Какие автоматы: по току, нагрузке, сечению провода

Содержание

по току, нагрузке, сечению провода

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества. 

Для чего служит автомат

Содержание статьи

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети - типы автоматов защиты

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

  • Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
  • Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
  • Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводовДопустимый длительный ток нагрузкиМаксимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 ВНоминальный ток защитного автоматаПредельный ток защитного автоматаПримерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм19 А4,1 кВт10 А16 Аосвещение и сигнализация
2,5 кв. мм27 А5,9 кВт16 А25 Арозеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм38 А8,3 кВт25 А32 Акондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм46 А10,1 кВт32 А40 Аэлектрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм70 А15,4 кВт50 А63 Авводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

  • B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
  • C — если он превышен в 5-10 раз;
  • D — если больше в  10-20 раз. Класс автомата или тока отсечки

    Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Таблица автоматов по мощности и току. Выбор автомата по сечению кабеля таблица

Друзья приветствую всех на сайте «Электрик в доме». Мне на почту часто приходят письма с просьбой разъяснить правильно ли выбран автомат. Я понял, что для вас этот вопрос актуален, поэтому в данной статье будет таблица автоматов по мощности и току, по которой Вы с легкостью сможете выбрать автоматический выключатель под свою нагрузку и сечение кабеля.

Главной функцией автомата является защита электропроводки от перегрузки, которая приводит к разрушению изоляции электрического кабеля, короткому замыканию и пожару. Для того чтобы избежать проблем с электропроводкой в обязательном порядке устанавливают автоматические выключатели.

Конструктивно такой аппарат состоит из теплового и электромагнитного механизмов отключения (расцепителей).

какой автомат выбрать для квартиры

Главной задачей электромонтажника является грамотный расчет характеристик автомата для его долговечной, стабильной работы и выполнения тех функций, которые на него возложены.

Ремонтные работы вследствие выхода из строя электропроводки – сложное и очень дорогое дело. Более того, от правильного выбора защитных устройств зависит жизнь и здоровье человека, поэтому важно подойти к этому вопросу очень ответственно.

В этой статье будет представлен правильный алгоритм выбора автоматических выключателей в зависимости от номинала и других характеристик.

Шкала номинальных токов автоматических выключателей

На корпусе автоматических выключателей производителем всегда указываются главные характеристики устройства, его модель, серийный номер и бренд.

Главной и самой важной характеристикой автомата является значение номинального тока. Она показывает максимально допустимый ток, который может долго проходить через автоматический выключатель без его нагрева и отключения. Значение тока измеряется и указывается в Амперах (А). Если номинальный ток, протекающий через устройство, будет превышен, то защитный автомат отключится и разомкнет цепь.

Модели автоматов имеют стандарт значений номинального тока и бывают 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А. Бывают и более мощные приборы, но в быту они не используются и предназначены только для специальных задач в промышленности.

на сколько ампер нужен автомат

Согласно нормативно-технической документации номинальный ток для любого автоматического выключателя указывается для работы прибора при температуре окружающей среды +30 градусов Цельсия.

Устанавливают автоматы в электрощитах на дин-рейку по несколько штук в зависимости от количества защищаемых линий. При одновременном расположении нескольких устройств вплотную друг к другу они «подогревают» друг друга, это приводит к уменьшению значения тока, который они могут пропустить без отключения. В связи с этим в каталогах и инструкциях к приборам защиты производители часто указывают поправочные коэффициенты для размещения групп выключателей.

Важность время-токовой характеристики

Некоторые электрические приборы имеют высокий пусковой ток при включении. Его значение бывает выше номинального тока автомата, но действует он краткое время. Для электрического кабеля такой ток не представляет опасности (если его величина в разумных пределах соотносится с типом кабеля), но автомат может срабатывать при пусковом токе, воспринимая это как перегрузку.

Для того чтобы не происходило постоянных отключений из-за запуска устройств с высокими пусковыми токами, автоматы имеют разделение на типы по время-токовой характеристике.

как рассчитать ток автомата

Конструктивно автоматический выключатель состоит из двух расцепителей: электромагнитного и теплового.

Электромагнитный расцепитель предназначен для отключения устройства при коротком замыкании. Для работы такого механизма отключения в автомате используется электромагнитная катушка и соленоид. При многократном превышении значения электрического тока появляется магнитное поле в катушке, та задействует соленоид и он отключает автомат.

Автоматические выключатели имеют характеристику по току короткого замыкания (предельный ток отключения), которая по номиналу бывает в 3, 4,5, 6 и 10кА. Для бытовых целей при устройстве защиты в квартире или доме чаще всего применяют автоматы с номиналом тока КЗ 6кА.

Тепловой расцепитель – это пластина, состоящая из двух различных металлов. При длительной нагрузке, превышающей номинальный ток, эта пластина нагревается, выгибается, воздействует на рычаг расцепителя и устройство отключается. Главная задача такого механизма – защищать линию от долговременных перегрузок выше номинального тока автомата.

Чтобы не думать о том, какую нагрузку включить в розетку, не рассчитывать постоянно суммарную мощность приборов и не думать о пусковых токах была придумана характеристика по времени-току.

Данная характеристика показывает время и ток, которые влияют на отключение аппарата. На автоматах она указывается буквой В, С или D.

отключающие характеристики автоматов

Автоматические выключатели с одинаковыми номиналами и различной время–токовой характеристикой будут отключаться в разное время и с разным током превышения.

Такое разделение автоматов является очень удобным и позволяет уменьшить количество ложных отключений.

В соответствии с ГОСТ Р 50345-2010 существует три стандарта время-токовых характеристик:

  1. B – превышение в 3 - 5 раз от номинального тока, самые чувствительные автоматы имеют такую характеристику и применяются в сетях с приборами не имеющими больших пусковых токов.
  2. C – превышение в 5 - 10 раз от номинального тока, самая популярные автоматы с такой характеристикой, они используются в квартирах и частных домах.
  3. D – превышение в 10 - 20 раз от номинального тока, используется для защиты сетей с оборудованием имеющим высокие пусковые токи и кратковременные перегрузки.

Почему автомат С16 не отключится при токе 16 Ампер?

Теперь давайте попробуем понять, почему при сечении электрического кабеля 2,5 кв.мм, который выдерживает ток 25А (ПУЭ таблица 1.3.6) должен защищать автоматический выключатель на 16А, а не на 25А.

Все дело в тепловом расцепителе, который нагревается со временем при воздействии нагрузки и защищает от длительного превышения тока. Длительность этого времени может занимать и 10 минут и 1 час.

Автоматические выключатели имеют такую характеристику, как «ток неотключения», он рассчитан и составляет 1,13 от номинального тока (смотри ГОСТ Р 50345-2010 п.8.6.2). Эта характеристика означает, что автомат не отключится при этом значении тока в течение часа.

Например, автомат на 16А не отключится, при протекании через него тока в 18,08 А в течение часа, это заложено в работу теплового расцепителя устройства.

номиналы автоматов по току таблица

Еще одной характеристикой автоматов является «условный ток отключения» и он тоже стандартен для всех защитных автоматов и равен 1,45 от номинального тока. При токе, например, 36,25А автомат на 25А обязательно отключится в течение часа. Это правило действует только при условии, что изначально автоматы были холодными.

Поэтому нужно иметь в виду, что автоматические выключатели не отключаются при достижении значения тока их номинала. Они могут работать и дольше, поэтому всегда выбирают защитное устройство с номиналом ниже, чем пропускающая способность кабеля.

Номиналы автоматов по току таблица

Для того, чтобы защитить линию от перегрузки и короткого замыкания нужно тщательно и правильно выбрать номинал автомат по току. Вот, например, если вы защищаете линию с кабелем 2,5 кв.мм. автоматом на 25А и одновременно включили несколько мощных бытовых приборов, то ток может превысить номинал автомата, но при значении меньше 1,45 автомат может работать около часа.

Если тока будет 28 А, то изоляция кабеля начнет плавиться (так как допустимый ток только 25А), это приведет к выходу из строя, пожару и другим печальным последствиям.

Поэтому таблица автоматов по мощности и току выглядит следующим образом:

Сечение медных жил кабеля, кв.мм Допустимый длительный ток, А Номинальный ток автомата, А Максимальная мощность (220 В) Применение 
1,5 19  10  4,1  Освещение
2,5 25 16 5,5 Розетки
4 35 25 7,7 Водонагреватели, духовки
6 42 32 9,24 Электроплиты
10 55 40 12,1 Вводы в квартиру

ВАЖНО! Обязательно следуйте значениям таблицы и указаниям нормативной электротехнической документации!

Какой автомат выбрать для кабеля 2.5 мм2?

Для потребителей, суммарная мощность которых не будет превышать 3,5 кВт рекомендуем использовать медный кабель сечением 2,5кв.мм и защищать эти линии автоматом на 16А.

Для медного кабеля сечением 2,5 кв.мм согласно таблице 1.3.6 ПУЭ длительный допустимый ток 27А. Исходя из этого, можно подумать, что к такому кабелю подойдет автомат на 25А. Но это не так. Кстати кто не знает где искать публикую данную таблицу:

допустимый ток для кабелей

Согласно ПУЭ, п. 1.3.10 значение тока 25А разогреет кабель 2,5 кв.мм до 65 градусов Цельсия. Это достаточно высокая температура для постоянных режимов работы.

Еще важно понимать, что не все производители изготавливают кабель согласно ГОСТ и его сечение может быть ниже заявленного. Так что сечение может быть 2,0 кв.мм вместо 2,5 кв.мм. Качество меди у разных заводов тоже отличается и вы не сможете гарантировано точно сказать о том, какое качество кабеля имеете.

Поэтому очень важен запас в защите кабеля для избегания проблем в процессе эксплуатации электропроводки. Выбор автомата по сечению кабеля осуществляют следующим образом:

  • кабель 1,5 кв.мм применяю при монтаже сигнализации и освещения, ему соответствует автомат 10А;
  • кабель 2,5 кв.мм часто используется для отдельных розеток и розеточных групп, где суммарная мощность потребителей не будет превышать 3,5 кВт. Ему соответствует номиналы автоматов по току 16А;
  • кабель 4 кв.мм используют в быту для подключения духовых шкафов, стиральных и посудомоечных машин, обогревателей и водонагревателей, к нему покупают автомат номиналом 25А;
  • кабель 6 кв.мм нужен для подключения серьезных мощных потребителей: электрических плит, электрических котлов отопления. Номинал автомата 32А;
  • кабель 10 кв.мм обычно максимальное сечение используемое в быту, предназначено для ввода питания в квартиры и частные дома к электрощитам. Автомат на 40А.

выбор автомата по сечению кабеля таблица

Для расчета электрической сети у себя дома смело и строго руководствуйтесь предоставленной выше таблицей и руководством. При правильном расчете силовых линий и защитных устройств всё будет работать долговечно и не принесет вам неудобств и проблем.

Выбор автомата по сечению кабеля таблица для 220 В и 380 Вольт

Многие путают и думают, что автоматические выключатели защищают электрические приборы. Это ошибка.

Автоматический выключатель всегда защищает только силовую линию - кабель! Автомат защищает не нагрузку, не розетку, а питающий кабель и только его. Это нужно запомнить!

Задача автомата – уберечь кабель от повреждения, перегрева и последствий. Поэтому выбирать автомат нужно руководствуясь следующими советами:

1. Сначала вычисляем максимальную нагрузку на каждую линию (суммируем максимальную мощность потребителей), по закону Ома I=P/U вычисляем максимальный ток.

Например, имея на кухне чайник 1кВт, холодильник 0,5 кВт, мультиварку 0,8 кВт и микроволновую печь 1,2 кВт суммируем их максимальные мощности:

1+0,5+1,2+0,8 = 3,5 кВт;

вычисляем силу тока:

I=3500/220=15,9А

2. Исходя из мощности и тока, рассчитываем сечение кабеля или выбираем его из таблицы. Для дома обычно выбирают 1,5 – 10 кв.мм. в зависимости от нагрузки.

Для нашего примера выбираем кабель с жилами 2,5кв.мм.

таблица автоматов по мощности и току

3. Далее выбираем номинал автоматического выключателя, опять же по таблице в соответствии с выбранным сечение кабеля. Автомат должен отключаться раньше, чем перегреется кабель. В нашем случае это автомат номиналом 16А.

4. Подключаем все в правильной последовательности и пользуемся.

Если электрическую проводку вы будете использовать старую, то учитывайте состояние кабеля и его сечение и подбирайте автомат под него, но номиналом не более 16А! Лучшим решением при ремонте является полная замена всей проводки и защитных устройств.

таблица выбора автоматов по сечению кабеля

Автоматические выключатели лучше всего выбирать известных производителей, тогда вы будете уверены в надежности и долговечности их работы.

Самыми распространенными и качественными импортными устройствами на данный момент считают: ABB, Legrand, Shneider Electric, hager.

Единственный их минус – высокая цена, но, конечно, она соответствует качеству продукции. Отечественные приборы фирм IEK и КЭАЗ уступают по качеству, но имеют доступную цену. Желательно покупать автоматические выключатели в электрический щиток одного производителя, чтобы система работала однородно и не было несоответствий в характеристиках защитных устройств.

Важно! Выбирайте электрические компоненты и защитные устройства в специализированных магазинах и проверяйте сертификаты на продукцию!

Монтаж и разводка электропроводки в доме – это сложный и ответственный процесс, в котором важны все тонкости и нюансы, и которые требуют правильного расчета всех составляющих. Именно поэтому если вы не уверены в том, что вам такая работу будет по плечу, то лучше наймите профессионального электрика.

На этом все друзья, надеюсь данная статья помогла вам с решением такой проблемы как выбрать автомат по сечению кабеля, если остались вопросы задавайте в их в комментариях.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья - поделись с друзьями!

Типы автоматических выключателей - какие бывают автоматы

Типы автоматических выключателей

Автоматическими выключателями называются устройства, задача которых состоит в защите электрической линии от воздействия мощного тока, способного вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгоранием. Возрастание силы тока может быть вызвано слишком большой нагрузкой, что происходит при превышении суммарной мощностью устройств той величины, которую кабель может выдержать по своему сечению – в этом случае отключение автомата происходит не сразу, а после того, как провод нагреется до определенного уровня. При КЗ ток возрастает многократно в течение доли секунды, и устройство тут же реагирует на него, мгновенно прекращая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какими бывают типы автоматических выключателей и их характеристики.

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

  • Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.

Модульные автоматические выключатели

  • Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
  • Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Существует еще одна разновидность автоматов для защиты электросети – дифференциальные. Мы не рассматриваем их отдельно, поскольку такие устройства представляют собой обычные автоматические выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы расцепителей

Расцепители являются основными рабочими компонентами АВ. Задача их состоит в том, чтобы при превышении допустимой величины тока разорвать цепь, тем самым прекратив подачу в нее электроэнергии. Существует два основных типа этих устройств, отличающихся друг от друга по принципу расцепления:

  • Электромагнитные.
  • Тепловые.

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически моментальное срабатывание автоматического выключателя и обесточивание участка цепи при возникновении в нем сверхтока короткого замыкания.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, втягивающимся внутрь под воздействием тока большой величины и заставляющим срабатывать отключающий элемент.

Основная часть теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Когда через автомат проходит ток, превышающий номинальную величину защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, изгибаясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время на срабатывание теплового расцепителя зависит от величины проходящего по пластине тока перегрузки.

Некоторые современные устройства оснащаются в качестве дополнения минимальными (нулевыми) расцепителями. Они выполняют функцию выключения АВ, когда напряжение падает ниже предельного значения, соответствующего техническим данным устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только отключать, но и включать АВ, даже не подходя к распределительному щиту.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость аппарата.

Количество полюсов

Как уже было сказано, автомат защиты сети имеет полюса – от одного до четырех.

Одно, двух, трех и четырехполюсные автоматы

Подобрать для цепи устройство по их числу совсем несложно, достаточно лишь знать, где используются различные типы АВ:

  • Однополюсники устанавливают для защиты линий, в которые включены розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазный провод, не захватывая нулевого.
  • Двухполюсник нужно включать в цепь, к которой подсоединена бытовая техника с достаточно высокой мощностью (бойлеры, стиральные машинки, электрические плиты).
  • Трехполюсники монтируются в сетях полупромышленного масшатаба, к которым могут подключаться такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
  • Четырехполюсные АВ позволяют защитить от КЗ и перегрузок электропроводку с четырьмя кабелями.

Применение автоматов различной полюсности – на следующем видео:

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Сравнительная таблица времени срабатывания типов АВ

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

  • A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
  • B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
  • C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
  • D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Тип автоматического выключателя на маркировке

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Для защиты цепей с различными параметрами надо устанавливать аппараты с соответствующими возможностями.

 

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Подбор автомата в зависимости от мощности нагрузки - таблица

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Заключение

Автоматический выключатель, характеристики и виды которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, которое обеспечивает защиту электрической линии от повреждений мощными токами. Эксплуатация сетей, не защищенных автоматами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное – правильно подобрать тип АВ, который подойдет для конкретной сети.

Какой автоматический выключатель выбрать для дома совет эксперта

В интернете много букв написано о том какой автоматический выключатель выбрать для дома. Однако во многих статьях слишком много сложных терминов и характеристик, которые вам для этого вовсе не нужно изучать.

В этой статье я в простой форме расскажу про выбор автоматических выключателей для электропроводки своего дома и поясню, где теория многих расходится с практикой применения.

Для того, чтобы вы нашли мои рекомендации через поисковый запрос, я был вынужден написать немного больше информации по данному разделу и добавить пару терминов. Я поясню их на простых примерах. Ко всему прочему это даст понять, почему многие совершают ошибки при выборе автоматических выключателей для своего жилья.

Если вам не интересно всё это читать, то сразу перейдите по ссылке в раздел какой автоматический выключатель выбрать для дома.

Содержание:

Выбор автоматического выключателя по току

Почему автоматические выключатели необходимо выбрать по току. Это тот основной параметр, который напрямую влияет на безопасность кабельной линии. А автоматический выключатель создан только для того, чтобы защитить именно кабель от его разрушения.

Автоматы не защищают нас с вами от поражения током, они защищают от короткого замыкания и от перегрузки отдельного участка цепи.

Мы с вами понимаем, что при превышении в цепи силы тока, на которую рассчитан по сечению кабель: он будет нагреваться. Чем чаше и сильнее это будет происходить, тем быстрее разрушится его изоляция. Нам этого точно ненужно.

Наверное, вам доводилось браться за провод бытового китайского удлинителя, когда через него подключен мощный потребитель. Провод сильно нагревается.  Представьте, что так может нагреваться провод, который проложен у вас в стяжке или под потолком. Если удлинитель мы можем выкинуть и купить новый, то с кабелем будут сложности.

Итак, первая характеристика:

#1 — Номинальный ток

Основная характеристика по какой необходимо выбирать автоматический выключатель — номинальный ток.

Что означает ток номинальный? При номинальном токе автомат может бесконечно долго работать без отключения. Это его штатный режим работы.

Для защиты кабеля дома от перегрузки автоматический выключатель имеет в своей конструкции электромагнитный и тепловой расцепитель. От того как они сработают отвечают время токовые характеристики:

#2 — Что означают время токовые характеристики автоматических выключателей?

Электромагнитный расцепитель срабатывает, когда номинальный ток превышен в несколько раз и отключает цепь практически моментально.

Пример: кабельная линия защищена автоматическим выключателем номиналом 10 ампер и времятоковой характеристикой «С» (С 10).  В этом случае автоматический выключатель сработает при достижении тока в цепи 50 А чуть более чем за 0,1 сек. Если ток будет превышен в 10 раз и достигнет 100 А то отключение произойдет менее чем за 0,1 сек.

Электромагнитный расцепитель — это по своей сути электромагнит, который притянет рычаг автоматического выключателя при прохождении через него очень большого тока и защитит кабель от короткого замыкания.

А, что произойдет если ток превышен, но ненамного?

В этом случае сработает тепловой расцепитель. При повышении силы тока будет происходить нагрев, чем больше будет превышен ток тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Пример: тот же автоматический выключатель С 10 до превышения номинального тока в 1,13 раза (11,3 А) не отключится.

Отключиться более чем за 1 час при превышении в 1,13 – 1,45 раза (от 11,3 А до 14,5 А).

Отключится менее чем за 1 час при превышении тока от 1,45 – 5 раз. Соответственно, чем больше ток, тем быстрее произойдет отключение.

Как рассчитать автомат по нагрузке?

Для того чтобы узнать какую мощность выдержит автоматический выключатель необходимо применить физическую формулу P=U*I. Мощность равна напряжение умножить на силу тока.

Пример: на какую мощность рассчитан автомат 16А? У нас в сети 220 Вольт умножаем на 16 А получаем 3520 Вт. То есть 3,5 кВт его номинальная нагрузка.

Мы также уже знаем про время токовые характеристики автомата. Из них можно сделать расчет.

При достижении потребляемой мощности в 3977 Вт (1,13*3520) автоматический выключатель не отключится вообще. Т.е. автомат с обозначением С 16 выдержит почти 4 кВт без проблем.

1,45*3520=5104 Вт — а при такой нагрузке он отключится менее чем за 1 час.

Какой автоматический выключатель выбрать для дома?

Кроме выбора АВ по току еще есть такие параметры как отключающая способность — для бытового использования её вполне достаточно иметь в 4500 кА. Переплачивать за 6000 кА автоматические выключатели нет нужды.

Также нет необходимости переплачивать за автоматические выключатели с время токовой характеристикой «В». Я рекомендовал бы их в деревянных домах.

Использовать автоматические выключатели с время токовой характеристикой «D» вообще нет никакой необходимости. Максимум в гараже — если у вас там используется мощные электромоторы.

Как вы уже поняли выбирать автоматы по максимально допустимому току от сечения проводника, как это делают многие, в корне неправильно.

 

Выбор автоматического выключателя по сечению провода

Если мы отталкиваемся от сечений провода, то вот как будет выглядеть таблица.

Как правильно защищать кабельные линии, а как неправильно.

 

Сечение проводника

НеправильноПравильно

1,5 мм2

16 А

10 А

2,5 мм2

25 А

16 А

4 мм2

32 А

20 А (25 А)

6 мм250 А

32 А

Используем кабель с сечением провода 1,5 мм2 для протяжки света и защищаем линию автоматом 10 А.

Для розеток применяем провод сечением 2,5 мм2 и ставим автоматический выключатель 16 А.

Для подключения варочной поверхности необходим кабель сечением 6 мм2 и автомат 32 А (при однофазном вводе). Для трехфазного ввода используем кабель 5*2,5 и трехполюсный автомат.

Заключение: какой выбрать автоматический выключатель для дома?

Для бытового пользования в частных домах с трехфазным вводом, выбираем  автоматические выключатели с обозначениями С 10, С 16, 3P С 25 (трехфазный на ввод),  с отключающей способностью 4500 кА.

При сборке распределительного щита также необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы для мокрых зон. О том как распределить мощьность по фазам здесь. А еще нелишним будет поставить устройства защиты от перенапряжения — это обезопасит домашнюю электросеть от появления в ней линейного напряжения (380 вольт) в случае обрыва нуля или при еще какой аварии.

какой автоматический выключатель выбрать для домаУстройства защитного отключения

На моей практике был случай, когда при замене линии электропередач в коттеджном поселке, подрядчик перепутал нулевой провод с фазным на одной из улиц. Что произошло — погорело много бытовых приборов, газовых котлов.

Линейное напряжение (380 В) появилось там где должно было быть 220 В. У кого стояли устройство защиты от перенапряжения в это время просто сидели без света

Надеюсь, статья была полезна для вас. Теперь, после прочтения вопрос: Какой выбрать автоматический выключатель для дома? — решен окончательно.

Добавляйте статью к себе в закладки и делитесь с друзьями. Готов ответить на ваши комментарии.

виды приборов, классы, технические характеристики

Автоматы электрические — удобные и практичные средства, которые позволяют защитить электрооборудование и пользователя от внезапных коротких замыканий. Что они собой представляют, какая есть классификация, как их выбрать, какие есть типы автоматических выключателей? Об этом и другом далее.

Общие характеристики

Автоматический электрический выключатель является коммутационным устройством, которое пропускает через свою структуру ток, имеющий номинальную силу. Во время необходимости делает отключение цепи, к примеру, при коротком замыкании или при повышении потребляемой мощности. В настоящее время есть однофазный, двухфазный и трехфазный прибор, отвечая на вопрос, какие существуют автоматы электрические разновидности. Отличаются они друг от друга числом тех элементов, которые разъединяют ток.

Как выглядит

Предназначен аппарат, для того чтобы защищать электрическую цепь, чтобы не происходили перегрузки и токи с коротким замыканием. Его можно многократно использовать. Срабатывает он стабильно всегда.

Обратите внимание! Главный параметр электроавтомата — число пропускания номинального тока, токовой энергии, которая нужна, чтобы нормально работали бытовые электрические приборы. В частном доме и городской квартире ставится автомат на 6-63 ампера. Специалистами рекомендуется разбитие электросети в домашних условиях на пару контурах и установку каждого на собственный выключатель.

Предохранение электрооборудования от сверхтока как основное предназначение

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

  • однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
  • токоограничивающим и нетокоограничивающим;
  • выкатным и стационарным;
  • селективным и неселективным;
  • ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть.

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Как выбрать

Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.

Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования.

Определение мощности автомата

Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.

Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались.

Таблица мощности бытовых приборов и инструментов

Расчет номинальной мощности автомата

Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.

Вычисление номинального тока

Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.

Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения.

Таблица сечения проводника

Определение время-токовой характеристики

Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.

Таблица пускового тока

Особенности маркировки

На каждом автомате прописываются все характеристики. Имеет на своем корпусе маркировки нагрузки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе.

Популярные производители

Сегодня лучшие автоматические выключатели выпускает компания марки АВВ, Legrand, Schneider Electric, General Electric, CHINT Electric и DEKraft.

Бренд Legrand

В целом, электрические автоматические выключатели — профессиональное оборудование, благодаря которому можно минимизировать риски при отключении света и коротком замыкании. Имеют классификацию по числу полюсов, время-токовому параметру, номинальному току, отключающей способности. Выбрать несложно, принимая во внимание мощность, номинальный ток, токовую характеристику и маркировку. Как правило, пользователи рекомендуют останавливать свой выбор на популярных брендах.

A, B, C и D

Категории автоматических выключателей

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Сработал автоматический выключатель

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Характеристика автоматических выключателей классов B,C и D

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Автоматический выключатель класса А

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматический выключатель класса B

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Автоматический выключатель класса D

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Характеристики автоматических выключателей K и Z

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:
  • Пожаров.
  • Ударов человека током.
  • Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
  • Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
  • На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
  • На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Похожие темы:

способов, с помощью которых машины учатся

Author profile picture
Первоначально опубликовано в «Книге искусственного интеллекта» Андреессена Горовица.

Существует четыре основных способа обучения сетей глубокого обучения: под наблюдением, , без присмотра, , , под наблюдением и , обучение с подкреплением . Мы объясним интуицию каждого из этих методов. Попутно мы поделимся терминами, которые вы прочтете в литературе, в скобках и укажете на дополнительные ресурсы для математически склонных.Кстати, эти категории охватывают как традиционные алгоритмы машинного обучения, так и более новые, причудливые алгоритмы глубокого обучения.

Информацию о математике см. В этом учебном пособии по Стэнфорду, которое охватывает контролируемое и неконтролируемое обучение и включает примеры кода.

Supervised Learning

Supervised Learning обучает сети на примерах, в которых мы уже знаем правильный ответ. Представьте, что мы заинтересованы в обучении сети распознавать фотографии из вашей библиотеки фотографий, в которых есть ваши родители.Вот шаги, которые мы предпримем в этом гипотетическом сценарии.

Шаг 1. Создание и категоризация набора данных

Мы начнем процесс с просмотра ваших фотографий (набора данных) и определения всех снимков, на которых есть ваши родители, с их маркировкой. Затем мы возьмем всю стопку фотографий и разделим их на две стопки. Мы использовали бы первую кучу для обучения сети (данные обучения), а вторую кучу, чтобы увидеть, насколько точна модель при выборе фотографий с нашими родителями (данные проверки).

Как только наборы данных будут готовы, мы передадим фотографии в модель. С математической точки зрения наша цель состоит в том, чтобы глубокая сеть нашла функцию, чьим входом является фотография, а чьим результатом является 0, когда ваших родителей нет на фотографии, или 1, когда они есть.

Этот шаг обычно называется задачей категоризации . В этом случае мы тренируемся для результатов, которые да-нет, но контролируемое обучение также может использоваться для вывода набора значений, а не просто 0 или 1. Например, мы можем обучить сеть для вывода вероятности того, что кто-то погасит кредит по кредитной карте, и в этом случае результат будет между 0 и 100.Эти задачи называются регрессиями.

Шаг 2. Обучение

Чтобы продолжить процесс, модель делает прогноз для каждой фотографии, следуя правилам (функция активации), чтобы решить, следует ли освещать конкретный узел в работе. Модель работает слева направо на один слой за раз - на данный момент мы будем игнорировать более сложные сети. После того, как сеть вычислит это для каждого узла в сети, мы доберемся до самого правого узла (выходного узла), который светится или нет.

Поскольку мы уже знаем, на каких снимках есть ваши родители, мы сможем сказать модели, является ли ее прогноз правильным или неправильным.Затем мы передадим эту информацию в сеть.

Алгоритм использует эту обратную связь, которая является результатом функции, которая количественно определяет «насколько далеко от реального ответа от предсказания модели». Это называется функцией стоимости , также известной как целевая функция , вспомогательная функция или фитнес-функция . Затем результат этой функции используется для изменения силы соединений и смещений между узлами в процессе, называемом обратным распространением , поскольку информация перемещается «назад» от результирующих узлов.

Мы повторяем это для каждого изображения, и в каждом случае алгоритмы пытаются минимизировать функцию стоимости.

Существует множество математических методов, позволяющих использовать эти знания о том, верна ли модель обратно в модель, но очень распространенным методом является градиентный спуск. Алгобийцы хорошо объяснили, как это работает. Майкл Нильсен добавляет математику, которая включает в себя исчисление и линейную алгебру (и дружелюбный демон!).

Шаг 3. Проверка

Как только мы обработаем все фотографии из нашей первой стопки, мы будем готовы протестировать модель.Мы бы взяли вторую стопку фотографий и использовали их, чтобы увидеть, насколько точно обученная модель может подобрать фотографии ваших родителей.

Шаги 2 и 3 обычно повторяются путем подстройки различных параметров модели (гиперпараметров), таких как количество узлов, количество слоев, какую математическую функцию использовать для определения того, светится ли узел, насколько агрессивно тренировать веса во время фазы обратного распространения и так далее. Этот ответ Quora содержит хорошее объяснение ручек, которые вы можете повернуть.

Шаг 4. Использование

Наконец, когда у вас есть точная модель, вы развертываете эту модель в своем приложении. Вы представляете модель в виде вызова API, такого как ParentsInPicture (фото) , и вы можете вызывать этот метод из своего программного обеспечения, заставляя модель сделать вывод и дать вам результат.

Мы рассмотрим этот процесс позже, чтобы написать приложение для iPhone, которое распознает визитные карточки.

Может быть сложно (то есть дорого) получить набор данных с метками, поэтому необходимо убедиться, что значение прогноза оправдывает затраты на получение данных с метками и, в первую очередь, обучение модели.Например, получение маркированных рентгеновских снимков людей, у которых может быть рак, стоит дорого, но ценность точной модели, которая генерирует мало ложных срабатываний и мало ложных отрицательных результатов, очевидно, очень высока.

Неподготовленное обучение

Неподготовленное обучение предназначено для ситуаций, когда у вас есть набор данных, но нет меток. Обучение без учителя берет входной набор и пытается найти закономерности в данных, например, организуя их в группы (кластеризация) или обнаруживая выбросы (обнаружение аномалий).Например:

  • Представьте, что вы производитель футболок, и у вас есть куча измерений человеческого тела. Вам нужен алгоритм кластеризации, который группирует эти измерения в набор кластеров, чтобы вы могли решить, насколько велики ваши рубашки XS, S, M, L и XL.
  • Вы являетесь техническим директором стартапа безопасности и хотите найти аномалии в истории сетевых подключений между компьютерами: необычный сетевой трафик может помочь вам найти сотрудника, загружающего всю свою историю CRM, потому что он собирается уйти или кто-то переводит ненормально большое количество денег на новый банковский счет.Если вы заинтересованы в подобных вещах, вам понравится этот обзор алгоритмов обнаружения неконтролируемых аномалий.
  • Вы работаете в команде Google Brain, и вам интересно, что есть в видео YouTube. Это очень реальная история исследования «Поиск кошек на YouTube», которое разожгло энтузиазм широкой публики в отношении ИИ. В этой статье команда Google Brain совместно с исследователями из Стэнфорда Куоком Ле и Эндрю Нгом описывают алгоритм, который группирует видео на YouTube по нескольким категориям, в том числе по кошкам.Они не собирались искать кошек, но алгоритм автоматически группировал видео, содержащие кошек (и тысячи других объектов из 22 000 категорий объектов, определенных в ImageNet), без каких-либо явных обучающих данных.

Некоторые неконтролируемые методы обучения, о которых вы прочитаете в литературе, включают:

Чтобы узнать больше о неконтролируемом обучении, попробуйте этот класс Udacity.

Одним из наиболее многообещающих недавних достижений в обучении без учителя является идея Иана Гудфеллоу (которая в то время работала в лаборатории Йошуа Бенжио), называемая «порождающие противоборствующие сети», в которой мы сопоставляем две нейронные сети: одну сеть, Вызываемый генератор отвечает за генерацию данных, предназначенных для того, чтобы попытаться обмануть другую сеть, называемую дискриминатором.Этот подход позволяет добиться удивительных результатов, таких как ИИ, который может генерировать фотореалистичные изображения из текстовых строк или нарисованных от руки эскизов.

Обучение под наблюдением

Обучение под наблюдением объединяет множество немеченых данных с небольшим количеством помеченных данных на этапе обучения. Обученные модели, полученные в результате этого учебного набора, могут быть очень точными и менее дорогостоящими в обучении по сравнению с использованием всех помеченных данных. Например, наш друг Делип Рао из консалтинговой компании AI Joostware разработал решение, в котором использовалось полууправляемое обучение с использованием всего 30 ярлыков на класс, что соответствует точности модели, обучаемой с использованием контролируемого обучения, для которого требовалось ~ 1360 ярлыков на класс.Это позволило его клиенту очень быстро масштабировать свои возможности прогнозирования от 20 до 110 категорий.

Одна интуиция, объясняющая, почему использование немаркированных данных может иногда помочь сделать модели более точными: даже если вы не знаете ответа, вы узнаете что-то о том, что представляют собой возможные значения и как часто появляются конкретные значения.

Поклонники математики: попробуйте этот эпический урок Сяоцзин Чжу из 135 слайдов и сопровождающий документ, в котором содержится обзор литературы еще в 2008 году.

Обучение усилению

Обучение усилению предназначено для ситуаций, когда у вас снова нет маркированных наборов данных, но у вас есть способ узнать, приближаетесь ли вы к своей цели (функция вознаграждения).Классическая детская игра горячее или холодное (вариант Huckle Buckle Beanstalk) является хорошей иллюстрацией концепции. Ваша задача - найти спрятанный объект, и ваши друзья будут кричать, становитесь ли вы «горячее» (ближе) или «холоднее» (дальше) от объекта. «Горячее / холоднее» - это функция вознаграждения, и цель алгоритма - максимизировать функцию вознаграждения. Вы можете думать, что функция вознаграждения является отложенной и разреженной формой помеченных данных: вместо того, чтобы получать конкретный «правильный / неправильный» ответ с каждой точкой данных, вы получите отложенную реакцию и только намек на то, что вы движетесь в правильном направлении.

  • DeepMind опубликовал в Nature статью, описывающую систему, которая сочетает в себе обучение с подкреплением и глубокое обучение, чтобы научиться играть в набор видеоигр Atari, некоторые с большим успехом (например, Breakout) и другие ужасно (например, Месть Монтесумы).
  • Команда Nervana (в настоящее время в Intel) опубликовала отличное пояснительное сообщение в блоге, в котором подробно рассматриваются методы.
  • Очень креативный студенческий проект Стэнфорда, разработанный Расселом Капланом, Кристофером Зауэром, Александром Соса, иллюстрирует одну из проблем, связанных с обучением с подкреплением, и предлагает разумное решение.В статье DeepMind вы увидите, что алгоритмам не удалось научиться играть в Месть Монтесумы. Причина этого заключается в том, что, как описывают студенты из Стэнфорда, «учебные агенты по подкреплению все еще пытаются учиться в среде с редким вознаграждением». Когда вы не получаете достаточно «горячих» или «холодных» подсказок, вам трудно найти скрытый ключ. Студенты Стэнфорда в основном учили систему понимать и реагировать на подсказки на естественном языке, такие как «подняться по лестнице» или «получить ключ», что делает систему лучшим алгоритмом подсчета очков в тренажерном зале OpenAI.Посмотрите видео алгоритма в действии.
Author profile picture

Ричард Саттон и Эндрю Барто написали книгу «Обучение усилению». Ознакомьтесь с черновиком 2-го издания.

Первоначально опубликовано в «Книге искусственного интеллекта» Андреессена Горовица.
Похожие
Теги
The Noonification banner

Подпишитесь, чтобы получать ежедневные обзоры лучших технических историй!

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Компьютер - это машина, которая принимает данные в качестве входных данных, обрабатывает эти данные с помощью программ и выводит обработанные данные в качестве информации. Многие компьютеры могут хранить и извлекать информацию, используя жесткие диски. Компьютеры могут быть соединены вместе, чтобы сформировать сети, позволяя подключенным компьютерам общаться друг с другом.

Две основные характеристики компьютера: он отвечает на определенный набор команд четко определенным образом и может выполнять предварительно записанный список инструкций, вызывающих программу.В компьютере четыре основных этапа обработки: ввод, хранение, вывод и обработка.

Современные компьютеры могут выполнять миллиарды вычислений в секунду. Возможность вычислять много раз в секунду позволяет современным компьютерам выполнять несколько задач, что означает, что они могут выполнять много разных задач одновременно. Компьютеры выполняют много разных работ, где автоматизация полезна. Некоторые примеры - управление светофорами, транспортными средствами, системами безопасности, стиральными машинами и цифровыми телевизорами.

Компьютеры могут быть спроектированы так, чтобы делать с информацией практически все. Компьютеры используются для управления большими и маленькими машинами, которыми в прошлом управляли люди. Большинство людей использовали персональный компьютер у себя дома или на работе. Они используются для таких вещей, как расчет, прослушивание музыки, чтение статьи, написание и т. Д.

Современные компьютеры - это электронное компьютерное оборудование. Они делают математическую арифметику очень быстро, но компьютеры на самом деле не «думают». Они только следуют инструкциям в своих программах.Программное обеспечение использует аппаратное обеспечение, когда пользователь дает ему инструкции и дает полезный вывод.

Люди управляют компьютерами с помощью пользовательских интерфейсов. Устройства ввода включают клавиатуры, компьютерные мыши, кнопки и сенсорные экраны. Некоторыми компьютерами также можно управлять с помощью голосовых команд, жестов рук или даже сигналов мозга через электроды, имплантированные в мозг или по нервам.

Компьютерные программы разработаны или написаны программистами. Несколько программистов пишут программы на своем родном языке, называемом машинным кодом.Большинство программ написаны с использованием таких языков программирования, как C, C ++, Java. Эти языки программирования больше похожи на язык, на котором говорят и пишут каждый день. Компилятор переводит инструкции пользователя в двоичный код (машинный код), который компьютер поймет и сделает, что нужно.

Автоматизация [изменить | изменить источник]

У большинства людей есть проблемы с математикой. Чтобы показать это, попробуйте сделать 584 × 3220 в своей голове. Трудно запомнить все шаги! Люди создали инструменты, чтобы помочь им вспомнить, где они находились в математической задаче.Другая проблема, с которой сталкиваются люди, заключается в том, что им приходится повторять одну и ту же проблему снова и снова. Кассир должен был каждый день вносить изменения в голову или лист бумаги. Это заняло много времени и сделало ошибки. Итак, люди делали калькуляторы, которые делали одно и то же снова и снова. Эта часть истории компьютеров называется «историей автоматизированных вычислений», что является причудливой фразой «история машин, которая позволяет мне много раз повторять одну и ту же математическую задачу без ошибок."

Абак, правило скольжения, астролябия и механизм Антикитера (датируется примерно 150-100 гг. До н.э.) являются примерами автоматических вычислительных машин.

Программирование [изменить | изменить источник]

Люди не хотят машины, которая бы делала одно и то же снова и снова. Например, музыкальная шкатулка - это машина, которая воспроизводит одну и ту же музыку снова и снова. Некоторые люди хотели быть в состоянии сказать своей машине делать разные вещи. Например, они хотели, чтобы музыкальная шкатулка каждый раз играла разную музыку.Они хотели запрограммировать музыкальную шкатулку - заказать музыкальную шкатулку для воспроизведения другой музыки. Эта часть истории компьютеров называется «историей программируемых машин», что является причудливой фразой «История машин, которые я могу приказать делать по-разному, если я знаю, как говорить на их языке».

Один из первых примеров этого был построен Героем Александрии (ок. 10–70 н.э.). Он построил механический театр, который исполнял спектакль продолжительностью 10 минут и управлялся сложной системой канатов и барабанов.Эти канаты и барабаны были языком машины - они рассказывали, что машина делала и когда. Некоторые люди утверждают, что это первая программируемая машина. [1]

Историки не согласны с тем, какие ранние машины являются "компьютерами". Многие говорят, что «замковые часы», астрономические часы, изобретенные Аль-Джазари в 1206 году, являются первым известным программируемым аналоговым компьютером. [2] [3] Длину дня и ночи можно регулировать каждый день, чтобы учесть изменение длины дня и ночи в течение года. [4] Некоторые считают эту ежедневную корректировку компьютерным программированием.

Другие говорят, что первый компьютер был сделан Чарльзом Бэббиджем. [4] Ада Лавлейс считается первым программистом. [5] [6] [7]

Эра вычислений [изменить | изменить источник]

В конце средневековья люди начали думать, что математика и инженерия важнее. В 1623 году Вильгельм Шикард сделал механический калькулятор. Другие европейцы сделали больше калькуляторов после него.Они не были современными компьютерами, потому что они могли только складывать, вычитать и умножать - вы не могли изменить то, что они сделали, чтобы заставить их делать что-то вроде игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что они не были программируемыми. Теперь инженеры используют компьютеры для проектирования и планирования.

В 1801 году Джозеф Мари Жаккард использовал перфорированные бумажные карточки, чтобы сообщить своему текстильному станку, какой рисунок можно соткать. Он мог использовать перфокарты, чтобы сказать ткацкому станку, что делать, и он мог менять перфокарты, что означало, что он мог запрограммировать ткацкий станок для плетения нужного ему рисунка.Это означает, что ткацкий станок был программируемым.

Чарльз Бэббидж хотел создать аналогичную машину, способную рассчитывать. Он назвал это «Аналитический двигатель». [8] Поскольку у Бэббиджа не было достаточно денег и он всегда менял свой дизайн, когда у него была лучшая идея, он никогда не создавал свой аналитический движок.

Со временем компьютеры стали использоваться все больше. Людям легко скучно делать одно и то же снова и снова. Представьте себе, что вы тратите свою жизнь, записывая что-то на карточках, храните их, а затем снова начинаете искать.В Бюро переписей США в 1890 году этим занимались сотни людей. Это было дорого, и отчеты заняли много времени. Затем инженер разработал, как заставить машины выполнять большую часть работы. Герман Холлерит изобрел табуляционную машину, которая автоматически добавит информацию, собранную бюро переписи. Компьютинговая корпорация звукозаписи (позже ставшая IBM) создала свои машины. Они арендовали машины вместо того, чтобы продавать их. Производители машин давно помогали своим пользователям понимать и ремонтировать их, и техническая поддержка CTR была особенно хороша.

Из-за таких машин были изобретены новые способы общения с этими машинами, были изобретены новые типы машин, и в итоге появился компьютер, какой мы его знаем.

Аналоговые и цифровые компьютеры [изменить | изменить источник]

В первой половине 20-го века ученые начали использовать компьютеры, главным образом потому, что ученым приходилось разбираться в математике, и они хотели больше времени уделять размышлениям по научным вопросам вместо того, чтобы часами складывать числа.Например, если им нужно было запустить ракетный корабль, им нужно было много математики, чтобы убедиться, что ракета работает правильно. Так они собрали компьютеры. Эти аналоговые компьютеры использовали аналоговые схемы, что усложняло их программирование. В 1930-х годах они изобрели цифровые компьютеры и вскоре упростили их программирование. Однако это не так, поскольку было предпринято много последовательных попыток довести арифметическую логику до 133. Аналоговые компьютеры - это механические или электронные устройства, которые решают проблемы.Некоторые из них используются для управления машинами.

Высокопроизводительные компьютеры [изменить | изменить источник]

Ученые выяснили, как создавать и использовать цифровые компьютеры в 1930–40-х годах. Ученые создали много цифровых компьютеров, и, когда они это сделали, они выяснили, как задавать им правильные вопросы, чтобы извлечь из них максимальную пользу. Вот несколько компьютеров, которые они построили:

EDSAC был одним из первых компьютеров, которые запомнили то, что вы сказали, даже после выключения питания.Это называется (фон Неймана) архитектура.
  • Конрад Цузе электромеханический "Z machines". Z3 (1941) была первой рабочей машиной, которая использовала двоичную арифметику. Двоичная арифметика означает использование «Да» и «Нет». сложить числа вместе. Вы также можете запрограммировать это. В 1998 году Z3 оказался завершенным по Тьюрингу. Завершение по Тьюрингу означает, что этому конкретному компьютеру можно сказать все, что математически возможно сказать компьютеру. Это первый в мире современный компьютер.
  • Непрограммируемый компьютер Atanasoff – Berry (1941), в котором использовались вакуумные трубки для хранения ответов «да» и «нет», а также память регенеративного конденсатора.
  • The Harvard Mark I (1944), большой компьютер, который вы могли бы запрограммировать.
  • Научно-исследовательская лаборатория баллистики армии США ENIAC (1946), которая может прибавлять числа, как это делают люди (используя цифры от 0 до 9), и иногда ее называют первым электронным компьютером общего назначения (так как Z3 Конрада Цузе 1941 года использовал электромагниты вместо электроники ).Сначала, однако, единственный способ перепрограммировать ENIAC - это перемонтировать его.

Несколько разработчиков ENIAC увидели его проблемы. Они изобрели способ для компьютера запомнить то, что он сказал, и способ изменить то, что он запомнил. Это известно как «архитектура хранимых программ» или архитектура фон Неймана. Джон фон Нейман рассказал об этом проекте в документе «Первый проект отчета об EDVAC », распространенном в 1945 году. Примерно в это же время начался ряд проектов по разработке компьютеров на основе архитектуры хранимых программ.Первый из них был завершен в Великобритании. Первым, кто продемонстрировал свою работу, была Манчестерская экспериментальная машина малого масштаба (SSEM или «Baby»), в то время как EDSAC, построенный через год после SSEM, был первым действительно полезным компьютером, который использовал дизайн хранимой программы. Вскоре после этого машина, первоначально описанная в статье фон Неймана - EDVAC, была завершена, но не была готова в течение двух лет.

Почти все современные компьютеры используют архитектуру хранимых программ. Это стало основной концепцией, которая определяет современный компьютер.Технологии, используемые для создания компьютеров, изменились с 1940-х годов, но многие современные компьютеры все еще используют архитектуру фон Неймана.

В 1950-х годах компьютеры были построены в основном из вакуумных трубок. Транзисторы заменили вакуумные трубки в 1960-х годах, потому что они были меньше и дешевле. Они также нуждаются в меньшей мощности и не ломаются так сильно, как вакуумные трубки. В 1970-х годах технологии были основаны на интегральных схемах. Микропроцессоры, такие как Intel 4004, сделали компьютеры меньше, дешевле, быстрее и надежнее.К 1980-м годам микроконтроллеры стали небольшими и достаточно дешевыми, чтобы заменить механические элементы управления, такие как стиральные машины. В 1980-х годах также появились домашние компьютеры и персональные компьютеры. С развитием Интернета персональные компьютеры становятся такими же распространенными, как телевизор и телефон в домашнем хозяйстве.

В 2005 году Nokia начала называть некоторые из своих мобильных телефонов (N-серии) «мультимедийными компьютерами», и после запуска Apple iPhone в 2007 году многие теперь начинают добавлять категорию смартфонов в число «настоящих» компьютеров.В 2008 году, если смартфоны были включены в число компьютеров в мире, крупнейшим производителем компьютеров по количеству проданных устройств стал уже не Hewlett-Packard, а Nokia. [9]

Существует много типов компьютеров. Некоторые включают в себя:

  1. ПК
  2. рабочая станция
  3. Базовый блок
  4. сервер
  5. Мини-компьютер
  6. суперкомпьютер
  7. встроенная система
  8. планшетный компьютер

«Настольный компьютер» - это небольшая машина с экраном (который не является частью компьютера).Большинство людей держат их на столе, поэтому их называют «настольными компьютерами». «Портативные компьютеры» - это компьютеры, достаточно маленькие, чтобы поместиться на коленях. Это делает их легко носить с собой. И ноутбуки, и настольные компьютеры называются персональными компьютерами, потому что один человек одновременно использует их для таких вещей, как воспроизведение музыки, серфинг в Интернете или игра в видеоигры.

Существуют большие компьютеры, которые одновременно могут использовать многие люди. Они называются «мейнфреймами», и эти компьютеры делают все, что делает работу, например, интернетом.Вы можете думать о персональном компьютере следующим образом: персональный компьютер похож на вашу кожу: вы можете видеть его, другие могут видеть его, и через вашу кожу вы чувствуете ветер, воду, воздух и остальной мир. Мэйнфрейм больше похож на ваши внутренние органы: вы их никогда не видите, и вы даже не думаете о них, но если они внезапно исчезнут, у вас будут очень большие проблемы.

Встроенный компьютер, также называемый встроенной системой, - это компьютер, который выполняет одно и только одно и обычно делает это очень хорошо.Например, будильник - это встроенный компьютер: он показывает время. В отличие от вашего персонального компьютера, вы не можете использовать свои часы для игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что встроенные компьютеры не могут быть запрограммированы, потому что вы не можете устанавливать больше программ на свои часы. Некоторые мобильные телефоны, банкоматы, микроволновые печи, CD-плееры и автомобили управляются встроенными компьютерами.

ПК «все в одном» [изменить | изменить источник]

Многофункциональные компьютеры - это настольные компьютеры, которые имеют все внутренние механизмы компьютера в том же корпусе, что и монитор.Apple сделала несколько популярных примеров универсальных компьютеров, таких как оригинальный Macintosh середины 1980-х и iMac конца 1990-х и 2000-х годов.

  • Обработка
  • Таблицы
  • PowerPoint Презентации
  • Редактирование фотографий
  • E-mail
  • Редактирование видео / рендеринг / кодирование
  • Аудиозапись
  • Управление системой
  • Разработка программного обеспечения

Компьютеры хранят данные и инструкции в виде чисел, потому что компьютеры могут выполнять операции с числами очень быстро.Эти данные хранятся в виде двоичных символов (1 и 0). Символ 1 или 0, сохраняемый компьютером, называется битом, который происходит от двоичной цифры слова. Компьютеры могут использовать много битов вместе для представления инструкций и данных, которые эти инструкции используют. Список инструкций называется программой и хранится на жестком диске компьютера. Компьютеры работают через программу, используя центральный процессор, и они используют быструю память, называемую ОЗУ, также известную как (оперативное запоминающее устройство), как пространство для хранения инструкций и данных, пока они делают это.Когда компьютер хочет сохранить результаты программы на потом, он использует жесткий диск, потому что вещи, сохраненные на жестком диске, все еще могут быть запомнены после выключения компьютера.

Операционная система сообщает компьютеру, как понять, какие задания он должен выполнять, как выполнять эти задания и как сообщать людям результаты. Миллионы компьютеров могут использовать одну и ту же операционную систему, в то время как каждый компьютер может иметь свои собственные прикладные программы, чтобы делать то, что нужно его пользователю. Использование одних и тех же операционных систем позволяет легко научиться использовать компьютеры для новых вещей.Пользователь, которому нужно использовать компьютер для чего-то другого, может научиться использовать новую прикладную программу. Некоторые операционные системы могут иметь простые командные строки или полностью дружественный графический интерфейс.

Одна из самых важных задач, которую компьютеры выполняют для людей, - это помощь в общении. Общение - это то, как люди делятся информацией. Компьютеры помогли людям продвинуться вперед в науке, медицине, бизнесе и образовании, потому что они позволяют экспертам из любой точки мира работать друг с другом и обмениваться информацией.Они также позволяют другим людям общаться друг с другом, выполнять свою работу практически в любом месте, узнавать практически обо всем или делиться своим мнением друг с другом. Интернет - это то, что позволяет людям общаться между своими компьютерами.

Компьютер теперь почти всегда является электронным устройством. Обычно он содержит материалы, которые при утилизации становятся электронными отходами. Когда в некоторых местах покупается новый компьютер, законы требуют, чтобы стоимость его обращения с отходами также была оплачена.Это называется управлением продуктом.

Компьютеры могут быстро устареть, в зависимости от того, какие программы запускает пользователь. Очень часто они выбрасываются в течение двух или трех лет, потому что некоторым новым программам требуется более мощный компьютер. Это усугубляет проблему, поэтому компьютерная переработка часто происходит. Многие проекты пытаются отправить работающие компьютеры в развивающиеся страны, чтобы их можно было повторно использовать, и они не будут тратиться так быстро, поскольку большинству людей не нужно запускать новые программы. Некоторые части компьютера, такие как жесткие диски, могут легко сломаться.Когда эти части попадают на свалку, они могут помещать в грунтовые воды ядовитые химические вещества, такие как свинец. Жесткие диски также могут содержать секретную информацию, такую ​​как номера кредитных карт. Если жесткий диск не был удален перед тем, как его выбросить, похититель может получить информацию с жесткого диска, даже если диск не работает, и использовать ее для кражи денег с банковского счета предыдущего владельца.

Компьютеры бывают разных форм, но большинство из них имеют общий дизайн.

  • Все компьютеры имеют процессор.
  • Все компьютеры имеют какую-то шину данных, которая позволяет им получать входные данные или выводить данные в окружающую среду.
  • Все компьютеры имеют некоторую форму памяти. Обычно это чипы (интегральные схемы), которые могут содержать информацию.
  • Многие компьютеры имеют какие-то датчики, которые позволяют им получать информацию из своей среды.
  • Многие компьютеры имеют какое-то устройство отображения, которое позволяет им отображать вывод. К ним также могут быть подключены другие периферийные устройства.

Компьютер состоит из нескольких основных частей.При сравнении компьютера с человеческим телом процессор похож на мозг. Это делает большую часть мышления и говорит остальной части компьютера, как работать. Процессор находится на материнской плате, которая похожа на скелет. Это обеспечивает основу для того, куда идут другие части, и несет нервы, которые соединяют их друг с другом и с процессором. Материнская плата подключена к источнику питания, который обеспечивает электричество для всего компьютера. Различные дисководы (дисковод компакт-дисков, дисковод гибких дисков и на многих новых компьютерах, флеш-накопитель USB) действуют как глаза, уши и пальцы и позволяют компьютеру считывать различные типы хранилищ так же, как человек может читать по-разному. виды книг.Жесткий диск похож на память человека и отслеживает все данные, хранящиеся на компьютере. У большинства компьютеров есть звуковая карта или другой метод создания звука, который похож на голосовые связки или голосовой ящик. К звуковой карте подключены динамики, которые похожи на рот, и где звук выходит. Компьютеры могут также иметь графическую карту, которая помогает компьютеру создавать визуальные эффекты, такие как трехмерные среды или более реалистичные цвета, а более мощные графические карты могут создавать более реалистичные или более продвинутые изображения, точно так же как хорошо обученный художник может ,

Название компании Продажи
(млрд. Долларов США)
United States Apple 220 000
South Korea Samsung 212 680
Republic of China Foxconn 132,070
United States HP (Hewlett-Packard) 112 300
United States IBM 99,750
Japan Hitachi 87,510
United States Microsoft 86 830
United States Amazon 74 450
Japan Sony 72,340
Japan Panasonic 70 830
United States Google 59 820
United States Dell 56,940
Japan Toshiba 56,200
South Korea LG 54 750
United States Intel 52,700
  1. "Александрийская цапля".Получено 2008-01-15.
  2. ↑ Говард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , с. 184, Техасский университет печати, ISBN 0-292-78149-0
  3. ↑ Дональд Рутледж Хилл, «Машиностроение на средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991, с. 64-9 (сравните Дональда Рутледжа Хилла, Машиностроение)
  4. 4.0 4.1 Древние открытия, Эпизод 11: Древние роботы , Исторический канал, найдено 2008-09-06
  5. ↑ Fuegi & Francis 2003, pp.16-26.
  6. Филлипс, Ана Лена (2011). «Краудсорсинг гендерного равенства: день Ады Лавлейс и его сопутствующего веб-сайта направлен на повышение авторитета женщин в науке и технике». американский ученый . 99 (6): 463.
  7. «Ада Лавлейс почитается Google doodle», The Guardian , 2012 10 декабря, получено 10 декабря 2012 .
  8. ↑ Не путайте аналитический движок с разностным движком Бэббиджа, который был непрограммируемым механическим калькулятором.
  9. Миллер, Мэтью. «Nokia была крупнейшим в мире производителем компьютеров в 2008 году». ZDNet . Получено 2020-07-18.
  • a Kempf, Kar (1961). " Историческая монография: Электронные компьютеры в артиллерийском корпусе ". Абердинский испытательный полигон (армия США).
  • a Phillips, Tony (2000). «Антикитера Механизм I». Американское математическое общество. Получено 2006-04-05.
  • a Шеннон, Клод Элвуд (1940). « Символьный анализ релейных и коммутационных цепей ». Массачусетский Технологический Институт.
  • a Digital Equipment Corporation (1972). PDP-11/40 Руководство по процессору (PDF). Мейнард, Массачусетс: Корпорация цифрового оборудования.
  • a Verma, G .; Мильке Н. (1988). « Надежность исполнения флэш-памяти на базе ETOX ».IEEE Международный симпозиум по физике надежности.
  • a Meuer, Hans (2006-11-13). «Архитектура делится со временем». Штромайер, Эрих; Саймон, Хорст; Донгарра, Джек. TOP500. Получено 2006-11-27.
  • Stokes, Jon (2007). Внутри машины: иллюстрированное введение в микропроцессоры и компьютерную архитектуру . Сан-Франциско: без крахмального пресса. ISBN 978-1-59327-104-6 .
,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о