Segala sesuatu tentang listrik dalam bahasa yang mudah diakses. Dasar-dasar teknik elektro untuk pemula. Deskripsi disiplin ilmu “Landasan Teoritis Teknik Elektro”

Tambahkan situs ke bookmark

Apa yang perlu diketahui pemula tentang kelistrikan?

Kami sering dihubungi oleh pembaca yang belum pernah menjumpai pekerjaan kelistrikan sebelumnya, namun ingin mengetahuinya. Bagian “Listrik untuk Pemula” telah dibuat untuk kategori ini.

Gambar 1. Pergerakan elektron dalam suatu konduktor.

Sebelum Anda mulai bekerja di bidang kelistrikan, Anda perlu memperoleh sedikit pengetahuan teoritis tentang masalah ini.

Istilah "listrik" mengacu pada pergerakan elektron di bawah pengaruh medan elektromagnetik.

Hal utama yang harus dipahami adalah bahwa listrik adalah energi partikel bermuatan terkecil yang bergerak di dalam konduktor dalam arah tertentu (Gbr. 1).

Arus searah praktis tidak berubah arah dan besarnya seiring waktu. Katakanlah baterai biasa memiliki arus yang konstan. Kemudian muatan akan mengalir dari minus ke plus, tanpa berubah, hingga habis.

Arus bolak-balik adalah arus yang berubah arah dan besarnya dengan periodisitas tertentu. Bayangkan arus sebagai aliran air yang mengalir melalui pipa. Setelah jangka waktu tertentu (misalnya 5 detik), air akan mengalir deras ke satu arah, lalu ke arah lain.

Gambar 2. Diagram desain transformator.

Dengan arus hal ini terjadi lebih cepat, 50 kali per detik (frekuensi 50 Hz). Selama satu periode osilasi, arus meningkat hingga maksimum, kemudian melewati nol, dan kemudian terjadi proses sebaliknya, tetapi dengan tanda yang berbeda. Ketika ditanya mengapa hal ini terjadi dan mengapa arus tersebut diperlukan, kita dapat menjawab bahwa menerima dan mentransmisikan arus bolak-balik jauh lebih sederhana daripada arus searah. Penerimaan dan transmisi arus bolak-balik berkaitan erat dengan perangkat seperti transformator (Gbr. 2).

Generator yang menghasilkan arus bolak-balik memiliki desain yang jauh lebih sederhana daripada generator arus searah. Selain itu, arus bolak-balik paling cocok untuk mentransmisikan energi dalam jarak jauh. Dengan bantuannya, lebih sedikit energi yang hilang.

Dengan menggunakan trafo (alat khusus berbentuk kumparan), arus bolak-balik diubah dari tegangan rendah menjadi tegangan tinggi, begitu pula sebaliknya, seperti terlihat pada ilustrasi (Gbr. 3).

Karena alasan inilah sebagian besar perangkat beroperasi dari jaringan yang arusnya bolak-balik. Namun, arus searah juga digunakan cukup luas: di semua jenis baterai, di industri kimia, dan beberapa bidang lainnya.

Gambar 3. Rangkaian transmisi AC.

Banyak orang pernah mendengar kata-kata misterius seperti satu fasa, tiga fasa, nol, tanah atau bumi, dan mengetahui bahwa ini adalah konsep penting dalam dunia kelistrikan. Namun, tidak semua orang memahami apa yang dimaksud dan bagaimana hubungannya dengan kenyataan di sekitarnya. Meskipun demikian, penting untuk mengetahui hal ini.

Tanpa mendalami detail teknis yang tidak diperlukan oleh tukang rumah, kita dapat mengatakan bahwa jaringan tiga fasa adalah metode transmisi arus listrik ketika arus bolak-balik mengalir melalui tiga kabel dan kembali melalui satu kabel. Hal di atas memerlukan beberapa klarifikasi. Setiap rangkaian listrik terdiri dari dua kabel. Salah satu cara arus mengalir ke konsumen (misalnya, ketel), dan cara lainnya mengembalikannya. Jika Anda membuka rangkaian seperti itu, maka tidak ada arus yang mengalir. Sekian gambaran rangkaian satu fasa (Gbr. 4 A).

Kawat yang dilalui arus disebut fasa, atau sederhananya fasa, dan yang dilalui arus kembali disebut nol, atau nol. Rangkaian tiga fasa terdiri dari tiga kabel fasa dan satu kabel balik. Hal ini dimungkinkan karena fase arus bolak-balik di masing-masing dari tiga kabel digeser relatif terhadap kabel yang berdekatan sebesar 120° (Gbr. 4 B). Buku teks tentang elektromekanik akan membantu menjawab pertanyaan ini secara lebih rinci.

Gambar 4. Diagram rangkaian listrik.

Transmisi arus bolak-balik terjadi secara tepat menggunakan jaringan tiga fasa. Ini menguntungkan secara ekonomi: tidak diperlukan dua kabel netral lagi. Mendekati konsumen, arus dibagi menjadi tiga fasa, dan masing-masing fasa diberi angka nol. Beginilah caranya masuk ke apartemen dan rumah. Meski terkadang jaringan tiga fase disuplai langsung ke rumah. Biasanya, kita berbicara tentang sektor swasta, dan keadaan ini mempunyai pro dan kontra.

Bumi, atau lebih tepatnya, grounding, adalah kabel ketiga dalam jaringan fase tunggal. Intinya tidak memikul beban kerja, melainkan berfungsi sebagai semacam sekring.

Misalnya, ketika listrik tidak terkendali (seperti korsleting), maka terdapat risiko kebakaran atau sengatan listrik. Untuk mencegah hal ini terjadi (yaitu, nilai saat ini tidak boleh melebihi tingkat yang aman bagi manusia dan perangkat), pembumian diterapkan. Melalui kabel ini, kelebihan listrik benar-benar masuk ke dalam tanah (Gbr. 5).

Gambar 5. Skema pentanahan paling sederhana.

Satu contoh lagi. Katakanlah kerusakan kecil terjadi pada pengoperasian motor listrik mesin cuci dan sebagian arus listrik mencapai cangkang logam terluar perangkat.

Jika tidak ada grounding, muatan ini akan terus berkeliaran di sekitar mesin cuci. Ketika seseorang menyentuhnya, dia akan langsung menjadi saluran keluar paling nyaman untuk energi ini, yaitu dia akan menerima sengatan listrik.

Jika ada kabel ground dalam situasi ini, kelebihan muatan akan mengalir ke bawah tanpa merugikan siapa pun. Selain itu, kita dapat mengatakan bahwa konduktor netral juga dapat dibumikan dan, pada prinsipnya, memang demikian, tetapi hanya di pembangkit listrik.

Situasi ketika tidak ada grounding di dalam rumah tidak aman. Cara mengatasinya tanpa mengganti seluruh kabel di rumah akan dibahas nanti.

PERHATIAN!

Beberapa pengrajin, dengan mengandalkan pengetahuan dasar teknik elektro, memasang kabel netral sebagai kabel ground. Jangan pernah melakukan ini.

Jika kabel netral putus, rumah perangkat yang diarde akan mendapat tegangan 220 V.

Saat ini, siapa pun dapat mempelajari dasar-dasar teknik elektro bahkan tanpa harus meninggalkan rumah. Yang terbaik adalah memulai aktivitas menarik ini dengan mengenal diagram kelistrikan yang disederhanakan untuk memasang kabel dan menghubungkan sakelar, soket, dan perlengkapan penerangan di apartemen Anda sendiri. Skema semacam itu termasuk dalam solusi desain standar dan banyak digunakan untuk pasokan listrik ke tempat industri dan perumahan standar, serta untuk koneksi sementara ke jaringan pasokan listrik di sejumlah lokasi konstruksi.

Elemen pertama (sekaligus terbesar dan terpenting) dalam rantai panjang peralatan untuk kabel listrik perumahan pada umumnya adalah panel listrik, yang dayanya disuplai melalui pemutus arus (atau sekering steker) dari panel distribusi utama yang terletak pada platform akses. Panel apartemen biasanya mencakup meteran listrik, beberapa pemutus arus, perangkat arus sisa (RCD), rel DIN yang dipasang, dan sejumlah bus tambahan. Dari panel input inilah pasokan listrik ke semua ruangan di apartemen Anda diatur.

Beberapa saluran listrik (jumlahnya tergantung pada jumlah ruangan dan kekuatan beban listrik), terdiri dari dua kabel - fase dan netral (atau tiga, jika ada saluran pembumian), disalurkan melalui pemutus sirkuit khusus ke ruang terpisah dari apartemen.

Pengkabelan listrik di seluruh apartemen dilakukan dengan mengatur cabang dari jalur kabel utama, yang diperlukan untuk menghubungkan konsumen individu - bel listrik, kelompok soket atau sakelar. Untuk keperluan tersebut digunakan kotak distribusi instalasi berupa gelas plastik yang dilengkapi dengan bukaan saluran masuk dan keluar untuk kabel dan penutup. Di dalam kotak terdapat terminal sekrup khusus untuk menghubungkan kabel instalasi yang diaktifkan. Namun biasanya, kabel-kabel di dalam kotak hanya dipelintir (yang disebut lilitan) dan diisolasi satu sama lain (biasanya dibungkus dengan pita listrik atau pipa heat-shrink). Disarankan juga untuk menggunakan klem (klem Wago banyak digunakan di negara kita), atau klem penghubung APD (tutup dengan pegas di dalamnya).

Perlu dicatat bahwa semua konsumen listrik dalam ruangan (bel, berbagai perlengkapan penerangan beserta sakelar, peralatan rumah tangga, AC, dll.) dihubungkan ke kabel apartemen secara paralel. Dengan skema koneksi seperti itu, kegagalan fungsi atau pemutusan salah satu konsumen ini tidak akan menyebabkan “de-energiisasi” pada perangkat lainnya, yang tidak dapat dihindari jika dihubungkan secara seri. Contoh sambungan seri masing-masing elemen kabel listrik adalah sambungan perlengkapan penerangan dan sakelarnya.

Dengan demikian, jalur kabel listrik pertama-tama dihubungkan ke kotak distribusi yang terletak di setiap ruangan dan hanya setelah itu didistribusikan ke beban individu (perlengkapan penerangan dengan sakelar, soket, dll.).

Dari diagram sambungan sakelar dan lampu, kita melihat bahwa kabel fasa (merah) dan kabel netral (biru) mendekati kotak distribusi dan bercabang darinya. Ini adalah kabel fase keluar (jangan netral!) yang harus dihubungkan ke salah satu kontak sakelar. Kabel netral harus menuju ke kontak umum lampu yang membentuk lampu. Kabel yang berasal dari sakelar (hijau pada gambar) dihubungkan ke kontak umum masing-masing dari dua kelompok lampu lampu yang bersangkutan. Harap dicatat bahwa gambar menunjukkan versi sakelar dua tombol dengan dua kelompok lampu dan versi sakelar satu tombol.

Menghubungkan soket setelah kotak distribusi dilakukan dengan cara yang lebih sederhana - konduktor fase dan netral (dan pembumian, jika ada) dihubungkan langsung ke kontak yang sesuai (dipilih secara acak) dari soket itu sendiri. Sepasang konduktor ini dari stopkontak yang sudah terhubung disalurkan ke stopkontak kedua, dan, jika perlu, ke stopkontak ketiga (jenis sambungan ini disebut sambungan “loop”).

Sangat penting untuk mempertimbangkan fakta bahwa dengan rangkaian paralel untuk menghubungkan konsumen, tidak diperbolehkan menambah jumlah totalnya di atas nilai tertentu. Dengan catu daya paralel, setiap peralatan listrik yang baru ditambahkan (stopkontak baru) meningkatkan beban pada bagian kabel listrik yang umum di seluruh apartemen. Pada nilai maksimum arus total dalam rangkaian (jika semua perangkat dihidupkan), perangkat proteksi arus lebih pasti akan beroperasi - pemutus sirkuit yang sama pada panel dari mana saluran ini diberi daya. Dia hanya akan memutuskan cabang ini dari rangkaian catu daya umum apartemen.

Jika mesin Anda dipilih secara tidak benar (memiliki nilai arus respons beban berlebih yang terlalu tinggi), maka konsekuensinya mungkin jauh lebih berbahaya - kabel mungkin tidak dapat menahan kekuatan arus yang melewatinya dan akan terbakar karena terlalu panas.
Inilah sebabnya mengapa sangat penting untuk mempelajari cara memilih pemutus arus yang tepat untuk setiap saluran beban dan secara akurat menghitung penampang kabel yang beroperasi di saluran tersebut.
Biasanya, pada kabel apartemen biasa, kawat tembaga dengan penampang 1,5 mm 2 diletakkan pada saluran penerangan, dan 2,5 mm 2 pada saluran soket.

ISI:
PERKENALAN


JENIS KAWAT
SIFAT-SIFAT SAAT INI
TRANSFORMATOR
ELEMEN PEMANAS


BAHAYA LISTRIK
PERLINDUNGAN
KATA PENUTUP
PUISI TENTANG ARUS LISTRIK
ARTIKEL LAINNYA

PERKENALAN

Dalam salah satu episode "Peradaban" saya mengkritik ketidaksempurnaan dan rumitnya pendidikan, karena pendidikan biasanya diajarkan dalam bahasa yang dipelajari, diisi dengan istilah-istilah yang tidak dapat dipahami, tanpa contoh yang jelas dan perbandingan kiasan. Sudut pandang ini tidak berubah, tetapi saya lelah karena tidak berdasar, dan saya akan mencoba menjelaskan prinsip-prinsip kelistrikan dalam bahasa yang sederhana dan mudah dipahami.

Saya yakin bahwa semua ilmu-ilmu sulit, terutama yang menggambarkan fenomena-fenomena yang tidak dapat dipahami seseorang dengan panca inderanya (penglihatan, pendengaran, penciuman, pengecapan, peraba), misalnya mekanika kuantum, kimia, biologi, elektronika, harus diajarkan di bentuk perbandingan dan contoh. Dan bahkan lebih baik lagi - buat kartun pendidikan penuh warna tentang proses tak kasat mata di dalam materi. Sekarang dalam setengah jam saya akan mengubah Anda menjadi orang yang melek listrik dan teknis. Maka, saya mulai menjelaskan prinsip dan hukum kelistrikan dengan menggunakan perbandingan kiasan...

TEGANGAN, RESISTENSI, ARUS

Anda dapat memutar roda kincir air dengan jet tebal bertekanan rendah atau jet tipis bertekanan tinggi. Tekanan adalah tegangan (diukur dalam VOLTS), ketebalan pancaran adalah arus (diukur dalam AMPERES), dan gaya total yang memukul bilah roda adalah daya (diukur dalam WATTS). Kincir air secara kiasan sebanding dengan motor listrik. Artinya, bisa ada tegangan tinggi dan arus rendah atau tegangan rendah dan arus tinggi, dan daya pada kedua opsi tersebut sama.

Tegangan pada jaringan (soket) stabil (220 Volt), namun arusnya selalu berbeda-beda dan bergantung pada apa yang kita nyalakan, atau lebih tepatnya pada hambatan yang dimiliki alat listrik tersebut. Arus = tegangan dibagi hambatan, atau daya dibagi tegangan. Misal pada ketel tertulis - Daya 2,2 kW yang artinya 2200 W (W) - Watt dibagi tegangan (Voltage) 220 V (V) - Volt, kita peroleh 10 A (Ampere) - arus yang mengalir saat pengoperasian ketel. Sekarang kita membagi tegangan (220 Volt) dengan arus operasi (10 Ampere), kita mendapatkan hambatan ketel - 22 Ohm (Ohm).

Dengan analogi air, hambatannya mirip dengan pipa yang diisi zat berpori. Untuk mendorong air melalui tabung besar ini, diperlukan tekanan (tegangan) tertentu, dan jumlah cairan (arus) akan bergantung pada dua faktor: tekanan ini, dan seberapa permeabel tabung tersebut (resistansinya). Perbandingan ini cocok untuk perangkat pemanas dan penerangan, dan disebut resistansi AKTIF, dan resistansi kumparan listrik. motor, trafo dan kelistrikan magnet bekerja secara berbeda (lebih lanjut tentang ini nanti).

SEKERING, PENGUKURAN SIRKUIT, REGULATOR SUHU

Jika tidak ada hambatan, maka arus cenderung meningkat hingga tak terbatas dan melelehkan kawat - ini disebut hubungan pendek (korsleting). Untuk melindungi email dari ini. sekering atau sakelar otomatis (pemutus sirkuit otomatis) dipasang di kabel. Prinsip pengoperasian sekring (fuse link) sangat sederhana, yaitu tempat yang sengaja dibuat tipis pada rangkaian listrik. rantai, dan jika tipis, maka akan putus. Kawat tembaga tipis dimasukkan ke dalam silinder keramik tahan panas. Ketebalan (penampang) kawat jauh lebih tipis dibandingkan dengan kawat listrik. kabel. Ketika arus melebihi batas yang diizinkan, kabel akan terbakar dan “menyelamatkan” kabel. Dalam mode pengoperasian, kabel bisa menjadi sangat panas, sehingga pasir dituangkan ke dalam sekring untuk mendinginkannya.

Namun lebih sering, untuk melindungi kabel listrik, yang digunakan bukan sekring, melainkan pemutus arus ( Circuit Breaker ). Mesin memiliki dua fungsi perlindungan. Salah satunya dipicu ketika terlalu banyak peralatan listrik yang terhubung ke jaringan dan arus melebihi batas yang diizinkan. Ini adalah pelat bimetalik yang terbuat dari dua lapisan logam berbeda, yang bila dipanaskan tidak akan memuai secara merata, yang satu lebih besar, yang lain lebih kecil. Seluruh arus operasi melewati pelat ini, dan bila melebihi batas, ia memanas, membengkok (karena ketidakhomogenan) dan membuka kontak. Biasanya mesin tidak dapat langsung dihidupkan kembali karena pelat belum mendingin.

(Pelat seperti itu juga banyak digunakan dalam sensor termal yang melindungi banyak peralatan rumah tangga dari panas berlebih dan terbakar. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa pelat tersebut tidak dipanaskan oleh arus selangit yang melewatinya, tetapi langsung oleh elemen pemanas perangkat itu sendiri, untuk yang sensornya dikencangkan dengan kencang. Pada perangkat dengan suhu yang diinginkan (setrika, pemanas, mesin cuci, pemanas air), batas mati ditentukan oleh pegangan termostat, yang di dalamnya juga terdapat pelat bimetalik. Kemudian terbuka dan lalu tutup kontaknya dengan menjaga suhu yang disetel. Seolah-olah, tanpa mengubah kekuatan api kompor, lalu atur ada ketel di atasnya, lalu keluarkan.)

Ada juga gulungan kawat tembaga tebal di dalam mesin, yang juga dilalui semua arus operasi. Ketika terjadi hubungan pendek, gaya medan magnet kumparan mencapai gaya yang menekan pegas dan menarik kembali batang baja (inti) bergerak yang terpasang di dalamnya, dan langsung mematikan mesin. Dalam mode pengoperasian, gaya kumparan tidak cukup untuk menekan pegas inti. Dengan demikian, mesin memberikan perlindungan terhadap arus pendek (korsleting) dan beban lebih jangka panjang.

JENIS KAWAT

Kabel kabel listrik terbuat dari aluminium atau tembaga. Arus maksimum yang diijinkan tergantung pada ketebalannya (penampang dalam milimeter persegi). Misalnya, 1 milimeter persegi tembaga dapat menahan 10 Amps. Standar penampang kawat tipikal: 1,5; 2.5; 4 "kotak" - masing-masing: 15; 25; 40 Amps adalah beban arus jangka panjang yang diizinkan. Kabel aluminium menahan arus kurang dari satu setengah kali. Sebagian besar kabel memiliki insulasi vinil, yang meleleh jika kabel terlalu panas. Kabel menggunakan insulasi yang terbuat dari karet yang lebih tahan api. Dan ada kabel dengan insulasi fluoroplastik (Teflon), yang tidak meleleh meski terbakar. Kabel tersebut dapat menahan beban arus yang lebih tinggi dibandingkan kabel dengan isolasi PVC. Kabel untuk tegangan tinggi mempunyai isolasi yang tebal, misalnya pada mobil pada sistem pengapian.

SIFAT-SIFAT SAAT INI

Arus listrik memerlukan rangkaian tertutup. Dianalogikan dengan sepeda, dimana bintang penggerak dengan pedal berhubungan dengan sumber listrik. energi (generator atau trafo), bintang pada roda belakang adalah alat listrik yang kita colokkan ke jaringan (heater, ketel, penyedot debu, TV, dll). Bagian atas rantai, yang mentransfer gaya dari penggerak ke sproket belakang, memiliki potensi yang sama dengan tegangan - fase, dan bagian bawah, yang secara pasif kembali - ke potensial nol, adalah nol. Oleh karena itu, ada dua lubang pada soket (PHASE dan ZERO), seperti pada sistem pemanas air - pipa masuk tempat air mendidih mengalir, dan pipa balik tempat air keluar, mengeluarkan panas ke baterai (radiator) .

Ada dua jenis arus - konstan dan bolak-balik. Arus searah alami yang mengalir dalam satu arah (seperti air dalam sistem pemanas atau rantai sepeda) hanya dihasilkan oleh sumber energi kimia (baterai dan akumulator). Untuk konsumen yang lebih bertenaga (misalnya, trem dan bus listrik), ia “disearahkan” dari arus bolak-balik menggunakan “jembatan” dioda semikonduktor, yang dapat dibandingkan dengan kait kunci pintu - dibiarkan lewat dalam satu arah, dan dikunci di sisi lain. Tapi arus seperti itu ternyata tidak merata, tapi berdenyut, seperti ledakan senapan mesin atau jackhammer. Untuk memperlancar pulsa, dipasang kapasitor (kapasitansi). Prinsipnya dapat dibandingkan dengan sebuah tong yang besar dan penuh, di mana aliran yang “tidak rata” dan terputus-putus dituangkan, dan dari keran di bagian bawah, air mengalir keluar dengan mantap dan merata, dan semakin besar volume tong tersebut, semakin baik. kualitas alirannya. Kapasitansi kapasitor diukur dalam Farad.

Di semua jaringan rumah tangga (apartemen, rumah, gedung perkantoran dan produksi) arusnya bolak-balik, lebih mudah untuk menghasilkannya di pembangkit listrik dan mengubahnya (menurunkan atau menambah). Dan sebagian besar el. mesin hanya dapat bekerja padanya. Mengalir bolak-balik, seolah-olah Anda memasukkan air ke dalam mulut, memasukkan tabung panjang (sedotan), membenamkan ujung lainnya ke dalam ember penuh, dan bergantian meniup dan menimba air. Maka mulutnya akan mirip potensial dengan tegangan - fase, dan ember penuh - nol, yang dengan sendirinya tidak aktif dan tidak berbahaya, tetapi tanpanya pergerakan cairan (arus) di dalam tabung (kawat) tidak mungkin dilakukan. Atau seperti ketika menggergaji kayu dengan gergaji besi, tangan menjadi fasa, amplitudo gerak menjadi tegangan (V), gaya tangan menjadi arus (A), energi menjadi frekuensi (Hz), dan log itu sendiri akan menjadi daya listrik. perangkat (pemanas atau motor listrik), hanya alih-alih menggergaji - pekerjaan yang bermanfaat. Hubungan seksual juga cocok untuk perbandingan kiasan, laki-laki adalah “fase”, perempuan adalah NOL!, amplitudo (panjang) adalah tegangan, ketebalan adalah arus, kecepatan adalah frekuensi.

Jumlah osilasi selalu sama, dan selalu sama dengan yang dihasilkan di pembangkit listrik dan disuplai ke jaringan. Dalam jaringan Rusia, jumlah osilasi adalah 50 kali per detik, dan disebut frekuensi arus bolak-balik (dari kata sering, tidak murni). Satuan pengukuran frekuensi adalah HERZ (Hz), yaitu di soket kami selalu 50 Hz. Di beberapa negara, frekuensi jaringan adalah 100 Hertz. Kecepatan putaran sebagian besar perangkat listrik bergantung pada frekuensi. mesin. Pada 50 Hertz kecepatan maksimumnya adalah 3000 rpm. - pada catu daya tiga fase dan 1500 rpm. - pada fase tunggal (rumah tangga). Arus bolak-balik juga diperlukan untuk mengoperasikan trafo yang menurunkan tegangan tinggi (10.000 Volt) ke tegangan rumah tangga atau industri biasa (220/380 Volt) di gardu listrik. Dan juga untuk trafo kecil pada peralatan elektronika yang mereduksi 220 Volt menjadi 50, 36, 24 Volt ke bawah.

TRANSFORMATOR

Trafo terdiri dari besi listrik (dirakit dari tumpukan pelat), di mana kawat (kawat tembaga yang dipernis) dililitkan melalui kumparan isolasi. Satu lilitan (primer) terbuat dari kawat tipis, tetapi dengan jumlah lilitan yang banyak. Yang lainnya (sekunder) dililitkan melalui lapisan insulasi di atas kumparan primer (atau pada kumparan yang berdekatan) dari kawat tebal, tetapi dengan jumlah lilitan yang sedikit. Tegangan tinggi mencapai ujung belitan primer, dan medan magnet bolak-balik muncul di sekitar besi, yang menginduksi arus pada belitan sekunder. Berapa kali lebih sedikit lilitan di dalamnya (yang sekunder) - tegangannya akan lebih rendah dengan jumlah yang sama, dan berapa kali kawat lebih tebal - berapa banyak arus yang dapat ditarik. Seolah-olah satu tong air akan diisi dengan aliran yang tipis, namun dengan tekanan yang sangat besar, dan dari bawah akan mengalir aliran yang kental dari keran yang besar, namun dengan tekanan yang sedang. Demikian pula, transformator bisa menjadi kebalikannya - step-up.

ELEMEN PEMANAS

Dalam elemen pemanas, tidak seperti belitan transformator, tegangan yang lebih tinggi tidak sesuai dengan jumlah belitan, tetapi dengan panjang kawat nikrom tempat spiral dan elemen pemanas dibuat. Misalnya, jika spiral kompor listrik diluruskan dengan tegangan 220 Volt, maka panjang kawatnya kira-kira 16-20 meter. Artinya, untuk memutar spiral pada tegangan operasi 36 Volt, Anda perlu membagi 220 dengan 36, yaitu 6. Artinya, panjang kawat spiral 36 Volt akan menjadi 6 kali lebih pendek, sekitar 3 meter. Jika kumparan dihembuskan secara intensif dengan kipas angin, maka kumparan tersebut bisa menjadi 2 kali lebih pendek, karena aliran udara menghilangkan panas darinya dan mencegahnya terbakar. Dan jika sebaliknya ditutup, maka lebih panjang, jika tidak maka akan terbakar karena kurangnya perpindahan panas. Anda dapat, misalnya, menyalakan dua elemen pemanas 220 Volt dengan daya yang sama secara seri pada 380 Volt (antara dua fase). Kemudian masing-masing akan mendapat tegangan 380 : 2 = 190 Volt. Artinya, 30 Volt lebih kecil dari tegangan yang dihitung. Dalam mode ini, panasnya akan berkurang (15%) lebih sedikit, tetapi tidak akan pernah terbakar. Sama halnya dengan bola lampu, misalnya Anda dapat menyambungkan 10 bola lampu 24 Volt identik secara seri dan menyalakannya sebagai karangan bunga ke jaringan 220 Volt.

SALURAN LISTRIK TEGANGAN TINGGI

Dianjurkan untuk mentransmisikan listrik dalam jarak jauh (dari pembangkit listrik tenaga air atau nuklir ke kota) hanya di bawah tegangan tinggi (100.000 Volt) - dengan cara ini ketebalan (penampang) kabel pada penyangga saluran listrik overhead dapat menjadi dijaga agar tetap minimum. Jika listrik disalurkan segera pada tegangan rendah (seperti pada soket - 220 Volt), maka kabel saluran udara harus dibuat setebal kayu gelondongan, dan cadangan aluminium tidak akan cukup untuk ini. Selain itu, tegangan tinggi lebih mudah mengatasi hambatan pada kabel dan kontak sambungan (untuk aluminium dan tembaga dapat diabaikan, tetapi dalam jarak puluhan kilometer masih menumpuk secara signifikan), seperti pengendara sepeda motor yang melaju dengan kecepatan sangat tinggi yang dengan mudah terbang melewati lubang dan jurang.

MOTOR LISTRIK DAN DAYA TIGA FASE

Salah satu kebutuhan utama arus bolak-balik adalah tenaga listrik asinkron. mesin yang banyak digunakan karena kesederhanaan dan keandalannya. Rotornya (bagian mesin yang berputar) tidak memiliki belitan dan komutator, tetapi hanya berupa blanko yang terbuat dari besi listrik, di mana slot untuk belitan diisi dengan aluminium - dalam desain ini tidak ada yang rusak. Mereka berputar karena medan magnet bolak-balik yang diciptakan oleh stator (bagian stasioner dari motor listrik). Untuk memastikan pengoperasian listrik yang benar Untuk motor jenis ini (dan sebagian besar motor tersebut), catu daya 3 fase berlaku di mana-mana. Fase sebagai tiga saudara kembar pun tidak berbeda. Antara masing-masing dan nol terdapat tegangan 220 Volt (V), frekuensi masing-masing 50 Hertz (Hz). Mereka hanya berbeda dalam pergeseran waktu dan “nama” - A, B, C.

Representasi grafis arus bolak-balik satu fasa digambarkan dalam bentuk garis bergelombang yang bergoyang seperti ular melalui garis lurus - membagi zigzag tersebut menjadi dua menjadi bagian yang sama. Gelombang atas mencerminkan pergerakan arus bolak-balik dalam satu arah, gelombang bawah - ke arah lain. Ketinggian puncak (atas dan bawah) sesuai dengan tegangan (220 V), kemudian grafik turun ke nol - garis lurus (yang panjangnya mencerminkan waktu) dan kembali mencapai puncak (220 V) di bagian bawah samping. Jarak antar gelombang sepanjang garis lurus menyatakan frekuensi (50 Hz). Tiga fase pada grafik mewakili tiga garis bergelombang yang ditumpangkan satu sama lain, tetapi dengan jeda, yaitu ketika gelombang yang satu mencapai puncaknya, gelombang yang lain sudah menurun, dan seterusnya satu per satu - seperti lingkaran senam atau tutup panci yang jatuh ke lantai. Efek ini diperlukan untuk menciptakan medan magnet berputar pada motor asinkron tiga fase, yang memutar bagian bergeraknya - rotor. Mirip dengan pedal sepeda, yang kakinya ditekan secara bergantian seperti fase, hanya saja di sini ada tiga pedal yang terletak relatif satu sama lain pada sudut 120 derajat (seperti lambang Mercedes atau baling-baling pesawat berbilah tiga. ).

Tiga gulungan listrik motor (setiap fase memiliki fasenya sendiri) digambarkan dalam diagram dengan cara yang sama, seperti baling-baling dengan tiga bilah, beberapa ujungnya terhubung pada satu titik yang sama, yang lain ke fase. Gulungan trafo tiga fasa di gardu induk (yang mereduksi tegangan tinggi menjadi tegangan rumah tangga) dihubungkan dengan cara yang sama, dan NOL berasal dari titik sambungan umum belitan (netral trafo). Generator penghasil listrik. energi mempunyai pola serupa. Di dalamnya, putaran mekanis rotor (melalui turbin air atau uap) diubah menjadi listrik di pembangkit listrik (dan pada generator bergerak kecil - melalui mesin pembakaran internal). Rotor dengan medan magnetnya menginduksi arus listrik pada ketiga belitan stator dengan jeda 120 derajat keliling kelilingnya (seperti lambang Mercedes). Hasilnya adalah arus bolak-balik tiga fase dengan denyut multi-waktu, menciptakan medan magnet yang berputar. Motor listrik, sebaliknya, mengubah arus tiga fase melalui medan magnet menjadi putaran mekanis. Kabel-kabel pada belitan tidak mempunyai hambatan, tetapi arus dalam belitan membatasi medan magnet yang diciptakan oleh putarannya di sekitar besi, seperti gaya gravitasi yang bekerja pada pengendara sepeda yang sedang menanjak dan mencegahnya untuk berakselerasi. Hambatan medan magnet yang membatasi arus disebut INDUKSI.

Karena fasa-fasa tersebut tertinggal satu sama lain dan mencapai tegangan puncaknya pada waktu yang berbeda, maka diperoleh beda potensial di antara fasa-fasa tersebut. Ini disebut tegangan saluran, dan pada jaringan rumah tangga adalah 380 Volt (V). Tegangan linier (fasa ke fasa) selalu 1,73 kali lebih besar dari tegangan fasa (antara fasa dan nol). Koefisien ini (1,73) banyak digunakan dalam rumus perhitungan sistem tiga fase. Misalnya arus setiap fasa listrik. motor = daya dalam Watt (W) dibagi tegangan saluran (380 V) = arus total pada ketiga belitan, yang juga kita bagi dengan koefisien (1,73), kita mendapatkan arus di setiap fasa.

Catu daya tiga fasa menciptakan efek rotasi pada tenaga listrik. mesin, karena standar universal, menyediakan pasokan listrik ke bangunan domestik (perumahan, perkantoran, komersial, bangunan pendidikan) - di mana terdapat listrik. mesin tidak digunakan. Biasanya, kabel 4 kawat (3 fase dan nol) sampai ke panel distribusi umum, dan dari sana kabel tersebut tersebar berpasangan (1 fase dan nol) ke apartemen, kantor, dan tempat lainnya. Karena ketidaksetaraan beban arus di ruangan yang berbeda, nol umum yang disuplai ke catu daya listrik sering kali kelebihan beban. tameng Jika terlalu panas dan terbakar, ternyata, misalnya, apartemen tetangga terhubung secara seri (karena dihubungkan dengan nol pada strip kontak umum di panel listrik) antara dua fase (380 Volt). Dan jika salah satu tetangga mempunyai tenaga listrik yang kuat. peralatan (seperti ketel, pemanas, mesin cuci, pemanas air), dan yang lainnya berdaya rendah (TV, komputer, peralatan audio), maka konsumen pertama yang lebih kuat, karena resistansinya rendah, akan menjadi a konduktor yang baik, dan di soket tetangga lain, bukannya nol, fase kedua akan muncul, dan tegangannya akan lebih dari 300 Volt, yang akan segera membakar peralatannya, termasuk lemari es. Oleh karena itu, disarankan untuk secara teratur memeriksa keandalan kontak nol yang berasal dari kabel suplai dengan papan distribusi listrik umum. Dan jika menjadi panas, matikan pemutus arus di semua apartemen, bersihkan endapan karbon dan kencangkan kontak nol umum secara menyeluruh. Dengan beban yang relatif sama pada fasa yang berbeda, sebagian besar arus balik (melalui titik sambungan umum dari nol konsumen) akan saling diserap oleh fasa yang berdekatan. Dalam listrik tiga fasa Pada motor, arus fasa sama dan hilang sama sekali melalui fasa-fasa yang berdekatan, sehingga tidak memerlukan nol sama sekali.

Listrik satu fasa motor beroperasi dari satu fase dan nol (misalnya, pada kipas angin rumah tangga, mesin cuci, lemari es, komputer). Di dalamnya, untuk membuat dua kutub, belitan dibagi menjadi dua dan ditempatkan pada dua kumparan berlawanan di sisi berlawanan dari rotor. Dan untuk menghasilkan torsi diperlukan belitan kedua (awal), juga dililitkan pada dua kumparan yang berlawanan dan dengan medan magnetnya memotong medan belitan pertama (yang bekerja) pada sudut 90 derajat. Belitan awal memiliki kapasitor (kapasitansi) di sirkuit, yang menggeser pulsanya dan, seolah-olah, secara artifisial memancarkan fase kedua, yang menghasilkan torsi. Karena kebutuhan untuk membagi belitan menjadi dua, kecepatan putaran listrik satu fasa asinkron. mesin tidak boleh lebih dari 1500 rpm. Dalam listrik tiga fasa Pada mesin, kumparannya bisa tunggal, terletak di stator setiap 120 derajat kelilingnya, maka kecepatan putaran maksimumnya adalah 3000 rpm. Dan jika masing-masing dibagi dua, maka Anda mendapatkan 6 kumparan (dua per fase), maka kecepatannya akan menjadi 2 kali lebih kecil - 1500 rpm, dan gaya putaran akan menjadi 2 kali lebih besar. Mungkin ada 9 atau 12 kumparan, masing-masing 1000 dan 750 rpm, dengan peningkatan gaya yang sama dengan jumlah putaran per menit yang lebih rendah. Gulungan motor satu fasa juga dapat dipotong lebih dari setengahnya, dengan pengurangan kecepatan dan peningkatan gaya yang serupa. Artinya, mesin berkecepatan rendah lebih sulit menahan poros rotor dengan apa pun dibandingkan mesin berkecepatan tinggi.

Ada jenis email umum lainnya. mesin - komutator. Rotornya membawa belitan dan kolektor kontak, yang tegangannya disuplai melalui “sikat” tembaga-grafit. Itu (belitan rotor) menciptakan medan magnetnya sendiri. Berbeda dengan besi-aluminium “kosong” listrik asinkron yang tidak dipilin secara pasif. mesin, medan magnet belitan rotor motor komutator secara aktif ditolak dari medan statornya. Email seperti itu mesin memiliki prinsip pengoperasian yang berbeda - seperti dua kutub magnet dengan nama yang sama, rotor (bagian yang berputar dari motor listrik) cenderung menjauh dari stator (bagian yang diam). Dan karena poros rotor dipasang dengan kuat oleh dua bantalan di ujungnya, karena “keputusasaan” rotor diputar secara aktif. Efeknya mirip tupai di dalam roda, semakin cepat berlari maka drum akan semakin cepat berputar. Oleh karena itu, email semacam itu motor memiliki kecepatan yang jauh lebih tinggi dan dapat diatur dalam rentang yang luas dibandingkan motor asinkron. Selain itu, dengan daya yang sama, mereka jauh lebih kompak dan lebih ringan, tidak bergantung pada frekuensi (Hz) dan beroperasi pada arus bolak-balik dan searah. Biasanya digunakan pada unit bergerak: lokomotif kereta listrik, trem, bus troli, mobil listrik; serta di semua perangkat portabel. perangkat: bor listrik, penggiling, penyedot debu, pengering rambut... Tetapi kesederhanaan dan keandalannya jauh lebih rendah daripada mesin asinkron, yang digunakan terutama pada peralatan listrik stasioner.

BAHAYA LISTRIK

Arus listrik dapat diubah menjadi CAHAYA (dengan melewati filamen, gas bercahaya, kristal LED), PANAS (mengatasi hambatan kawat nikrom dengan pemanasan yang tak terhindarkan, yang digunakan di semua elemen pemanas), PEKERJAAN MEKANIK (melalui magnet medan yang diciptakan oleh kumparan listrik pada motor listrik dan magnet listrik, yang masing-masing berputar dan memendek). Namun, El. arus ini penuh dengan bahaya mematikan bagi organisme hidup yang dilaluinya.

Beberapa orang berkata: “Saya terkena tegangan 220 volt.” Hal ini tidak benar karena bukan tegangan yang menyebabkan kerusakan, melainkan arus yang melewati tubuh. Nilainya, pada tegangan yang sama, dapat berbeda puluhan kali lipat karena beberapa alasan. Jalan yang diambil juga sangat penting. Agar arus dapat mengalir melalui tubuh, Anda harus menjadi bagian dari rangkaian listrik, yaitu menjadi konduktornya, dan untuk ini Anda harus menyentuh dua potensial berbeda pada saat yang sama (fase dan nol - 220 V, atau dua tegangan berlawanan). fase - 380 V). Aliran arus berbahaya yang paling sering terjadi adalah dari satu tangan ke tangan yang lain, atau dari tangan kiri ke kaki, karena dengan cara ini jalurnya akan melalui jantung, yang dapat berhenti dari arus yang hanya sepersepuluh Ampere (100). miliampere). Dan jika, misalnya, Anda menyentuh kontak telanjang soket dengan jari yang berbeda di satu tangan, arus akan berpindah dari jari ke jari, tetapi tidak akan mempengaruhi tubuh (kecuali, tentu saja, kaki Anda berada pada posisi non-konduktif. lantai).

Peran potensial nol (ZERO) dapat dimainkan oleh tanah - secara harfiah permukaan tanah itu sendiri (terutama lembab), atau struktur logam atau beton bertulang yang digali ke dalam tanah atau memiliki area kontak yang signifikan dengannya. Sama sekali tidak perlu memegang kabel yang berbeda dengan kedua tangan, Anda cukup berdiri tanpa alas kaki atau memakai sepatu yang buruk di tanah yang lembab, lantai beton atau logam dan menyentuh bagian tubuh mana pun dari kabel yang terbuka. Dan seketika dari bagian ini, arus berbahaya akan mengalir melalui tubuh hingga kaki. Bahkan jika Anda buang air di semak-semak dan secara tidak sengaja menabrak fase terbuka dengan aliran air, jalur arus akan mengalir melalui aliran urin (yang asin dan lebih konduktif), sistem reproduksi, dan kaki. Jika kaki Anda memakai sepatu kering dengan sol tebal atau lantainya sendiri terbuat dari kayu, maka tidak akan ada NOL dan arus tidak akan mengalir meskipun Anda mengambil kawat FASE aktif yang terbuka dengan gigi Anda (konfirmasi yang jelas tentang hal ini adalah burung yang duduk di atasnya kabel tidak berinsulasi).

Besarnya arus sangat bergantung pada area kontak. Misalnya, Anda dapat menyentuh ringan dua fase (380 V) dengan ujung jari yang kering - ini akan mengenai, tetapi tidak berakibat fatal. Atau Anda dapat mengambil dua batang tembaga tebal, yang hanya dihubungkan 50 Volt, dengan kedua tangan basah - bidang kontak + kelembapan akan memberikan konduktivitas puluhan kali lebih besar daripada kasus pertama, dan besarnya arus akan berakibat fatal. (Saya pernah melihat seorang tukang listrik yang jari-jarinya sangat kapalan, kering dan kapalan sehingga dia dapat dengan mudah bekerja di bawah tegangan seolah-olah memakai sarung tangan.) Selain itu, ketika seseorang menyentuh tegangan dengan ujung jari atau punggung tangannya, dia secara refleks menyentak. jauh. Jika Anda memegang sebuah pegangan tangan, maka ketegangan tersebut menyebabkan kontraksi otot-otot tangan dan orang tersebut meraih dengan kekuatan yang tidak pernah mampu ia lakukan, dan tidak ada yang dapat merobeknya sampai ketegangan tersebut padam. Dan waktu pemaparan (milidetik atau detik) terhadap arus listrik juga merupakan faktor yang sangat signifikan.

Misalnya, di kursi listrik, lingkaran logam lebar yang dikencangkan erat ditempatkan di kepala seseorang yang telah dicukur sebelumnya (melalui kain lap yang dibasahi dengan larutan khusus yang menghantarkan listrik dengan baik), yang dihubungkan dengan satu kabel - kabel fase. Potensi kedua dihubungkan ke kaki, di mana (di tulang kering dekat pergelangan kaki) klem logam lebar (sekali lagi dengan bantalan khusus basah) dikencangkan dengan erat. Terpidana diikat dengan aman pada sandaran tangan kursi dengan lengan bawahnya. Saat saklar dihidupkan, muncul tegangan 2000 Volt antara potensial kepala dan kaki! Dapat dipahami bahwa dengan kekuatan arus yang dihasilkan dan jalurnya, hilangnya kesadaran terjadi secara instan, dan sisa “pembakaran” tubuh menjamin kematian semua organ vital. Hanya saja, mungkin, prosedur memasak itu sendiri membuat orang yang malang itu mengalami stres yang begitu ekstrem sehingga sengatan listrik itu sendiri menjadi penyelamat. Tapi jangan khawatir - belum ada eksekusi seperti itu di negara kita...

Jadi, bahaya sengatan listrik. arus tergantung pada: tegangan, jalur aliran arus, kering atau basah (keringat karena garam mempunyai daya hantar listrik yang baik) bagian tubuh, luas kontak dengan konduktor telanjang, isolasi kaki dari tanah (kualitas dan kekeringan sepatu, kelembaban tanah, bahan lantai), waktu paparan arus.

Namun Anda tidak perlu mengambil kabel telanjang untuk mendapatkan energi. Bisa jadi insulasi belitan unit listrik putus, dan kemudian FASE akan berakhir di badannya (jika terbuat dari logam). Misalnya, ada kasus seperti itu di rumah tetangga - pada suatu hari musim panas, seorang pria naik ke lemari es besi tua, duduk di atasnya dengan pahanya yang telanjang, berkeringat (dan karenanya asin), dan mulai mengebor langit-langit dengan bor listrik, memegang bagian logamnya di dekat chuck dengan tangannya yang lain... Entah itu masuk ke tulangan (dan biasanya dilas ke loop grounding umum bangunan, yang setara dengan NOL) dari langit-langit beton lempengan, atau ke kabel listriknya sendiri?? Dia baru saja terjatuh dan mati, terkena sengatan listrik yang sangat dahsyat. Komisi menemukan FASE (220 volt) pada badan lemari es, yang muncul karena pelanggaran isolasi belitan stator kompresor. Sampai Anda menyentuh badan secara bersamaan (dengan fase tersembunyi) dan nol atau "tanah" (misalnya, pipa air besi), tidak akan terjadi apa-apa (papan chip dan linoleum di lantai). Namun, begitu potensi kedua “ditemukan” (NOL atau FASE lainnya), pukulan tidak dapat dihindari.

Untuk mencegah kecelakaan seperti itu, dilakukan GROUNDING. Artinya, melalui kabel ground pelindung khusus (kuning-hijau) ke rumah logam semua perangkat listrik. perangkat terhubung ke potensi NOL. Jika insulasi putus dan PHASE menyentuh housing, maka akan langsung terjadi korsleting (korsleting) dengan nol, akibatnya mesin akan memutus rangkaian dan fasa tidak luput dari perhatian. Oleh karena itu, teknik kelistrikan beralih ke kabel tiga kabel (fase - merah atau putih, nol - biru, ground - kuning-hijau) dalam catu daya satu fase, dan lima kabel dalam tiga fase (fase - merah, putih, cokelat). Dalam apa yang disebut soket Euro, selain dua soket, kontak pembumian (kumis) juga ditambahkan - kabel kuning-hijau dihubungkan ke sana, dan pada colokan Euro, selain dua pin, ada kontak dari yang mana kabel kuning-hijau (ketiga) juga menuju ke badan alat listrik.

Untuk menghindari korsleting, RCD (perangkat arus sisa) baru-baru ini banyak digunakan. RCD membandingkan arus fasa dan arus nol (berapa banyak yang masuk dan berapa banyak yang keluar), dan ketika kebocoran muncul, insulasi rusak, dan belitan motor, transformator atau spiral pemanas “dijahit” ke rumahan, atau seseorang benar-benar menyentuh bagian yang membawa arus, maka arus “nol” akan lebih kecil dari arus fasa dan RCD akan langsung mati. Arus ini disebut DIFERENSIAL, yaitu pihak ketiga ("kiri") dan tidak boleh melebihi nilai mematikan - 100 miliampere (sepersepuluh Ampere), dan untuk catu daya satu fasa rumah tangga, batas ini biasanya 30 mA. Perangkat semacam itu biasanya ditempatkan di pintu masuk (secara seri dengan pemutus arus) dari kabel yang memasok ruangan lembab dan berbahaya (misalnya, kamar mandi) dan melindungi dari sengatan listrik dari tangan - ke "tanah" (lantai, bak mandi, pipa, air). Menyentuh fase dan bekerja nol dengan kedua tangan (dengan lantai non-konduktor) tidak akan memicu RCD.

Pembumian (kabel kuning-hijau) berasal dari satu titik dengan nol (dari titik sambungan umum dari tiga belitan transformator tiga fasa, yang juga dihubungkan ke batang logam besar yang digali jauh ke dalam tanah - GROUNDING pada listrik gardu induk yang menyuplai mikrodistrik). Praktisnya, ini sama saja dengan nol, tetapi “dibebaskan” dari pekerjaan, hanya sekedar “penjaga”. Jadi, jika tidak ada kabel ground pada kabel, Anda dapat menggunakan kabel netral. Yaitu, pada soket Euro, letakkan jumper dari kabel netral ke “kumis” grounding, kemudian jika isolasi rusak dan terjadi kebocoran pada housing, mesin akan beroperasi dan mematikan perangkat yang berpotensi berbahaya.

Atau Anda dapat membuat grounding sendiri - tancapkan beberapa linggis jauh ke dalam tanah, tuangkan dengan larutan yang sangat asin dan sambungkan kabel ground. Jika Anda menghubungkannya ke nol umum pada input (sebelum RCD), maka itu akan melindungi secara andal terhadap munculnya FASE kedua di soket (dijelaskan di atas) dan pembakaran peralatan rumah tangga. Jika tidak mungkin untuk mencapainya ke nol bersama, misalnya di rumah pribadi, maka Anda harus memasang mesin di nol Anda, seperti dalam fase, jika tidak, jika nol bersama di switchboard terbakar, tetangga akan mati. arus akan melewati nol Anda ke ground buatan sendiri. Dan dengan senapan mesin, dukungan untuk tetangga hanya akan diberikan sampai batasnya dan angka nol Anda tidak akan terpengaruh.

KATA PENUTUP

Nah, sepertinya saya telah menjelaskan semua nuansa umum utama kelistrikan yang tidak terkait dengan aktivitas profesional. Detail yang lebih mendalam akan membutuhkan teks yang lebih panjang. Betapa jelas dan masuk akalnya penilaian dari mereka yang umumnya jauh dan tidak kompeten dalam topik ini (adalah :-).

Hormat kami dan kenangan indah bagi para fisikawan besar Eropa, yang mengabadikan nama mereka dalam satuan pengukuran parameter arus listrik: Alexandro Giuseppe Antonio Anastasio VOLTA - Italia (1745-1827); Andre Marie AMPERE - Prancis (1775-1836); Georg Simon OM - Jerman (1787-1854); James WATT - Skotlandia (1736-1819); Heinrich Rudolf HERZ - Jerman (1857-1894); Michael Faraday - Inggris (1791-1867).

PUISI TENTANG ARUS LISTRIK :

Tunggu, jangan terburu-buru, mari kita bicara sedikit.
Tunggu, jangan terburu-buru, jangan terburu-buru kudanya.
Anda dan saya sendirian di apartemen malam ini.

Arus listrik, arus listrik,
Mirip dengan ketegangan yang terjadi di Timur Tengah,
Sejak saya melihat pembangkit listrik tenaga air Bratsk,
Ketertarikanku padamu telah muncul.

Arus listrik, arus listrik,
Mereka bilang kamu kadang bisa kejam.
Gigitan berbahayamu bisa merenggut nyawamu,
Biarlah, aku tetap tidak takut padamu!

Arus listrik, arus listrik,
Mereka mengklaim bahwa Anda adalah aliran elektron,
Dan selain itu, orang-orang yang menganggur mengobrol,
Bahwa Anda dikendalikan oleh katoda dan anoda.

Saya tidak tahu apa arti "anoda" dan "katoda",
Saya sudah memiliki banyak kekhawatiran,
Tapi saat Anda sedang mengalir, arus listrik
Air mendidih di panci saya tidak akan habis.

Igor Irtenev 1984

Versi video artikel:

Mari kita mulai dengan konsep listrik. Arus listrik adalah pergerakan teratur partikel bermuatan di bawah pengaruh medan listrik. Partikel tersebut dapat berupa elektron bebas logam jika arus mengalir melalui kawat logam, atau ion jika arus mengalir dalam gas atau cairan.
Ada juga topik semikonduktor saat ini, tetapi ini adalah topik terpisah untuk diskusi. Contohnya adalah trafo tegangan tinggi dari oven microwave - pertama, elektron mengalir melalui kabel, kemudian ion bergerak di antara kabel, pertama arus mengalir melalui logam, dan kemudian melalui udara. Suatu zat disebut konduktor atau semikonduktor jika mengandung partikel yang dapat membawa muatan listrik. Jika tidak ada partikel seperti itu, maka zat tersebut disebut dielektrik; zat tersebut tidak dapat menghantarkan listrik. Partikel bermuatan membawa muatan listrik, yang diukur sebagai q dalam coulomb.
Satuan ukuran kuat arus disebut Ampere dan dilambangkan dengan huruf I, arus sebesar 1 Ampere terbentuk ketika muatan sebesar 1 Coulomb melewati suatu titik pada suatu rangkaian listrik dalam waktu 1 sekon, yaitu secara kasar, kekuatan arus diukur dalam coulomb per detik. Dan pada hakikatnya kuat arus adalah banyaknya listrik yang mengalir per satuan waktu melalui penampang suatu penghantar. Semakin banyak partikel bermuatan yang mengalir di sepanjang kawat, semakin besar pula arusnya.
Untuk membuat partikel bermuatan berpindah dari satu kutub ke kutub lainnya, perlu dibuat beda potensial atau – Tegangan – antar kutub. Tegangan diukur dalam volt dan dilambangkan dengan huruf V atau U. Untuk memperoleh tegangan 1 Volt, Anda perlu mentransfer muatan 1 C antar kutub, sambil melakukan usaha 1 J. Saya setuju, ini sedikit tidak jelas .

Untuk lebih jelasnya, bayangkan sebuah tangki air yang terletak pada ketinggian tertentu. Sebuah pipa keluar dari tangki. Air mengalir melalui pipa di bawah pengaruh gravitasi. Misalkan air adalah muatan listrik, tinggi kolom air adalah tegangan, dan kecepatan aliran air adalah arus listrik. Lebih tepatnya, bukan laju alirannya, melainkan jumlah air yang keluar per detiknya. Kalian paham bahwa semakin tinggi permukaan air maka tekanan dibawahnya akan semakin besar, dan semakin tinggi tekanan dibawahnya maka air yang mengalir melalui pipa akan semakin banyak karena kecepatannya akan semakin tinggi.. Demikian pula semakin tinggi tegangan maka semakin besar pula arusnya. akan mengalir di sirkuit.

Hubungan antara ketiga besaran yang dipertimbangkan dalam rangkaian arus searah ditentukan oleh hukum Ohm, yang dinyatakan dengan rumus ini, dan sepertinya kuat arus dalam rangkaian berbanding lurus dengan tegangan, dan berbanding terbalik dengan hambatan. Semakin besar hambatan maka semakin kecil arusnya, dan sebaliknya.

Saya akan menambahkan beberapa kata lagi tentang perlawanan. Bisa diukur, atau bisa dihitung. Katakanlah kita mempunyai sebuah konduktor yang panjang dan luas penampangnya diketahui. Persegi, bulat, tidak masalah. Zat yang berbeda memiliki resistivitas yang berbeda, dan untuk konduktor imajiner kita terdapat rumus yang menentukan hubungan antara panjang, luas penampang, dan resistivitas. Resistivitas zat dapat ditemukan di Internet dalam bentuk tabel.
Sekali lagi kita dapat menganalogikannya dengan air: air mengalir melalui sebuah pipa, biarkan pipa tersebut mempunyai kekasaran tertentu. Masuk akal untuk berasumsi bahwa semakin panjang dan sempit pipa, semakin sedikit air yang mengalir melaluinya per satuan waktu. Lihat betapa sederhananya? Anda bahkan tidak perlu menghafal rumusnya, bayangkan saja sebuah pipa berisi air.
Sedangkan untuk mengukur hambatan diperlukan suatu alat yaitu ohmmeter. Saat ini, instrumen universal lebih populer - multimeter, yang mengukur resistansi, arus, tegangan, dan banyak hal lainnya. Mari kita melakukan percobaan. Saya akan mengambil sepotong kawat nichrome dengan panjang dan luas penampang yang diketahui, mencari resistivitas di situs web tempat saya membelinya dan menghitung resistansinya. Sekarang saya akan mengukur bagian yang sama menggunakan perangkat. Untuk resistansi sekecil itu, saya harus mengurangi resistansi probe perangkat saya, yaitu 0,8 ohm. Seperti itu!
Skala multimeter dibagi menurut besaran besaran yang diukur, hal ini dilakukan untuk akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Jika saya ingin mengukur resistor dengan nilai nominal 100 kOhm, saya mengatur pegangan ke resistansi terdekat yang lebih besar. Dalam kasus saya, nilainya 200 kilo-ohm. Jika saya ingin mengukur 1 kilo ohm, saya menggunakan 2 ohm. Hal ini berlaku untuk mengukur besaran lain. Artinya, skala menunjukkan batas pengukuran yang harus Anda capai.
Mari terus bersenang-senang dengan multimeter dan mencoba mengukur sisa besaran yang telah kita pelajari. Saya akan mengambil beberapa sumber DC yang berbeda. Biarlah catu daya 12 volt, port USB dan trafo yang dibuat kakek saya di masa mudanya.
Kita dapat mengukur tegangan pada sumber-sumber tersebut sekarang dengan menghubungkan voltmeter secara paralel, yaitu langsung ke plus dan minus sumber tersebut. Semuanya jelas dengan tegangan, dapat diambil dan diukur. Tetapi untuk mengukur kuat arus, Anda perlu membuat rangkaian listrik yang melaluinya arus akan mengalir. Harus ada konsumen atau beban pada rangkaian listrik. Mari hubungkan konsumen ke setiap sumber. Sepotong strip LED, motor dan resistor (160 ohm).
Mari kita mengukur arus yang mengalir di rangkaian. Untuk melakukan ini, saya mengalihkan multimeter ke mode pengukuran saat ini dan mengalihkan probe ke input saat ini. Ammeter dihubungkan secara seri dengan benda yang diukur. Berikut diagramnya, juga harus diingat dan jangan sampai tertukar dengan menghubungkan voltmeter. Ngomong-ngomong, ada yang namanya klem arus. Mereka memungkinkan Anda mengukur arus dalam suatu rangkaian tanpa menghubungkan langsung ke sirkuit. Artinya, Anda tidak perlu mencabut kabelnya, Anda cukup melemparkannya ke kabel dan mengukurnya. Oke, mari kita kembali ke amperemeter biasa.

Jadi saya mengukur semua arus. Sekarang kita tahu berapa banyak arus yang dikonsumsi di setiap rangkaian. Di sini kita memiliki LED yang bersinar, di sini motor berputar dan di sini... Jadi berdiri di sana, apa fungsi resistor? Dia tidak menyanyikan lagu untuk kita, tidak menerangi ruangan, dan tidak memutar mekanisme apa pun. Jadi untuk apa dia menghabiskan seluruh 90 miliampere itu? Ini tidak akan berhasil, mari kita cari tahu. Hei kau! Ah, dia seksi! Jadi di sinilah energi dihabiskan! Apakah mungkin untuk menghitung jenis energi apa yang ada di sini? Ternyata hal itu mungkin saja terjadi. Hukum yang menjelaskan efek termal arus listrik ditemukan pada abad ke-19 oleh dua ilmuwan, James Joule dan Emilius Lenz.
Hukum tersebut disebut hukum Joule-Lenz. Hal ini dinyatakan dengan rumus ini, dan secara numerik menunjukkan berapa banyak joule energi yang dilepaskan dalam suatu konduktor di mana arus mengalir per satuan waktu. Dari hukum ini Anda dapat mengetahui daya yang dilepaskan pada konduktor ini; daya dilambangkan dengan huruf Inggris P dan diukur dalam watt. Saya menemukan tablet yang sangat keren ini yang menghubungkan semua kuantitas yang telah kita pelajari sejauh ini.
Jadi, di meja saya, tenaga listrik digunakan untuk penerangan, untuk melakukan pekerjaan mekanis, dan untuk memanaskan udara sekitar. Omong-omong, berdasarkan prinsip inilah berbagai pemanas, ketel listrik, pengering rambut, setrika solder, dll. Ada spiral tipis di mana-mana, yang memanas karena pengaruh arus.

Poin ini harus diperhitungkan ketika menghubungkan kabel ke beban, yaitu memasang kabel ke soket di seluruh apartemen juga termasuk dalam konsep ini. Jika Anda mengambil kabel yang terlalu tipis untuk disambungkan ke stopkontak dan menyambungkan komputer, ketel, dan microwave ke stopkontak ini, kabel tersebut dapat memanas dan menyebabkan kebakaran. Oleh karena itu, terdapat suatu tanda yang menghubungkan luas penampang kabel dengan daya maksimum yang akan mengalir melalui kabel tersebut. Jika Anda memutuskan untuk menarik kabel, jangan lupakan itu.

Juga, sebagai bagian dari masalah ini, saya ingin mengingat kembali fitur koneksi paralel dan seri konsumen saat ini. Dengan sambungan seri, arus pada semua konsumen adalah sama, tegangan dibagi menjadi beberapa bagian, dan hambatan total konsumen adalah jumlah dari semua hambatan. Dengan sambungan paralel, tegangan pada semua konsumen sama, kuat arus dibagi, dan hambatan total dihitung menggunakan rumus ini.
Hal ini memunculkan satu hal yang sangat menarik yang dapat digunakan untuk mengukur kekuatan arus. Katakanlah Anda perlu mengukur arus dalam rangkaian sekitar 2 ampere. Ammeter tidak dapat mengatasi tugas ini, sehingga Anda dapat menggunakan hukum Ohm dalam bentuknya yang murni. Kita tahu bahwa kuat arusnya sama pada sambungan seri. Mari kita ambil sebuah resistor dengan resistansi yang sangat kecil dan masukkan secara seri dengan beban. Mari kita ukur tegangannya. Sekarang, dengan menggunakan hukum Ohm, kita mencari kekuatan arus. Seperti yang Anda lihat, ini bertepatan dengan perhitungan rekaman itu. Hal utama yang perlu diingat di sini adalah bahwa resistor tambahan ini harus memiliki resistansi serendah mungkin agar dampaknya minimal pada pengukuran.

Ada satu hal lagi yang sangat penting yang perlu Anda ketahui. Semua sumber mempunyai arus keluaran maksimum; jika arus ini terlampaui, sumber dapat menjadi panas, mati, dan dalam kasus terburuk, bahkan terbakar. Hasil yang paling menguntungkan adalah bila sumber memiliki proteksi arus lebih, dalam hal ini sumber akan mematikan arus. Seperti yang kita ingat dari hukum Ohm, semakin rendah hambatannya, semakin tinggi arusnya. Artinya, jika seutas kawat diambil sebagai beban, yaitu menutup sumbernya, maka kuat arus dalam rangkaian akan melonjak hingga nilai yang sangat besar, hal ini disebut korsleting. Jika Anda ingat awal mula terbitnya, Anda bisa menganalogikannya dengan air. Jika kita mengganti resistansi nol ke dalam hukum Ohm, kita mendapatkan arus yang sangat besar. Dalam prakteknya hal ini tentu saja tidak terjadi, karena sumber mempunyai hambatan dalam yang dihubungkan secara seri. Hukum ini disebut hukum Ohm untuk rangkaian lengkap. Jadi, arus hubung singkat bergantung pada nilai resistansi internal sumber.
Sekarang mari kita kembali ke arus maksimum yang dapat dihasilkan sumber tersebut. Seperti yang sudah saya katakan, arus dalam rangkaian ditentukan oleh beban. Banyak orang menulis kepada saya di VK dan menanyakan pertanyaan seperti ini, saya akan sedikit melebih-lebihkannya: Sanya, saya memiliki catu daya 12 volt dan 50 ampere. Jika saya menyambungkan sepotong kecil strip LED ke sana, apakah akan terbakar? Tidak, tentu saja tidak akan terbakar. 50 ampere adalah arus maksimum yang dapat dihasilkan sumber. Jika Anda menyambungkan selotip ke sana, maka akan dibutuhkan dengan baik, katakanlah 100 miliampere, dan hanya itu. Arus di sirkuit akan menjadi 100 miliampere, dan tidak ada yang akan terbakar di mana pun. Hal lainnya adalah jika Anda mengambil strip LED sepanjang satu kilometer dan menghubungkannya ke catu daya ini, maka arus di sana akan lebih tinggi dari yang diizinkan, dan catu daya kemungkinan besar akan terlalu panas dan mati. Ingat, konsumenlah yang menentukan besarnya arus dalam rangkaian. Unit ini dapat mengeluarkan maksimal 2 amp, dan ketika saya korsleting ke baut, tidak terjadi apa-apa pada bautnya. Namun catu daya tidak menyukai hal ini, ia bekerja dalam kondisi ekstrem. Namun jika mengambil sumber yang mampu mengalirkan puluhan ampere, baut tidak akan menyukai keadaan ini.

Sebagai contoh, mari kita hitung catu daya yang diperlukan untuk memberi daya pada bagian strip LED yang diketahui. Jadi, kami membeli gulungan strip LED dari Cina dan ingin memberi daya pada strip ini sepanjang tiga meter. Pertama, kita pergi ke halaman produk dan mencoba mencari berapa watt yang dikonsumsi satu meter pita perekat. Saya tidak dapat menemukan informasi ini, jadi ada tanda ini. Mari kita lihat jenis kaset apa yang kita punya. Dioda 5050, 60 buah per meter. Dan kita lihat dayanya 14 watt per meter. Saya mau 3 meter, berarti dayanya 42 watt. Disarankan untuk menggunakan catu daya dengan cadangan daya 30% agar tidak beroperasi dalam mode kritis. Hasilnya, kami mendapat 55 watt. Catu daya terdekat yang sesuai adalah 60 watt. Dari rumus daya kami menyatakan kekuatan arus dan menemukannya, mengetahui bahwa LED beroperasi pada tegangan 12 volt. Ternyata kita membutuhkan satuan dengan arus 5 ampere. Misalnya kita ke Ali, cari, beli.
Sangat penting untuk mengetahui konsumsi saat ini ketika membuat produk USB buatan sendiri. Arus maksimum yang dapat diambil dari USB adalah 500 miliampere, dan sebaiknya jangan melebihi itu.
Dan terakhir, penjelasan singkat tentang tindakan pencegahan keselamatan. Di sini Anda dapat melihat nilai-nilai apa yang dianggap listrik tidak berbahaya bagi kehidupan manusia.

Selamat datang di kursus video pelatihan kelistrikan. Video tutorial ini akan membantu semua orang yang berhubungan dengan kelistrikan di rumah, serta banyak ahli listrik pemula, untuk memahami istilah dan keterampilan dasar. Kursus video pelatihan oleh seorang tukang listrik muda akan membantu Anda dalam hidup dan menyelamatkan hidup Anda dari sengatan listrik.

Kursus tukang listrik muda

Penulis kursus, Vladimr Kozin, akan membantu Anda mempelajari dengan contoh video apa itu rangkaian listrik dan cara pembuatan serta cara kerjanya. Anda akan mempelajari cara kerja rangkaian listrik dengan sakelar, serta sakelar dua geng.

Isi kursus singkat: Kursus video terdiri dari 5 bagian, masing-masing dengan 2 pelajaran. kursus Kursus tukang listrik muda dengan total durasi sekitar 3 jam.

• Pada bagian pertama Anda akan diperkenalkan dengan dasar-dasar teknik elektro, pertimbangkan diagram paling sederhana untuk menghubungkan bola lampu, sakelar, soket dan mempelajari tentang jenis-jenis peralatan tukang listrik;
• Pada bagian kedua Anda akan diberitahu tentang jenis dan tujuan bahan untuk pekerjaan tukang listrik: kabel, kabel, kabel dan Anda akan merakit rangkaian listrik sederhana;
• Pada bagian ketiga Anda akan mempelajari cara menghubungkan saklar dan sambungan paralel pada rangkaian listrik;
• Pada bagian keempat Anda akan melihat rakitan rangkaian listrik dengan sakelar dua tombol dan model catu daya ruangan;

Tujuan pembelajaran akhir: Pada bagian kelima, Anda akan melihat model lengkap pasokan listrik ruangan dengan sakelar dan menerima tips keselamatan saat bekerja dengan peralatan listrik.

Pelajaran 1. Kursus tukang listrik muda.

Pelajaran 2. Alat tukang listrik.

Pelajaran 3. Bahan Kabel Instalasi Listrik AVVG dan VVG.

Pelajaran 4. Rangkaian listrik sederhana.

Pelajaran 5. Rangkaian listrik dengan saklar.

Pelajaran 6. Koneksi paralel.

Pelajaran 7. Rangkaian listrik dengan saklar dua geng

Pelajaran 8. Model catu daya tempat

Pelajaran 9. Model catu daya untuk ruangan dengan pemadaman otomatis

Pelajaran 10. Keamanan.