Скачок напряжение электрического тока в сети

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество».

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

Дальше пойдет перечисление важных для истории электричества открытий.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали — остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции, электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями.

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаменитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

От электростанции до бытовой розетки

Электрические линии Эдисона были не длиннее 2 миль. Изобретение Николой Тесла трехфазных генераторов переменного тока позволило передавать электричество на сотни и тысячи километров. Однако для достижения этого результата вырабатываемое напряжение должно быть в десятки тысяч раз больше, чем то, что есть в нашей бытовой розетке.

По пути от электростанции оно поддерживается и постепенно снижается, для чего используются трансформаторные станции. По своему назначению линии электропередач бывают следующих типов:

Сверхдальние высоковольтные линии. Напряжение в них от 500 киловольт. Они используются для того, чтобы связать воедино несколько энергетических систем. В России их семь – Средней Волги, Урала, Юга, Северо-Запада, Центра, Востока и Сибири.
Магистральные высоковольтные линии. Напряжение 220-330 кВ. Применяются для связи региональных энергетических систем (в нашей стране их 70) и электростанций внутри них.
Распределительные высоковольтные линии. Напряжение 150, 110 и 35 кВ. Последние используются для обеспечения электричеством территориальных образований областного подчинения (районов).
Высоковольтные линии для питания населенных пунктов и кондоминиумов. Напряжение 20, 10 и 6 киловольт. Они находятся в собственности и на обслуживании районных РЭС.
Низковольтные линии для обеспечения электроэнергией потребителей. Те самые 380 вольт, которые вследствие применения схемы с глухозаземленной нейтралью позволяют перейти от линейного (межфазного) к фазному напряжению 220 вольт.

Энергопотребление постоянно растет. Уже сейчас многие квартиры и частные дома потребляют столько электричества, которого в середине прошлого века хватало на целую улицу. Поэтому вполне возможно, что настанет такой момент, когда бытовое напряжение станет 380 вольт.

Какая сила тока в розетке 220в и 380в, и для каких бытовых приборов необходимо 16, 25 и 32 ампера?

Сегодня каждый человек знает, сколько вольт в розетке. Стандартное напряжение в отечественных бытовых электросетях 220 вольт. В некоторых странах принят иной стандарт и там оно может быть 127 или 250 вольт. Большинство современной техники рассчитано именно на такие показатели. Однако помимо напряжения при монтаже проводки необходимо учитывать предполагаемую мощность подключаемых потребителей. Так на сегодняшний день в продаже представлены розетки 220 вольт с ограничением нагрузки 16А и 25А. Они используются для разных целей. Поскольку сила тока в розетке 220в прямо пропорциональна потребляемой мощности подключенного к ней оборудования.

К примеру, несколько десятилетий назад бытовой электротехники было не много, и особой мощностью она не отличалась, ограничение нагрузки на одну точку было 6А. В такой разъем можно подключить технику мощностью до 1,5кВт. Однако для современного дома этого уже слишком мало, так как даже стандартный электрочайник может потреблять до 2.5 кВт. Именно поэтому для современных разъемных соединений установлен стандарт ограничения нагрузки 16А, что позволяет безопасно подключать потребители мощностью до 3,5 кВт. В домах, где предполагается установка электроплит до 6кВт устанавливают так называемые силовые розетки 25А 220в. В целом это максимальные значения для бытовых электросетей.

Для более мощной техники используют трехфазные сети с напряжением 380в и соответствующие розетки 380 вольт (до 32А). Такие разъемы обычны для мастерских, объектов общественного питания, но могут быть установлены и в частном доме, если все нагревательные приборы (в том числе и отопительные) работают от электросети. Однако в таких случаях требуется не только установка специальной электрофурнитуры, но и усиленная проводка.

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Важность защиты электрической сети и приборов в электрической сети от воздействия больших скачков напряжения трудно переоценить. Защита от скачков напряжения в электрической сети может строиться на применении специальных устройств для защиты от скачков напряжения, сетевых фильтров

Для защиты сети и потребителей от скачков могут использоваться и стабилизаторы напряжения со встроенной защитой от скачков напряжения.

Есть много причин различного характера, вызывающие отклонения напряжения от нормы в сети частного дома или квартиры. Рассмотрим наиболее распространенные случаи:

Увеличение или уменьшение тока нагрузки в системе электроснабжения. Причина кроется в одновременном подключении к сети мощных электроприборов (электрические печи, бойлеры, масляные обогреватели и т.д.). Наибольший пик нагрузки приходится на вечерние часы, особенно в холодное время года, следствием этого является понижение напряжения.
Перегрузка трансформаторной подстанции может стать причиной нестабильной работы ее оборудования. Проблема заключается в том, что большинство узлов энергосистем проектировались и строились более 30-40 лет назад, соответственно, они были рассчитаны на более низкую нагрузку. Для исправления ситуации необходима модернизация оборудования проблемных узлов, а это требует серьезных финансовых вложений.
Причинами кратковременных скачков напряжения также могут быть аварии на ЛЭП или кабельных магистралях. Это может быть связано как с общим состоянием линий, так и неблагоприятными погодными условиями.
Резкий скачок напряжения происходит при обрыве нуля или плохом электрическом контакте нулевого проводника. В первом случае произойдет повышение напряжения вплоть до 380 Вольт, во втором, будут наблюдаться кратковременные скачки с 220 до 380 В.
Проблемы с внутридомовой разводкой электросети. Причины могут быть связаны с использованием при некачественных материалов, неправильно выполненным монтажом или «старой» проводкой. В результате происходят скачки и колебания напряжения, сопровождаемые сильными импульсными помехами.
Бросок напряжения возникает в тех случаях, когда на смежной линии системы электроснабжения подключен мощный потребитель, например промышленный объект. Известно, что в момент включения электродвигателей образуются сильные пусковые токи, это приводит к тому, что начинает «прыгать» напряжение. Причем установка специальных сетевых фильтров на таком объекте только частично исправляет ситуацию. Заметим, что совсем необязательно жить рядом с промышленным объектом, чтобы ощутить все эти прелести, подобный эффект может давать небольшая мастерская, торговый центр или любое общественное здание оборудованное мощной вентиляционной системой.
К возникновению импульсных перенапряжений может привести попадание молнии в ВЛ. Напряжение импульса может измеряться в киловольтах.
Попадание молнии в ЛЭП вызывает сильное перенапряжение сети

Это гарантировано выведет из строя включенные в розетки электрические приборы, несмотря на краткосрочность импульса (порядка нескольких миллисекунд) броска. Большинство устройств, обеспечивающих защиту, просто не успеют сработать.

Возникают скачки и по техногенным причинам, одна из них – обрыв сетевого провода трамвайной или троллейбусной контактной сети с последующим попаданием на ВЛ. Это приведет к тому, что превышение нормального напряжения в сети составит порядка нескольких сотен вольт. На практике встречались случаи, когда в результате такой аварии выгорали (в буквальном смысле) электроприборы в ближайшем доме.
Возникают скачки также при работе сварочного оборудования. Такая проблема более характерна для сельской местности, поскольку в хозяйстве часто возникает потребность для ремонта с применением сварки, например, подварить петли на воротах. Нередко некоторые умельцы с целью сэкономить подключают сварочное оборудование на вход, минуя счетчик и устройства защиты. В результате при образовании дуги происходят скачки и броски электрического тока в линии, от которой также запитаны дома соседей.

Мы назвали далеко не все причины, по которым образуются скачки входного напряжения, но приведенных примеров вполне достаточно, чтобы подвести итоги. Перепады и скачки могут быть вызваны:

Резким изменением нагрузки.
Авариями, вызванными воздействием стихии или имеющие техногенную природу.
Износом оборудования.
Отсутствием резерва мощности.

В первых двух случаях доказать вину компании, предоставляющей услуги, будет проблематично, в последних двух можно рассчитывать на получение компенсации.

Основные способы ваших действий

Параллельно будем рассматривать причины слабого напряжения и способы их устранения для каждой отдельно взятой ситуации.

При возникновении подобной неприятной ситуации в первую очередь попытайтесь выяснить – небольшие показатели характерны только для вашего участка потребления или наблюдаются и в сети у соседей? При нормальном напряжении в соседних домах и квартирах необходимо искать причину проблемы в собственной электропроводке.

Потребуется для начала измерить вводный вольтаж, предварительно отключив автомат. При показателях ниже установленной ГОСТом норме (±5 и ±10% от номинального в 230 Вольт, что соответствует значениям 207-253 В), немедленно обращайтесь в службы энергосбыта. При нормальных значениях на вводе и падении напряжения после подключения нагрузки, придется выполнять поиск и устранение неисправности собственными силами.
В подобной ситуации могут присутствовать только три вышеперечисленные причины. Проверка правильности подключения автоматического выключателя – обязательный первый шаг для выявления присутствующей неисправности.

Слабое напряжение может быть следствием недостаточного контакта с проводом в верхнем зажиме. Корпус автомата нуждается в замене, если визуальный осмотр определил его оплавленность. При потребности в замене необходимо хорошо затянуть жилы в зажимах нового автомата.

При отсутствии видимых повреждений, на этом участке следующим шагом становится проверка соответствия сечения водного провода для нагрузки, необходимой при эксплуатации всех приборов в здании. Недостаточные параметры по этому показателю – причина падения вольтажа при повышенных нагрузках.

Убедившись в том, что сечение домашней проводки вполне отвечает расчетным требованиям, необходимо перейти к ревизии ответвления линии к вашему вводу от основной магистрали. Монтаж способом скрутки почти всегда становится причиной низкого напряжения из-за ответвления, выполненного некачественным способом.
Понижение параметров напряжения – следствие повышения сопротивления в проблемной зоне, возникающего при плохом контакте. Но и в случае с применением зажимов возможно возникновение неисправностей. Внимательно осмотрите состояние корпусов и проверьте зажимы методом подключения нагрузки. При нагреве корпуса или появления искр выход один – немедленная замена этого элемента.

Гораздо сложнее удается устранить проблему, если низкое напряжение возникло не по вашей вине, а из-за некачественных услуг поставщика энергии. В подобной ситуации все происходит с определенными, и зачастую немалыми, трудностями. Как выполняется процесс подачи жалобы, куда следует звонить и что необходимо требовать – тема отдельного обсуждения. Рассмотрим меры, способные обеспечить нормальное напряжение в вашей электросети.

Одним из надежных и проверенных способов остается подключение стабилизатора. Параметры напряжения с помощью этого прибора можно увеличить до необходимых 220В от имеющихся в сети 140-160 Вольт.

Большинство потребителей склоняются в пользу такого варианта, как оптимального выхода из сложившейся ситуации.

Использование электронагревателей в отопительный сезон практически повсеместно сопряжено с падением напряжения. Поэтому стабилизатор, учитываю его относительно недорогую стоимость, будет лучшей защитой для бытовой техники от перепадов напряжения.

Более дорогой, но и одновременно очень эффективный, способ – приобретение источника бесперебойного питания. Во время резкого понижения напряжения автономный режим подачи электроэнергии позволяет устранить проблему без каких-либо затруднений. Практически все подобные аварийные системы работают от 140 Вольт, что в рассматриваемом случае будет оптимальным решением. Единственный минус – высокая цена. 5-и киловатная модель в ценах 2015 года обойдется минимально в 80000 рублей.

← Предыдущая страница
Следующая страница →

Причины перепадов напряжения

Как же возникает перепад напряжения? Откуда эта напасть на нашу бытовую технику? В каждый многоквартирный жилой дом входит от подстанции 3 фазы. В квартиру, как правило, подаётся одна из них и общий нулевой провод.

При пиковых нагрузках, когда все жильцы одновременно включают мощные электроприборы

(утром или вечером после работы), единственный нулевой провод перегружается. И так как профилактика в большинстве электрощитов не проводится, перегруженность сети рано или поздно приводит к перегоранию нулевого проводника.

После пропадания «нуля» квартиры оказываются подключены и к своей фазе, и к соседской. То есть вместо 220 вольт в квартирную проводку поступает 380

Определение термина

Под данным понятием подразумевается резкие перепады сетевого напряжения, выходящие за пределы допустимых отклонений. Напомним, что согласно действующим нормам допустимые отклонения напряжения не должны превышать от номинала, а предельно допустимые — Собственно, параметры, характеризующие качественное напряжение указываются в договоре на предоставление услуг. При этом описание допустимых пределов не должно противоречить действующим нормам.

Под данное определение попадает кратковременное перенапряжение и понижение напряжения, а также отклонения (длительностью более минуты) и колебания (продолжительность менее минуты). Под это описание также подходят импульсные перенапряжения, называемые бросками.

Броски напряжения негативно отражаются на качестве напряжения

Скачки напряжения

Скачками напряжения в повседневной речи принято называть резкое (быстрое) значительное изменение значения напряжения. Как правило, под скачком напряжения понимается быстрое значительное увеличение напряжения. Юридически точного определения понятия «скачок напряжения» у нас не существует. Обычно юристы понимают под «скачком напряжения» отклонения качества поставляемой электроэнергии от требований нормативной документации.

Как правило, в судебной практике речь идет о таких скачках напряжения, которые стали причиной нанесения ущерба.

Четкого определения «скачка напряжения» в нормативной документации тоже не найти. Отраслевая нормативная документация различает следующие отклонения параметров электроснабжения от нормы: отклонения и колебания напряжения, перенапряжение.

«Отклонение напряжения» — это изменение амплитуды длительностью более 1 минуты. Различают нормально допустимое отклонение напряжения и предельно допустимое отклонение напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

«Колебание напряжения» — это изменение амплитуды длительностью менее 1 минуты. Различают нормально допустимое колебание напряжения и предельно допустимое колебание напряжения. При этом предельно допустимым является отклонение в 10% от номинального.

Перенапряжение

«Перенапряжение» — это значительное по амплитуде увеличение параметров тока. Перенапряжением считается повышение напряжения свыше 242 Вольт. Перенапряжение может проходить с длительностью и менее 1 секунды.

С точки зрения физики, важным является общая излишняя энергия, воздействующая на приборы — потребители тока. Именно эта энергия, вызванная скачком в сети, и приводит к нанесению ущерба подключенным электрическим приборам.

Классификация

Постоянный и переменный ток

Если заряженные частицы движутся внутри макроскопических тел относительно той или иной среды, то такой ток называют электрический ”ток проводимости”. Если движутся макроскопические заряженные тела (например, заряженные капли дождя), то этот ток называют ”конвекционным”.

Токи различают на постоянный и переменный. Также существуют всевозможные разновидности переменного тока. При определении видов тока слово «электрический» опускают.

Постоянный ток — ток, направление и величина которого не меняются во времени. Может быть пульсирующий, например выпрямленный переменный, который является однонаправленным.
Переменный ток — электрический ток, изменяющийся во времени. Под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным.
Периодический ток — электрический ток, мгновенные значения которого повторяются через равные интервалы времени в неизменной последовательности.
Синусоидальный ток — периодический электрический ток, являющийся синусоидальной функцией времени. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону. Любой периодический несинусоидальный ток может быть представлен в виде комбинации синусоидальных гармонических составляющих (гармоник), имеющих соответствующие амплитуды, часто́ты и начальные фазы. В этом случае Электростатический потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал). В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.
Квазистационарный ток — относительно медленно изменяющийся переменный ток, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянных токов. Этими законами являются закон Ома, правила Кирхгофа и другие. Квазистационарный ток, так же как и постоянный ток, имеет одинаковую силу тока во всех сечениях неразветвлённой цепи. При расчёте цепей квазистационарного тока из-за возникающей э. д. с. индукции ёмкости и индуктивности учитываются как сосредоточенные параметры. Квазистационарными являются обычные промышленные токи, кроме токов в линиях дальних передач, в которых условие квазистационарности вдоль линии не выполняется.
Ток высокой частоты — переменный ток, (начиная с частоты приблизительно в десятки кГц), для которого становятся значимыми такие явления, которые являются либо полезными, определяющими его применение, либо вредными, против которых принимаются необходимые меры, как излучение электромагнитных волн и скин-эффект. Кроме того, если длина волны излучения переменного тока становится сравнимой с размерами элементов электрической цепи, то нарушается условие квазистационарности, что требует особых подходов к расчёту и проектированию таких цепей.
Пульсирующий ток — это периодический электрический ток, среднее значение которого за период отлично от нуля.
Однонаправленный ток — это электрический ток, не изменяющий своего направления.

Вихревые токи

Вихревые токи Фуко

Вихревые токи ( или токи Фуко) — замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его магнитный поток, поэтому вихревые токи являются индукционными токами. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи. Вихревые токи не текут по определённым путям в проводах, а замыкаясь в проводнике образуют вихреобразные контуры.

Существование вихревых токов приводит к скин-эффекту, то есть к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника. Нагрев вихревыми токами проводников приводит к потерям энергии, особенно в сердечниках катушек переменного тока. Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют деление магнитопроводов переменного тока на отдельные пластины, изолированные друг от друга и расположенные перпендикулярно направлению вихревых токов, что ограничивает возможные контуры их путей и сильно уменьшает величину этих токов. При очень высоких частотах вместо ферромагнетиков для магнитопроводов применяют магнитодиэлектрики, в которых из-за очень большого сопротивления вихревые токи практически не возникают.

Ответ-отписка от жилищной конторы

Присланное заказное письмо содержало ответ-отписку, в нем сообщалось, что в тот злополучный день, к нам на устранение проблемы была вызвана бригада электриков, которые оперативно среагировали на вызов и произвели следующие работы (далее чтобы не быть голословной привожу отрывок данного письма).

Таким образом, ООО «ГЦКС» отказался взять на себя вину произошедшего вслед за низким, высокого скачка напряжения, отказался признать факт порчи электрического оборудования в наших квартирах и, соответственно, отказался выплачивать понесенные нами расходы на недешевый ремонт техники.

На это можно было конечно махнуть рукой, как и сделали мои соседи, но лично меня возмутил сей факт несправедливости. Я подумала, а почему, собственно говоря, я должна из-за ошибки какого-то нерадивого электрика, из собственного кармана платить немалые деньги на ремонт компьютера. Эти электрики так и будет продолжать обслуживать наш дом, и мы всегда должны быть подвержены подобному риску выхода из строя еще чего-нибудь?

Причины скачков напряжения

Существует немало объективных и субъективных причин природного и аварийного характера, которые провоцируют скачки напряжения в электросетях. Перечислим основные из них:

Одновременное отключение мощных бытовых приборов. Современные дома и квартиры оснащены мощными электроприборами. Если проводка старая, то одновременное включение нескольких устройств приводит к снижению параметров тока в сети. При одновременном отключении нескольких мощных приборов происходит резкий скачок напряжения.
Нестабильность в работе трансформаторной подстанции. Не секрет, что большинство трансформаторных подстанций, распределяющих электроснабжение, построено ещё в советское время. Устаревшее оборудование, установленное на этих подстанциях, большие перегрузки ввиду повышения потребления электроэнергии и приводят к нестабильной работе.
Аварии в передающих электросетях. Линии электропередач построены десятки лет назад, обновляются редко. А это значит, что существует вероятность обрывов и замыканий. Такие аварии провоцируют большие скачки напряжения.
Обрыв «нулевой фазы». Это наиболее опасный вид аварии, вызывающий сильнейшее перенапряжение. «Обрыв нуля» приводит к тому, что все электроприборы, включённые в розетку на момент аварии, сгорают. Удивительно, но сгорают даже приборы, «выключенные» с помощью дистанционного пульта. Причина — ослабление «нулевого» контакта в общем коммутационном щитке дома. Если контакт нестабильный, то возникают очень сильные скачки и вся техника, включённая в розетку, может выйти из строя.
Ослабление заземления. Заземление электроприборов обеспечивает безопасность использования устройств, так как отводит от устройств электрический ток. В случае ослабления заземления вероятность появления скачков напряжения возрастает.
Перегрузка электросети. Электрооборудование, установленное на подстанциях, рассчитано на определённый предел мощности подключаемой нагрузки. Сегодня потребления электроэнергии в наших домах значительно возросло. На месте маленьких МКД строятся большие здания, в которых вместо 10-12 квартир получается сразу 90-100. Суммарная мощность дома возрастает в 9-10 раз. В этих условиях подстанции испытывают значительные перегрузки, что ведёт к сильнейшим скачкам напряжения в сети.
Низкокачественная и плохо смонтированная разводка. Слабый контакт в розетке или в электрическом патроне вызывает искрение. Каждое включение или выключение мощного электроприбора — это новый скачок напряжения в сети.
Близкое расположение рядом с домом крупных промышленных объектов. Для порождения скачка напряжения в смежных линиях электропередач достаточно соседства с автомастерской, насосной станцией или с большим супермаркетом.
Попадание молнии в линии электропередач. Такое природное явление, как молния, порождает гигантские перенапряжения и скачки. Современные системы электропередач оснащены защитными механизмами от молнии, однако полностью избежать возникновения сильнейших импульсов в сети не удаётся.
Проведение сварочных работ. В посёлках и деревнях сварочные аппараты подключают прямо на входящие в дом провода, т.е. минуя все защиты. Каждая дуга сварки порождает большой скачок показателей напряжения.

Как видите, причин для возникновения скачков напряжения довольно много. Какой ущерб могут нанести резкие отклонения напряжения от нормального показателя в 220 В?

Последствия перепадов напряжения

Актуальность проблемы защиты домашних электроприборов от перенапряжения в электросети постоянно увеличивается

Это особенно важно по той причине, что основная масса бытовой техники является весьма дорогостоящей

Перепады напряжения в электросети принято считать серьезной проблемой для домашних электроприборов и техники. В ненормальных электросетях напряжение способно увеличиваться до 250 Вольт и уменьшаться, переходя ниже 180 Вольт. По установленным нормам напряжения предусмотрен средний показатель напряжения в размере 220 Вольт с изменениями не больше десяти процентов в сторону падения или повышения.

Бесспорно, львиная доля изготовителей домашних электроприборов пытаются всячески оградить технику от неожиданных скачков напряжения и различных перепадов в электросети, предусматривая способы защиты в техническом устройстве оборудования. Например, несколько моделей машин для стирки белья при уменьшении напряжения до 180 Вольт только прекращают свое функционирование.

Однако подобных мер защиты может оказаться недостаточно.

Наиболее часто встречающейся причиной поломки домашних электрических приборов является чрезмерное напряжение, больше того, что предусмотрено для оборудования. Оно возникает из-за неравномерного использования электросети. Длительная работа при слишком большом напряжении уменьшает потенциальный срок службы бытовой техники, а значительное повышение его показателей становится причиной повреждения изоляции и выходу приборов из строя.

Как бороться со скачками напряжения в сети

Для защиты сети и потребителей от скачков могут использоваться и стабилизаторы напряжения со встроенной защитой от скачков напряжения. Устройства защиты от скачков напряжения могут монтироваться в коммутационные электрические шкафы или включаться непосредственно в розетку. Отдельным способом защиты от скачков является использование устройства защиты от скачков, монтируемых внутри электрического прибора.

Постоянный и переменный токи

Мы завершаем изучение темы «Постоянный электрический ток». Тем не менее, в этом параграфе мы рассмотрим и переменный ток. С чем это связано? Причина в самих терминах «постоянный ток» и «переменный ток», названия которых не вполне удачны, поскольку могут трактоваться по-разному в физике и электротехнике: так сложилось исторически. Обратимся к определениям.

В физике постоянным током называют электрический ток, не изменяющийся по силе и направлению с течением времени. Графиком такого «истинно постоянного» тока должна быть прямая, параллельная оси времени (см. рис. «а»). Тем не менее, в электротехнике постоянным током считают ток, который постоянен только по направлению, но может меняться по силе. Такой ток можно получить «выпрямлением» синусоидального переменного тока, например, того, который существует в домашней осветительной сети (см. рис. «б»). В результате получается пульсирующий однонаправленный ток (см. рис. «в»).

В физике переменным током называют электрический ток, изменяющийся с течением времени: по силе и/или направлению. С точки зрения физики, «пульсирующий» ток на рисунке «в» является переменным, поскольку меняется по силе (оставаясь постоянным по направлению). Такой однонаправленный ток в электротехнике считают «постоянным», так как по своим действиям он похож на настоящий постоянный ток. Например, он будет пригоден для зарядки аккумуляторов, работы электродвигателей, проведения электролиза. Переменный по направлению ток для этих целей непригоден.

Примечание. Почему ток в электрических сетях является именно синусоидальным и меняет своё направление 100 раз в секунду, мы расскажем позднее (см. § 10-ж). А пока рассмотрим, как из него можно получить однонаправленный пульсирующий ток – «постоянный» с точки зрения электротехники. Другими словами, как «перебросить» нижние части синусоиды вверх, то есть преобразовать форму тока без потери мощности этого тока? Для этого служат различные приборы, один из которых – полупроводниковый диод, пропускающий через себя ток лишь в одном направлении (см. § 09-и).

Ниже на левой схеме показано включение двух диодов в цепь переменного тока. При этом верхние части синусоиды проходят через верхний диод (по направлению его «стрелочки»), а нижние части синусоиды не проходят через нижний диод (против его «стрелочки»). Таким образом получается пульсирующий однонаправленный ток, и ровно половина исходной мощности не попадает к потребителю, так как образуются «равнины» с нулевым значением силы тока. Для особо интересующихся физикой заметим, что точно такой же результат будет, если оставить только один диод, причём, любой.

На правой схеме показано включение четырёх диодов по так называемой мостовой схеме. Она более выигрышна по сравнению с предыдущей: диоды попарно пропускают как верхние, так и нижние части синусоиды соответственно к клеммам «+» и «–». В результате из исходного переменного тока, на графике кторого можно условно выделить «холмы и овраги», на графике получающегося однонаправленного тока образуются «не холмы и равнины», а «удвоенные холмы». Это означает, что теперь к потребителю попадает вся мощность исходного тока.

И в заключение рассмотрим, как к непостоянному току можно применить закон Джоуля-Ленца Q=I²Rt, описывающий тепловое действие тока. Как быть, если сила тока постоянно меняется? Нужно её заменить на условно-постоянную силу тока, которая производит такое же тепловое действие. Такое условно-постоянное значение силы тока в физике называют эквивалентным (эффективным, действующим) значением силы непостоянного тока.

Определение: эквивалентное значение непостоянного тока равно значению такого постоянного тока, который, проходя через то же сопротивление, выделяет в нём то же количество теплоты за то же время. Именно эквивалентное значение тока показывают нам все амперметры. Аналогично и по отношению к напряжению и вольтметрам. Итак, определить эквивалентные значения непостоянных токов позволяют калориметрические измерения (см. § 06-в).