Зачем нужен ноль в электрике

Существуют специальные отвертки-тестеры для определения нуля и фазы.

Что такое фаза и как определить фазу и ноль в электричестве?

Фаза в электричестве – это разговорное название провода под напряжением относительно другого провода, называемого нулем. Название происходит от того, что ток на подстанциях, питающих дома, переменный, то есть электромагнитные поля, генерируемые на подстанциях, имеют одинаковую частоту (в России и СНГ – 50 Гц), но сдвинуты друг относительно друга во времени на определенный фазовый угол. В домах обычно есть все три фазы, и не имеет значения, к какой фазе подключено жилище.

Рисунок 1: Электричество и мощность – схематическое изображение фазы, нулевого провода и заземления

На рисунке 1 показан схематический рисунок электрического тока в жилище от общей системы. Буквы $L1$, $L2$, $L3$ обозначают фазы с 1 по 3, а буква $N$ – нейтральный проводник.

На рис. 2 показана схема подключения электроэнергии к жилому помещению от трансформатора, буква $L_T$ обозначает фазу на трансформаторе, буква $L$ обозначает фазу в жилом помещении, а буква $R_H$ обозначает подключенный электроприбор с определенным сопротивлением $R_H$.

Из трансформатора выходят 2 провода, один – так называемый фазный провод с напряжением, а другой – нейтральный, от которого путем помещения контакта в землю получают заземление. Помимо самой земли, существуют и другие источники заземления; на этих рисунках заземление обозначено буквами $ZmL$.

На рисунке 3 показан случай, когда заземленный нулевой проводник не вводится в жилище от подстанции, а заземляется непосредственно в жилище. Напряжение $L_T$ между нейтральным проводником и фазой будет одинаковым для рисунков 2 и 3, но не рекомендуется заземлять напряжение от трансформатора непосредственно в квартире.

Принцип работы сети переменного тока

Чтобы понять, что такое фаза в электричестве, необходимо знать характеристики переменного тока. Он отличается от постоянного тока периодическими изменениями, как по величине, так и по направлению. Его характеристиками являются напряжение в определенный момент времени и частота (отношение числа циклов к единице времени). Переменный ток встречается в розетках и при прямом подключении к электрическим щитам.

Ток может быть постоянным и переменным. Ток, величина которого не меняется с течением времени, является постоянным током. Ток, величина которого, как и его направление, меняется со временем, называется переменным.

Источниками постоянного тока являются батареи, аккумуляторы и т.д. С другой стороны, переменный ток "подходит" для бытовых и промышленных розеток в домах и на предприятиях. Основная причина этого заключается в том, что этот тип тока гораздо легче физически получить, преобразовать в различные уровни напряжения и передать на большие расстояния по электрическим кабелям без значительных потерь.

Однофазный ток

Переменный ток, который генерируется путем вращения проводника или массива проводников в катушке в магнитном потоке, называется однофазным переменным током. Обычно для передачи однофазного тока используются 2 проводника. Они называются фазным и нейтральным проводниками соответственно. Напряжение между этими проводниками составляет 220 В.

Однофазное электроснабжение. Однофазный ток может быть подключен к потребителю двумя различными способами: 2-проводным и 3-проводным. В первом случае (2-проводном) для передачи однофазного тока используются два провода. По одному проводу проходит фазный ток, а другой используется в качестве нейтрального провода. Почти все дома, построенные в бывшем Советском Союзе, снабжаются электричеством таким образом. При втором способе электроснабжения однофазный ток – добавляется еще один проводник. Он называется защитным проводником. Он используется для предотвращения поражения людей электрическим током, а также для рассеивания токов утечки и предотвращения выхода из строя оборудования.

Что такое фаза и земля в трехфазной системе?

Как мы знаем из школьной физики – электрический ток течет только в замкнутой цепи. Поэтому он должен входить через один проводник и выходить через другой. Чтобы избавить вас от проблем, мы сразу дадим вам определение:

• – Фаза – это проводник, по которому ток течет к приемнику;
• – Ноль – это проводник, по которому ток выходит из приемника.

Для нормальной работы электрический ток всегда нуждается в замкнутой цепи. Ток течет в одном направлении. Фазный провод – Проводник, по которому ток течет к любому потребителю, будь то электрический чайник или холодильник. Ноль – это провод, по которому ток возвращается обратно.

У нулевого провода есть и другая полезная функция – он он уравновешивает фазное напряжение.. Заземляющий провод – это провод, на котором нет напряжения. Он служит резервным проводником для защиты человека от поражения электрическим током в случае утечки тока.

Теперь возьмем трансформатор, который питает дом. Трансформатор – это устройство, которое повышает или понижает напряжение в электросети. Четыре провода подключаются к низковольтным обмоткам, чтобы конечный потребитель мог получать электроэнергию. Три провода подключаются к выводам обмоток трансформатора (это наши фазы), а ноль (также известный как "общий") берется из точки соединения обмоток трансформатора.

Давайте теперь рассмотрим следующие два термина и дадим им одновременное определение:

1. 1. Напряжение сети – Напряжение, возникающее между фазными проводами в трехфазной системе. Номинальное значение линейного напряжения составляет 380 В.
2. 2. Линейное напряжение – Напряжение между одним фазным проводником и нулевым. Номинальное значение этого напряжения составляет 220 В.

Назначение фазного и нулевого проводов

Чтобы полностью понять, что подразумевается под выражением "фаза и нейтраль в электричестве" необходимо воспользоваться аналогией. Электрический ток лучше всего сравнить с водой, а токоведущие проводники – с трубами.

Представим себе следующую ситуацию. У нас есть одна труба, по которой горячая вода поступает из бака в большую кастрюлю. У нас также есть вторая труба, которая сливает излишки поступающей горячей воды обратно в бак, когда кастрюля наполняется. Теперь расшифруем: первая труба – фаза, кастрюля – нагрузка, а вторая труба – ноль. Фазный ток достигает нагрузкиа по нейтральному проводу возвращается обратно. Вот и все.

Теперь представьте, что произойдет, если из-за неисправности во второй трубе горячая вода не сможет перетекать из кастрюли обратно в бак. В этом случае кастрюля наполнится очень быстро, кипяток выльется и может обжечь нас.

Чтобы избежать этого, подсоедините к кастрюле третью трубку. Эта трубка будет служить аварийным выходом для поступающей воды. Тогда, если вторая трубка, отводящая воду, откажется работать, излишки воды будут уходить через третью трубку. Третья труба уходит в землю в специально вырытую яму. Это пример заземления.

Выше мы описали работу электричества в однофазной сети, а также функции фаз и нулей.. В трехфазной сети происходит то же самое, только ток течет по трем проводам одновременно и возвращается по четвертому проводу.

Из примера ясно, что фазу и ноль нельзя путать или совмещать. Для удобства все кабели имеют цветовую маркировку, чтобы вы могли определить, какой провод является фазным или нейтральным, без использования какого-либо оборудования.

Предупреждение. Чтобы обезопасить себя, перед началом работ лучше проверить кабель, несмотря на цветовую маркировку. Очень часто из-за собственного невежества неопытные электрики совершенно не обращают внимания на цвет кабелей, что приводит к возникновению опасности. Здесь действует эмпирическое правило: доверяй, но проверяй!

Простые способы определения фазы

Для поиска фазного провода в электроустановке используются различные методы.

Самый простой из них – сделать это без инструментов, но только для кабелей, проложенных в соответствии со стандартом IEC 60446 от 2004 года.

В этом случае в соответствии с правилами цветовой маркировки изоляции проводов Фазный кабель в однофазной системе и двух- или трехжильные кабели обычно имеют следующую цветовую маркировку коричневый, В трехфазных кабелях и четырех- или пятижильных кабелях оболочка может быть любого цвета кроме синего и желто-зеленого..

Использование индикаторной отвертки

Этот инструмент позволяет определить фазный контакт даже в закрытой розетке. Принцип работы индикаторной отвертки основан на протекании через нее активного тока, при этом жало индикатора касается проверяемого провода, а вторым проводником является тело человека.

Основная схема индикатора состоит из следующих компонентов:

• Жало отвертки . Это один из контактов электрической цепи инструмента.
• Индикатор . В старых версиях используется неоновая лампочка, в новых моделях – светодиодный или ЖК-дисплей.
• Токоограничивающий элемент . В устройствах с неоновой лампой это резистор сопротивлением 1 МОм, в индикаторах со светодиодом или дисплеем ток ограничивается электронной схемой с питанием от батарейки.
• Контактное кольцо или шайба . Оно находится в рукоятке и служит для замыкания цепи через корпус, его следует коснуться пальцами перед нахождением фазы и нуля индикаторной отверткой.

Когда жало коснется фазного провода, а человек прикоснется к контактному кольцу в рукоятке, в цепи "жало-неоновый резистор-палочка-корпус" начнет протекать ток и лампа загорится.

Для чего используются фазный, нейтральный и земляной провод?

Известно, что электроэнергия вырабатывается на электростанциях с помощью генераторов переменного тока. Затем энергия поступает к потребителям по линиям электропередачи от подстанций. Давайте подробнее рассмотрим, как подается энергия в подъезды многоэтажных зданий и частных домов. Это поможет объяснить даже тем, кто не знаком с электричеством, что такое фаза, нейтраль и заземляющий проводник и зачем они нужны.

Во-первых, давайте начнем с простого объяснения фазного, нейтрального и заземляющего проводов. Фазный провод – это провод, по которому ток течет к потребителю. Поэтому нейтральный провод обеспечивает протекание электрического тока в направлении, противоположном направлению нейтрального провода. Кроме того, назначение нейтрали в системе электропроводки – выравнивать фазное напряжение. Заземляющий проводник, также известный как заземление, не находится под напряжением и предназначен для защиты людей от поражения электрическим током. Более подробную информацию о заземлении можно найти в соответствующем разделе этого сайта.

Мы надеемся, что наше простое объяснение помогло вам понять, что такое заземление, фаза и земля в электротехнике. Мы также рекомендуем вам ознакомиться с цветовой маркировкой кабелей, чтобы вы знали, какого цвета провода фазы, нейтрали и заземления!

Углубляясь в тему

Питание потребителей осуществляется от низковольтных обмоток понижающего трансформатора напряжения, который является самой важной частью подстанции. Связь между подстанцией и потребителями осуществляется следующим образом: к потребителям подводится общий провод, идущий от точки соединения обмоток трансформатора, называемый нейтральным проводом, а также три провода, представляющие собой выходы с других концов обмоток. Проще говоря, каждый из этих трех проводов – это фаза, а общий провод – это нейтральный провод.

Между фазами в трехфазной энергосистеме имеется напряжение, называемое сетевым напряжением. Его номинальное значение составляет 380 В. Фазное напряжение определяется как напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Система электроснабжения, в которой нейтральный проводник соединен с землей, называется "система с заземленной нейтралью". Чтобы это было абсолютно понятно даже тем, кто впервые сталкивается с электротехникой: В электротехнике "заземление" понимается как заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтральной точки заключается в следующем: Обмотки в трансформаторе соединены звездой, а нейтральная точка заземлена. Нейтральная точка действует как соединенный нейтральный (PEN) проводник. Такой тип заземленного соединения характерен для домов, построенных в Советском Союзе. Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто заземлен и нет отдельного заземления. Важно знать, что очень опасно одновременно подключать защитный и нулевой проводник к корпусу распределительного устройства, так как существует вероятность протекания рабочего тока через нейтраль и отклонения ее потенциала от нуля, что означает возможность поражения электрическим током.