Фаза это в электрике: Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком

Что такое фаза и ноль в электрике, обозначение, как определить, как найти

Больше 100 лет электричество есть на предприятиях, в офисах и домах. Все начиналось с подачи одной фазы и ноля еще в конце 19 столетия, а эксперименты Николы Тесла и Михаила Федоровича Доливо-Добровольского привели к появлению уже понятной нам электросети. Именно последний изобретатель в 1891 году на Франкфуртской электротехнической выставке представил первую трехфазную сеть протяженностью 170 км. Это событие стало триумфом электросистемы с тремя фазами и нулем, которая используется и сейчас во всем мире.

Даже не зная этого и особо не вникая в электротехническую сферу, многие люди используют в обиходе такие термины, как фаза и ноль. При этом редко задумываясь о том, что же это такое, какова их задача и как обнаружить фазу и ноль в квартире, доме. Чтобы разобраться, нужно проследить путь электричества от генератора до розетки.

Как устроена электросистема?

Если вы когда-нибудь меняли розетку или выключатель, то видели, что они подключаются двумя-тремя проводами. Это и есть фаза и ноль в розетке, а третий проводник — заземление. Однако перед тем, как зайти в дом, ток по проводам проходит длинный путь:

• В трехфазном генераторе переменного тока на электростанции вырабатывается электричество. Из него выходит только три фазы.
• По ЛЭП оно направляется к повышающей трансформаторной подстанции, где с 10-20 кВ повышается до 330 кВ. После этого и появляется нейтраль, также известная как ноль. Она соединяется с землей, а дальше по линиям электропередач по-прежнему идут три фазных провода.
• Когда электроэнергия достигает населенного пункта, она попадает на понижающий трансформатор. Вольтаж уменьшается до распределительного напряжения района — 110-150 кВ. Здесь также остается три фазных проводника, а нейтраль от трансформатора заземляется.
• Далее ток движется по сетям среднего напряжения. Они самые протяженные и состоят только из трех фаз, без ноля.
• Следующий пункт на пути электричества — распределительная электроподстанция. От нее ток по другим линиям электропередач идет к домам на электрощит по трем фазным проводам, а также уже появляется рабочий ноль, который распределяет однофазную нагрузку по трехфазной сети.
• В электрическом общедомовом щите и происходит самое интересное: трехфазная сеть подключается к ВРУ — вводно распределительному устройству. Здесь все фазы разделяются, для каждой отдельно выделяется ноль и заземление. Между фазой и нулем есть фазное напряжение — всем известные 220-230 В.
• Далее ток через уже однофазную систему попадает в подъездный распределительный щит, потом в этажный и в конце — в квартирный.
• Последний «пункт» на пути проводников — розетки. Когда в них подключается электрический прибор, цепь замыкается.

Почему на фазах для квартир и большинства частных домов именно переменный ток? Потому что его в разы легче передавать на большие дистанции по сравнению с постоянным током.

Если объяснить простыми словами, что такое фаза в электрике, то это провод, по которому ток приходит в квартиру, дом, офис и т. д. То есть на всей протяженности от электростанции до розетки кабели и проводники, по которым течет синусоидальный ток — это фазы. Соответственно, ноль — проводник, по которому он уходит назад к электрической подстанции.

При строительстве новостроек в электросети используются трехжильные провода. Это означает, что на вводное устройство заходит одна фаза 220-230 В, рабочий ноль и защитный ноль. Очень важно не перепутать нули:

• Рабочий предназначен для нормальной работы замкнутой электроцепи — по нему ток идет обратно. Он отвечает и за выравнивание фазного напряжения.
• Защитный основное время остается невостребованным и срабатывает в аварийной ситуации, когда произошел обрыв рабочего ноля. По нему напряжение уходит в землю.

Обозначение фаза и ноль

В Украине с 2011 года действует ГОСТ Р 50462-2009, определяющий правила идентификации и маркировки проводников с помощью оболочек определенного цвета и буквенно-цифрового обозначения. Согласно документу, компоненты трехфазной сети обозначаются так:

• L — одна из трех фазных жил.
• N — нейтраль.
• PE — защитный ноль.

Буквы наносят обычно не на сами проводники, а на контакты, к которым они подключаются. Однако что делать, если есть просто вывод трехжильного кабеля в распределительный короб и нет никаких пометок на нем? Рассмотрим два ключевых метода.

Как определить фазу и ноль?

Чтобы разобраться в электрике, фаза это или ноль, в первую очередь ориентируйтесь на цветовую маркировку. Хотя есть стандарт, и его должны придерживаться электромонтеры, иногда разрабатывается специфический проект электрификации и в нем могут быть отступления от нормативов. Лучше найти техническую документацию на квартиру, где четко прописаны параметры идентификации проводников на конкретном объекте.

Иногда в старом жилом фонде, где еще не сделана замена проводки, непрофессионалу бывает сложно быстро определить фазу и ноль в электрике. В этом случае поможет либо поиск старых ГОСТов с указанием, как маркировались раньше проводники и контакты, либо простой инструмент, который есть практически у каждого в хозяйстве — индикаторная отвертка.

Как найти фазу?

Электрики рекомендуют сначала найти фазу в розетке. Если проводка новая, ищите жилу с изоляцией красного, коричневого, черного, белого или другого цвета, который отличается от синего, а также желто-зеленой или сине-белой комбинации. Этот метод удобный, но не на 100% надежный. Всегда остается риск, что при монтаже могли быть допущены ошибки, а проводники — перепутаны. Поэтому лучше использовать индикатор фаз. Это отвертка с прозрачным корпусом ручки, внутри которого размещены небольшая лампочка и резистор. Они в определенных условиях срабатывают и указывают на присутствие напряжения. Для этого:

• Прикладываем индикаторную отвертку к проводнику. Можно даже не к срезу, а в любом месте, включая изолированный участок жилы.
• Напряжения 220-230 В достаточно, чтобы инструмент выявил его. Лампочка загорится, если индикатор прижат к фазному проводу.

Это приспособление безопасно для человека. Внутри корпуса есть сопротивление от резистора, которое снижает ток до минимального значения. Такой индикатор — обязательное приспособление в каждом доме, ведь рано или поздно большинство хозяев все же решаются на самостоятельную замену электрофурнитуры или светильника. Его использование простое и занимает считанные секунды.

Опытные электрики, которые не соблюдают правила безопасности, знают, как найти фазу без индикатора и цветовой маркировки по своему. Для этого они касаются края проводника пальцем: где «ущипнет», там и ток. Однако мы настойчиво выступаем против подобных действий и призываем избегать такого риска для здоровья и жизни. Лучше подберите в нашем каталоге индикаторную отвертку, которая прослужит вам десятки лет и избавит вас от опасных экспериментов с электричеством в процессе поиска фазы и ноля.

Как найти ноль?

Чтобы не беспокоиться, как узнать, где фаза, а где ноль, запомните два способа маркировки последнего:

• синяя или сине-белая изоляция жилы — это всегда рабочий ноль N;
• желто-зеленая оболочка указывает на защитную нейтраль PE.

Аналогично фазной жиле можно проверить и нулевые проводники с помощью инструмента. Отличие только в том, что от них лампочка в индикаторе загораться не будет.

Важно! Это даст понимание, что перед вами ноль, но не ответит на вопрос — рабочий или защитный. Лучше определять фазу и ноль по цвету. Если же речь идет о старой проводке, где нет заземления, то метода проверки индикаторной отверткой будет достаточно.

Когда может понадобиться поиск ноля и фазы?

Обычно потребность в этом возникает, когда нужно установить или заменить какое-то электрооборудование:

• Розетки и выключатели.
• УЗО или диф автомат на 3 фазы в большом частном доме.
• Светильники.
• Стационарная бытовая техника и т.д.

В нашем каталоге есть кабели и проводники для обустройства одно- и трехфазных сетей любой сложности. Они маркированы по украинским ГОСТам и согласно регламентам международной системы ISO. Аналогичные обозначения есть на клеммниках и контактах в различных устройствах всех марок и моделей из нашего ассортимента. Также мы поможем подобрать индикатор фазного напряжения и бесплатно проконсультируем по любому актуальному для вас товару.

Что такое фаза и ноль в электрике

10.03.2015 / Напряжение

Электрические сети бывают двух типов. Сети переменного тока и сети с постоянным током. Электрический ток, как известно, — это упорядоченное движение электронов. В случае постоянного тока они двигаются в одном направлении и. как принято говорить, имеют постоянную поляризацию. В случае с переменным током направление движения электронов все время меняется, то есть ток имеет переменную поляризацию.

Принцип работы сети переменного тока

Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение.

При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать. Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая схема электропроводки в частном доме или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.

Способы определения фазных и нулевых проводов

Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.

Первый способ. Фазы определяются по цвету оболочки жил. Обычно рабочие фазы имеют цвета черный, коричневый или серый, а ноль – светло-синий. Если устанавливается дополнительное заземление, то его жила — зеленого цвета.

В этом случае не используют дополнительных приборов для определения фаз. Следовательно, такой способ не очень надежен, потому что, монтируя проводку, электрики могут не соблюдать цветовую маркировку жил.

[blockquote_gray]Основным отличием между фазным и линейным напряжением в сетях переменного тока является показатель величины напряжения, который у линейного в 3 раза выше, чем у фазного.

Для организации уличного освещения используют фотореле. Как правильно подключить такое устройство, можно узнать здесь.[/blockquote_gray]

Надежнее определять фазы с помощью электроиндикаторной отвертки. Она представляет собой непроводящий ток корпус, в который встроены индикатор и резистор. В качестве индикатора используют неоновую лампочку. При касании жалом отвертки оголенного, под напряжением, провода индикатор, если жила рабочая, загорается. Если ноль, то не срабатывает. С помощью такой отвертки можно определять и исправность сети. Если при касании жалом поочередно жил провода лампочка не загорается, то сеть неисправна.

[attention type=green]Случается, что индикатор загорается при прикосновении к обеим жилам провода, то есть и к фазе и к нулю. Это значит, что в пустой фазе где-то есть обрыв. Его нужно найти и устранить.[/attention]

Можно осуществить определение фазы мультиметром. Сначала устанавливаем режим измерений – переменное напряжение. Потом конец одного щупа зажимаем в руке. Вторым щупом касаемся жилы. Если фаза рабочая, то на экране прибора будет показана величина напряжения.

Можно определить рабочую фазу и с помощью обычной электрической лампочки. Берем лампочку, вкрученную в патрон, с двумя отрезками провода. Один конец заземляем. Можно заземлить его, прикрутив к отопительной батарее. Концы проводов, естественно, должны быть оголенными. Вторым концом касаемся жилы. Если лампочка загорается, то фаза – рабочая.

Один из методов, показывающих что такое фаза и ноль в электрике, на видео

Простое объяснение мощности и фазы

Опубликовано 12 июня 2018 г.

Есть два разных способа взглянуть на фазы. Во-первых, это когда напряжения не совпадают по фазе друг с другом, например, при трехфазном питании, а во-вторых, когда напряжение не совпадает по фазе с током.

Если вы подключаете два источника, они должны быть синхронизированы, чтобы быть эффективным источником питания.

Если у вас есть два разных электрических генератора, даже если они работают на одной частоте, например, 60 герц, если вы соедините их вместе, вам нужно убедиться, что они находятся в фазе. Проще говоря, это просто означает, что напряжения должны расти и падать вместе. Если они не синхронизированы, они будут сражаться друг против друга.

3-фазные сигналы мощности

Иногда, если вы все делаете правильно, вы хотите, чтобы ваши напряжения не синхронизировались. В промышленных условиях, особенно с двигателями, вы можете получить так называемую «трехфазную» мощность. Здесь у вас есть три провода с напряжением, отстоящим друг от друга на 120 градусов. Пик второй синусоиды возникает на 120 градусов позже первой, а вершина третьей синусоиды возникает еще на 120 градусов позже. Четвертый провод обычно обеспечивает ссылку на землю, что делает его более эффективным, чем типичный однофазный или «монофазный» источник питания, где у вас есть только один провод с переменным напряжением и провод заземления.

Однофазная кривая мощности

Помимо эффективности, трехфазная мощность лучше, чем однофазная, поскольку выходная мощность постоянна. Только с одной фазой у вас может быть хорошая средняя мощность, но она постоянно меняется, и у вас есть моменты, много раз в секунду, когда выходная мощность равна нулю. Если у вас есть трехфазное питание для двигателей, двигатели могут быть меньше и более эффективными, и их крутящий момент не пульсирует из-за постоянной потребляемой мощности. Эти три фазы также позволяют двигателям не требовать отдельных пусковых цепей и придают им больший крутящий момент при запуске. Наконец, получить однофазное питание из трехфазного предельно просто — два других ввода просто не подключаешь.

Ток опережает, когда нагрузка емкостная.

Другой тип фазы, о котором вам нужно подумать, это если напряжение и ток совпадают по фазе. При чисто резистивной нагрузке при увеличении напряжения одновременно увеличивается ток. Но по причинам, которые мы объясним в следующем видео, индуктивная или емкостная нагрузка может привести к тому, что ваш ток *опередит* или *отстанет* от напряжения. Таким образом, если у вас есть индуктивная нагрузка, такая как двигатель в вашем блендере или пылесосе, или даже емкостная нагрузка, которая менее распространена в жилых условиях, ток и напряжение не будут синхронизированы.

Ток отстает при индуктивной нагрузке.

Если вы помните, мощность равна напряжению, умноженному на ток, поэтому каждый раз, когда либо напряжение, либо ток равны 0, выходная мощность отсутствует. Вы можете визуально увидеть, что чем больше рассинхронизация напряжения и тока, тем меньше энергии вы на самом деле получаете. По иронии или досаде, для создания этой силы по-прежнему требуется столько же труда, даже если вы не можете использовать ее всю. Когда это не совпадает по фазе, это называется реактивной мощностью и измеряется в реактивных вольт-амперах или варах. Инженеры любят использовать воображаемые числа и фазовые углы, чтобы описать это, и хотя это может показаться пугающим, это всего лишь математические способы описания этой разницы в фазе. На самом деле это не так уж и плохо, если вы понимаете принцип происходящего.

Вкратце:

• Синхронизация напряжений от разных источников
• Преимущества трехфазного питания
• Как напряжение/ток выходит из фазы
• Потеря мощности при несоответствии фазы напряжения/тока

Автор:

Джош Бишоп

Интересуясь встраиваемыми системами, туризмом, кулинарией и чтением, Джош получил степень бакалавра электротехники в Университете штата Бойсе. Проработав несколько лет офицером CEC (Seabee) в ВМС США, Джош уволился и в конце концов начал работать над CircuitBread с кучей замечательных людей. В настоящее время Джош живет на юге Айдахо с женой и четырьмя детьми.

Часто задаваемые вопросы по EE

Получите новейшие инструменты и учебные пособия, только что из тостера.

Что такое фаза в электронной сигнализации? – Определение TechTarget

К

• Роберт Шелдон

Что такое фаза?

В электронной сигнализации фаза — это положение волны в момент времени (момент) в цикле формы волны. Он обеспечивает измерение точного положения волны в пределах своего цикла, используя либо градусы (0-360), либо радианы (0-2π). Один радиан фазы равен примерно 57,3 градусам. Инженеры и техники обычно используют степени; физики склонны использовать радианы, хотя жестких правил их использования не существует.

Полный цикл волны составляет 360 градусов фазы или 2π радиан фазы, как показано на рисунке 1. Изогнутая синяя линия представляет собой форму волны, которая измеряется как по амплитуде, так и по частоте. Амплитуда указывает, насколько сильно волна отклоняется от своего положения покоя, когда она чередуется между положительной пиковой амплитудой и отрицательной пиковой амплитудой. Частота — это количество циклов в секунду, при этом каждый цикл представляет собой единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц) или в одной из ее производных, например, в килогерцах (кГц) или мегагерцах (МГц).

Рис. 1. Полный цикл волны составляет 360 градусов фазы или 2π радиан фазы.

Во время любого волнового цикла положение волны можно определить по ее фазам. Например, сигнал на Рисунке 1 можно идентифицировать по этим позициям:

.

• Волна начинается с фазы 0 градусов (0 радиан) и не имеет амплитуды.
• Волна достигает положительной максимальной амплитуды в 90-градусной фазе (0,5π радиан).
• Волна возвращается в исходное положение амплитуды с фазой 180 градусов (π радиан).
• Волна достигает отрицательной пиковой амплитуды в фазе 270 градусов (1,5π радиан).
• Волна снова возвращается в исходное положение амплитуды с фазой 360 градусов (2π радиан).
• Волна переходит к следующему циклу волны, начиная с 0 градусов без амплитуды.

Любую точку цикла волны можно определить по ее фазе. Например, на рисунке 1 точка X в третьем цикле представляет собой фазу около 135 градусов (0,75 π радиан).

Что такое разность фаз?

Часто интерес к фазам больше связан со сравнением двух волн, чем с отдельной волной. Разность фаз, также называемая фазовым углом , является мерой в градусах того, насколько одна волна опережает другую волну или отстает от нее.

Например, на рис. 2 показаны две волны с одинаковой амплитудой и частотой, но с разными фазовыми диаграммами. Волна А достигает своей отрицательной пиковой амплитуды под углом 90 градусов, что совпадает с моментом, когда волна В достигает положительной пиковой амплитуды. Обе волны достигают своих положений покоя одновременно, хотя они движутся в противоположных направлениях. В этом случае волна А отстает от волны В на 180 градусов, а волна В опережает волну А на 180 градусов.

Рисунок 2. Волна A отстает от волны B на 180 градусов, а волна B опережает волну A на 180 градусов.

Когда две волны отличаются по фазе на 180 градусов, будь то -180 или +180, говорят, что они находятся в фазовой оппозиции . Когда две волны отличаются по фазе на 90 градусов (-90 или +90), говорят, что они находятся в квадратуре фазы . На рис. 3 показаны две волны с одинаковой амплитудой и частотой, но с разницей фаз в 90 градусов. Волна А достигает своей отрицательной пиковой амплитуды на 180 градусах — в то же время, когда волна В достигает своей точки покоя, когда она движется к отрицательной пиковой амплитуде.

Рисунок 3. Две волны с одинаковой амплитудой и частотой, но с разницей фаз 90 градусов

В некоторых случаях предпочтительнее измерять разность фаз в единицах времени, а не в градусах или радианах. К счастью, преобразование измерения фазы — довольно простой процесс. Поскольку интервал времени для одного градуса или радиана фазы обратно пропорционален частоте волны (f), вы можете использовать эту частоту для расчета единицы времени, соответствующей одному градусу или радиану. Если вы работаете со степенями, вы можете использовать эту формулу:

т _град = 1 / (360 х f)

Формула возвращает время в секундах (t _deg ) на основе введенной частоты в герцах. Число 360 в формуле отражает общее количество градусов в волновом цикле, поэтому значение, возвращаемое уравнением, соответствует 1 градусу фазы из 360. Если вы работаете с радианами, вам нужно заменить 360 в формула с 6,28, как показано здесь:

т _рад = 1 / (6,28 х f)

Как и предыдущая формула, эта возвращает время в секундах (t _рад ) на основе введенной частоты. 6,28 в формуле — это приблизительное количество радиан в волновом цикле, основанное на общем числе 2π, поэтому значение, возвращаемое уравнением, соответствует 1 радиану из 6,28.

Чтобы лучше понять, как работают эти формулы, рассмотрим очень низкочастотную (VLF) радиоволну 24 кГц (24 000 Гц). Если вы начнете с формулы степени, вы можете подставить 24 000 в уравнение вместо f:

т _град = 1 / (360 х f)

т _град = 1 / (360 х 24000)

t _град = 1,15740741 × 10 ⁻⁷

Последняя строка в расчетах показывает единицу времени для частоты 24 кГц, так как она относится к 1 градусу фазы. Если вы имеете дело с отставанием между волнами в 90 градусов, вы можете легко вычислить единицу времени для этого отставания, умножив результаты предыдущего уравнения на 90:

.

90-градусное отставание = (1,15740741 × 10 ⁻⁷ ) x 90

90-градусное отставание = 1,04166667 × 10 ⁻⁵

Поскольку это все еще такая ничтожная сумма, вы можете преобразовать произведение в микросекунды (мкс). Для этого нужно всего лишь умножить произведение на 1 миллион:

90-градусное отставание = (1,04166667 × 10 ⁻⁵ ) x 1000000

90-градусная задержка = 10,4166667 мкс

Отсюда видно, что задержка в 90 градусов соответствует примерно 10,42 мкс, что составляет примерно 10 416,67 наносекунд.

Почему важна электронная сигнализация

Полезно понимать электронную сигнализацию и цифровую логику, которая используется для переключения, объединения или вычисления сигналов, потому что производительность компьютера или сети зависит от правильной сигнализации. Хотя компьютерные электрические сигналы являются аналоговыми, их обычно называют цифровыми сигналами , поскольку они представляют цифровые значения (1 или 0). Когда сигналы передаются по проводам, они могут уловить джиттер, то есть шум или перекрестные помехи, потенциально способные исказить или нарушить сигнал. Принимающая система обычно может справиться с этим – принять решение 1 или 0 – если джиттер незначителен. Более того, если джиттер не является всеобъемлющим, коды исправления ошибок могут его исправить. Но джиттер – это соображение, которое необходимо учитывать.

См. также: миллиметровая волна , длина волны , волновое число , размах гармоник 4 , и поляризация волны .

Последнее обновление: ноябрь 2022 г.

Продолжить чтение О фазе

• Как измерить джиттер и какие инструменты можно использовать?

• Для чего используется буфер джиттера?

• Как сжатие голоса экономит полосу пропускания

• Синхронизация сети: все, что вам нужно знать о NTP

• Как оценить продукт SD-WAN и определить, какой вам нужен

SpaceX

SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation) — производитель космических транспортных средств и аэрокосмической техники, основанный в 2002 году Илоном Маском.

Сеть

• основная полоса

  Основная полоса частот при передаче сигналов связи означает, что для отправки и приема цифровых сигналов доступен только один путь …

• широкополосный

  Широкополосный доступ относится к телекоммуникациям, в которых для передачи информации доступна широкая полоса частот.

• оптоволокно до дома (FTTH)

  Оптоволокно до дома (FTTH), также называемое оптоволокном до помещения (FTTP), представляет собой установку и использование оптического волокна от центрального …

Безопасность

• Общая система оценки уязвимостей (CVSS)

  Общая система оценки уязвимостей (CVSS) — общедоступная система оценки серьезности уязвимостей безопасности в …

• WPA3

  WPA3, также известный как Wi-Fi Protected Access 3, является третьей итерацией стандарта сертификации безопасности, разработанного Wi-Fi . ..

• защита облачных рабочих нагрузок

  Защита рабочих нагрузок в облаке — это защита рабочих нагрузок, распределенных по нескольким облачным средам. Предприятия, которые используют …

ИТ-директор

• Agile-манифест

  Манифест Agile — это документ, определяющий четыре ключевые ценности и 12 принципов, в которые его авторы верят разработчикам программного обеспечения…

• Общее управление качеством (TQM)

  Total Quality Management (TQM) — это система управления, основанная на вере в то, что организация может добиться долгосрочного успеха, …

• системное мышление

  Системное мышление — это целостный подход к анализу, который фокусируется на том, как взаимодействуют составные части системы и как…

HRSoftware

• непрерывное управление производительностью

  Непрерывное управление эффективностью в контексте управления человеческими ресурсами (HR) представляет собой надзор за работой сотрудника .