Обозначения электрической цепи: Условные обозначения в электрических схемах: как читать схемы

Содержание

Электрические цепи и их элементы | Справочник

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении. В электрической цепи постоянного тока могут действовать как постоянные токи, так и токи, направление которых остается постоянным, а значение изменяется произвольно во времени или по какому-либо закону.

Электрическая цепь состоит из отдельных устройств или элементов, которые по их назначению можно разделить на 3 группы. Первую группу составляют элементы, предназначенные для выработки электроэнергии (источники питания). Вторая группа — элементы, преобразующие электроэнергию в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и т. д.). Эти элементы называются приемниками электрической энергии (электроприемниками). В третью группу входят элементы, предназначенные для передачи электроэнергии от источника питания к электроприемнику (провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения, и др.).

Источники питания цепи постоянного тока — это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. Все источники питания имеют внутреннее сопротивление, значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи.

Электроприемниками постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы и др. Все электроприемники характеризуются электрическими параметрами, среди которых можно назвать самые основные — напряжение и мощность. Для нормальной работы электроприемника на его зажимах (клеммах) необходимо поддерживать номинальное напряжение. Для приемников постоянного тока оно составляет 27, 110, 220, 440 В, а также 6, 12, 24, 36 В.

Графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения ее элементов и показывающее соединения этих элементов, называется схемой электрической цепи. В таблице показаны условные обозначения, применяемые при изображении электрических схем.

Условные обозначения в электросхемах

Участок электроцепи, вдоль которого протекает один и тот же ток, называется ветвью. Место соединения ветвей электроцепи называется узлом. На электросхемах узел обозначается точкой. Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром электрической цепи. Простейшая электрическая цепь имеет одноконтурную схему, сложные электрические цепи — несколько контуров.

Элементами электрической цепи являются различные электротехнические устройства, которые могут работать в различных режимах. Режимы работы как отдельных элементов, так и всей электрической цепи характеризуются значениями тока и напряжения. Поскольку ток и напряжение в общем случае могут принимать любые значения, то режимов может быть бесчисленное множество.

Режим холостого хода — это режим, при котором тока в цепи нет. Такая ситуация может возникнуть при разрыве цепи. Номинальный режим бывает, когда источник питания или любой другой элемент цепи работает при значениях тока, напряжения и мощности, указанных в паспорте данного электротехнического устройства. Эти значения соответствуют самым оптимальным условиям работы устройства с точки зрения экономичности, надежности, долговечности и пр.

Режим короткого замыкания — это режим, когда сопротивление приемника равно нулю, что соответствует соединению положительного и отрицательного зажимов источника питания с нулевым сопротивлением. Ток короткого замыкания может достигать больших значений, во много раз превышая номинальный ток. Поэтому режим короткого замыкания для большинства электроустановок является аварийным.

Согласованный режим источника питания и внешней цепи возникает в том случае, когда сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению. В этом случае ток в цепи в 2 раза меньше тока короткого замыкания.

Самыми распространенными и простыми типами соединений в электрической цепи являются последовательное и параллельное соединение. 

Электрические схемы: виды и обозначения

Электрические схемы: виды и обозначения

Работа электромонтажника напрямую связана с чтением электромонтажных схем. Даже опытные мастера могут испытывать проблемы при их «расшифровке». Что уж говорить о начинающих работниках и простых людях, которым нужно решить проблему с электрическим оборудованием. Для начала, нужно разобраться с основными понятиями и запомнить, как обозначают разные виды схем.

На электромонтажных схемах (и электротехнических проектах) обозначают все элементы устройств, подключенных к сети. Важно понять принцип, по которому они работают. На чертеже указывают, из каких элементов состоит устройство. Руководствуясь электромонтажной схемой, можно вычислить, что именно неисправно в электрической цепи и оперативно устранить неполадку.

Предлагаем узнать, какие виды и типы схем выделяют, а также научиться их различать.

Общая классификация

Электрическая схема – это текст, выраженный с помощью условных обозначений. Для его чтения нужно знать определенные правила и способы их расшифровки. На схеме можно увидеть буквы, геометрические фигуры, линии и точки и другие формы обозначения.
Выделяют десять видов схем:

  • Электрическая (обозначают буквой «Э»)
  • Гидравлическая («Г»)
  • Пневматическая («П»)
  • Газовые («Х»)
  • Кинематическая («К»)
  • Вакуумная («В»)
  • Оптическая («Л»)
  • Энергетическая («Р»)
  • Деления («Е»)
  • Комбинированная («С»)

Важно учитывать, что один и тот же электроприбор может иметь несколько видов схем. С их помощью можно понять принцип подключения и его функционирования.

Схемы для электротехнических агрегатов делят на такие типы:

  • Принципиальные (их также называют полными) – используют цифру 3;
  • Структурные – 1;
  • Функциональные – 2;
  • Общие – 6;
  • Монтажные (другое название – схемы соединений) – 4;
  • Подключения – 5;
  • Расположения – 7;
  • Объединенные – 0.

Обычно на схемах есть обозначения из обеих классификаций. Буквы и цифры комбинируют. Например, гидравлическая структурная маркировка будет обозначена значением Г1, а электрическая монтажная – Э4.

Графические обозначения разных элементов зависят от отраслевых документов по стандартизации и ГОСТов. Размеры, шрифты, способы маркировки также определяются этими документами.

Предназначение разных типов электросхем

Схемы выполняют с помощью чертежей и графиков. Допускается их печать и черчение вручную.  Все принципы построения схем отображены в нормативной документации. Действуют стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Также стоит ознакомиться с документами ГОСТ 2.702-2011 и ГОСТ 2.708-81.

В этих документах прописаны требования к графическим изображениям, нормам оформления, расположения компонентов. Четко обозначены требования к нанесению обозначений.

Принципиальная

Ее используют для пояснения принципа работы механизма. Это – обязательная, вводная схема для характеристики распределительных агрегатов в силовых цепях какой-либо аппаратуры. На схеме необходимо указать действующие радиодетали, связь между ними, наличие силовых контактов и узлов, электронных компонентов, выполняющих соединительную функцию. Этот тип схемы бывает однолинейным и полным.

Однолинейные схемы используют для обозначения силовой части устройства. Их также называют первичными цепями. Как линейные, так и трехфазные цепи с одинаковым расположением и подключением отображают этой схемой. На схему наносят одну фазу и добавляют отступления там, где есть различия в оборудовании.

Полные схемы применяют для обозначения слаботочных (вторичных) цепей. Обычно это – питание защиты, устройства для измерения, электронная техника. Их задача – отобразить полную схему аппаратуры. Подробное описание обычно более развернутое, содержит контрольные точки и может учитывать состояние некоторых контактов и частей оборудования.

Структурная

Этот тип схемы важно составить в начале разработки устройства. На нем отображают главные функциональные части аппарата и связь между ними. Важно, чтобы принцип работы оборудования был понятен при просмотре схемы. Схема должна отображать состав устройства и выстроенную цепочку процессов его деталей.

Функциональные части (блоки) изображаются в виде прямоугольников. Подробности об их типе указывают внутри фигуры. Направление протекания процесса указывают с помощью стрелок взаимосвязей. Прямоугольники должны быть расположены цепочкой в зависимости от порядка процесса слева направо. Если необходимо обозначить несколько рабочих каналов, это делают в виде горизонтальных строк, расположенных синхронно.

Понять структурный чертеж будет несложно и аматорам. В них используют наиболее распространенные обозначения. 

Функциональная

Ее роль заключается в разъяснении принципа работы устройства. На схеме отображают процессы, происходящие в функциональных цепях аппарата. Чем сложнее устройство, тем больше схем необходимо, чтобы отобразить все процессы, происходящие в нем. Степень детализации и количество информации пропорционально зависит от его сложности и особенностей.

Функциональная схема передает информацию о связях между элементами изделия. Их отображают в зависимости от последовательности процессов. При этом не обязательно схематически отображать то, как детали расположены в действительности. По сути, функциональная схема – это более подробная вариация структурной.

Общая

Этот вид схемы показывает место расположения узла в электроустановке на местности. Он является частью конструкторской документации (вместе со схемами соединений и подключений). Разрабатывают схему, как правило, еще на этапе проектирования.

Монтажная (соединений)

По ней производят электромонтажные работы. Разрабатывается для определения мест подключения электроники. Монтаж электрических устройств происходит в соответствии с предписаниями схемы. Умение читать схему пригодится не только электрикам. Учитывать ее нужно и во время ремонта, планируя размещение электрооборудования и системы освещения.

Монтажная схема во многом связана с принципиальной и дополняет ее. На ней указывают элементы, задействованные в работе. Глядя на монтажную схему, можно определить, где находятся детали, жгуты и провода. Указываются точки создания соединений. Во время электромонтажа это – основной документ.

Подключений

Отображает внешние подключения электроприбора. С ее помощью указывают порядок соединения блоков и частей в единое устройство. В качестве дополнения к схеме используют развернутые таблицы соединений. С их помощью показывают порядок расположения входов и выходов агрегата, провода, кабели и прочее.

Расположения

Это немалая часть проектной документации, определяющая расположение блоков, частей, узлов и элементов прибора относительно друг друга. Проводники обозначаются с помощью сплошных линий.

Составные части помогают понять графические обозначения. Допускается использование штрихпунктирных линий внешних очертаний. Составляя эту схему, важно учитывать практичность, удобство в использовании, правила масштабирования.

Объединенная

Такую схему составляют с помощью других, более подробных схем. С ней электромонтажникам проще работать, так как она включает всю самую важную информацию об объекте. Тем не менее, для правильного составления этой схемы нужно иметь немалый опыт.

Тема урока: Электрическая цепь и её элементы. Условные обозначения элементов электрической цепи.

Г. Медвежьегорск 2016 г.

МКОУ «Медвежьегорская средняя общеобразовательная школа 2 Исследовательский проект «Электрификация кукольного домика» Выполнила: ученица 3 «Б» класса Локкина Марина Руководитель: учитель начальных классов

Подробнее

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Дополнительная образовательная программа «Элементы электротехники», технической направленности, ознакомительный уровень, предназначена для обучения учащихся 7-11 лет. Столь раннее

Подробнее

Проецирование. Виды проецирования.

Понятие о проецировании. Виды проецирования. Проецирование на одну (фронтальную) плоскость проекций. Цели: дать уч-ся понятие о проекции, методе проекций, о видах проецирования; познакомить с элементами

Подробнее

Законы Ома для замкнутой цепи.

ГБОУ НПО Профессиональный лицей 6, г. Оха, Сахалинская обл. Законы Ома для замкнутой цепи. Урок получения и применения знания, I курс. О.Г. РОДИОНОВА Ключевые слова: Урок объяснения нового материала с

Подробнее

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. ФИЗИКА.

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. ФИЗИКА. Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца

Подробнее

Урок физики в 8 классе

Урок физики в 8 классе 1. ФИО (полностью) Вольнова Светлана Юрьевна 2. Место работы МБОУ СОШ 3 3. Должность Учитель физики 4. Предмет Физика 5. Класс 8 6. Тема урока Электрический ток. Источники электрического

Подробнее

ФИЗИКА Базовый уровень

ФИЗИКА Базовый уровень Тетрадь для лабораторных работ учени группы 8. Хабаровск — 2019 Критерии оценивания: Отметка «5» ставится в том случае, если обучающийся: — выполняет работу в полном объеме с соблюдением

Подробнее

Последовательные и параллельные цепи

Представлено TryEngineering — Щелкните здесь, чтобы оставить отзывы и предложения по этому занятию. Цель занятия Демонстрация и обсуждение простых цепей и разницы между устройством и функциями параллельных

Подробнее

Методическая разработка урока

МОУ «Малыгинская средняя общеобразовательная школа» Методическая разработка урока предмет: «Технология» класс: 5 тема: «Бытовые электрические светильники» Учитель: Сафонов А.В. Тема: Бытовые электрические

Подробнее

Открытый урок. «Приемы электромонтажа»

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия 15 Открытый урок «Приемы электромонтажа» (5 класс) Учитель технического труда Голубев А.В. городской округ Орехово-Зуево 2012 год Цели: научить способам

Подробнее

Закон Ома для участка цепи.

Пояснительная записка ФИО автора Кашкаров Антон Васильевич работы Место работы МБОУ «лицей «Эврика» Должность Учитель физики Класс 8 Предмет, Физика, 2 часа количество часов в неделю Тема и номер урока

Подробнее

Класс 11 Урок открытия нового знания

Предмет Физика Класс 11 Тип Урок открытия нового знания Технология построения урока: проблемно диалогическая Тема урока Цель для учителя: Цел для обучающихся Действие магнитного поля на проводник с током.

Подробнее

Матвеева Е.А. «Электрический ток»

Матвеева Е.А. «Электрический ток» 1 Карта темы «Постоянный электрический ток» заокн Ома для участка цепи I=U/R Заокн Джоуля-Ленца Q=I 2 Rt Какие основные законы? Что это? Упорядоченное движение частиц

Подробнее

ПЛАН ОТКРЫТОГО УРОКА

Департамент общего и профессионального образования Брянской области ГБОУНПО «Профессиональное училище 6» ПЛАН ОТКРЫТОГО УРОКА По предмету: «Устройство и оборудование пассажирских вагонов и спецвагонов»

Подробнее

Конспект урока по математике.

Конспект урока по математике. Учитель: Виссарионова И.Е. Класс: 2 «А» Дата: 24.12.2018 г Предмет: математика УМК «Школа России» Тема: «Что узнали. Чему научились.» Раздел: «Устные вычисления» Урок 54 Тип:

Подробнее

«Зависимость силы тока от напряжения»

ТЕМА УРОКА «Зависимость силы тока от напряжения» Цели урока: Познакомить учащихся с вольтамперной характеристикой проводника, законом Ома для участка цепи; Научить учащихся строить графики зависимости

Подробнее

Урок по теме: «Конструирование из мозаики»

Урок по теме: «Конструирование из мозаики» Статья отнесена к разделу: Преподавание информатики Загайнова Светлана Юрьевна, учитель информатики Тип урока: изучение нового материала Вид: урок-практикум Цели

Подробнее

ПРА Пускатель автоматики рудничный

Пускатель автоматики рудничный Пускатель автоматики рудничный предназначен для управления и защиты приводов толкателей ПВМ, приводов задвижек ПЗ, приводов дверей стволовых ПДС-1 и приводов моторных стрелочных

Подробнее

Пояснительная записка

Пояснительная записка Данный урок является уроком открытия нового знания по теме «Координатная плоскость», расширяющий кругозор учащихся. Урок может быть проведён учителем, работающим по любой программе.

Подробнее

Логические модели переключательных схем

Логические модели переключательных схем Обработка б информации Физический принцип обработки информации подлежащая преобразованию информация кодируется последовательностью импульсов, обработка которых происходит

Подробнее

Учитель физики Шпаковская О.Ю.

Учитель физики Шпаковская О.Ю. 9 класс Урок по теме «Электромагнитная индукция» Цель: изучить понятие электромагнитной индукции. Учащиеся должны знать: понятие электромагнитной индукции; понятие индукционный

Подробнее

Элементы электрической цепи

Каждая электрическая цепь включает в себя различные устройства и объекты, создающие пути для прохождения электрического тока. Для описания электромагнитных процессов, происходящих в каждом из них, применяются такие понятия, как электродвижущая сила, ток и напряжение.

Условно все элементы электрической цепи разделяются на три составные части:

  • Первая представлена источниками питания, вырабатывающими электроэнергию.
  • Вторая – элементами, преобразующими электричество в другие виды энергии. Они больше известны, как приемники.
  • Третья часть состоит из передающих устройств – проводов и других установок, обеспечивающих уровень и качество напряжения.

Схемы электрических цепей

Элементы электрических цепей могут соединяться в схемах различными способами. Для каждого из них существуют определенные закономерности, установленные и сформулированные учеными Омом и Кирхгофом. Соединение потребителей в электрических цепях может быть последовательным, параллельным и комбинированным.

Последовательное соединение. В этом случае с увеличением количества потребителей, происходит рост общего сопротивления цепи. Отсюда следует, что значение общего сопротивления будет состоять из суммы сопротивлений каждой подключенной нагрузки. Поскольку на всех участках цепи проходит одинаковый ток, в связи с этим на каждый элемент распределяется только часть общего напряжения. Если какой-либо прибор или устройство перестает работать, наступает разрыв цепи. То есть, при выходе из строя хотя бы одной лампочки, остальные тоже не будут работать, как это случается, например, в елочных гирляндах. Однако в последовательную цепь можно включить большое количество элементов, каждый из которых рассчитан на значительно меньшее сетевое напряжение.

Параллельное соединение. В этом случае к двум точкам электрической цепи подключается сразу несколько потребителей. Напряжение на каждом участке будет равно напряжению, приложенному к каждой узловой точке.

На представленной схеме хорошо просматривается возможность протекания тока различными путями. Ток, притекающий к месту разветвления, далее проходит к двум нагрузкам, имеющим определенное сопротивление. В результате, он оказывается равным сумме токов, расходящихся от данной точки. Происходит снижение общего сопротивления цепи с увеличением ее общей проводимости, состоящей из проводимостей обеих ветвей. Соединение обеспечивает независимую работу потребителей. То есть, при выходе из строя одного из них, остальные будут нормально работать, поскольку цепь остается не разорванной.

Комбинированное соединение. На практике большинство приборов могут включаться в цепь сразу обоими способами – последовательно и параллельно. Поэтому такие соединения получили название комбинированных. Например, выключатели и вся автоматическая защитная аппаратура соединяется последовательно, обеспечивая тем самым разрыв цепи. Розетки или лампочки, наоборот, всегда включаются параллельно, чтобы исключить их взаимодействие между собой.

Применение такого подключения вызвано еще и различным энергопотреблением бытовых электроприборов. При постоянном напряжении их сопротивления также будут различаться между собой. Таким образом, за счет комбинированного подключения удается равномерно распределить нагрузку на линиях и не допустить перегрузок на отдельных участках цепи.

Активные и пассивные элементы электрической цепи

Элементы, входящие в состав электрических цепей, могут быть активными и пассивными. Основным признаком активных составляющих, считается их способность отдавать электроэнергию. Типичными представителями являются генераторы и другие источники электроэнергии, усилители электрических сигналов и другие. Пассивными элементами считаются различные виды потребителей и накопителей электрической энергии. К ним относятся конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и другие двухполюсные устройства. Существует многополюсная аппаратура, функционирующая на базе двухполюсных элементов.

Все активные элементы электрической цепи могут быть независимыми и зависимыми. В первую категорию входят источники напряжения и тока. В свою очередь, источник напряжения считается идеализированным элементом цепи, у которого напряжение на зажимах не зависит от протекающего через него электрического тока, а внутреннее сопротивление имеет нулевое значение. Источник тока также является безупречным элементом, у которого ток не зависит от напряжения на зажимах, а значение внутреннего сопротивления стремится к бесконечности.

Зависимые источники напряжения и тока именуются таковыми, когда эти величины зависят от параметров напряжения и тока на другом участке цепи. Типичными представителями являются электролампы, транзисторы, усилители, функционирующие в линейном режиме. Основные пассивные элементы электрической цепи представлены резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами, с помощью которых регулируются параметры тока и напряжения на отдельных участках.

Резистивное сопротивление относится к идеализированным элементам цепи. Его основным свойством является необратимое рассеивание энергии. Зависимость напряжения и тока резистивного сопротивления выражается формулами: u = iR, i = Gu, в которых R является сопротивлением, измеряемым в Омах, а G – проводимостью, измеряемой в сименсах. Соотношение этих величин между собой выражено формулой R = 1/G.

Идеализированные индуктивные элементы цепи способны накапливать энергию магнитного поля. Основным параметром считается линейная индуктивность, находящаяся в линейной зависимости между магнитным потоком и током, графически представляющая собой вебер-амперную черту. Индуктивность является также и коэффициентом пропорциональности, измеряемом в Генри.

Ёмкостные элементы – конденсаторы обладают свойством накапливать энергию электрического поля. Показатель линейной емкости представляет собой линейную зависимость между зарядом и напряжением, выраженной формулой q = Cu.

Условные обозначения элементов электрической цепи

Для удобства анализа и расчетов электрических цепей, все их составляющие отображаются в виде специальных схем. Данные схемы состоят из условных обозначений используемых элементов и способов их соединения. Условные обозначения в странах СНГ могут отличаться от символики, принятой в других государствах, соответственно, будут различаться и сами схемы, поскольку использовались различные системы графических маркировок.

Все элементы на схемах условно разделяются на три группы:

  1. К первой относятся источники питания, преобразующие другие виды энергии в электрическую. В этом случае они считаются первичными. Ко вторичным источникам относятся, например, выпрямительные устройства, у которых электроэнергия имеется на входе и на выходе.
  2. Вторая группа представлена потребителями энергии, преобразующими электрический ток в тепло, освещение, движение и т.д.
  3. В третью группу входят управляющие элементы, без которых невозможна работа любой цепи. Сюда входят соединительные провода, коммутационная аппаратура, измерительные приборы и другие устройства аналогичного назначения.

Все эти составляющие охвачены единым электромагнитным процессом, поэтому они включаются в общую схему с использованием специальных условных знаков. Следует учитывать, что вспомогательные элементы могут не указываться на схемах. Не указываются и соединительные провода, если их сопротивление значительно ниже, чем у составных элементов. Источники питания обозначаются в виде электродвижущей силы. При необходимости проставляются пояснительные надписи.

Трехфазные электрические цепи

Любая трехфазная система состоит из трех отдельных электрических цепей, в каждой из которых действует синусоидальная электродвижущая сила с одинаковой частотой, создаваемая одним и тем же источником энергии. Необходимая энергия обычно создается трехфазным генератором. Между цепями образуется сдвиг на 120 градусов.

Основным преимуществом трехфазной цепи считается ее уравновешенность. Она заключается в суммарной мгновенной мощности, принимающей постоянную величину на все время действия ЭДС. В самом трехфазном генераторе существует три самостоятельные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов, так же как и начальные фазы электродвижущей силы.

Если для соединения каждой фазы использовать отдельный провод, то в конечном итоге это привело бы к созданию несвязной системы из шести проводников. Прежде всего, это невыгодно с точки зрения экономии, поскольку получается значительный перерасход материалов. Поэтому были разработаны наиболее оптимальные связанные системы соединения трехфазных электрических цепей.

Одним из таких способов является соединение звездой, когда все три фазы обмоток соединяются в общей нулевой точке. Таким образом, получается трех- или четырехпроводная система. В последнем варианте предполагается использование нулевого провода. Он может не применяться при наличии симметричной системы, с одинаковыми токами фаз. Однако в случае несимметричной нагрузки с разницей фазных токов, в нулевом проводе создается ток, равный сумме векторов этих фазных токов. При выходе из строя одной из фаз, нулевой провод может заменить ее и предотвратить аварийную ситуацию в трехфазной цепи. Однако в этом качестве его можно использовать лишь кратковременно, поскольку данный провод рассчитан на более низкие нагрузки, по сравнению с фазами.

Другой способ – соединение треугольником, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой, образуя, таким образом, замкнутый контур. Каждая фаза находится под линейным напряжением, равным фазному напряжению. Однако фазный ток будет отличаться от линейного в меньшую сторону в 1,72 раза.

Как читать электрические схемы

Каждому устройству, элементу или детали соответствует условное обозначение, применяющееся в графических изображениях электрических цепей, называемых электрическими схемами. Кроме основных обозначений, в них отображаются линии электропередачи, соединяющие все эти элементы. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Места их соединений представляют собой узлы, обозначаемые на электрических схемах в виде точек. Существуют замкнутые пути движения тока, охватывающие сразу несколько ветвей и называемые контурами электрических цепей. Самая простая схема электрической цепи является одноконтурной, а сложные цепи состоят из нескольких контуров.

Большинство цепей состоят из различных электротехнических устройств, отличающихся различными режимами работы, в зависимости от значения тока и напряжения. В режиме холостого хода ток в цепи вообще отсутствует. Иногда такие ситуации возникают при разрыве соединений. В номинальном режиме все элементы работают с тем током, напряжением и мощностью, которые указаны в паспорте устройства.

Все составные части и условные обозначения элементов электрической цепи отображаются графически. На рисунках видно, что каждому элементу или прибору соответствует свой условный значок. Например, электрические машины могут изображаться упрощенным или развернутым способом. В зависимости от этого строятся и условные графические схемы. Для показа выводов обмоток используются однолинейные и многолинейные изображения. Количество линий зависит от количества выводов, которые будут разными у различных типов машин. В некоторых случаях для удобства чтения схем могут использоваться смешанные изображения, когда обмотка статора показывается в развернутом виде, а обмотка ротора в упрощенном. Таким же образом выполняются и другие условные обозначения электрических схем.

Изображения трансформаторов также осуществляются упрощенным и развернутым, однолинейным и многолинейным способами. От этого зависит способ отображения самих устройств, их выводов, соединений обмоток и других составных элементов. Например, в трансформаторах тока для изображения первичной обмотки применяется утолщенная линия, выделенная точками. Для вторичной обмотки может использоваться окружность при упрощенном способе или две полуокружности при развернутом способе изображения.

Графические изображения других элементов:

  • Контакты. Применяются в коммутационных устройствах и контактных соединениях, преимущественно в выключателях, контакторах и реле. Они разделяются на замыкающие, размыкающие и переключающие, каждому из которых соответствует свой графический рисунок. В случае необходимости допускается изображение контактов в зеркально-перевернутом виде. Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой.
  • Выключатели. Могут быть однополюсными и многополюсными. Основание подвижного контакта отмечается точкой. У автоматических выключателей на изображении указывается тип расцепителя. Выключатели различаются по типу воздействия, они могут быть кнопочными или путевыми, с размыкающими и замыкающими контактами.
  • Плавкие предохранители, резисторы, конденсаторы. Каждому из них соответствуют определенные значки. Плавкие предохранители изображаются в виде прямоугольника с отводами. У постоянных резисторов значок может быть с отводами или без отводов. Подвижный контакт переменного резистора обозначается в виде стрелки. На рисунках конденсаторов отображается постоянная и переменная емкость. Существуют отдельные изображения для полярных и неполярных электролитических конденсаторов.
  • Полупроводниковые приборы. Простейшими из них являются диоды с р-п-переходом и односторонней проводимостью. Поэтому они изображаются в виде треугольника и пересекающей его линии электрической связи. Треугольник является анодом, а черточка катодом. Для других видов полупроводников существуют собственные обозначения, определяемые стандартом. Знание этих графических рисунков существенно облегчает чтение электрических схем для чайников.
  • Источники света. Имеются практически на всех электрических схемах. В зависимости от назначения, они отображаются как осветительные и сигнальные лампы с помощью соответствующих значков. При изображении сигнальных ламп возможна заштриховка определенного сектора, соответствующего невысокой мощности и небольшому световому потоку. В системах сигнализации вместе с лампочками применяются акустические устройства электросирены, электрозвонки, электрогудки и другие аналогичные приборы.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема представляет собой графическое изображение всех элементов, частей и компонентов, между которыми выполнено электронное соединение с помощью токоведущих проводников. Она является основой разработок любых электронных устройств и электрических цепей. Поэтому каждый начинающий электрик должен в первую очередь овладеть способностями чтения разнообразных принципиальных схем.

Именно правильное чтение электрических схем для новичков, позволяет хорошо усвоить, каким образом необходимо выполнять соединение всех деталей, чтобы получился ожидаемый конечный результат. То есть устройство или цепь должны в полном объеме выполнять назначенные им функции. Для правильного чтения принципиальной схемы необходимо, прежде всего, ознакомиться с условными обозначениями всех ее составных частей. Каждая деталь отмечена собственным условно-графическим обозначением УГО. Обычно такие условные знаки отображают общую конструкцию, характерные особенности и назначение того или иного элемента. Наиболее ярким примером служат конденсаторы, резисторы, динамики и другие простейшие детали.

Гораздо сложнее работать с полупроводниковыми электронными компонентами, представленными транзисторами, симисторами, микросхемами и т.д. Сложная конструкция таких элементов предполагает и более сложное отображение их на электрических схемах.

Например, в каждом биполярном транзисторе имеется минимум три вывода база, коллектор и эмиттер. Поэтому для их условного изображения требуются особые графические условные знаки. Это помогает различить между собой детали с индивидуальными базовыми свойствами и характеристиками. Каждое условное обозначение несет в себе определенную зашифрованную информацию. Например, у биполярных транзисторов может быть совершенно разная структура п-р-п или р-п-р, поэтому изображения на схемах также будут заметно отличаться. Рекомендуется перед тем как читать принципиальные электрические схемы, внимательно ознакомиться со всеми элементами.

Условные изображения очень часто дополняются уточняющей информацией. При внимательном рассмотрении, можно увидеть возле каждого значка латинские буквенные символы. Таким образом обозначается та или иная деталь. Это важно знать, особенно, когда мы только учимся читать электрические схемы. Возле буквенных обозначений расположены еще и цифры. Они указывают на соответствующую нумерацию или технические характеристики элементов.

Составить расчетную схему электрической цепи. Электрические цепи для чайников: определения, элементы, обозначения

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм .

Электрические цепи

– это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

– это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.


Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

  • Силовые электрические цепи;
  • Электрические цепи управления;
  • Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.


Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Законы Кирхгофа.

∑I=0

∑E=∑IR

Порядок расчета

  1. Произвольно выбираем направление тока в ветвях.
  2. Произвольно выбираем направление обхода контуров.
  3. Зная полярность источников, проставляем направление ЭДС.
  4. Составляем уравнения по первому закону Кирхгофа. Их должно быть но одно меньше, чем узлов.
  5. Составляем уравнения по второму закону Кирхгофа из расчета, что общее число уравнений должно быть равно числу неизвестных токов.
  6. Решаем систему уравнений и определяем неизвестные токи. Если в результате решения какой-либо ток окажется со знаком «-», то направление его противоположно выбранному.

Приведем пример.

Дано:

  1. 1 =r 2 =0;
  2. 1 =0,3 Ом;
  3. 2 =1 Ом;
  4. 3 =24 Ом;

Е 1 =246 В;

Е 2 =230В

Найти:

I 1 ,I 2 ,I 3 .

Решение:

Итак, на схеме рисуем направления токов (1), согласно этим направлениям рисуем направления обхода контуров (2), согласно полярности источников питания ставим направления ЭДС (3).

Согласно первому закону Кирхгофа:

I 1 -I 2 -I 3 =0 → -I 2 =I 3 -I 1

Теперь составляем уравнения по второму закону Кирхгофа:

E 1 =I 1 R 1 +I 3 R 3

Е 2 =-I 2 R 2 +I 3 R 3

Получили систему из трех уравнений. Решаем.

E 2 =(I 3 -I 1)R 2 +I 3 R 3

230=I 3 (1+R 3)-I 1 =25I 3 -I 1 → I 1 = 25I 3 -230

E 1 =I 1 R 1 +I 3 R 3 =(25I 3 -230)R 1 +I 3 R 3

246=0,3(25I 3 -230)+24I 3

246=7,5I 3 -69+24I 3

31,5I 3 =315

I 3 =10A

I 1 =25∙10-230=20A

I 2 =I 1 -I 3 =20-10=10A

2. Метод контурных токов

Этот метод основан на законе Кирхгофа

  1. Произвольно выбираем направления контурных токов (рис.2)
  2. Составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.

E 1 -E 2 =I 1 (R 1 +R 2)-I 2 R 2

E 2 =I 2 (R 2 +R 3)-I 1 R 2

246-230=I 1 (0,3+1)-I 2 → 16=1,3I 1 -I 2 → I 2 =1,3I 1 -16

230=25(1,3I 1 -16)-I 1

31,5I 1 =630

I 1 =20A

I 2 =1,3∙20-16=10A

3. Определяем истинные токи.

I 1 =I 1 =20A

I 2 =I 1 -I 2 =10A

I 3 =I 2 =10A

3. Метод двух узлов

Этот метод применим для схем, имеющих два узла

  1. Выбираем произвольно направления токов в ветвях в одну и ту-же сторону (см. рис.3 — стрелки со штрихами).
  2. Определяем проводимости ветвей:

Q 1 =1/R 1 =1/0,3=3,33 Сим.

Q 2 =1/R 2 =1 Сим.

Q 3 =1/R 3 =1/24=0,0416 Сим.

  1. Определяем напряжение между двумя узлами по формуле:

U=∑E q /∑ ar q=(E 1 +E 2 q 2)/(q 1 +q 2 +q 3)=(246∙3,31+230)/4,3716=240 В

  1. Определяем токи в ветвях

I=(E-U)q

I 1 =(E 1 -U)q 1 =(246-240)3,33=20A

I 2 =(E 2 -U)q 2 =230-240=-10A

I 3 =-Uq 3 =240∙0,0416=-10А

Так как, значения I 2 и I 3 получились отрицательными, то эти токи будут противоположными по направлению (на рисунке показаны жирные сплошные стрелки).

4. Метод наложения или метод суперпозиции

Метод основан на том, что любой ток в цепи создается совместным действием всех источников питания. Поэтому можно рассчитать частичные токи от действия каждого источника питания отдельно, а затем, найти истинные токи как арифметическую составляющую частичных.

Решение

1. Рис. 4. Е 2 =0; r 2 ≠0

R э =R 2 R 3 /(R 2 +R 3)+R 1 =24/25+0,3=0,96+0,3=1,26 Ом

I’ 1 =E 1 /R э =246/1,26=195,23 Ом

U ab =I’ 1 R 23 =195,23∙0,96=187,42 В

I’ 2 =U ab /R 2 =187,42 A

I’ 3 = U ab /R 3 =187,42/24=7,8 A

2. Рис. 5. E 1 =0; R 1 ≠0

R э =R 1 R 3 /(R 1 +R 3)+R 2 =0,3∙24/24,3+1=0,29+1=1,29 Ом

I” 2 =E 2 /R э =230/1,29=178,29 A

U ab =I” 2 R 13 =178,29∙0,29=51,7 В

I” 1 =U ab /R 1 =51,7/0,3=172,4 A

I” 3 =U ab /R 3 =51,7/24=2,15 A

3. Определяем истинные токи.

I 1 =I’ 1 -I” 1 =195,23-172,4=22,83 A

I 2 =I’ 2 -I” 2 =187,42-178,29=9,13 A

I 3 =I’ 3 -I” 3 =7,8-2,15=5,65 A

Расчет электрических цепей постоянного тока

Основными законами, определяющими расчет электрической цепи , являются законы Кирхгофа.

На основе законов Кирхгофа разработан ряд практических методов расчета электрических цепей постоянного тока , позволяющих сократить вычисления при расчете сложных схем.

Существенно упростить вычисления, а в некоторых случаях и снизить трудоемкость расчета, возможно с помощью эквивалентных преобразований схемы.

Преобразуют параллельные и последовательные соединения элементов, соединение «звезда » в эквивалентный «треугольник » и наоборот. Осуществляют замену источника тока эквивалентным источником ЭДС. Методом эквивалентных преобразований теоретически можно рассчитать любую цепь, и при этом использовать простые вычислительные средства. Или же определить ток в какой-либо одной ветви, без расчета токов других участков цепи.

В данной статье по теоретическим основам электротехники рассмотрены примеры расчета линейных электрических цепей постоянного тока с использованием метода эквивалентных преобразований типовых схем соединения источников и потребителей энергии, приведены расчетные формулы.

Решение задач

Задача 1. Для цепи (рис . 1), определить эквивалентное сопротивление относительно входных зажимов a−g , если известно: R 1 = R 2 = 0,5 Ом, R 3 = 8 Ом, R 4 = R 5 = 1 Ом, R 6 = 12 Ом, R 7 = 15 Ом, R 8 = 2 Ом, R 9 = 10 Ом, R 10 = 20 Ом.

Начнем эквивалентные преобразования схемы с ветви наиболее удаленной от источника, т.е. от зажимов a−g :

Задача 2. Для цепи (рис . 2, а ), определить входное сопротивление если известно: R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 40 Ом.

Рис. 2

Исходную схему можно перечертить относительно входных зажимов (рис . 2, б ), из чего видно, что все сопротивления включены параллельно. Так как величины сопротивлений равны, то для определения величины эквивалентного сопротивления можно воспользоваться формулой:

где R — величина сопротивления, Ом;

n — количество параллельно соединенных сопротивлений.

Задача 3. Определить эквивалентное сопротивление относительно зажимов a-b , если R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R 6 = 10 Ом (рис . 3, а ).

Преобразуем соединение «треугольник » f−d−c в эквивалентную «звезду ». Определяем величины преобразованных сопротивлений (рис . 3, б ):

По условию задачи величины всех сопротивлений равны, а значит:

На преобразованной схеме получили параллельное соединение ветвей между узлами e-b , тогда эквивалентное сопротивление равно:

И тогда эквивалентное сопротивление исходной схемы представляет последовательное соединение сопротивлений:

Задача 4. В заданной цепи (рис . 4, а ) входные сопротивления ветвей a− b , c- d и f−b , если известно, что: R 1 = 4 Ом, R 2 = 8 Ом, R 3 =4 Ом, R 4 = 8 Ом, R 5 = 2 Ом, R 6 = 8 Ом, R 7 = 6 Ом, R 8 =8 Ом.

Для определения входного сопротивления ветвей исключают из схемы все источники ЭДС. При этом точки c и d , а также b и f соединяются накоротко, т.к. внутренние сопротивления идеальных источников напряжения равны нулю.

Ветвь a− b разрывают, и т.к. сопротивление R a -b = 0, то входное сопротивление ветви равно эквивалентному сопротивлению схемы относительно точек a и b (рис . 4, б ):

Аналогично методом эквивалентных преобразований определяются входные сопротивления ветвей R cd и R bf . Причем, при вычислении сопротивлений учтено, что соединение накоротко точек a и b исключает ( «закорачивает ») из схемы сопротивления R 1 , R 2 , R 3 , R 4 в первом случае, и R 5 , R 6 , R 7 , R 8 во втором случае.

Задача 5. В цепи (рис . 5) определить методом эквивалентных преобразований токи I 1 , I 2 , I 3 и составить баланс мощностей , если известно: R 1 = 12 Ом, R 2 = 20 Ом, R 3 = 30 Ом, U = 120 В.

Эквивалентное сопротивление для параллельно включенных сопротивлений:

Эквивалентное сопротивление всей цепи:

Ток в неразветвленной части схемы:

Напряжение на параллельных сопротивлениях:

Токи в параллельных ветвях:

Баланс мощностей :

Задача 6. В цепи (рис . 6, а ), определить методом эквивалентных преобразований показания амперметра , если известно: R 1 = 2 Ом, R 2 = 20 Ом, R 3 = 30 Ом, R 4 = 40 Ом, R 5 = 10 Ом, R 6 = 20 Ом, E = 48 В. Сопротивление амперметра можно считать равным нулю.

Если сопротивления R 2 , R 3 , R 4 , R 5 заменить одним эквивалентным сопротивлением R Э , то исходную схему можно представить в упрощенном виде (рис . 6, б ).

Величина эквивалентного сопротивления:

Преобразовав параллельное соединение сопротивлений R Э и R 6 схемы (рис . 6, б ), получим замкнутый контур, для которого по второму закону Кирхгофа можно записать уравнение:

откуда ток I 1:

Напряжение на зажимах параллельных ветвей U ab выразим из уравнения по закону Ома для пассивной ветви, полученной преобразованием R Э и R 6:

Тогда амперметр покажет ток:

Задача 7. Определить токи ветвей схемы методом эквивалентных преобразований (рис . 7, а ), если R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 3 Ом, J = 5 А, R 5 = 5 Ом.

Сложной электрической цепью называют цепь с несколькими замкнутыми контурами, с любым размещением в ней источников питания и потребителей, которую нельзя свести к сочетанию последовательных и параллельных соединений.

Основными законами для расчета цепей наряду с законом Ома являются два закона Кирхгофа, пользуясь которыми, можно найти распределение токов и напряжений на всех участках любой сложной цепи.

В § 2-15 мы ознакомились с одним методом расчета сложных цепей, методом наложения.

Сущность этого метода заключается в том, что ток в какой-либо ветви является алгебраической суммой токов, создаваемых в ней всеми поочередно действующими э. д. с. цепи.

Рассмотрим расчет сложной цепи методом узловых и контурных уравнений или уравнений по законам Кирхгофа.

Для нахождения токов во всех ветвях цепй необходимо знать сопротивления ветвей, а также величины и направления всех э. д. с.

Перед составлением уравнений по законам Кирхгофа следует произвольно задаться направлениями токов в ветвях, показав их на схеме стрелками. Если выбранное направление тока в какой-либо ветви противоположно действительному, то после решения уравнений этот ток получается со знаком минус.

Число необходимых уравнений равно числу неизвестных токов; число уравнений, составляемых по первому закону Кирхгофа, должно быть на единицу меньше числа узлов цепи, остальные уравнения составляются по второму закону Кирхгофа. При составлении уравнений по второму закону Кирхгофа следует выбирать наиболее простые контуры, причем каждый из них должен содержать хотя бы одну ветвь, не входившую в ранее составленные уравнения.

Расчет сложной цепи с применением двух уравнений Кирхгофа рассмотрим на примере.

Пример 2-12. Вычислить токи во всех ветвях цепи рис. 2-11, если э. д. с. источников , а сопротивления ветвей .

Внутренними сопротивлениями источников пренебречь.

Рис. 2-11. Сложная электрическая цепь с двумя источниками питания.

Выбранные произвольно направления токов в ветвях показаны на рис. 2-11.

Так как число неизвестных токов три, то необходимо составить три уравнения.

При двух узлах цепи необходимо одио узловое уравнение. Напишем его для точки В:

4 Второе уравнение напишем, обходя по направлению движения часовой стрелки контур АБВЖЗА,

Третье уравнение напишем, обходя по направлению движения часовой стрелки контур АГВЖЗА,

Заменив в уравнениях (2-49) и (2-50) буквенные обозначения числовыми значениями, получим:

Заменив в последнем уравнении ток его выражением уравнения (2-48), получим;

Умножив уравнение (2-52а) на 0,3 и сложив с уравнением (2-51), получим.

На практике разработан ряд методов для определения и расчета схем с постоянным током, что предоставляет возможность уменьшить трудоемкий процесс вычисления трудных электрических цепей. Основными законами, с помощью которых определяются характеристики практически каждой схемы, являются постулаты Кирхгофа.

Пути вычисления электрических схем

Расчет электрических цепей разветвляется на множество методов, используемых на практике, а именно: метод эквивалентных преобразований, прием, основанный на постулатах Ома и Кирхгофа, способ наложения, способ контурных токов, метод узловых потенциалов, метод идентичного генератора.

Процесс расчета электрической цепи состоит из нескольких обязательных этапов, позволяющих довольно быстро и точно произвести все расчеты.

Перед тем, как узнать или вычислить необходимые параметры, рассчитываемая электрическая цепь переносится схематически на бумагу, где содержатся символические обозначения входящих в ее состав элементов и порядок их соединения.

Все элементы и устройства подразделяются на три категории:

  1. Источники электропитания. Основным признаком данного элемента является превращение неэлектрической энергии в электрическую. Эти источники энергии именуются первичными источниками энергии. Вторичные источники энергии представляют собой такие устройства, на входах и выходах которых присутствует электрическая энергия. К ним относятся выпрямительные приборы или трансформаторы напряжения;
  2. Устройства, потребляющие электрическую энергию. Такие элементы преобразовывают электрическую энергию в любую другую, будь то свет, звук, тепло и тому подобные виды;
  3. Вспомогательные элементы цепи, к которым относятся провода соединений, аппаратура коммутации, защиты и другие подобные элементы.

Также к основным понятиям электрической схемы относятся:

  • Ветвь электрической схемы – участок цепи с одним и тем же током. В состав такой ветви могут входить один или несколько последовательно соединенных элементов;
  • Узел электрической схемы – точка соединения трех и более ветвей схемы;
  • Контур электрической схемы, представляющий собой любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям.

Метод расчета по законам Ома и Кирхгофа

Данные законы позволяют узнать силу тока и найти взаимосвязь между значениями токов, напряжений, ЭДС всей цепи и единичных участков.

Закон Ома для участка цепи

По закону Ома соотношение тока, напряжения и сопротивления цепи выглядит как:

Исходя из этой формулы, найти силу тока можно по выражению:

  • UR – напряжение или падение напряжения на резисторе;
  • I – ток в резисторе.

Закон Ома для полной цепи

В законе Ома для полной цепи дополнительно используется величина внутреннего сопротивления источника питания. Найти силу тока с учетом внутреннего сопротивления возможно по выражению:

I=E/Rэ = E/r0+R, где:

  • E – ЭДС источника питания;
  • rо – внутреннее сопротивление источника питания.

Поскольку сложная электрическая цепь, состоящая из нескольких ветвей и имеющая в своей структуре ряд устройств питания, не может быть описана законом Ома, то применяют 1-ый и 2-ой закон Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа

Закон Кирхгофа гласит, что сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из него, это выглядит как:

∑mIk=0, где m – число ветвей, подведенных к узлу.

Согласно закону Кирхгофа, токи, втекающие в узел, используются со знаком «+», а токи, вытекающие из узла, – со знаком «-».

Второй закон Кирхгофа

Из второго закона Кирхгофа следует, что сумма падений напряжений на всех элементах цепи равна сумме ЭДС цепи, выглядит как:

∑nEk=∑mRkIk=∑mUk, где:

  • n – число источников ЭДС в контуре;
  • m – число элементов с сопротивлением Rk в контуре;
  • Uk=RkIk – напряжение или падение напряжения на k-том элементе контура.

Перед применением второго закона Кирхгофа следует проверить выполнение следующих требований:

  1. Указать относительно положительные направления ЭДС, токов и напряжений;
  2. Указать направление обхода контура, описываемого уравнением;
  3. Применяя одну из трактовок 2-го закона Кирхгофа, характеристики входящие в уравнение используются со знаком «+», если их относительно положительные направления схожи с обходом контура, и с «-», если они разнонаправленные.

Из 2-го закона Кирхгофа следует выражение баланса мощностей, по которому мощность источников питания в любой момент времени равна сумме мощностей, расходуемых на всех участках цепи. Уравнение баланса мощностей имеет вид:

Метод преобразования электрической цепи

Элементы в электрических цепях могут соединяться параллельно, последовательно, смешанным способом и по схемам «звезда», «треугольник». Расчет таких схем упрощается путем замены нескольких сопротивлений на эквивалентное сопротивление, и дальнейшие вычисления уже проводятся по закону Ома либо Кирхгофа.

Под смешанным соединением элементов подразумевается одновременное присутствие в схеме и последовательного, и параллельного соединения элементов. При этом сопротивление смешанного соединения вычисляется после преобразования схемы в эквивалентную цепь с помощью формул, приведенных на рис. выше.

Также встречается соединение элементов «звездой» и «треугольником». Для нахождения эквивалентного сопротивления необходимо первоначально преобразовать схему «треугольник» в «звезду». По картинке ниже, сопротивления равны:

  • R1=R12R31/R12+R31+R23,
  • R2=R12R23/R12+R31+R23,
  • R3=R31R23/R12+R31+R23.

Дополнительные методы расчета цепей

Все дополнительные методы расчета цепей в той или иной мере являются или основаны на первом и втором законах Кирхгофа. К этим методам относятся:

  1. Метод контурных токов – основан на введении дополнительных величин контурных токов, удовлетворяющих 1-му закону Кирхгофа;
  2. Метод узловых потенциалов – с его помощью находят потенциалы всех узлов схемы и затем по известным потенциалам токи во всех ветвях. Метод базируется на первом законе Кирхгофа;
  3. Метод эквивалентного генератора – этот метод предоставляет решение задачи, как найти ток только в одной или нескольких ветвях. Суть метода в том, что любую электрическую цепь по отношению к исследуемой ветви можно представить в виде эквивалентного генератора;
  4. Метод наложения – основан на том, что ток в цепи или ветви схемы равен алгебраической сумме токов, наводимых каждым источником в отдельности.

Основная часть методов расчета направлена на упрощение процедуры определения токов в ветвях схемы. Эти мероприятия проводятся либо упрощением систем уравнений, по которым проводятся расчеты, либо упрощением самой схемы. Основываясь, в первую очередь, на постулаты Кирхгофа, любой из методов отвечает на вопрос: как определить силу тока и напряжение электрической цепи.

Видео

Электрическая цепь

В предыдущей теме в § 8-ж мы познакомились с разнообразными источниками электроэнергии (источниками тока). Наряду с ними существуют различные потребители электроэнергии: лампы, пылесосы, компьютеры и другие. Чтобы электроэнергию доставить от источников до потребителей, необходимы соединительные проводники, а чтобы управлять поступлением энергии, нужны коммутационные устройства: рубильники, выключатели, клеммы, розетки, вилки и так далее.

В физике и электротехнике источник электроэнергии и её потребители, соединённые вместе проводниками, называют электрической цепью. Слева показана цепь для наблюдения теплового, химического и магнитного действий тока одновременно.

В дальнейшем нам придётся использовать много электроприборов, соединяя их в разнообразные цепи. Чтобы лучше их понимать, мы будем использовать схематичные рисунки цепей – электрические схемы. Вот некоторые условные обозначения, которые мы будем применять:

Кроме изображённых на рисунке, существуют и другие обозначения электроприборов. С ними мы познакомимся по мере необходимости.

На рисунке вверху показана электрическая цепь, а слева – схема этой цепи. На ней присутствуют: лампа, сосуд с электродами и жидкостью, электромагнит, выключатель и пара клемм, к которым будет подключён источник электроэнергии.

 

Изучим теперь виды соединений проводников в цепи. Соединение бывает последовательным, параллельным и смешанным.

     

Взгляните на две схемы а и б на рисунке. Если вас попросят собрать цепь из источника электроэнергии и двух ламп, то вы, скорее всего, поступите, как изображено на схеме а. Такое соединение двух проводников – последовательное. Оно так названо потому, что, двигаясь по цепи от клеммы «–» к клемме «+», все электроны пройдут через обе лампы последовательно, то есть сначала через одну лампу, а затем через другую.

Но лампы можно соединить и так, как изображено на схеме б. Такое соединение двух проводников – параллельное. Это название подчёркивает, что, двигаясь по проводам, все электроны разделятся на две группы, которые пройдут через лампы параллельно, то есть независимо друг от друга.

     

В электрических цепях встречается и смешанное соединение электроприборов. На схеме в показано параллельное соединение приборов «резистор» и «вольтметр». Эта пара приборов последовательно соединена с прибором «амперметр» и клеммами для подключения источника электроэнергии.

Соберём цепь по этой схеме (см. рисунок). Слева, как и на схеме, расположим амперметр, справа – вольтметр и резистор. Два провода уходят за края рисунка; там клеммы источника электроэнергии.

Что такое амперметр, вольтметр и резистор, мы узнаем чуть позже. Пока важно запомнить: амперметр всегда включается последовательно, а вольтметр всегда включается параллельно с тем участком цепи, где проводятся электрические измерения.

Полное руководство по маркировке электрических панелей

Промышленные электрические щиты используются во многих отраслях промышленности для направления электрических токов между множеством единиц оборудования на объекте. Эффективное распространение информации о безопасности и работе может означать разницу между низким уровнем инцидентов и нарушениями или травмами. Международный фонд электробезопасности (ESFI) сообщил, что в 2018 году на рабочем месте произошло более 1500 травм, связанных с электричеством. Лучший способ предотвратить травмы на рабочем месте — это иметь упреждающую и тщательную программу управления безопасностью и оборудованием.

В этом руководстве содержится подробный обзор важных соображений по маркировке электрических панелей и расположенного рядом оборудования. Этикетки и ярлыки остаются важными инструментами для передачи важной информации и информирования сотрудников, подрядчиков и посетителей. Ключевые темы руководства включают в себя нормативные стандарты, вопросы проектирования и процессы маркировки, которые следует изучить, чтобы определить оптимальный способ маркировки и маркировки ваших электрических активов.

Включено в данное руководство:

Что такое этикетка электрической панели?

Электрическая инфраструктура среднего промышленного объекта обычно сложна и охватывает все здание.Важной функцией управления объектами является постоянное поддержание высокого уровня осведомленности о безопасности и управлении работой. Для этого этикетки используются в различных местах, включая электрические панели и связанное с ними оборудование.

Таблички безопасности используются на электрических панелях, подключенном оборудовании и прилегающих территориях для предупреждения о потенциальных опасностях. Эти этикетки обычно содержат слово предупреждения, символ и сообщение о безопасности с более подробным описанием.В большинстве случаев эти типы этикеток также ярко окрашены и используют красный, желтый и оранжевый цвета для привлечения внимания.

Идентификационные этикетки также используются на электрических панелях и электропроводке для пояснения соединений и типов используемых электрических сигналов. Компоненты, которые могут быть подключены к электрической распределительной сети, могут включать фидеры, разъединители, панели выключателей, переключатели, инверторы и другое оборудование. Для каждого из них могут потребоваться этикетки для идентификации компонентов, номинальной мощности и другой информации, связанной с безопасностью или работой.

Нужно ли маркировать электрические панели?

Требования к маркировке и документации для коммерческих помещений зависят от местных законов, отраслевых норм и стандартных бизнес-процедур. Электрические панели и компоненты в здании должны быть отмечены рядом различных этикеток, которые подчеркивают как безопасность, так и идентифицирующую информацию. Двумя крупнейшими регулирующими органами, которые контролируют управление объектами в Соединенных Штатах, включая электрические системы, являются Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) и Американский национальный институт стандартов (ANSI).

В этих и других руководствах вы найдете подробные требования к маркировке и документации, которые включают все аспекты электробезопасности и надлежащее использование маркировки, ярлыков и вывесок на объектах. В последние годы OSHA стала более активно проводить проверки и выдавать штрафы за любые нарушения, связанные с маркировкой электрооборудования и другими областями. Поэтому для всех отраслей промышленности важно быть в курсе требований и предпринимать упреждающие шаги для обеспечения соответствия всей своей электрической инфраструктуре.

При выборе электрических щитов также помните, что существует ряд других электрических компонентов, которые также должны быть помечены как часть вашего плана. К ним могут относиться:

  • Клеммные колодки
  • Коробки и кожухи аварийной системы
  • Разъединители
  • Закрытые автоматические выключатели
  • Кнопочные посты
  • Стойки для батарей
  • Оборудование для передачи энергии
  • Подрядчики (ретрансляторы)

Наилучший способ соблюдать требования — регулярно и тщательно просматривать соответствующие нормативные акты и сравнивать их с местной практикой.

Каковы нормативные требования к этикеткам электрических панелей?

В Соединенных Штатах используются четыре набора стандартов, которые так или иначе напрямую касаются маркировки электрических панелей. Эти правила контролируются и доводятся до сведения Управления по охране труда и здоровья (OSHA), Американского национального института стандартов (ANSI), Национального электротехнического кодекса (NEC) и Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA). В следующем списке будут выделены некоторые важные разделы этих правил, которые непосредственно связаны с электрическими этикетками на вашем предприятии.Это только обзор, и лучше всего подробно ознакомиться с правилами, чтобы найти всю необходимую информацию, необходимую для вашего объекта.

OSHA 29 CFR 1910 . Стандарты безопасности и гигиены труда регулируют все аспекты рабочей среды в США. В этих правилах есть несколько разделов, имеющих прямое отношение к безопасности и информационной маркировке электрических панелей и оборудования:

  • OSHA 1910.145(e)(2) : «Слова любого знака должны быть легко читаемыми и краткими.Знак должен содержать достаточно информации, чтобы его можно было легко понять. Формулировка должна содержать положительное, а не отрицательное предположение, и должна быть точной на самом деле».
  • OSHA 1910.145(f)(4)(ii) : «Сигнальное слово должно быть читаемо с расстояния 5 футов (1,52 м)».
  • OSHA 1910.303(e) : «Электрооборудование нельзя использовать, если на нем не нанесена следующая маркировка. Название и торговая марка изготовителя, другая маркировка, указывающая напряжение, ток, мощность или другие параметры, если это необходимо.
  • OSHA 1910.335(b)(1) : «Знаки безопасности, символы безопасности или бирки для предотвращения несчастных случаев должны использоваться там, где это необходимо, для предупреждения сотрудников об опасностях, связанных с электричеством, которые могут представлять для них опасность, в соответствии с требованиями 1910.145».

ANSI Z535 . В то время как область действия правил ISO охватывает международно признанный стандарт, стандарты ANSI были приняты для определения стандартов в США. Существуют тысячи стандартов ANSI, но наиболее важным для маркировки электрических панелей является ANSI Z535 и, в частности, ANSI Z535.4 Американский национальный стандарт для знаков и этикеток, касающихся безопасности продукции.

  • ANSI Z535.4 4.11 : «Символ, указывающий на опасность. Он состоит из равностороннего треугольника, окружающего восклицательный знак. Символ предупреждения об опасности используется только на знаках, предупреждающих об опасности. Он не используется на указателях по технике безопасности или на знаках с инструкциями по технике безопасности».
  • ANSI Z535.4 7.2 : «Подробные требования к цвету панели (заголовка) сигнального слова, а именно: ОПАСНО должно быть белыми буквами на красном фоне, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ должно быть черными буквами на оранжевом фоне, ВНИМАНИЕ должно быть черными буквами на желтом фоне, УВЕДОМЛЕНИЕ должно быть выделено белым курсивом на синем фоне, БЕЗОПАСНОСТЬ должно быть напечатано белыми буквами на зеленом фоне.
  • ANSI Z535.4 7.3 : «Панель сообщений должна иметь либо черные буквы на белом фоне, либо белые буквы на черном фоне».
  • ANSI Z535.4 8.1.2 : «Надпись на панели сообщений должна быть комбинацией прописных и строчных букв. Для короткого сообщения или выделения отдельных слов можно использовать только прописные буквы».
  • ANSI Z535.4 8.2.3 : «Высота буквы сигнального слова должна быть как минимум на 50% больше, чем высота заглавной буквы H в сообщении.
  • ANSI Z535-4 10.2.2 : «Знаки безопасности продукта или этикетки должны быть заменены пользователем продукта, если они больше не соответствуют требованиям разборчивости, как описано в разделе 8.2. В случаях, когда продукты имеют длительный ожидаемый срок службы или подвергались воздействию экстремальных условий, пользователь продукта должен связаться либо с производителем продукта, либо с другим источником, чтобы определить способ получения заменяющих знаков или этикеток»
  • .

NFPA 70 / NEC 2020 . NFPA наблюдает за разработкой Национального электрического кодекса, который недавно был обновлен в 2020 году.Эти нормы служат эталоном для управления рисками поражения электрическим током, а также для проектирования, установки и проверки электрооборудования. Поскольку область применения этих рекомендаций полностью касается электрооборудования, им следует уделить особое внимание при рассмотрении маркировки электрических панелей.

  • NEC 110.21(b) : «Маркировка должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать окружающую среду».
  • NEC 110.24(A) : «Сервисное оборудование, кроме жилых единиц, должно иметь четкую маркировку в поле с максимальным током короткого замыкания.Маркировка(и) поля должна включать дату, когда был выполнен расчет тока короткого замыкания».
  • NEC 110.27(C) : «Вход в помещения и другие охраняемые помещения, содержащие открытые токоведущие части, должен быть отмечен заметными предупреждающими знаками, запрещающими вход неквалифицированным лицам».
  • NEC 205.11 : «Предупреждающие знаки, где это необходимо, должны быть видны, надежно закреплены и содержаться в разборчивом состоянии».
  • NEC 205.12 : «Обозначения цепи и напряжения должны быть надежно прикреплены и поддерживаться в обновленном и разборчивом состоянии.
  • NEC 210.5(C)(1)(b) : «Метод, используемый для проводников, исходящих из каждого щита ответвления или аналогичного распределительного оборудования ответвления, должен быть постоянно размещен на каждом щите ответвления или аналогичном оборудовании ответвления».
  • NEC 230.2(E) : «Если здание или сооружение снабжается более чем одной службой или любой комбинацией ответвлений, фидеров и служб, в каждом месте отключения службы должна быть установлена ​​постоянная табличка или указатель, обозначающий другие коммуникации, фидеры и ответвления, питающие это здание или сооружение, и площадь, обслуживаемая каждым из них.
  • NEC 408.4(A) : Каждая схема и модификация схемы должны быть четко идентифицированы в отношении ее четкой, очевидной и конкретной цели использования».
  • NEC 408.4(B) «Все распределительные щиты и щиты, питаемые фидером в жилых домах, отличных от одно- или двухквартирных, должны иметь маркировку с указанием устройства или оборудования, от которого исходит электропитание».
  • NEC 409.110(3) : «Промышленные панели управления, питаемые более чем от одного источника питания, так что для отключения всего питания внутри панели управления требуется более одного средства отключения, должны быть маркированы, чтобы указать, что требуется более одного средства отключения. обесточить оборудование.

NFPA 77 / NFPA 79 . В дополнение к NFPA 70, приведенному выше, в котором конкретно излагается Национальный электротехнический кодекс, эти дополнительные ресурсы также могут быть полезны для анализа ваших методов маркировки. Это особенно верно при проверке оборудования и проводки, которые будут подключены к любым электрическим панелям, которыми вы управляете.

  • NFPA 77. Рекомендуемая практика по статическому электричеству
  • NFPA 79. Электрический стандарт для промышленного оборудования

Материалы для маркировки электрических панелей и рекомендации по дизайну

Дизайн конкретных этикеток электрических панелей будет зависеть в первую очередь от нормативных требований, спецификаций оборудования, требований к долговечности и материалов конструкции.Этикетки должны легко читаться с соответствующего расстояния и быть устойчивыми к окружающей среде.

  • Нормативные требования. Как мы уже говорили выше, правила устанавливают конкретные рекомендации по размеру, цвету и информации для ваших этикеток. Работая в этих пределах, вы должны выбрать соответствующие спецификации для вашего дизайна этикетки.
  • Технические характеристики оборудования. Электрические панели бывают разных форм и размеров. Важно учитывать площадь поверхности и любые контуры, которые могут присутствовать в желаемом месте для маркировки.Общий форм-фактор может повлиять на тип клея или материала, используемого для этикетки.
  • Прочность. Ваши этикетки должны выдерживать условия, в которых они будут использоваться. В некоторых случаях возможно воздействие источников коррозии, резких температур или погодных условий на открытом воздухе. В этих ситуациях лучшим выбором может быть более надежное решение, такое как металлическая табличка из анодированного алюминия или табличка с техническими данными из светочувствительного анодированного алюминия Metalphoto®.В других общих местах, таких как подвальные помещения, идеальным выбором может быть стандартная пластиковая этикетка.
  • Материалы. Для некоторых электрических применений этикетки из винила или полиэстера с клейкой основой обеспечат наилучшее соотношение долговечности и стоимости. Эти материалы достаточно податливы, чтобы соответствовать поверхности или изгибу поверхности, и бывают разных цветов и размеров.

Как выбрать этикетки для электрических панелей

Когда дело доходит до выбора конкретной этикетки, первое, что вам нужно сделать, это выбрать пластиковую или металлическую основу.Как упоминалось выше, как виниловые, так и полиэфирные этикетки являются хорошим выбором, когда речь идет о маркировке электрических панелей и сопутствующего оборудования. Они подходят для большинства электрических применений и обладают большой долговечностью и читабельностью. Металлические этикетки следует выбирать для приложений, требующих надежной долговечности. Одним из самых прочных доступных материалов является светочувствительный анодированный алюминий Metalphoto, который используется для изготовления этикеток и бирок, срок годности которых превышает 20 лет даже в самых суровых условиях.

Дополнительные возможности для полной персонализации этикетки включают выбор размера, толщины и типа клея. Они должны соответствовать потребностям вашего электрического приложения и любым дополнительным требованиям. Графика, цвета и отделка также могут быть настроены в ходе производственного цикла в соответствии с количественными потребностями вашей операции.

Передовые методы размещения этикеток на электрическом оборудовании

Размещение этикеток на электрических панелях, стенах, проводах и оборудовании должно быть тщательно спланированным процессом.Может быть легко пропустить требуемую этикетку и быть подверженным нарушению во время более поздней проверки. При организации инженеров-электриков и обслуживающего персонала для выполнения работ могут быть полезны следующие рекомендации по установке этикеток:

.
  • Проверка подлинности оборудования перед установкой этикеток
  • Разместите этикетки в месте, которое будет хорошо видно под удобным углом
  • Помните о возможных помехах от любого рабочего или обслуживающего оборудования
  • Очистите поверхность подходящими материалами перед нанесением этикетки
  • Тщательно проверьте все оборудование после установки, чтобы убедиться, что ничего не упущено

Выбор надлежащей маркировки для электрических панелей на промышленном объекте требует тщательного изучения правил, расположения оборудования и условий, в которых работают ваши сотрудники.Надлежащее планирование может поддержать эффективную и тщательную программу безопасности для всей вашей операции. В дополнение к выбору этикеток на электрических панелях ваша программа управления оборудованием должна также включать надлежащее техническое обслуживание и проверку вашего оборудования и ваших этикеток. Со временем этикетки могут изнашиваться или устаревать и требовать замены для поддержания целостности вашей электрической системы.

Дополнительная литература по этикеткам электрических панелей:

Руководство для начинающих по электрической терминологии, символам и схемам

Электрический монтаж

 

Потребительский блок (1) – устройства будут расположены.

Оборудование с фиксированным током – Часть оборудования, являющаяся постоянной частью электроустановки, например, плита, подключенная напрямую.

Блок соединения с предохранителем (2) – Блок соединения с предохранителем – это тип аксессуара, который защищает часть фиксированного тока с помощью оборудования.

Аксессуар – Это то, что составляет часть цепи, но не является устройством постоянного тока, например, розеткой.  

Прибор – Это любой элемент оборудования, использующий электрический ток, за исключением автономных электродвигателей, т.е. тех, которые не являются частью оборудования, такого как двигатель вытяжного вентилятора и светильники. .

Барьер (3) – Что-то для предотвращения контакта с токоведущими электрическими частями, например, крышка сборной шины внутри потребительского блока.

Базовая защита – Защищает от поражения электрическим током в безаварийных условиях i.е. при обычном использовании.

Сборная шина  — сплошная полоса из проводящего материала, обычно из меди, к которой можно прикрепить электрическое оборудование и запитать его. В домашних условиях их можно найти внутри потребительского блока, обычно закрытого крышкой сборной шины, чтобы предотвратить контакт с ним, когда он находится под напряжением.

Вырез – это разговорное название устройства защиты снабжения. Защитное устройство питания представляет собой большой предохранитель, установленный в месте установки, как правило, в домашнем хозяйстве они рассчитаны на 60, 80 или 100 А.Они являются собственностью DNO (оператора распределительной сети) и не могут быть затронуты кем-либо, кроме них, если только они не дали своего явного разрешения.

Цепь – Цепь представляет собой сборку электрического оборудования, которая начинается в одной точке и защищается одним и тем же устройством.

Конечная цепь – Цепь, которая подает питание на приборы через розетку, подает питание на фиксированную часть тока с использованием такого оборудования, как плита, или подает питание на цепь освещения.Это называется конечной схемой, потому что это конечная часть системы.

Цепь распределения — Цепь, обеспечивающая питание распределительного щита.

                Радиальная цепь — Цепь, в которой один набор проводников выходит из распределительного щита и заканчивается в самой дальней точке. Примером может служить выделенная цепь, подающая питание на плиту.

                Кольцевая цепь – Цепь, состоящая из двух наборов проводников, отходящих от распределительного щита из одной и той же точки, по существу образующих кольцо, обычно используемое только для розеточных цепей.

Двойная изоляция – Помимо основной изоляции, двойная изоляция обеспечивает дополнительный слой изоляции.

 

Путь контура замыкания на землю – Это путь, по которому проходит электричество при возникновении неисправности, вызывающей срабатывание защитного устройства затронутой цепи, начиная с места неисправности:

  1. Защитный проводник цепи,
  2. Основная клемма заземления и заземляющий проводник,
  3. Для систем TN либо свинцовая оболочка кабеля (TN-S), либо комбинированный кабель нейтрали и заземления (TN-CS),
  4. Для систем TT электрод заземления (не показан) ,
  5. Путь через заземленную нейтраль трансформатора подстанции
  6. Обмотка трансформаторов,
  7. Линейный провод от обмотки трансформатора обратно к месту возникновения неисправности (не изображен)

Электрооборудование – При использовании фразы «электрическое оборудование» это может относиться к любому элементу, являющемуся частью электрической системы, например, к предохранителям, генераторам, трансформаторам и т. д.

Электроустановка – Электроустановка – это установка, состоящая из электрического оборудования определенного назначения.

Кожух – Это то, что окружает часть оборудования для защиты от различного рода внешних воздействий.

Открытая проводящая часть – Часть оборудования, до которой можно дотронуться. Во время нормального обслуживания эта часть оборудования должна быть безопасной для прикосновения, но она может оказаться под напряжением при неисправности.

Посторонняя проводящая часть – Часть, которая не является частью электроустановки и которая может создать путь к земле для прохождения электричества в случае неисправности.

Обжимной наконечник . Также известный как электрический обжим, это небольшая металлическая трубка, которая надевается на зачищенный конец многожильного провода, а затем обжимается с помощью обжимного инструмента для защиты конца кабеля. Они бывают разных типов, подходящих для использования в различных приложениях.

Функциональное переключение – Действие по управлению устройством для изменения или включения и выключения подачи электроэнергии на устройство.

Изоляция – Изоляция – это материал, окружающий проводник.

Изолятор – Это устройство с механическим приводом, способное при необходимости изолировать определенную цепь/элемент оборудования.

Линейный проводник — То, что многие ошибочно называют проводником под напряжением.В новой установке это будет коричневый цвет, а в старых установках — красный.

Светильник – Это термин для осветительной арматуры.

Лампа – Лампа, которую часто называют «лампочкой», представляет собой часть светильника, излучающую свет.

Главный выключатель – Это будет источник установки, как правило, внутри потребительского блока. При его выключении потребитель и все связанные с ним цепи обесточиваются.

Наконечники счетчиков – Они разделены на две части: хвостовики счетчика от сервисной головки к электросчетчику и хвостовики счетчика от счетчика к потребителю.

Нейтральный проводник – Другой проводник под напряжением в цепи. В более старых установках это будет черный цвет, а в новых — синий.

Происхождение установки – Это место, где электричество распределяется по электроустановке, в доме это будет первичный потребитель.

Вилка – Часть оборудования, предназначенная для установки в розетку в качестве средства подключения прибора или части оборудования.

Точка – Это часть цепи, которая предназначена для подачи тока с использованием подключенного оборудования.

Защитный проводник (cpc) – Проводник, используемый для защиты от поражения электрическим током, часто называемый «заземляющим» проводником. В цепи он известен как CPC. CPC означает проводник для защиты цепи.

Сервисный кабель – Это кабель, который подает электричество в здание, он заканчивается в сервисной головке.

Сервисная головка – Здесь заканчивается служебный кабель и находится предохранитель.

Розетка – Предназначена для работы с вилкой для подключения электроприборов.

Луженый – относится к практике пайки конца многожильного кабеля.Это метод, который использовался до использования наконечников для той же цели. Это больше не разрешено в новых электрических установках, но все еще может встречаться.

Система управления кабелями – Средство поддержки и управления кабелями в установке.

Примеры включают:

  • Кабельный лоток (1) – Длинные формованные секции материала, обычно металлические и обычно перфорированные для отвода тепла, они открыты, и кабель проходит поверх них.
  • Кабельный лоток – По использованию похож на кабельный лоток, но имеет другую конструкцию, напоминает лестницу по форме, отсюда и общее название. Как правило, в лестнице размещаются более крупные кабели,
  • Кабельный канал (2) — обычно круглого сечения, представляет собой длину трубы, может быть изготовлен из различных материалов и размеров, кабели протягиваются внутри него.
  • Кабельный канал (3) – обычно прямоугольного сечения с полностью съемной одной стороной, может быть изготовлен из различных материалов и размеров.

Буквенные коды, размер проводника фидера и многое другое

Если у вас есть проблема, связанная с Национальным электротехническим кодексом (NEC), вы испытываете трудности с пониманием требования Кодекса или задаетесь вопросом, почему или если такое требование существует, спросите у Чарли. , и пусть решает Кодекс. Вопросы можно отправлять по адресу [email protected] Ответы основаны на NEC 2011 года.

Буквенные коды

Можете ли вы объяснить, как расшифровать буквенные коды на изоляции проводников и кабелей?

T – термопласт, H – 75°C, HH – 90°C, N – нейлоновая оболочка, W – влажное помещение, X – сшитый полиэтилен, R – каучук.Таким образом, THWN представляет собой изоляцию из термопласта, рассчитанную на 75°C, влажную зону и нейлоновую оболочку. THHN – изоляция из термопласта, рассчитанная на 90°C, в сухом месте, с нейлоновой оболочкой. Тип THWN/THHN — это проводник двойного номинала.

Размер проводника фидера

Я хочу подключить фидер к трем трехфазным 460-вольтовым двигателям с короткозамкнутым ротором. Моторы мощностью 15, 30 и 40 лошадиных сил (л.с.). Какой размер фидерных проводников я должен использовать?

Раздел 430.24 требует, чтобы мощность фидера составляла не менее 125 процентов номинального тока при полной нагрузке самого большого двигателя плюс сумма номинальных токов при полной нагрузке всех остальных двигателей.Номинальные токи при полной нагрузке должны быть взяты из таблицы 430.150, в которой указаны номинальные токи при полной нагрузке трехфазных двигателей переменного тока. Для 15 л.с. номинальный ток полной нагрузки составляет 21 ампер (А). Для 30 л.с. номинал 40А. Для 40 л.с. номинал 52А × 1,25 = 65А. Сложите номиналы вместе (21 + 40 + 65 = 126А). В таблице 310.16 показано, что проводники THW CU калибра 1 AWG имеют силу тока 130 А.

Защита цепи управления двигателем

Должны ли цепи управления двигателем, питающие устройства дистанционного управления, иметь защиту от перегрузки по току?

Защита от перегрузки по току для цепей управления двигателем описана в 430.72(Б). Требования к проводникам, выходящим за пределы корпуса (выносные), можно найти в таблице 430.72(B) в колонке C. Например, если ваше защитное устройство ответвленной цепи двигателя рассчитано на 60 А и вы используете медные проводники цепи управления, затем вы найдете 60 в медной колонке и переместитесь влево к размеру проводника цепи управления, где вы найдете 12. Это означает, что вам необходимо установить проводники цепи управления не меньше, чем медь 12 AWG. Можно также использовать проводники меньшего размера, но они потребуют дополнительной защиты от перегрузки по току.

500 или 600 к основному?

Для сети 1200 А, трехфазной, 120/208 В, могу ли я провести под землей три комплекта по 500 тыс. м3 от площадки трансформатора до главного выключателя 1200 А, или это должно быть 600 тыс. м3?

Таблица 310.15(B)(16) показывает, что медный проводник сечением 500 тыс. смил с номиналом 75°C имеет силу тока 380 А. Три комплекта, работающие параллельно, составляют 1140 А. NEC 240.4(B) разрешает использовать следующее более высокое стандартное устройство сверхтока, превышающее допустимую нагрузку защищаемых проводников, если следующее более высокое стандартное значение не превышает 800 А.Если устройство максимального тока рассчитано на более чем 800 А, NEC 240.4(C) требует, чтобы допустимая нагрузка защищаемых им проводников была равна или превышала номинал устройства максимального тока. Следовательно, вы не можете использовать три комплекта медных проводников 500 тыс. мил для системы на 1 200 А. В Таблице 310.15(B)(16) показано, что медь 600 тыс.смил имеет силу тока 420А. Три параллельных комплекта составляют 1260 А, что удовлетворяет требованиям.

Соединение с заземляющим стержнем

Должно ли соединение с заземляющим стержнем располагаться над землей или должно быть сделано доступным с помощью коробки вокруг него, чтобы поместить его ниже или даже на уровне земли?

Раздел 250.68(A) есть исключение, в котором говорится, что «закрытое или заглубленное соединение с заземляющим электродом в бетонном корпусе, приводным или заглубленным заземлителем не обязательно должно быть доступным». Раздел 250.53(G) требует, чтобы верхний конец заземляющего стержня был заподлицо с уровнем земли или ниже, если только верхний конец и крепление проводника заземляющего электрода не защищены от физического повреждения, как указано в 250.10.

Повторная идентификация

Что это означает в 200.7(C)(1), где говорится: «но не как обратный провод от выключателя к коммутируемой розетке»?

Как следует из формулировки, при использовании кабельной сборки, такой как двухжильный кабель NM от розетки освещения до выключателя, белый проводник должен быть постоянно переидентифицирован, чтобы указать, что он используется как незаземленный проводник.Переидентифицированный провод можно использовать только для питания выключателя, а не в качестве обратного провода от выключателя к розетке освещения. Я считаю, что эта формулировка является возвратом к тому времени, когда повторная идентификация заземляющего проводника не требовалась. Цель состояла в том, чтобы предотвратить ситуацию, когда два белых проводника будут использоваться для подключения блока освещения к розетке.

Требование к защите от перегрузки по току

Требует ли установка трансформатора защиты от перегрузки по току как на первичной, так и на вторичной стороне, если ток превышает 9 А?

Для трансформаторов до 600 В, раздел 450.3(B) требует обеспечения защиты от перегрузки по току в соответствии с таблицей 450.3(B). Таблица 450.3(B) не требует защиты от перегрузки по току для вторичной обмотки трансформатора, если первичный ток составляет 9 А или более, а первичная защита от перегрузки по току ограничена 125 процентами номинального тока трансформатора. Таблица 450.3(B) допускает, что первичная максимальная токовая защита составляет 250 процентов от номинального тока трансформатора, если вторичный ток составляет 9 А или более, а вторичная максимальная токовая защита ограничена 125 процентами.Требование к максимальной токовой защите вторичной обмотки трансформатора зависит от защиты первичной обмотки. Защита от перегрузки по току питающих проводников трансформатора, если она не превышает 250 % первичного тока трансформатора, может служить защитой от перегрузки по току для первичной обмотки трансформатора. Должна быть обеспечена защита вторичных проводников трансформатора. Раздел 240.21(C)(1)–(6) содержит требования для этой защиты.

Сколько терминалов требуется?

Я знаю, что в Кодексе есть ссылка, которая не позволяет подключать более одного провода к винтовой клемме, если клемма/устройство не имеет маркировки, разрешающей это. Есть ли упоминание о том, что нельзя подключать более одного провода под автоматическим выключателем? Многие панели на моем рабочем месте имеют эту проблему. В частности, я посмотрел на панель с 12 автоматическими выключателями с двумя проводами. Рассматриваемая панель представляет собой 42-контактную панель MLO на 200 А, питаемую от расположенного поблизости распределительного щита.

Раздел 110.14(A) требует, чтобы клеммы для более чем одного проводника были обозначены таким образом. Это относится к клеммам автоматического выключателя. Есть много автоматических выключателей того типа, о котором вы говорите, клеммы которых предназначены для использования с более чем одним проводником. Но это должно быть отмечено на выключателе, чтобы разрешить такое использование. Вы можете, если хотите, срастить эти проводники и косичку одного проводника для использования на клемме автоматического выключателя в соответствии с 312.8, если сращивания или отводы не заполняют пространство проводки более чем на 75 процентов от площади поперечного сечения этого провода. космос.Судя по всему, нагрузки по этим цепям находятся в пределах номинала автоматического выключателя, а суммарные нагрузки не превышают номинала МТЗ, питающей щит МЛО, о котором вы говорите. Во многих случаях нецелесообразно соединять слабонагруженные цепи в распределительной коробке за пределами панели и подводить к панели только два проводника. Если комбинированные нагрузки правильно идентифицированы в соответствии с 408.4, то я не вижу проблемы с комбинированием нагрузок с помощью стыка в панели.

Спринклеры в электрощитовой

Рассматривает ли NEC вопрос об установке противопожарных спринклеров внутри электрощитка, особенно над электрооборудованием?

Раздел 110.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *