Что нужно знать начинающему электрику

Как начать разбираться в электрике: самоучитель с нуля для начинающих электромонтеров

Что изучает электрика
С чего начать обучение
Вуз, техникум, колледж
Курсы
Самообучение
Схемы электрических соединений
Параллельное и последовательное
Теоретические основы электрики
Понятия и свойства электрического тока
Сила тока
Напряжение
Сопротивление
Мощность тока
Энергия и мощность
Пусковой ток
Закон Ома
Трехфазные и однофазные сети
Электропроводящие и изоляционные материалы
Системы автоматической защиты
Выполнение электромонтажных работ
Необходимые инструменты
Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)
Изоляция
Прокладка проводки
Выбор электрического провода
Провод для заземления
Электротехника и электрическая механика
Техника безопасности
Неисправности электротехники
Рекомендации начинающим

При изучении электротехники новичку придется столкнуться с множеством малопонятных терминов, основных законов и положений. «Электрика для начинающих» помогает ознакомиться с принципами функционирования электрических сетей, научиться правильно работать с проводкой и приборами.

Что изучает электрика

Наука начала стремительно развиваться в XIX в. В то время были открыты первые законы, позволившие понять, что такое электричество. Теоретические основы проверялись на практике. Стали появляться первые электрические приборы, улучшаться средства передачи электроэнергии от источников к потребителям.

Современная наука помогает узнавать все о приборах, работающих с использованием электричества. Благодаря исследованиям создаются более совершенные устройства. Электротехника — наука, ставшая основным двигателем прогресса.

С чего начать обучение

Пособия по электрике «для чайников» присутствуют на информационных порталах. Дефицита таких материалов не наблюдается, поэтому каждый желающий может начать изучать дисциплину с нуля. Однако если человек планирует получить профессию электрика, ему придется поступать на соответствующий факультет высшего или средне-специального учебного заведения.

Вуз, техникум, колледж

Многие учебные учреждения предлагают получить профессиональное образование электрика. Стоит рассмотреть особенности обучения в каждом из них:

Полный курс в ВУЗе длится 4-5 лет. Здесь дается минимальная практическая база. Однако ВУЗы готовят специалистов с хорошими теоретическими знаниями. Учебные заведения принимают выпускников 11-х классов или ССУЗов.
Техникумы дают равное количество теоретических и практических навыков. Обучение направлено на получение рабочей специальности. Поэтому теория изучается менее детально, чем в ВУЗе. Техникумы принимают выпускников 9-х или 11-х классов школы. Обучение длится 4 или 3 года соответственно.
Училище или колледж. Такие заведения подготавливают рабочих, поэтому теоретическая часть сведена к минимуму. Профессию электрика в училище можно получить за 1-3 года.

Курсы

Такие программы помогают освоить базовые навыки за 2-8 недель. Уроки проходят как в стандартном, так и в онлайн-режиме. Недостатком курсов считается малый объем получаемых знаний. Начинающий электрик изучает азы электротехники, осваивает некоторые навыки. Практические занятия обучающийся проводит самостоятельно.

Все курсы ведутся на платной основе, проходить их можно, не оставляя другой работы.

Самообучение

Если описанные способы обучения не подходят, человек может осваивать электротехнику самостоятельно с помощью специальной литературы. Выполнять сложные задачи в таком случае электрик не сможет, однако смонтировать проводку в квартире ему будет под силу. Чтобы стать опытным специалистом с помощью самоучителей, необходимо проходить практику помощником электрика. Ученик должен внимательно следить за действиями наставника, выполнять несложные задания.

Схемы электрических соединений

Существует 2 основных вида цепей, в которых компоненты соединяются параллельно или последовательно. Начинающему электрику стоит изучить принципы их построения и работы.

Параллельное и последовательное

В первом случае электричество разветвляется на все цепи, соединенные друг с другом. Общий ток равен сумме значений в каждой ветке. На соединенные параллельно цепи поступает одинаковое напряжение.

При последовательном построении схемы ток из одной ветки переходит в другую. Через все цепи проходит заряд одинаковой силы.

Теоретические основы электрики

Законы и формулы используются не только при расчетах. Их учитывают при выполнении практических задач. Зная теоретические основы, электрик может быстро выявить и устранить причину неисправности.

Понятия и свойства электрического тока

Электричество представляет собой движение частиц, переносящих заряд. При беспорядочном перемещении свободных электронов подобного не происходит. В перемещении заряда участвуют только упорядоченно движущиеся частицы. Ток всегда протекает направленно. О его присутствии свидетельствуют такие признаки:

повышение температуры проводника;
силовое воздействие на намагниченные тела;
изменение химических свойств проводника.

Ток бывает переменным и постоянным. Во втором случае его параметры являются неизменными. Переменный ток периодически меняет полярность от отрицательной к положительной. Это значит, что направление потока частиц становится противоположным. Скорость изменений представляет собой частоту.

Сила тока

При появлении электричества в цепи заряд переносится через сечение проводника. Величина, прошедшая за единицу времени, называется силой тока и выражается в амперах.

Напряжение

Для поддержания движения частиц, переносящих заряд, требуется сила, действующая в нужном направлении. Она называется электрическим полем или напряженностью. Сила вызывает разность потенциалов и стимулирует движение частиц. Для измерения напряжения используется отдельная единица — вольт. Между основными параметрами тока существует зависимость, отраженная в законе Ома.

Сопротивление

Эта величина является характеристикой проводника, связанной с током. Сопротивление, выражаемое в омах, обозначает противодействие материала течению заряженных частиц. Параметр увеличивается по мере уменьшения сечения и роста длины проводника. Под влиянием сопротивления материал нагревается. Величина в 1 Ом возникает при силе тока в 1 А и напряжении 1 В.

Мощность тока

Электрический ток используется для выполнения работы — нагрева батарей, вращения мотора и т. д. Вычислить мощность в ваттах можно, умножив силу тока на напряжение. Например, нагреватель, работающий от сети 220 В, потребляет 2200 Вт. Значит, для его функционирования требуется сила в 10 А. Лампа накаливания 100 Вт потребляет 0,45 А.

Энергия и мощность

Начинающий электромонтер должен научиться разбираться в таких понятиях. Энергия бывает электрической, тепловой, механической или ядерной. Ее невозможно создать или уничтожить. Один вид энергии способен преобразовываться в другой. Например, в бытовых приборах электроэнергия превращается в тепло или звук. Любое устройство потребляет некоторое количество энергии за заданный отрезок времени.

Каждый прибор характеризуется своей величиной, представляющей собой мощность.

Пусковой ток

Нужно различать параметры потребляемого прибором тока при его работе и включении. В последнем случае наблюдается скачок, многократно превышающий эксплуатационные показатели. Поступающий в момент включения ток называется пусковым. Самым большим параметром обладают электродвигатели. Пусковой ток подается до момента набора валом нужной скорости вращения. Подобное характерно для большинства бытовых приборов. Блоки питания снабжаются устройствами, накапливающими энергию для запуска.

Пусковой ток не характерен для маломощных нагревательных элементов. Вычислить параметр, зная мощность прибора, не получится. Устройствам свойственны разные соотношения. Кроме того, современные приборы снабжаются ограничителями пускового тока.

Закон Ома

Сила тока равна напряжению, деленному на сопротивление. Это — основное положение закона Ома. Он действует в отношении постоянного и переменного тока. Через провод сопротивлением 1 Ом под напряжением 1 В проходит ток силой 1 А. Из закона Ома вытекают 2 следствия:

При данных силе тока и сопротивлении можно рассчитать мощность, выделяемую цепью. Для этого квадрат первого параметра умножают на второй.
При данных напряжении и сопротивлении можно рассчитать мощность. При этом квадрат первой величины делят на значение второй.

Трехфазные и однофазные сети

Генераторы на электростанциях вырабатывают 3-фазное напряжение. В таких установках присутствуют катушки индуктивности, размещенные под углом 120°. 3 таких элемента образуют оборот — 360°. Вырабатываемое при вращении магнитное поле индуцирует ток. Один из выводов катушки соединяется с нулевым проводом, второй (фазовый) подводится к потребителям. Получаемое напряжение является синусоидальным. В каждом фазовом проводе оно смещается на 120° относительно соседних элементов.

При измерении напряжения между 2 одинаковыми проводниками у потребителя получается 360 В. Этот параметр между нулем и фазой составляет 220 В. Для питания большинства сетей используется 3-фазное напряжение. Однако в целях экономии к маломощным потребителям подводят 1 фазу и ноль. Подключение выполняют с учетом необходимости равномерного распределения нагрузки. Так образуется 1-фазное бытовое напряжение.

Электропроводящие и изоляционные материалы

Под воздействием тока вещества проявляют разные свойства. Сопротивления начинаются от тысячных долей Ома, заканчиваются миллионами единиц. Материалы с малыми значениями называются проводниками. Диэлектриками или изоляторами называются вещества с высоким сопротивлением. Из проводников изготавливают кабели, клеммы, разъемы, передающие электроэнергию. Из изоляционных материалов производят изделия, препятствующие протеканию тока. Для них характерен эффект пробоя, при подаче предельного напряжения диэлектрик становится проводником.

Часть материалов в природе не относится к группе проводников или изоляторов. Они не используются для доставки электроэнергии или защиты от пробоя.

При отсутствии данных об электропроводности стоит считать материал полупроводником.

Системы автоматической защиты

Электросеть несет 2 вида угроз:

Мощность бытовой проводки достаточна для возгорания материалов, используемых при отделке помещений. Замыкание в сети приводит к неконтролируемому повышению силы тока и воспламенению. Свести вероятность возникновения такой ситуации к нулю невозможно, однако ее снижают путем введения в цепь автоматического выключателя. При повышении параметров тока пластина устройства деформируется, высвобождается пружина, которая размыкает контакты. Автомат не реагирует на импульсы пускового тока.
Нулевой провод связан с землей, фазовый находится под напряжением по отношению к ней. Между таким проводником и заземленными предметами возникает ток. Поражение человека электричеством, образующимся между 2 сетевыми кабелями, практически не опасно. Однако при некоторых условиях прохождения тока электротравма становится смертельной. Автоматические системы защиты следят, чтобы ток входил в один провод и уходил по другому. При появлении напряжения между фазой и заземленным предметом, например, телом человека, УЗО обесточивает сеть.

Выполнение электромонтажных работ

Создание электрических сетей состоит из нескольких этапов:

проектирования;
подготовки материалов и инструментов;
прокладки проводки.

Необходимые инструменты

Для работы потребуются:

фазоискатель;
плоскогубцы;
кусачки;
ножи;
изоляционная лента;
отвертки;
мультиметр для проверки сетей.

Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)

Процедура сопряжена с некоторыми сложностями. Ее нужно проводить так, чтобы не повреждалась токопроводящая жила. Иногда каждый проводник защищается виниловой изоляцией. Набор таких шин помещается в еще одну оплетку. В таком случае нужно разрезать верхний слой, не повреждая внутренней изоляции. Для снятия оплетки используют тупой нож, для зачистки медных или алюминиевых жил — острый.

При разрезании изоляции лезвие вводят на половину толщины материала. После этого жилы разводят в стороны плоскогубцами. Внешняя изоляция рвется по линии надреза.

Изоляция

Места соединения или повреждения оплетки тщательно изолируют. При электромонтаже для этого используют специальную ленту. Для начала жилы изолируют раздельно, затем вместе. Нанесенный на изоленту клей должен обеспечивать прочную фиксацию. Материал надежно приклеивают к виниловой оплетке на ширину, препятствующую отслаиванию или сползанию.

Прокладка проводки

Современный провод укладывают без дополнительной изоляции. При проведении работ учитывают, что:

места соединений оставляют в свободном доступе;
провод не должен подвергаться механическим воздействиям;
нужно исключать влияние агрессивных факторов на места соединений;
нельзя задевать проводку инструментом при выполнении каких-либо работ.

При прокладке кабелей под землей используют бронированный канал. Гидроизоляция не является обязательной, поскольку провод нечувствителен к воздействию влаги.

Скрытые сети обустраивают так, чтобы вероятность их повреждения отсутствовала. Необходимо сделать и сохранить схему проводки.

Выбор электрического провода

Кабели бывают одно- или многожильными. В первом случае имеется единственная токопроводящая жила. В многожильном кабеле шина состоит из сплетенных проводников. Провода различают и по количеству токопроводящих элементов. Для создания 3-фазной проводки применяют 4-жильный кабель. Состоящие из 3 проводников изделия используются при создании бытовых электросетей. Жилы изготавливают из серебра, алюминия или меди.

Первый вариант применяется в промышленных условиях, что объясняется высокой электропроводностью. В быту используют медь или алюминий.

Провод для заземления

Такой кабель соединяется с землей и применяется для защиты от поражения током при пробое на корпус прибора. Использование некоторых устройств без заземления недопустимо. К ним относятся насосы, нагреватели, стиральные машины. Если заземление отсутствует, его необходимо подвести. Обязательной является установка УЗО, защищающего от удара током при замыкании фазы на корпус.

Электротехника и электрическая механика

Эти науки являются взаимосвязанными. Электрическая механика изучает базовые схемы оборудования, потребляющего электроэнергию. Курс теории и практики помогает научиться ремонту бытовых приборов. Основные положения электрической механики позволяют понять, как работают двигатель и генератор, в чем заключаются различия между стабилизатором и трансформатором.

Техника безопасности

При работе с электрическими сетями или приборами соблюдают такие правила:

Перед началом эксплуатации или ремонта оборудования изучают инструкцию. В разделе безопасности прописаны недопустимые действия, приводящие к замыканию и поражению током.
Устройства необходимо обесточивать. После этого оценивают состояние изоляции проводов. При выявлении повреждений оголенные места закрывают изолентой.
При невозможности обесточивания электрической сети работают в диэлектрических перчатках, обуви на резиновой подошве и специальных очках.
Доступ к распределительным щитам и электроустановкам начинающим специалистам запрещен.
Нельзя касаться лишенных изоляции проводов руками. Для поиска фазы используют мультиметры, индикаторные отвертки и другие инструменты.

Неисправности электротехники

Считается, что необходимо уметь выявлять 2 основных типа поломок: отсутствие надежного нужного контакта и наличие ненужного. В электромонтаже не бывает случаев, когда 2 элемента сети бывают связаны тем или иным сопротивлением. Они бывают только соединенными или разъединенными.

Как научиться разбираться в электрике: уроки для начинающих

Понятие электричества

Все вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. У атома есть ядро и движущиеся вокруг него положительно и отрицательно заряженные частицы (протоны и электроны). При нахождении двух материалов рядом друг с другом между ними возникает разность потенциалов (у атомов одного вещества электронов всегда меньше, чем у другого), что приводит к появлению электрического заряда – электроны начинают перемещаться от одного материала к другому. Так возникает электричество. Другими словами, электричество – это энергия, возникающая в результате перемещения отрицательно заряженных частиц из одного вещества в другое.

Скорость перемещения может быть разной. Чтобы движение было в нужном направлении и с нужной скоростью, используются проводники. Если движение электронов по проводнику осуществляется только в одном направлении, такой ток называется постоянным. Если же направление перемещения с определенной частотой меняется, то ток будет переменным. Самым известным и простым источником постоянного тока является батарейка или автомобильный аккумулятор. Переменный ток активно используется в бытовом хозяйстве и в промышленности. На нем работают практически все устройства и оборудование.

К сведению. Движением электрической энергии можно управлять. Способы такого управления изучает курс «Основы электротехники», который необходим всем электрикам, чтобы правильно проложить проводку в доме, не допустить пожара или травм в период работ.

Постоянный ток

Так называется ток, не меняющий вектора движения на каком-либо временном отрезке и направленный строго от положительного полюса к отрицательному. Постоянный электроток отличается способностью к аккумуляции – на ней базируется принцип действия аккумуляторных источников питания.

Кроме того, такой ток может получаться в батарейках посредством химической реакции. Аккумуляторы и гальванические батарейки обеспечивают работу большого числа портативных приборов. На схемах данный вид тока показывают, обозначая плюсовой и минусовой полюса. Если какой-то электроприбор рассчитан на эксплуатацию только при постоянном токе, на корпус ставят соответствующую маркировку в виде одиночной черты или пары параллельных горизонтальных линий.

Читать еще: Поломки микроволновой печи; основные проблемы и пути их решения

Электромагнетизм

Это явление входит в число основных понятий электротехники. Оно является продуктом взаимодействия магнитного эффекта и электротока. Первым его зафиксировал Х. Эрстед при приближении компаса к кабелю, по которому проходил ток: стрелка устройства в это время сместилась, что иллюстрировало присутствие магнитного поля поблизости от кабеля.

Электромагнитами называются материалы, в которых магнитные свойства обнаруживаются только при пропускании тока по намотке. Чтобы сила магнитного поля возросла, намотку делают состоящей из большого числа витков. Металлическая основа с магнитными свойствами, которую обматывают, называется сердечником. Вектор линий поля определяется направлением течения электротока в проводе обмотки. Если у магнита присущие ему свойства обнаруживаются константно, а не только при наличии тока и обмотки, его называют постоянным. Часто он имеет кольцевую или подковообразную форму.

Переменный ток

Это один из первых терминов, с которым знакомятся изучающие теорию электричества. Одновременно с этим узнают о его отличиях от постоянного тока.

Этот вид тока характеризуется тем, что циклически меняет свои величину и направление (в отличие от постоянного, у которого эти параметры неизменны на любом временном отрезке). При этом характер изменений можно отразить на графике в виде синусоиды. Когда лампа подключается в электросеть с таким током, минус и плюс на ее контактах будут периодически меняться места.

Применение такого тока дает возможность передачи электрической энергии на очень большие расстояния. Поскольку генераторы создают огромное напряжение, которое опасно подавать в жилые помещения, ток от них направляется в подстанции, где трансформируется.

К сведению. Из этого тока можно получать постоянный с помощью выпрямляющего устройства – диодного моста. Он распрямляет синусоидальную кривую, что заставляет электроны двигаться в одном векторе, не меняя его с течением времени.

Единицы измерения

Одной из основных характеристик такого тока является частота – величина, показывающая число инцидентов изменения параметров за единицу времени. Ее обозначают как f и измеряют в герцах (Гц). Чаще всего для бытовых и промышленных нужд используют частоту 50 Гц. Это означает, что на двух зажимах розетки полюса меняются позициями 50 раз в секунду.

Период – это время, за которое происходит одиночный инцидент изменения. Если в секунду их 50, то период будет равен 0,02 с.

Эффективное значение тока – создающее для некоторого сопротивления выделение тепла, равное определенному переменному току за заданное время.

Трансформаторы

Это приборы, преобразующие переменный электроток с заданными параметрами в ток с иным показателем напряжения, но идентичной исходному частотой. Их действие основано на принципе взаимоиндукции. Устройство является статичным, не снабжено подвижными элементами, потому не является машиной, но учащиеся знакомятся с его действием одновременно с принципами работы электрических машин.

В прибор вмонтированы две катушки с неодинаковым количеством витков (это сделано для обеспечения разницы напряжений). По магнитному полю электроэнергия передается между катушками.

Электрические машины (электродвигатели и генераторы)

Данные механизмы широко используются в автоматике, промышленности, являются главными элементами электроустановок. Два основных типа, различающиеся по назначению и способу действия, – генераторы и двигатели. Любая машина включает в себя устойчивую часть (статор) и подвижную (ротор).

Что изучает электротехника

Радиотехника для начинающих

Данная наука знает практически все об электричестве. Изучить ее необходимо всем, кто хочет получить диплом или квалификацию электрика. В большинстве учебных заведений курс, на котором изучают все, что связано с электроэнергией, называется «Теоретические основы электротехники» или, сокращенно ТОЭ.

Данная наука получила развитие в XIX веке, когда был изобретен источник постоянного тока, и появилась возможность строить электрические цепи. Дальнейшее развитие электротехника получила в процессе новых открытий в области физики электромагнитных излучений. Чтобы без проблем осваивать науку в настоящее время, необходимо иметь знания не только в области физики, но также химии и математики.

В первую очередь, на курсе ТОЭ изучаются основы электричества, дается определение тока, исследуются его свойства, характеристики и направления применения. Далее изучаются электромагнитные поля и возможности их практического использования. Завершается курс, как правило, изучением устройств, в которых используется электрическая энергия.

Предмет изучения электротехники

Чтобы разобраться с электричеством, не обязательно поступать в высшее или среднее учебное заведение, достаточно воспользоваться самоучителем или пройти видеоуроки «для чайников». Полученных знаний вполне хватит, чтобы разобраться с проводкой, заменить лампочку или повесить люстру дома. Но, если планируется профессионально работать с электричеством (например, в должности электромонтера или энергетика), то соответствующее образование будет обязательным. Оно позволяет получить специальный допуск на работу с приборами и устройствами, работающими от источника тока.

Системы автоматической защиты

Электросеть несет 2 вида угроз:

Мощность бытовой проводки достаточна для возгорания материалов, используемых при отделке помещений. Замыкание в сети приводит к неконтролируемому повышению силы тока и воспламенению. Свести вероятность возникновения такой ситуации к нулю невозможно, однако ее снижают путем введения в цепь автоматического выключателя. При повышении параметров тока пластина устройства деформируется, высвобождается пружина, которая размыкает контакты. Автомат не реагирует на импульсы пускового тока.
Нулевой провод связан с землей, фазовый находится под напряжением по отношению к ней. Между таким проводником и заземленными предметами возникает ток. Поражение человека электричеством, образующимся между 2 сетевыми кабелями, практически не опасно. Однако при некоторых условиях прохождения тока электротравма становится смертельной. Автоматические системы защиты следят, чтобы ток входил в один провод и уходил по другому. При появлении напряжения между фазой и заземленным предметом, например, телом человека, УЗО обесточивает сеть.

Основные понятия электротехники

Изучая электричество для начинающих, главное – разобраться с тремя основными терминами:

Сила тока;
Напряжение;
Сопротивление.

Под силой тока понимается количество электрического заряда, протекающего через проводник с определенным сечением за единицу времени. Другими словами, количество электронов, которые переместились из одного конца проводника в другой за некоторое время. Сила тока является самой опасной для жизни и здоровья человека. Если взяться за оголенный провод (а человек – это тоже проводник), то электроны пройдут через него. Чем больше их пройдет, тем больше будут повреждения, поскольку в процессе своего движения они выделяют тепло и запускают различные химические реакции.

Однако чтобы ток шел по проводникам, между одним и другим концом проводника должно быть напряжение или разность потенциалов. Причем она должна быть постоянной, чтобы движение электронов не прекращалось. Для этого электрическую цепь обязательно замыкают, а на одном конце цепи обязательно ставят источник тока, который обеспечивает в цепи постоянное движение электронов.

Сопротивление – это физическая характеристика проводника, его способность к проведению электронов. Чем ниже сопротивление проводника, тем большее количество электронов по нему пройдет за единицу времени, тем выше сила тока. Высокое сопротивление, наоборот, уменьшает силу тока, но влечет за собой нагревание проводника (если напряжение достаточно высоко), что может привести к возгоранию.

Подбор оптимальных соотношений между напряжением, сопротивлением и силой тока в электрической цепи является одной из основных задач электротехники.

Понятия и свойства электрического тока

повышение температуры проводника;
силовое воздействие на намагниченные тела;
изменение химических свойств проводника.

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Мощность тока

Энергия и мощность

Каждый прибор характеризуется своей величиной, представляющей собой мощность.

Пусковой ток

Закон Ома

При данных силе тока и сопротивлении можно рассчитать мощность, выделяемую цепью. Для этого квадрат первого параметра умножают на второй.
При данных напряжении и сопротивлении можно рассчитать мощность. При этом квадрат первой величины делят на значение второй.

Закон Кулона

Согласно короткому описанию, это физический закон, который говорит о взаимодействии между прямо стоящими точечными электрозарядами в зависимости от того, на каком расстоянии они находятся. Согласно полному определению, формулировка обозначает, что между двумя точками в виде электрических зарядов формируется вакуум. Там появляется конкретная сила, которая пропорциональна умножению их модульных частиц, поделенных на квадратный показатель расстояния.

Расстояние — длина, которая соединяет заряды. Сила взаимодействия направлена по отрезку. Кулоновская сила — сила, отталкивающая при зарядах минус-минус и плюс-плюс и притягательная при минус-плюс и плюс-минус.

Обратите внимание! Электрическая сила формула выглядит так: F=k⋅|q1|⋅|q2|/r2, где F — сила заряда, q — величина заряда, r — вектор или расстояние между зарядами, а k — коэффициент пропорциональности. Последний равен c2·10−7 Гн/м.

Закон Кулона

Решение задачи с законом Кулона. При наличии заряженных шариков, которые находятся на расстоянии 15 см и отталкиваются с силой 1 Н в поиске начального заряда, выявить неизвестное можно, переведя основные единицы в систему СИ и подставив величины в указанную формулу. Выйдет значение 2 * 5 * 10 (-8) = 10 (-7).

Теорема Гаусса

Основной закон в электродинамике, входящий в уравнения Максвелла. Это следствие из кулоновского умозаключения и принципа суперпозиции. По ней вектор напряжения поля движется сквозь произвольное значение замкнутой поверхности, окруженной зарядами. Он имеет пропорциональность сумме заряженных частиц, которые находятся внутри этого замкнутого пространства. Указанный вектор поделен на е0. Все это выражается формулой, указанной ниже.

Теорема Гаусса

Емкость плоского конденсатора

Емкостью называется проводниковая характеристика, по которой электрический заряд может накапливать энергию. Плоским конденсатором называются несколько противоположно заряженных пластин, разделенных диэлектрическим тонким слоем. Емкостью плоского конденсатора считается его характеристика, способность к накоплению электрической энергии.

Обратите внимание! Это физическая величина, которая равна делению заряда на разность потенциалов его обкладки. Зарядом при этом служит заряженная одна пластина.

Если в задаче требуется узнать емкость конденсатора из двух пластин с площадью в 10(-2) квадратных метров и в них находится 2*10(-3) метровый лист, ε0 электрическая постоянная с 8,85×10-12 фарад на метр и ε=6 — диэлектрическая проницаемость слюды. В таком случае нужно вставить значения в формулу C= ε* ε* S/d.

Емкость плоского конденсатора

Энергия плоского конденсатора

Поскольку любая частица конденсатора имеет способность запаса энергии, который сохранен на конденсаторной обкладке, вычислить эту самую Е просто, поскольку чтобы элемент зарядился, ему нужно совершить работу. Работа совершается полем. В результате была выведена следующая формула: Еp = А = qEd, где А является работой, d — расстоянием.

Энергия

Электротехника и электромеханика

Электромеханика является разделом электротехники. Она изучает принципы функционирования устройств и оборудования, которые работают от источника электрического тока. Изучив основы электромеханики, можно научиться ремонтировать различное оборудование или даже проектировать его.

В рамках уроков по электромеханике, как правило, изучаются правила преобразования электрической энергии в механическую (каким образом функционирует электродвигатель, принципы работы любого станка и так далее). Также исследуются и обратные процессы, в частности, принципы действия трансформаторов и генераторов тока.

Таким образом, без понимания того, как составляются электрические цепи, принципов их функционирования и других вопросов, которые изучает электротехника, осваивать электромеханику невозможно. С другой стороны, электромеханика является более сложной дисциплиной и носит прикладной характер, поскольку результаты ее изучения применяются непосредственно при конструировании и ремонте машин, оборудования и различных электрических устройств.

Безопасность и практика

Осваивая курс электротехники для начинающих, необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности, поскольку несоблюдение определенных правил может привести к трагическим последствиям.

Первое правило, которому необходимо следовать, – обязательно знакомиться с инструкцией. У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности.

Важно! Выполнение рекомендаций позволит избежать травм и нанесения вреда имуществу.

Второе правило заключается в контроле состояния изоляции проводников. Все провода обязательно должны покрываться специальными материалами, не проводящими электричество (диэлектриками). Если изоляционный слой нарушен, в первую очередь, следует его восстановить, иначе возможно нанесение вреда здоровью. Кроме того, работу в целях безопасности с проводами и электрооборудованием следует производить только в специальной одежде, которая не проводит электричество (резиновые перчатки и диэлектрические боты).

Третье правило состоит в использовании для диагностики параметров электросети только специальных приборов. Ни в коем случае не стоит делать этого голыми руками или пробовать «на язык».

Обратите внимание! Пренебрежение данными элементарными правилами является основной причиной травм и несчастных случаев в работе электриков и электромонтеров.

Законы Кирхгофа

Электрика любого помещения выполняется в виде замкнутых, рабочих электрических цепей. Два главных закона, которые определяют процессы в электрических сетях, являются законы Кирхгофа. Их два. Оба из них применяются и для постоянных и для переменных токов.

Первый закон Кирхгофа утверждает:

Суммарная величина токов направленная к узлу электрической сети равна суммарной величине токов направленных от узла.

В практике на основе первого закона Кирхгофа основана работа Устройств защитного отключения (УЗО). Работа УЗО заключается в отключении электропитания сети при возникновении токов утечки. При нормальном режиме работы суммарное значение тока, втекающая в электрическую сеть равна значению тока утекающему из нее. Если равенство токов нарушается, значит, в сети есть утечка. УЗО сконструировано и подключено таким образом, что при утечке тока УЗО его обнаруживает и размыкает питание электросети.

Второй закон Кирхгофа гласит:

Любой замкнутый контур переменной электрической сети имеет равные значения комплексных напряжений и ЭДС (электродвижущих сил) на всех пассивных элементах сети.

Примечание: Комплексное напряжение это значение напряжение в сети переменного тока.

Практическое применение можно пояснить на любой квартирной группе электропитания. Для пояснения рассмотрим квартиру.

Читать еще: Аустенит что это такое

Сколько бы групп электропитания в квартире не было, на любой розетке или светильнике напряжение в сети (при рабочем режиме) будет 220 вольт.

Формулы для постоянного электрического тока

Постоянный электрический ток не изменяется в величине и направлении. Он используется для расчета замкнутой, однородной цепи, мощности и прочих параметров. Поэтому важно знать формулы для него и основные законы, связанные с ним.

Закон Ома для участка однородной цепи

Чтобы электрический ток существовал, нужно поле. Для его образования, нужны потенциалы или разность их, выраженная напряжением. Ток будет направлен на снижение потенциалов, а электроны начнут свое передвижение в обратном направлении. В 1826 г. Г. Ом провел исследование и сделал заключение: чем больше показатель напряжения, тем больше ток, который проходит через участок.

К сведению! Смежные проводники при этом проводят электричество по-разному. То есть каждый элемент имеет свою проводимость, электрическое сопротивление.

В результате, согласно теореме Ома, сила тока для участка однородной цепи будет иметь прямую пропорциональность показателю напряжения на нем и обратную пропорциональность проводниковому сопротивлению.

Закон Ома

По формуле I = U / R, где I считается силой тока, U — напряжением, а R — электрическим сопротивлением, последнее значение можно найти, если p * l / S, где p является удельным проводниковым сопротивлением, l — длиной проводника, а S — площадью поперечного проводникового сечения.

Закон Ома для замкнутой цепи с источником тока

Ом сделал формулу и для замкнутой цепи. По ней ток на этом участке из токового источника, имеющего внутреннее и внешнее нагрузочное сопротивление, равен делению электродвижущей силы источника на сумму внутреннего и внешнего сопротивления. Она выглядит так: I = e / R + r, где I является токовой силой, е — ЭДС, R — сопротивлением, а r — внутренней сопротивляемостью источника напряжения.

Обратите внимание! В физическом смысле по этому закону, чем выше показатель ЭДС, тем выше источник энергии, больше скорость движения зарядов. Чем выше сопротивляемость, тем ниже величина тока.

Закон Ома для замкнутой цепи

Работа постоянного тока

Энергия, когда проходит через проводник, упорядоченно двигается в носитель. Во время движения она совершает работу. В результате работой постоянного тока называется деятельность поля, направленная на перенос электрических зарядов по проводнику. Она равна умножению I на совершаемое работой напряжение и время.

Закон Джоуля-Ленца

Когда электричество проходит через какой-то проводник с сопротивляемостью, всегда высвобождается теплота. Количество тепла, которое высвободилось за определенный промежуток времени, определяет закон Джоуля-Ленца. По формуле мощность тепла равняется умножению плотности электричества на напряжение — w =j * E = oE(2).

Обратите внимание! В практическом понимании закон имеет значение для снижения потери электроэнергии, выбора проводника для электроцепи, подбора электронагревательного прибора и использования плавкого предохранителя для защиты сети.

Закон Джоуля-Ленца

Советы начинающим

Чтобы получить начальное представление об электричестве и принципах работы устройств с его применением, рекомендуется пройти специальный курс или изучить пособие «Электротехника для начинающих». Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.

Советы начинающим электрикам

В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее. Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами.

Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.

https://elquanta.ru/teoriya/ehlektrotekhnika-dlya-nachinayushhikh.html
https://amperof.ru/teoriya/osnovy-elektrotexniki.html
https://panelektro.ru/ampery/kak-nauchitsya-razbiratsya-v-elektrike.html
https://rusenergetics.ru/polezno-znat/formuly-elektrichestva
https://elesant.ru/osnovy-elektriki/zakony-elektrotexniki

Рекомендуем к просмотру:

Как самому выбрать экономичный электрообогреватель для дома
Как сделать антенну из кабеля для цифрового ТВ своими руками
Реле напряжения для квартиры. Схемы подключения
Сетевые фильтры для электроборудования
Какой ток опасный для человека – постоянный или…
Как выбрать хороший и недорогой увлажнитель воздуха…

Как стать электриком с нуля?

Не так давно школьники мечтали стать юристами, экономистами или бухгалтерами, как представителями одних из наиболее высокооплачиваемых профессий. Но с бесконтрольным ростом таких специалистов на рынке труда довольно сложно отыскать теплое место с хорошей зарплатой даже дипломированному работнику с приличным стажем за плечами.

Тем не менее, спрос на рабочие профессии не утрачивает своей актуальности, как в части спроса на них, так и в финансовом выражении. А повсеместное использование электричества во всех сферах человеческой деятельности побуждает молодежь задуматься о том, как стать электриком с нуля.

Разновидности профессии

Специальность электрика предусматривает довольно широкий спектр обязанностей и выполняемых работ в самых различных отраслях.

Среди таких направлений стоит выделить:

Электромонтажники – выполняют монтаж электропроводки и другого электрооборудования как в низковольтных, так и в высоковольтных сетях.

Монтажные работы

Эксплуатационный персонал – осуществляет контроль состояния, режимов работы электрического оборудования, осуществляет взаимодействие между различными электроустановками и даже частями энергосистемы.
Электрики, осуществляющие наладку, испытание оборудования перед вводом в работу и в процессе электроснабжения.

Наладка оборудования

Электронщики – работают с электронными схемами, включая современное оборудование (компьютеры, сервера и т.д.), выполняют пайку радиодеталей.

Работа с электронными схемами

Аудиторы – анализируют потребление и расход электроэнергии, разрабатывают эффективные меры по снижению потерь и т.д.

Данный перечень определяет только основные направления, на практике существует прикладное применение в зависимости от соответствующей отрасли: автоэлектрики, сетевики, подстанционники, железнодорожные электрики, электрики, обслуживающие системы автоматики и телемеханики, релейных защит, специализирующиеся на бытовых сетях и т.д.

Обслуживание сетевого хозяйства

Применительно к каждому конкретному производству или работе обязанности электрика и объем требуемых от него знаний определяется местными инструкциями и положениями.

Что нужно, чтобы стать электриком?

Чтобы стать электриком, для начала необходимо определить интересующее вас направление и соответствующие особенности работы.

В каждом из них существует определенная градация по:

профессиям (электромонтер, электрослесарь, электромеханик, инженер и т.д.);
квалификационным разрядам или категориям, от которых напрямую зависит зарплата электрика и допустимый для выполнения перечень работ в плане технической и технологической сложности и ответственности;
уровню допуска – определяет соответствие знаний работника и навыков в части охраны труда и электробезопасности, которые обязательно учитываются при обслуживании устройств и определяют возможность выполнения тех или иных категорий работ.

Чтобы стать профессиональным электриком необходимо получить соответствующий уровень знаний в данной профессии, который подтверждается каким-либо документом. После этого происходит обучение по вопросам электробезопасности и правилам технической эксплуатации для присвоения квалификационной группы допуска.

С чего начать обучение?

Первое, что нужно для получения профессии электрика – освоить соответствующий объем знаний. Вы должны научиться ориентироваться в основных электрических величинах, принципах работы элементарных схем, радиодеталей. Также нужно разобраться в законах протекания электрического тока, передачи напряжения и т.д.

Применительно к выбранной профессии необходимо изучить соответствующую литературу или пройти курс согласно программе учебного заведения.

Вуз, техникум, колледж

Если вы решили стать опытным электриком, то вам не помешает обучение в специализированном заведении. Сегодня многие ВУЗы, техникумы и училища предоставляют профессиональное образование для электриков по всевозможным направлениям.

Рассмотрим особенности курсов обучения для каждого из них:

Высшие учебные заведения – потребуют от начинающего электрика порядка 4 – 5 лет на обучение. В сравнении с другими типами заведений для подготовки электриков дают минимальную практическую базу, но подготавливают хороших специалистов с глубокими теоретическими познаниями в электротехнической сфере. Важный критерий – получение 11 классов образования или наличие профессионального, исключающего такую необходимость.
Техникум – представляет собой золотую середину в плане теоретических и практических навыков, которые электрик получает после его окончания. Конечно, теория изучается не в таком детальном ключе, но этого более чем достаточно, чтобы получить грамотных электриков. Обучение может осуществляться как после 9 классов в течении 4 лет, так и после 11 в течении 3 лет.
Колледж или училище – подготавливает рабочие профессии электриков, как правило, теоретическая часть здесь сведена к минимуму, максимальный упор делается на приобретение практических навыков. Удостоверение электрика можно получить достаточно быстро – от 1 до 3 лет.

Вышеперечисленные варианты обучения предоставляют возможность и платного и бесплатного образования. В результате вы получаете диплом или сертификат о присвоении соответствующей квалификации, а некоторые заведения даже заботятся о трудоустройстве своих выпускников.

Разумеется, далеко не все предложения превысят среднюю зарплату, но это будет прекрасной платформой для практического закрепления знаний. Существенным недостатком является довольно длительный процесс, чтобы стать электриком.

Курсы

Профессиональные курсы для электриков стали особенно популярны в современном мире, где постоянное развитие рынка труда создает постоянный спрос. Благодаря чему вы можете стать электриком на таких специальных курсах за 2 – 8 недели. Обучение может происходить как онлайн, так и в оффлайн режиме, что в значительной мере упрощает процесс освоения профессии электрика. В зависимости от конкретного курса, вы можете проходить его как по учебнику, так и в режиме вебинаров или конференций.

Недостатком обучения на курсах является довольно малый объем информации, начинающий электрик получает выдержку по основам электротехники и узконаправленные практические рекомендации. Которые он сможет опробовать уже непосредственно в самостоятельной практике. Помимо этого курсы всегда проходят на платной основе.

Существенным преимуществом является куда большая свобода – для получения удостоверения вы можете не оставлять другую работу или учебу и осваивать профессию электрика параллельно. Также на курсах вы получите выжимку того, что касается конкретного рода деятельности.

Самообучение

Если не один из вышеперечисленных методов вам не подходит, вы можете стать электриком самостоятельно, изучив интересующую вас информацию в литературе или интернете. Пополнив ряды домашних мастеров, вы вряд ли сможете выполнять какие-либо сложные работы, но монтаж проводки в квартире или установка несложного бытового оборудования будут для вас понятной и легко реализуемой задачей.

Чтобы стать опытным специалистом на самообучении вам все равно понадобиться помощь квалифицированного спеца. Желательно поработать с практиками, если есть возможность наняться помощником электрика, хотя бы за символическую плату – это будет идеальный вариант.

На начальном этапе электрику-ученику будут доверять наиболее простые операции (штробление стен, сверление отверстий, укладка провода, ну и принеси – подай), здесь важно внимательно выполнять все задания и смотреть, что делает ваш наставник.

Штробление стен

Спустя какое-то время вы сможете без проблем повторить ту же работу сами.

Пару слов про самоучек

Следует отметить, что самоучка вовсе не означает плохой электрик – отсутствие образования, увы, не является определяющим фактором. На практике многие специалисты, выполняющие электромонтажные работы, не имеют вообще никаких корочек, но качеству их работы могут позавидовать даже лицензированные компании и организации. В то же время, даже электротехнический персонал с высшим и среднетехническим образованием могут показывать недопустимо низкий уровень знаний и навыков.

Поэтому если вы решили начать свой путь к освоению такой профессии самостоятельно, можете смело приступать к изучению сайта и технической литературы. Затем, при желании, вы можете поступить на дневное или заочное обучение для получения специальности или повышения разряда.

Главное, подходите ответственно к изучению всех нюансов – электричество не прощает ошибок, запомните, приоритет вашей безопасности и сохранения здоровья окружающих должен быть на первом месте.

Полезные ссылки для обучения

Основы электробезопасности (https://www.asutpp.ru/elektrosnabzhenie/elektrobezopasnost) – большинство электроустановок несут угрозу человеческой жизни. Здесь вы найдете информацию об основных опасных факторах и способах их предотвращения.

Монтаж электропроводки (https://www.asutpp.ru/elektrika-v-kvartire/montazh-elektroprovodki) – ознакомит вас с основными принципами выполнения такого вида работ. Поможет начинающим электрикам освоить главные навыки монтажных работ для разных комнат в квартире, бани, гаража и т.д.

Розетки и выключатели освещении (https://www.asutpp.ru/elektrika-v-kvartire/rozetki-i-vykljuchateli) – познакомит вас с особенностями монтажа, эксплуатации и изготовления различных видов коммутационной аппаратуры и точек подключения.

Как сделать заземление в квартире своими руками? (https://www.asutpp.ru/zazemlenie-v-kvartire-svoimi-rukami.html) – здесь вы узнаете, зачем дома нужно заземление и как его можно обустроить.

По различным защитам вам следует ознакомиться с такими статьями:

Помимо этого на сайте вы найдете много другой интересной и полезной информации.

Электрика для чайников

Электричество давно и прочно вошло в нашу жизнь и с течением времени все укрепляет свои позиции. Если каких-нибудь 10 -15 лет тому назад мы могли обходиться без него днями, то теперь, даже собираясь в поход, многие берут с собой источники питания (батарейки, аккумуляторы, пауэрбанки). В этом материале мы поближе познакомимся с электричеством и научимся устранять некоторые неисправности электропроводки.

Что такое электричество

Электрический ток – это движение заряженных частиц (электронов), которое, как и всякое движение, можно направить на выполнение полезной работы. 2 основные единицы измерения электричества:

это напряжение (измеряется в вольтах и обозначается буквой В либо латинской V);
сила тока (измеряется в амперах и обозначается буквой А).

Для простоты сравним электричество с водой, протекающей по трубам. На примере воды под напряжением можно подразумевать силу, с которой вода выталкивается из источника (насоса), а под силой тока – количество воды, проходящей за единицу времени через участок трубы определенного диаметра (сечение провода). Как и в случае с водой в электротехнике сечение провода подбирается в зависимости от силы тока – неправильно выбранный провод просто сгорит при прохождение через него тока большей силы, нежели он рассчитан. Также следует отметить, что электроток может течь лишь в замкнутой цепи и бывает постоянным и переменным. Этот момент разберем подробнее.

Постоянный ток протекает в одном направлении от положительного полюса источника (+) к отрицательному (-), переменный же изменяет направление движения с заданной частотой. Частота – это еще одна единица измерения, применимая лишь к переменному току. По сути это количество изменений направления движения тока в секунду. Измеряется частота в герцах и обозначается буквами Гц, либо латинскими Hz. Так в бытовой электросети частота тока равна 50-ти герцам, то есть ток изменяет свое направление 50 раз в секунду. О переменном токе стоит немного рассказать дополнительно. Так в бытовой однофазной электросети 2 провода – один из них фаза (именно на него подается ток от электростанции), второй провод – нулевой. По сути 0 это пустой провод, по которому ток возвращается обратно к источнику питания (как мы помним электричество способно течь лишь в замкнутой цепи), но с точки зрения безопасности. полагаться на это не стоит. Так, например в замкнутой цепи опасное напряжение присутствует на обоих проводах. Вообще осторожность – главное правило при работе даже с казалось бы, низким и безопасным напряжением. Немного разобравшись с теорией, (к которой еще вернемся) перейдем к более практическим вещам, которые пригодятся при дальнейшей работе с электричеством.

Видео – Что такое электричество

Условные обозначения

Как и в прочих сферах, в электротехнике существуют общепринятые условные обозначения, с основными из которых мы сейчас познакомимся – они пригодятся для дальнейшей работы с электрическими приборами и сетями. Ниже будут приведены условные обозначения и пояснения к ним, начиная с простейших, постепенно переходя к более сложным.

На рисунках 1 и 2 показаны внешне схожие, но принципиально разные обозначения. Впрочем, схематические изображения электро-, а зачастую и радиоэлементов, как правило, интуитивно понятны. Так нетрудно догадаться, что на рисунке 1 обозначено простое пересечение проводников, а на рисунке 2 – их соединение.

Читать еще: Как запрессовать сайлентблок в рычаг в домашних условиях

Также интуитивно понятны рисунки 3 и 4, на которых изображены выключатель (рис.3) и предохранитель плавкий (рис.4). На предохранителе стоит немного задержаться – это неприметная, но довольно нужная деталь, нередко позволяющая избежать серьезных неприятностей. Назначение предохранителя, как понятно из названия, предохранять проводку и аппарату от повреждений и возгорания. Состоит предохранитель из диэлектрической (не пропускающей электроток) трубки и проводника внутри нее. Проводник этот рассчитан на силу тока, несколько меньшую, чем выдерживает цепь, которую он призван защищать и в случаях скачка напряжения до опасной отметки, предохранитель просто плавится, размыкая тем самым цепь и защищая приборы либо провода от серьезных повреждений, или воспламенения.

Следующие обозначения будут, возможно, не столь понятными, но. думаю, многим знакомыми еще по школьному курсу физики.

Это лампа накаливания, она же обычная электрическая лампочка (рисунок 5).

Резистор (в обиходе – сопротивление, рис. 6), сюда же, пожалуй, добавим все чаще заменяющий обычные лампочки светодиод (рисунок 7), а также элемент, давший название светодиоду – полупроводниковый диод (рисунок 8). О светодиоде расскажу подробнее – свое название он получил благодаря обладанием свойствами полупроводникового диода – пропускать ток только в одну сторону – от анода к катоду (речь сейчас идет о постоянном токе). То есть при подключении к аноду положительного полюса источника питания, ток через диод проходить будет, при подключении же отрицательного полюса ток не проходит и цепь остается разомкнутой. Более подробно это свойство диода показано на рисунке 9, размещенном ниже.

Не менее важными элементами электрических схем являются разъемы питания. Здесь приведен простейший вариант – розетка (рисунок 10) и вилка (рис.11).

Теперь же, зная схематические изображения некоторых основных элементов, можно попробовать научиться читать и составлять схемы.

Учимся читать схемы

Принципиальная электрическая схема устройства – штука на самом деле не такая запутанная и непонятная как кажется с первого взгляда при условии знания условных обозначений элементов. В доказательство мы сейчас вместе разберем схему подключения электрической лампочки через выключатель и предохранитель (рис.12).

Как видно из рисунка, лампочка просто включается в розетку, на одном из проводов (обычно это фаза) установлен выключатель, предохранитель (по правде в этой схеме он не нужен, но все же…) оберегает лампочку и проводку от сгорания в результате скачков напряжения либо короткого замыкания (что тоже, по сути, является скачком напряжения, ибо сила тока при резком падении сопротивления до нуля возрастает в разы – вспомним закон Ома). Немного ознакомившись со схемами и теорией (хотя бы с ее основами), хотелось бы поскорее приступить к практическим работам. Сделать, например, для жены подсветку зеркала в ванной, но, прежде чем приступить к подобной работе, еще немного поговорим об основах – их знание (даже не просто знание, это должно быть в крови и выполняться автоматически) может сохранить нервы, здоровье, а возможно и жизнь.

Что нужно знать начинающему электрику

Первое, что необходимо усвоить при работе с электричеством – технику безопасности, ведь электричество способно не только выполнять полезную работу, но и таит в себе серьезную опасность. Дело в том, что мышцы человека (и не только человека) имеют свойство непроизвольно сокращаться под воздействием электрического тока (вспомните, как судорожно отдергивается рука при ударе током). Точно так же сокращаются и остальные мышцы, включая сердечную и дыхательные, поэтому продолжительное воздействие тока высокого напряжения смертельно опасно. Также следует знать, что по той же причине – сокращение мышц под действием электричества, подозрительных проводов и металлических поверхностей следует касаться только тыльной стороной ладони, поскольку в противном случае, пальцы судорожно сожмут провод. загнав незадачливого испытателя в смертельную ловушку. Помимо поражения электротоком насмерть, существует также риск серьезных ожогов, вызванных электричеством, а также возможно возгорание электропроводки в результате неграмотного ее монтажа. Думаю выше перечислено достаточно причин относиться к технике безопасности, теории и основам электротехники в целом, более серьезно.

Видео – Первое, что должен усвоить начинающий электрик

Основы электротехники для начинающего электрика

В этой главе продолжим изучение электротока, рассмотрим способы его изменения, узнаем больше о постоянном и переменном токе, а также рассмотрим несколько новых условных обозначений элементов. Как уже было сказано выше, бытовая электросеть подключена к источнику переменного тока с частотой колебаний в 50 герц. Эта частота вполне подходит для питания некоторых электроприборов – таких как лампочки, электронагревательные приборы, а также двигатели переменного тока, но подавляющему большинству электропотребителей ток требуется постоянный, причем значительно меньшего напряжения, чем подается в электросеть. Как же решается эта проблема? Сейчас мы рассмотрим этот вопрос в той последовательности, в какой это происходит в самих приборах, где напряжение сначала понижается до нужного и лишь потом преобразуется в постоянное.

Трансформаторы – устройство и принцип работы

Способов понижения напряжения существует несколько, но здесь мы рассмотрим самый простой – понижающий трансформатор (схематическое изображение показано на рисунке 13).

На рис.14 показан самый простой китайский трансформатор, похоже, от магнитофона, но на нем хорошо видно, что однофазный понижающий трансформатор содержит 2 обмотки, внутри которых помещен металлический сердечник. Обмотки называются первичной и вторичной. Первичная содержит большее число витков и включается непосредственно в электросеть вторичная же витков содержит меньше и с нее снимается пониженное напряжение.

Давайте рассмотрим как это работает. Переменный ток (а трансформаторы, дроссели и катушки индуктивности допускается запитывать только переменным током – от постоянного они перегорают), проходя через первичную обмотку, генерирует электромагнитное поле той же частоты, что и подаваемое напряжение. Благодаря металлическому сердечнику, во вторичной обмотке возникает ЭДС (электродвижущая сила) и генерируется выходное напряжение. Рассчитать это напряжение можно зная примерное соотношение количества витков в обмотках. Так, если первичная обмотка содержит 1000 витков и питается от электросети напряжением 220 В, а вторичная – 100 витков, то выходное напряжение трансформатора будет около 22-х В. Эта же зависимость справедлива и в обратную сторону, то есть, если число во вторичной больше, нежели в первичной, то трансформатор будет повышающим. Теперь, зная, как понизить напряжение до необходимого значения, разберем, как преобразовать его в постоянное, ведь. как уже было сказано, большинство приборов запитывается именно постоянным током.

Диод и его выпрямляющие свойства

Для того, чтобы легче понять принцип выпрямления тока диодами, вернемся к разговору о переменном токе. Как разъяснялось ранее, сетевой переменный ток меняет свое направление 50 раз в секунду. Это пояснение дает довольно точное представление о сути переменного тока, но не позволяет понять его структуры. Получить более детальное представление о нем поможет график на рис. 15, где волны изображенные выше нуля по шкале Y являются положительным полупериодом, а те, что располагаются ниже 0 – отрицательным.

Благодаря этому графику, мы понимаем, что фазовый провод становится то положительным, то отрицательным проводником. Видя такое свойство переменного тока, давайте вспомним о полупроводниковом диоде, который, как известно пропускает ток только в одном направлении. Сопоставив два этих знания, мы понимаем. что уже находимся на полпути к решению. И в самом деле, пропуская переменный ток через диод, на выходе мы получаем только положительный полупериод. То есть включив в цепь два диода в разном направлении, на выходе другого мы получим отрицательную полуволну, а это уже почти источник постоянного тока. Но такой ток будет пульсирующим, что непригодно для питания аппаратуры (работать-то она какое-то время будет, но очень скоро придет в негодность). Как быть? А вот тут на выручат еще 2 диода (рис. 16), добавленные в помощь двум первым. Такая схема называется диодным мостом.

Правда и таким образом выпрямленный ток все равно не будет считаться окончательно выпрямленным, его амплитуда будет такой, как показано на рисунке 17.

Плохо? Нормально! Выход есть и о нем мы сейчас поговорим.

Конденсатор и его свойства

Чтобы сгладить пульсацию тока, выпрямленного диодным мостом, нам потребуется конденсатор (схематическое изображение на рисунке 18).

Одним из его свойств является пропускать переменный ток и задерживать постоянный, чем мы и воспользуемся. Благодаря этому свойству конденсатора остаточная пульсация, проходя через него, будет просто «уходить в землю». На рисунке 19 мы видим, как всего лишь один конденсатор сгладил напряжение практически до полностью постоянного.

Как теперь будет выглядеть схема нашего источника постоянного тока показано на рисунке 20.

Что еще нужно знать о конденсаторе? Основным его свойством является обладание электрической емкостью, то есть способностью накапливать электрический ток (да, почти как аккумулятор, только в отличии от него, конденсатор как заряжается, так и отдает весь заряд практически мгновенно). Емкость эта измеряется в фарадах (обозначается буквой Ф, либо латинской F). Правда с такой большой емкостью столкнуться, скорее всего, никогда не придется, чаще всего приходится иметь дело с микрофарадами (1/1000000 доля фарада, обозначается буквами mkF), нанофарадами (1/1000 микрофарада, обозначается nF) и пикофарадами (1/1000 нанофарада, pF).

Также конденсаторы делятся на сухие и электролитические, последние имеют полярность, на рисунке 18 изображен как раз такой. Сухие на схемах обозначаются также, только без знака “+”. Теперь когда мы знаем кое-что о катушках и многое о конденсаторах, стоит узнать и запомнить одну истину, знать которую нужно каждому электрику.

Примечание! Чем выше частота тока тем выше индуктивное сопротивление и ниже емкостное.

В переводе на нормальный русский язык это значит, что в цепи переменного тока катушка обладает высоким сопротивлением, а конденсатор низким, а при постоянном токе – наоборот. Вот почему выше писалось, что в цепь постоянного тока катушки включать нельзя – при отсутствии сопротивления сила тока возрастает во много раз и катушка попросту сгорает.

Инструмент электрика

Даже самый опытный электрик мало что может сделать без соответствующего набора инструментов, это и понятно – голыми руками даже розетку не раскрутить. Рассмотрим минимальный комплект необходимого инструмента. Это набор различных отверток – фигурных и плоских, пассатижи, бокорезы и нож. Неплохо к этому списку добавить утконосы и приспособление для зачистки проводов. Сразу оговорюсь – экономить на инструменте нельзя, он должен быть надежным, удобным и хорошо изолированным. Хотя и до фанатизма доводить не стоит – нередко встречаются “мастера”, компенсирующие недостаток знаний и опыта обилием неоправданно дорогого инструмента. Брать лучше всего старый, испытанный временем инструмент средней ценовой категории. Такой, как показан на рисунках 22 – 27. Помимо механического (вышеописанного) инструмента. необходимо иметь также тестер (мультиметр, рис. 28) и индикатор напряжения (рис. 29).

Для начала перечисленного инструмента вполне достаточно, но со временем его количество будет увеличиваться. Также в будущем понадобится электроинструмент – перфоратор, болгарка, шуруповерт. Все это будет приобретаться с течением времени и количество инструментов будет постоянно расти. К инструментам же можно добавить расходные материалы. К ним относятся изолента, термоусадки, колпачки. соединительные зажимы и клеммные колодки. Горстка всего этого добра всегда должна быть под рукой.

Цены на наборы электромонтажного инструмента

Немного практики – ремонтируем старый удлинитель

Если дома завалялся старый неработающий удлинитель, выкидывать его не стоит. То есть просто не стоило раньше, а теперь после прочтения этого материала уже и поздно. Надо ведь теперь применить полученные знания, отдохнуть от скучной теории, да и просто руки размять. В первую очередь разбирается корпус вилки и самого удлинителя и проверяются контакты. Они могут отгореть, окислиться, может быть переломлен провод на сгибе. Если обнаружилась одна из этих причин, провод аккуратно обрезается ножом, зачищается и прикручивается на место, после чего все собираем как было и проверяем. Заработало? Поздравляю с первым, пусть простым, но все-таки ремонтом электротехники! Нет? Тогда где-то поврежден провод. Иногда встречаюсь с рекомендациями вроде “осмотри провод, посади на скрутку и замотай изолентой”. Можно, конечно сделать и так, но… Начнем с того, что удлинитель сразу теряет первоначальный внешний вид. Потом надежность контакта. Да, скрутку нередко используют в электрике, но в основно в тех местах, где провода неподвижны (например в распределительных коробках). Но провод на наличие повреждений осмотреть все же стоит – если оно находится недалеко от вилки или блока розеток, то его можно просто обрезать, зачистить концы и прикрутить на свое место. Если же повреждение где-то ближе к средине провода, то намного разумнее заменить его новым, желаемой длины и сечения. В итоге удлинитель будет отремонтирован в любом случае, но при замене провода станет более удобным, так как длина и сечение подбирались исходя из потребностей.

Видео – Как починить удлинитель в домашних условиях

Что еще нужно знать электрику – рекомендации, советы, правила

Здесь мы узнаем некоторые правила, которые облегчат дальнейшую работу. Какие-то из них ближе к советам и хитростям, но некоторые знать и выполнять обязательно.

В первую очередь мы вспомним закон Ома, который поможет нам рассчитать силу тока и подобрать подходящее сечение провода. Формулировка закона выглядит так: “сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению”, что в переводе на русский звучит как ” чем выше напряжение, тем выше ток, но при увеличении сопротивления ток понижается” и выражается формулой I=U/R, где I – сила тока, U – напряжение и R – сопротивление. Знание этой формулы облегчит нам выбор подходящего сечения провода.

Еще из полезного – немного о проводах. В последнее время в провода однофазной сети часто добавляют третий, заземляющий, провод. Так вот, земля всегда желтого цвета с зеленой полоской. Ее сложно отлить от нуля при помощи индикатора или тестера, но очень легко это сделать по цветовой маркировки. Добавлю к сказанному, что нуль принято подключать на провод синего цвета.

А это правило следует запомнить и всегда выполнять. Нередко провода соединяют методом скрутки, это принятая практика и, в принципе, вполне допустимо. Но есть один нюанс – скручивать между собой допустимо лишь провода из однородных металлов (к примеру медь с медью). При скручивании меди с алюминием, в месте скрутки со временем появляется оксидная пленка, что ведет к повышению сопротивления и возможному возгоранию.

Магнитные свойства электрического тока были отрыты случайно в 1820 г. датским физиком Гансом Христианом Эрстедом (не путать с Андерсеном). В результате одного из опытов он заметил, что проводник, по котором протекает, отклоняет магнитную стрелку. Узнав об этом открытии, Франсуа Араго, делает о нем устное заявление на заседании Французской Академии. В результате опытов, члены Академии выводят законы электромагнетизма, которые в дальнейшем будут взяты за основу при создании современных электромагнитных приборов (электродвигатели, трансформаторы, генераторы. Даже радиоволны по своей сути – это электромагнитное излучение сверхвысокой частоты).

Вот мы и разобрались немного с основами электротехники (скажу более – некоторые места были посвящены даже радиотехнике), которая на поверку оказалась вовсе не такой непонятной и запутанной. Теперь получив необходимый багаж знаний, можно продолжать двигаться в этом направлении дальше. Тут главное – побольше уверенности! А мы в свою очередь будем постоянно выкладывать все новые и новые советы и интересную информацию по теме.

Что нужно знать начинающему электрику

Как начать разбираться в электрике: самоучитель с нуля для начинающих электромонтеров

Что изучает электрика

С чего начать обучение

Вуз, техникум, колледж

Курсы

Самообучение

Схемы электрических соединений

Параллельное и последовательное

Теоретические основы электрики

Понятия и свойства электрического тока

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Мощность тока

Энергия и мощность

Пусковой ток

Закон Ома

Трехфазные и однофазные сети

Электропроводящие и изоляционные материалы

Системы автоматической защиты

Выполнение электромонтажных работ

Необходимые инструменты

Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)

Изоляция

Прокладка проводки

Выбор электрического провода

Провод для заземления

Электротехника и электрическая механика

Техника безопасности

Неисправности электротехники

Рекомендации начинающим

Как научиться разбираться в электрике: уроки для начинающих

Понятие электричества

Постоянный ток

Электромагнетизм

Переменный ток

Единицы измерения

Трансформаторы

Электрические машины (электродвигатели и генераторы)

Что изучает электротехника

Системы автоматической защиты

Основные понятия электротехники

Понятия и свойства электрического тока

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Мощность тока

Энергия и мощность

Пусковой ток

Закон Ома

Закон Кулона

Теорема Гаусса

Емкость плоского конденсатора

Энергия плоского конденсатора

Электротехника и электромеханика

Безопасность и практика

Законы Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа утверждает:

Второй закон Кирхгофа гласит:

Формулы для постоянного электрического тока

Закон Ома для участка однородной цепи

Закон Ома для замкнутой цепи с источником тока

Работа постоянного тока

Закон Джоуля-Ленца

Советы начинающим

Как стать электриком с нуля?

Разновидности профессии

Что нужно, чтобы стать электриком?

С чего начать обучение?

Вуз, техникум, колледж

Курсы

Самообучение

Пару слов про самоучек

Полезные ссылки для обучения

Электрика для чайников

Что такое электричество

Видео – Что такое электричество

Условные обозначения

Учимся читать схемы