Домашний электрик - Владимир Онищенко

Домашний электрик

Введение

Жизнь современного человека немыслима без сложной техники. Даже в своем жилище он окружен множеством приборов и приспособлений, большинство из которых требует подключения к электрической сети. Причем, помимо привычных каждому силовых сетей с напряжением 220 В, в обиход прочно вошли так называемые малоточные сети. К ним относятся, например, компьютерные сети, телефонные линии и сети кабельного телевидения.

Для присоединения большого количества столь разнородных приборов требуется масса специальных устройств, называемых электроустановочными изделиями. Причем, в каждой группе приборов, устройств и приспособлений, однородных по назначению и принципу работы, существует ряд моделей, отличающихся друг от друга конструкцией, мощностью, наличием дополнительных функций. А если учесть, что большинство возможных повреждений вызывается неправильной эксплуатацией или неквалифицированным ремонтом, станет понятно, как важно сориентироваться в многообразии техники и овладеть хотя бы минимальными знаниями об особенностях ее использования и ремонта. Кроме того, неквалифицированное вмешательство в работу техники чревато различными неприятностями – от возможности получить электротравму и ожог до возникновения пожара или исчезновения напряжения. Без четкого понимания причины, вызвавшей неисправность, без знания принципа работы устройства и основных правил проведения ремонтных работ не стоит, пожалуй, хвататься за отвертку.

Помочь читателю овладеть первоначальными навыками домашнего мастера – вот одна из задач данной книги. Она поможет вам правильно выбрать инструменты и даже самому изготовить несложные приспособления, расскажет, как логическим путем определить места скрытой неисправности прибора без его разборки.

Краткий обзор наиболее популярных моделей электроприборов основных фирм-производителей даст возможность не только правильно сделать свой выбор, но и сэкономить денежные средства. Вопросам экономии посвящен также и раздел книги, содержащий полезные советы по правильной эксплуатации сложной домашней техники. Избежать многих неприятностей поможет раздел, посвященный мерам по предупреждению перегрузок электросетей, правилам монтажа и, особенно, мерам безопасности и правилам оказания первой помощи пострадавшим от поражения электрическим током.

Ну и, наконец, здесь приводятся справочные таблицы, которые всегда должны быть под рукой у уважающего себя мастера.

Прочитав книгу, вы будете знать больше о том, как сделать так, чтобы электричество принесло в ваш дом уют и комфорт.

Краткие теоретические сведения

Переменный ток

В быту обычно используется переменный ток, поэтому мы расскажем подробнее о нем и его физических характеристиках. Долгое время в электротехнике применялся исключительно постоянный ток. Но потом возникла необходимость в передаче электроэнергии на дальние расстояния. При передаче электроэнергии по проводам в них возникают потери, пропорциональные квадрату тока. Для уменьшения потерь необходимо уменьшить ток. Но для передачи той же мощности при меньшем токе необходимо более высокое напряжение. Поэтому передача электроэнергии на дальние расстояния может быть выполнена только при высоком напряжении.

Преобразование с малыми потерями больших токов низкого напряжения в малые токи высокого напряжения или наоборот может производиться лишь посредством электромагнитного аппарата переменного тока – трансформатора. Поэтому в настоящее время преимущественно применяется переменный электрический ток.

Ток, изменяющийся в течение определенного времени по величине и направлению, называется переменным током. Переменный ток, изменяющийся по синусоидальному закону, представляет собой однофазный синусоидальный ток:

i = Iмsin(ωt + φ), где Iм – амплитудное значение тока.

Промежуток времени, в течение которого осуществляется одно полное колебание, называется периодом Т.

Число периодов в секунду называется частотой, которая выражается формулой:

F = 1/Т

Частота измеряется в герцах (Гц).

Величина ω = 2πφ = 2π/Т называется угловой частотой и измеряется в рад/с; угол ωφ называется начальной фазой.

На практике наибольшее распространение получил ток, который изменяется с частотой 50 периодов в секунду, т. е. 50 Гц.

Трехфазный ток

В настоящее время производство и распределение электрической энергии в основном осуществляется трехфазным током.

Три одинаковых по частоте и амплитуде переменных тока, сдвинутых относительно друг друга на 1/3 периода (120°), образуют трехфазную систему.

Существует два способа соединения обмоток электрических машин и приемников в трехфазной системе: соединение звездой и соединение треугольником.

Три фазы источника питания можно соединить с тремя нагрузками шестью проводами. Такая система цепи называется несвязанной. В настоящее время она не применяется. При соединении трехфазной системы по схеме звезды концы всех обмоток фаз источника соединяют в общую точку. Такое же соединение производят в нагрузке. Затем все три обратных провода соединяют в один и подключают к общим точкам источника и нагрузки. По этому проводу протекает сумма токов всех трех фаз. Но если во всех фазах протекают одинаковые токи, то их сумма будет равна нулю, так как они сдвинуты относительно друг друга на 120°. Поэтому ток в общем проводе протекать не будет. Этот провод называется нейтральным или нулевым. Остальные провода, соединяющие обмотки генератора с приемником, называются линейными.

Нагрузка, при которой токи во всех фазах равны по величине и имеют одинаковые сдвиги фаз по отношению к фазным ЭДС, называется симметричной. При соединении в звезду с симметричной нагрузкой нулевой провод отсутствует, так как в нем нет необходимости. Такая система называется трехпроводной. В остальных случаях применяется система с нулевым проводом – четырехпроводная.

Проводники

К проводниковым материалам относится большинство металлов, из которых наиболее используемыми являются медь, алюминий, железо и их сплавы.

Медь получила широкое применение как проводник электрического тока благодаря высокой электропроводности, пластичности и хорошей стойкости по отношению к коррозии. В качестве проводников тока применяется медь марок М00, М0 и Ml с содержанием чистой меди не менее 99,9 %.

Механические свойства меди зависят от ее термической обработки. При протяжке в холодном состоянии получается твердотянутая медь – МТ. Если твердую медь нагреть до температуры 330–350 °C и затем охладить, то получится мягкая медь – ММ.

Характеристики проводниковой меди марок ММ и МТ приведены в таблице 1.

Алюминий обладает хорошей электропроводностью, теплопроводностью, в 3,5 раза легче меди. На воздухе покрывается прочной пленкой окиси, которая защищает его от дальнейшего окисления и придает большую коррозионную стойкость.

В качестве проводников тока используется алюминий марок А5 и А6 с содержанием чистого алюминия не менее 99,5 %. Основные свойства алюминия приведены в таблице 2.

Олово – металл серебристо-белого цвета, легко куется и прокатывается в тонкие листы. Его удельное электрическое сопротивление 0,12 Ом мм2/м. Олово в электротехнике используется в виде фольги для конденсаторов.

Свинец – металл синевато-серого цвета с удельным электрическим сопротивлением 0,222 Ом мм2/м. В электротехнике применяется для изготовления аккумуляторных пластин, предохранителей, для оболочек кабелей.

Цинк – металл синевато-серебристого цвета с удельным электрическим сопротивлением 0,062 Oм мм2/м. В электротехнике применяется для оцинковывания стальных проводов с целью предупреждения коррозии и при изготовлении гальванических элементов.

Железо и сталь – самые дешевые проводниковые металлы. Однако они не получили широкого распространения из-за малой коррозионной стойкости и повышенного удельного сопротивления.

Сталь применяют в виде проводов в воздушных линиях электропередач и в виде биметалла – стали, покрытой снаружи слоем меди. Биметалл в электротехнике используют в качестве сердечников в сталеалюминиевых проводах для повышения их механической прочности и в электрических аппаратах (рубильники, контакторы и т. п.).

Сплавы цветных металлов

В электротехнике применяются сплавы меди, алюминия и других цветных металлов с содержанием меди от 50 до 81 %.

Латунь – сплав меди с цинком. Обрабатывается латунь только в холодном состоянии. В электротехнике применяется для изготовления деталей электрических аппаратов, машин и приборов.