Основы электротехники и электромеханики: вводный курс для начинающих

Курс «Электромеханика для начинающих» позволяет новичкам научиться ремонтировать электрические приборы и оборудование. Основы электромеханики позволяют узнать об устройстве электродвигателя, о различиях между трансформатором и регулятором, о различиях между генератором и так далее.

Начальные курсы электротехники включают в себя определения понятия и свойств электричества в первых главах, объяснение природы и свойств электричества, законов электричества и их основных формул. На основе этих великих открытий родилась и развивалась научная дисциплина электротехника. Суть электричества заключается в направленном движении электронов (заряженных частиц). Они переносят электрический заряд в теле металлических проводников.

Важно! Для передачи электроэнергии используются провода из алюминия или меди. Это самые экономичные металлы для проволоки. Изготовление проволочных прядей из других материалов дорого и поэтому нерентабельно.

Токи могут быть постоянными и переменными. Постоянный поток энергии всегда идет в одном направлении. Чередующийся поток энергии ритмично меняет свою полярность. Скорость, с которой электроны меняют направление, называется частотой. Он измеряется в герцах.

Текущий поток можно сравнить с потоком воды, т.е. количеством воды, которое протекает через поперечное сечение трубы за определенное время. Если диаметр трубы уменьшится, поток воды также уменьшится из-за увеличения сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, которое удерживает поток электронов в определенных пределах. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: при изменении одного параметра изменяются все остальные.

Основные величины тока

Когда в цепи возникает электрический ток, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Количество заряда, переносимого в данную единицу времени, называется текущийизмеренный в амперы.

Чтобы создать и поддерживать в движении заряженные частицы, к ним должна быть приложена сила в определенном направлении. Если эта сила прекращается, то прекращается и течение электрического тока. Эта сила называется электрическим полем и известна также как напряженность электрического поля. Это то, что вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и придает импульс движению заряженных частиц. Это измеряется с помощью специальной единицы измерения, называемой Вольт. Между основными величинами существует определенная взаимосвязь, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Наиболее важным свойством проводника, непосредственно связанным с электрическим током, является Сопротивлениеизмеренный в омы. Эта величина представляет собой сопротивление проводника протеканию в нем электрического тока. Сопротивление вызывает нагрев проводника. По мере увеличения длины проводника и уменьшения его поперечного сечения значение сопротивления увеличивается. Значение 1 Ом возникает, когда разность потенциалов по проводнику составляет 1 В, а сила тока — 1 А.

Наиболее важным свойством проводника, непосредственно связанным с электрическим током, является сопротивлениеизмеренный в омы. Эта величина представляет собой сопротивление проводника протекающему в нем электрическому току.

Теоретические основы электротехники для начинающих

Жизнь без электричества теперь невозможно себе представить. Речь идет не только о лампах и обогревателях, но и обо всем электронном оборудовании, начиная с первых лампочек и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами.

Их работа описывается различными, иногда очень сложными формулами.

Но даже самые сложные законы электротехники и электроники базируются на законах электротехники, которые изучаются в институтах, техникумах и университетах в рамках предмета «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ). (TEE).

Основные законы электротехники

  • закон Ома
  • Закон Джоуля-Ленца.
  • Первый закон Кирхгофа
  • Второй закон Кирхгофа

закон Ома — Этот закон является отправной точкой для изучения CTE и необходим для любого электрика.

Это означает, что чем выше напряжение, приложенное к сопротивлению, двигателю, конденсатору или катушке (если другие условия постоянны), тем больше ток, протекающий через цепь.

И наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток.

Закон Джоуля-Ленца. Этот закон можно использовать для определения количества тепла, выделяемого радиатором, кабелем, мощностью электродвигателя или другими видами работы, выполняемой электрическим током.

Этот закон гласит, что количество тепла, выделяемого при прохождении электрического тока через проводник, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени протекания тока.

Этот закон используется для определения реальной мощности электродвигателей, а также является основой счетчика электроэнергии, с помощью которого мы платим за потребленную электроэнергию.

Первый закон Кирхгофа. Он используется для расчета кабелей и выключателей при расчете силовых цепей. Он гласит, что сумма токов, входящих в любой узел, равна сумме токов, выходящих из этого узла. На практике один провод входит от источника питания и один или несколько выходят.

Второй закон Кирхгофа. Это относится к случаям, когда несколько приемников подключены последовательно или один приемник и длинный кабель. Он также применяется, когда оборудование подключается от аккумулятора, а не от постоянного источника питания. Он гласит, что в замкнутой цепи сумма всех падений напряжения и всех ЭДС равна 0.

Рекомендуется ознакомиться с Ознакомиться с характеристиками и расположением контактов разъемов vga.

С чего начать изучение электротехники

Лучше всего изучать электротехнику на специальных курсах или в учебном заведении. Помимо бесед с преподавателями, вы также можете использовать помещения школы для практических занятий. Школа также выдает документ, который понадобится вам при устройстве на работу.

Если вы решили изучать электротехнику самостоятельно или вам нужен дополнительный материал для занятий, существует множество сайтов, где вы можете изучить и скачать необходимый материал на свой компьютер или телефон.

Видеоуроки

В Интернете можно найти множество видеоматериалов, которые помогут вам освоить основы электротехники. Все видео можно смотреть онлайн или скачать с помощью специального программного обеспечения.

Видеоуроки для электриков — Существует множество ресурсов, дающих представление о различных практических вопросах, с которыми вы можете столкнуться в качестве электрика, о программном обеспечении, с которым вам придется работать, и об оборудовании, которое необходимо установить в вашем доме.

Основы теории электричества — Здесь вы найдете обучающие видеоролики, объясняющие основные законы электротехники.

  1. Основы электротехники, ноль и фаза, схемы подключения лампочек, выключателей, розеток. Виды инструментов для электромонтажа;
  2. Виды материалов для электромонтажа, сборка электрических цепей;
  3. Коммутационное подключение и параллельное подключение;
  4. Монтаж электрической цепи с двухсторонним выключателем. Модель электроснабжения помещения;
  5. Модель электроснабжения помещения с автоматическим выключателем. Основы электробезопасности.

Книги

Лучший советник всегда была книгой.. В прошлом вам приходилось брать книгу в библиотеке, у друга или покупать ее. Сейчас в Интернете можно найти и скачать всевозможные книги, которые необходимы как начинающему, так и опытному электрику.

В отличие от видеоуроков, где можно посмотреть, как выполняется то или иное действие, книгу можно держать под рукой, пока вы выполняете работу.

В книге может быть справочный материал, который не поместился бы в видеоурок (как и в школе — учитель рассказывает об уроке, описанном в учебнике, и эти формы обучения дополняют друг друга).

Существуют веб-сайты с большим количеством литературы по электротехнике — от теории до справочных материалов. На всех этих сайтах нужную вам книгу можно скачать на компьютер и затем читать с любого устройства.

Например,

mexalib — различная литература, включая электротехнику

книги для электриков — этот сайт содержит много советов для начинающих электриков

электрик — сайт для начинающих электриков и профессионалов

библиотека электрика — Множество различных книг, в основном для профессионалов

Онлайн-учебники

Также доступны онлайн-учебники по электротехнике и электронике с интерактивным оглавлением.

К ним относятся:

Базовый курс для электриков — Справочник по электротехнике

Основы электротехники — основные понятия

Электроника для начинающих — Базовый курс и основы электроники

Меры предосторожности

Самое главное при выполнении электромонтажных работ — соблюдать правила техники безопасности. Неправильная работа может привести к повреждению оборудования, а несоблюдение правил техники безопасности — к травмам, инвалидности или смерти.

Основные правила — не прикасайтесь к проводам под напряжением голыми руками, работайте изолированными инструментами и вывешивайте табличку «не включать, работают люди» при отключенном электричестве. Более подробную информацию по этому вопросу можно найти в книге «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах».

Используется во всех бытовых приборах и электронике — от телевизоров и компьютеров до мобильных телефонов. Наиболее распространенными источниками постоянного тока являются:

Электропроводка

Все электричество работает путем передачи энергии от источника (электростанции) по проводам к потребителю (лампочке, холодильнику и т.д.). Для подключения лампочки или розетки необходим двухжильный кабель — фаза и нейтраль.

Важно: В современных электроустановках используются три провода — третий провод является защитным и называется «PE» земля.

Провода имеют металлические жилы из меди или алюминия и по всей длине покрыты защитной пластиковой изоляцией. Провода с двумя, тремя или более жилами покрыты ленточной изоляцией и называются электрическими кабелями. Кабели изготавливаются определенного сечения и имеют стандартизированный ассортимент: 1,5; 2,5; 4; 8; 10 и т.д. Площадь поперечного сечения проводника указана в квадратных миллиметрах.

Важно: В соответствии с действующими «Правилами устройства электроустановок (EAR), для электроустановок в закрытых помещениях разрешается использовать только кабели и провода с медными жилами. Допускаются наружные электрические сети с алюминиевыми проводами сечением 16 мм2.

На странице параллельно электрический ток разветвляется на все цепи, соединенные параллельно. Таким образом, общий ток является суммой токов в каждой цепи. С другой стороны, такое же напряжение прикладывается к параллельно соединенным цепям.

На схеме показана типичная двухконтурная электроустановка. Автоматический выключатель (A2), RCD (A3) и электрический счетчик (A4) должен быть подключен к сетевому напряжению цепи освещения (O1). Затем это напряжение разделяется на две цепи, одну цепь освещения и одну цепь питания. Обе цепи имеют отдельные предохранители (A4 — цепь освещения A5 — для цепи питания), чтобы защитить их от перегрузок и отрезать отдельно для ремонта. Автоматическая цепь для цепи освещения обычно выбирается на меньшую силу тока, чем автоматическая цепь для цепи питания. Лампы подключаются к цепи освещения (L1LN) и две розетки (S1, S2) для подключения маломощных потребителей, например, компьютера или телевизора. Эти розетки используются при ремонтных работах в силовой цепи для подключения электроинструментов. Силовая цепь разделена на гнезда (S3SN).

Место соединения проводов отмечено точкой на схемах. Если провода пересекаются друг с другом, но нет точки, это означает, что провода не соединены, они пересекаются без связи.

Параллельное и последовательное подключение

Электрические цепи могут быть соединены параллельно и последовательно.

В последовательно одна цепь соединена последовательно, электрический ток, который течет из одной цепи в другую. Таким образом, через все последовательно соединенные цепи протекает один и тот же ток.

На странице параллельно электрический ток протекает по всем параллельно соединенным цепям. Таким образом, общий ток равен сумме токов в каждой цепи. Однако параллельно соединенные цепи питаются одинаковым напряжением.

В этой схеме автоматический выключатель, УЗО, счетчик и остальная часть цепи соединены последовательно. В результате автоматический выключатель может ограничить ток в цепи, а счетчик — измерить потребленную энергию. Две цепи и нагрузки в них соединены параллельно, что позволяет подавать на каждую нагрузку напряжение сети, на которое она рассчитана, независимо от других нагрузок.

Схема подключения показана здесь. Также имеются электрические схемы. Они показывают на плане, где проложить провода, где установить распределительный щит, где разместить розетки, выключатели и светильники. Они имеют совершенно другое назначение. Я не являюсь экспертом по этим диаграммам. Поищите информацию о них в других источниках.

К сожалению, время от времени в статьях встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются и готовятся новые статьи. Подпишитесь на рассылку новостей, чтобы быть в курсе последних событий.

Если вы чего-то не понимаете, не забывайте спрашивать!
Задайте вопрос. Обсудите статью.

Задать вопрос электрику онлайн Здесь вы можете задать мне вопрос о проводке, электрике и других деталях электромонтажа. Читать далее.

Почему мой водопровод бастует? Что делать.
Почему я могу получить удар током от водопровода, сантехнических кранов? Причины поражения электрическим током.

ДСП, древесно-стружечная плита. Свойства, характеристики, назначение, использование.
Хороший опыт работы с ДСП. Свойства древесно-стружечных плит. Правильное применение в производстве.

Средства защиты органов дыхания, защита органов дыхания. Респиратор, против.
Защита дыхательных путей от пыли и газов с помощью респиратора или противогаза.

Советы по изготовлению дыхательного аппарата. Макет, диаграмма.
Как осушить мой сад? Куда можно слить воду? О.

Дезинфекция воды с помощью озона. Самодельное устройство.
Как сделать свой собственный озонатор воды? Установка для индивидуального озонирования.

Передача переменного тока на расстояние

Основные понятия об электричестве

Движение электронов в проводнике

Прежде чем начать работать с электричеством, сначала нужно немного «заземлиться» в теории. Проще говоря, под электричеством обычно понимается движение электронов под действием электромагнитного поля. Самое главное, что нужно понять, это то, что электричество — это энергия маленьких заряженных частиц, которые движутся в проводниках в определенном направлении.

Постоянный ток является практически постоянным по направлению и величине с течением времени. Предположим, что в обычной батарее течет постоянный ток. Затем заряд будет перетекать из минуса в плюс, не меняясь до тех пор, пока не исчерпается.

Переменный ток — это ток, который меняет направление и величину через определенные промежутки времени.

Представьте себе ток как поток воды, текущий по трубе. Через определенное время (например, 5 с) вода будет течь в одном направлении и вытекать в другом. С током это происходит гораздо быстрее — 50 раз в секунду (частота 50 Гц). За один период колебаний ток возрастает до максимума, затем проходит через ноль, после чего происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен ток, ответ заключается в том, что принимать и передавать переменный ток гораздо легче, чем постоянный.

Генерация и передача переменного тока тесно связана с таким устройством, как трансформатор. Генератор, вырабатывающий переменный ток, намного проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, переменный ток лучше всего подходит для передачи энергии на большие расстояния. При переменном токе теряется меньше энергии.

Трансформатор (специальное устройство в виде катушек) преобразует переменный ток из низкого напряжения в высокое и наоборот, как показано на рисунке. По этой причине большинство электроприборов питаются от сети, где ток переменный. Однако постоянный ток также используется в больших масштабах — во всех видах батарей, в химической промышленности и в некоторых других областях.

Трансформатор на подстанции понижает напряжение от высоковольтной линии до бытовой сети.

Трансформатор на подстанции понижает напряжение высоковольтной линии, чтобы передать его в бытовую сеть.

Многие люди слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, земля или заземление, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все знают, что они означают и как соотносятся с окружающим миром. Тем не менее, знать их необходимо. Не вдаваясь в технические подробности, которые не важны для домашнего мастера, можно сказать, что трехфазная сеть — это способ передачи электроэнергии, при котором переменный ток проходит по трем проводам, а один провод возвращается обратно. Вышесказанное требует небольшого пояснения. Каждая электрическая цепь состоит из двух проводов. Один провод проводит ток к потребителю (например, чайнику), а другой — обратно к потребителю. Если разомкнуть такую цепь, ток не потечет. Вот и все описание однофазной цепи.

Передача переменного тока на расстояние

Передача переменного тока на расстояние

Проводник, по которому течет ток, называется фазным или просто фазой, а проводник, по которому он возвращается, называется нейтральным или нулевым. Трехфазная цепь состоит из трех фазных проводов и одного обратного провода. Это возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводников смещена относительно соседнего на 120 °C. Более подробный ответ на этот вопрос можно найти в учебнике по электромеханике. В трехфазных сетях передается переменный ток. Это выгодно с экономической точки зрения — нет необходимости в двух дополнительных нулевых проводах.

Однофазная электрическая схема

Однофазная электрическая схема

Когда ток достигает потребителя, он делится на три фазы, каждой из которых присваивается ноль. Так она попадает в квартиры и дома. Иногда, однако, трехфазная сеть подключается непосредственно к дому. Обычно это частный сектор, который имеет свои преимущества и недостатки. Это будет обсуждаться позже. Земля, или, точнее, заземление, является третьим проводником в однофазной сети. На самом деле он не несет эксплуатационной нагрузки, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. Если электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), существует риск пожара или поражения электрическим током. Для предотвращения этого (т.е. значение тока не должно превышать уровень, безопасный для людей и оборудования) вводится заземление. Через этот проводник излишки электричества буквально уходят в землю.

Схема трехфазной электрической цепи

Трехфазная электрическая схема

Другой пример. Предположим, что в двигателе стиральной машины произошла небольшая неисправность, и часть электрического тока достигла внешней металлической оболочки прибора. Если заземления нет, этот заряд будет продолжать блуждать по стиральной машине. Когда кто-то прикоснется к нему, он тут же станет самым удобным выходом для этой энергии, т.е. получит удар током. Если в этой ситуации есть заземляющий провод, избыточный заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. Кроме того, можно сказать, что новый левый провод также может быть проводом заземления, и на самом деле так оно и есть, но только на электростанции. Ситуация небезопасна, если дом не заземлен. Как решить эту проблему, не меняя всю проводку в доме, будет рассмотрено позже.

Простая схема заземления

Простейшая схема заземления

Предупреждение.

Некоторые мастера, полагаясь на базовые знания электротехники, устанавливают нейтральный провод в качестве заземляющего проводника. Никогда не делайте этого. Если нулевой проводник оборван, то корпуса заземленного оборудования окажутся под напряжением 220 В.

Сохранить статью?
Услуги электромонтажа в Москве