Невозможно дать определение фазе, рассматривая ее как отдельный элемент. Физические процессы, протекающие в сети, тесно взаимосвязаны с другими составляющими: фаза, ноль, земля невозможны без совокупности всех элементов. Поэтому рассматривать надо назначение всех составляющих и процессы, происходящие в них, понимая, что такое фаза и ноль, нагрузка и заземление.
Фаза в однофазной сети жилого помещения
Структура электросети, основные элементы
Из школьного курса физики известно, что если вращать постоянный магнит вокруг обмотки на катушке в проводах, возникает ЭДС (электро-движущая сила), которая перемещает заряженные частицы по проводам. Этот пример хорошо объясняет, что такое фаза и ноль в электричестве.
Пример получения ЭДС и тока в рамке металлического проводника
На основе этого принципа в промышленных масштабах создаются генераторы электрической энергии: это может быть атомная, гидро,- или тепловая электростанция. Иногда для обеспечения временного электроснабжения в аварийных случаях используют дизельные, газовые или бензиновые генераторы на объектах, которые потребляют незначительные мощности. В истории были случаи, когда атомные подлодки и ледоколы снабжали электроэнергией целые населенные пункты.
Схема магистрали передачи и преобразования электроэнергии
С генераторов электростанций электроэнергия по токопроводящим жилам кабелей или ЛЭП (воздушные линии электропередачи) с большим напряжением 6-10 кВ передается на понижающие до 04 кВ трансформаторные подстанции. С низкой стороны трансформатора энергия подается на распределительные щиты промышленных объектов, жилых домов и квартир в многоэтажных домах. Можно сказать, что фаза в электротехнике является транспортной системой для передачи электроэнергии. По этим токопроводящим жилам кабеля или ЛЭП происходит перемещение заряженных частиц со скоростью света к нагрузке.
Именно в кабеле жилы разделяют как фаза, ноль, земля. Промышленные электростанции передают к потребителям энергию по четырехжильным или пятижильным кабелям.
Подключение обмоток генератора к трехфазной сети
С трех отдельных обмоток генератора токи снимаются и протекают по разным жилам к нагрузке. Эти жилы в электрике называют фазами. Четвертая жила – нейтральный провод, который в конечном итоге в распределительных щитах, трансформаторных подстанциях и генераторах подключается к шине заземления. Такие схемы называются цепи с заземленной нейтралью. Фаза в электричестве – это токопроводящая часть, по которой заряженные частицы передвигаются от генератора к нагрузке. Чтобы понять, что такое ноль, или зачем нейтральная жила, можно сравнить электрический ток с потоком воды.
Протекающий поток с верхней точки вращает колесо своей кинетической энергией, совершая определенную работу, потом стекает в реку или озеро, которая находится ниже по уровню. В случае с электричеством поток заряженных частиц с высоким по отношению к земле потенциалом стремится по фазному проводу к нагрузке. Как пример можно взять лампу накаливания. Совершается работа на разогрев спирали лампы. После прохождения нагрузки по нейтральному проводу ток уходит в землю, фактически нулевой провод нужен для отвода тока в землю после совершения им определенной работы.
Пятая жила заземления обеспечивает безопасность эксплуатации электроустановок. Она, как и жила нуля, подключается к шинам заземления, которые замыкаются на общий заземляющий контур. Каждый корпус оборудования на производстве или бытового прибора заземляется, при замыкании фазного провода на корпус срабатывают устройства защиты, сеть обесточивается. Таким образом, исключается вариант поражения человека электрическим током. Отличие заземления и нулевого провода в том, что нулевую жилу подключают к контактам нагрузки, а заземляющий провод – к корпусу оборудования.
Определение фазы в электрических сетях
При монтаже, обслуживании и ремонтных работах иногда возникают проблемы, как отличить фазу от нулевого и заземляющего провода. На разных участках сети делается соответствующая маркировка.
На электростанциях, трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах токопроводящие шины, к которым подключаются кабельные жилы, маркируются цветом и буквенными обозначениями:
Фазы обозначают А – желтым цветом;
В – зеленым цветом;
С – красным цветом.
При такой маркировке фаза в электричестве легче определяется, нейтральная шина обозначается буквой «N» и красится в синий/голубой цвет. На шину заземления ставят соответствующий знак и желто-зеленый полосатый окрас.
Трансформаторная подстанция с маркированными шинами
По требованиям ПУЭ (Правила устройства электроустановок) кабельные токопроводящие жилы тоже имеют маркировку по цвету изоляционного слоя. Синяя жила подключается к нейтральной шине, желто-зеленая – на контур заземления, красная, черная, белая и другие цвета могут использоваться в качестве фаз. Такую же маркировку используют при прокладке проводов с меньшим сечением в РЩ для розеточных и осветительных групп.
К сожалению, данные требования не всегда выполняются при проведении монтажных работ, особенно на участках от РУ до приборов освещения, розеток и отдельных бытовых приборов.
Схема подключения многоквартирного дома к трехфазной сети
В условиях скрытой проводки визуально по концам на выходе кабеля у розетки невозможно определить назначение проводника, когда все или несколько жил имеют одинаковый цвет изоляции.
В этих случаях используются индикаторные и измерительные приборы, наиболее востребованными из них считаются индикаторная отвертка и мультиметр. Для определения фазного провода среди выходящих концов из подрозетника достаточно использовать индикаторную отвертку. Нужно прикоснуться пером отвертки к оголенному концу, а большим пальцем – к контакту на верхней части ручки отвертки. При наличии напряжения на проводе индикаторная лампочка в прозрачной рукоятке засветится.
Определение фазы индикаторной отверткой
Это классический вариант, когда отверткой определяется фаза тока в проводе. Производители делают много современных конструкций, где достаточно прикоснуться пером отвертки к изолированному проводу на любом участке, и световая и звуковая индикация укажет наличие напряжения. Но почему-то потребители предпочитают классические старые модели, они отличаются высокой надежностью, не требуют питания и замены батареек. Виды и конструкции индикаторных отверток – эта тема, которая требует более детального рассмотрения в отдельной статье. Между нейтральным и заземляющим проводом разница потенциалов равна нулю, напряжения нет, соответственно, индикатор не светится. Такой метод годится, когда надо выделить фазы среди проводов, выходящих из подрозетника или распределительной коробки, особенно, когда сеть однофазная для обычной розетки разность потенциалов между фазой и заземлением 220В.
В распределительных коробках на промышленных объектах, когда используется оборудование с трехфазным питанием на 380В, проводов может быть много и различного назначения. Жгуты с проводами различных цветов разводятся для питания электромоторов, управления магнитными пускателями и другими элементами оборудования на производстве. Чтобы среди множества проводов выделить разные фазы, недостаточно индикаторной отвертки, для этой цели потребуется мультиметр. В этом случае он используется в режиме измерений переменного напряжения на пределе 750V.
В трехфазной сети между разными фазами напряжение составляет 380В, между фазами и нулевым или заземляющим проводом – 220В. Прикладывая щупы к оголенным концам, отделяются провода, между которыми 380В, это отдельные фазы сети. Третья фаза вычисляется аналогично: если между уже выделенными концами и искомым проводом 380В, значит это она.
Напряжение между фазами и нейтральным проводом в сети частного дома
К сведению. Если в процессе измерения между двумя проводами, показывающими наличие фазы, напряжение 0В, эти концы исходят от одной фазы.
В результате изложенной информации можно сделать вывод, что такое фаза в однофазной сети. Это участок провода, идущий от РЩ до выключателя нагрузки, при исправной сети он находится постоянно под напряжением относительно нейтрального и заземляющего провода, после нагрузки идет нулевой провод. В трехфазной сети обмотки электродвигателей, нагревательные ТЭНы и другие приборы включаются между фазами. Провода до выключателя нагрузки постоянно находятся под напряжением, нулевой провод в схеме соединения обмоток звездой подключен в точке соединения трех обмоток на генераторе и после нагрузки. Для выключения и включения используются многополюсные автоматические выключатели или магнитные пускатели, которые разрывают цепь одновременно по трем фазам.
Видео
elquanta.ru
Что такое фаза и ноль в электрике — учимся определять разными способами?
Электрические сети бывают двух типов. Сети переменного тока и сети с постоянным током. Электрический ток, как известно, — это упорядоченное движение электронов. В случае постоянного тока они двигаются в одном направлении и. как принято говорить, имеют постоянную поляризацию. В случае с переменным током направление движения электронов все время меняется, то есть ток имеет переменную поляризацию.
Принцип работы сети переменного тока
Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение.
При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать. Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая схема электропроводки в частном доме или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.
Способы определения фазных и нулевых проводов
Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.
Первый способ. Фазы определяются по цвету оболочки жил. Обычно рабочие фазы имеют цвета черный, коричневый или серый, а ноль – светло-синий. Если устанавливается дополнительное заземление, то его жила — зеленого цвета.
В этом случае не используют дополнительных приборов для определения фаз. Следовательно, такой способ не очень надежен, потому что, монтируя проводку, электрики могут не соблюдать цветовую маркировку жил.
Надежнее определять фазы с помощью электроиндикаторной отвертки. Она представляет собой непроводящий ток корпус, в который встроены индикатор и резистор. В качестве индикатора используют неоновую лампочку. При касании жалом отвертки оголенного, под напряжением, провода индикатор, если жила рабочая, загорается. Если ноль, то не срабатывает. С помощью такой отвертки можно определять и исправность сети. Если при касании жалом поочередно жил провода лампочка не загорается, то сеть неисправна.
Случается, что индикатор загорается при прикосновении к обеим жилам провода, то есть и к фазе и к нулю. Это значит, что в пустой фазе где-то есть обрыв. Его нужно найти и устранить.
Можно осуществить определение фазы мультиметром. Сначала устанавливаем режим измерений – переменное напряжение. Потом конец одного щупа зажимаем в руке. Вторым щупом касаемся жилы. Если фаза рабочая, то на экране прибора будет показана величина напряжения.
Можно определить рабочую фазу и с помощью обычной электрической лампочки. Берем лампочку, вкрученную в патрон, с двумя отрезками провода. Один конец заземляем. Можно заземлить его, прикрутив к отопительной батарее. Концы проводов, естественно, должны быть оголенными. Вторым концом касаемся жилы. Если лампочка загорается, то фаза – рабочая.
Один из методов, показывающих что такое фаза и ноль в электрике, на видео
Поделиться:
1 Комментарий
elektrik24.net
Что такое фаза и ноль в электричестве
Почти ежедневно мы пользуемся электричеством и многие знают, что в обыкновенной бытовой розетке один из контактов ‒ фаза, а другой ‒ ноль. В то же время, что такое фаза в электричестве, особенно для новичка, известно немногим. Всем привычней «плюс» и «минус», а вот фаза – ноль как бы совсем другое электричество. На самом деле все очень просто ‒ привычный «плюс» и «минус» меняются по очереди 50 раз за секунду на одном контакте, который и называется фазой.
Фаза
Если говорить более профессионально, то в обычной сети переменное напряжение частотой 50 Гц, а фаза ‒ период этого напряжения, протекающий за 1/50 секунды. В общем понятии определение ‒ что такое фаза в электричестве, звучит как «повторяющийся период изменения напряжения за единицу времени». Выглядит период следующим образом. Напряжение возрастает от нуля вольт до +220 V, потом падает обратно до нуля и растет уже в отрицательную сторону до ‒220 V, и снова падает на ноль. Затем период повторяется 50 раз за каждую секунду. Если выразить фазу графически, где ось абсцисс будет шкалой времени, а ось ординат шкалой напряжения, то получится синусоида – волна, состоящая из гребня и впадины. Именно поэтому переменный ток еще называют «синусоидальным».
Ноль
С нулем все намного проще. «Ноль» – это ноль вольт (0 V), то есть нулевой потенциал. Он служит своеобразным коллектором, принимающим электрический ток, прошедший через нагрузку, например, через лампочку. Если ноль отключить, то электрический ток остановится и лампочка, оставаясь под напряжением, все равно светить не будет.
Теперь, когда вы знаете что такое фаза и ноль в электричестве, вполне логично задать вопрос ‒ зачем все так усложнять и почему в розетке не «плюс» и «минус»? Чтобы это объяснить предлагаем совершить маленькое путешествие вместе с переменным током, посмотрев для чего это нужно.
Рождение
«Колыбелью» электрического тока, которым мы повседневно пользуемся, является электростанция. Несколько огромных генераторов мощностью в десятки мегаватт. В статоре генератора расположены 3 обмотки. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое возбуждает в обмотках переменный ток. Как видите, ток уже появляется переменным. Дальше его нужно передать на тысячи километров, но есть «загвоздка». Учитывая огромную мощность, ток измеряется в миллионах ампер. Ток всего 0,25 А раскаляет нить лампочки до свечения, а что же произойдет с проводами при нескольких миллионах? Они попросту сгорят за долю секунды.
Чтобы снизить ток, нужно поднять напряжение. Это можно сравнить с потоком воды по трубе. Если перекачивать десятки литров в секунду по тонкой трубке, то напор будет настолько сильный, что ее скорей всего порвет. Но если применить толстую трубу, то все пройдет без сбоев. Математически это выглядит так: I = P/U, то есть ток равен потребляемая мощность деленная на напряжение. Из формулы видно, что чем больше U (напряжение), тем меньше I (ток), именно поэтому напряжение и повышают до 100 – 200 тыс. вольт.
Трансформация тока
Повышают напряжение на трансформаторной станции. Для повышения напряжения, ток сначала нужно преобразовать в магнитное поле, а затем снова в ток. Процесс происходит в трансформаторе. Здесь опять переменный ток «выигрывает», ведь постоянный не трансформируется. Чтобы возбудить ток во вторичной обмотке трансформатора нужно переменное электромагнитное поле, которое индуцируется только переменным током.
В большинстве электробытовых приборов (телевизор, компьютер, блок питания) происходит аналогичный процесс трансформации, только напряжение наоборот понижается. Если бы в сети был постоянный ток, то его пришлось бы сначала преобразовывать в переменный.
На своем пути ток проходит еще много трансформаторных станций, понижая напряжение на каждом ответвлении. В конечном итоге ток напряжением 10 кВ попадает на последнюю ТП и там, понижаясь до 250 V на каждой фазе, отправляется к конечному потребителю лампочки, телевизоры, утюги и другую технику.
Как определяется фаза
Когда включаем в розетку вилку, то где фаза и ноль неважно, но при подключении некоторого оборудования это имеет значение. Например, кнопка звонка подключается на разрыв нуля, а выключатель света ‒ на фазу. Для определения электрической фазы существует очень простой прибор – индикатор, похожий на отвертку. Хотя есть другие, например, ПИН-50 или варианты индикаторов с ЖК- дисплеем, где, кроме индикации, отображается напряжение. Также существуют приборы, определяющие наличие напряжения через изоляцию. Если при касании щупом контакта лампочка загорается, то это фаза, если нет ‒ «ноль» или «земля». Индикацию фазы производят с целью определения, а также чтобы убедиться в отсутствии напряжения перед началом работ на линии.
Маркировка проводов
В 1-фазной внутриквартирной электрической сети проводка осуществляется трехжильным проводом, где каждая жила имеет изоляцию определенного цвета. Цвета электрических проводов обозначают, где земля, фаза, ноль.
Ноль – синий или голубой.
Земля – желто-зеленый.
Фаза – белый, черный или коричневый.
Хотя в старых домах, где проводку осуществляли проводом АПВ, цветовая маркировка не практиковалась. Знать каким цветом фаза и ноль маркируются в электричестве нужно для упрощения ремонтно-монтажных работ, хотя 100% доверять не стоит, ведь монтажники могли ошибиться.
Читайте также:
electroadvice.ru
Что такое фаза и ноль в электричестве – просто о сложном
Передача электрического тока осуществляется по трехфазным сетям, при этом большинство домов имеет однофазные сети. Расщепление трехфазной цепи осуществляется с помощью вводно-распределительных устройств (ВРУ). Простым языком этот процесс можно описать следующим образом. К электрощитку дома подводится трехфазная цепь, состоящая из трех фазных, одного нулевого и одного заземляющего проводов. Посредством ВРУ цепь расщепляется – к каждому фазному проводу добавляется один нулевой и один заземляющий, получается однофазная сеть, к которой и подключаются отдельные потребители.
Что такое фаза и ноль
Попробуем разобраться, что такое ноль в электричестве и чем он отличается от фазы и земли. Фазные проводники используются для подачи электроэнергии. В трехфазной сети три токоподающих провода и один нулевой (нейтральный). Передаваемый ток сдвигается по фазе на 120 градусов, поэтому в цепи достаточно одного нуля. Фазовый проводник имеет напряжение 220 В, пара «фаза-фаза» – 380 В. Ноль не имеет напряжения.
Фазы генератора и фазы нагрузки соединяются между собой линейными проводниками. Нулевые точки генератора и нагрузки соединяются между собой рабочим нулем. По линейным проводам ток движется от генератора к нагрузке, по нулевым – в обратном направлении. Фазные и линейные напряжения равны независимо от способа подключения. Земля (заземляющий провод) также как и ноль не имеет напряжения. Он выполняет защитную функцию.
Зачем нужно зануление
Человечество активно использует электричество, фаза и ноль – важнейшие понятия, которые нужно знать и различать. Как мы уже выяснили, по фазе электричество подается к потребителю, ноль отводит ток в обратном направлении. Следует различать нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Первый необходим для выравнивания фазового напряжения, второй используется для защитного зануления.
В зависимости от типа линии электропередач может использоваться изолированный, глухозаземленный и эффективно-заземленный ноль. Большинство ЛЭП, питающих жилой сектор, имеет глухозаземленную нейтраль. При симметричной нагрузке на фазных проводниках рабочий ноль не имеет напряжения. Если нагрузка неравномерна, ток небаланса протекает по нулю, и схема электропитания получает возможность саморегулирования фаз.
Электросети с изолированной нейтралью не имеют нулевого рабочего проводника. В них используется нулевой заземляющий провод. В электросистемах TN рабочий и защитный нулевой проводники объединены на всем протяжении цепи и имеют маркировку PEN. Объединение рабочего и защитного нуля возможны только до распределительного устройства. От него к конечному потребителю пускается уже два нуля – PE и N. Объединение нулевых проводников запрещается по технике безопасности, так как в случае короткого замыкания фаза замкнется на нейтраль, и все электроприборы окажутся под фазным напряжением.
Как различить фазу, ноль, землю
Проще всего определить назначение проводников по цветовой маркировке. В соответствие с нормами, фазный проводник может иметь любой цвет, нейтраль – голубую маркировку, земля – желто-зеленого цвета. К сожалению, при монтаже электрики цветовая маркировка соблюдается далеко не всегда. Нельзя забывать и вероятности того, что недобросовестный или неопытный электрик легко может перепутать фазу и ноль или подключить две фазы. По этим причинам всегда лучше воспользоваться более точными способами, чем цветовая маркировка.
Определить фазный и нулевой проводники можно с помощью индикаторной отвертки. При соприкосновении отвертки с фазой загорится индикатор, так как по проводнику проходит электроток. Ноль не имеет напряжения, поэтому индикатор загореться не может.
Отличить ноль от земли можно с помощью прозвонки. Сначала определяется и маркируется фаза, затем щупом прозвонки нужно прикоснуться к одному и проводников и клемме заземления в электрощитке. Ноль звониться не будет. При прикосновении к земле раздастся характерный звуковой сигнал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.
