Цвета проводов играют важную роль, так как они помогают монтажникам и ремонтникам: во-первых, предоставляют возможность быстро выполнять манипуляции при прокладке проводов, а во-вторых, облегчают процесс ремонта, позволяя осуществлять его быстро и без ошибок.
Что такое фаза и ноль в электрике сети
Электричество является важным ресурсом, который обеспечивает комфортную жизнь человека. Как и многие физические явления, оно подчиняется своим законам, формулам и терминам. В повседневной жизни часто можно услышать термины такие, как «фаза», «ноль» и «земля».
Для того чтобы полноценно понимать, что означают указанные термины, в каких ситуациях они применяются и каковы их особенности, каждому начинающему мастеру или владельцу жилья важно изучить основные аспекты этой критически важной информации.
Структура статьи:
- Что такое электрический ток;
- Какие существуют виды тока;
- Понятия фазы и нуля;
- Что происходит при обрыве провода;
- Способы определения фазы и нуля;
- Цветовая кодировка проводов.
Что такое электрический ток?
Электрический ток представляет собой поток электрических зарядов, который образуется, когда электроны, отрицательно заряженные частицы, начинают двигаться под влиянием электромагнитного поля. Когда создается электромагнитное поле, оно вызывает движение этих электронов, что, собственно, и формирует электрический ток.
Электрический ток может быть описан как упорядоченное и направленное движение отрицательных зарядов по проводнику, обычно сделанному из металла, например, из меди или алюминия. Это движение возникает в результате действия существующего электромагнитного поля.
Фаза и ноль: их значение в сети питания
Электрическая сеть переменного тока состоит из двух главных составляющих: рабочей фазы и нулевого провода. Под термином «ноль» в электрике обычно понимается рабочий ноль, который полностью выполняет свои функции. Фаза, в свою очередь, обозначает проводники, по которым проходит рабочее напряжение. Заземление также связано с нулем, который функционирует как защитный провод.
Нулевой провод обеспечивает формирование безопасности в электросети при подключении различных бытовых приборов и служит для создания заземления. По фазному проводу протекает рабочее напряжение. Для бытовых приборов местоположение проводов не имеет критического значения; это становится важным только при подключении оборудования.
В отличие от двухжильного кабеля, в котором присутствуют только фаза и ноль, в трехфазной системе добавляется еще один провод — земля. Перед тем как начать монтажные работы, необходимо разобраться с подключением этих проводов.
Что будет, если замкнуть ноль и фазу
Соединение фазного и нулевого проводов приводит к короткому замыканию (КЗ). Если проводник подключается через какой-либо нагрузочный элемент, например, светильник, это приводит к длинному замыканию.
При таком подключении электрический ток проходит через лампочку, которая создает определенное сопротивление. Это сопротивление поглощает выбранную часть нагрузки и преобразует электрическую энергию в тепловую. Если же соединить проводники без нагрузки, сопротивление практически отсутствует. Это приводит к резкому увеличению силы тока, который стремится вырваться, пока нет ограничивающего воздействия.
Таким образом:
- провода электрической сети;
- люди;
- имущество не способны выдержать такого мощного потока электроэнергии.
Электрическая мощность, возникающая в результате короткого замыкания, обладает разрушительной силой, в результате чего все начинает гореть и плавиться.
Ток при коротком замыкании значительно превысит нормальные значения, наблюдаемые в стандартных условиях функционирования сети. Резкое повышение тока объясняется законом Ома, согласно которому ток равен напряжению, делённому на сопротивление:
Из этого уравнения становится очевидно, что если исключить сопротивление или минимизировать его до крайне низкого уровня, ток значительно возрастает. Проводка не способна выдержать такое количество электроэнергии. Току необходимо куда-то уходить. При коротком замыкании провода быстро нагреваются и начинают плавиться, что может привести к воспламенению защитной изоляции кабеля из-за перегрева.
Существуют различные методы для определения фазы и нуля:
- Рабочая фаза может быть определена с помощью индикаторной отвертки.
Для этого нужно коснуться своим инструментом жилы, находящейся под напряжением, одновременно прикасаясь пожимом отвертки к точке соединения проводов. При нажатии на кнопку, размещенную на обратной стороне устройства, индикатор, встроенный внутрь, загорается, сигнализируя о присутствии электрического потенциала, что указывает на нахождение фазы.
Однако стоит заметить, что есть определенные недостатки: например, оборудование может неправильно сработать и отреагировать на наведенный ток в сети. В результате индикаторная отвертка может показать наличие напряжения там, где его фактически нет. Установить ноль с использованием такого инструмента не получится.
Данный метод эффективен, но требует осторожности в использовании.
Для начала можно собрать контрольную лампу. Самый простой способ — использовать электрический патрон с установленной лампочкой. Провода с обрезанными концами подсоединяются к клеммам патрона. В случае отсутствия патрона или недостатка времени для сборки можно воспользоваться настольной лампой с вилкой для подключения в розетку.
Обозначение нуля в электричестве
Как известно из курса физики, образование электрического тока возможно лишь в замкнутых электрических сетях, таким образом, наличие нулевого провода является обязательным для создания замкнутого контура с наличием электрического потенциала.
Что касается условного обозначения нулевого провода в различных электрических схемах, то согласно регламенту ГОСТ, этот провод обозначается символом N.
Некоторые специалисты утверждают, что эта аббревиатура происходит от слова Neutral (нейтраль), другие же трактуют её как Null (ноль).
Если нулевой провод выполняет также функции заземления, то на схеме он обозначается как REN.
Особенности обозначения заземления в электричестве
Для электрических контуров, напряжением до 1 кВ, заземление обозначается как PE, являясь аббревиатурой Protective Earthing, что переводится как защитное заземление.
Символические обозначения заземления на электрических схемах показаны на следующих изображениях:
Для неискушённых пользователей: что такое фаза и ноль
Чтобы понять, как использовать мультиметр для проверки фазы и нуля, важно внести ясность в эти определения. Основываясь на знаниях элементарной физики, вспомним, что электрический ток — это упорядоченное движение зарядов, а именно — электронов. Электросети можно разделить на следующие категории:
- С постоянным током, при котором частицы движутся в одном направлении.
- С переменным, где направление тока меняется периодически.
Нас интересует второй вариант. Переменная сеть включает две составляющие:
- Фаза (официальное название — рабочая фаза), по которой проходит рабочее напряжение.
- Ноль или пустая фаза, необходимая для образования замкнутой сети, а также для заземления.
Когда электроприборы подключаются к однофазной сети, расположение этих двух проводов не критично. Однако для установки электрической проводки и её подключения к общей сети этим знаниям следует уделить особое внимание.
Теперь мы обсудим, как проверить мультиметром соединение фазы и нуля, но сперва вспомним об основных мерах безопасности.
Самое важное: правила безопасности
- Не используйте неисправные щупы.
- Не применяйте измерительный инструмент в местах с высокой влажностью.
- Перед измерением обязательно выбирайте диапазон, устанавливая переключатель на максимальное значение, чтобы избежать возможных повреждений мультиметра.
- Не меняйте границы измерения или режим тестера в процессе измерения. Проще говоря, не поворачивайте переключатель мультиметра во время снятия показаний.
- Перед началом работы с мультиметром рекомендовано ознакомление с инструкцией по его использованию. Модели могут значительно отличаться в описаниях и обозначениях, поэтому важно точно разобраться, как правильно выбрать режим и диапазон измерений.
Для начала включите тестер и выберите функцию тестирования переменного напряжения, чаще всего обозначаемую символом V~. Устанавливайте максимально допустимое значение, например, 750В. Не забудьте правильно подключить щупы: черный в гнездо с пометкой COM, красный — в гнездо VΩmA.
Кстати, чтобы проверить работоспособность вашего тестера (это очень важно!), протестируйте его на обычной розетке. Это делается очень просто: вставьте щупы в гнёзда розетки. Здесь полярность не имеет значения. Главное правило — избегайте касания активных частей щупов руками, чтобы не получить травму током. Если с вашим тестером всё в порядке и уровень электроснабжения в порядке, на дисплее вы увидите значение примерно 220-230В.
Теперь продолжим разбираться, как обнаружить фазу с помощью мультиметра в розетке 220В.
Если перед вами три провода: земля, ноль и фаза, нужно просто проверить напряжение между каждой парой. Если между землёй и нулём напряжение практически отсутствует, то оставшийся провод — это фаза.
В случае, когда у вас всего два провода, ситуация несколько изменяется. Теперь нужно создать условия для движения электричества через прибор. Дальнейшие шаги для проверки фазы с помощью мультиметра:
- Коснитесь наконечником красного провода тестера исследуемого проводника.
- Прижмите наконечник черного провода мультиметра к заземленному предмету, что предпочтительнее, чем просто касаться его пальцами. В качестве заземленного элемента может выступать стальной каркас стены, отопительная батарея и т.д.
- Посмотрите на показания мультиметра. Если они близки к 220В, значит, вы обнаружили фазу. Значение может немного варьироваться в зависимости от условий, но должно находиться в указанном пределах. Если тестируемый провод не является фазовым, дисплей покажет 0 или совсем немного вольт.
Существует небольшой риск, связанный с этим методом, но он достаточно несущественен. Дело в том, что сетевое напряжение проходит через высокое сопротивление встроенного резистора в вашем приборе. Поэтому удара током не произойдёт. Прежде чем проводить измерения, мы проверяем прибор как раз с помощью розетки, как уже описывалось выше. При отсутствии рабочего резистора создаются хорошие условия для короткого замыкания, и его невозможно не заметить.
В идеале не желательно касаться щупа пальцами, лучше использовать заземлённые устройства. Но это не всегда возможно. Если же вам придется задействовать руку, настоятельно рекомендуем соблюдать некоторые меры безопасности: например, использовать резиновый коврик под ногами или диэлектрические ботинки. Также рекомендуется сначала аккуратно прикоснуться к щупу правой рукой и почувствовать, если нет неприятных ощущений, то проводить измерения.
Двухфазный ток.
Двухфазный электрический ток — это система, включающая в себя два однофазных тока, которые находятся в фазовом сдвиге друг относительно друга. Сдвиг может составлять как Pi2, так и 90 °.
Рассмотреть возникновение двухфазного тока можно на примере применения двух индуктивных катушек, расположенных в пространстве перпендикулярно друг другу. После подключения обеих катушек к двухфазному току, образуется система с двумя отдельными магнитными полями. В результирующем магнитном поле вектор будет вращаться с одинаковой скоростью и под одинаковым углом. Это вращение отвечает за образование магнитного поля. Ротор с обмотками в форме короткозамкнутого беличьего колеса или металлического цилиндра вращается и таким образом приводит в движение различные компоненты.
Передача двухфазного тока осуществляется с помощью двух проводов: двумя фазными и двумя нулевыми.
Трехфазный ток.
Трехфазная система электроцепей представляет собой систему, которая включает три цепи, каждая из которых имеет переменные электродвижущие силы с равной частотой, с одинаковым фазовым сдвигом относительно друг друга на 1/3 периода (или 2/3). Каждая отдельная часть этой системы считается фазой, а объединённая совокупность представляет собой трехфазный ток. Трехфазный ток можно легко передавать на значительные расстояния. Две фазные линии обеспечивают напряжение 380В, а пары фаза и ноль — напряжение 220В.
Способы распределения трехфазного тока в домах
Существует несколько способов подключения: четырехпроводное подключение включает три фазовых провода и один нулевой. В такой системе до распределительного щитка используются два стандартных провода — фаза и ноль, для получения напряжения в 220В.
При пятифазной системе подключения трехфазного тока добавляется еще один провод для обеспечения защитного заземления. В трехфазной сети важно, чтобы все фазы имели равномерную нагрузку, чтобы избежать перекоса потоков. Возможность подключения разных электроприборов домашнего использования зависит от используемой проводки. Например, заземление особенно необходимо при планировании подключения энергоемких приборов, таких как холодильник, плита, обогреватель, компьютер, телевизор, джакузи, душевая кабина. Трехфазный ток активно используется в качестве питания для двигателей, которые стали популярными среди потребителей.
Структура бытовой электропроводки
В первую очередь электроэнергия вырабатывается на электростанциях, после чего она передается через промышленные электросети на трансформаторные подстанции, где происходит изменение напряжения с 380 В. Обмотки понижающего трансформатора соединяются по принципу «звезда»: все три контакта должны быть подключены к точке нуля, а остальные контакты переходят на клеммы A, B и C.
Всё объединение нулевых проводов должно быть подключено к заземленному проводу на подстанции. Именно в зоне подстанции происходит разделение нуля на:
1.Рабочий ноль;
2.PE-проводник, выполняющий защитные функции.
После выхода из понижающего трансформатора, все нули и фазовые токи поступают в распределительный щит дома. В результате формируется трехфазная система, которая распределяется между всеми щитами многоэтажного здания. Конечному потребителю доступно напряжение 220В, а проводник РЕ выполняет защитные функции.
Теперь давайте подробно разберем, что такое ноль и фаза тока. Нулевым проводом считается тот, что подсоединяется к заземляющему контуру на понижающем трансформаторе. Его основное предназначение — создать нагрузку для фазового тока. Его необходимо подключать к обмотке трансформатора. Также существует такое понятие, как защитный ноль — это именно тот РЕ-контакт, о котором мы говорили ранее. Его основное предназначение — отключение тока в ситуациях возникновения повреждений или неисправностей в цепи.
Такой метод подключения к электросети многоэтажных зданий очень популярен и применяется на практике многие десятилетия. В процессе возникают неисправности, которые часто связаны с низким качеством соединений или повреждениями на линии.
Что происходит с нулем и фазой при обрыве провода?
Обрывы проводов происходят довольно часто из-за ошибок производителей, когда они забывают подключить фазу или ноль. Такие поломки довольно распространены. Также нулевой провод может отгореть в распределительном щитке из-за чрезмерной нагрузки на систему.
