Poradnik elektryka. Naucz się instalacji elektrycznej

Zawód elektryka był i będzie poszukiwany, ponieważ... Każdego roku zużycie energii elektrycznej wzrasta, a sieci elektryczne rozprzestrzeniają się coraz bardziej na całej planecie. W tym artykule chcemy podpowiedzieć czytelnikom jak od podstaw zostać elektrykiem, od czego zacząć i gdzie się uczyć, aby być profesjonalistą w swojej dziedzinie.

Przede wszystkim należy zauważyć, że elektryk może być elektrykiem, inżynierem elektronikiem, elektrykiem samochodowym, inżynierem elektrykiem, projektantem, elektromechanikiem, inżynierem elektrykiem, a nawet ogólnie inżynierem energetykiem. Jak rozumiesz, każdy zawód ma swoją własną charakterystykę. Aby zostać elektrykiem, najpierw musisz wybrać odpowiednią specjalizację, z którą zdecydujesz się dalej połączyć swoje życie lub odrębny okres czasu.

Nasza rada jest taka, że jeśli naprawdę interesuje Cię wszystko, co jest związane z elektrycznością, lepiej planować z wyprzedzeniem, wybierając obiecujące obszary, które są kluczem do postępu naukowo-technologicznego. Bardzo ciekawym zawodem jest dziś zawód projektanta zasilaczy lub diagnosty elektryka samochodowego.

Od czego zacząć naukę?

Dziś możesz zostać elektrykiem od podstaw, studiując na uniwersytecie, w technikum, college'u, szkole zawodowej, a nawet biorąc specjalne kursy doraźne. Nie można powiedzieć, że uczelnia wyższa jest podstawą, dzięki której można zostać zawodowym instalatorem elektrykiem. Spora część specjalistów to na ogół samouki, które ukończyły technikum tylko po to, by zdobyć wykształcenie i dostać pracę w przedsiębiorstwie.

Przyjrzyjmy się najpopularniejszym sposobom zostania elektrykiem:

Uniwersytet Czas trwania szkolenia wynosi od 4 do 5,5 lat. Absolwenci mogą zostać inżynierami, ponieważ... przejść najbardziej kompleksowy kurs teoretyczny i praktyczny. Szkolenia mogą być bezpłatne.
Technikum. Studia rozpoczynające się po 9. klasie trwają od 3 do 4 lat. Po ukończeniu 11. klasy będziesz miał od 1,5 do 3 lat nauki. Kwalifikacja, którą otrzymują absolwenci, to technik. Istnieje możliwość studiowania za darmo.
Szkoła wyższa, szkoła zawodowa – kształcenie od 1 do 3 lat. Po ukończeniu studiów możesz zostać elektrykiem naprawiającym sprzęt elektryczny. Podobnie jak w dwóch poprzednich przypadkach, możesz zdobyć edukację za darmo.
Kursy doraźne – od 3 tygodni do 2 miesięcy. Najszybszy sposób na zostanie elektrykiem od zera. Dziś zawodu można uczyć się nawet online, dzięki konferencjom na Skypie i indywidualnym szkoleniom. Koszt kursów waha się od 10 do 17 tysięcy rubli (ceny na 2017 rok).
Samodzielnego uczenia się. Nadaje się tylko, jeśli chcesz zostać elektrykiem w domu. Istnieje wiele książek, płatnych kursów, a nawet stron internetowych, takich jak nasza, gdzie można dowiedzieć się niemal wszystkiego, aby samodzielnie wykonać proste prace związane z instalacją elektryczną. Zastanowimy się bardziej szczegółowo nad tą metodą, która pozwala od zera zostać kompetentnym elektrykiem.

Pierwsze kroki do nauki

Kilka słów o samouku

Jeśli interesuje Cię zawód elektryka wyłącznie w celu samodzielnego wykonywania prostych prac związanych z instalacją elektryczną, wystarczy przestudiować cały materiał z książek i kursów wideo, a następnie przeprowadzić proste połączenia i naprawy od podstaw. Nie raz spotkaliśmy się z całkiem kompetentnymi elektrykami, którzy wykonywali skomplikowane prace bez wykształcenia i śmiało możemy powiedzieć, że zrobili to bardzo profesjonalnie. Jednocześnie nie brakowało też niedoszłych elektryków z wyższym wykształceniem, których nie odważono by się nazwać inżynierami.

Wszystko to prowadzi do tego, że elektrykiem można zostać w domu, ale nadal nie zaszkodzi utrwalić wiedzę zdobytą na kursach. Innym sposobem na zdobycie wszystkich niezbędnych umiejętności jest poproszenie o pomoc elektryka na budowie. Możesz także ogłosić na różnych forach, że zgadzasz się pomagać instalatorom elektrycznym w ich „sabacie” za darmo lub za niewielki procent zysku. Wielu specjalistów nie odmówi pomocy, takiej jak „podniesienie na podłogę”, wiercenie lub pomoc przy czymś innym za kilkaset rubli. Ty z kolei będziesz mógł zdobywać doświadczenie obserwując mistrza przy pracy. Po kilku miesiącach tak wzajemnie korzystnej pracy możesz zacząć samodzielnie podłączać gniazdka, wyłączniki, a nawet samodzielnie naprawiać lampy. I wtedy tylko doświadczenie i nowe przedmioty pomogą ci zostać dobrym elektrykiem bez wykształcenia.

Cóż, ostatnią rzeczą, którą zalecamy, jest nauczenie się podstaw, korzystając z naszych rad. Na początek możesz przestudiować sekcję, a następnie przejść do i tak dalej dla wszystkich sekcji. Oprócz tego nie zaszkodzi przestudiować książki, o których również będziemy mówić, i znaleźć odpowiedni kurs wideo. Dzięki temu, jeśli będziesz miał chęć i będziesz przykładał uwagę do wszystkich powierzonych zadań, z pewnością odniesiesz sukces w zostaniu elektrykiem w domu.

Abyś zrozumiał perspektywy takiego zawodu, dziś jest wielu prawników, ekonomistów i innych specjalności, w których bardziej potrzebna jest praca umysłowa. Jednak przedsiębiorstwom bardzo brakuje rąk do pracy. Dzięki temu, jeśli naprawdę chcesz, możesz się uczyć i znaleźć dobrze płatną pracę, jeśli naprawdę pokażesz się jako specjalista. Średnia pensja elektryka w 2017 r. Wynosi 35 000 rubli. Biorąc pod uwagę dodatkową pracę na wezwanie i wzrost rangi, nie będzie trudno zarobić znacznie więcej - od 50 000 rubli. Liczby te już bardziej wyjaśniają obraz tego, czy obiecująco jest zostać elektrykiem.

Oprócz tego wszystkiego, co zostało powiedziane, chciałbym polecić kilka źródeł informacji:

– zestaw minimalny musi być obecny od samego początku treningu.
– sekcja, w której rozważamy wszystkie niuanse i niebezpieczne sytuacje, o których jako początkujący powinieneś wiedzieć. Nie zapominaj, że zawód elektryka ma swoją główną wadę - praca jest niebezpieczna, ponieważ... będziesz miał do czynienia z prądem elektrycznym.

W życiu codziennym nieustannie mamy do czynienia z prądem. Bez poruszania się naładowanych cząstek funkcjonowanie instrumentów i urządzeń, z których korzystamy, jest niemożliwe. A żeby w pełni cieszyć się tymi osiągnięciami cywilizacji i zapewnić im długoletnią służbę, trzeba poznać i zrozumieć zasadę działania.

Elektrotechnika jest ważną nauką

Elektrotechnika odpowiada na pytania związane z wytwarzaniem i wykorzystaniem energii prądu do celów praktycznych. Jednak wcale nie jest łatwo opisać przystępnym językiem niewidzialny dla nas świat, w którym panuje prąd i napięcie. Dlatego świadczenia są stale poszukiwane„Elektryka dla opornych” lub „Elektrotechnika dla początkujących”.

Co bada ta tajemnicza nauka, jaką wiedzę i umiejętności można zdobyć w wyniku jej opanowania?

Opis dyscypliny „Teoretyczne podstawy elektrotechniki”

W księgach metrykalnych studentów kierunków technicznych widnieje tajemniczy skrót „TOE”. To jest właśnie nauka, której potrzebujemy.

Za datę narodzin elektrotechniki można uznać okres początków XIX wieku, kiedy to Wynaleziono pierwsze źródło prądu stałego. Fizyka stała się matką „nowo narodzonej” gałęzi wiedzy. Późniejsze odkrycia w dziedzinie elektryczności i magnetyzmu wzbogaciły tę naukę o nowe fakty i koncepcje, które miały ogromne znaczenie praktyczne.

Swoją nowoczesną formę jako niezależny przemysł przybrał pod koniec XIX wieku i od tego czasu ujęte w programie nauczania uczelni technicznych i aktywnie współdziała z innymi dyscyplinami. Zatem, aby z powodzeniem studiować elektrotechnikę, trzeba posiadać wiedzę teoretyczną ze szkolnych zajęć z fizyki, chemii i matematyki. Z kolei tak ważne dyscypliny jak:

elektronika i elektronika radiowa;
elektromechanika;
energetyka, inżynieria oświetleniowa itp.

Głównym przedmiotem zainteresowania elektrotechniki jest oczywiście prąd i jego charakterystyka. Następnie teoria mówi o polach elektromagnetycznych, ich właściwościach i praktycznych zastosowaniach. W końcowej części dyscypliny zaprezentowano urządzenia, w których pracuje elektronika energetyczna. Każdy, kto opanuje tę naukę, wiele zrozumie na temat otaczającego go świata.

Jakie znaczenie ma dziś elektrotechnika? Elektrycy nie mogą obejść się bez znajomości tej dyscypliny:

elektryk;
do montera;
energia.

Wszechobecność elektryczności sprawia, że zwykły człowiek musi ją studiować, aby być osobą piśmienną i móc zastosować swoją wiedzę w życiu codziennym.

Trudno zrozumieć, czego nie można zobaczyć i „dotknąć”. Większość podręczników poświęconych elektryce jest pełna niejasnych terminów i uciążliwych diagramów. Dlatego dobre intencje początkujących, aby studiować tę naukę, często pozostają tylko planami.

Tak naprawdę elektrotechnika jest bardzo interesującą nauką, a podstawowe zasady działania elektryczności można przedstawić językiem przystępnym dla manekinów. Jeśli podejdziesz do procesu edukacyjnego kreatywnie i z należytą starannością, wiele stanie się zrozumiałe i ekscytujące. Oto kilka przydatnych wskazówek dotyczących nauki elektryki dla manekinów.

Podróż do świata elektronów musisz zacząć od przestudiowania podstaw teoretycznych- pojęcia i prawa. Kup podręcznik szkoleniowy, na przykład „Inżynieria elektryczna dla opornych”, który będzie napisany w zrozumiałym dla Ciebie języku, lub kilka takich podręczników. Obecność wizualnych przykładów i faktów historycznych urozmaici proces uczenia się i pomoże lepiej przyswoić wiedzę. Możesz sprawdzić swoje postępy za pomocą różnych testów, zadań i pytań egzaminacyjnych. Wróć jeszcze raz do tych akapitów, w których popełniłeś błędy podczas sprawdzania.

Jeśli masz pewność, że w pełni przestudiowałeś fizyczną część dyscypliny, możesz przejść do bardziej złożonego materiału - opisu obwodów i urządzeń elektrycznych.

Czy czujesz się wystarczająco „bystry” w teorii? Nadszedł czas na rozwinięcie umiejętności praktycznych. Materiały do tworzenia prostych obwodów i mechanizmów można łatwo znaleźć w sklepach z artykułami elektrycznymi i AGD. Jednakże, nie spiesz się, aby od razu rozpocząć modelowanie- najpierw zapoznaj się z sekcją „bezpieczeństwo elektryczne”, aby nie zaszkodzić zdrowiu.

Aby wyciągnąć praktyczne korzyści z nowo zdobytej wiedzy, spróbuj naprawić zepsuty sprzęt AGD. Zapoznaj się z wymaganiami operacyjnymi, postępuj zgodnie z instrukcjami lub poproś doświadczonego elektryka o współpracę. Czas na eksperymenty jeszcze nie nadszedł, a z elektrycznością nie należy lekceważyć.

Próbuj, nie spiesz się, bądź dociekliwy i pracowity, przestudiuj wszystkie dostępne materiały, a potem „czarnego konia” prąd elektryczny zamieni się w dobrego i wiernego przyjaciela dla Ciebie. Być może nawet uda ci się dokonać ważnego odkrycia w dziedzinie elektryki i z dnia na dzień stać się bogatym i sławnym.

Często kontaktują się z nami czytelnicy, którzy nigdy wcześniej nie mieli styczności z elektryką, ale chcą się tego dowiedzieć. Dla tej kategorii utworzono dział „Elektryka dla początkujących”.

Rysunek 1. Ruch elektronów w przewodniku.

Zanim zaczniesz prace związane z elektrycznością, musisz zdobyć trochę wiedzy teoretycznej na ten temat.

Termin „elektryczność” odnosi się do ruchu elektronów pod wpływem pola elektromagnetycznego.

Najważniejsze jest, aby zrozumieć, że elektryczność to energia najmniejszych naładowanych cząstek, które poruszają się w przewodnikach w określonym kierunku (ryc. 1).

Prąd stały praktycznie nie zmienia swojego kierunku i wielkości w czasie. Załóżmy, że zwykła bateria ma prąd stały. Następnie ładunek będzie płynął od minusa do plusa, bez zmiany, aż do wyczerpania się.

Prąd przemienny to prąd, który zmienia kierunek i wielkość z określoną częstotliwością. Pomyśl o prądzie jako o strumieniu wody przepływającym przez rurę. Po pewnym czasie (na przykład 5 s) woda będzie płynąć w jednym kierunku, a następnie w drugim.

Rysunek 2. Schemat konstrukcyjny transformatora.

W przypadku prądu dzieje się to znacznie szybciej, 50 razy na sekundę (częstotliwość 50 Hz). Podczas jednego okresu oscylacji prąd wzrasta do maksimum, następnie przechodzi przez zero, po czym następuje proces odwrotny, ale z innym znakiem. Na pytanie, dlaczego tak się dzieje i po co taki prąd jest potrzebny, możemy odpowiedzieć, że odbieranie i przesyłanie prądu przemiennego jest znacznie prostsze niż prądu stałego. Odbiór i przesył prądu przemiennego jest ściśle powiązany z urządzeniem, jakim jest transformator (ryc. 2).

Generator wytwarzający prąd przemienny jest znacznie prostszy w konstrukcji niż generator prądu stałego. Ponadto prąd przemienny najlepiej nadaje się do przesyłania energii na duże odległości. Z jego pomocą traci się mniej energii.

Za pomocą transformatora (specjalnego urządzenia w postaci cewek) prąd przemienny jest przekształcany z niskiego napięcia na wysokie napięcie i odwrotnie, jak pokazano na ilustracji (ryc. 3).

Z tego powodu większość urządzeń działa w sieci, w której prąd jest przemienny. Jednak prąd stały jest również dość szeroko stosowany: we wszystkich typach akumulatorów, w przemyśle chemicznym i niektórych innych obszarach.

Rysunek 3. Obwód przesyłowy prądu przemiennego.

Wiele osób słyszało tak tajemnicze słowa jak jedna faza, trzy fazy, zero, masa czy ziemia i wie, że są to ważne pojęcia w świecie elektryczności. Nie każdy jednak rozumie, co one oznaczają i jaki mają związek z otaczającą rzeczywistością. Niemniej jednak warto o tym wiedzieć.

Nie wchodząc w szczegóły techniczne, które nie są niezbędne dla majsterkowicza, możemy powiedzieć, że sieć trójfazowa to metoda przesyłania prądu elektrycznego, gdy prąd przemienny przepływa przez trzy przewody i wraca przez jeden. Powyższe wymaga wyjaśnienia. Każdy obwód elektryczny składa się z dwóch przewodów. W jedną stronę prąd trafia do konsumenta (na przykład czajnika), a drugi zwraca go z powrotem. Jeśli otworzysz taki obwód, prąd nie będzie płynął. To cały opis obwodu jednofazowego (ryc. 4 A).

Drut, przez który przepływa prąd, nazywany jest fazą lub po prostu fazą i przez który powraca - zero lub zero. składa się z trzech przewodów fazowych i jednego powrotu. Jest to możliwe, ponieważ faza prądu przemiennego w każdym z trzech przewodów jest przesunięta względem sąsiedniego o 120° (rys. 4 B). Podręcznik elektromechaniki pomoże bardziej szczegółowo odpowiedzieć na to pytanie.

Rysunek 4. Schemat obwodu elektrycznego.

Przesyłanie prądu przemiennego odbywa się właśnie za pomocą sieci trójfazowych. Jest to korzystne ekonomicznie: nie są potrzebne dwa dodatkowe przewody neutralne. Zbliżając się do konsumenta, prąd dzieli się na trzy fazy, a każdej z nich przypisuje się zero. W ten sposób przedostaje się do mieszkań i domów. Chociaż czasami sieć trójfazowa jest dostarczana bezpośrednio do domu. Z reguły mówimy o sektorze prywatnym i taki stan rzeczy ma swoje wady i zalety.

Ziemia, a właściwie uziemienie, to trzeci przewód w sieci jednofazowej. Zasadniczo nie przenosi obciążenia, ale służy jako rodzaj bezpiecznika.

Na przykład, gdy prąd wymknie się spod kontroli (np. zwarcie), istnieje ryzyko pożaru lub porażenia prądem. Aby temu zapobiec (tzn. wartość prądu nie powinna przekraczać poziomu bezpiecznego dla ludzi i urządzeń), wprowadza się uziemienie. Przez ten przewód nadmiar prądu dosłownie trafia do ziemi (ryc. 5).

Rysunek 5. Najprostszy schemat uziemienia.

Jeszcze jeden przykład. Załóżmy, że w działaniu silnika elektrycznego pralki następuje niewielka awaria i część prądu elektrycznego dociera do zewnętrznej metalowej obudowy urządzenia.

Jeśli nie ma uziemienia, ładunek będzie nadal wędrował po pralce. Kiedy człowiek go dotknie, natychmiast stanie się najwygodniejszym ujściem dla tej energii, to znaczy zostanie porażony prądem.

Jeśli w tej sytuacji znajduje się przewód uziemiający, nadmiar ładunku spłynie po nim, nie czyniąc nikomu szkody. Ponadto można powiedzieć, że przewód neutralny może być również uziemiony i w zasadzie tak jest, ale tylko w elektrowni.

Sytuacja, gdy w domu nie ma uziemienia, jest niebezpieczna. Jak sobie z tym poradzić bez zmiany całego okablowania w domu, omówimy później.

UWAGA!

Niektórzy rzemieślnicy, opierając się na podstawowej wiedzy z zakresu elektrotechniki, instalują przewód neutralny jako przewód uziemiający. Nigdy tego nie rób.

W przypadku przerwania przewodu neutralnego obudowy uziemionych urządzeń znajdą się pod napięciem 220 V.

Obecnie każdy może zapoznać się z podstawami elektrotechniki nie wychodząc z domu. Tę ekscytującą czynność najlepiej rozpocząć od zapoznania się z uproszczonym schematem elektrycznym okablowania i podłączenia włączników, gniazdek i opraw oświetleniowych we własnym mieszkaniu. Takie schematy należą do standardowych rozwiązań projektowych i są szeroko stosowane do zasilania standardowych obiektów przemysłowych i mieszkalnych, a także do tymczasowego podłączenia do sieci energetycznej wielu placów budowy.

Pierwszym (jednocześnie największym i najważniejszym) elementem w długim łańcuchu urządzeń typowej instalacji elektrycznej w budynkach mieszkalnych jest tablica elektryczna, do której zasilanie dostarczane jest poprzez wyłącznik automatyczny (lub bezpiecznik wtykowy) z głównej tablicy rozdzielczej zlokalizowanej na platformie dostępowej. Panel mieszkania zwykle zawiera licznik energii elektrycznej, kilka wyłączników automatycznych, wyłącznik różnicowoprądowy (RCD), szynę montażową DIN i szereg szyn pomocniczych. To z tego panelu wejściowego organizowane jest zasilanie wszystkich pomieszczeń w Twoim mieszkaniu.

Kilka linii zasilających (ich liczba uzależniona jest od ilości pomieszczeń i mocy odbiorników elektrycznych), składających się z dwóch przewodów – fazowego i neutralnego (lub trzech, jeżeli jest linia uziemiająca) poprowadzonych jest poprzez dedykowane wyłączniki do poszczególnych pomieszczeń mieszkania.

Okablowanie elektryczne w całym mieszkaniu odbywa się poprzez organizację odgałęzień od głównej linii kablowej, które są niezbędne do podłączenia poszczególnych odbiorców - dzwonka elektrycznego, grup gniazd wtykowych lub przełączników. Do tych celów stosuje się puszki instalacyjne, czyli plastikowe kubki wyposażone w otwory wlotowe i wylotowe na przewody oraz pokrywę. Wewnątrz puszek znajdują się specjalne zaciski śrubowe do podłączenia przewodów instalacji komutowanej. Ale z reguły przewody w skrzynce są po prostu skręcone (tzw. Skręt) i izolowane od siebie (zwykle owinięte taśmą izolacyjną lub rurką termokurczliwą). Zalecane jest także zastosowanie opasek zaciskowych (zaciski Wago są powszechnie stosowane w naszym kraju) lub opasek łączących PPE (zaślepki ze sprężynką w środku).

Należy zauważyć, że wszyscy odbiorcy energii elektrycznej w pomieszczeniach (dzwonki, różne oprawy oświetleniowe wraz z przełącznikami, sprzęt AGD, klimatyzatory itp.) są podłączeni równolegle do okablowania mieszkania. Przy takim schemacie połączenia awaria lub odłączenie jednego z tych odbiorców nie spowoduje „odłączenia zasilania” pozostałych urządzeń, co jest nieuniknione, jeśli są one połączone szeregowo. Przykładem połączenia szeregowego poszczególnych elementów instalacji elektrycznej jest połączenie dowolnej oprawy oświetleniowej i jej wyłącznika.

W ten sposób przewody elektryczne są najpierw podłączane do skrzynek rozdzielczych znajdujących się w każdym pomieszczeniu, a dopiero po nich są rozdzielane na poszczególne odbiorniki (oprawy oświetleniowe z włącznikami, gniazdkami itp.).

Ze schematu połączeń przełączników i lamp widzimy, że przewody fazowe (czerwony) i neutralny (niebieski) zbliżają się do skrzynki rozdzielczej i od niej odchodzą. To wychodzący przewód fazowy (w żadnym wypadku neutralny!) należy podłączyć do jednego ze styków przełącznika. Przewód neutralny musi iść do wspólnego styku lamp tworzących lampę. Przewody wychodzące z włącznika (na rysunku zielone) podłączamy do wspólnego styku każdej z dwóch grup lamp danej lampy. Należy pamiętać, że na rysunku przedstawiono wersję przełącznika dwuklawiszowego z dwiema grupami lampek oraz wersję przełącznika jednoprzyciskowego.

Podłączenie gniazd po skrzynce rozdzielczej odbywa się w prostszy sposób - przewody fazowy i neutralny (oraz uziemienie, jeśli istnieje) są podłączone bezpośrednio do odpowiednich (losowo wybranych) styków samego gniazda. Para tych przewodów z już podłączonego gniazda jest prowadzona do drugiego i, jeśli to konieczne, do trzeciego gniazda (ten typ połączenia nazywa się połączeniem „pętlowym”).

Bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę fakt, że przy równoległym obwodzie do łączenia odbiorców nie wolno zwiększać ich całkowitej liczby powyżej określonej wartości. Przy zasilaniu równoległym każde nowo dodane urządzenie elektryczne (nowe gniazdko) zwiększa obciążenie części instalacji elektrycznej wspólnej dla całego mieszkania. Przy maksymalnej wartości całkowitego prądu w obwodzie (w przypadku załączenia wszystkich urządzeń) na pewno zadziała zabezpieczenie nadprądowe - ten sam wyłącznik na panelu, z którego zasilana jest ta linia. Po prostu odłączy tę gałąź od ogólnego obwodu zasilania mieszkania.

Jeśli twoja maszyna zostanie wybrana nieprawidłowo (ma zawyżoną wartość prądu reakcji na przeciążenie), konsekwencje mogą być znacznie bardziej katastrofalne - przewody mogą po prostu nie wytrzymać siły przepływającego przez nie prądu i zapalą się z powodu przegrzania.
Dlatego tak ważna jest umiejętność doboru odpowiedniego wyłącznika dla każdej linii odbiorczej oraz dokładne obliczenie przekroju przewodów pracujących w tych liniach.
Z reguły w typowym okablowaniu mieszkaniowym na liniach oświetleniowych układany jest drut miedziany o przekroju 1,5 mm 2, a na liniach gniazdowych 2,5 mm 2.

Treść:

Istnieje wiele koncepcji, których nie można zobaczyć na własne oczy ani dotknąć rękami. Najbardziej uderzającym przykładem jest elektrotechnika, która składa się ze skomplikowanych obwodów i niejasnej terminologii. Dlatego wiele osób po prostu wycofuje się przed trudnościami związanymi ze zbliżającymi się badaniami tej dyscypliny naukowo-technicznej.

Podstawy elektrotechniki dla początkujących, podane przystępnym językiem, pomogą Ci zdobyć wiedzę w tym zakresie. Wsparte faktami historycznymi i jasnymi przykładami, stają się fascynujące i zrozumiałe nawet dla tych, którzy po raz pierwszy spotykają się z nieznanymi pojęciami. Stopniowo przechodząc od prostych do złożonych, całkiem możliwe jest przestudiowanie prezentowanych materiałów i wykorzystanie ich w praktycznych działaniach.

Pojęcia i właściwości prądu elektrycznego

Prawa i wzory elektryczne są wymagane nie tylko do przeprowadzania jakichkolwiek obliczeń. Potrzebne są także tym, którzy praktycznie wykonują operacje związane z energią elektryczną. Znając podstawy elektrotechniki, możesz logicznie określić przyczynę awarii i bardzo szybko ją wyeliminować.

Istotą prądu elektrycznego jest ruch naładowanych cząstek, które przenoszą ładunek elektryczny z jednego punktu do drugiego. Jednak przy przypadkowym ruchu termicznym naładowanych cząstek, na wzór wolnych elektronów w metalach, przeniesienie ładunku nie następuje. Ruch ładunku elektrycznego przez przekrój przewodnika zachodzi tylko wtedy, gdy w uporządkowanym ruchu uczestniczą jony lub elektrony.

Prąd elektryczny zawsze płynie w określonym kierunku. Na jego obecność wskazują określone znaki:

Ogrzewanie przewodnika, przez który przepływa prąd.
Zmiana składu chemicznego przewodnika pod wpływem prądu.
Wywieranie siły na sąsiednie prądy, ciała namagnesowane i sąsiednie prądy.

Prąd elektryczny może być stały lub przemienny. W pierwszym przypadku wszystkie jego parametry pozostają niezmienione, w drugim polaryzacja okresowo zmienia się z dodatniej na ujemną. W każdym półcyklu zmienia się kierunek przepływu elektronów. Szybkość takich okresowych zmian to częstotliwość mierzona w hercach

Podstawowe wielkości prądowe

Kiedy w obwodzie płynie prąd elektryczny, następuje stałe przenoszenie ładunku przez przekrój poprzeczny przewodnika. Nazywa się ilość ładunku przeniesionego w określonej jednostce czasu, mierzona w ampery.

Aby wytworzyć i utrzymać ruch naładowanych cząstek, konieczne jest przyłożenie do nich siły w określonym kierunku. Jeśli to działanie ustanie, przepływ prądu elektrycznego również się zatrzyma. Siła ta nazywana jest polem elektrycznym, znanym również jako. To właśnie powoduje różnicę potencjałów lub Napięcie na końcach przewodnika i daje impuls do ruchu naładowanych cząstek. Aby zmierzyć tę wartość, stosuje się specjalną jednostkę - wolt. Istnieje pewna zależność pomiędzy wielkościami podstawowymi, odzwierciedlona w prawie Ohma, co zostanie omówione szczegółowo.

Najważniejszą cechą przewodnika bezpośrednio związaną z prądem elektrycznym jest opór, mierzone w Omaha. Wartość ta jest rodzajem oporu przewodnika wobec przepływu w nim prądu elektrycznego. Pod wpływem oporu przewodnik nagrzewa się. Wraz ze wzrostem długości przewodu i zmniejszeniem jego przekroju wzrasta wartość rezystancji. Wartość 1 oma występuje, gdy różnica potencjałów w przewodniku wynosi 1 V, a prąd wynosi 1 A.

Prawo Ohma

Prawo to odnosi się do podstawowych przepisów i pojęć elektrotechniki. Najdokładniej odzwierciedla zależność między wielkościami, takimi jak prąd, napięcie, rezystancja itp. Rozważono już definicje tych wielkości, teraz należy ustalić stopień ich wzajemnego oddziaływania i oddziaływania.

Aby obliczyć tę lub inną wartość, należy użyć następujących wzorów:

Siła prądu: I = U/R (ampery).
Napięcie: U = I x R (wolty).
Rezystancja: R = U/I (om).

Zależność tych wielkości, dla lepszego zrozumienia istoty procesów, często porównuje się z charakterystykami hydraulicznymi. Na przykład na dnie zbiornika wypełnionego wodą instalowany jest zawór z przylegającą do niego rurą. Kiedy zawór się otwiera, woda zaczyna płynąć, ponieważ istnieje różnica między wysokim ciśnieniem na początku rury a niskim ciśnieniem na końcu. Dokładnie taka sama sytuacja powstaje na końcach przewodnika w postaci różnicy potencjałów – napięcia, pod wpływem którego elektrony przemieszczają się wzdłuż przewodnika. Zatem przez analogię napięcie jest rodzajem ciśnienia elektrycznego.

Natężenie prądu można porównać z przepływem wody, czyli ilością wody przepływającej przez przekrój rury w określonym czasie. Wraz ze zmniejszaniem się średnicy rury przepływ wody również będzie się zmniejszał z powodu zwiększonego oporu. Ten ograniczony przepływ można porównać do oporu elektrycznego przewodnika, który utrzymuje przepływ elektronów w pewnych granicach. Interakcja prądu, napięcia i rezystancji jest podobna do charakterystyk hydraulicznych: wraz ze zmianą jednego parametru zmieniają się wszystkie pozostałe.

Energia i moc w elektrotechnice

W elektrotechnice istnieją również takie pojęcia jak energia I moc związane z prawem Ohma. Sama energia istnieje w postaci mechanicznej, termicznej, jądrowej i elektrycznej. Zgodnie z prawem zachowania energii nie można jej zniszczyć ani wytworzyć. Można go jedynie przekształcić z jednej formy w drugą. Na przykład systemy audio przekształcają energię elektryczną w dźwięk i ciepło.

Każde urządzenie elektryczne zużywa określoną ilość energii w określonym czasie. Wartość ta jest indywidualna dla każdego urządzenia i reprezentuje moc, czyli ilość energii, jaką może zużyć dane urządzenie. Parametr ten jest obliczany według wzoru P = I x U, jednostką miary jest . Oznacza to przeniesienie jednego wolta przez rezystancję jednego oma.

Zatem podstawy elektrotechniki dla początkujących pomogą Ci na początku zrozumieć podstawowe pojęcia i terminy. Wtedy znacznie łatwiej będzie wykorzystać zdobytą wiedzę w praktyce.