Väldigt få människor förstår essensen av elektricitet. Begrepp som "elektrisk ström", "spänning", "fas" och "noll" är en mörk skog för de flesta, även om vi möter dem varje dag. Låt oss få ett korn av användbar kunskap och ta reda på vad fas och noll är i elektricitet. För att lära ut elektricitet från grunden måste vi förstå de grundläggande begreppen. Vi är främst intresserade av elektrisk ström och elektrisk laddning.
Elektrisk ström och elektrisk laddning
Elektrisk laddning är en fysisk skalär storhet som bestämmer kropparnas förmåga att vara en källa till elektromagnetiska fält. Bäraren av den minsta eller elementära elektriska laddningen är elektronen. Dess laddning är ungefär -1,6 till 10 till minus nittonde potensen av Coulomb.
Elektronladdning är den minsta elektriska laddning (kvantum, del av laddning) som förekommer i naturen i fria, långlivade partiklar.
Avgifter är konventionellt uppdelade i positiva och negativa. Till exempel, om vi gnuggar en ebonitpinne på ull, kommer den att få en negativ elektrisk laddning (överskott av elektroner som fångades av pinnens atomer vid kontakt med ullen).
Statisk elektricitet på håret har samma karaktär, bara i detta fall är laddningen positiv (håret tappar elektroner).
Den huvudsakliga typen av växelström är sinusformad ström . Detta är en ström som först ökar i en riktning, når ett maximum (amplitud), börjar minska, någon gång blir lika med noll och ökar igen, men i en annan riktning.
Direkt om den mystiska fasen och noll
Vi har alla hört talas om fas, tre faser, noll och jordning.
Det enklaste fallet med en elektrisk krets är enfaskrets . Den har bara tre trådar. Genom en av ledningarna strömmar strömmen till konsumenten (låt det vara ett strykjärn eller hårtork), och genom den andra går den tillbaka. Den tredje ledningen i ett enfasnätverk är jord (eller jordning).
Jordledningen bär ingen belastning utan fungerar som en säkring. Om något går ur kontroll hjälper jordning till att förhindra elektriska stötar. Denna tråd bär överflödig elektricitet eller "dräneras" ner i marken.
Tråden genom vilken ström flyter till enheten kallas fas , och tråden genom vilken strömmen går tillbaka är noll.
Så varför behöver vi noll i el? Ja, för samma sak som fasen! Strömmen flyter genom fastråden till konsumenten, och genom den neutrala ledningen släpps den ut i motsatt riktning. Nätverket genom vilket växelström distribueras är trefas. Den består av tre fasledningar och en retur.
Det är genom detta nätverk som strömmen går till våra lägenheter. Närmar sig direkt till konsumenten (lägenheter), är strömmen uppdelad i faser, och varje fas ges en nolla. Frekvensen för att ändra strömriktningen i OSS-länderna är 50 Hz.
I olika länder Det finns olika standarder för spänningar och frekvenser i nätet. Till exempel levererar ett typiskt hushållsuttag i USA växelström med en spänning på 100-127 volt och en frekvens på 60 Hertz.
Fas- och neutralledningarna ska inte förväxlas. Annars kan du orsaka kortslutning i kretsen. För att förhindra att detta händer och för att du inte ska blanda ihop något har ledningarna fått olika färger.
Vilken färg anges fas och noll i elektricitet? Noll är vanligtvis blått eller blå färg och fasen är vit, svart eller brun. Jordledningen har också en egen färg - gulgrön.
Så idag lärde vi oss vad begreppen "fas" och "noll" betyder i el. Vi blir helt enkelt glada om denna information var ny och intressant för någon. Nu när du hör något om el, fas, noll och jord så vet du redan vad vi pratar om. Slutligen påminner vi om att om du plötsligt behöver beräkna en trefas växelströmskrets kan du säkert kontakta studenttjänst. Med hjälp av våra specialister, även de vildaste och svår uppgift det kommer att bli tufft för dig.
Det är förståeligt att människor i alla åldrar vill förstå en vetenskap som elektroteknik. Grunderna i elektroteknik kommer att hjälpa till med detta för alla nybörjare. Mycket material publiceras på Internet och i tryck, ofta under titeln "Elektroteknik för dummies." Du måste börja med att behärska bestämmelserna och lagarna för el.
Begrepp och egenskaper för elektrisk ström
Inledande elektrikerkurser i de första kapitlen ger definitioner av begreppet och egenskaper elektrisk ström, förklara elektricitetens natur och egenskaper, elektricitetens lagar och deras grundläggande formler. Baserat på stora upptäckter, t.ex vetenskaplig disciplin, som elektroteknik. Kärnan i elektricitet ligger i den riktade rörelsen av elektroner (laddade partiklar). De bär elektrisk laddning i kroppen av metalltrådar.
Viktig! För transitering elektrisk energi använd trådar vars kärnor är gjorda av aluminium eller koppar. Dessa är de mest ekonomiska ledande metallerna. Att tillverka trådkärnor av andra material är dyrt och därför olönsamt.
Strömmen kan ha konstant eller alternerande riktning. Den konstanta rörelsen av energi är alltid i en riktning. Det alternerande energiflödet ändrar rytmiskt sin polaritet. Den hastighet med vilken elektronernas rörelseriktning ändras kallas frekvens. Det mäts i hertz.
Vad studerar elektroteknik?
Grunden för elektrik bildades på 1800-talet. Dessa tider kallas eran av storslagna upptäckter av grundläggande lagar som ger alla idéer om elektricitet. Elektroteknik (ET) som vetenskap började ta sina första steg. Teorin började få stöd av praktiken. De första elektriska enheterna dök upp och kommunikationssystemen för att leverera el från källan till konsumenten förbättrades.
Utvecklingen av elektroteknik baserades på framsteg inom fysik, kemi och matematik. Ny vetenskap studerat elektrisk ströms egenskaper, elektromagnetisk strålning och andra processer. När kunskapen ackumulerades blev ET en tillämpad vetenskap.
Den moderna vetenskapliga disciplinen studerar enheter som använder elektrisk ström. Baserat på forskning skapas nya och mer avancerade elinstallationer, instrument och apparater. ET är en av de avancerade vetenskaperna, som är en av den mänskliga civilisationens huvudmotorer för framsteg.
Var du ska börja lära dig grunderna i elektroteknik
Elteknik för nybörjare finns på många informationsmedier. Moderna medel massmedia Det råder ingen brist på läroböcker om grunderna i el. Elhandledningar kan köpas online eller bokaffärer. En nybörjare kan få elektrikerlektioner i form av en gratis videokurs om grunderna i el via Internet. Videoföreläsningar online lär alla grunderna i el i en tillgänglig form.
Notera! Boken, trots de tillgängliga videoresurserna på Internet, anses fortfarande vara mest bekväm källa information. Genom att använda en elektrisk handledning från början behöver du inte slå på din dator hela tiden. Läroboken kommer alltid att finnas till hands.
Självinstruktioner fungerar som oumbärliga assistenter för att reparera elektriska ledningar, fixa en strömbrytare, uttag, installera en rörelsesensor och byta ut säkringar i elektriska hushållsapparater.
Huvudegenskaper hos ström
Huvudegenskaperna inkluderar ström, spänning, resistans och effekt. Parametrarna för den elektriska strömmen som flyter genom tråden kännetecknas av dessa värden.
Aktuell styrka
Parametern betyder mängden laddning som passerar genom tråden under en viss tid. Strömstyrkan mäts i ampere.
Spänning
Detta är inget annat än potentialskillnaden mellan två punkter på en ledare. Värdet mäts i volt. En volt är potentialskillnaden vid vilken för att överföra en laddning på 1 coulomb kommer det att vara nödvändigt att utföra arbete lika med en joule.
Motstånd
Denna parameter mäts i ohm. Dess värde bestämmer motståndet mot energiflöde. Ju större massa och area tvärsnitt ledare, desto större motstånd. Det beror också på trådens material och längd. Om potentialskillnaden i ändarna av ledaren är 1 Volt och strömmen är 1 Ampere, är ledarens resistans 1 Ohm.
Kraft
En fysisk storhet uttrycker strömhastigheten för elektricitet i en ledare. Strömeffekten bestäms av produkten av ström och spänning. Enheten för effekt är watt.
Att förstå grunderna i elektroteknik måste börja med Ohms lag. Det är detta som är grunden för hela vetenskapen om elektricitet. Den framstående tyske fysikern Georg Simon Ohm formulerade en lag 1826 som definierar det ömsesidiga beroendet mellan de tre huvudparametrarna för elektrisk ström: kraft, spänning och motstånd.
Energi och kraft inom elektroteknik
Electrics for Beginners förklarar termerna energi och kraft. Dessa egenskaper är direkt relaterade till Ohms lag. Energi kan flöda från en form till en annan. Det vill säga, det kan vara kärnkraft, mekanisk, termisk och elektrisk.
I högtalarna på ljudenheter omvandlas potentialen hos en elektrisk ström till energi ljudvågor. I elmotorer omvandlas det nuvarande energiflödet till mekanisk energi, vilket får motorrotorn att rotera.
Alla elektriska enheter förbrukar den nödvändiga mängden elektricitet under en viss tidsperiod. Mängden energi som förbrukas per tidsenhet är elkonsumentens effekt. En mer detaljerad tolkning av makt finns i kapitlen läromedel, tillägnad elektromekanik för nybörjare.
Effekten bestäms av formeln:
Denna parameter mäts i watt. Enheten för effektmätning, Watt, betyder att en ström på en Ampere rör sig under en spänning på 1 Volt. I detta fall är ledarens motstånd lika med 1 Ohm. Denna tolkning av den aktuella egenskapen är mest förståelig för dem som börjar förstå grunderna i elektricitet.
Elektroteknik och elektromekanik
Elmekanik är en gren inom elektroteknik. Denna vetenskapliga disciplin studerar kretsscheman för utrustning, motorer och andra enheter som använder elektrisk energi.
Genom att gå en nybörjarkurs i elektromekanik kan nybörjare lära sig att reparera elektriska hushållsapparater och apparater på egen hand. Elektromekanikens grundläggande lagar gör det möjligt att förstå hur en elmotor fungerar, hur en transformator skiljer sig från en stabilisator, vad en generator är och mycket mer.
Säkerhet och övning
Grundläggande elteknik för nybörjare lägger särskild vikt vid säkerhetsregler. Underlåtenhet att följa dem i praktiken kan ibland leda till elektriska skador och egendomsskador. För nybörjare inom elektroteknik måste du följa fyra grundläggande säkerhetskrav.
Fyra säkerhetsregler för nybörjare:
- Innan du använder någon enhet eller utrustning bör du läsa dess dokumentation. Alla bruksanvisningar har ett säkerhetsavsnitt. Den beskriver farliga metoder som kan orsaka kortslutning eller elektriska stötar.
- Stäng av strömmen innan du börjar arbeta med elektriska enheter eller kablar. Inspektera sedan tillståndet för ledarisoleringen. Om en kränkning av den isolerande beläggningen upptäcks, måste den exponerade delen av ledarna täckas med en bit isoleringstejp.
- När du arbetar med strömförande ledningar och utrustning bör du använda dielektriska handskar, skyddsglasögon och skor med tjocka gummisulor. Det finns absolut ingenting för nybörjare att göra i elfördelningsskåp, växel och elinstallationer. De utförs av kvalificerade elektriker som är certifierade att arbeta under spänning.
- Under inga omständigheter får du röra utsatta ledare med händerna. Till detta finns provskruvmejslar, multimetrar och andra elektriska mätinstrument. Först efter att ha kontrollerat att det inte finns någon spänning kan du röra ledningarna.
El för dummies
Elektronik omger en person i form av olika enheter och instrument. Moderna hushållsapparater styrs mestadels med hjälp av elektroniska kretsar. Grundläggande elektronikutbildningar för nybörjare syftar till att se till att en nybörjare kan skilja en transistor från ett motstånd och förstå hur och för vilket ändamål den eller den elektroniska kretsen används.
Handledningar och videokurser främjar förståelsen för principerna för att konstruera elektroniska kretsar. Vad är ett kretskort, hur man skapar en krets med dina egna händer - alla dessa frågor besvaras av grunderna i elektronik för nybörjare. Efter att ha bemästrat grunderna i elektronik kommer en "mästare" i hemmet att kunna identifiera en misslyckad radiokomponent i en TV, ljudenhet och andra hushållsapparater och ersätta den. Dessutom får nybörjaren erfarenhet av att arbeta med en lödkolv.
Videokurser och tryckt material innehåller mycket information om att behärska grunderna inom elektroteknik, elektromekanik och elektronik. Du kan skaffa dig kunskap inom dessa områden utan att lämna ditt hem. Tillgång till Internet gör att du kan titta på videon du behöver och beställa läroböcker.
Video
Det är inte en trivial uppgift, ska jag säga dig. :) För att underlätta assimileringen av materialet införde jag ett antal förenklingar. Helt vanföreställningar och antivetenskapliga, men visar mer eller mindre tydligt essensen av processen. Tekniken "avloppselektricitet" har framgångsrikt visat sig i fälttester och kommer därför att användas även här. Jag vill bara påpeka att detta bara är en visuell förenkling, giltig för allmänt fall och ett specifikt ögonblick för att förstå essensen och har praktiskt taget ingenting att göra med processens verkliga fysik. Varför är det då? Och för att göra det lättare att komma ihåg vad som är vad och att inte blanda ihop spänning och ström och förstå hur resistans påverkar allt detta, annars har jag hört nog av det här från studenter...
Ström, spänning, resistans.
Om du jämför en elektrisk krets med ett avloppssystem, är strömkällan avloppstanken, det strömmande vattnet är strömmen, vattentrycket är spänningen och skiten som rusar genom rören är nyttolasten. Ju högre cisternen är, desto större är den potentiella energin för vattnet i den, och desto starkare är tryckströmmen som passerar genom rören, vilket innebär att desto mer skitbelastning kan den sköljas bort.
Förutom den flödande skiten, hindras flödet av friktion mot rörens väggar, vilket skapar förluster. Ju tjockare rör, desto mindre förlust (hee hee, nu kommer du ihåg varför audiofiler använder tjockare ledningar för sin kraftfulla akustik ;)).
Så, låt oss sammanfatta. En elektrisk krets innehåller en källa som skapar en potentialskillnad - spänning - mellan dess poler. Under påverkan av denna spänning rusar ström genom lasten till där potentialen är lägre. Strömflödet hindras av motståndet som bildas av nyttolasten och förlusterna. Som ett resultat av detta försvagas spänningstrycket ju starkare desto större motstånd. Nåväl, låt oss nu lägga vårt avloppssystem i en matematisk kanal.
Ohms lag
Låt oss till exempel beräkna den enklaste kretsen som består av tre motstånd och en källa. Jag kommer att rita kretsen inte som är vanligt i läroböcker om TOE, utan närmare det verkliga kretsschemat, där de tar nollpotentialen - kroppen, vanligtvis lika med minus för utbudet, och pluset anses vara en punkt med en potential lika med matningsspänningen. Till att börja med antar vi att vi känner till spänningen och resistansen, vilket betyder att vi måste hitta strömmen. Låt oss lägga ihop alla motstånd (läs sidofältet för reglerna för att lägga till motstånd) för att få den totala belastningen och dividera spänningen med det resulterande resultatet - strömmen har hittats! Låt oss nu se hur spänningen fördelas över varje motstånd. Låt oss vända ut och in på Ohms lag och börja räkna. U=I*R eftersom strömmen i kretsen är densamma för alla serieresistanser kommer den att vara konstant, men resistanserna kommer att vara olika. Resultatet blev det Usource = U1 +U2 +U3. Utifrån denna princip kan du till exempel koppla in 50 glödlampor klassade på 4,5 volt i serie och enkelt driva dem från ett 220 volts uttag - inte en enda glödlampa kommer att brinna ut. Vad händer om du i detta sammanhang, i mitten, sätter in ett rejält motstånd, säg en kiloohm, och tar de andra två mindre - en ohm? Och från beräkningarna kommer det att bli tydligt att nästan all spänning kommer att falla över detta stora motstånd.
Kirchhoffs lag.
Enligt denna lag är summan av strömmarna som kommer in och ut från noden lika med noll, och strömmar som flyter in i noden betecknas vanligtvis med ett plus och strömmar som flyter ut med ett minus. I analogi med vårt avloppssystem sprids vatten från ett kraftfullt rör till ett gäng små. Denna regel låter dig beräkna den ungefärliga strömförbrukningen, vilket ibland helt enkelt är nödvändigt vid beräkning av kretsscheman.
Kraft och förluster
Effekten som förbrukas i en krets uttrycks som produkten av spänning och ström.
P = U * I
Därför, ju större ström eller spänning, desto större effekt. Därför att Motståndet (eller ledningarna) utför ingen användbar belastning, då är kraften som faller ur den en förlust i sin rena form. I detta fall kan makt uttryckas genom Ohms lag enligt följande:
P= R * I 2
Som du kan se orsakar en ökning av motståndet en ökning av effekt som spenderas på förluster, och om strömmen ökar ökar förlusterna kvadratiskt. I motståndet går all kraft till uppvärmning. Av samma anledning, förresten, värms batterier upp under drift - de har också inre motstånd, på vilken en del av energin försvinner.
Det är därför audiofiler använder tjocka koppartrådar med minimalt motstånd för sina kraftiga ljudsystem för att minska strömförlusterna, eftersom det finns betydande strömmar där.
Det finns en lag om total ström i en krets, även om det i praktiken aldrig har varit användbart för mig, men det skadar inte att veta det, så ta en lärobok om TOE (teoretiska grunder för elektroteknik) från nätverket, det är bättre för gymnasieskolor, allt beskrivs där mycket enklare och tydligare - utan att gå in på högre matematik.
El används i många områden och omger oss nästan överallt. El gör det möjligt att få säker belysning hemma och på jobbet, koka vatten, laga mat och arbeta på datorer och maskiner. Samtidigt måste du veta hur du hanterar el, annars kan du inte bara bli skadad, utan också orsaka skada på egendom. Hur man korrekt lägger ledningar och organiserar tillförseln av el till föremål studeras av en sådan vetenskap som elektroteknik.
Elektricitet koncept
Alla ämnen är uppbyggda av molekyler, som i sin tur är uppbyggda av atomer. En atom har en kärna och positivt och negativt laddade partiklar (protoner och elektroner) som rör sig runt den. När två material ligger bredvid varandra uppstår en potentialskillnad mellan dem (atomerna i ett ämne har alltid färre elektroner än det andra), vilket leder till uppkomsten av en elektrisk laddning - elektroner börjar röra sig från ett material till ett annat . Det är så elektricitet skapas. Med andra ord är elektricitet den energi som uppstår när negativt laddade partiklar förflyttas från ett ämne till ett annat.
Rörelsehastigheten kan variera. För att säkerställa rörelsen i rätt riktning och med rätt hastighet används ledare. Om rörelsen av elektroner genom en ledare utförs i endast en riktning, kallas en sådan ström konstant. Om rörelseriktningen ändras med en viss frekvens, kommer strömmen att vara alternerande. Den mest kända och enkla källan till likström är ett batteri eller bilbatteri. Växelström används aktivt i hushåll och industri. Nästan alla enheter och utrustning fungerar på den.
Vad studerar elektroteknik?
Denna vetenskap vet nästan allt om elektricitet. Det är nödvändigt för alla som vill skaffa ett diplom eller examen som elektriker att studera det. På de flesta läroanstalter kallas kursen där de studerar allt som har med el att göra " Teoretisk grund Electrical Engineering" eller förkortat TOE.
Denna vetenskap utvecklades på 1800-talet, när en likströmskälla uppfanns, och det blev möjligt att bygga elektriska kretsar. Ytterligare utveckling elektroteknik mottogs i processen för nya upptäckter inom fysikområdet för elektromagnetisk strålning. För att behärska vetenskap utan problem för närvarande är det nödvändigt att ha kunskap inte bara inom fysikområdet, utan också kemi och matematik.
Först och främst, i TOE-kursen studeras grunderna i elektricitet, definitionen av ström ges, dess egenskaper, egenskaper och användningsområden utforskas. Därefter studeras elektromagnetiska fält och möjligheterna för deras praktiska användning. Kursen avslutas vanligtvis med studier av apparater som använder elektrisk energi.
För att förstå el behöver du inte gå på gymnasiet eller gymnasiet. läroanstalt, använd bara handledningen eller gå igenom videolektioner "för dummies". Kunskapen som erhållits är tillräckligt för att ta itu med ledningar, byta ut en glödlampa eller hänga en ljuskrona hemma. Men om du planerar att arbeta professionellt med elektricitet (till exempel som elektriker eller kraftingenjör), kommer lämplig utbildning att vara obligatorisk. Det låter dig få ett speciellt tillstånd för att arbeta med instrument och enheter som drivs från en strömkälla.
Grundläggande begrepp inom elektroteknik
När du lär dig el för nybörjare är det viktigaste– förstå tre grundläggande termer:
- Strömstyrka;
- Spänning;
- Motstånd.
Strömstyrka avser mängden elektrisk laddning som flyter genom en ledare med ett visst tvärsnitt per tidsenhet. Med andra ord, antalet elektroner som har flyttat från ena änden av en ledare till den andra över tiden. Den nuvarande styrkan är den farligaste för människors liv och hälsa. Om du tar tag i en bar tråd (och en person är också en ledare) kommer elektroner att passera genom den. Ju fler av dem som passerar, desto större blir skadan, eftersom de när de rör sig genererar värme och utlöser olika kemiska reaktioner.
Men för att ström ska flyta genom ledarna måste det finnas en spännings- eller potentialskillnad mellan ena änden av ledaren och den andra. Dessutom måste den vara konstant så att elektronernas rörelse inte stannar. För att göra detta måste den elektriska kretsen vara sluten, och i ena änden av kretsen måste en strömkälla placeras, vilket säkerställer den konstanta rörelsen av elektroner i kretsen.
Motstånd är fysiska drag ledare, dess förmåga att leda elektroner. Ju lägre resistans ledaren har, desto fler elektroner kommer att passera genom den per tidsenhet, desto högre ström. Högt motstånd minskar tvärtom strömmen, men gör att ledaren värms upp (om spänningen är tillräckligt hög), vilket kan leda till brand.
Val av optimala samband mellan spänning, resistans och ström i en elektrisk krets är en av elteknikens huvuduppgifter.
Elektroteknik och elektromekanik
Elektromekanik är en gren inom elektroteknik. Hon studerar principerna för drift av enheter och utrustning som arbetar från en elektrisk strömkälla. Genom att studera grunderna i elektromekanik kan du lära dig att reparera olika utrustningar eller till och med designa den.
Som en del av lektioner i elektromekanik studeras som regel reglerna för att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi (hur en elektrisk motor fungerar, principerna för drift av vilken maskin som helst, och så vidare). Omvända processer studeras också, särskilt principerna för drift av transformatorer och strömgeneratorer.
Således, utan att förstå hur elektriska kretsar är sammansatta, principerna för deras funktion och andra frågor som elektroteknik studerar, är det omöjligt att behärska elektromekanik. Å andra sidan är elektromekanik en mer komplex disciplin och är av tillämpad karaktär, eftersom resultaten av dess studie används direkt vid design och reparation av maskiner, utrustning och olika elektriska apparater.
Säkerhet och övning
När du behärskar en elteknikkurs för nybörjare är det nödvändigt att vara särskilt uppmärksam på säkerhetsfrågor, eftersom underlåtenhet att följa vissa regler kan leda till tragiska konsekvenser.
Den första regeln att följa är att läsa instruktionerna. Alla elektriska apparater har alltid ett avsnitt i sin bruksanvisning som handlar om säkerhetsfrågor.
Den andra regeln är att övervaka tillståndet för ledarisoleringen. Alla ledningar måste täckas med specialmaterial som inte leder elektricitet (dielektrik). Om isoleringsskiktet är skadat, bör det först och främst återställas, annars kan hälsoskador uppstå. Dessutom bör arbete med ledningar och elektrisk utrustning av säkerhetsskäl endast utföras i speciella kläder som inte leder ström (gummihandskar och dielektriska stövlar).
Den tredje regeln är att endast använda speciella enheter för att diagnostisera elektriska nätverksparametrar. Under inga omständigheter bör du göra detta med dina bara händer eller prova på tungan.
Notera! Försummelse av dessa grundläggande regler är den främsta orsaken till skador och olyckor i arbetet med elektriker och elektriker.
För att få en första förståelse för elektricitet och principerna för drift av enheter som använder den, rekommenderas det att ta en speciell kurs eller studera manualen "Elektrisk teknik för nybörjare". Sådana material är utformade specifikt för dem som försöker bemästra denna vetenskap från grunden och få de nödvändiga färdigheterna för att arbeta med elektrisk utrustning hemma.
Manualen och videolektionerna förklarar i detalj hur en elektrisk krets är uppbyggd, vad en fas är och vad en nolla är, hur resistans skiljer sig från spänning och ström, och så vidare. Särskild uppmärksamhet uppmärksammar säkerhetsåtgärder för att undvika skador vid arbete med elektriska apparater.
Naturligtvis kommer att studera kurser eller läsa manualer inte tillåta dig att bli en professionell elektriker eller elektriker, men du kommer att vara ganska kapabel att lösa de flesta vardagliga problem baserat på resultaten av att bemästra materialet. För professionellt arbete Du måste redan ha ett särskilt tillstånd och ha en specialiserad utbildning. Kör utan detta jobbansvar förbjudna genom olika instruktioner. Om ett företag tillåter en person utan nödvändig utbildning att arbeta med elektrisk utrustning och han blir skadad, kommer chefen att drabbas av allvarliga straff, även kriminella.
Video
Låt oss börja med begreppet el. Elektrisk ström är den ordnade rörelsen av laddade partiklar under påverkan av elektriskt fält. Partiklarna kan vara fria elektroner av metallen om strömmen flyter genom en metalltråd, eller joner om strömmen flyter i en gas eller vätska.
Det finns även aktuellt inom halvledare, men detta är ett separat ämne för diskussion. Ett exempel är en högspänningstransformator från en mikrovågsugn - först strömmar elektroner genom ledningarna, sedan rör sig joner mellan ledningarna, först går strömmen genom metallen, och sedan genom luften. Ett ämne kallas ledare eller halvledare om det innehåller partiklar som kan bära en elektrisk laddning. Om det inte finns några sådana partiklar kallas ett sådant ämne ett dielektrikum, det leder inte elektricitet. Laddade partiklar bär en elektrisk laddning, som mäts som q i coulombs. 
Mätenheten för strömstyrka kallas Ampere och betecknas med bokstaven I, en ström på 1 Ampere bildas när en laddning på 1 Coulomb passerar genom en punkt i en elektrisk krets på 1 sekund, det vill säga grovt sett strömstyrkan mäts i coulombs per sekund. Och i huvudsak är strömstyrkan mängden elektricitet som strömmar per tidsenhet genom tvärsnittet av en ledare. Ju fler laddade partiklar som löper längs med tråden, desto större blir strömmen.
För att få laddade partiklar att flytta från en pol till en annan är det nödvändigt att skapa en potentialskillnad eller – spänning – mellan polerna. Spänning mäts i volt och betecknas med bokstaven V eller U. För att få en spänning på 1 Volt måste du överföra en laddning på 1 C mellan polerna, samtidigt som du gör 1 J arbete. Jag håller med, det är lite oklart . 
För tydlighetens skull, föreställ dig en vattentank placerad på en viss höjd. Ett rör kommer ut ur tanken. Vatten strömmar genom röret under påverkan av gravitationen. Låt vatten vara en elektrisk laddning, höjden på vattenpelaren vara spänning och hastigheten på vattenflödet vara elektrisk ström. Mer exakt, inte flödeshastigheten, utan mängden vatten som rinner ut per sekund. Du förstår att ju högre vattennivån är, desto större är trycket under, och ju högre trycket under, desto högre mer vatten kommer att flyta genom röret eftersom hastigheten blir högre. På samma sätt, ju högre spänning, desto mer ström kommer att flyta i kretsen. 
Förhållandet mellan alla tre betraktade storheter i en likströmskrets bestäms av Ohms lag, som uttrycks av denna formel, och det låter som att strömstyrkan i kretsen är direkt proportionell mot spänningen, och omvänt proportionell mot resistansen. Ju större motstånd, desto mindre ström, och vice versa. 
Jag ska lägga till några fler ord om motstånd. Det kan mätas, eller det kan räknas. Låt oss säga att vi har en ledare med en känd längd och tvärsnittsarea. Fyrkantigt, runt, det spelar ingen roll. Olika ämnen har olika resistivitet, och för vår imaginära ledare finns denna formel som bestämmer förhållandet mellan längd, tvärsnittsarea och resistivitet. Resistiviteten hos ämnen kan hittas på Internet i form av tabeller. 
Återigen kan vi dra en analogi med vatten: vatten rinner genom ett rör, låt röret ha en specifik grovhet. Det är logiskt att anta att ju längre och smalare röret är, desto mindre vatten kommer att flöda genom det per tidsenhet. Ser du hur enkelt det är? Du behöver inte ens memorera formeln, föreställ dig bara ett rör med vatten.
När det gäller att mäta motstånd behöver du en enhet, en ohmmeter. Nuförtiden är universella instrument mer populära - multimetrar; de mäter motstånd, ström, spänning och en massa andra saker. Låt oss göra ett experiment. Jag tar ett snitt nikrom tråd känd längd och tvärsnittsarea hittar jag resistiviteten på hemsidan där jag köpte den och beräknar resistansen. Nu ska jag mäta samma bit med hjälp av enheten. För ett så litet motstånd måste jag subtrahera resistansen för proberna på min enhet, vilket är 0,8 ohm. Precis så!
Multimeterskalan är uppdelad efter storleken på de uppmätta kvantiteterna, detta görs för högre mätnoggrannhet. Om jag vill mäta ett motstånd med ett nominellt värde på 100 kOhm ställer jag in handtaget på det större närmaste motståndet. I mitt fall är det 200 kilo-ohm. Vill jag mäta 1 kilo-ohm använder jag 2 ohm. Detta gäller för mätning av andra kvantiteter. Det vill säga, skalan visar gränserna för den mätning du behöver hamna i.
Låt oss fortsätta att ha kul med multimetern och försöka mäta resten av de mängder vi har lärt oss. Jag tar flera olika DC-källor. Låt det vara ett 12 volts nätaggregat, en USB-port och en transformator som min farfar gjorde i sin ungdom. 
Vi kan mäta spänningen på dessa källor just nu genom att parallellkoppla en voltmeter, det vill säga direkt till källornas plus och minus. Allt är klart med spänning, det kan tas och mätas. Men för att mäta strömstyrkan måste du skapa en elektrisk krets genom vilken ström kommer att flyta. Det måste finnas en förbrukare eller last i den elektriska kretsen. Låt oss koppla en konsument till varje källa. En bit LED-remsa, en motor och ett motstånd (160 ohm).
Låt oss mäta strömmen som flyter i kretsarna. För att göra detta växlar jag multimetern till strömmätningsläge och växlar sonden till strömingången. Amperemätaren är seriekopplad med objektet som mäts. Här är diagrammet, det bör också komma ihåg och inte att förväxla med att ansluta en voltmeter. Förresten, det finns något sådant som strömklämmor. De låter dig mäta ström i en krets utan att ansluta direkt till kretsen. Det vill säga, du behöver inte koppla bort ledningarna, du bara kastar dem på kabeln och de mäter. Okej, låt oss gå tillbaka till vår vanliga amperemeter. 
Så jag mätte alla strömmar. Nu vet vi hur mycket ström som förbrukas i varje krets. Här har vi lysdioder som lyser, här snurrar motorn och här... Så stå där, vad gör ett motstånd? Han sjunger inte sånger för oss, lyser inte upp rummet och vrider inte på någon mekanism. Så vad lägger han hela 90 milliampere på? Detta kommer inte att fungera, låt oss ta reda på det. Hej du! Åh, han är het! Så det är här energi spenderas! Är det möjligt att på något sätt räkna ut vad det är för energi här? Det visar sig att det är möjligt. Lagen som beskriver den termiska effekten av elektrisk ström upptäcktes på 1800-talet av två vetenskapsmän, James Joule och Emilius Lenz. 
Lagen kallades Joule-Lenz lag. Det uttrycks med denna formel och visar numeriskt hur många joule energi som frigörs i en ledare där ström flyter per tidsenhet. Från denna lag kan du hitta kraften som frigörs på denna ledare, effekten betecknas engelskt brev R och mäts i watt. Jag hittade den här väldigt coola surfplattan som kopplar ihop alla de mängder vi har studerat hittills.
På mitt bord används alltså elektrisk kraft för belysning, för att utföra mekaniskt arbete och för att värma omgivande luft. Förresten, det är på denna princip som olika värmare, vattenkokare, hårtorkar, lödkolvar etc. fungerar. Det finns en tunn spiral överallt, som värms upp under påverkan av ström. 
Denna punkt bör beaktas vid anslutning av ledningar till lasten, det vill säga att lägga ledningar till uttag i hela lägenheten ingår också i detta koncept. Om du tar en kabel som är för tunn för att anslutas till ett uttag och ansluter en dator, vattenkokare och mikrovågsugn till detta uttag, kan kabeln värmas upp och orsaka brand. Därför finns det ett sådant tecken som förbinder ledningarnas tvärsnittsarea med den maximala effekten som kommer att strömma genom dessa trådar. Om du bestämmer dig för att dra ledningar, glöm inte det. 
Som en del av denna fråga skulle jag också vilja påminna om egenskaperna hos parallella och serieanslutna för nuvarande konsumenter. Med en seriekoppling är strömmen densamma på alla konsumenter, spänningen är uppdelad i delar, och konsumenternas totala resistans är summan av alla motstånd. På parallellkoppling spänningen på alla konsumenter är densamma, strömstyrkan delas och det totala motståndet beräknas med denna formel.
Detta tar upp en mycket intressant punkt som kan användas för att mäta strömstyrkan. Låt oss säga att du behöver mäta strömmen i en krets på cirka 2 ampere. En amperemeter klarar inte av denna uppgift, så du kan använda Ohms lag i dess rena form. Vi vet att strömstyrkan är densamma i seriekoppling. Låt oss ta ett motstånd med mycket litet motstånd och sätta in det i serie med lasten. Låt oss mäta spänningen på den. Nu, med hjälp av Ohms lag, hittar vi den nuvarande styrkan. Som du kan se sammanfaller det med beräkningen av bandet. Det viktigaste att komma ihåg här är att detta extra motstånd bör ha så låg resistans som möjligt för att ha minimal påverkan på mätningarna. 
Det finns ytterligare en mycket viktig punkt som du behöver veta om. Alla källor har en maximal utström, om denna ström överskrids kan källan värmas upp, gå sönder och i värsta fall till och med fatta eld. Det mest fördelaktiga resultatet är när källan har överströmsskydd, i vilket fall den helt enkelt stänger av strömmen. Som vi minns från Ohms lag, ju lägre resistans, desto högre ström. Det vill säga om du tar en bit tråd som last, det vill säga stänger källan för sig själv, så kommer strömstyrkan i kretsen att hoppa till enorma värden, detta kallas kortslutning. Om du kommer ihåg början av problemet kan du dra en analogi med vatten. Om vi ersätter nollresistans i Ohms lag får vi en oändligt stor ström. I praktiken sker detta naturligtvis inte, eftersom källan har ett internt motstånd som är seriekopplat. Denna lag kallas Ohms lag för en komplett krets. Kortslutningsströmmen beror alltså på värdet på källans inre resistans.
Låt oss nu återgå till den maximala ström som källan kan producera. Som jag redan har sagt bestäms strömmen i kretsen av belastningen. Många människor skrev till mig på VK och ställde något i stil med den här frågan, jag ska överdriva det något: Sanya, jag har en strömförsörjning på 12 volt och 50 ampere. Om jag ansluter en liten bit LED-remsa till den, kommer den att brinna ut? Nej, självklart brinner det inte. 50 ampere är den maximala ström som källan kan producera. Om du ansluter en tejpbit till den kommer den att ta sin bra, låt oss säga 100 milliampere, och det är det. Strömmen i kretsen kommer att vara 100 milliampere, och ingen kommer att brinna någonstans. En annan sak är att om du tar en kilometer LED-remsa och ansluter den till denna strömförsörjning, kommer strömmen där att vara högre än tillåtet, och strömförsörjningen kommer troligen att överhettas och misslyckas. Kom ihåg att det är konsumenten som bestämmer mängden ström i kretsen. Den här enheten kan avge max 2 ampere, och när jag kortsluter den till bulten händer ingenting med bulten. Men nätaggregatet gillar det inte, det fungerar in extrema förhållanden. Men om du tar en källa som kan leverera tiotals ampere, kommer bulten inte att gilla den här situationen. 
Som ett exempel, låt oss beräkna strömförsörjningen som kommer att krävas för att driva en känd del av LED-remsan. Så vi köpte en rulle med LED-remsor från kineserna och vill driva tre meter av just denna strip. Först går vi till produktsidan och försöker ta reda på hur många watt en meter band förbrukar. Jag kunde inte hitta denna information, så det finns detta tecken. Låt oss se vilken typ av band vi har. Dioder 5050, 60 stycken per meter. Och vi ser att effekten är 14 watt per meter. Jag vill ha 3 meter, vilket betyder att effekten blir 42 watt. Det är lämpligt att ta en strömförsörjning med 30 % strömreserv så att den inte fungerar i kritiskt läge. Som ett resultat får vi 55 watt. Den närmaste lämpliga strömförsörjningen kommer att vara 60 watt. Från effektformeln uttrycker vi strömstyrkan och finner den, med vetskapen om att lysdioder arbetar med en spänning på 12 volt. Det visar sig att vi behöver en enhet med en ström på 5 ampere. Vi går till exempel till Ali, hittar den, köper den.
Det är mycket viktigt att känna till den aktuella förbrukningen när du gör några USB-hemgjorda produkter. Den maximala strömmen som kan tas från USB är 500 milliampere, och det är bättre att inte överskrida den.
Och till sist, ett kort ord om säkerhetsåtgärder. Här kan du se till vilka värden elektricitet anses vara ofarligt för människors liv. 
