Ноль и фаза что это: Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком

Что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны

• Статья
• Видео

Известно, что электрическая энергия вырабатывается на электрических станциях при помощи генераторов переменного тока. Затем, по линиям электропередач от трансформаторных подстанций электроэнергия поступает потребителям. Разберем подробнее, каким образом энергия подводится к подъездам многоэтажных домов и частным домам. Это даст понять даже чайникам в электрике, что такое фаза, ноль и заземление и зачем они нужны.

• Простое объяснение
• Углубляемся в тему

Простое объяснение

Итак, для начала простыми словами расскажем, что собой представляют фазный и нулевой провод, а также заземление. Фаза — это проводник, по которому ток приходит к потребителю. Соответственно ноль служит для того, чтобы электрический ток двигался в обратном направлении к нулевому контуру. Помимо этого назначение нуля в электропроводке — выравнивание фазного напряжения. Заземляющий провод, называемый так же землей, не находится под напряжением и предназначен для защиты человека от поражения электрическим током. Подробнее о заземлении вы можете узнать в соответствующем разделе сайта.

Надеемся, наше простое объяснение помогло разобраться в том, что такое ноль, фаза и земля в электрике. Также рекомендуем изучить цветовую маркировку проводов, чтобы понимать, какого цвета фазный, нулевой и заземляющий проводник!

Углубляемся в тему

Питание потребителей осуществляется от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, являющегося важнейшей составляющей работы трансформаторной подстанции. Соединение подстанции и абонентов выглядит следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения трансформаторных обмоток, называемый нейтралью, наряду с тремя проводниками, представляющими собой выводы остальных концов обмоток. Выражаясь простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий – это ноль.

Между фазами в трехфазной энергетической системе возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение составляет 380 В. Дадим определение фазному напряжению — это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Электроэнергетическая система, в которой ноль соединен с землей, называется «система с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже для новичка в электротехнике: под «землей» в электроэнергетике понимается заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтрали следующий: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», при этом, нейтраль заземляют. Ноль выступает в качестве совмещенного нейтрального проводника (PEN). Такой тип соединения с землей характерен для жилых домов, относящихся к советской постройке. Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто зануляют, а отдельное соединение с землей не предусмотрено. Важно знать, что подключать одновременно защитный и нулевой проводник к корпусу щитка весьма опасно, потому как существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нулевого значения, что означает возможность удара током.

К домам, относящимся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрено подведение тех же трех фаз, а также разделенных нулевого и защитного проводника. Электрический ток проходит по рабочему проводнику, а назначение защитного провода заключается в соединении токопроводящих частей с имеющимся на подстанции заземляющим контуром. В этом случае в электрических щитках на каждом этаже располагается отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и заземления. Заземляющая шина имеет металлическую связь с корпусом щитка.

Известно, что нагрузка по абонентам должна быть распределена по всем фазам равномерно. Однако, предсказать заранее, какие мощности будут потребляться тем или иным абонентом, не представляется возможным. В связи с тем, что ток нагрузки разный в каждой отдельно взятой фазе, появляется смещение нейтрали. Вследствие чего и возникает разность потенциалов между нулем и землей. В случае, когда сечение нулевого проводника является недостаточным, разность потенциалов становится еще значительнее.

Если же связь с нейтральным проводником полностью теряется, то велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в фазах, нагруженных до предела, напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных, наоборот, стремится к значению 380 В. Это обстоятельство приводит к полной поломке электрооборудования. В то же время, корпус электрического оборудования оказывается под напряжением, опасным для здоровья и жизни людей. Применение разделенных нулевого и защитного провода в данном случае поможет избежать возникновения таких аварий и обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме, в которых даются определения понятиям фазы, нуля и заземления:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны. Если возникнут вопросы, задайте их нашим специалистам в разделе «Задать вопрос электрику«!

Рекомендуем также прочитать:

• Что такое зануление и для чего оно предназначено
• Как передается электроэнергия на расстояния
• Как распределить нагрузку по фазам

Фаза и ноль – что такое, как определить фазу и ноль в электричестве

Далеко не всегда хочется вызывать специалистов при необходимости заменить люстру, повесить бра или дополнительный светильник. Но когда электромонтажными работами занимаешься впервые, так или иначе начинаешь задаваться вопросом, что представляют собой такие понятия как «ноль» и «фаза».

Разбираться в этих обозначениях необходимо хотя бы для того, чтобы правильно подключить провода. Желательно восполнить пробелы в знаниях об электричестве, при отсутствии опыта в данной сфере, перед началом работ.

Выделяют три обозначения проводов:

• фаза
• ноль
• заземление

Определить, какой кабель в розетке или осветительном приборе к чему относится, можно подручными средствами или по цвету. Под понятием «ноль», как правило, подразумевают «рабочий ноль», «фаза» – «фазные провода», а под «заземлением» – «защитный ноль».

Профессиональные электрики могут различать кабели с первого взгляда. А вот для рядового человека различать данные обозначения немного сложно. Тем более что специальные инструменты, позволяющие определить, где фаза и ноль, имеются далеко не у всех.

В реальности способов распознания проводов не так уж и много. А безопасных – еще меньше. Поэтому чаще всего определяют кабели по цвету.

Маркировка кабелей по цвету

Это один из наиболее простых методов. Чтобы определить, что такое фаза и ноль по цвету, необходимо четко знать какие оттенки и чему соответствуют. Можно воспользоваться информацией о принятых в стране стандартах.

Не секрет, что каждый провод имеет индивидуальный цвет. Поэтому распознавание нуля не должно составлять особых проблем. Полученные знания позволят легко справиться с монтажом осветительного прибора или установкой розетки.

Особенно актуален этот способ для новостроек. Ведь там, как правило, провода протягиваются опытными специалистами, которые четко соблюдают нормы и стандарты. Принятый на территории Российской Федерации в 2004 году стандарт IEC 60446 жестко регламентирует разделение фазы, заземления и нуля по цвету.

Стоит учесть, что:

• если провод имеет синий либо сине-белый оттенок, можно смело говорить о том, что это – рабочий ноль
• защитный ноль представлен кабелями в желто-зеленой оболочке
• другие цвета характерны для фазы. Это могут быть красный, коричневый, белый либо черный. Возможны и другие варианты.

Такое обозначение успешно применяется в большинстве случаев. Но если проводка старая, или есть сомнения в профессионализме электриков, целесообразнее пользоваться дополнительными методами.

Самостоятельное определение фазы и ноля при помощи подручных средств

Специалисты рекомендуют для облегчения определения проводов начинать именно с распознавания фазы. Этот способ можно использовать совместно с предыдущим (по цвету).

Индикаторная отвертка непременно найдется в арсенале каждого домашнего мастера. Она необходима как для проведения комплекса работ по электромонтажу, так и при элементарной замене ламп либо установке осветительных приборов.

Метод до смешного прост. При касании жалом индикаторной отвертки провода определенного цвета, находящегося под напряжением, и одномоментного прикосновения контакта на инструменте, должен загореться индикатор. Он сигнализирует о наличии сопротивления. Значит, проверяемый провод является фазным.

Определение при помощи этого метода строится на том, что внутри инструмента располагается лампочка и резистор (сопротивление). Когда электрическая цепь замыкается, загорается сигнал. Именно наличие в индикаторной отвертке сопротивления и позволяет производить процедуру совершенно безопасно для человека, способствуя снижению тока до минимальных значений.

Метод определения фазы и ноля при помощи контрольной лампы

Этот способ подразумевает использование контрольной лампы для определения проводов определенного цвета в трехпроводной сети. Применять данный метод следует с особой осторожностью.

Применение этого метода подразумевает создание контрольной лампы. Для этого в патрон вкручивается обычная лампочка. В клеммах патрона размещаются провода, на концах которых отсутствует изоляция. При отсутствии возможности создать такую конструкцию допустимо использовать традиционную настольную лампу, оснащенную электрической вилкой. Теперь для определения необходимо поочередно, по цветам присоединять провода.

Стоит отметить, что использование данного метода позволяет определить, присутствует ли среди пары проверяемых проводов фазный. А какой именно из этих двух – фаза, распознать будет непросто. Загорание контрольной лампы означает, что с высокой долей вероятности одни провод – фаза, а другой – ноль.

Отсутствие света говорит о том, что фазный провод среди проверяемых отсутствует. Хотя возможен вариант, что нет именно нуля. Поэтому применение этого метода целесообразно, скорее всего, для определения правильности монтажа и работоспособности проводки.

Определение сопротивления петли фаза-ноль

Для обеспечения нормального функционирования электрических приборов и проверки автоматов необходимо периодически проводить замеры сопротивления петли фаза-ноль. Потому как первоочередными причинами поломок осветительных приборов являются перегрузки сети и короткое замыкание. Измерение сопротивления позволяет в кратчайшие сроки выявить неисправность и предотвратить подобную ситуацию.

Далеко не все знают, что представляет собой понятие «петля фаза-ноль». Под этой фразой скрывается контур, образованный в результате соединения нулевого провода, находящегося в заземленной нейтрали. Замыкание этой электрической сети образует петлю фаза-ноль.

Измеряют сопротивление в этом контуре следующими методами:

• падением уровня напряжения в отключенной цепи
• падением уровня напряжения в результате сопротивления возрастающей нагрузки
• использованием профессионального инструмента, интерпретирующего короткое замыкание в цепи

Второй способ используется чаще всего, так как отличается удобством, возможностью быстро измерить сопротивление, а также безопасностью.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Электрическая фаза колебаний в электротехнике – это аргумент колебательной функции, то есть угол, на который смещены колебания значения ЭДС в пространстве относительно нуля.

Различают начальную фазу $φ_0$, описывающую начало колебательного процесса в нулевое время и полную фазу, описывающую состояние колебательного процесса в любой момент времени.

Пример уравнения c полной фазой, которое может описывать колебательный процесс: $cos(ωt + βx + φ_0)$. В момент времени, равный $t = 0$, угол колебаний составит $φ_0$, а если колебание начинается в точке с координатами $(0;0)$, то уравнение будет иметь вид типа $cos(φ_0)$.

Чаще всего для электроснабжения жилья используются трёхфазные системы электроснабжения, фазовый угол между генерируемыми ЭДС в которых равен $\frac{2π}{3}$ или $120°$.

Что такое фаза в электричестве — определение понятия

Фаза в электричестве – это разговорное название провода, находящегося под напряжением относительно другого, который называют нуль. Это название произошло из-за того что вырабатываемый на подстанциях ток, подающийся в дома, является переменным, то есть ЭДС, создаваемые на подстанциях, имеют одну и ту же частоту (для России и стран СНГ она составляет 50 Гц), но сдвинуты относительно друг друга во времени на определённый фазовый угол. В дома обычно подаются все три фазы и нет никакого значения, к какой фазе подключена ваша квартира.

Рисунок 1. Электрика и электричество – схематическое изображение фазы, нуля и земли

На рис. 1 схематично нарисована схема проведения электрического тока в квартиру от общей системы. Буквами $L1$, $L2$, $L3$ обозначены 1-3 фазы, а буквой $N$ – нулевой провод.

На рис. 2 показано схематическое подключение тока к квартире от трасформатора, буквой $L_T$ обозначена фаза на трансформаторе, буквой $L$ – фаза в квартире, а буква $R_H$ – это подключенный электроприбор, обладающий некоторым сопротивлением $R_H$.

От трансформатора идёт 2 провода, один – так называемый фазовый провод с напряжением, а другой – нулевой провод, от которого отведено заземление, осуществляемое помещением контакта в землю. Существуют и другие источники заземления помимо собственно земли, на данных рисунках заземление обозначено буквами $Змл$.

На рис. 3 изображён случай, когда нулевой заземлённый провод не проведён в квартиру от подстанции, а заземлён непосредственно в квартире. Напряжение $L_T$ между нулём и фазой будет одинаково для рисунков 2 и 3, однако, не рекомендуется заземлять напряжение от трансформатора непосредственно в квартире.

Что такое ноль в электричестве — определение

Ноль – это провод, необходимый для замыкания электрического контура, по нему ток возвращается к источнику.

Для чего нужен ноль в электричестве? Ноль в электричестве нужен для равномерного распределения напряжения между фазами. При отсутствии нулевого провода напряжение между фазовыми проводами будет распределяться неравномерно, в результате чего на одной фазе может быть повышенное напряжение, которое может привести к пожару, а на других – пониженное, с которым часть электроприборов может не работать или работать некорректно. Для ноля также используются другие названия – его называют нейтральным или нулевым контактом.

Что такое нулевая фаза в электричестве

Нулевая фаза – это ещё одно народное название нулевого провода, не стоит путать его с землёй.

Ток в нулевом проводе не всегда равен нулю, он будет ненулевым при подключении электроприборов.

Что такое «земля» в электричестве

«Земля» – это провод, отводимый от нулевого, используемый для безопасности. Суть в том, что в случае обрыва электрической цепи или отсутствия сопротивления ток направляется в землю, что помогает избежать удара током.

Напряжение $U$ между нулевым проводом и землёй равняется нулю, тогда как напряжение между нулём и фазой для обычной квартиры будет равно $220$ В.

Электрика для чайников: фаза и ноль – что это и как определить где что

В случае, когда вы имеете дело с проводкой, состоящей из двух проводов – один из них всегда будет фазой, а второй нулём. Для того чтобы определить где какой – достаточно воспользоваться специальной пластиковой отвёрткой с индикатором.

Для этого необходимо сначала отключить электричество и развести 2 имеющихся провода во избежание короткого замыкания.

Затем нужно включить электричество обратно и аккуратно, не прикасаясь голыми руками к оголённой части проводов, приложить конец индикаторной отвёртки к проводу. Тот, на котором сработает лампочка индикаторной отвёртки, является фазой, второй провод будет нулём.

В случае же если вам приходится иметь дело с трёхжильным проводом – определить где фаза, а где ноль будет несколько сложнее. Для этого используют специальные приборы, например, можно определить где земля, а где ноль с помощью вольтметра. Для этого сначала нужно измерить напряжение $U$ по очереди между каждым из двух неизвестных проводов и фазовым проводом. Напряжение $U$ на «земле» всегда будет больше, чем на нулевом. Также можно отличить замелю от нуля с помощью омметра – сопротивление на заземлении всегда будет достаточно небольшим и будет в районе 4 Ом.

Замечание 1

Также нулевой провод, фаза и заземление обычно имеют разную расцветку. Для обозначения фазы используют чаще всего чёрную, коричневую или серую обмотку, для земли – жёлтую или зелёную, а для ноля – синюю или белую.

Нулевая фаза в студийных мониторах

Этот обзор звуковой катушки, написанный Вэнсом Дикасоном с комментариями Флойда Тула, Вольфганга Клиппеля, Эндрю Джонса и Джеймса Крофта, посвящен нулевой фазе в студийных мониторах. Как объясняет Дикасон, «смысл использования КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя для улучшения его субъективных характеристик кажется изначально ошибочным, учитывая все исследования, проведенные в течение многих лет, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке. ” Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 г..

Если вы следите за рынком студийных мониторов, текущие предложения в отрасли включают преобладание активных двухполосных и трехполосных динамиков, часто с использованием усилителей класса D и некоторых довольно высокопроизводительных секций DSP, способных настраивать КИХ-фильтры. В этом нет ничего нового, и это происходит последние несколько лет, поскольку появляется все больше и больше Hi-Fi-звучащих усилителей класса D в сочетании со все более и более мощными микросхемами DSP (например, серия модулей DSP SHARC от Analog Devices, Inc. ). .).

Как только такая большая мощность DSP стала доступной, стало возможным создавать безэховую характеристику громкоговорителя с нулевой фазовой характеристикой, линейной фазой, если хотите, с помощью фильтров FIR и IIR. Для быстрой графической иллюстрации на рис. 1 показан трехполосный громкоговоритель с нормальной фазовой кривой. На рисунке 2 показан тот же динамик с типичной нулевой фазовой кривой (красная линия), наложенной на рисунок 1. Я также должен указать, что существует отличная бесплатная программа под названием «rePhase» (см. рисунок 3), которая позволяет визуализировать фазовую характеристику динамика. до нуля так же просто, как выровнять амплитуду динамика, и действительно, графический интерфейс выглядит как фазовый эквалайзер 1/3 октавы (доступен на http://rephase.org).

В результате мощной технологии DSP ряд производителей студийных мониторов заявляют о превосходных субъективных характеристиках своей продукции благодаря применению коррекции нулевой фазы и сопутствующих импульсов и групповой задержки. Субъективные претензии, как правило, заключаются в более плотном басе и значительно более широкой звуковой сцене, двух явно положительных аспектах работы громкоговорителя.

Рис. 1: Амплитудная и нескорректированная нормальная фазовая характеристика трехполосного громкоговорителя. Рис. 2: Тот же график с наложенной кривой нулевой фазы (красная линия).

Однако в начале я должен отметить, что это явление, если вы хотите его так назвать, пока существует только, по крайней мере, исходя из моего исследования, в сообществе профессиональных студийных мониторов, якобы потому, что рынок двухканальных высококачественных преобладают пассивные конструкции, которые делают этот вид фазовой коррекции практически невозможным. Это было для меня немного шоком, так как мое единственное знакомство с методами нулевой фазы, используемыми в профессиональном звуке, было связано с объединением массивов динамиков или с эквалайзером помещения. Я помню, когда в середине 19-го века появились линейно-фазовые динамики. 70-х годов, когда Technics представила свою серию SB с драйверами, физически выровненными по времени и отодвинутыми от перегородки вуфера (см. Фото 1).

В конце концов, все, кажется, поняли, что это создает столько же проблем, сколько и решает, и перегородка кенгуру почти исчезла из поля зрения общественности. В те дни было много путаницы с фазой, групповой задержкой и акустическим центром, и я не знал, что это проблема снова, до прошлого года.

Смысл использования КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя для улучшения его субъективных характеристик кажется изначально ошибочным, учитывая все исследования, проведенные за многие годы, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке. Учитывая это, я решил узнать несколько других мнений по этому вопросу и разослал электронные письма ряду людей, чье мнение я очень уважаю, спрашивая их, что они думают о концепции нулевой фазы, улучшающей субъективные характеристики громкоговорителей. В этом письме я просто затронул тему без каких-либо выводов и перечислил ряд веб-сайтов компаний-производителей студийных мониторов, рекламирующих профили с нулевой фазой в своих мониторах. Далее следует ответ нескольких из этих практиков (двое из них занимали корпоративные должности, которые не позволили получить общественный резонанс и здесь не публикуются). В этот список вошли доктор Флойд Тул, доктор Вольфганг Клиппель, Эндрю Джонс и Джеймс Крофт.

Фото 1: Это пример линейно-фазового громкоговорителя Technics 1970-х годов, SB-7000a.

Доктор Флойд Тул
Как часть передаточной функции, инженеров привлекает правильная амплитуда и фаза (то есть точность формы сигнала). Оказывается, по вполне логичным причинам люди не реагируют на фазу (т. е. формы волны), будь то Бетховен, ступенчатые функции, прямоугольные волны и т. д. Многие высоко мотивированные исследователи исследовали это. Но каждые несколько лет он вновь появляется как «забытый фактор» в воспроизведении звука. Теперь с DSP это происходит снова.

Тот факт, что преобразователи представляют собой устройства с минимальной фазой в пределах их рабочего диапазона частот, упрощает настройку. Сделайте его плоским и гладким по оси и держите его гладким вне оси — сделайте так, чтобы Spinorama хорошо выглядела, и она будет хорошо звучать. КЭД. Напротив, мы чрезвычайно чувствительны к флуктуациям амплитудной характеристики, особенно связанным с резонансами. Но есть и аномалия — мы слышим спектральный удар, а не височный звон. Недавние исследования показали, что это верно даже для низких частот, где наша интуиция подсказывает обратное.

Вот что я говорю по этой теме в третьем издании моей книги «Воспроизведение звука: акустика и психоакустика
». Громкоговорители и комнаты.

4.8 Фаза и полярность — слышим ли мы сигналы? — Очень давно, в рамках самообразования по поводу слуховой системы, я узнал, что основной процесс преобразования во внутреннем ухе работает как полуволновой выпрямитель. Уже одно это дает основание думать, что акустические сжатия будут восприниматься иначе, чем акустические разрежения. Мы должны быть чувствительны к деталям акустической волны, поскольку она вызывает движение барабанной перепонки и, таким образом, инициирует процесс слуха. Исходя из этой простой логики, фазовые сдвиги и абсолютная полярность должны быть слышимыми явлениями.

Естественно, я провел несколько тестов, поменяв местами полярность динамиков и введя фазовый сдвиг для искажения музыкальных волн — прислушиваясь к большим различиям. Их там не было. По крайней мере, не в музыке, которую я слушал, через громкоговорители, которые я использовал, из музыкальных источников, которые я использовал. Может быть, я просто не мог слышать эти вещи. Да, были времена, когда мне казалось, что я что-то слышу, но они были тонкими, и их было трудно повторить. Замена динамиков имела огромное значение. Смена звукозаписывающих компаний или инженеров имела огромное значение. Но ожидаемое «драматическое» событие инвертирования полярности, похоже, отсутствовало, несмотря на то, насколько привлекательной является идея целостности формы сигнала с инженерной точки зрения. Слышны они или нет, и если да, то имеет ли это значение при прослушивании в реальном мире?

4.8.1 Слышимость фазового сдвига и групповой задержки — Сочетание зависимости амплитуды от частоты (частотная характеристика) и фазы от частоты (фазовая характеристика) полностью определяет линейное (амплитудно-независимое) поведение громкоговорителей. Преобразование Фурье позволяет преобразовать эту информацию в импульсную характеристику и, конечно же, можно сделать обратное. Итак, есть два эквивалентных представления линейного поведения систем: одно в частотной области (амплитуда и фаза), а другое во временной области (импульсная характеристика).

Огромное количество свидетельств указывает на то, что слушателей привлекают линейные (плоские и плавные) амплитудно-частотные характеристики; больше будет показано позже. Рисунок (Рисунок 7), подробно описанный Тулом (1986), и фрагменты, показанные на Рисунке 5.2 [см. с. 114 Sound Reproduction, 3rd Edition], указывают на то, что слушатели явно отдавали предпочтение громкоговорителям с плавными и плоскими частотными характеристиками.

На том же рисунке 5.2 также показаны фазовые характеристики тех же громкоговорителей. Трудно увидеть какую-либо достоверную связь с предпочтениями слушателей, за исключением того, что те, у кого самые высокие оценки, имели самые плавные кривые, но линейность, по-видимому, не была фактором. Слушателей привлекали громкоговорители с минимальными признаками резонанса, потому что резонансы проявляются в виде выпуклостей на кривых частотной характеристики и быстрых отклонений вверх-вниз на кривых фазовой характеристики. Наиболее желательными частотными характеристиками были приближения к горизонтальным прямым линиям. Соответствующие фазовые характеристики не имели особой формы, кроме сглаженности. Это говорит о том, что нам нравятся плоские амплитудные спектры, нам не нравятся резонансы, но мы, кажется, нечувствительны к общему фазовому сдвигу, а это означает, что точность формы волны не является обязательным требованием.

Если кто-то решит спроектировать акустическую систему с линейной фазой, будет очень ограниченный диапазон положений в пространстве, в котором она будет применяться. Это ограничение можно учесть для прямого звука из громкоговорителя, но даже однократное отражение разрушает взаимосвязь.

Таким образом, кажется, что: (a) из-за отражений в записывающей среде вероятность фазовой целостности записанного сигнала мала; (б) существуют проблемы с проектированием громкоговорителей, которые могут передавать сигнал с фазовой целостностью в большом угловом диапазоне, и (в) нет никакой надежды на то, что он достигнет слушателя в помещении с нормальной отражающей способностью. Однако не все потеряно, потому что двум ушам и мозгу, похоже, все равно.

Многие исследователи на протяжении многих лет пытались определить, влияет ли фазовый сдвиг на качество звука (например, Hansen and Madsen, 1974; Lipshitz et al., 1982; Van Keulen, 1991; Greenfield and Hawksford, 1990). В каждом случае было показано, что если его и слышно, то это едва уловимый эффект, который легче всего услышать через наушники или в безэховой камере, используя тщательно подобранные или придуманные сигналы. Существует довольно общее мнение, что для музыки, воспроизводимой через громкоговорители в комнатах с нормальным отражением, фазовый сдвиг практически или совсем не слышен.

Когда это было слышно как разница, когда он включается и выключается, неясно, что у слушателей было предпочтение. Другие исследовали слышимость групповой задержки: Блауэрт и Лоус (1978), Дир, Блум и Прейс (1985), Билсен и Киевиц (1989), Краусс (1990), Фланаган, Мур и Стоун (2005), Меллер и др. др. (2007), обнаружив, что порог обнаружения находится в диапазоне от 1,6 до 2 мс и более в отражающих пространствах. Эти цифры не превышают обычные домашние и мониторные громкоговорители.

Липшиц, Покок и Вандеркой (1982) заключают: «Все описанные эффекты можно с полным основанием классифицировать как малозаметные. При нашем нынешнем уровне знаний мы не выступаем за то, чтобы фазовые линейные преобразователи были требованием для высококачественного воспроизведения звука». Гринфилд и Хоксфорд (1990) отмечают, что фазовые эффекты в комнатах являются «действительно очень тонкими эффектами» и кажутся в основном пространственными, а не тембральными. Что касается того, нужны ли фазовые коррекции, без фазово-корректного процесса записи любые мнения слушателей зависят от личных предпочтений, а не от признания «точности» воспроизведения.

4.8.2 Фазовый сдвиг на низких частотах; Особый случай. При записи и воспроизведении низких частот происходит накопление фазового сдвига на низких частотах, возникающее всякий раз, когда характеристика фильтра верхних частот вставляется в тракт прохождения сигнала. Это происходит на самом первом этапе, в микрофоне, а затем в различных электронных устройствах, которые используются для ослабления нежелательного гула в условиях записи. В процессе микширования, в системах хранения и в устройствах воспроизведения добавляется больше, которые просто не реагируют на постоянный ток. Все они каким-то образом фильтруются высокими частотами. Одним из самых мощных фазовращателей является аналоговый магнитофон.

Наконец, в конце всего этого находится громкоговоритель, который не может реагировать на постоянный ток и должен быть ограничен в частотном расширении вниз. Я не знаю, подсчитал ли кто-нибудь все возможные вклады, но они должны быть огромными. Очевидно, что то, что мы слышим на низких частотах, неузнаваемо искажено фазовым сдвигом. На данный момент возникает вопрос, в какой степени это связано с низкочастотным динамиком/сабвуфером, слышно ли его, и если да, то можно ли с этим что-нибудь сделать? О да, и если да, то можем ли мы услышать его через комнату?

Fincham (1985) сообщил, что вклад одного только громкоговорителя можно было услышать со специально записанной музыкой и придуманным сигналом, но он был «довольно тонким». Автор слышал эту демонстрацию и может согласиться. Крейвен и Герзон (1992) заявили, что фазовые искажения, вызванные характеристикой верхних частот, слышны, даже если частота среза снижена до 5 Гц. Говорят, что из-за этого бас теряет «плотность» и становится «шерстяным». Фазовая коррекция баса, говорят они, субъективно расширяет эффективную басовую характеристику на порядок на полоктавы. Ховард (2006) обсуждает эту работу и заброшенный продукт, который должен был появиться из нее. Были разногласия по поводу того, насколько слышимым был эффект. Ховард описывает свою собственную работу, измерения и случайный тест на прослушивание. С пользовательской записью бас-гитары, имеющей минимальный фазовый сдвиг, он почувствовал, что есть полезная разница, когда компенсируется фазовый сдвиг громкоговорителя. Ни в одном из этих упражнений не сообщалось о контролируемых, двойных слепых тестах на прослушивание, которые дали бы статистическую картину того, что может быть слышно, а что нет, и было ли указано предпочтение того или иного условия.

Результатом всего этого является то, что даже когда программный материал позволяет услышать эффект, существуют разные мнения. Все это предполагает, что программный материал нетронутый, что явно не так и вряд ли будет в обозримом будущем. Он также предполагает, что комната для прослушивания является нейтральным фактором, что, как объясняется в главе 8 моей книги, на самом деле таковым не является. Однако, если можно организовать контроль над этими другими факторами, существует технология, позволяющая решить проблему остаточных громкоговорителей».

Рис. 3: Это основной рабочий экран программного обеспечения rePhase версии 1.4.3 для Windows.

Д-р Вольфганг Клиппель
Слуховые фильтры разделяют сигналы в пределах одной критической ширины полосы (примерно 1/3 октавы на более высоких частотах), а последующее обнаружение огибающей чувствительно к любому фазовому сдвигу между компонентами. Это приводит к изменению воспринимаемой шероховатости и флуктуации. По той же причине амплитудная модуляция (басовый сигнал f1<100 Гц модулирует высокочастотный сигнал f2>300 Гц) порождает гораздо больше различий, чем фазовая модуляция, она же доплеровская). Есть много экспериментов по этому поводу (например, Цвикер). Таким образом, изменение групповой задержки в пределах одной критической ширины полосы является критической точкой (обычно 1-2 мс).

Однако воспринимаемые изменения, используемые фазой, малы и слабо влияют на качество звука. Доминируют эффекты амплитуды, обусловленные минимально-фазовыми свойствами. Однако, если у вас многоканальная система (стерео и более), разность фаз в 50 мс изменит звуковой образ (направленность). На рис. 4 показано краткое изложение моей лекции о качестве звука.

Рисунок 4: Это краткое изложение слышимости и предпочтения, взятое из лекции доктора Вольфганга Клиппеля о линейных искажениях.

Эндрю Джонс
Вопрос построен вокруг концепции фазовой линейности с помощью DSP, но полезно сделать шаг назад и сначала взглянуть на попытки фазовой линейности в пассивных динамиках. Ранние попытки были основаны на идее кроссоверов первого порядка, ошибочно забывая об ограничениях диапазона самих драйверов. В более поздних работах выяснилось, что общий отклик должен быть первого порядка, а это означало, что драйверы должны были иметь необычайную пропускную способность, чтобы общие отклики могли складываться правильно без фазовых ошибок между блоками. Этот подход сочетался с согласованием акустического центра с использованием либо наклонных, либо ступенчатых перегородок. Дальнейшая работа привела к асимметричным кроссоверам более высокого порядка или кроссоверам с улучшенной задержкой, но их было трудно реализовать пассивно.

Компания Bang & Olufsen (B&O) впервые применила один интригующий подход — концепцию «заполнителя». По сути, это был обычный двухполосный динамик с драйвером-филлером, исправляющим фазовую ошибку. Гениальный, но столь же ущербный, как и другие подходы. Почему ущербный? Потому что все реализации фазово-линейных динамиков, кроме тех, которые используют концентрические драйверы, достигают фазовой линейности только по одной оси. Любой другой угол, как горизонтальный, так и вертикальный, должен вносить дополнительную дифференциальную задержку и, таким образом, устранять фазовую когерентность.

Дополнительными ограничениями являются широкая полоса пропускания, требуемая от драйверов, вызывающая проблемы с мощностью и линейностью, а также широкое перекрытие в точке кроссовера, приводящее к большим неравномерностям амплитудной характеристики вне оси и плохой характеристике мощности.

Приведет ли любая из этих реализаций к лучшему звуку? Определить это и связать с ограниченной фазовой линейностью практически невозможно. Можно утверждать, что большинство аспектов, которые, как было определено, приводят к улучшению характеристик громкоговорителей, ухудшаются этими мерами.

Тем не менее, почти все исследования на тему фазовой линейности относят любую слышимость на второстепенное или третичное место в рейтинге воспринимаемого качества звука. Это плохая новость на фоне негативного влияния на устоявшиеся методы, которые максимизируют качество звука. Что, если бы мы могли обойти все это с помощью DSP? Что, если бы мы могли спроектировать динамик, удовлетворяющий всем обычным параметрам, а затем исправить фазовые ошибки с помощью DSP перед системой? Или использовать возможности DSP для разработки улучшенных кроссоверов с лучшими амплитудными и фазовыми характеристиками?

Это то, что обещают некоторые новые динамики DSP. Однако он никогда не сможет решить основную проблему несовпадающих драйверов, дающих разные фазовые характеристики под разными углами. Он также не может исправить фазовые ошибки без существенной общей задержки.

Джеймс Крофт
Я чувствую, что эти типы фазовой коррекции могут иметь ценность, но мой взгляд на то, для чего они хороши, вероятно, отличается от других. Я обнаружил, что звуковые эффекты коррелированной фазовой коррекции (при условии, что до и после фазовой коррекции левый и правый каналы не имеют разности фаз между собой) можно разделить на две категории: 
• Небольшие акустические различия слышны в безэховых условиях, но не в стандартных, эхогенных условиях прослушивания (Примечание редактора: Джеймс Крофт провел прослушивание громкоговорителя с нулевой фазой в безэховой камере, где улучшения были очень, очень тонкими и не слышимыми при прослушивании). комната.)
• слышны звуковые различия, если были исправлены большие фазовые ошибки; те, которые больше, чем те, которые можно найти в большинстве хороших громкоговорителей.

Итак, я обнаружил, что лучше всего эти меры по коррекции фазы использовать не столько для усовершенствования стандартных громкоговорителей, сколько для предоставления инструмента для повышения производительности в других, более слышимых категориях. Моими двумя основными категориями были бы:
1) Чтобы скорректировать фазовую характеристику, чтобы исправить аномалии амплитуды, где есть фазовые ошибки, вызывающие аномалии амплитуды
2) И, что, возможно, более важно, разрешить фазовую коррекцию систем, которые «преднамеренно» спроектированы так, чтобы иметь большие фазовые ошибки в обмен на некоторое другое улучшение характеристик (например, улучшенную способность к большому сигналу).

Одним из примеров категории № 2, который оказался значительным, была работа с рожками с постукиванием. Если вы сконструируете рупор с двумя отводами, в котором один из рупоров с отводами был настроен на частоту 20 Гц, а второй рупор с отводами был настроен примерно на 26 Гц, это приведет к минимуму отклонения во втором рупоре с отводом там, где у первого рупора с отводом был максимум отклонения. Если вы запускаете их параллельно и эквалайзер формирует отклик каждого из них, чтобы свести к минимуму их перегрузку X-max, вы можете «потенциально» значительно увеличить общую мощность системы при том же размере драйвера и объеме корпуса. Я говорю «потенциально», потому что их выходной сигнал скомпрометирован резкими фазовыми изменениями вокруг двух частот настройки, так что системы частично компенсируют друг друга, а не суммируются.

Однако с фазовой коррекцией две системы могут быть совмещены по фазе друг с другом и демонстрировать все преимущества большой амплитуды сигнала нулевой разности фаз и суммирования полной амплитуды. Таким образом, в этом случае преимущество не имеет ничего общего с улучшением фазовых ошибок с целью улучшения «качества» звука, а вместо этого использует улучшенную фазовую коррекцию для улучшения «количества» звука.

Система просто скорректирована по фазе, как вторичный эффект, но этот аспект улучшения будет слышимо незначительным. Но значительное улучшение сигнала составляет примерно 7 дБ. Я возьму это на себя, пытаясь услышать изменение фазы в любой день!

Я обнаружил тот же эффект при объединении однополосного низкочастотного динамика четвертого порядка с двухполосным низкочастотным динамиком шестого порядка и объединении их в гибридную систему. Без фазовой коррекции на самом деле происходит потеря амплитуды, но с фазовой коррекцией можно увеличить мощность сигнала на 5–8 дБ. Есть и другие примеры, но это способы, которыми этот тип фазовой коррекции может принести пользу в «реальном мире».

В заключение
Как вы можете догадаться из этих замечаний, все в значительной степени на одной волне. Фаза просто не так слышна, независимо от того, не изменена ли она или переведена в положение ноль градусов. Нулевая фаза может дать очень тонкие улучшения, если вы слушаете в безэховой среде, но любые незначительные улучшения, которые вы могли услышать, теряются в среде прослушивания, где фаза рассеивается отражениями в комнате.

Как указал Крофт, существуют законные способы использования нулевой фазы, дающие существенные преимущества, например, в случае устройства коррекции помещения Trinnov, используемого в студиях звукозаписи, кинотеатрах, домашних кинотеатрах и высококачественных двухканальных домашних устройствах. Тем не менее, Trinnov использует нулевую фазу в помещении, что помогает суммировать несколько громкоговорителей в пространстве для прослушивания. Это, однако, сильно отличается от предложения украшений с нулевой фазой до безэхового отклика громкоговорителя. ВК

Ресурсы
Ф. Э. Тул, Воспроизведение звука: акустика и психоакустика громкоговорителей и помещений, Routledge, 2017.

Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 г.

Что такое нулевая фаза в электричестве. Что такое фаза ноль и земля и зачем они нужны. Определение фазы, нуля и земли контрольной лампой

Для понимания основ электротехники не обязательно углубляться в технические тонкости электрической цепи. Достаточно знать способы передачи электрического тока, которые бывают однофазными или трехфазными. Трехфазная сеть – это когда электричество идет по трем проводам, а еще один должен вернуться обратно к источнику тока, которым может быть трансформатор, электросчетчик. Однофазная сеть – это когда электричество течет по одному проводу, а возвращается обратно к источнику питания по другому. Такая система называется электрической цепью, а ее основы – на уроках физики.

В электроэнергетике вырабатывается трехфазный электрический ток для передачи по электрической сети для снабжения электроэнергией жилых домов, предприятий и промышленности. Большинство домов и малых предприятий используют только однофазное электричество, но заводы часто используют трехфазное питание для больших двигателей и других целей. Трансформаторы, которые обеспечивают трехфазное питание, имеют два разных метода подключения, называемых треугольником и звездой. В зависимости от способа подключения существуют небольшие различия в напряжении.

Помните – электрическая цепь состоит из источника, потребителей, соединительных проводов и других элементов. В любом источнике тока «работают» положительно и отрицательно заряженные частицы. Они накапливаются на разных полюсах источника, один из которых становится положительным, а другой отрицательным. Если полюса источника соединены, возникает электрический ток. Под действием электростатической силы частицы приобретают движение только в одном направлении.

Проверить трехфазное напряжение довольно просто и понятно. Поверните переключатель двигателя в положение «выключено». Выверните винты, крепящие крышку к переключателю, и снимите крышку. Если мультиметр не является автоматическим мультиметром, выберите диапазон напряжения выше, чем напряжение, которое вы планируете тестировать. Загляните в блок переключателей остановки двигателя. Вы увидите один набор из трех проводов и один набор из трех проводов.

Функции устранения неполадок

Показания напряжения должны быть одинаковыми для каждого теста. Переместите рычаг переключателя в положение «Вкл.». При любом испытании напряжение не должно изменяться более чем на несколько вольт. Однофазное напряжение равно половине испытанного напряжения между парами линий. Трехфазный ток от реверсивного преобразователя фаз может иметь одну фазу с напряжением, отличным от двух других. Это напряжение также будет варьироваться в зависимости от условий нагрузки, например, при работающем двигателе.

Сначала рассмотрим пример однофазной сети: квартира, в которой по одному проводу подается электричество к чайнику, микроволновой печи, стиральной машине, а по другому проводу обратно к источнику питания. Если такую ​​цепь разомкнуть, то электричества не будет. Провод, подающий ток, называют фазным или фазовым, а провод, по которому возвращается ток, называют нулевым или нулевым.

Помните, что вы делаете в любое время. Испытание электрическим током подвергает вас потенциально опасным для жизни напряжениям и токам. Обратите внимание на то, что вы делаете, и не позволяйте другим отвлекать вас. Выключатель остановки двигателя на некоторых двигателях также является выключателем «стоп-старт». Обратите внимание, что при переводе выключателя двигателя в положение ON двигатель в этом случае запускается.

Фильтры могут иметь три типа фазовых характеристик: нулевая фаза, линейная фаза и нелинейная фаза. Пример каждого из них показан на рисунке 19. Как показано на рисунке, фильтр нулевой фазы имеет импульсную характеристику, симметричную относительно нулевой точки. Фактическая форма не имеет значения, важно только то, что образцы с отрицательными номерами являются зеркальным отражением образцов с положительными номерами. Когда преобразование Фурье берется из этой симметричной формы волны, фаза будет полностью равна нулю, как показано на рисунке.

Если сеть трехфазная, электричество будет проходить по трем проводам и возвращаться по одному. Трехфазные сети чаще встречаются в домах загородного типа. Если в такой сети разомкнуть один провод, то ток останется в других фазах.

То есть фаза в электрике – это провод, подающий ток от источника питания, а ноль – это провод, который отводит ток обратно к источнику питания. Если ток не обеспечен постоянной цепью – были аварии на линии, был обрыв проводов, то приборы могут просто перестать работать или сгореть от перенапряжения в электрической сети. .. В электротехнике это явление называется «перекос фаз». При обрыве нуля напряжение может измениться как в наибольшую, так и в наименьшую сторону.

Недостатком фильтра нулевой фазы является то, что он требует отрицательных индексов, с которыми может быть неудобно работать. Линейный фазовый фильтр — это то, что нужно. Импульсная характеристика идентична показанной, за исключением того, что она была сдвинута для использования только отсчетов с положительными номерами. Импульсная характеристика по-прежнему симметрична между левой и правой сторонами; однако положение симметрии смещено от нуля. Наклон этой линии прямо пропорционален величине сдвига.

Зачем нужна обнуление

Поскольку сдвиг импульсной характеристики не производит ничего, кроме идентичного сдвига выходного сигнала, линейный фазовый фильтр для большинства целей эквивалентен нулевому фазовому фильтру. На рисунке показана импульсная характеристика, которая не является симметричной между левой и правой сторонами. Соответственно фаза не прямая. Другими словами, он имеет нелинейную фазу. Не путайте термины нелинейная и линейная фаза с понятием линейности системы, обсуждаемым в главе. Хотя оба слова используют линейный, они не связаны между собой.

В наше время, когда практически любое здание оборудовано хотя бы самой простой электропроводкой, профессия электрика пользуется большим спросом, поэтому все больше соискателей стремятся получить эту профессию.

Образование

Минимальным базовым образованием для начала обучения на электрика является неполное среднее образование. Это означает, что для того, чтобы начать осваивать эту профессию, необходимо закончить не менее 9 классов общеобразовательной школы. Найти специальность «электрик» можно в техникуме, ПТУ или колледже практически любого российского города областного значения. Существуют также специальные учебные центры, осуществляющие подготовку специалистов в этой области.

Личные качества

Несмотря на кажущуюся доступность этой профессии, стать хорошим электриком не так просто. Вы должны иметь технический склад ума, уметь работать руками и логически мыслить. Также в связи с высокой травмоопасностью профессии потенциальный электрик должен быть внимательным и уметь хорошо концентрироваться во время работы.

Группы электробезопасности и разряды

По окончании курса обучения по специальности «Электромеханик» обучающийся в зависимости от содержания курса и результатов итогового экзамена получает либо вторую, либо третью квалификационную категорию. Всего категорий для электриков шесть, также есть пять так называемых групп допуска (групп электробезопасности). Не путайте разряд электрика с группой допуска электрика. Разряд показывает квалификацию электрика, насколько сложную работу в своей сфере он способен выполнить. Группа толерантности, в свою очередь, указывает на уровень опасности, с которой может справиться работник. Чем выше категория и группа допуска у электрика, тем он более востребован и тем выше заработная плата, которую может предложить ему работодатель.

Аттестат электромонтера

По результатам итоговых испытаний электромонтеру выдается специальный сертификат электромонтера, в котором указывается присвоенная ему группа по электробезопасности, а также оценка его квалификации по пятибалльной шкале. Квалификация электромонтера должна подтверждаться каждые пять лет, кроме того, возможно проведение внеочередной проверки квалификации, например, для повышения категории и (или) группы по электробезопасности. Следует отметить, что электромонтер со 2-5 группой допуска при выполнении работ, соответствующих этому диапазону групп, должен иметь при себе удостоверение.

Зачем кому-то нужна линейная фаза или нет? Цифры и показать ответ. Это импульсные характеристики каждого из трех фильтров. Импульсная характеристика — это не что иное, как положительная ступенчатая характеристика, за которой следует отрицательная ступенчатая характеристика. Здесь используется импульсная характеристика, потому что она показывает, что происходит с нарастающими и спадающими фронтами сигнала. Вот важная часть: нулевой и линейный фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят одинаково, в то время как нелинейные фазовые фильтры имеют левый и правый края, которые выглядят по-разному.

Во-первых, проверьте, есть ли у вас все необходимое, чтобы повесить люстру … Во-первых, у вас должна быть стремянка или другая устойчивая опора. Кроме того, вам понадобятся некоторые инструменты: пассатижи, кусачки, отвертка с индикатором напряжения, отвертка с узким наконечником и монтажные зажимы (так называемые крестовины). Не забудьте также убедиться, что комната достаточно хорошо освещена, так как вы не сможете пользоваться осветительными приборами во время работы. Перед началом работы крайне желательно запастись фонариком.

Многие приложения не могут переносить левый и правый края, которые выглядят по-разному. Одним из примеров является дисплей осциллографа, где эта разница может быть неверно истолкована как указание на измеряемый сигнал. Другой пример — обработка видео. Это связано с тем, что импульсная характеристика напрямую определяется в процессе проектирования. Создание ядра фильтра имеет лево-правую симметрию — это все, что нужно. Импульсная характеристика рекурсивного фильтра несимметрична между левым и правым и поэтому имеет нелинейную фазу.

Аналогичные электронные схемы имеют одинаковую проблему с фазовой характеристикой. Представьте себе схему с резисторами и конденсаторами на вашем столе. Если на входе всегда ноль, то и на выходе всегда будет ноль. При подаче на вход импульса конденсаторы быстро заряжаются до некоторого значения и затем начинают экспоненциально спадать через резисторы. Импульсная характеристика представляет собой комбинацию этих различных экспозиций затухания. Импульсная характеристика не может быть симметричной, потому что перед импульсом выходной сигнал был равен нулю, а экспоненциальное затухание никогда больше не достигает нуля.

Люстры обычно подвешивают на подготовленный крюк. Его нужно тщательно обмотать изолентой или другим токопроводящим материалом. Изоляционную ленту желательно наносить не менее чем в два слоя – чтобы исключить непокрытую поверхность. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией к вашему осветительному прибору и убедитесь, что его использование не требует обязательного заземления. В противном случае его необходимо будет заземлить.

Разработчики аналоговых фильтров решают эту проблему с помощью фильтра Бесселя, представленного в этой главе. Фильтр Бесселя максимально линейный; однако это намного ниже характеристик цифровых фильтров. Способность обеспечить точную линейную фазу является явным преимуществом цифровых фильтров.

К счастью, есть простой способ изменить рекурсивные фильтры для получения нулевой фазы. На рис. 19-8 показан пример того, как это работает. Входной сигнал для фильтрации показан на рисунке. На рисунке показан сигнал после его фильтрации однополюсным фильтром нижних частот. Поскольку это нелинейный фазовый фильтр, левый и правый края не выглядят одинаково; они являются перевернутыми версиями друг друга. Как описано выше, этот рекурсивный фильтр реализуется, начиная с шаблона 0 и воздействуя на шаблон 150, оценивая каждый шаблон по пути.

Теперь вы должны обесточить комнату. Для этого отключите автоматический выключатель на электросчетчике, и проверьте отсутствие напряжения в сети индикаторной отверткой. На потолке должно быть три конца провода (два конца «фаза» и один конец «ноль»). «Нулевой» наконечник впоследствии будет направлен на распределительную коробку, а «фазные» — на выключатель. Все три конца зачищаются (не менее 3-4 мм проводов должны быть зачищены) и разводятся так, чтобы они не соприкасались.

Теперь предположим, что вместо перехода от шаблона 0 к шаблону 150 мы начинаем с шаблона 150 и переходим к шаблону. Другими словами, каждая выборка в выходном сигнале вычисляется из входной и выходной выборки справа от обрабатываемой выборки. Это означает, что уравнение рекурсии 19-1 изменится на.

На рисунке показан результат этой обратной фильтрации. Обратная фильтрация сама по себе бесполезна; отфильтрованный сигнал по-прежнему имеет неодинаковые левый и правый края. Волшебство происходит, когда есть комбинация прямой и обратной фильтрации. На рисунке показаны результаты прямой фильтрации, а затем обратной фильтрации. Это создает рекурсивный фильтр с нулевой фазой. Фактически, любой рекурсивный фильтр можно преобразовать в нулевую фазу, используя эту технологию двунаправленной фильтрации.

Теперь нам нужно определить, какие из окончаний «фазовые», а какие «нулевые». Для этого переводим автоматический выключатель во включенное положение и проверяем концы проводов индикаторной отверткой. На тех проводах, где будет «фаза», лампочка загорится, на «ноль» — нет. Провода желательно пометить, чтобы потом не перепутать. Следует отметить, что современные провода не нуждаются в проверке на фазировку: они имеют обязательную маркировку. Провода с «фазой» маркируются черно-коричневым цветом, а «ноль» — синим.

Прямо о загадочной фазе и нуле

Единственными штрафами за такое улучшение производительности являются два фактора во времени выполнения и сложности программы. Как найти импульсную и частотную характеристики обычного фильтра? Величина АЧХ одинакова для каждого направления, а фазы противоположны по знаку. Когда два направления объединяются, амплитуда становится квадратной, а фаза обращается к нулю. Во временной области это соответствует свертке исходной импульсной характеристики с наиболее инвертированной версией слева направо.

Такую же маркировку можно найти на проводах люстры. В противном случае фаза проводов проверяется следующим образом. Два провода подключаются к розетке. Какая-то из ламп должна загореться, пометьте провода, которые в этот момент были подключены к сети. Теперь меняем один из проводов на третий. Если загорается вторая часть ламп, то первый провод – «ноль», а второй и третий (поменявшиеся местами) – «фаза». If

Например, импульсная характеристика однополюсного фильтра нижних частот является односторонней экспоненциальной. Импульсная характеристика соответствующего двунаправленного фильтра представляет собой одностороннюю экспоненту, которая затухает вправо, сложенную с односторонней экспонентой, которая затухает влево. С помощью математики получается двусторонняя экспонента, которая затухает как влево, так и вправо с той же константой затухания, что и исходный фильтр.

Некоторые приложения имеют только часть сигнала на компьютере в определенное время, например, системы, которые постоянно чередуют ввод и вывод данных. В этих случаях можно использовать двунаправленную фильтрацию, комбинируя ее с методом сложения с перекрытием, описанным в предыдущей главе. Когда вы дойдете до вопроса о том, как долго длится импульсная реакция, не говорите «бесконечно». Если вы сделаете это, вам нужно маршрутизировать каждый сегмент сигнала с бесконечным числом нулей. Помните, что импульсная характеристика может быть усечена, когда она затухает ниже округленного уровня шума, т. е. от 15 до 20 постоянных времени.

фазный электрический

Начнем с основ.
Допустим, на электростанции вращается магнит (например, обычный, а на самом деле – электромагнит), называемый “ротором”, а вокруг него, на “статоре”, закреплены три витка (размазаны по статор).

Этот магнит вращает, скажем, поток воды на ГЭС.

Поскольку в этом случае магнитный поток, проходящий через катушки, изменяется, в катушках создается напряжение.
Каждая из трех катушек представляет собой отдельный контур, и в каждом из этих трех контуров появляется одно и то же напряжение, сдвинутое друг относительно друга на треть окружности.
Получается “трехфазный генератор”.

Можно было бы просто взять два провода от одной такой катушки и провести их в дом, а потом от них запитать чайник.
Но можно сделать экономичнее: зачем тащить два провода, если можно просто заземлить один конец катушки тут же, а с другого конца провести провод в дом.
Этот провод будет называться «фаза».
В доме подключите этот провод к одному контакту вилки чайника, а другой контакт вилки к земле.
Мы получаем одинаковое электричество.

Теперь, поскольку у нас есть три катушки, давайте сделаем это: (например) соединим левые концы катушек здесь же вместе, а затем заземлим их.
А оставшиеся три провода тянем к потребителю.
Получается, что мы тянем три “фазы” к потребителю.
Вот мы и получили “трехфазный ток”.
Точнее генератор “трехфазного тока”.
Это “трехфазное” напряжение идет по проводам ЛЭП в наш двор, на дворовую подстанцию ​​(есть такой дом, рядом с детской площадкой).

«Трехфазный ток» изобрел Никола Тесла.
Передача электроэнергии в виде трехфазного тока, некоторые говорят, что он более экономичен (не знаю как), а там еще говорят, что он имеет разные преимущества перед обычным током для промышленного применения.
Например, все вращающиеся вещи на заводах – станки там, моторы, насосы и так далее – делаются именно на трехфазный ток, так как на трехфазном токе вращающуюся хрень строить гораздо проще: надо только соедините эти три фазы с тремя катушками по кругу таким же образом, а в центр вставьте металлический стержень с рамкой – и он сам закрутится, как только потечет ток.
Этот блок называется “трехфазный двигатель”.
Поскольку изначально с электричеством заморачивались именно на заводах (компьютеров, холодильников и люстр в домах в то время не было), то исторически все идет от промышленности в первую очередь.
Поэтому, видимо, ток от электростанции к ЛЭП всегда пускают трехфазным, с напряжением между фазами 35 киловольт (а ток около трехсот ампер).

Такое высокое напряжение необходимо, потому что нужна большая сила тока: ведь весь город жрет энергию.
Большую мощность тока можно получить либо за счет увеличения силы тока, либо за счет увеличения напряжения.
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии теряется при преодолении сопротивления проводов (потеря энергии равна силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).
Поэтому экономически целесообразно увеличить мощность передаваемого тока за счет повышения напряжения.
Потребитель потребляет мощность от розетки (ток умноженный на напряжение), а не что-то отдельное, поэтому ему все равно, как эта мощность попадет к нему в дом.

Кстати, интересный момент: мы вообще не контролируем силу тока в ЛЭП: сила тока — это мера того, насколько сильно ток течет по проводам.
Можно сравнить это с силой тока холодной воды по трубам: если в санузлах открыты все краны, то сила потока воды будет очень велика, а если, наоборот, все их краны закрыты, то вода вообще не будет течь по трубам, и мы не можем управлять этой силой тока.
Но напряжение совершенно не имеет значения, потребляет кто-то ток или нет – оно полностью в нашей власти, и только мы можем им управлять.

Поэтому в ЛЭП за основу берется именно текущее напряжение, и именно с ним они работают: перед передачей тока по проводам избыточный ток, вырабатываемый электрогенератором, отгоняется в напряжения, а при приеме тока в «подстанции» во дворе вашего дома, наоборот, избыточное напряжение отгоняется обратно к силе тока, так как весь путь успешно пройден током с минимальными потерями.

Напрямую перекачать весь ток в напряжение не получится, т. к. при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить изоляцию, например, или поджарить человека, проходящего под проводом, или еще чего еще).
Кстати, забавное видео про короткое замыкание на линии электропередач:

Теперь давайте поближе познакомимся с “трёхфазным током”.
Это три провода, по которым течет одинаковый ток, но сдвинутый относительно друг друга на 120 градусов (треть окружности).
Каково напряжение этого тока?
Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.
Трехфазное напряжение – это напряжение между двумя его фазами («линейное» напряжение).
Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется соединением звездой), мы получили «нейтраль» (G на рисунке).
В нем, как несложно догадаться (или вычислить по формулам тригонометрии), напряжение равно нулю.

А пока давайте просто попробуем подключить генератор к нагрузке рядом с ним.
Если все три линии, отходящие от генератора, соединить через сопротивления со второй «нейтралью» (точка Г), то получится так называемый «нулевой провод» (от Г к М).

Зачем нужен нулевой провод?
Можно было бы дома просто подключить одну из фаз к одному контакту вилки, а другой контакт вилки подключить к земле, и чайник закипел бы.
Вообще, я так понимаю, в старых советских домах так и делают: в квартирах только фаза и земля.
В новых домах уже включены в квартиры три провода: фаза, земля и этот «ноль».
Это европейский стандарт.
И правильно подключить именно фазу к нулю, а землю вообще оставить в покое, отводя ей только роль защиты от поражения электрическим током (“заземление”).
Потому что если все будут пускать еще и ток в землю, то и само заземление станет опасным – это будет абсурд.
Еще немного размышлений о том, зачем нужны все три провода, есть в конце этой статьи, можете сразу листать и читать.

Теперь попробуем рассчитать напряжение между фазой и «нейтралью».
Вот еще ссылка с расчетами.
Пусть напряжение между каждой фазой и «нейтралью» равно U.
Тогда напряжение между двумя фазами равно:
U sin (а) – U sin (а ​​+ 120) = 2 U sin ((- 120) / 2 ) cos ((2а + 120) / 2) = -√ 3 U cos (а + 60).
То есть напряжение между двумя фазами в √ 3 раза больше напряжения между фазой и «нейтралью».
Так как наш трехфазный ток на подстанции имеет напряжение между фазами 380 вольт, то напряжение между фазой и нулем равно 220 вольт.
Для этого нужен “ноль” – чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети было напряжение 220 Вольт – ни больше, ни меньше.
Если бы не нулевой провод, то при разной нагрузке на каждую из фаз был бы “перекос” (об этом ближе к концу статьи), и кто-то мог бы что-то спалить.

Еще один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали на генераторе.
А где взять нейтраль на дворовой подстанции?
На дворовой подстанции трехфазное напряжение снижено (трехфазным) трансформатором до 380 Вольт по каждой фазе.
Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на картинке.
Поэтому их тоже можно соединить друг с другом, и получить “нейтраль” на подстанции. А от нейтрали – “нулевой провод”.
Таким образом, “фаза”, “ноль” и “земля” выходят из подстанции, идут в каждый подъезд (своя фаза в каждый подъезд, наверное), в каждый подъезд, к электрощитам.

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: «фаза», «ноль» («нейтраль») и «земля».
“фаза” – это любая из фаз трехфазного тока (уже сниженная до 380 вольт).
“ноль” – провод от (заземлен – воткнут в землю – на подстанции) “нейтрали”.
«земля» — это провод от земли (скажем, припаянный к длинной трубе с очень низким сопротивлением, забитой глубоко в землю).

По подъездам получается следующая планировка (при условии, что подъезд = квартира):

На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках – в конце подъезда, после прохождения всех квартир – вообще нигде не соединены .
Потому что если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на “ноль”, то ток шел бы по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления, а в квартиры (под нагрузкой) не проникал бы вообще.
В противном случае ему придется пройтись по квартирам.
И будет делиться по правилу параллельного тока: напряжение будет идти в каждую квартиру одинаково, а ток будет тем больше, чем больше нагрузка.
То есть ток пойдет в каждую квартиру “по его потребности” (и пройдет через счетчик, который все это посчитает).
Но для того, чтобы ток был постоянным при включении и выключении новых потребителей, необходимо, чтобы ток в общем проводе сам каждый раз подстраивался под подключенную нагрузку.

Что, если зимним вечером все включат обогреватели?
Ток в ЛЭП может превысить допустимые пределы, и либо провода могут загореться, либо электростанция сгорит (что было несколько раз в Москве, но летом).

Есть еще один вопрос: зачем тянуть в дом все три провода, если можно было тянуть только два – фазу и ноль или фазу и землю?

Фазу и землю тянуть нельзя (в общем случае).
Это то, что мы рассчитали выше, что напряжение между фазой и нулем всегда 220 Вольт.
А вот чему равно напряжение между фазой и землей – не факт.
Если бы нагрузка на все три фазы всегда была одинакова (см. схему “звезда”), то напряжение между фазой и землей всегда было бы 220 Вольт (именно такое совпадение).
Если на одной из фаз нагрузка значительно превышает нагрузку на другие фазы (скажем, кто-то включает суперсварщик), то будет “перекос фаз”, а на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить до 380 Вольт…
Естественно оборудование (без “предохранителей”) в этом случае сгорает, и незащищенные провода тоже, что может привести к пожару.
Точно такой же перекос фаз будет при обрыве или перегорании «нулевого» провода на подстанции.
Поэтому в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме провод заземления?
Для «заземления» корпусов электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), чтобы их не ударило током.
Устройства тоже иногда ломаются.
Что произойдет, если фазный провод где-то внутри устройства отвалится и упадет на корпус устройства?
Если заранее заземлить корпус прибора, то возникнет “ток утечки” (ток в основном проводе фаза-ноль упадет, т.к. почти вся электроэнергия будет устремляться по пути меньшего сопротивления – почти прямым короткое замыкание фазы на ноль).
Этот ток утечки будет обнаружен устройством защитного отключения (УЗО) и разомкнет цепь.
УЗО контролирует ток, входящий в квартиру (фаза) и ток, выходящий из квартиры (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.
Если эти токи разные, значит, где-то “течет”: где-то фаза имеет какой-то контакт с землей.
Если эта разница резко скачет, то где-то в квартире замкнуло фазу на массу.
Если бы в щитке не было УЗО, а упомянутый фазный провод внутри корпуса, скажем, ЭБУ, отвалился бы и вплотную приблизился к корпусу ЭБУ, и лежал так себе, и, то, через пару дней , человек стоял рядом и разговаривал по телефону, положив одну руку на корпус компьютера, а другой на радиатор, а потом догадывался, что с этим человеком станет.
Так что “земля” тоже нужна.

Следовательно, нужны все три провода: «фаза», «ноль» и «земля».

В квартире каждая розетка имеет свои три провода “фаза”, “ноль”, “земля”.
Например, эти три провода выходят из щитка на лестничной площадке (вместе с ними еще и телефон, витая пара для интернета и какое-то кабельное телевидение), и идут в квартиру.
В квартире есть внутренний щит на стене.
Там на каждую “точку доступа” к электричеству есть “автомат”.
У каждой машины есть свои, отдельные, уже три провода, идущие на «точку доступа»: три на плиту, три на посудомойку, три на розетки в прихожую и свет в люстру и т. д.
Каждый “автомат” изготавливается на заводе под определенную максимальную силу тока.
Поэтому “вырубается”, если вы слишком сильно нагрузили “точку доступа” (например, включили слишком мощную дрянь в розетки в зале).
Также автомат “отрубится” в случае “короткого замыкания” (замыкания фазы на ноль), что убережет вашу квартиру от пожара.
Это вас не спасет (слишком медленно). Спасет только УЗО.

В конце просто так напишу немного про “трансформер” (читать не обязательно).

Я несколько раз пытался понять, как это работает, но так и не понял…

Ток в цепи всегда подстраивается под подключенную нагрузку.

Если не отводить оттуда ток, то входная катушка находится сама по себе, и она создает магнитный поток, который в свою очередь создает «сопротивляющее напряжение» (это называется «ЭДС самоиндукции»), равное напряжения во входной цепи, и доведения его до нуля. ..
Это “естественное” свойство катушки (“индуктивность”) – она ​​всегда сопротивляется любому изменению напряжения.
И ток через подключенный участок входной цепи практически отсутствует (этот участок отведен от ЛЭП параллельно, так что если в нем ток пропадает, то и на всех остальных есть ток), и практически нет потери на этом «холостом ходу» трансформатора.

Будет потеряно лишь небольшое количество энергии, включая энергию, затрачиваемую на «гистерезис» сердечника и на нагрев сердечника вихревыми токами (поэтому особо мощные трансформаторы погружают в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяясь по сердечнику внутри выходной катушки, создает в ней напряжение, которое могло бы вызвать протекание тока, но так как в данном случае мы ничего не подключали к выходной цепи, то и тока там не будет .

Если мы начинаем выводить ток – замыкаем выходную цепь – то через выходную катушку начинает течь ток, а также она начинает создавать в сердечнике свое магнитное поле, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции входной катушки уменьшается, и уже не компенсирует напряжение во входной цепи, и по входной цепи начинает протекать ток. Ток увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не «станет одинаковым». Как это – я хз, в википедии написано, но я сам не понял, как работает этот трансформатор.

Таким образом, получается, что ток на выходе трансформатора регулирует сам себя: если нет нагрузки, то и ток туда не течет; если есть нагрузка, то ток течет соответствующий нагрузке.
А если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не “вырубается”, так как сила тока сразу подстраивается под нас – потребителей электроэнергии.

Каждый сегмент должен быть дополнен нулями слева и справа, чтобы разрешить расширение во время двунаправленной фильтрации. Прежде чем приступить к правильной эксплуатации, необходимо знать состояние системы при сбоях. Знание состояния электрических неисправностей требуется для определения местоположения соответствующих различных реле защиты в разных местах энергосистемы. Информация о значениях максимальных и минимальных токов замыкания с этими погрешностями по величине и соотношению фаз для токов в разных частях энергосистемы должна быть собрана для правильного применения системы в этих разных частях электрической системы.

Нулевая фаза

Нулевая фаза

ВАШ РИСК – НАША ГАРАНТИЯ

Безопасность на рабочем месте является наивысшим приоритетом для каждого работодателя, но наем эксперта по безопасности на полный рабочий день или оплата безличных опций программного обеспечения для управления безопасностью может быть дорогостоящей. Отчетность по управлению безопасностью часто устаревает, а сотрудники недостаточно обучены важным методам управления безопасностью. Phase Zero Consulting предлагает преимущества штатного отдела WorkHealth & Safety (WHS) без неэффективности и затрат традиционных консультантов. Наш персонал интегрирован с вашим, и мы работаем в рамках параметров, которые вы определили в самом начале.

Чтобы избежать путаницы и упростить выполнение ваших обязательств по соблюдению требований, мы разработали действующую и простую в использовании систему управления безопасностью. Ваша отчетность о соответствии всегда будет актуальной и актуальной. Обучение ваших сотрудников и квалификация соответствия постоянно поддерживаются, а ваши методы обеспечения безопасности эффективны и применимы.

 

Предприятия с низким, средним и высоким риском обслуживаются тремя доступными пакетами, или мы можем адаптировать наше Предложение по обеспечению рисков в соответствии с требованиями вашего бизнеса. Вы платите фиксированную годовую плату и получаете все, что указано в выбранном вами пакете, а также отличные скидки и дополнительные услуги. Таким образом, вы платите только за то, что вам нужно. Наши консультанты — опытные эксперты по безопасности и рискам, опирающиеся на системы и инструменты, которые делают соблюдение требований безопасности частью вашего современного и гибкого стиля управления бизнесом.

Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной часовой консультации на месте, чтобы обсудить ваши потребности.

 Свяжитесь с нами сегодня

 бесплатный доступ к шаблонам безопасности

Горнодобывающая индустрия

Консультанты Phase Zero обладают обширным опытом управления безопасностью на объектах в горнодобывающей промышленности и могут предложить поддержку в области безопасности, персонал и консультации для всех горнодобывающих сред.

Дроны безопасности Австралия

Гордимся партнерством с компанией Safety Drones Australia. SDA обеспечивает воздушную поддержку и изображения для аудита рисков, планирования управления безопасностью и событий с высоким уровнем риска. Дроны безопасности и Phase Zero обеспечивают безопасность Massive Murray Paddle.

Военный

Phase Zero — это предпочтительный консультант по обороне, специализирующийся на развитии возможностей и анализе обучения в сложной оборонной среде. Консультанты нулевой фазы имеют большой опыт работы в военных областях, соответствующие допуски службы безопасности и большой опыт поддержки силовой готовности.

Главные события

Консультанты Phase Zero обладают знаниями и опытом в управлении деятельностью с высоким риском, экстремальными видами спорта и крупномасштабными мероприятиями во всех типах окружающей среды. Phase Zero гордится тем, что является поставщиком услуг безопасности для ежегодного Massive Murray Paddle, предоставляя услуги по обеспечению полной безопасности и управлению чрезвычайными ситуациями.

Промышленный и коммерческий WHS

Phaze Zero обеспечивает всестороннюю инспекцию имущества в соответствии с WHS и общественной ответственностью, а также оценку рисков общих и арендуемых территорий по всей Австралии.

Образование

Phase Zero Consulting предоставляет аудит рисков, планирование управления безопасностью и индивидуальные планы действий в чрезвычайных ситуациях для образовательной отрасли. Среди наших клиентов были Knox Grammar (Сидней) и Университет Ла Троб (Виктория).

ИЗ НАШЕГО БЛОГА

Испытания ремешка в Шамони, 2006 г.