубине погружения, чтобы избежать перекрытия зоны воздействия. Следовательно, каждый электрод должен находиться вне области сопротивления другого.

(11) Препятствия:

• Почва может выглядеть хорошо на поверхности, но ниже нескольких футов могут быть препятствия, похожие на девственную скалу.В этом случае это повлияет на удельное сопротивление. Препятствия, такие как бетонная конструкция около ям, будут влиять на удельное сопротивление. Если рядом находятся ямы с землей, значение сопротивления будет высоким.

(12) Текущая величина:

• Ток значительной силы и длительности вызовет значительное высыхание почвы и, таким образом, увеличит удельное сопротивление почвы.

Измерение сопротивления заземления с помощью тестера заземления:

• Для измерения удельного сопротивления грунта используется Earth Tester.Его еще называют «MEGGER».
• Он имеет источник напряжения, измеритель для измерения сопротивления в омах, переключатели для изменения диапазона прибора, провода для подключения клеммы к заземляющему электроду и шипы.
• Измеряется с помощью прибора для проверки заземления с четырьмя выводами. Клеммы подключаются проводами, как показано на рисунке.
• P = потенциальный скачок и C = текущий скачок. Расстояние между шипами может составлять 1М, 2М, 5М, 10М, 35М и 50М.
• Все шипы расположены на одинаковом расстоянии и расположены по прямой линии для обеспечения непрерывности электрического тока.Измеряйте в разных направлениях.
• Удельное сопротивление грунта = 2πLR.
• R = Значение сопротивления заземления в Ом.
• Расстояние между шипами в см.
• π = 3,14
• P = удельное сопротивление земли Ом-см.
• Значение сопротивления заземления прямо пропорционально значению удельного сопротивления грунта

Измерение сопротивления заземления (трехточечный метод):

• В этом методе клеммы C1 и P1 тестера заземления закорочены друг с другом и подключены к проверяемому заземляющему электроду (трубе).
• Клеммы P2 и C2 подключены к двум отдельным штырям, вбитым в землю. Эти два шипа держатся на одной линии на расстоянии 25 метров и 50 метров, благодаря чему не будет взаимных помех в области отдельных шипов.
• Если повернуть ручку генератора с определенной скоростью, мы получим прямое сопротивление заземления по шкале.
• Длина шипа в земле не должна превышать 1/20 расстояния между двумя шипами.
• Сопротивление необходимо проверить, увеличив или уменьшив расстояние между электродом тестера и шипами на 5 метров.Обычно длина проводов должна составлять 10 и 15 метров или составлять 62% от «D».
• Предположим, расстояние выброса тока от заземляющего электрода D = 60 футов, тогда расстояние потенциального выброса будет 62% от D = 0,62D, т.е. 0,62 x 60 футов = 37 футов.

Четырехточечный метод:

• В этом методе 4 шипа вбиваются в землю по одной линии на равном расстоянии. Два внешних штыря подключены к клеммам C1 и C2 тестера заземления. Аналогичным образом два внутренних шипа подключены к клеммам P1 и P2.Теперь, если мы повернем ручку генератора с определенной скоростью, мы получим значение сопротивления заземления в этом месте.
• В этом методе ошибка из-за эффекта поляризации устранена, и тестер заземления может работать непосредственно от переменного тока

Заземление GI по сравнению с медным заземлением:

• Согласно IS 3043, сопротивление пластинчатого электрода относительно земли (R) = ( r / A) X под корнем (P / A).
• Где r = Удельное сопротивление грунта Ом-метр.
• A = Площадь пластины заземления м3.
• Сопротивление трубного электрода относительно земли (R) = (100 r / 2πL) X loge (4L / d).
• Где L = длина трубы / стержня в см
• d = Диаметр трубы / стержня в см.
• Удельное сопротивление почвы и физические размеры электрода играют важную роль сопротивления стержня с землей.
• Удельное сопротивление материала не считается важной ролью в удельном сопротивлении земли.
• Любой материал данных размеров будет иметь такое же сопротивление относительно земли.За исключением размера и количества заземляющего или защитного проводника.

Заземление трубы против пластинчатого заземления:

• Предположим, что медная пластина имеет размер 1,2 м x 1,2 м x 3,15 мм толщиной. удельное сопротивление грунта 100 Ом-м,
• Сопротивление пластинчатого электрода относительно земли (R) = (r / A) X под корнем (π / A) = (100 / 2,88) X (3,14 / 2,88) = 36,27 Ом
• Теперь рассмотрим трубный электрод GI диаметром 50 мм и длиной 3 м. удельное сопротивление грунта 100 Ом-м,
• Сопротивление трубного электрода относительно земли (R) = (100r / 2πL) X loge (4L / d) = (100X100 / 2X3.14X300) X loge (4X300 / 5) = 29,09 Ом .
• Из приведенных выше расчетов электрод GI Pipe имеет гораздо меньшее сопротивление, чем даже электрод из медной пластины.
• Согласно IS 3043 Труба, пруток или полоса имеют гораздо меньшее сопротивление, чем пластина с такой же площадью поверхности.

Длина трубчатого электрода и заземляющей ямы:

• Сопротивление заземления трубы или пластинчатого электрода быстро снижается в пределах первых нескольких футов от земли (в основном от 2 до 3 метров), но после этого удельное сопротивление почвы в основном становится однородным.

• Примерно после 4-х метровой глубины сопротивление электрода относительно земли не меняется. За исключением того, что несколько параллельных стержней предпочтительнее одного длинного стержня.

Количество соли и древесного угля (более 8 кг):

• Чтобы снизить удельное сопротивление почвы, необходимо растворить частицы влаги в почве.
• Некоторые вещества, такие как соль / древесный уголь, обладают высокой проводимостью в водном растворе, но добавка снижает удельное сопротивление почвы, только когда оно растворяется во влаге в почве после того, как дополнительное количество не служит цели.
• 5% влаги в соли быстро снижает удельное сопротивление земли, а дальнейшее увеличение содержания соли приведет к очень небольшому снижению удельного сопротивления почвы.
• Содержание соли выражается в массовых процентах от содержания влаги в почве. Учитывая 1 м3 почвы, содержание влаги при 10 процентах составит около 144 кг. (10 процентов от 1440 кг). Содержание соли должно составлять 5% от этих (т.е.) 5% от 144 кг, то есть около 7,2 кг.

Количество мурлыканья:

• Содержание влаги является одним из определяющих факторов удельного сопротивления земли.
• При содержании влаги выше 20% удельное сопротивление практически не изменяется. Но ниже 20% удельное сопротивление быстро увеличивается с уменьшением содержания влаги.
• Если влажность уже превышает 20%, нет смысла добавлять воду в земляной ям, за исключением, возможно, растраты такого важного и дефицитного национального ресурса, как вода.

Длина относительно диаметра заземляющего электрода:

• Помимо соображений механической прочности, мало преимуществ можно получить от увеличения диаметра заземляющего электрода с целью увеличения площади поверхности, контактирующей с почвой.
• Обычно выбирают диаметр заземляющего электрода, который будет обладать достаточной прочностью, чтобы позволить ему работать в конкретных условиях почвы без изгиба или раскалывания. Электродом большого диаметра может быть труднее управлять, чем электродом меньшего диаметра.
• Глубина погружения заземляющего электрода оказывает гораздо большее влияние на его характеристики электрического сопротивления, чем его диаметр.

Максимально допустимое сопротивление заземления:

• Крупная электростанция = 0.5 Ом.
• Основные подстанции = 1,0 Ом
• Незначительная подстанция = 2 Ом
• Втулка нейтрали. = 2 Ом
• Сервисное соединение = 4 Ом
• Сеть среднего напряжения = 2 Ом
• L.T. грозозащитный разрядник = 4 Ом
• L.T. Полюс = 5 Ом
• Полюс ВТ = 10 Ом
• Башня = 20-30 Ом

Обработки для минимизации сопротивления заземления:

• Удалить окисление на стыках и стыках следует подтянуть.
• Залито достаточное количество воды в заземляющий электрод.
• Используется заземляющий электрод большего размера.
• Электроды следует подключать параллельно.
• Земляной котлован большей глубины и ширины должен быть сделан.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О компании Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар завершил M.Tech (управление энергосистемой), B.E (электричество). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электрических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение). В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики).Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновиться по различным инженерным темам.

Что вам нужно знать об электроэнергии

Эта статья является первой из серии из шести статей, в которой исследуется, как мы получаем электроэнергию, и что нам нужно знать о том, как генерируется электроэнергия из возобновляемых и невозобновляемых источников.

Для американцев потребление электроэнергии является основным компонентом воздействия на окружающую среду. Но мы склонны уделять этому меньше всего внимания, но есть возможности сэкономить и сэкономить, если вы понимаете, как работает электросеть.

В то время как у некоторых людей есть десятки тысяч долларов, необходимых для перевода наших домов на солнечную энергию, и мы не можем покупать электроэнергию, как интернет-провайдеры. Поэтому мы стараемся выключать свет, когда покидаем комнату, и уделяем основное внимание переработке и покупке экологически чистых продуктов.Но даже если кажется, что вы мало что можете сделать с потребляемой энергией, важно понимать, откуда берется ваша энергия и как она влияет на ваш экологический след.

Знание собственного источника энергии и его экологической стоимости может помочь вам решить, на чем сосредоточить свои действия, чтобы добиться наибольших результатов.

Силовая структура

Счет за электричество может поступать из города, а у вас — нет. Электростанции, производящие электроэнергию, и коммунальные предприятия, распределяющие электроэнергию среди пользователей, в основном принадлежат инвесторам.Что касается производителей электроэнергии, то почти все атомные электростанции находятся в частной собственности, как и большинство угольных электростанций и производителей природного газа. Большинство плотин, вырабатывающих гидроэлектроэнергию, также являются частными, хотя самые крупные из них принадлежат федеральному правительству.

Коммунальные предприятия — коммунальные некоммерческие поставщики электроэнергии — производят только около 10 процентов электроэнергии в США и распределяют 15 процентов потребляемой энергии. Есть также кооперативные коммунальные предприятия, но большинство из них — корпорации, часто те же самые, что владеют электростанциями.

Энергетические компании действуют как оптовые торговцы электроэнергией, покупая электроэнергию у нескольких производителей. Это означает, что электричество, которое вы используете в своем доме, не поступает из одного источника. Например, штат Вашингтон славится экспортом гидроэлектроэнергии благодаря плотине Гранд-Кули. Но значительный процент энергии, потребляемой его жителями, по-прежнему поступает из природного газа.

Виды электроэнергии

Фраза «чистая энергия» немного сбивает с толку. Как только он попадает в линии электропередач, вся электроэнергия остается прежней.Но даже если вы не заметите разницы в конечном продукте, источник электричества имеет большое значение, будет ли энергия «чистой» или «грязной». В Соединенных Штатах немногие люди полагаются на один источник энергии, и их сочетание может широко варьироваться в зависимости от штата и региона. Общая структура электроэнергетики в США составляет:

Каждый из них имеет свои экологические последствия.Все они используют невозобновляемые ресурсы, производят загрязнение и / или опасные отходы или разрушают уязвимые места обитания. В ближайшие недели Earth911 рассмотрит более подробно, где американцы черпают свою силу, и проанализирует сильные и слабые стороны каждого из этих источников.

Ваш источник энергии

Управление энергетической информации США предоставляет подробную информацию о производстве и потреблении электроэнергии штатами, а New York Times перевела эти данные в удобные графические изображения, которые легче понять.

Чтобы получить действительно четкое представление о вашем собственном энергетическом следе, Power Profiler EPA позволяет вам ввести ваш почтовый индекс и среднемесячное потребление электроэнергии (вы можете найти его в своем последнем счете за электроэнергию) для персонализированного расчета выбросов, производимых вашим домом. . Он даже скажет вам, сколько деревьев вам нужно посадить, чтобы компенсировать углерод, производимый таким количеством электроэнергии.

Что вы можете сделать

Если, как и большинство людей, вы не можете посадить достаточно деревьев, чтобы компенсировать выбросы углерода, производимые электричеством, вы можете предпринять шаги, чтобы уменьшить их воздействие.Самое экологичное, что вы можете сделать, — это отказаться от коммерческой электроэнергии и производить собственную солнечную энергию. Это может быть дешевле, чем вы думаете.

Но даже если ваша собственная солнечная энергетическая система недоступна, вы можете сделать свою энергию более экологичной. Многие коммунальные предприятия предлагают портфели экологически чистых источников энергии. Вернемся к примеру штата Вашингтон. Несмотря на то, что базовая структура энергопотребления Вашингтона является одной из самых зеленых в стране, программа Green Up города Сиэтла дает жителям возможность поддерживать более новые возобновляемые источники энергии за счет надбавки к счетам за электричество.Обратитесь в местную коммунальную службу, чтобы узнать, доступна ли аналогичная программа там, где вы живете.

Такие программы, как Green Up, несколько необычны, но программы повышения энергоэффективности встречаются гораздо чаще. Коммунальные предприятия предлагают скидки и льготы на все, от аудита энергии в доме до изоляции и программируемых термостатов. Но даже если ваша коммунальная компания вообще не может вам помочь, вы можете сократить использование дома с помощью простых средств энергосбережения, которые также сэкономят деньги.

Какая разница?

Использование меньшего количества энергии — всегда хорошая идея.Но если вы живете в таком штате, как Вермонт, Айдахо или Вашингтон — штатах, которые в наибольшей степени полагаются на возобновляемые источники энергии, — тогда вы можете отдать приоритет другим вопросам. Меньшее вождение и переключение на электромобиль окажут большее влияние, чем выключение термостата.

Но если вы живете в Делавэре, Огайо или Нью-Джерси, где возобновляемые источники энергии составляют менее 3 процентов энергетического портфеля, расчеты могут выглядеть немного иначе. Электромобили более экологичны, чем обычные автомобили, даже если они получают энергию от угольных электростанций.Но разница в улучшении может не окупать затрат по сравнению с улучшением эффективности дома, например, с изоляцией и тройными стеклопакетами, если у вас грязное электричество.

Не существует такого понятия, как источник энергии, свободный от воздействия на окружающую среду, но не вся электроэнергия создается одинаково. Люди не всегда могут полностью контролировать, откуда поступает электричество. Но знание экологических издержек вашего энергобаланса может помочь вам принимать более экологические решения. Даже если это только для того, чтобы постоянно выключать свет, когда вы выходите из комнаты.

Прочтите вторую часть этой серии статей «Что нужно знать о возобновляемых источниках энергии».

Вам также может понравиться…

Что такое электричество? | EAGLE

Заявление об ограничении ответственности: Моя мама совершенно ужасна, когда дело касается использования чего-либо в технике. Она до сих пор называет свой WIFI роутер ротором по неизвестным мне причинам. Но я больше не пытаюсь поправлять ее, просто ради лишнего смеха в жизни. Итак, я подумал, что может быть лучше, чем моя мама, чтобы попытаться объяснить электричество? В конце концов, они говорят, что если вы не можете объяснить концепцию достаточно просто, чтобы ее мог понять пятилетний ребенок, то на самом деле вы ее совсем не понимаете.

Электричество — это везде, куда ни глянь , и куда не смотришь. Он находится в вашем теле, проходит через вашу электрическую систему и мозг, позволяя вам читать этот блог. А если заглянуть наружу, вы обязательно найдете что-то в пределах досягаемости, что стало возможным благодаря электричеству.

Электричество — это фантом физического мира, очень похожий на ветер, который делает невидимые вещи на заднем плане, вдали от наших физически сосредоточенных глаз. И только по этой причине я нахожу электричество чертовски увлекательным.Как однажды сказал Билл Най: «Мы живем в электрическом мире». Итак, вот оно, для всех, кто когда-либо хотел знать, что такое электричество, мы объясняем это так просто, что даже ваша мама может понять.

Это похоже на школьные танцы — Строительные блоки электричества

Электричество можно разбить на несколько очень простых природных элементов. Самый большой из них — атом. Атомы — это все. Они есть в утреннем латте, в волосах и даже в туалете. Когда атомы собираются вместе, они образуют физические вещи, из которых состоит наш мир.Чтобы создать атом, вам понадобятся три основных ингредиента — протон, нейтрон и электрон.

Атом: строительный блок всего.

Запутались? Помните тот первый школьный танец, который вы посетили в начальной школе? В тот прекрасный период времени, когда мальчики боялись девочек, прятались в углу, чтобы не попасться на них. Это отличная аналогия, чтобы понять, как работает атом. Вот актеры, с которыми мы будем работать

• Нил — Он нейтрон, который в мире электричества имеет нейтральный заряд или не имеет никакого заряда.Он по-прежнему считает девушек отвратительными.

• Полли — Она протон, который заряжен положительно. Она без ума от Нила и собирается заставить его танцевать с ней.

• Учителя — Они заряжены отрицательно! Им нравится парить по танцполу, переходить от ребенка к ребенку, следя за тем, чтобы ничего смешного не происходило.

Когда это трио попадает на танцпол, начинает происходить электричество. Нил и Полли начинают вместе танцевать неуклюжий медленный танец, стараясь избегать ног друг друга.Танец нейтральных нейтронов и протонов происходит в центре каждого атома, на который вы смотрите; они неразделимы.

Через комнату мистер Тайс пробирается сквозь толпу с неодобрительным выражением лица. Мистер Тайс — отрицательно заряженный электрон, никогда не оставаясь привязанным к одной паре протонов и нейтронов, прежде чем отправиться исследовать следующий потенциальный кризис на танцполе.

Этот танец — это электричество в его самой основной форме. Если вы можете представить камеру на этой сцене, смотрящую сверху вниз, вы увидите группы Нейлса и Полли, сбившиеся вместе, а учителя переходят от группы к группе.Все дело в тех электронах, протонах и нейтронах, которые плотно прилегают друг к другу в атоме!

Посмотрите на тех электронных учителей! Танец электричества в атоме.

Если вы хотите привязать определение к электричеству, вы можете сказать, что это поток электрического заряда . Но как вообще течет электричество? А что такое электрический заряд?

Противоположности притягиваются — понимание электрического заряда

Электрический заряд — это просто причудливый термин для обозначения притяжения противоположностей.Помните наши электроны и протоны из прошлого? Они заряжены отрицательно и положительно. Или противоположности.

1. Противоположности притягиваются друг к другу. Положительно заряженные протоны всегда будут искать своих отрицательно заряженных электронных аналогов.
2. Нравится отталкиваться друг от друга — Соедините два положительно заряженных протона вместе, и вы получите противоположный эффект: протоны отталкиваются друг от друга в поисках своих электронов.

В каждый момент каждого часа бодрствования протон ищет в мире свой противоположно заряженный электрон.И вот здесь происходит волшебство. Когда электроны перемещаются от атома к атому в поисках новых протонов, вы создаете так называемый ток . И вот как производится электричество, из простого движения электронов.

Вот свободный поток электронов от протона к протону в поисках совпадения.

В электронике вы увидите, как эти электроны танцуют в медных проводах повсюду, стекая по проводу, чтобы запитать ваш смартфон, ноутбук, автомобиль и практически неограниченное количество гаджетов и приспособлений, которыми мы располагаем в наши дни.Но подождите, вы можете спросить, почему электричество протекает только через определенные объекты. Вы не можете включить свой телефон в миску с желе, а электричество исходит из той самой дыры в стене, так в чем же дело?

Электроны разборчивы — электропроводность

Электронов — это избирательный сгусток, и вы не найдете электричества, протекающего через какой-либо материал. В мире электроники это называется проводимостью . Скорее всего, у вас есть смартфон, так что это должно быть довольно легко понять.Вытащите зарядный кабель, он ведь резиновый? Это было сделано по очень конкретной причине.

Резина, как и другие материалы, включая стекло, пластик и даже воздух, называются изоляторами . Эти изоляторы служат очень важной цели; они предохраняют вас от поражения электрическим током или электрошока! Электроны не любят изоляторы и не будут тратить зря время, протекая через них.

Внутри вашего зарядного кабеля не только резина. Внутри вы найдете жгут медной проволоки.Этот материал, в том числе серебро и золото, называется проводниками . Электроны любят летать по проводам, проникая прямо в ваш смартфон, чтобы полностью зарядить аккумулятор.

Простой взгляд на то, как изоляторы и проводники работают вместе в проводе.
(Источник изображения)

Теперь вы понимаете, что электричество состоит из атомов, и именно поток электронов производит электричество. Но откуда именно берется электричество? Это не возникает просто волшебным образом.

Накачивание — Как производится электричество

В то время как электричество плавает повсюду вокруг нас, превратить его в форму, которую можно использовать для работы вашей эспрессо-машины или водонагревателя, — совсем другое дело. Во-первых, вам нужен какой-то источник топлива. Точно так же, как вы используете газ для питания своего автомобиля, вам необходимо собрать некоторые природные ресурсы, включая уголь, газ, ветер или энергию солнца, чтобы питать электростанции, которые производят ваше электричество.

Независимо от того, какой ресурс вы используете, результат один — для питания гигантской турбины, которая представляет собой огромную прядильную машину с набором магнитов и медью внутри.Внутри этой турбины вращается магнит, посылая пучок свободных электронов по массивному медному проводу.

Турбины массивные! Вот лишь небольшая часть паровой турбины, используемой на электростанции. (Изображение предоставлено Siemens, Германия)

Все эти электроны затем проходят мили по кабелям электропитания, скручиваясь в вашем доме, чтобы их можно было использовать как угодно. Каким же образом все это электричество оживляет всю нашу электронику?

Это живо! — Электрический ток и цепи

Если вы когда-нибудь планируете возиться с электроникой, то вы будете иметь дело только с одним типом электричества — электричеством текущего тока.Это электричество, которое выходит из розетки в вашем доме, обеспечивая необходимый ток для питания ваших приборов, компьютеров, освещения и т. Д. Так как же все это текущее электричество заставляет ваши вещи работать? Благодаря магии цепи .

Схема — это просто причудливое название для полного пути. Подумайте об этом так: электроны должны иметь возможность двигаться в непрерывном цикле без каких-либо перерывов. В противном случае такие вещи, как холодильник или ноутбук, отключились бы и не работали.Помните, как в течение дня вы включали и выключали свет? Вы много лет работаете с схемой! Включив переключатель, вы обеспечите полный путь для электронов, которые войдут в вашу лампочку и выйдут с другой стороны.

Или, может быть, вы просто бросили новую пару батареек в свой контроллер Xbox One? Это еще одна действующая схема, в которой аккумулятор выступает в качестве источника питания для схемы. Схемы могут быть чертовски сложными, но вот действительно простой пример, чтобы показать вам, как все это работает для питания лампы от батареи:

Как вы можете видеть на изображении выше, все отрицательно заряженные электроны нашей батареи хотят попасть на положительную сторону цепи, чтобы соединиться со своими любимыми протонами.Чтобы совершить это путешествие, электроны сначала должны пройти через переключатель.

Но подождите, есть проблема! Цепь сейчас не работает, потому что выключатель не включен. При нажатии этого переключателя, как показано ниже, цепь замыкается, и электроны могут продолжать течь, наконец, включив лампу и соединяясь со своими любимыми положительными протонами.

Небольшое примечание — в приведенной выше схеме работает так называемый постоянный ток (DC), когда электроны текут только в одном направлении.Существует также переменный ток (AC), при котором электроны текут вперед и назад в чередующихся направлениях. Мы расскажем обо всем этом подробно в другом сообщении в блоге!

Резюме

Вот что мы рассмотрели:

• Атом. Сначала мы говорили об основных строительных блоках электричества в виде атома. Помните наши школьные танцы? У вас есть девочки с положительными протонами, мальчики с нейтральными нейтронами и учителя с отрицательными электронами.

• Электрический заряд.Затем мы узнали, как протоны и электроны объединяются, чтобы создать электрический заряд. Просто помните — противоположности притягиваются. И как только электрон начинает двигаться от атома к атому, начинает возникать электричество.

• Электропроводность. Электроны — разборчивая группа, и они не могут пройти через все. Помните тот кабель для зарядки смартфона? У него есть как изолятор (резина) снаружи, который защищает вас от поражения электрическим током, так и проводник (медь) внутри, который нравится электронам.

• Производство электроэнергии. Производство электричества, которое доставляется в ваш дом, — непростая задача, и мы узнали о некоторых природных ресурсах, необходимых для этого, с помощью турбины, магнитов и медного провода.

Ток и цепи. Наконец, мы узнали о типе электричества, с которым вы будете иметь дело в электронике, — о текущем электричестве. Этот электрический ток протекает по полному пути, называемому цепью, для питания всех ваших устройств дома!

Вы в шоке?

Короче говоря, электричество.Надеюсь, теперь все обретает смысл. Мы даже призываем вас показать маме этот пост в блоге, чтобы узнать, что она думает о нем! Если это только начало вашего пути в электронику, добро пожаловать на борт. Узнавать об этом — странное и увлекательное путешествие, и если вы когда-либо хотели, чтобы вас считали волшебником в кругу друзей, то вы попали в нужное место.

Начните свою первую трассу сегодня. Скачайте EAGLE бесплатно.

35 изобретений, которые изменили мир

Человеческие изобретения и технологии сформировали цивилизации и изменили жизнь на Земле.По мере развития ожиданий и возможностей каждое поколение развивает свой собственный набор новаторских мыслителей.

С момента изобретения колеса до разработки марсохода, большое количество этих изобретений было поистине революционным, даже если не было так очевидно в то время.

У большинства крупных изобретений нет только одного изобретателя. Вместо этого они были разработаны многими людьми отдельно или многие люди приложили руку к их эволюции от базовых концепций до полезных изобретений.

Вот список наших лучших революционных изобретений, изменивших мир:

1. Колесо

Колесо выделяется как оригинальное инженерное чудо и одно из самых известных изобретений. Эта базовая технология не только облегчила путешествия, но и послужила основой для огромного количества других инновационных технологий. Тем не менее, колесо на самом деле не такое уж и старое. Самое старое колесо из Месопотамии, около 3500 г. до н. Э. К тому времени люди уже занимались литьем металлических сплавов, строили каналы и парусники и даже конструировали сложные музыкальные инструменты, такие как арфы.

На самом деле, главным изобретением было не само колесо, которое, вероятно, было изобретено в первый раз, когда кто-то увидел катящуюся скалу, а комбинация колеса и фиксированной оси, которая позволяет соединить колесо с устойчивой платформой. . Без фиксированной оси колесо имеет очень ограниченную полезность.

2. Компас

Это современное изобретение, возможно, изначально было создано для духовных целей. Позже его приспособили для навигационных целей. Самые ранние компасы, скорее всего, были изобретены китайцами около 200 г. до н.э.Некоторые из них были сделаны из магнетита, который является естественной формой минерала магнетита. Есть также свидетельства того, что другие цивилизации также могли использовать магнитный камень. В какой-то момент, возможно, около 1050 г. н.э., люди начали подвешивать магнитные камни, чтобы они могли свободно перемещаться, и использовали их для навигации. Описание намагниченной иглы и ее использования среди моряков встречается в европейской книге, написанной в 1190 году, так что к тому времени, вероятно, использование иглы в качестве компаса было обычным явлением.

3.Автомобиль

Хотя часто говорят, что рождение современного автомобиля произошло в 1886 году, когда немецкий изобретатель Карл Бенц запатентовал свой патент Benz-Motorwagen, автомобили находились в разработке с 1769 года, когда Николас-Джозеф Куньо разработал паровой автомобиль, способный перевозить людей.

На протяжении многих лет огромное количество людей способствовало развитию автомобиля и его составных частей. В начале 20-го века Генри Форд внедрил методы массового производства, которые позволили автомобилям стать доступными для масс.Затем эти методы стали стандартом для General Motors, а затем и для Chrysler.

История автомобиля действительно отражает мировую эволюцию. Для разработки двигателя внутреннего сгорания и других систем, на которые опирается автомобиль, потребовалась работа многих людей. Были задействованы также десятки дочерних производств, в том числе нефтяная и металлургическая.

4. Steam Engine

Считается, что испанский горнодобывающий администратор по имени Херонимо де Аянц был первым, кто разработал паровой двигатель.Он запатентовал устройство, которое использовало энергию пара для выталкивания воды из шахт.

Однако именно англичанину Томасу Савери, инженеру и изобретателю обычно приписывают разработку первого практического парового двигателя в 1698 году. Его устройство использовалось для забора воды из затопленных шахт с использованием давления пара. При разработке своего двигателя Савери использовал принципы, изложенные Дени Папеном, британским физиком французского происхождения, который изобрел скороварку.

В 1711 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, усовершенствовал двигатель, а в 1781 году Джеймс Ватт, шотландский приборостроитель, работавший в Университете Глазго, добавил к двигателю Ньюкомена отдельный конденсатор, который позволил поддерживать паровой цилиндр. при постоянной температуре — резко улучшая его функциональность.Позже он разработал паровой двигатель с двойным вращением, который к 1800-м годам будет приводить в действие поезда, мельницы, фабрики и многие другие производственные предприятия.

5. Бетон

Бетон — один из наиболее широко используемых искусственных материалов. Это композитный материал, состоящий из смеси битого камня или гравия, песка, портландцемента и воды, который можно намазывать или заливать в формы, и при затвердевании он образует массу, напоминающую камень.

Одним из основных компонентов бетона является цемент. Фундамент из цемента был заложен в 1300 году до нашей эры.

Ближневосточные строители покрыли снаружи своих глиняных крепостей тонким и влажным слоем обожженного известняка, который химически реагировал с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность. Около 6500 г. до н.э. первые бетонные сооружения были построены набатейскими торговцами или бедуинами в южной Сирии и северной Иордании. К 700 г. до н.э. значение гидравлической извести стало известно, что привело к развитию печей для подачи раствора для строительства домов с каменными стенами, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.

Примерно в 3000 году до нашей эры египтяне использовали первые формы бетона в качестве строительного раствора. В 1824 году Джозеф Аспдин из Англии изобрел портландцемент. Джордж Бартоломью проложил первую бетонную улицу в США в 1891 году, которая существует до сих пор.

К концу 19 ^-го века стали применяться железобетонные конструкции. В 1902 году Август Перре спроектировал и построил многоквартирный дом в Париже, используя железобетон. Это здание вызвало всеобщее восхищение и популярность из-за бетона, а также повлияло на развитие железобетона.

В 1921 году Эжен Фрейссине первым применил железобетонные конструкции, построив два колоссальных ангара для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже.

6. Бензин

Без бензина не было бы транспортной отрасли в том виде, в каком мы ее знаем сегодня

Бензин — это топливо, производное от нефти. В США его называют «газом», а в других странах мира — «бензином».

Чтобы быть более конкретным, бензин — это прозрачная жидкость, полученная из нефти, которая используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания.Интересно, что изначально газ выбрасывали как нежелательный побочный продукт.

До открытия и коммерциализации бензина предпочтительным топливом была смесь спирта, обычно метанола, и скипидара, называемого камфеном, который позже будет в значительной степени заменен керосином. Первая нефтяная скважина, выкопанная в США в 1859 году в Пенсильвании, очищала нефть для производства керосина. Хотя в процессе дистилляции также производился бензин, он был выброшен как побочный продукт. Метод дистилляционной очистки дает только около 20 процентов бензина из определенного количества сырой нефти.

Однако, как только было обнаружено, что двигатель внутреннего сгорания лучше всего работает на легком топливе, таком как бензин, процесс очистки был хорошо усовершенствован. В 1913 году производить бензин стало проще с помощью химических катализаторов и давления. Новый процесс термического крекинга удвоил эффективность очистки и сделал переработку бензина более практичной.

7. Железные дороги

Железные дороги могут с комфортом перевозить большое количество пассажиров, а также перевозить тяжелые грузы на большие расстояния.Хотя рельсы или рельсы использовались для перевозки вагонов с шестнадцатого века, история современного путешествия на поезде насчитывает немногим более 200 лет.

Первый полноценный действующий железнодорожный паровоз был построен в Великобритании в 1804 году британским инженером Ричардом Тревитиком. Он использовал пар высокого давления для привода двигателя. 21 февраля 1804 года состоялось первое в мире путешествие по железной дороге на паровой тяге, когда безымянный паровоз Тревитика тащил поезд по трамвайной дороге в Уэльсе.

Однако локомотивы Тревитика были слишком тяжелыми для используемых тогда чугунных плит. Коммерческое появление железнодорожных сетей приходится на 1820-е годы. В 1821 году Джордж Стефенсон был назначен инженером на строительстве Стоктон-энд-Дарлингтонской железной дороги на северо-востоке Англии, которая была открыта как первая общественная железная дорога на паровой тяге в 1825 году. В 1829 году он построил свой знаменитый паровой двигатель . Ракета , и началась эпоха железных дорог.

8.Самолет

17 декабря 1903 года Уилбур и Орвилл Райт совершили первый пилотируемый, устойчивый и управляемый полет.

Хотя о летающих машинах мечтали со времен Леонардо да Винчи и, вероятно, задолго до этого, благодаря работе бесчисленных изобретателей на протяжении нескольких столетий, братья Райт стали первыми людьми, которые достигли управляемого полета с двигателем. Начиная с их работы над планерами, успех дуэта заложил основу современной авиационной техники, продемонстрировав, что возможно.

9. Пожар

Хотя огонь — это природное явление, его открытие как полезного инструмента знаменует собой революцию на страницах истории. Фактически, контролируемое использование огня, вероятно, предшествовало появлению Homo sapiens .

Существуют свидетельства того, что пища была приготовлена ​​приблизительно 1,9 миллиона лет назад — до появления Homo sapiens . Есть также свидетельства контролируемого использования огня нашими предками, Homo erectus , начиная примерно 1 000 000 лет назад.Кремневые лезвия, сожженные при пожарах, датируются примерно 300 000 лет назад. Есть также свидетельства того, что ранние современные люди систематически использовали огонь для термической обработки камня, чтобы увеличить его способность к расслаиванию, для использования в изготовлении инструментов около 164000 лет назад.

Согласно широко обсуждаемой гипотезе, именно использование огня для приготовления пищи позволило большему мозгу Homo sapiens развиться в первую очередь, позволив гоминидам есть более разнообразные продукты.

С прошлого и по настоящее время огонь использовался в ритуалах, сельском хозяйстве, приготовлении пищи, генерировании тепла и света, сигнализации, промышленных процессах и как средство разрушения.Его легко можно считать одним из ведущих изобретений, изменивших мир.

10. Гвозди

Сложная человеческая жизнь была бы невозможна без изобретения простого гвоздя. Они дают один из лучших ключей к определению возраста исторических зданий.

До изобретения гвоздей деревянные конструкции строились с использованием веревки, они использовались для скрепления соседних досок. Изобретение гвоздей восходит к нескольким тысячам лет и стало возможным только после развития технологий литья и придания формы металлу.

Бронзовые гвозди, датируемые примерно 3400 годом до нашей эры, были найдены в Египте. По данным Университета Вермонта, использование гвоздей ручной работы было нормой до 1790-х и начала 1800-х годов. К 1913 году 90 процентов гвоздей, производимых в США, были гвоздями из стальной проволоки.

11. Инструменты

Как и в случае с огнем, использование инструментов, вероятно, предшествовало эволюции Homo sapiens и может растянуться на 2,6 миллиона лет или более. Сегодня существует ряд видов животных, которые используют инструменты.

Антропологи считают, что использование инструментов было важным шагом в эволюции человечества. Некоторыми из самых ранних инструментов могли быть палки, камень и огонь. Однако практически все может быть инструментом, в зависимости от того, как его использовать.

12. Lightbulb

Свет, который мы используем сегодня в наших домах и офисах, основан на яркой идее, появившейся более 150 лет назад.

Электрическое освещение было впервые изобретено в начале 19 века Хамфри Дэви, который экспериментировал с электричеством и изобрел электрическую батарею.Когда он соединил провода между своей батареей и куском углерода, углерод засветился, давая свет. Его изобретение было известно как электрическая дуговая лампа.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», но они не были пригодны для коммерческого применения.

В 1850 году английский физик Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», заключив нити из карбонизированной бумаги в вакуумированную стеклянную колбу. Но без хорошего вакуума срок службы его лампы был слишком коротким для коммерческого использования.Однако в 1870-х годах стали доступны более совершенные вакуумные насосы, и Свон смогла разработать лампочку с более длительным сроком службы.

Томас А. Эдисон усовершенствовал конструкцию Свона, применив металлические нити, и в 1878 и 1879 годах он подал патенты на электрическое освещение с использованием различных материалов для нити. В конце концов он обнаружил, что карбонизированная бамбуковая нить может прослужить более 1200 часов. Это открытие сделало возможным промышленное производство лампочек, и в 1880 году компания Эдисона, Edison Electric Light Company, начала продавать свой новый продукт.

13. Электроэнергия от батарей

Электроэнергия от батарей стала основной потребностью в нашей повседневной жизни, еще одним важным изобретением. Конечно, само электричество было здесь с самого начала, но были изобретены практические приложения для его эффективного использования. Хотя многие используют электричество, многие из вас знают историю электричества?

Алессандро Вольта приписывают открытие первого практичного аккумулятора.Он изобрел свою батарею в 1799 году, она состояла из дисков двух разных металлов, таких как медь и цинк, разделенных картоном, пропитанным рассолом.

В 1831 году британский ученый Майкл Фарадей открыл основные принципы производства электроэнергии. Открытие электромагнитной индукции произвело революцию в использовании энергии. Уличные фонари были одним из первых устройств, привлекающих внимание. С ростом практичности использования электроэнергии теперь она выступает в качестве основы современного индустриального общества.

14.Батарея

Доисторическая батарея, возможно, восходит к Парфянской империи, которой около 2000 лет . Древняя батарея представляла собой глиняный сосуд, наполненный раствором уксуса, в который был вставлен железный стержень, окруженный медным цилиндром.

Эти батареи могли использоваться для гальваники серебра. Но, как упоминалось в предыдущей записи, изобретателем первой электрической батареи является Алессандро Вольта, который разработал свайную батарею.

После этого, в 1802 году, Уильям Круикшенк изобрел батарею Trough, усовершенствованную гальваническую батарею Алессандро Вольта.

Батареи совершили прорыв в 1859 году, когда французским врачом Гастоном Планте была изобретена первая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd) был представлен в 1899 году Вальдемаром Юнгнером.

Знаете ли вы, что новые натриево-ионные батареи могут проложить путь к устойчивому производству батарей?

15. Печатный станок

До того, как Интернет стал распространять информацию, печатный станок помогал информации распространяться по всему миру.

Немецкому ювелиру Йоханнесу Гутенбергу приписывают изобретение печатного станка около 1436 года, хотя он был далеко не первым, кто автоматизировал процесс книгопечатания. Ксилография в Китае восходит к IX веку, и корейские букмекеры печатали подвижным металлическим шрифтом за столетие до Гутенберга.

Станок Йоханнеса Гутенберга, однако, улучшил уже существующие прессы и представил их на Западе. К 1500 году печатные машины Гутенберга работали по всей Западной Европе, выпустив 20 миллионов материалов, от отдельных страниц до брошюр и книг.

16. Код Морзе и телеграфный аппарат

Телеграф был разработан Сэмюэлем Морсом и другими изобретателями примерно в 1830–1840 годах, что произвело революцию в междугородной связи.

Электрические сигналы передавались по проводу, проложенному между станциями. Кроме того, Сэмюэл Морзе разработал код Морзе для простой передачи сообщений по телеграфным линиям. В зависимости от частоты использования код назначал английскому алфавиту и цифрам набор точек (короткие знаки) и тире (длинные знаки).

Телеграф заложил фундамент для современных удобств, таких как телефоны и, по мнению некоторых ученых, компьютерный код.

17.Сталь

Бронза была первым металлом, выкованным для использования людьми. Однако бронза относительно слабая. Около 1800 г. до н.э. жители Черного моря под названием Чалибы начали использовать железную руду для создания прочного оружия из кованого железа с примерно 0,8% углерода. Чугун, который содержал около 2-4 процентов углерода, был впервые произведен в Древнем Китае примерно в 500 году до нашей эры. Китайские слесари построили печи высотой семь футов, чтобы плавить железную руду в жидкость и выливать ее в резные формы.

Около 400 г. до н.э. индийские мастера-металлисты изобрели метод плавки, в котором для хранения расплавленного металла использовалась глиняная емкость, называемая тиглем. Рабочие положили в тигли прутки кованого железа и куски древесного угля, затем запечатали контейнеры и поместили их в печь. Кованое железо расплавилось и поглотило углерод из древесного угля. Когда тигли охлаждались, они содержали слитки чистой стали — гораздо более прочного и менее хрупкого металла, чем железо.

Позднее развитие доменной печи привело к получению еще более прочной стали.После того, как британский инженер Генри Бессемер в 1856 году разработал процесс продувки воздухом расплавленного чугуна для создания безуглеродного чистого железа в 1856 году.

Знаменитое изобретение Бессемеровского процесса проложило путь для массового производства стали, сделав его одним из крупнейшие отрасли на планете. Теперь сталь используется при создании всего, от мостов до небоскребов.

18. Транзисторы

Транзистор является важным компонентом почти каждого современного электронного устройства.

В 1926 году Юлиус Лилиенфельд запатентовал полевой транзистор, но рабочее устройство оказалось невозможным.

В 1947 году Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли разработали первое практическое транзисторное устройство в Bell Laboratories.

Их изобретение принесло троице Нобелевскую премию по физике 1956 года.

С тех пор транзисторы стали фундаментальной частью схем в бесчисленных электронных устройствах, включая телевизоры, мобильные телефоны и компьютеры, оказывая заметное влияние на технологии.

19. Антибиотики

Антибиотики спасли миллионы жизней, убивая и подавляя рост вредных бактерий.

Луи Пастер и Роберт Кох впервые описали использование антибиотиков в 1877 году.

В 1928 году Александр Флеминг идентифицировал пенициллин, который получают из плесени.

На протяжении ХХ века антибиотики быстро распространились и оказались важным улучшением жизни, борясь почти со всеми известными формами инфекций и защищая здоровье людей.

20. Противозачаточные средства

Профилактика беременности имеет давнюю историю.

История контрацептивов восходит к 1500 году до нашей эры, когда записи показывают, что древние египетские женщины смешивали мед, карбонат натрия и крокодиловый навоз в густую твердую пасту, называемую пессарием, и вставляли ее во влагалище перед половым актом. Тем не менее, многие исследователи считают, что старые методы контроля рождаемости, подобные этим, неэффективны и, возможно, опасны для жизни.

Первая известная форма презерватива (козий пузырь) использовалась в Египте около 3000 г. до н. Э.

В 1844 году Чарльз Гудиер запатентовал вулканизацию резины, что привело к массовому производству резиновых презервативов.

В 1914 году, выпустив ежемесячный информационный бюллетень «Женщина-бунтарь», Маргарет Сэнджер, выдающаяся женщина-педагог из штата Нью-Йорк, впервые ввела термин «контроль рождаемости». Позже Карл Джерасси успешно создал таблетку прогестерона, которая могла блокировать овуляцию.

Таблетка запустила международную революцию, которая позволила женщинам определять, когда у них будут дети, и избавила их от незапланированной беременности, которая могла подорвать их карьеру.

21. Рентгеновские лучи

Конечно, рентгеновские лучи — это явление естественного мира, и поэтому их нельзя изобрести. Но обнаружились они случайно.

Невидимое стало видимым в 1895 году. Рентгеновские лучи, несомненно, являются одним из эпохальных достижений в области медицины.

Все кредиты физику Вильгельму Конраду Рентгену. Проверяя, могут ли катодные лучи проходить через стекло, он заметил свечение, исходящее от расположенного поблизости экрана с химическим покрытием.Из-за неизвестной природы лучей он назвал их рентгеновскими лучами. Благодаря своим наблюдениям он узнал, что рентгеновские лучи можно сфотографировать, когда они проникают в человеческую плоть.

В 1897 году, во время войны на Балканах, рентгеновские лучи впервые использовались для обнаружения пуль и переломов костей внутри пациентов. В 1901 году за свою работу он получил Нобелевскую премию по физике.

22. Холодильник

За последние 150 лет охлаждение предложило нам способы хранения продуктов питания, лекарств и других скоропортящихся веществ.До его зачатия люди охлаждали пищу льдом и снегом.

Джеймс Харрисон построил первую практичную систему охлаждения с компрессией пара. Однако первым широко распространенным холодильником был холодильник General Electric «Monitor-Top» 1927 года. Хотя изначально он помог ускорить производственные процессы, позже он стал индустрией.

23. Телевидение

Телевидение! Небольшая коробка с возможностью передачи огромного объема информации, которая навсегда изменила развлечения и коммуникации.

Телевидение было изобретением многих людей. Хотя телевидение играет важную роль в нашей повседневной жизни, оно быстро развивалось в 19 и 20 веках в результате работы множества людей.

В 1884 году 23-летний студент немецкого университета Пол Юлиус Готтлиб Нипков запатентовал растеризатор изображений — вращающийся диск со спиральным узором отверстий в нем, так что каждое отверстие сканировало линию изображения.

Первой демонстрацией мгновенной передачи изображений был Жорж Ригно и А.Фурнье в Париже в 1909. ^{В 1911 году Борис Розинг и его ученик Владимир Зворыкин создали систему, в которой использовался механический зеркальный барабанный сканер для передачи грубых изображений по проводам на электронно-лучевую трубку или в приемник. Но система не была достаточно чувствительной, чтобы разрешить движущиеся изображения.}

В 1920-х годах шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд использовал диск Нипкова для создания прототипа видеосистемы. 25 марта 1925 года Бэрд провел первую публичную демонстрацию переданных по телевидению изображений в движении.26 января 1926 года он продемонстрировал передачу изображения движущегося лица по радио. Это считается первой демонстрацией общественного телевидения в мире.

24. Камера