Nudimo mali materijal na temu: "Električna energija za početnike." Pružit će početno razumijevanje pojmova i pojava povezanih s kretanjem elektrona u metalima.

Značajke pojma

Elektricitet je energija malih nabijenih čestica koje se kreću u vodičima u određenom smjeru.

Kod konstantne struje nema promjene njezine veličine, kao ni smjera kretanja tijekom određenog vremena. Ako je galvanski članak (baterija) odabran kao izvor struje, tada se naboj kreće uredno: od negativnog pola prema pozitivnom kraju. Proces se nastavlja sve dok potpuno ne nestane.

Izmjenična struja povremeno mijenja veličinu kao i smjer kretanja.

Krug prijenosa izmjenične struje

Pokušajmo razumjeti što je faza u riječi koju su svi čuli, ali ne razumiju svi njezino pravo značenje. Nećemo ulaziti u detalje i pojedinosti, odabrat ćemo samo materijal koji je potreban domaćem majstoru. Trofazna mreža je način prijenosa električne struje, u kojem struja teče kroz tri različite žice, a jedna je vraća. Na primjer, postoje dvije žice u električnom krugu.

Struja teče kroz prvu žicu do potrošača, na primjer, do kuhala za vodu. Druga žica se koristi za vraćanje. Kada se takav krug otvori, neće biti prolaza električnog naboja unutar vodiča. Ovaj dijagram opisuje jednofazni krug. u struju? Fazom se smatra žica kroz koju teče električna struja. Nula je žica kroz koju se vrši povrat. U trofaznom krugu postoje tri fazne žice odjednom.

Strujna ploča u stanu je neophodna za struju u svim prostorijama. smatraju se ekonomski izvedivim, budući da ne zahtijevaju 2. Pri približavanju potrošaču struja se dijeli na tri faze, svaka s nulom. Elektroda za uzemljenje, koja se koristi u jednofaznoj mreži, ne nosi radno opterećenje. On je osigurač.

Na primjer, ako dođe do kratkog spoja, postoji opasnost od strujnog udara ili požara. Kako bi se spriječila takva situacija, trenutna vrijednost ne bi trebala prijeći sigurnu razinu; višak ide u zemlju.

Priručnik "Škola za električare" pomoći će obrtnicima početnicima da se nose s nekim kvarovima kućanskih aparata. Na primjer, ako postoje problemi s radom elektromotora perilice rublja, struja će teći u vanjsko metalno kućište.

Ako nema uzemljenja, naboj će se rasporediti po cijelom stroju. Kada ga dodirnete rukama, osoba će djelovati kao uzemljivač i doživjeti strujni udar. Ako postoji žica za uzemljenje, ova situacija se neće pojaviti.

Značajke elektrotehnike

Udžbenik "Električna energija za lutke" popularan je među onima koji su daleko od fizike, ali planiraju koristiti ovu znanost u praktične svrhe.

Datum pojave elektrotehnike smatra se početkom devetnaestog stoljeća. U to je vrijeme nastao prvi izvor struje. Otkrića u polju magnetizma i elektriciteta uspjela su obogatiti znanost novim pojmovima i činjenicama od važnog praktičnog značaja.

Priručnik “Škola za električara” podrazumijeva poznavanje osnovnih pojmova vezanih uz električnu energiju.

Mnoge knjige o fizici sadrže složene električne dijagrame i razne zbunjujuće pojmove. Kako bi početnici razumjeli sve zamršenosti ovog dijela fizike, razvijen je poseban priručnik "Električna energija za lutke". Izlet u svijet elektrona mora započeti razmatranjem teoretskih zakona i pojmova. Ilustrativni primjeri i povijesne činjenice korištene u knjizi “Elektrika za glupane” pomoći će početnicima u stjecanju znanja. Kako biste provjerili svoj napredak možete koristiti zadatke, testove i vježbe vezane uz elektricitet.

Ako razumijete da nemate dovoljno teoretskog znanja da se samostalno nosite s povezivanjem električnih ožičenja, pogledajte referentne knjige za "lutke".

Sigurnost i praksa

Prvo morate pažljivo proučiti odjeljak koji se odnosi na sigurnosne mjere. U ovom slučaju, tijekom rada vezanih uz električnu energiju, neće biti izvanrednih situacija opasnih po zdravlje.

Kako biste u praksi primijenili teoretsko znanje stečeno nakon samostalnog učenja osnova elektrotehnike, možete početi sa starim kućanskim aparatima. Prije početka popravaka svakako pročitajte upute priložene uz uređaj. Ne zaboravite da se sa strujom ne treba šaliti.

Električna struja povezana je s kretanjem elektrona u vodičima. Ako tvar nije sposobna provoditi struju, naziva se dielektrik (izolator).

Da bi se slobodni elektroni kretali s jednog pola na drugi, između njih mora postojati određena razlika potencijala.

Jakost struje koja prolazi kroz vodič povezana je s brojem elektrona koji prolaze kroz presjek vodiča.

Na brzinu protoka struje utječu materijal, duljina i površina poprečnog presjeka vodiča. Kako se duljina žice povećava, njezin otpor raste.

Zaključak

Elektricitet je važna i složena grana fizike. Priručnik "Elektrika za lutke" ispituje glavne veličine koje karakteriziraju učinkovitost elektromotora. Jedinice za napon su volti, struja se mjeri u amperima.

Svatko ima određenu moć. Odnosi se na količinu električne energije koju uređaj proizvede u određenom vremenskom razdoblju. Potrošači energije (hladnjaci, perilice rublja, kuhala za vodu, glačala) također imaju snagu, trošeći električnu energiju tijekom rada. Ukoliko želite, možete napraviti matematičke izračune i odrediti okvirnu cijenu za svaki kućanski aparat.

Počnimo s konceptom električne energije. Električna struja je uređeno kretanje nabijenih čestica pod utjecajem električnog polja. Čestice mogu biti slobodni elektroni metala ako struja teče kroz metalnu žicu ili ioni ako struja teče u plinu ili tekućini.
Postoji i struja u poluvodičima, ali to je posebna tema za raspravu. Primjer je visokonaponski transformator iz mikrovalne pećnice - prvo elektroni teku kroz žice, zatim se ioni kreću između žica, odnosno prvo struja teče kroz metal, a zatim kroz zrak. Tvar se naziva vodič ili poluvodič ako sadrži čestice koje mogu nositi električni naboj. Ako takvih čestica nema, onda se takva tvar naziva dielektrikom, ne provodi električnu struju. Nabijene čestice nose električni naboj, koji se mjeri kao q u kulonima.
Jedinica za mjerenje jakosti struje zove se amper i označava se slovom I, struja od 1 ampera nastaje kada naboj od 1 kulona prođe kroz točku u električnom krugu u 1 sekundi, odnosno, grubo rečeno, jakost struje se mjeri u kulonima po sekundi. A u biti, jakost struje je količina struje koja teče po jedinici vremena kroz presjek vodiča. Što više nabijenih čestica teče duž žice, to je i struja veća.
Da bi se nabijene čestice kretale s jednog pola na drugi, potrebno je stvoriti razliku potencijala ili – napon – između polova. Napon se mjeri u voltima i označava slovom V ili U. Da biste dobili napon od 1 V, potrebno je između polova prenijeti naboj od 1 C, pritom obaviti rad od 1 J. Slažem se, malo je nejasno .

Radi jasnoće, zamislite spremnik za vodu koji se nalazi na određenoj visini. Iz spremnika izlazi cijev. Voda teče kroz cijev pod utjecajem gravitacije. Neka je voda električni naboj, visina vodenog stupca napon, a brzina protoka vode električna struja. Točnije, ne protok, nego količina vode koja istječe u sekundi. Razumijete da što je viša razina vode, to će biti veći tlak ispod. A što je viši tlak ispod, to će više vode teći kroz cijev jer će brzina biti veća. Slično tome, što je veći napon, to je veća struja teći će u krugu.

Odnos između sve tri razmatrane veličine u krugu istosmjerne struje određen je Ohmovim zakonom koji je izražen ovom formulom, a zvuči kao da je jakost struje u krugu izravno proporcionalna naponu, a obrnuto proporcionalna otporu. Što je otpor veći, struja je manja i obrnuto.

Dodat ću još nekoliko riječi o otporu. Može se izmjeriti, ili se može izbrojati. Recimo da imamo vodič poznate duljine i površine poprečnog presjeka. Četvrtasti, okrugli, svejedno. Različite tvari imaju različite otpore, a za naš zamišljeni vodič postoji ova formula koja određuje odnos između duljine, površine poprečnog presjeka i otpora. Otpornost tvari može se pronaći na internetu u obliku tablica.
Opet možemo povući analogiju s vodom: voda teče kroz cijev, neka cijev ima određenu hrapavost. Logično je pretpostaviti da što je cijev duža i uža, to će manje vode teći kroz nju po jedinici vremena. Vidite kako je jednostavno? Ne morate čak ni zapamtiti formulu, samo zamislite cijev s vodom.
Što se tiče mjerenja otpora, potreban vam je uređaj, ohmmetar. Danas su popularniji univerzalni instrumenti - multimetri, oni mjere otpor, struju, napon i hrpu drugih stvari. Napravimo eksperiment. Uzet ću komad nikromirane žice poznate duljine i površine poprečnog presjeka, pronaći ću otpor na web mjestu gdje sam ga kupio i izračunati otpor. Sada ću izmjeriti isti komad pomoću uređaja. Za tako mali otpor morat ću oduzeti otpor sondi svog uređaja koji iznosi 0,8 ohma. Samo tako!
Skala multimetra je podijeljena prema veličini mjerenih veličina, što je učinjeno radi veće točnosti mjerenja. Ako želim izmjeriti otpornik s nominalnom vrijednošću od 100 kOhm, postavim ručicu na veći najbliži otpor. U mom slučaju to je 200 kiloohma. Ako želim izmjeriti 1 kilo-om, koristim 2 oma. Ovo vrijedi za mjerenje drugih veličina. Odnosno, vaga pokazuje granice mjerenja u koje morate pasti.
Nastavimo se zabavljati s multimetrom i pokušajmo izmjeriti ostale veličine koje smo naučili. Uzet ću nekoliko različitih istosmjernih izvora. Neka to bude napajanje od 12 volti, USB priključak i transformator koji je moj djed napravio u mladosti.
Napon na tim izvorima možemo izmjeriti već sada tako da voltmetar spojimo paralelno, odnosno izravno na plus i minus izvora. S naponom je sve jasno, može se uzeti i izmjeriti. Ali da biste izmjerili jakost struje, morate stvoriti električni krug kroz koji će teći struja. U električnom krugu mora postojati potrošač ili opterećenje. Spojimo potrošač na svaki izvor. Komad LED trake, motor i otpornik (160 ohma).
Izmjerimo struju koja teče u krugovima. Da bih to učinio, prebacim multimetar u način mjerenja struje i prebacim sondu na trenutni ulaz. Ampermetar je spojen u seriju na objekt koji se mjeri. Ovdje je dijagram, također ga treba zapamtiti i ne brkati s spajanjem voltmetra. Usput, postoji nešto poput strujnih stezaljki. Omogućuju vam mjerenje struje u strujnom krugu bez izravnog spajanja na krug. Odnosno, ne trebate odvajati žice, samo ih bacite na žicu i oni mjere. U redu, vratimo se našem uobičajenom ampermetru.

Tako sam izmjerio sve struje. Sada znamo koliko se struje troši u svakom krugu. Ovdje imamo LED diode koje svijetle, ovdje se motor vrti, a ovdje... Stanite tamo, što otpornik radi? Ne pjeva nam pjesme, ne osvjetljava sobu i ne okreće nikakav mehanizam. Pa na što on troši svih 90 miliampera? Ovo neće uspjeti, idemo shvatiti. Hej ti! Ajme, zgodan je! Dakle, ovdje se troši energija! Može li se nekako izračunati kakva je energija ovdje? Ispostavilo se da je to moguće. Zakon koji opisuje toplinski učinak električne struje otkrili su u 19. stoljeću dvojica znanstvenika, James Joule i Emilius Lenz.
Zakon je nazvan Joule-Lenzov zakon. Izražava se ovom formulom, a numerički pokazuje koliko džula energije se oslobodi u vodiču u kojem teče struja u jedinici vremena. Iz ovog zakona možete pronaći snagu koja se oslobađa na ovom vodiču; snaga se označava engleskim slovom P i mjeri se u vatima. Našao sam ovu vrlo cool tabletu koja povezuje sve količine koje smo dosad proučavali.
Tako se na mom stolu električna energija koristi za rasvjetu, za obavljanje mehaničkog rada i za zagrijavanje okolnog zraka. Usput, na ovom principu rade razni grijači, kuhala za vodu, sušila za kosu, lemilice itd. Posvuda je tanka spirala, koja se pod utjecajem struje zagrijava.

Ovu točku treba uzeti u obzir pri povezivanju žica s opterećenjem, odnosno polaganje ožičenja u utičnice u cijelom stanu također je uključeno u ovaj koncept. Ako uzmete žicu koja je pretanka za spajanje u utičnicu i spojite računalo, kuhalo za vodu i mikrovalnu pećnicu u tu utičnicu, žica se može zagrijati i izazvati požar. Stoga postoji takav znak koji povezuje površinu poprečnog presjeka žica s maksimalnom snagom koja će teći kroz te žice. Ako odlučite povući žice, ne zaboravite na to.

Također, u sklopu ovog broja, želio bih podsjetiti na značajke paralelnog i serijskog povezivanja trenutnih potrošača. Kod serijskog spoja struja je ista na svim potrošačima, napon je podijeljen na dijelove, a ukupni otpor potrošača je zbroj svih otpora. Kod paralelnog spoja napon na svim potrošačima je isti, jakost struje se dijeli, a ukupni otpor izračunava se po ovoj formuli.
Ovo dovodi do jedne vrlo zanimljive točke koja se može koristiti za mjerenje jakosti struje. Recimo da trebate izmjeriti struju u krugu od oko 2 ampera. Ampermetar se ne može nositi s ovim zadatkom, tako da možete koristiti Ohmov zakon u čistom obliku. Znamo da je jakost struje ista u serijskom spoju. Uzmimo otpornik s vrlo malim otporom i umetnimo ga u seriju s opterećenjem. Izmjerimo napon na njemu. Sada, koristeći Ohmov zakon, nalazimo snagu struje. Kao što vidite, podudara se s izračunom vrpce. Glavna stvar koju ovdje treba zapamtiti je da ovaj dodatni otpornik treba imati što niži otpor kako bi imao minimalan utjecaj na mjerenja.

Postoji još jedna vrlo važna točka koju morate znati. Svi izvori imaju maksimalnu izlaznu struju; ako se ta struja prekorači, izvor se može zagrijati, pokvariti, au najgorem slučaju čak i zapaliti. Najpovoljniji ishod je kada izvor ima prekostrujnu zaštitu, u kojem će slučaju jednostavno isključiti struju. Kao što se sjećamo iz Ohmovog zakona, što je manji otpor, veća je struja. To jest, ako uzmete komad žice kao opterećenje, odnosno zatvorite izvor za sebe, tada će strujna snaga u krugu skočiti na ogromne vrijednosti, to se zove kratki spoj. Ako se sjećate početka izdanja, možete povući analogiju s vodom. Ako u Ohmov zakon zamijenimo nulti otpor, dobit ćemo beskonačno veliku struju. U praksi se to naravno ne događa, jer izvor ima unutarnji otpor koji je spojen u seriju. Taj se zakon naziva Ohmov zakon za kompletan krug. Dakle, struja kratkog spoja ovisi o vrijednosti unutarnjeg otpora izvora.
Sada se vratimo na najveću struju koju izvor može proizvesti. Kao što sam već rekao, struja u krugu određena je opterećenjem. Mnogi su mi pisali na VK i postavljali nešto poput ovog pitanja, malo ću ga pretjerati: Sanya, imam napajanje od 12 volti i 50 ampera. Ako na njega spojim mali dio LED trake, hoće li pregorjeti? Ne, naravno da neće izgorjeti. 50 ampera je najveća struja koju izvor može proizvesti. Ako na njega spojite traku, dobro će izdržati, recimo 100 miliampera, i to je to. Struja u krugu bit će 100 miliampera, a nitko neće nigdje gorjeti. Druga stvar je da ako uzmete kilometar LED trake i spojite je na ovo napajanje, struja će biti veća od dopuštene, a napajanje će se najvjerojatnije pregrijati i pokvariti. Zapamtite, potrošač je taj koji određuje količinu struje u krugu. Ova jedinica može proizvesti najviše 2 ampera, a kad je kratko spojim s vijkom, ništa se ne događa s vijkom. Ali napajanje se ne sviđa, radi u ekstremnim uvjetima. Ali ako uzmete izvor koji može isporučiti desetke ampera, vijku se ova situacija neće svidjeti.

Kao primjer, izračunajmo napajanje koje će biti potrebno za napajanje poznatog dijela LED trake. Dakle, kupili smo kolut LED trake od Kineza i želimo napajati tri metra baš te trake. Prvo idemo na stranicu proizvoda i pokušavamo saznati koliko vata troši jedan metar trake. Nisam mogao pronaći ovu informaciju, pa postoji ovaj znak. Da vidimo kakvu traku imamo. Diode 5050, 60 komada po metru. I vidimo da je snaga 14 vata po metru. Želim 3 metra, što znači da će snaga biti 42 vata. Preporučljivo je uzeti napajanje s rezervom snage od 30% tako da ne radi u kritičnom načinu rada. Kao rezultat, dobivamo 55 vata. Najbliži odgovarajući izvor napajanja bit će 60 vata. Iz formule snage izražavamo snagu struje i nalazimo je, znajući da LED diode rade na naponu od 12 volti. Ispada da nam je potrebna jedinica sa strujom od 5 ampera. Na primjer, odemo do Alija, nađemo ga, kupimo.
Vrlo je važno znati trenutnu potrošnju prilikom izrade bilo kojeg USB kućnog proizvoda. Maksimalna struja koja se može uzeti iz USB-a je 500 miliampera i bolje je ne prekoračiti je.
I na kraju, kratka riječ o sigurnosnim mjerama. Ovdje možete vidjeti do kojih vrijednosti se električna energija smatra bezopasnom za ljudski život.

Danas je nemoguće zamisliti život bez električne energije. Ne radi se samo o svjetlu i grijačima, već i o cjelokupnoj elektroničkoj opremi, od prvih vakuumskih cijevi do mobitela i računala. Njihov rad je opisan raznim, ponekad vrlo složenim, formulama. Ali i najsloženiji zakoni elektrotehnike i elektronike temelje se na zakonima elektrotehnike koji se proučavaju u okviru predmeta “Teorijske osnove elektrotehnike” (TOE) u institutima, tehničkim školama i fakultetima.

Osnovni zakoni elektrotehnike

• Ohmov zakon
• Joule-Lenzov zakon
• Prvi Kirchhoffov zakon

Ohmov zakon- studij TOE počinje ovim zakonom i niti jedan električar ne može bez njega. Kaže da je struja izravno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu. To znači da što je viši napon primijenjen na otpornik, motor, kondenzator ili zavojnicu (održavajući ostale uvjete konstantnima), veća je struja koja teče kroz krug. Nasuprot tome, što je veći otpor, to je niža struja.

Joule-Lenzov zakon. Pomoću ovog zakona možete odrediti količinu topline koju stvara grijač, kabel, snaga elektromotora ili druge vrste rada koje izvodi električna struja. Ovaj zakon kaže da je količina topline koja se stvara kada električna struja teče kroz vodič izravno proporcionalna kvadratu struje, otporu tog vodiča i vremenu prolaska struje. Pomoću ovog zakona utvrđuje se stvarna snaga elektromotora, a također na temelju tog zakona radi i električno brojilo prema kojem plaćamo utrošenu električnu energiju.

Prvi Kirchhoffov zakon. Koristi se za proračun kabela i prekidača pri proračunu krugova napajanja. Kaže da je zbroj struja koje ulaze u bilo koji čvor jednak zbroju struja koje napuštaju taj čvor. U praksi jedan kabel ulazi iz izvora napajanja, a izlazi jedan ili više.

Drugi Kirchhoffov zakon. Koristi se kod spajanja nekoliko opterećenja u seriju ili opterećenja i dugog kabela. Također je primjenjivo kada se ne spaja iz stacionarnog izvora napajanja, već iz baterije. Kaže da je u zatvorenom krugu zbroj svih padova napona i svih emf-a 0.

Gdje započeti studij elektrotehnike

Najbolje je studirati elektrotehniku ​​na posebnim tečajevima ili u obrazovnim ustanovama. Osim mogućnosti komunikacije s nastavnicima, možete iskoristiti pogodnosti obrazovne ustanove za praktičnu nastavu. Obrazovna ustanova također izdaje dokument koji će biti potreban prilikom prijave na natječaj.

Ako se odlučite sami studirati elektrotehniku ​​ili vam je potreban dodatni materijal za nastavu, onda postoje mnoge stranice na kojima možete učiti i preuzeti potrebne materijale na svoje računalo ili telefon.

Video lekcije

Na internetu postoji mnogo videa koji vam pomažu u svladavanju osnova elektrotehnike. Svi videozapisi mogu se gledati online ili preuzeti pomoću posebnih programa.

Video upute za električare- puno materijala koji govore o raznim praktičnim problemima s kojima se može susresti električar početnik, o programima s kojima mora raditi io opremi instaliranoj u stambenim prostorijama.

Osnove teorije elektrotehnike- ovdje su video lekcije koje jasno objašnjavaju osnovne zakone elektrotehnike. Ukupno trajanje svih lekcija je oko 3 sata.

nula i faza, sheme spajanja žarulja, sklopke, utičnice. Vrste alata za elektroinstalacije;
1. Vrste materijala za elektroinstalaciju, montaža električnog kruga;
2. Prekidački spoj i paralelni spoj;
3. Ugradnja električnog kruga s prekidačem s dvije tipke. Model napajanja za prostorije;
4. Model napajanja za sobu s prekidačem. Osnove sigurnosti.

knjige

Najbolji savjetnik uvijek je bila knjiga. Prije je bilo potrebno posuditi knjigu u knjižnici, od prijatelja ili je kupiti. Danas na Internetu možete pronaći i preuzeti razne knjige koje su potrebne početniku ili iskusnom električaru. Za razliku od videouputa, gdje možete gledati kako se izvodi ova ili ona radnja, u knjizi je možete držati u blizini dok radite. Knjiga može sadržavati referentne materijale koji neće stati u video lekciju (kao u školi - nastavnik govori lekciju opisanu u udžbeniku, a ti se oblici nastave međusobno nadopunjuju).

Postoje stranice s velikom količinom elektrotehničke literature o raznim pitanjima - od teorije do referentnih materijala. Na svim tim stranicama možete preuzeti potrebnu knjigu na svoje računalo i kasnije je čitati s bilo kojeg uređaja.

Na primjer,

meksalib- razne vrste literature, uključujući i elektrotehniku

knjige za električara- ova stranica ima mnogo savjeta za početnike u elektrotehnici

stručnjak za elektriku- mjesto za električare početnike i profesionalce

Knjižnica električara- mnogo različitih knjiga uglavnom za profesionalce

Online udžbenici

Osim toga, na Internetu postoje online udžbenici o elektrotehnici i elektronici s interaktivnim sadržajem.

To su kao što su:

Osnovni tečaj električara- udžbenik elektrotehnike

Osnovni koncepti

Elektronika za početnike- početni tečaj i osnove elektronike

Sigurnosne mjere opreza

Glavna stvar pri izvođenju električnih radova je pridržavanje sigurnosnih mjera opreza. Ako neispravno rukovanje može dovesti do kvara opreme, tada nepoštivanje sigurnosnih mjera može dovesti do ozljeda, invaliditeta ili smrti.

Glavna pravila- to znači ne dodirivati ​​žice pod naponom golim rukama, raditi s alatima s izoliranim ručkama, a prilikom isključivanja struje staviti znak "ne paliti, ljudi rade." Za detaljnije proučavanje ovog pitanja trebate uzeti knjigu "Sigurnosna pravila za električne instalacije i radove podešavanja."

Elektrotehnika je kao strani jezik. Neki su ga već odavno savršeno savladali, drugi se s njim tek počinju upoznavati, a trećima je još uvijek nedostižan, ali primamljiv cilj. Zašto mnogi ljudi žele istražiti taj tajanstveni svijet električne energije? Ljudi su s njime upoznati tek oko 250 godina, no danas je teško zamisliti život bez struje. Da biste upoznali ovaj svijet, postoje teorijske osnove elektrotehnike (TOE) za lutke.

Prvo upoznavanje s strujom

Krajem 18. stoljeća francuski znanstvenik Charles Coulomb počeo je aktivno proučavati električne i magnetske pojave tvari. Upravo je on otkrio zakon električnog naboja koji je po njemu dobio ime - kulon.

Danas je poznato da se svaka tvar sastoji od atoma i elektrona koji rotiraju oko njih u orbitali. Međutim, u nekim tvarima atomi vrlo čvrsto drže elektrone, dok je u drugima ta veza slaba, što omogućuje elektronima da se slobodno odvoje od nekih atoma i pričvrste za druge.

Da biste razumjeli što je to, možete zamisliti veliki grad s ogromnim brojem automobila koji se kreću bez ikakvih pravila. Ti se strojevi kreću kaotično i ne mogu obavljati koristan rad. Srećom, elektroni se ne raspadaju, već se međusobno odbijaju poput loptica. Imati koristi od ovih malih radnika , moraju biti ispunjena tri uvjeta:

1. Atomi tvari moraju slobodno otpustiti svoje elektrone.
2. Na ovu tvar mora se primijeniti sila koja će prisiliti elektrone da se kreću u jednom smjeru.
3. Strujni krug po kojem se gibaju nabijene čestice mora biti zatvoren.

Poštivanje ova tri uvjeta je osnova elektrotehnike za početnike.

Svi elementi sastoje se od atoma. Atome možemo usporediti sa Sunčevim sustavom, samo što svaki sustav ima svoj broj orbita, a svaka orbita može sadržavati nekoliko planeta (elektrona). Što je orbita dalje od jezgre, elektroni u ovoj orbiti imaju manju privlačnost.

Privlačnost ne ovisi o masi jezgre, već od različitih polariteta jezgre i elektrona. Ako jezgra ima naboj +10 jedinica, elektroni također moraju imati ukupno 10 jedinica, ali negativnog naboja. Ako elektron odleti izvan vanjske orbite, tada će ukupna energija elektrona već biti -9 jedinica. Jednostavan primjer za zbrajanje +10 + (-9) = +1. Ispada da atom ima pozitivan naboj.

Događa se i obrnuto: jezgra ima jaku privlačnost i hvata "strani" elektron. Tada se u njegovoj vanjskoj orbiti pojavljuje “dodatni”, 11. elektron. Isti primjer +10 + (-11) = -1. U tom slučaju atom će biti negativno nabijen.

Ako se dva materijala suprotnog naboja stave u elektrolit i spoje s njima vodičem, na primjer, žarulja, tada će struja teći u zatvorenom krugu i žarulja će svijetliti. Ako je strujni krug prekinut, na primjer preko prekidača, žarulja će se ugasiti.

Električna struja se dobiva na sljedeći način. Kada se jedan od materijala (elektroda) izloži elektrolitu, u njemu se pojavljuje višak elektrona i on postaje negativno nabijen. Druga elektroda, naprotiv, odustaje od elektrona kada je izložena elektrolitu i postaje pozitivno nabijena. Svaka elektroda označena je "+" (višak elektrona) i "-" (manjak elektrona).

Iako elektroni imaju negativan naboj, elektroda je označena "+". Ova se zabuna dogodila u zoru elektrotehnike. U to se vrijeme vjerovalo da prijenos naboja obavljaju pozitivne čestice. Od tada su sastavljeni mnogi sklopovi, a da ih ne bi prepravljali, ostavili su sve kako jest .

U galvanskim člancima električna struja nastaje kao rezultat kemijske reakcije. Kombinacija nekoliko elemenata naziva se baterija, takvo pravilo može se naći u elektrotehnici za lutke. Ako je moguć obrnuti proces, kada se kemijska energija nakuplja u elementu pod utjecajem električne struje, onda se takav element naziva baterija.

Galvansku ćeliju izumio je Alessandro Volta 1800. godine. Koristio je bakrene i cinčane ploče umočene u otopinu soli. Ovo je postao prototip modernih baterija i baterija.

Vrste i karakteristike struje

Nakon primanja prve električne energije javila se ideja da se ta energija prenese na određenu udaljenost i tu su se pojavile poteškoće. Ispada da elektroni prolazeći kroz vodič gube dio svoje energije, a što je vodič duži, ti su gubici veći. Godine 1826. Georg Ohm uspostavio je zakon koji prati odnos između napona, struje i otpora. Ona glasi: U=RI. Riječima se ispostavlja: napon je jednak struji pomnoženoj s otporom vodiča.

Iz jednadžbe se vidi da što je dulji vodič, što povećava otpor, to će struja i napon biti manji, dakle snaga će se smanjiti. Nemoguće je eliminirati otpor, da biste to učinili, morate smanjiti temperaturu vodiča na apsolutnu nulu, što je moguće samo u laboratorijskim uvjetima. Struja je neophodna za napajanje, tako da je ni ne možete dirati, preostaje samo povećati napon.

Za kraj 19. stoljeća to je bio nepremostiv problem. Uostalom, u to vrijeme nije bilo elektrana koje su proizvodile izmjeničnu struju, niti transformatora. Stoga su inženjeri i znanstvenici svoju pozornost usmjerili na radio, iako se on uvelike razlikovao od modernog bežičnog. Vlade raznih zemalja nisu vidjele dobrobiti ovakvog razvoja i nisu sponzorirale takve projekte.

Da bi se napon mogao transformirati, povećati ili smanjiti, potrebna je izmjenična struja. Možete vidjeti kako to funkcionira u sljedećem primjeru. Ako se žica smota u zavojnicu i unutar nje brzo pomakne magnet, u zavojnici će se pojaviti izmjenična struja. To se može provjeriti spajanjem voltmetra s nultom oznakom u sredini na krajeve zavojnice. Strelica uređaja će odstupiti ulijevo i udesno, to će značiti da se elektroni kreću u jednom smjeru, a zatim u drugom.

Ovaj način dobivanja električne energije naziva se magnetska indukcija. Koristi se, na primjer, u generatorima i transformatorima, prima i mijenja struju. Prema svojoj formi izmjenična struja može biti:

• sinusoidalni;
• impulzivan;
• uspravio se.

Vrste vodiča

Prva stvar koja utječe na električnu struju je vodljivost materijala. Ova vodljivost je različita za različite materijale. Konvencionalno se sve tvari mogu podijeliti u tri vrste:

• dirigent;
• poluvodič;
• dielektrik.

Vodič može biti svaka tvar koja slobodno propušta električnu struju kroz sebe. To uključuje tvrde materijale poput metala ili polumetala (grafita). Tekućina - živa, rastaljeni metali, elektroliti. Ovo također uključuje ionizirane plinove.

Na temelju toga, vodiči se dijele na dvije vrste vodljivosti:

• elektronička;
• ionski.

Elektronička vodljivost uključuje sve materijale i tvari koje koriste elektrone za stvaranje električne struje. Ovi elementi uključuju metale i polumetale. Ugljik također dobro provodi struju.

U ionskoj vodljivosti tu ulogu igra čestica koja ima pozitivan ili negativan naboj. Ion je čestica kojoj nedostaje ili višak elektrona. Neki ioni nisu skloni uhvatiti "višak" elektrona, dok drugi ne cijene elektrone i stoga ih slobodno daju.

Prema tome, takve čestice mogu biti negativno ili pozitivno nabijene. Primjer je slana voda. Glavna tvar je destilirana voda, koja je izolator i ne provodi struju. Kada se sol doda, ona postaje elektrolit, odnosno vodič.

Poluvodiči u svom normalnom stanju ne provode struju, ali kad su izloženi vanjskim utjecajima (temperatura, tlak, svjetlost itd.) počinju provoditi struju, iako ne tako dobro kao vodiči.

Svi ostali materijali koji nisu uključeni u prva dva tipa klasificiraju se kao dielektrici ili izolator. U normalnim uvjetima praktički ne provode električnu struju. To se objašnjava činjenicom da se u vanjskoj orbiti elektroni drže vrlo čvrsto na svojim mjestima i nema mjesta za druge elektrone.

Kada proučavate elektriku za lutke, morate zapamtiti da se koriste sve prethodno navedene vrste materijala. Vodiči se prvenstveno koriste za spajanje elemenata strujnog kruga (uključujući i mikro krugove). Mogu spojiti izvor napajanja na opterećenje (na primjer, kabel iz hladnjaka, električne žice itd.). Koriste se u proizvodnji zavojnica, koje se pak nepromijenjene mogu koristiti, na primjer, na tiskanim pločama ili u transformatorima, generatorima, elektromotorima itd.

Provodnici su najbrojniji i najraznovrsniji. Od njih se izrađuju gotovo sve radio komponente. Za dobivanje varistora, na primjer, može se koristiti jedan poluvodič (silicijev karbid ili cinkov oksid). Postoje dijelovi koji sadrže vodiče različitih vrsta vodljivosti, na primjer, diode, zener diode, tranzistori.

Bimetali zauzimaju posebnu nišu. To je kombinacija dva ili više metala, koji imaju različite stupnjeve ekspanzije. Kada se takav dio zagrije, deformira se zbog različitog postotka širenja. Obično se koristi u strujnoj zaštiti, na primjer, za zaštitu elektromotora od pregrijavanja ili za isključivanje uređaja kada dosegne zadanu temperaturu, kao kod glačala.

Dielektrici uglavnom imaju zaštitnu funkciju (na primjer, izoliraju ručke na električnim alatima). Također vam omogućuju izolaciju elemenata električnog kruga. Tiskana ploča na koju su montirane radiokomponente izrađena je od dielektrika. Žice zavojnice premazane su izolacijskim lakom kako bi se spriječio kratki spoj između zavoja.

Međutim, dielektrik, kada se doda vodič, postaje poluvodič i može provoditi struju. Isti zrak postaje provodnik za vrijeme grmljavinske oluje. Suho drvo je loš vodič, ali ako se smoči, više neće biti sigurno.

Električna struja igra veliku ulogu u životu modernog čovjeka, ali, s druge strane, može predstavljati i smrtnu opasnost. Vrlo ga je teško otkriti, na primjer, u žici koja leži na tlu, a to zahtijeva posebnu opremu i znanje. Stoga je potreban krajnji oprez pri korištenju električnih uređaja.

Ljudsko tijelo sastoji se prvenstveno od vode, ali to nije destilirana voda, koja je dielektrik. Stoga tijelo postaje gotovo vodič za elektricitet. Nakon primanja strujnog udara dolazi do kontrakcije mišića, što može dovesti do zastoja srca i disanja. Daljnjim djelovanjem struje krv počinje ključati, zatim se tijelo isušuje i na kraju dolazi do pougljenjenja tkiva. Prvo što treba učiniti je zaustaviti struju, ako je potrebno, pružiti prvu pomoć i nazvati liječnike.

Statički napon se javlja u prirodi, ali najčešće ne predstavlja opasnost za čovjeka, osim munje. Ali može biti opasno za elektroničke sklopove ili dijelove. Stoga se pri radu s mikro krugovima i tranzistorima s efektom polja koriste uzemljene narukvice.

Trenutno se već prilično stabilno razvio tržište usluga, uključujući i u regiji kućanski električari.

Električari visoke struke, s neskrivenim entuzijazmom, svim silama nastoje pomoći ostatku našeg stanovništva, a uz kvalitetan rad uz skromnu plaću dobivaju veliko zadovoljstvo. S druge strane, naše stanovništvo također dobiva veliko zadovoljstvo od kvalitetnog, brzog i potpuno jeftinog rješenja svojih problema.

S druge strane, oduvijek je postojala prilično široka kategorija građana koji to temeljno smatraju čašću - vlastitom rukom riješiti apsolutno sve svakodnevne probleme koji se javljaju u vlastitom mjestu stanovanja. Takav stav svakako zaslužuje odobravanje i razumijevanje.
Štoviše, sve ove Zamjene, transferi, ugradnje- prekidači, utičnice, strojevi, brojila, svjetiljke, priključak kuhinjskih štednjaka itd. - sve ove vrste usluga koje stanovništvo najviše traži, s gledišta profesionalnog električara, uopće nisu težak posao.

I da budem iskren, običan građanin, bez elektrotehničkog obrazovanja, ali ima prilično detaljne upute, može se lako nositi s njegovom implementacijom sam, vlastitim rukama.
Naravno, kada prvi put izvodi takav posao, električar početnik može potrošiti mnogo više vremena od iskusnog stručnjaka. Ali uopće nije činjenica da će to učiniti manje učinkovitim, s pažnjom na detalje i bez žurbe.

U početku je ova stranica zamišljena kao zbirka sličnih uputa o najčešćim problemima u ovom području. Ali kasnije, za ljude koji se apsolutno nikada nisu susreli s rješavanjem takvih problema, dodan je tečaj "mladi električar" koji se sastoji od 6 praktičnih lekcija.

Značajke ugradnje električnih utičnica skrivenih i otvorenih ožičenja. Utičnice za električni štednjak. Spajanje električnog štednjaka vlastitim rukama.

Prekidači.

Zamjena i montaža električnih sklopki, skrivene i vidljive instalacije.

Automatski strojevi i RCD.

Princip rada zaštitnog sklopa i prekidača strujnog kruga. Klasifikacija prekidača.

Električna brojila.

Upute za samostalnu instalaciju i spajanje jednofaznog brojila.

Zamjena ožičenja.

Unutarnja elektroinstalacija. Značajke ugradnje, ovisno o materijalu zidova i vrsti završne obrade. Električno ožičenje u drvenoj kući.

Svjetiljke.

Montaža zidnih lampi. Lusteri. Ugradnja reflektora.

Kontakti i veze.

Neke vrste spojeva vodiča, najčešće se nalaze u "kućnoj" elektrici.

Elektrotehnika - osnove teorije.

Pojam električnog otpora. Ohmov zakon. Kirchhoffovi zakoni. Paralelna i serijska veza.

Opis najčešćih žica i kabela.

Ilustrirane upute za rad s digitalnim univerzalnim električnim mjernim instrumentom.

O svjetiljkama - sa žarnom niti, fluorescentne, LED.

O "novcu".

Zanimanje električara donedavno se definitivno nije smatralo prestižnim. No, može li se to nazvati slabo plaćenim? U nastavku pogledajte cjenik najčešćih usluga od prije tri godine.

Elektroinstalacije - cijene.

Brojilo električne energije kom. - 650p.

Jednopolni prekidači kom. - 200 p.

Tropolni automati kom. - 350p.

Difavtomat kom. - 300p.

Jednofazni RCD kom. - 300p.

Prekidač s jednim ključem kom. - 150p.

Prekidač s dva ključa kom. - 200 p.

Prekidač s tri ključa kom. - 250p.

Otvorena ploča ožičenja do 10 grupa kom. - 3400p.

Skrivena ploča za ožičenje do 10 grupa kom. - 5400p.

Polaganje otvorenog ožičenja P.m - 40p.

Valovito ožičenje P.m - 150p.

Žljebljenje u zidu (beton) P.m - 300p.

(cigla) P.m - 200p.

Ugradnja priključnice i razvodne kutije u beton kom. - 300p.

cigla kom. - 200 p.

gips karton kom. - 100p.

Svijećnjak kom. - 400p.

Reflektor kom. - 250p.

Luster na kuku kom. - 550p.

Stropni luster (bez montaže) kom. - 650p.

Ugradnja zvona i tipke za zvono kom. - 500p.

Montaža utičnice, prekidač otvorenog ožičenja kom. - 300p.

Montaža utičnice, sklopka za skriveno ožičenje (bez ugradnje utičnice) kom. - 150p.

Dok sam bio električar "po oglasu", nisam mogao montirati više od 6-7 točaka (utičnice, sklopke) skrivene žice na betonu - u večeri. Plus 4-5 metara utora (na betonu). Izvodimo jednostavne aritmetičke izračune: (300+150)*6=2700p. - ovo su za utičnice s prekidačima.
300 * 4 = 1200 rub. - ovo je za žljebove.
2700+1200=3900 rub. - ovo je ukupan iznos.

Nije loše za 5-6 sati rada, zar ne? Cijene su, naravno, moskovske cijene, u Rusiji će biti manje, ali ne više od dva puta.
U cjelini gledano, mjesečna plaća električara-instalatera trenutno rijetko prelazi 60 000 rubalja (ne u Moskvi)

Naravno, postoje i posebno nadareni ljudi u ovom području (u pravilu, s izvrsnim zdravljem) i praktičnom oštroumnošću. Pod određenim uvjetima uspijevaju povećati zaradu na 100.000 rubalja i više. U pravilu imaju licencu za izvođenje elektroinstalacijskih radova i rade izravno s kupcem, preuzimajući "ozbiljne" ugovore bez sudjelovanja raznih posrednika.
Električari - industrijski serviseri. oprema (u poduzećima), električari - radnici na visokom naponu, u pravilu (ne uvijek) - zarađuju nešto manje. Ako je poduzeće profitabilno i sredstva se ulažu u "ponovno opremanje", električarima-serviserima mogu se otvoriti dodatni izvori prihoda, na primjer, instalacija nove opreme tijekom neradnog vremena.

Visoko plaćen, ali fizički težak i ponekad vrlo prašnjav, posao električara-instalatera nedvojbeno je vrijedan svakog poštovanja.
Baveći se elektroinstalacijama, stručnjak početnik može svladati osnovne vještine i sposobnosti te steći početno iskustvo.
Bez obzira na to kako će u budućnosti graditi svoju karijeru, možete biti sigurni da će mu praktično znanje stečeno na ovaj način svakako dobro doći.

Korištenje bilo kojeg materijala s ove stranice dopušteno je pod uvjetom da postoji poveznica na web mjesto

Slični članci