Отличие фазы от нуля: Разница фазы и ноля в электрических цепях: как определить фазу

Содержание

Фаза и ноль в электрике

Хозяин квартиры или частного дома, решивший проделать любую процедуру, связанную с электричеством, будь то установка розетки или выключателя, подвешивание люстры или настенного светильника, неизменно сталкивается с необходимостью определить, где в месте производства работ находятся фазный и нулевой провод, а также кабель заземления. Это нужно для того, чтобы правильно подсоединить монтируемый элемент, а также избежать случайного удара током. Если вы имеете определенный опыт работы с электричеством, то такой вопрос не поставит вас в тупик, но для новичка он может оказаться серьезной проблемой. В этой статье мы разберемся, что такое фаза и ноль в электрике, и расскажем, как найти эти кабели в цепи, отличив их друг от друга.

Содержание

  • В чем отличие фазного проводника от нулевого?
  • Для чего нужен заземляющий кабель?
  • Домашняя электропроводка: находим ноль и фазу
    • Проверка с помощью электролампы
    • Проверка индикаторной отверткой
    • Проверка мультиметром
  • Заключение

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих. Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно. Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

  • Глухозаземленный нейтральный кабель.
  • Изолированный нулевой провод.
  • Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Проверка с помощью электролампы

Перед тем, как приступить к такой проверке, нужно собрать с использованием лампочки устройство для проверки. Для этого ее следует вкрутить в подходящий по диаметру патрон, после чего закрепить на клемме провода, сняв изоляцию с их концов стриппером или обычным ножом. Затем проводники лампы нужно поочередно прикладывать к тестируемым жилам. Когда лампа загорится, это будет означать, что вы нашли фазный провод. Если проверяется кабель на две жилы, уже понятно, что вторая будет нулевой.

Проверка индикаторной отверткой

Хорошим помощником в работе, связанной с электрическим монтажом, является индикаторная отвертка. В основе работы этого недорогого инструмента лежит принцип протекания сквозь корпус индикатора емкостного тока. В ее состав входят следующие основные элементы:

  • Металлический наконечник, имеющий форму плоской отвертки, который прикладывается к проводам для проверки.
  • Неоновая лампочка, загорающаяся при прохождении сквозь нее тока и сигнализирующая таким образом о фазовом потенциале.
  • Резистор для ограничения величины электрического тока, который защищает устройство от сгорания под воздействием мощного потока электронов.
  • Контактная площадка, позволяющая при прикосновении к ней создать цепь.

Профессиональные электромонтеры используют в своей работе более дорогие светодиодные индикаторы с двумя встроенными элементами питания, но простенькое устройство китайского производства вполне доступно любому человеку и должно иметься у каждого хозяина дома.

Если вы проверяете наличие напряжения на проводе с помощью этого прибора при дневном свете, то придется приглядываться в ходе работы более внимательно, так как свечение сигнальной лампы будет плохо заметно.

При касании жалом отвертки фазного контакта сигнализатор загорается. При этом ни на защитном нуле, ни на заземлении светиться он не должен, в противном случае можно сделать вывод, что в схеме подключения имеются неполадки.

Пользуясь этим индикатором, будьте внимательны, чтобы нечаянно не коснуться рукой провода под напряжением.

Про определение фазы наглядно на видео:

Проверка мультиметром

Для определения фазы с помощью домашнего тестера прибор нужно поставить в режим вольтметра и измерить попарно величину напряжения между контактами. Между фазой и любым другим проводом этот показатель должен составлять 220 В, а прикладывание щупов к заземлению и защитному нулю должно показывать отсутствие напряжения.

Заключение

В этом материале мы подробно ответили на вопрос, что собой представляют фаза и ноль в современной электрике, для чего они нужны, а также разобрались, какими способами можно определить, где в проводке находится фазная жила. Какой из этих способов предпочтительнее, решать вам, но помните, что вопрос определения фазы, ноля и заземления очень важен. Неправильные результаты проверки могут стать причиной сгорания приборов при подключении, или, что еще хуже – причиной поражения электрическим током.

Как определить ноль и фазу? Самые быстрые способы

Содержание

  1. Устройство бытовых электрических сетей
  2. Что такое «фаза»?
  3. Что такое ноль, и как его определить?
  4. Что такое заземление?
  5. Как отличить друг от друга фазу и ноль?
  6. Как определить «фазу» и «ноль» без измерительных приборов.
  7. Способ определения фазы по цвету провода

Часто при монтаже бытового электрооборудования мастеру важно знать, где находится «фаза». Такая необходимость возникает в тех случаях когда, например, требуется установить выключатель или подключить чувствительные к правильной фазировки электротехнические устройства.

Если выключатель света подключён правильно, то при положении «выкл» будет обесточен участок проводки который ведёт к патрону и можно абсолютно спокойно проводить монтажные работы в этом месте, например замену лампочки, не опасаясь удара электрическим током.

Определить наличие или отсутствие электрического тока в цепи «на глаз» не представляется возможным, поэтому стоит приобрести специальные приборы и инструменты.

Понадобиться могут:

  • Индикаторная отвёртка.
  • Тестер или мультиметр.
  • Пассатижи.

Цена их, как правило, не велика. При выборе стоит отдать предпочтение только тем моделям, которые имеют надёжную изоляцию.

Устройство бытовых электрических сетей

Прежде чем приступать к такой ответственной операции как определение фазного провода необходимо очень хорошо понимать устройство бытовой электрической сети.

В отличие от сетей, по которым осуществляется передача электрической энергии от электростанций к трансформатору, напряжение в жилом доме или квартире составляет всего 220 вольт, но даже это напряжение может быть опасно для жизни и здоровья, а также являться причиной пожара, вследствие короткого замыкания.

Поэтому работать с электричеством можно только при условии соблюдения правил техники безопасности.

Бытовая электросеть, как правило, состоит из трёхжильного провода:

  • «Фаза».
  • «Ноль».
  • Заземление.

Разберём теперь более подробно каждый.

Что такое «фаза»?

«Фаза» или фазный провод это проводник, по которому в дом поступает электричество от поставщика электроэнергии. Отличается он от других жил кабеля наличием напряжения 220 в..
Но чтобы эксплуатировать электрический прибор или технику одного только фазного провода недостаточно.

Подобно тому, как и «пальчиковая» батарейка не сможет обеспечить электричеством какой — либо прибор, подключённый только одним полюсом, так и фазный провод нуждается ещё в одном проводнике имя которому — «ноль».

Что такое ноль, и как его определить?

«Ноль» — это проводник, который протянут от генератора электростанции к потребителям, и хотя в нём электрический ток практически отсутствует, это полноправный участник в отношениях по передаче электрического тока по металлическим проводам.

Определить ноль совершенно не сложно. Для этой цели можно использовать мультиметр или тестер. Если замеры проводятся с помощью мультиметра, то необходимо один из щупов подсоединить к какому-нибудь заземлённому предмету, а другой поочерёдно к проводам, когда прибор покажет напряжение 2 — 3 В. то тот провод, к которому был подсоединён щуп в данный момент и является нулевым.

В роли заземлённого проводника может выступать металлический радиатор системы отопления в период, когда в нём находится жидкость под давлением.

Что такое заземление?

В отличие от «фазы» и «ноля» заземление, если можно так сказать, является местным жителем. Заземление — это проводник, который подключён к земле непосредственно в месте нахождения дома, и служит, для того чтобы при пробое изоляции фазного провода на корпус устройства исключить поражение человека электрическим током.

Как отличить друг от друга фазу и ноль?

Для того чтобы отличить «фазу» от других проводов можно воспользоваться таким инструментом, как индикаторная отвёртка.

Если дотронуться до металлической части провода, жалом этой отвёртки при этом, придерживая противоположный торец указательным пальцем то индикатор, будет светиться при наличии фазного провода. Также можно определить «фазу» с помощью мультиметра.

Для этого необходимо включить прибор в режим измерения переменного тока.

Выставить максимально возможное напряжение на приборе. Минусовой щуп необходимо подсоединить к какому-нибудь заземлённому предмету, например, к радиатору отопления, а другой попеременно подключать к проводникам.

Когда прибор покажет напряжение, которое примерно равно 220 В. то проводник, к которому вы подключились и есть фазный провод.

Как определить «фазу» и «ноль» без измерительных приборов.

Для того чтобы обнаружить фазу можно использовать проверенный временем, очень простой и недорогой способ.

С помощью обыкновенного патрона с лампой накаливания несложно определить пару «ноль» — «фаза». Нужно взять патрон и два провода, которые отходят от него попеременно подсоединять к проводам с предполагаемыми фазным и нулевым проводами.

Когда же лампочка загорится это будет означать что один из подключённых проводов является фазным. Теперь останется узнать какой именно. Очень просто это сделать если в электрической сети включена система УЗО. В этом случае если подключить патрон с лампой одним концом к третьему проводу, который является в данном случае заземлением, а другой попеременно к другим проводникам.

В момент, когда произойдёт автоматическое отключение электричества, будет означать то, что второй провод, к которому вы подсоединили щуп мультиметра, является «фазой». Соответственно третий проводник будет «ноль».

Если нет УЗО то после определения пары «фаза» — «ноль», один провод следует подключить к заземлению, а второй будет слегка искрить при соприкосновении с «фазой».

Заблуждения, которые могут возникнуть при определения фазного провода.

Это не совсем заблуждения, просто, если следовать этому способу определения
фазы можно неправильно сделать вывод о том, где именно она находится.

Способ определения фазы по цвету провода

Если рабочие, которые занимались монтажом проводки сделали всё правильно то фазный провод должен быть чёрного или коричневого цвета.

Но полностью полагаться на такой способ определения фазы нельзя, т. к. не исключено, что при подключении, провода просто перепутали. И вместо фазного провода чёрного цвета там будет «земля» или «ноль».

В заключении стоит отметить, что заниматься самостоятельными электромонтажными работами стоит только в том случае если вы очень хорошо разбираетесь в том, что делаете, в противном случае стоит обратиться к специалистам, которые выполнят работы по монтажу проводки, качественно и в срок.

Как определить фазу и нуль

Перед тем, как начать процесс определения фазы и нуля, необходимо сделать ряд приготовлений, поскольку для данных работ потребуются следующие приборы и инструменты:

  • Визуальный метод определения ↓
  • Определение индикаторной отверткой ↓
  • Определение тестером или мультиметром ↓
  • Определение по маркировке ↓
  • Определение с помощью картошки ↓
  • Другие способы определения ↓
  • Особенности определения фазы и нуля ↓
  • В двухпроводной сети ↓
  • В трехпроводной сети ↓
  • Устройство бытовых электрических сетей ↓
  • мультиметр;
  • индикаторная отвертка;
  • тестер;
  • пассатижи;
  • нож с заточенным лезвием, чтобы снимать изоляцию с проводников;
  • изоляционная лента;
  • маркер для нанесения разметок;

Также, важно помнить, что перед началом любых электромонтажных работ, необходимо отключить автоматы, поскольку несоблюдение данного правила может представлять угрозу для жизни. Помимо этого, требуется убедиться, что весь используемый инструмент обладает надежно заземленными рукоятями.

В противном случае, его использование является небезопасным и не допускается по технике безопасности.

Визуальный метод определения

Данная методика является самым простым способом, поскольку для его реализации не потребуется никаких дополнительных приборов или оборудования.

Необходимо осмотреть проводку, чаще всего она имеет следующие цветовые разграничения:

  1. Провод желто-зеленого цвета является заземлением.
  2. Нуль имеет синий цвет или любые его оттенки вплоть до светло-голубого.
  3. Фаза имеет черный, коричневый или белый цвет.
  4. Необходимо убедиться в соответствии цветов не только в электрощите, но также и в распределителе.

Визуальный осмотр системы должен осуществляться в соответствии со следующим алгоритмом действий:

  1. Открыть электрощит и осмотреть его содержимое. Поскольку расчетная нагрузка может различаться, то и количество установленных автоматов также может быть разным. Через них может быть осуществлено подключение фазы или фазы с нулем, заземление никогда не подсоединяется к автоматическим выключателям, а имеет соединение с шиной. Необходимо убедиться, что все подключенные провода соответствуют цветовой маркировке.
  2. Если цвет изоляции, проведенной от электрощита к домашней сети, соответствует правилам цветовой маркировки, то все равно потребуется вскрытие распределителей для визуального осмотра скруток. Это необходимо для того, чтобы убедиться, что и в них цветовая маркировка изоляции нуля и заземления не была перепутана и соответствует установленным правилам.
  3. Иногда в распределителях осуществляется подключение фазы к автоматическим выключателям. В большинстве случаев, это реализуется при помощи специального провода с двумя жилами, изоляция которого может отличаться цветом.
  4. Если результаты визуальной проверки показали, что цвета изоляции полностью соответствуют правилам, то остается всего лишь проверить фазный проводник, используя для этого индикаторную отвертку.

Определение индикаторной отверткой

Одним из наиболее простейших способов определения нуля и фазы является использование для этих целей индикаторной отвертки.

Для осуществления данного процесса необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Первоначально потребуется отключить автомат, от которого происходит питание линии электросети на месте проверки.
  2. Провести зачистку обоих проверяемых проводников, достаточно снять не более 1-2 см. изоляционного слоя.
  3. После этого оба проводника разводятся друг от друга на безопасное расстояние, поскольку после подачи напряжения их случайное соприкосновение может стать причиной короткого замыкания.
  4. Можно приступать к идентификации фазного проводника. Для этого включается автоматический автомат, который подает напряжение, после этого необходимо будет взять индикаторную отвертку и прикоснуться к металлической области, расположенной возле основания рукояти.
  5. Категорически не допускается прикасаться к любым частям индикаторной отвертки, расположенным ниже рукояти, поскольку это вызовет удар электрическим током.
  6. Прикоснуться инструментом к одному из проверяемых проводов, при этом не нужно убирать палец с металлической области.
  7. Загорание лампочки, входящей в конструкцию отвертки, свидетельствует о том, что проводник является фазным. Соответственно второй провод – это нуль. Если загорание лампочки не произошло, наоборот, проводник был нулем, а второй является фазой.

Определение тестером или мультиметром

мультиметр

Иным распространенным способом определения фазы и нуля является использование специальных приборов – тестера или мультиметра.

Если был выбран именно этот вариант, то необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

  1. Используемому прибору задать настройки предельного измерения переменного тока. На современных моделях этому параметру соответствует режим ~V или ACV. Необходимо указать значение равное 600 В, 750 В, 1000 В или иной параметр в зависимости от особенностей модели, главным требованием является, чтобы он превосходил показатель 250 В.
  2. Щупами прибора необходимо коснуться сразу обоих проводов, для того, чтобы определить уровень напряжения между ними. В стандартных бытовых сетях этот показатель равен 220 В, возможное отклонение не должно превышать 10 % в любую из сторон. Подобное значение свидетельствует о том, что проводник является фазой, у нуля уровень напряжение будет совсем незначительным или равным нулю.
  3. В современных электросетях может потребоваться также идентификация проводника с заземлением, для этого требуется определение уровня сопротивления. В таком случае, прибор переводится в соответствующий режим, который имеет условное обозначение в виде значка звонка или омеги.
  4. Необходимо помнить, что когда прибор переведен в режим для определения уровня сопротивления, категорически запрещено одновременное прикосновение к фазе и заземлению, поскольку произойдет короткое замыкание. Имеется риск получения травм.

Определение по маркировке

При описании визуального способа идентификации проводников уточнялось, что в большинстве современных электросетей желто-зеленый цвет соответствует защитному нулю, все оттенки синего цвета обозначают рабочий нуль, а любые иные цвета фазу.

Однако, необходимо учитывать, что проводники могут не соответствовать принятой цветовой гамме в следующих случаях:

  1. Проводка проложена в доме старой постройки, где не была произведена реконструкция домашней электросети в соответствии с современными правилами. Чаще всего в ней используются одноцветные проводники.
  2. Проводка проложена в новостройке, но ее монтаж осуществлялся частными лицами, а не профессиональными электриками.
  3. Провода ведут к более сложным бытовым устройствам, например, различным переключателям или выключателям, конструкция которых изначально подразумевает принципиально иную схему функционирования.
  4. Проводка прокладывалась по стандартам, отличающимся от принятых в Европе, поэтому она имеет совершенно иные цветовые обозначения.

В большинстве остальных случаев, цветовая маркировка проводников производится в соответствии с указанными правилами, которые регламентируются соответствующим стандартом IEC, действующем на территории всей Европы.

В ситуациях, когда отсутствует полная уверенность в полном соответствии цветовой гаммы общепринятому стандарту, рекомендуется воспользоваться одним из практических методов для определения нуля и фазы.

Также, можно посоветовать в последствии использовать специальные цветные насадки, которые позволят в будущем не забыть предназначение проводников и не осуществлять процедуру их определения заново.

Определение с помощью картошки

Еще одним известным методом определения без специальных приборов является вариант, в котором задействуется обычная сырая картошка. Многие специалисты относятся к таким действиям довольно скептически, но подобное решение все равно является действенным.

Для его осуществления необходимо осуществить следующую последовательность:

  1. Взять одну сырую картофелину и разрезать ее на две части.
  2. Зачистить концы двух проводников и воткнуть их в одну из частей картофелины.
  3. Подождать около 10 минут, после чего вытащить оба провода.
  4. Осмотреть картофелину: в месте, где образовался зеленоватый след, был воткнут фазный проводник.

Другие способы определения

Существует еще несколько альтернативных методик определения фазы и нуля, они редко используются и зачастую подвергаются критике со стороны квалифицированных специалистов. Связано это по большей части с тем, что подобные способы являются более опасными, поэтому проводить их необходимо с максимальной степенью осторожности.

Один их таких методов определения требует задействования обычного компьютерного кулера, его можно применить на практике в тех случаях, когда известны параметры подаваемого напряжения, но неизвестно назначение проводников:

  1. Для реализации необходимо будет использовать красный и черный проводники, выходящие из вентилятора. Иногда в нем имеется и третий провод, который является датчиком оборотов, но он в процессе определения не пригодится.
  2. Красный проводник кулера является фазным, а черный соответствует нулю.
  3. Стандартные вентиляторы рассчитаны на 12 В, а функционировать начинают от 3В, поэтому они лучше всего подходят для проверки от соответствующих источников питания.
  4. Если напряжение превышает показатель 12 В, то потребуется резко прикоснуться проводниками к выводам кулера и посмотреть на реакцию лопастей. Если они остались без движения, то к красному проводнику был подключен нуль, если начали двигаться, то это была фаза.

Для другого способа определения нужна будет контрольная лампа, а его реализация потребует соблюдения следующего алгоритма действий:

  1. Первоначально надо собрать саму контрольную лампу, простейшее устройство будет выглядеть таким образом: вкрутить лампочку в патрон, в его клеммы закрепить проводники, с их концов снять изоляционный слой.
  2. Дальнейший процесс не представляет никакой сложности: тестируемые проводники поочередно соединяются с контактами лампы, во время процесса необходимо наблюдать за ее реакцией.

Среди более безопасных вариантов определения можно выделить следующие альтернативные методы:

  1. Проверка проводников через УЗО, поскольку известно, что при наличии потребителя, подключенного к электросети, замыкание нуля и земли способствует возникновению утечки электрического тока, что моментально отключает защитное устройство. Это поможет идентифицировать нулевой и заземляющий проводник, третий будет являться фазой.
  2. Взять предохранитель и захватить его плоскогубцами, рукоять инструмента при этом должна быть изолирована, чтобы избежать поражения электрическим током. Замкнуть на нем два проводника и проверить результат: если предохранитель сгорел, то это была фаза и земля; если уцелел, то земля и нуль либо фаза и нуль. Поставив несколько поочередных экспериментов с фиксацией результатов, можно будет точно идентифицировать каждый проводник.

Особенности определения фазы и нуля

В двухпроводной сети

Идентификация проводников в двухпроводной сети является гораздо более простой, поскольку осуществляется самым простым способом, для этого потребуется:

  1. Определить только фазу, поскольку известно, что второй проводник будет являться нулевым.
  2. Для определения фазы в двухпроводной сети идеально подходит индикаторная отвертка, подробный порядок действий был описан выше.

В трехпроводной сети

Немного сложнее ситуация обстоит с современными видами трехпроводных сетей, поскольку в них имеется еще и заземление.

Для определения назначения проводников необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Фаза определяется при помощи индикаторной отвертки методом, описанным выше. После этого рекомендуется нанести пометку при помощи маркера, чтобы в дальнейшем не перепутать провод.
  2. Для работы с нулем и землей потребуется задействовать мультиметр. Нулевой проводник также может обладать напряжением, что вызывается перекосом фаз, но его показатели никогда не превышают 30 В. Мультиметр нужно переключить в режим работы для измерения напряжения переменного тока, после чего один щуп подключается к фазе, а второй поочередно к оставшимся проводникам. Нуль будет там, где зафиксируется наименьший параметр напряжения.
  3. Иногда оба проводника обладают одинаковыми показателями напряжения. В таком случае, фазу необходимо изолировать, а мультиметр переключить в режим, предназначенный для определения уровня сопротивления. Также, потребуется подобрать внешний заземленный элемент и прикоснуться к нему один щупом прибора, а вторым по очереди к каждому из проверяемых проводников. В том случае, когда мультиметр покажет сопротивление 4Ом или меньше, подключение совершено к земле, если показатель выше, то это нуль.
  4. Однако, показатели сопротивления не являются точными, если нейтраль была подвержена заземлению еще внутри электрощита. Тогда потребуется обнаружить и отключить заземляющий элемент, который подключен к шине. После этого, взять контрольную лампу и поставить описанный ранее эксперимент по ее подключению. Ее загорание происходит только при подключении нулевого проводника.

Устройство бытовых электрических сетей

Поступление электроэнергии в любые жилые строения происходит через трансформаторные подстанции, которые изменяют поступающее высоковольтное напряжение, и на выходе оно уже имеет показатель равный 380 В.

Бытовые электросети современного образца выглядят и функционируют следующим образом:

  1. Трансформаторная обмотка на подстанции имеет особый вид соединения, который придает ей сходство со звездой. Три вывода подключаются к одной общей точке нуля, а другие три на соответствующие клеммы.
  2. Выводы, подключенные к нулю, соединяются и подключаются к заземлению трансформаторной подстанции.
  3. В этом же месте общий нуль разделяется на рабочий нуль и специальный защитный PE-проводник.
  4. Описанная система получила обозначение TN-S, но в старых домах до сих пор действует схема TN-C, которая отличается в первую очередь отсутствием защитного PE-проводника.
  5. Фаза и нуль, после вывода из трансформатора, протягиваются к жилым домам для подключения к вводному электрощиту. Здесь происходит создание трехфазной системы напряжения с показателями 320/220В.
  6. Далее разводка осуществляется по подъездным электрощитам, куда поступает напряжение с фазы 220В и защитный PE-проводник, если его наличие было предусмотрено.
  7. Нулем в квартирной электросети будет являться проводник, который имеет соединение с землей в схеме трансформаторной подстанции и предназначенный для создания необходимого уровня нагрузки от фазы, которая также имеет подсоединение к трансформаторной обмотке, но с противоположной стороны. Главной функцией защитного нуля является отвод токов повреждений, которые могут возникнуть при аварийной ситуации внутри сети.
  8. Происходит равномерное распределение нагрузки, это осуществляется благодаря наличию этажной разводки, а также подключению квартирных электрощитов к определенным линиям на 220 В внутри центрального распределителя в подъезде.
  9. Система, по которой осуществляется подведение напряжения к жилому дому, с точностью повторяет векторные характеристики трансформаторной подстанции и также обладает формой звезды.
  10. Сумма всех токов в трехфазной разновидности электросети складывается в соответствии с векторной графикой внутри нулевого проводника, после чего она возвращается на трансформаторную обмотку в подстанции.

Если внутри жилого помещения отключить все потребители электроэнергии и отключить их от рабочих розеток, то электрический ток внутри сети перестанет протекать даже при подведенном к электрощиту напряжении.

Описанная система устройства бытовой электросети является наиболее оптимальной из всех существующих на сегодняшний день, но и она не застрахована от возможных неисправностей. В большинстве случаев они связаны с нарушением соединений контактов либо обрывом проводников.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Что такое “фаза”, “ноль” и “земля”, и зачем они нужны.

Начнём с основ.
Допустим, на электростанции, вращается магнит (для примера – обычный, а в реальности – электромагнит), называемый “ротором”, а вокруг него, на “статоре”, закреплены три катушки (размазаны по статору).

Вращает этот магнит, скажем, поток воды на ГидроЭлектроСтанции.

Поскольку в таком случае магнитный поток, проходящий через катушки, меняется, то в катушках создаётся напряжение.
Каждая из трёх катушек – отдельная цепь, и в каждой из этих трёх цепей возникает одинаковое напряжение, сдвинутое на треть окружности друг относительно друга.
Получается “трёхфазный генератор”.

Можно было бы с одной такой катушки два провода просто взять и вести к дому, а там от них чайник запитывать.
Но можно сделать экономнее: зачем тащить два провода, если можно один конец катушки просто тут же заземлить, а от второго конца вести провод в дом.
Этот провод назовём “фазой”.
В доме этот провод подсоединить к одному штырьку вилки чайника, а другой штырёк вилки – заземлить.
Получим то же самое электричество.

Теперь, раз уж у нас три катушки, сделаем так: (например) левые концы катушек соединим вместе тут же, и заземлим.
А оставшиеся три провода и потянем к потребителю.
Получится, мы тянем к потребителю три “фазы”.
Вот мы и получили “трёхфазный ток”.
Точнее, генератор “трёхфазного тока”.
Это “трёхфазное” напряжение идёт по проводам Линии ЭлектроПередач (ЛЭП) к нам во двор, в дворовую подстанцию (домик такой стоит, рядом с детской площадкой).

“Трёхфазный ток” был изобретён Николой Теслой.
Передача электричества в виде трёхфазного тока, некоторые говорят, экономичнее (я не знаю, чем), и там ещё, говорят, у него есть разные преимущества над обычным током для промышленного применения.
Например, все вращающиеся штуки на заводах — станки там, двигатели, насосы, и прочее — сделаны именно для трёхфазного тока, поскольку гораздо легче построить вращающуюся хрень на трёхфазном токе: достаточно просто точно так же подсоединить эти три фазы к трём катушкам на окружности, и в центр вставить металлический стержень с рамкой — и будет он сам крутиться, как только пойдёт ток.
Такой агрегат называется «трёхфазным двигателем».
Поскольку изначально электричеством заморачивались именно на заводах (не было тогда ещё в домах компьютеров, холодильников и люстр), то исторически всё идёт от промышленности в первую очередь.
Поэтому, видимо, ток из электростанции в ЛЭП пускают всегда трёхфазным, с напряжением 35 килоВольтов между фазами (а ток — около трёхсот Амперов).

Такое высокое напряжение нужно, потому что нужна большая мощность тока: весь город энергию ест, как-никак.
Большую мощность тока можно получить либо повышая силу тока, либо повышая напряжение.
При этом чем больше сила тока, тем больше энергии тратится впустую при преодолении сопротивления проводов (потерянная энергия равняется силе тока в квадрате, умноженной на сопротивление проводов).
Поэтому экономически целесообразно повышать мощность передаваемого тока наращивая напряжение.
Потребитель потребляет из розетки именно мощность (силу тока, умноженную на напряжение), а не что-то отдельное, поэтому его не волнует, каким образом эта мощность к нему в дом попадёт.

Кстати, интересный момент: над силой тока в линии электропередачи мы вообще говоря не властны: сила тока — это мера того, как сильно ток течёт по проводам.
Можно сравнить это с силой тока холодной воды по трубам: если все краны включат в ванных, то сила тока воды будет очень большой, а если, наоборот, все краны свои закроют, то вода по трубам вообще не будет течь, и мы никак не можем управлять этой силой тока.
А вот напряжению тока вообще без разницы, потребляет ли кто-нибудь ток, или нет — оно полностью в нашей власти, и только мы можем им управлять.

Поэтому в ЛЭП за основу берётся именно напряжение тока, и именно с ним работают: перед передачей тока по проводам, излишнюю силу тока, выработанного электрогенератором, перегоняют в напряжение, а при приёме тока в «подстанции» во дворе вашего дома – наоборот, излишнее напряжение перегоняют обратно в силу тока, поскольку весь путь успешно пройден током с минимальными потерями.

Прямо всю силу тока перекачать в напряжение не получится, потому что при гигантских напряжениях в проводах возникают свои сложности (может пробить через изоляцию, например, или зажарить человека, проходящего под проводом, или ещё чего-нибудь).
Кстати, забавное видео про короткое замыкание на линии ЛЭП:

Теперь рассмотрим подробнее “трёхфазный ток”.
Это три провода, по которым течёт одинаковый ток, но сдвинутый на 120 градусов (треть окружности) друг относительно друга.
Какое напряжение у этого тока?
Напряжение всегда измеряется между чем-то и чем-то.
Напряжением трёхфазного тока называется напряжение между двумя его фазами (“линейное” напряжение).
Там, где мы соединили все три фазы вместе в одной точке (это называется соединением по схеме “звезда”), мы получили “нейтраль” (G на рисунке).
В ней, как нетрудно догадаться (или посчитать по формулам тригонометрии) напряжение равно нулю.

Пока просто попробуем подключить генератор к нагрузке, стоящей рядом.
Если все три выходящие из генератора линии соединить, через сопротивления, во вторую “нейтраль” (точка G), то мы получим так называемый “нулевой провод” (от G до M).

Зачем нам нужен нулевой провод?
Можно было бы дома просто подсоединять одну из фаз на один шпенёк вилки, а другой шпенёк вилки соединять с землёй, и чайник бы кипел.
Вообще, как я понял, так и делают в старых советских домах: там есть только фаза и земля в квартирах.
В новых же домах в квартиры входят уже три провода: фаза, земля и этот «ноль».
Это европейский стандарт.
И правильно соединять именно фазу с нулём, а землю вообще оставить в покое, отдав ей только роль защиты от удара током («заземление»).
Потому что если все на землю ещё и ток будут пускать, то само заземление станет опасным — абсурд получится.
Ещё некоторые мысли по поводу того, зачем нужны все три провода, есть в конце этой статьи, можете сразу пролистать и прочитать.

Теперь попробуем посчитать напряжение между фазой и “нейтралью”.
Вот ещё ссылка с расчётами.
Пусть напряжение между каждой фазой и “нейтралью” равно U.
Тогда напряжение между двумя фазами равно:
U sin(a) – U sin(a + 120) = 2 U sin((-120)/2) cos((2a + 120)/2) = -√3 U cos(a + 60).
То есть, напряжение между двумя фазами в √3 раз больше напряжения между фазой и “нейтралью”.
Поскольку наш трёхфазный ток на подстанции имеет напряжение 380 Вольт между фазами, то напряжение между фазой и нулём получается равным 220 Вольтам.
Для этого и нужен “ноль” – для того, чтобы всегда, при любых условиях, при любых нагрузках в сети, иметь напряжение в 220 Вольт – ни больше, ни меньше.
Если бы не было нулевого провода, то при разной нагрузке на каждую из фаз возник бы “перекос” (об этом ближе к концу статьи), и у кого-то что-то могло бы сгореть.

Ещё один момент: выше мы рассмотрели введение нейтрали у генератора.
А откуда взять нейтраль на дворовой подстанции?
В дворовой подстанции трёхфазное напряжение снижается (трёхфазным) трансформатором до 380 Вольт на каждой фазе.
Это будет похоже на генератор: тоже три катушки, как на рисунке.
Поэтому их тоже можно друг с другом соединить, и получить “нейтраль” на подстанции. А из нейтрали – “нулевой провод”.
Таким образом, из подстанции выходят “фаза”, “ноль” и “земля”, идут в каждый подъезд (своя фаза в каждый подъезд, наверное), на каждую лестничную площадку, в электрораспределительные щитки.

Итак, мы получили все три провода, выходящие из подстанции: “фаза”, “ноль” (“нейтраль”) и “земля”.
“фаза” – это любая из фаз трёхфазного тока (уже пониженного до 380 Вольт).
“ноль” – это провод от (заземлённой – воткнутой в землю – на подстанции) “нейтрали”.
“земля” – это провод от заземления (скажем, припаян к длинной трубе с очень малым сопротивлением, вбитой глубоко в землю).

По подъездам получается такая разводка (если предположить, что подъезд = квартира):

На подстанции фазы с левой стороны все соединены и заземлены, образуя ноль, а в конечных точках – в конце подъезда, после того, как они пройдут по всем квартирам – вообще не соединены никуда.
Потому что если бы в конце каждая фаза была бы замкнута на «ноль», то ток гулял бы себе по этому пути наименьшего (нулевого) сопротивления, и в квартиры (под нагрузку) вообще бы не заходил.
А так, он вынужден будет идти через квартиры.
И делиться будет по правилу параллельного тока: напряжение в каждую квартиру будет идти одно и то же, а сила тока – тем больше, чем больше нагрузка.
То есть, в каждую квартиру сила тока будет идти “каждому по потребностям” (и проходить через счётчик, который это всё будет считать).
Но для того, чтобы ток был постоянным по мере включения и отключения новых потребителей, нужно, чтобы сила тока в общем проводе каждый раз сама подстраивалась под подлюченную нагрузку.

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

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

Фазу и землю тянуть не получится (в общем случае).
Это выше мы посчитали, что напряжение между фазой и нулём всегда равно 220 Вольтам.
А вот чему равно напряжение между фазой и землёй – это не факт.
Если бы нагрузка на всех трёх фазах всегда была равной (см. схему “звезды”), то напряжение между фазой и землёй было бы всегда 220 Вольт (просто вот такое совпадение).
Если же на какой-то из фаз нагрузка будет значительно больше нагрузки на других фазах (скажем, кто-нибудь включит супер-сварочную-установку), то возникнет “перекос фаз”, и на малонагруженных фазах напряжение относительно земли может подскочить вплоть до 380 Вольт.
Естественно, техника (без «предохранителей») в таком случае горит, и незащищённые провода тоже, что может привести к пожару.
Точно такой же перекос фаз получится, если провод “нуля” оборвётся или отгорит на подстанции.
Поэтому в домашней сети нужен ноль.

Тогда зачем нам в доме нужен провод “земли”?
Для того, чтобы “заземлять” корпусы электроприборов (компьютеров, чайников, стиральных и посудомоечных машин), для того, чтобы от них не било током.
Приборы тоже иногда ломаются.
Что будет, если провод фазы, где-нибудь внутри прибора, отвалится и упадёт на корпус прибора?
Если корпус прибора вы заранее заземлили, то возникнет “ток утечки” (упадёт ток в основном проводе фаза-ноль, потому что почти всё электричество устремится по пути меньшего сопротивления – по почти прямому замыканию фазы на ноль).
Этот ток утечки будет замечен “Устройством Защитного Отключения” (УЗО), и оно разомкнёт цепь.
УЗО наблюдает за входящим в квартиру током (фаза) и изходящим из квартиры током (ноль), и размыкает цепь, если эти токи не равны.
Если эти токи разные – значит, где-то “протекает”: где-то фаза имеет какой-то контакт с землёй.
Если эта разница резко подскакивает – значит, где-то в квартире фаза замкнула на землю.
Если бы в щитке не стояло УЗО, и вышеупомянутый провод фазы внутри корпуса, скажем, компьютера, отвалился бы, и замкнулся бы на корпус компьютера, и лежал бы так себе, а, потом, через пару дней, человек стоял бы рядом, и разговаривал по телефону, оперевшись одной рукой на корпус компьютера, а другой рукой – скажем, на батарею отопления, то догадайтесь, что бы стало с этим человеком.
Так что “земля” тоже нужна.

Поэтому нужны все три провода: “фаза”, “ноль” и “земля”.

В квартире к каждой розетке подходит своя тройка проводов “фаза”, “ноль”, “земля”.
Например, из щитка на лестничной площадке выходят три этих провода (вместе с ними ещё телефон, витая пара для интернета и мб какое-нибудь кабельное ТВ), и идут в квартиру.
В квартире на стене висит внутренний щиток.
Там на каждую “точку доступа” к электричеству стоит свой “автомат”.
От каждого автомата своя, отдельная, тройка проводов уже идёт к “точке доступа”: тройка к печке, тройка к посудомойке, тройка на зальные розетки и свет в люстре, и т.п..
Каждый “автомат” изготовлен на заводе под определённую максимальную силу тока.
Поэтому он “вырубается”, если вы даёте слишком большую нагрузку на “точке доступа” (например, включили слишком много всего мощного в розетки в зале).
Также, автомат “вырубится” в случае “короткого замыкания” (замыкания фазы на ноль), чем спасёт вашу квартиру от пожара.
Вас самих он не спасёт (слишком медленный). Вас спасёт толькоУЗО.

Под конец, просто так, напишу немного про “трансформатор” (читать не обязательно).

Я пробовал несколько раз понять, как он работает, но так и не понял…

Сила тока в цепи всегда подстраивается под подключённую нагрузку.
Для понимания этого факта можно рассмотреть, как работает трансформатор на подстанции.

Трансформатор – это сердечник, на котором две катушки: по одной ток входит, а по другой – выходит.

Если мы не выводим оттуда ток, то вводящая катушка – сама по себе, и она создаёт магнитный поток, который в свою очередь создаёт “сопротивляющееся напряжение” (это называется “ЭДС самоиндукции”), равное напряжению во вводящей цепи, и сводящее его в ноль.
Это “природное” свойство катушки (“индуктивности”) – она всегда сопротивляется какому бы то ни было изменению напряжения.
И по подключенному участку вводящей цепи ток практически не идёт (этот участок отводится от ЛЭП параллельно, чтобы, если в нём ток пропадёт, то у всех остальных ток остался), и практически нет потерь на таком “холостом ходу” трансформатора.

Потеряется только малость энергии, в том числе энергия, потраченная на “гистерезис” сердечника и на разогрев сердечника вихревыми токами (поэтому особо мощные трансформаторы погружают в масло для постоянного охлаждения).

Магнитный поток, распространяясь по сердечнику внутрь выводящей катушки, создаёт в ней тоже напряжение, которое могло бы вызвать протекание тока, но поскольку в данном случае к выводящей цепи мы ничего не подключили, то тока там не будет.

Если же мы начинаем выводить ток – замыкаем выводящую цепь – то по выводящей катушке начинает идти ток, и она тоже начинает создавать своё магнитное поле в сердечнике, противоположное магнитному полю, создаваемому вводной катушкой. Из-за этого ЭДС самоиндукции вводной катушки уменьшается, и более не компенсирует напряжение во вводной цепи, и по вводной цепи начинает течь ток. Ток нарастает до тех пор, пока магнитный поток “не станет прежним”. Как это – я хз, в википедии так написано, а сам я так и не понял, как этот трансформатор работает.

Поэтому получается, что ток на выходе из трансформатора сам себя регулирует: если нет нагрузки, то там не течёт ток; если есть нагрузка – то ток течёт соответствующий нагрузке.
И если мы смотрим телевизор, а потом соседи включают пылесос, то у нас обоих ничего не “вырубается”, так как сила тока тут же подстраивается под нас – потребителей электроэнергии.

Для чего нужны фаза, ноль и заземление

Как окрашиваются провода фазы

При работе с проводкой наибольшую опасность представляют фазные провода. Прикосновение к фазе, при определенных обстоятельствах, может стать летальным, потому, наверное, для них выбраны яркие цвета. Вообще, цвета проводов в электрике позволяют быстрее определить которые из пучка проводов наиболее опасны и работать с ними очень аккуратно.

Расцветка фазных проводов

Чаще всего фазные проводники бывают красного или черного цвета, но встречается и другая окраска: коричневый, сиреневый, оранжевый, розовый, фиолетовый, белый, серый. Вот во все эти цвета может быть окрашены фазы. С ними проще будет разобраться, если исключить нулевой провод и землю.

На схемах фазные провода обозначаются латинской (английской) буквой L. При наличии нескольких фаз, к букве добавляют численное обозначение: L1, L2, L3 для трехфазной сети 380 В. В другой версии первая фаза обозначается буквой A, вторая —  B, третья — C.

Цвет провода заземления

По современным стандартам, проводник заземления имеет желто-зеленый цвет. Выглядит это обычно как желтая изоляция с одной или двумя продольными ярко-зелеными полосами. Но встречаются также окраска из поперечных желто-зеленых полос.

Такого цвета могут быть заземление

В некоторых случаях, в кабеле могут быть только желтые или ярко-зеленые проводники. В таком случае «земля» имеет именно такой цвет. Такими же цветами она отображается на схемах — чаще ярко-зеленым, но может быть и желтым. Подписывается на схемах или на аппаратуре «земля» латинскими (английскими) буквами PE. Так же маркируются и контакты, к которым «земляной» провод надо подключать.

Иногда профессионалы называют заземляющий провод «нулевой защитный», но не путайте. Это именно земляной, а защитный он потому, что снижает риск поражения током.

Какого цвета нулевой провод

Ноль или нейтраль имеет синий или голубой цвет, иногда — синий с белой полосой. Другие цвета в электрике для обозначения нуля не используются. Таким он будет в любом кабеле: трехжильном, пятижильном или с большим количеством проводников.

Какого цвета нулевой провод? Синий или голубой

Синим цветом обычно рисуют «ноль» на схемах, а подписывают латинской буквой N. Специалисты называют его рабочим нулем, так как он, в отличие от заземления, участвует в образовании цепи электропитания. При прочтении схемы его часто определяют как «минус», в то время как фаза считается «плюсом».

Как проверить правильность маркировки и расключения

Цвета проводов в электрике призваны ускорить идентификацию проводников, но полагаться только на цвета опасно — их могли подключить неправильно. Потому, перед началом работ, стоит удостовериться в том, правильно ли вы определили их принадлежность.

Берем мультиметр и/или индикаторную отвертку. С отверткой работать просто: при прикосновении к фазе загорается светодиод, вмонтированный в корпус. Так что определить фазные проводники будет легко. Если кабель двухжильный, проблем нет — второй проводник это ноль. Но если провод трехжильный, понадобиться мультиметр или тестер —  с их помощью определим какой из оставшихся двух фазный, какой — нулевой.

Определение фазного провода при помощи индикаторной отвертки

На приборе переключатель выставляем так, чтобы выбранной была шакала более 220 В. Затем берем два щупа, держим их за пластиковые ручки, аккуратно дотрагиваемся металлическим стержнем одного щупа к найденному фазному проводу, вторым — к предполагаемому нулю. На экране должно высветиться 220 В или текущее напряжение. По факту оно может быть значительно ниже — это наши реалии.

Если высветилось 220 В или чуть больше — это ноль, а другой провод — предположительно «земля». Если значение меньше, продолжаем проверку. Одним щупом снова прикасаемся к фазе, вторым — к предполагаемому заземлению. Если показания прибора ниже чем при первом измерении, перед вами «земля» и она должна быть зеленого цвета. Если показания оказались выше, значит где-то напутали при и перед вами «ноль». В такой ситуации есть два варианта: искать где именно неправильно подключили провода (предпочтительнее) или просто двигаться дальше, запомнив или отметив существующее положение.

И, в завершение, позвольте совет: при прокладке проводки и соединении проводов соединяйте всегда проводники одного цвета, не путайте их. Это может привести к плачевным результатам — в лучшем случае к выходу аппаратуры из строя, но могут быть травмы и пожары.

Определение ноля трансформатора

Определять нейтраль в промышленных трансформаторах нужно, если проводится их параллельное подключение друг к другу. Этот процесс называется фазировкой. Ее цель – установить совпадение по фазе преобразователя и сети или двух преобразователей. Суть фазировки – поиск выводов, между которыми напряжение нулевое.

Обмотки до 0,4 кВ проверяются вольтметром, для 10 кВ требуется указатель напряжения, от 10 кВ – измерительный трансформатор.

В городской квартире не нужно знать, как же определить ноль на трансформаторе, так как ток в сети переменный. На выводах местоположение фазы и ноля зависит от направления обмоток, поэтому меняется с изменением способа подключения. При необходимости определить ноль на работающем оборудовании нужно прикоснуться к выводам индикаторной отверткой. На выводе нулевого провода напряжения нет.

Если прибор показывает, что фазы нет, это не значит, что есть ноль. Необходимо проверить все возможные варианты.

Во многих регионах напряжение в электросети нестабильное. Многие владельцы частных домов устанавливают индивидуальные трансформаторы. Широко применяются так же мини-преобразователи, понижающие напряжение до 10-20 В. Они защищают от поражения током, экономят электроэнергию, продлевают срок эксплуатации бытовых приборов. При их подключении желательно знать, откуда берется нейтраль и как подключается к сети.

Определение мультиметром или тестером

Начнем с того, что определить фазу лучше всего с помощью отвертки, совмещенной с индикатором. Будем исходить из того, что если в хозяйстве есть мультиметр, индикатор найдется наверняка. В крайнем случае, можно сделать следующее. В некоторых случаях может помочь определение с помощью мультиметра напряжения между проводом и трубой отопления или водоснабжения. К сожалению, результат здесь не всегда предсказуем. Чаще всего, напряжение между фазой и системой отопления близко к 220 В, во всяком случае, оно должно быть выше, чем между тем же отоплением и нулем. Картина может измениться, например, если вороватый сосед использует трубы отопления как рабочее заземление.

В трехпроводных схемах мультиметр покажет рабочее напряжение между проводником, на который подана фаза и любым из двух других. Определение, какой ноль рабочий, а какой – земля, можно проводить по методике, изложенной выше, то есть, отсоединив на щитке один из приходящих нулей и воспользовавшись контрольной лампой.

Основные определения по теме Общее заземление

Защитное заземление — соединение проводящих частей оборудования с грунтом Земли через заземляющее устройство с целью защиты человека от поражения током.Заземляющее устройство — совокупность заземлителя (то есть проводника, соприкасающегося с землёй) и заземляющих проводников.Общий провод — проводник в системе, относительно которого отсчитываются потенциалы, например, общий провод БП и прибора.Сигнальное заземление — соединение с землёй общего провода цепей передачи сигнала.Сигнальная земля делится на цифровую землю и аналоговую. Сигнальную аналоговую землю иногда делят на землю аналоговых входов и землю аналоговых выходов.Силовая земля — общий провод в системе, соединённый с защитной землей, по которому протекает большой ток.Глухозаземлённая нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая к заземлителю непосредственно или через малое сопротивление.Нулевой провод — провод, соединённый с глухозаземлённой нейтралью.Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству.Зануление — соединение оборудования с глухозаземлённой нейтралью трансформатора или генератора в сетях трёхфазного тока или с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока.

Заземление АСУ ТП принято подразделять на:

  1. Защитноое заземление.
  2. Рабочеее заземление, или функциональное FE.

Чем грозит обрыв фазного или нулевого провода

С течением времени в розетках, переходных коробках, выключателях можно наблюдать обрыв провода. Это может произойти вследствие некачественного соединения, когда нагрузка была больше допустимой. Когда пропадает ноль или фаза в квартире, электротехнические устройства и приборы прекращают работу.


Определение фазы на участке квартиры

Эта же ситуация будет ставить в известность потребителя, если произойдет обрыв провода на одном из участков питания до вводного или распределительного щита, тогда не только одна, но и все квартиры, питающиеся от оборванной фазы, останутся без электричества, но другие потребители, питающиеся от других фаз, будут его получать. Когда обрывается ноль, обесточиваются все квартиры в доме.

Определение фазы и нуля в помещении

Домашним инструментом для определения фазы служит отвертка-индикатор, которая в своем устройстве имеет:

  • токопроводящий наконечник по форме отвертки, который вставляют в одно из отверстий розетки для нахождения фазы;
  • резистор ограничения тока;
  • светодиод или неоновую лампочку, назначение которых — показать, что при их горении это и есть фаза;
  • с другой стороны пробника металлический контакт для пальца руки, которым создается цепь для протекания безопасного тока.


Определение фазы тока

Когда в проверяемом контакте есть свечение светодиода, то это и есть фаза. Значит, второй контакт — ноль. Можно также для определения использовать тестер или другой измерительный прибор напряжения, когда выполнено подключение защитного провода. В этом случае между фазой и рабочим нулем будет показываться 220 В, а между защитой и нулем стрелка не будет отклоняться.

Поиск неисправностей

Работоспособность схемы питания квартиры изображена простым определением. Наличие фазы или рабочего нуля — не совсем правильный подход, так как кроме этого надо соблюсти еще ряд мероприятий — учесть положение включающих устройств, наличие в розетках потребителей с нагревательными элементами, но выключенных кнопкой на приборе.


Нахождение электричества

По этой причине поиск обрыва сети надо проводить при пустых розетках и выключенных устройствах включения (выключателях), кроме тех случаев, когда обрыв может находиться на линии от выключателя до светильника. Типовая схема разводки электропитания в квартире — это когда на розетки приходит фаза и рабочий ноль, а на осветительный прибор через выключатель — фаза. Ноль на светильник обычно подается напрямую от распределительной коробки, что представлено на фото ниже:

Фаза и ноль: их значение в сети питания

Электроэнергия подается к потребительским розеткам от подстанций, которые уменьшают поступающее напряжение до 380 В. Вторичная обмотка такого трансформатора имеет соединение «звезда» — три его контакта связываются между собой в точке «0», остальные три вывода идут к клеммам «А»/«В»/«С».

Соединенные в точке «0» провода подсоединяются к «земле». В этой же точке происходит деление проводника на «ноль» (обозначен синим цветом) и защитный «РЕ»-кабель (желто-зеленая линия).

Данная модель прокладки проводов пользуются во всех возводимых ныне домах. Она называется — система «TN-S». Согласно этой схеме к распределительному оборудованию дома подходят три кабеля фазы и два указанных нуля.

Все электропровода с подстанций подсоединяются к щитку, образуя систему из трех фаз. Далее уже происходит разделение по отдельным подъездам. В каждую из квартир подъезда подается напряжение лишь одной фазы — 220 В (провода «О»/«А») и защитный «РЕ»-кабель.

Вся возникающая нагрузка на систему электроснабжения при такой схеме распределяется в равномерном количестве, поскольку на каждом этаже дома выполняется разводка и подключение конкретных щитков к определенной электролинии напряжением в 220 В.

Схема подводимого напряжения представляет собой «звезду», которая в точности повторяет все векторные характеристики питающей подстанции. Когда в розетках нет никаких потребителей, то ток в данной цепи не протекает.

Цвет провода заземления

По современным стандартам, проводник заземления имеет желто-зеленый цвет. Выглядит это обычно как желтая изоляция с одной или двумя продольными ярко-зелеными полосами. Но встречаются также окраска из поперечных желто-зеленых полос.

Такого цвета могут быть заземление

В некоторых случаях, в кабеле могут быть только желтые или ярко-зеленые проводники. В таком случае «земля» имеет именно такой цвет. Такими же цветами она отображается на схемах — чаще ярко-зеленым, но может быть и желтым. Подписывается на схемах или на аппаратуре «земля» латинскими (английскими) буквами PE. Так же маркируются и контакты, к которым «земляной» провод надо подключать.

Иногда профессионалы называют заземляющий провод «нулевой защитный», но не путайте. Это именно земляной, а защитный он потому, что снижает риск поражения током.

2

Цветовое обозначение провода заземления

Согласно нормам использования электрического оборудования, все оно должно подключатся к сети, в которой имеется провод заземления. Именно при таком раскладе на технику будет распространяться гарантия производителя. Согласно ПУЭ защита заключается в желто-зеленую оболочку, причем цветовые полосы должны быть строго вертикальными. При другом расположении такая продукция считается нестандартной. Часто можно встретить в кабеле жилы с оболочкой ярко-желтого или зеленого окраса. В таком случае именно их используют в качестве заземления.

В некоторых странах допускается монтаж жилы заземления без оболочки, а вот если вам повстречался кабель зелено-желтого цвета с синей оплеткой и обозначением PEN, то перед вами заземление, совмещенное с нейтралью. Следует знать, что земля никогда не подключается к устройствам защитного отключения, расположенным в распределительном щитке. Провод заземления подключают к шине заземления, к корпусу либо металлической дверке распредщитка.

Рекомендуем: Высота установки розеток и выключателей от пола по евростандарту

На схемах можно увидеть различное обозначение заземления, поэтому чтобы избежать путаницы рекомендуем вам использовать нижеприведенную памятку:

Цветовая маркировка изоляции проводов

ФАЗА, НОЛЬ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти.

В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток. а в быту мы используем, как правило, однофазный. Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов (рисунок 1), причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично. Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения (рисунок 2).

Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки (Lт) трансформатора подстанции (1), соединительной линии (2), электропроводки нашей квартиры (3). (Здесь обозначение фазы L, нуля — N).

Еще момент — чтобы по этой цепи протекал ток, в квартире должен быть включен хотя бы один потребитель электроэнергии Rн. В противном случае тока не будет, но НАПРЯЖЕНИЕ на фазе останется.

Один из концов обмотки Lт на подстанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом (Змл). Тот провод, который идет от этой точки является нулевым, другой — фазовым.

Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между «нулем» и «землей» будет близко к нулевому значению (определяется сопротивлением заземления), а «земля» — «фаза», в нашем случае 220 Вольт.

Кроме того, если гипотетически ( На практике так делать нельзя! ) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от подстанции (рис.3), напряжение «фаза» — «ноль» у нас будет те же 220 Вольт.

Что такое фаза и ноль разобрались. Давайте поговорим про заземление. Физический смысл его, думаю уже ясен, поэтому предлагаю взглянуть на это с практической точки зрения.

При возникновении по каким- либо причинам электрического контакта между фазой и токопроводящим (металлическим, например) корпусом электроприбора, на последнем появляется напряжение.

В описанной выше ситуации защиту от поражения электрическим током может также обеспечить устройство защитного отключения.

При касании этого корпуса может возникнуть, протекающий через тело электрический ток. Это обусловлено наличием электрического контакта между телом и «землей» (рис.4). Чем меньше сопротивление этого контакта (влажный или металлический пол, непосредственный контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи отопления, металлические водопроводные трубы) тем большая опасность Вам грозит.

Решение подобной проблемы состоит в заземлении корпуса (рисунок 5), при этом опасный ток «уйдет» по цепи заземления.

Конструктивно реализация этого способа защиты от поражения электрическим током для квартир, офисных помещений состоит в прокладке отдельного заземляющего проводника РЕ (рис.6), который впоследствии заземляется тем или иным образом.

Как это делается — тема для отдельного разговора, поскольку существуют различные варианты со своими достоинствами, недостатками, но для дальнейшего понимания этого материала они не принципиальны, поскольку предлагаю рассмотреть нескольку сугубо практических вопросов.

Обрыв нуля, отгорание нуля – последствия!

Рейтинг:  5 / 510Обрыв нуля, отгорание нуля – последствия!

«Все, что нас не убивает, делает нас сильнее». Спорное утверждение.

Его точно нельзя отнести к электричеству, потому что воздействие тока на человеческий организм зависит от огромного количества факторов начиная с температуры тела и заканчивая наличием болезней.

Разумеется, никто не застрахован от попадания под напряжение. Зато легко можно уменьшить вероятность такого происшествия. В этой статье расскажем подробно про обрыв или отгорание нуля, последствия этого, и меры защиты.

Как известно, наибольшее распространение получили три схемы питания электроприемников: треугольник, звезда и звезда с нулем. Первые две применяются преимущественно там, где нагрузка распределена равномерно по трем фазам.

Совет

Например, по таким схемам соединяются обмотки электродвигателей или трансформаторов. В жилых и общественных зданиях использую схему соединения «звезда с нулем» – обычная звезда с нулевым проводом.

Чем обусловлено ее применение?

Дело в том, что в жилом и общественном секторе нагрузка однофазная: одна квартира (этаж или частный дом) питается от одной фазы, следующая – от второй, еще одна – от третьей, далее – по второму кругу. Так как в вводной щит подходит три фазы напряжения, количество квартир в доме или подъезде кратно трем.

Этим пытаются добиться равномерной загрузки трех фаз. Однако нельзя достичь того, чтобы все квартиры включали и выключали электроприборы в одно и то же время. Чтобы сохранить симметричной трехлучевую звезду напряжений (слева), применяют нулевой проводник.

Неравномерность электрических нагрузок в виде электрического тока буквально стекает в землю по нулевому проводу (ток  на рисунке).

Фото 1: графики эл. нагрузок в виде эл. тока

Сейчас квартиры и офисы наполнены бытовой электроникой – компьютерами, источниками бесперебойного питания, светодиодными лампами. Эти приборы создают токи большой частоты, которые тоже стекают в землю по нулевому проводу.

Токи нагревают место плохого контакта – а там наибольшее сопротивление. От нагрева сопротивление растет еще больше, это, в свою очередь, приводит в большему нагреву, в итоге нулевой провод может отгореть.

Рассмотрим этот вполне реальный случай; те же рассуждения будут при обрыве нулевого провода по каким-то другим причинам.

Фото 2: обгоревший нуль

Отгореть провод может в разных местах, которые можно свести к двум случаям:

1) обрыв общий: в трехфазном этажном щитке или вводном щите;

2) обрыв индивидуальный: в автомате, защищающем квартиру, или распределительной коробке, или розетке.

Во втором случае возможны два варианта: или в квартире/розетке просто пропадет напряжение, или напряжение 220-230 В будет даже там, где его совсем не ждут.

Может сложиться интересная картина: электроприборы работать не будут, и мультиметр покажет, что в розетке нет напряжения. На самом же деле напряжение будет и на фазе, и на нуле.

Напряжение с фазы на ноль может передаться через электрическую цепь какой-нибудь нагрузки, соединяющей фазу и ноль, будь то лампочка или зарядное устройство.

Обратите внимание

И если схема защитного заземления в квартире собрана неправильно, на корпусе микроволновки или стиральной машинки может появиться напряжение в 220 В. Опять же обычный автоматический выключатель этого не заметит. Защита техники от последствий обрыва достигается установкой в щитке реле контроля напряжения.

Фото 3: вольтметры

Перейдем от слов к цифрам. Обозначим напряжение в месте обрыва (или присоединения) нулевого провода как ,  – сопротивление фазы X или нулевого провода N. – ток в фазе X или нулевом проводе N. Все эти величины комплексные, т.е.

в расчетах надо учитывать сдвиг фаз в 120°.

Расчеты токов и напряжений в нормальном режиме (вместо  подставляем сопротивление нулевого провода) и при обрыве нуля ( ) проводят в таком порядке: ищут напряжение  в нулевой точке, вычисляют «искаженное» фазное напряжение  и ток в фазе .

В нормальном режиме ток в «нуле» равен суме комплексных фазных токов.

Социальные кнопки для Joomla

В чем отличие фазного проводника от нулевого?

Назначение фазного кабеля – подача электрической энергии к нужному месту. Если говорить о трехфазной электросети, то в ней на единственный нулевой провод (нейтральный) приходится три токоподающих. Это обусловлено тем, что поток электронов в цепи такого типа имеет фазовый сдвиг, равный 120 градусам, и наличия в ней одного нейтрального кабеля вполне достаточно. Разность потенциалов на фазном проводе составляет 220В, в то время как нулевой, как и заземляющий, не находится под напряжением. На паре фазных проводников значение напряжения составляет 380 В.

Линейные кабели предназначены для соединения нагрузочной фазы с генераторной. Назначение нейтрального провода (рабочего нуля) заключается в соединении нулей нагрузки и генератора. От генератора поток электронов перемещается к нагрузке по линейным проводникам, а его обратное движение происходит по нулевым кабелям.

Нулевой провод, как было сказано выше, не находится под напряжением. Этот проводник выполняет защитную функцию.

Назначение нулевого провода заключается в создании цепочки с низким показателем сопротивления, чтобы в случае короткого замыкания величины тока хватило для немедленного срабатывания устройства аварийного отключения.

Таким образом, за повреждением установки последует ее быстрое отключение от общей сети.

В современной проводке оболочка нейтрального проводника бывает синей или голубой. В старых схемах рабочий нулевой провод (нейтраль) совмещен с защитным. Такой кабель имеет покрытие желто-зеленого цвета.

В зависимости от назначения электропередающей линии она может иметь:

  • Глухозаземленный нейтральный кабель.
  • Изолированный нулевой провод.
  • Эффективно-заземленный ноль.

Первый тип линий все чаще используется при обустройстве современных жилых зданий.

Чтобы такая сеть функционировала правильно, энергия для нее вырабатывается трехфазными генераторами и доставляется также по трем фазным проводникам, находящимся под высоким напряжением. Рабочий ноль, являющийся по счету четвертым проводом, подается от этой же генераторной установки.

Наглядно про разницу между фазой и нолем на видео:

Вывод

Главная отличительная особенность «нуля» и «земли» в их назначении. «Нуль» совместно с фазой предназначен для питания электроприборов, а «земля» для защиты людей и животных от поражения электрическим током, если случится пробой. Рабочий «нуль» можно использовать в качестве «земли», если не нарушаются условия ПУЭ 1.7.83. Мы же рекомендуем класть проводку сразу с заземляющим проводником, что исключает необходимость использовать «ноль» не по назначению.

Проверьте свои знания в электрике:

  • Почему между фазой и нолем 220 В, а между фазами 380 В?
  • Почему в США напряжение в сетях 110 В, а в России 220 В?

Как определить фазу и ноль в розетке

Как известно, электричество, которое поставляется к нам в дом, является трёхфазным. Напряжение между любыми двумя выходами составляет 380 В. В то же время, мы знаем, что используемое в бытовых приборах напряжение, равно 220 В. Как одно преобразуется в другое?

  • Способы определения ↓
  • Пошаговые инструкции ↓
  • Использование фазового тестера ↓
  • Использование индикаторной отвёртки ↓
  • Как различить заземление и нулевой провод при отключённой фазе? ↓
  • В каких случаях может понадобиться? ↓

Важную роль здесь играет нулевой провод. Если замерять напряжение между одной из фаз и этим проводом, то оно как раз и будет равно 220 В. В более современных розетках, предусмотрен дополнительно ещё один нулевой выход — это так называемый защитный ноль.

Возникает естественный вопрос о том, какова разница между двумя упомянутыми нулями? Первый из них, «рабочий ноль» (его мы стараемся определить) — это нейтральный контакт на трёхфазной установке генераторной подстанции, подключённый к нейтральному контакту трёхфазной установке в доме или отдельном подъезде.

Он может быть при этом, вообще не заземлён. Основное назначение состоит в создании замкнутой электрической цепи при питании бытовых приборов. Во втором случае, речь идёт именно о заземлении. Его обычно называют «защитное заземление».

В связи с достаточно сложной природой переменного тока, есть некоторые типичные взгляды на нулевой провод и на заземление, которые могут не соответствовать реальному положению вещей:

  1. «На нулевом вообще нет напряжения. » Это не так. Он подключён к нулевому разъёму на подстанции и предназначен для создания разности потенциалов на выходе. Иногда он находится под напряжением.
  2. «Если есть заземление, то короткого замыкания точно не будет.» В большинстве случаев, это так. Но при слишком быстром нарастании тока, он может не успеть вовремя уйти через заземление.
  3. «Если в кабеле две жилы одинаковые, а третья отличается, то это наверняка земля.» Так должно быть, но иногда это не так.

Способы определения

Цифровой мультиметр

Определение нуля и фазы путём использования мультиметра. Этот прибор очень полезен для работ с электричеством. Он включает в себя различные возможности. Он может быть и амперметром и вольтметром или омметром.

Также, могут быть, в зависимости от конкретного типа, и другие возможности (например, измерение частоты). Эти приборы могут быть как аналоговыми, так и цифровыми.

Использование индикаторной отвёртки. В этой отвёртке имеется прозрачная ручка. Если вставить её в розетку определённым образом, то при попадании на фазу загорится лампочка.

Есть несколько конструкций таких отвёрток. В самом простом случае, при тестировании нужно прикоснуться к концу ручки. Без этого огонёк не загорится.

При визуальном тестировании, назначение проводов можно определить по их расцветке.

Использование специального фазового тестера. Это небольшой цифровой прибор, который помещается в ладони. Один из проводов нужно держать в руке, другим проверяют фазу.

Пошаговые инструкции

Расскажем более подробно о том, как производить такие работы.

При использовании мультиметра, нужно правильно установить его рабочий диапазон. Он должен составлять 220 В для переменного напряжения.

С его помощью можно решить две задачи:

  1. Определить, где фаза, а где «рабочий ноль» или заземление.
  2. Определить, где, собственно, заземление, а где нулевой выход.

Расскажем сначала о том, как выполнить первую задачу. Перед началом, нужно правильно выставить рабочий диапазон прибора. Сделаем его больше, чем 220 В.  Два щупа подключены к гнёздам «COM» и «V».

Берём второй из них и прикасаемся к тестируемому отверстию розетки. Если там фаза, то на мультиметре высветится небольшое напряжение. Если фазы там нет, то будет показано нулевое напряжение.

Во втором случае, рабочее напряжение должно составлять 220В. Один провод вставляем туда, где есть фаза. Другим тестируем остальные. При попадании на заземление, будет показано ровно 220 В, в другом случае, напряжение будет немного меньше.

Использование фазового тестера

Один провод держим аккуратно пальцами, другой используем для тестирования. Если в розетке попадаем на фазу, то цифры на индикаторе будут гораздо больше нуля. При попадании на ноль, на экране также будет показан ноль или незначительная величина напряжения.

Это устройство удобно как общедоступностью на рынке радиоизмерительного оборудования, так и тем, что измерения производятся с достаточно высокой точностью.

Использование индикаторной отвёртки

Она представляет собой на вид обычную отвёртку, но с небольшим отличием. У неё прозрачная ручка с маленькой лампочкой внутри. Это, на первый взгляд, достаточно примитивное устройство, на самом деле очень удобно.

Его достаточно просто вставить в отверстие розетки, прикоснувшись при этом пальцем к противоположному концу отвёртки. Если есть фаза, то лампочка загорится. Если там нулевой провод или заземление, то она гореть не будет. Важно помнить, что категорически запрещено в процессе измерения прикасаться к металлической части отвёртки. Это может привести к удару током.

В некоторых случаях, фазу и нулевой провод можно определить без каких-либо приборов или приспособлений. Это можно сделать, если правильно прочесть маркировку. Это ненадёжный способ, но в некоторых случаях он может оказаться полезным.

При работе в современных домах, правила такой маркировки обычно соблюдаются.

Итак, в чём же они состоят:

  1. Тот провод, где находится фаза, обычно имеет коричневый или чёрный цвет.
  2. Нулевой, принято обозначать проводом, имеющим голубой цвет.
  3. Зелёным или жёлтым цветом обозначается провод, который служит для заземления.

Эти правила могли быть другими в предыдущие периоды времени. Также, в последующем они могут измениться. Поэтому, описанный способ годится только для предварительного тестирования назначения проводов.

Как различить заземление и нулевой провод при отключённой фазе?

Предположим, что ток в сети отсутствует. Есть ли какое-нибудь различие в этом случае между заземлением и нулевым проводом?  На первый взгляд может показаться что они очень похожи друг на друга.

На самом деле, их функции всё же различаются. Заземление предназначено для аварийных ситуаций. Через него электрический заряд уходит в землю. Нулевой провод — это часть электрической цепи для питания бытовых электроприборов в доме.

Здесь, ток, в отличие от заземления, присутствует. Как же можно различить их? При отключённой фазе нужно просто измерить ток между этим проводом и точно известным заземлением. Если это нулевой провод, то ток, хотя и небольшой, в этом случае будет. Если же тут заземление, то никакого тока здесь быть не может.

В каких случаях может понадобиться?

При огромном разнообразии существующих электрических приборов, существует разница в том, какое электрическое питание им нужно. В различных случаях, такие вопросы решаются по-разному.

Иногда, для этого используются специальные устройства – переходники. В некоторых случаях, является необходимым просто правильно сделанное подключение к розетке. В частности, при подключении электрической кухонной плиты, есть необходимость при подключении правильно определить, где в розетке фаза, а где «рабочий ноль».

В этом, и в аналогичных случаях, без такой информации обойтись невозможно.

Другая ситуация, где это необходимо — это разного рода ремонтные работы. При их проведении, нужно знать точно, какой провод под напряжением (он должен или быть отключён или надёжно заизолирован), а какой — нет.

При подключении многих бытовых приборов, действительно не важно с какой стороны будет фаза, а вот для выключателя люстры это может иметь значение. Поясним это.«Фаза» должна подаваться на выключатель, а «ноль» пусть будет подключён напрямую к лампам в люстре.

При этом, в процессе замены лампы в люстре, при выключенном выключателе, человека не ударит током даже в том случае, когда он случайно прикоснётся к патрону люстры.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Разность фаз и фазовый сдвиг

Положение волновой частицы периодической формы волны известно как «Фаза» волны. Полная фаза полного цикла сигнала равна 360 0 .

[адсенс1]

Когда две или более волны одной частоты интерферируют в среде или движутся по одному и тому же пути, «фаза» волн играет важную роль для получения желаемого результата без возникновения шума.

Фазу также можно определить как «относительное смещение двух волн относительно друг друга».

 

Фаза также может быть выражена в радианах и градусах. Один радиан = 57,3 градуса.

Схема

Разность фаз

Разность фаз синусоидальной волны можно определить как «интервал времени, на который волна опережает другую волну или отстает от нее», и разность фаз не является свойством только одной волны, это относительное свойство двух или более волн. Это также называется «фазовым углом» или «фазовым смещением».

Разность фаз, представленная греческой буквой фи (Φ). Полная фаза сигнала может быть определена как 2π радиан или 360 градусов.

Опережающая фаза означает, что волна опережает другую волну с той же частотой, а Отстающая фаза означает, что волна отстает от другой волны с той же частотой.

Фазовая квадратура: когда разность фаз между двумя волнами составляет 90 0 (это может быть = + 90 0 или – 90 0 ), говорят, что волны находятся в «фазовой квадратуре».

Противофаза: когда разность фаз между двумя волнами составляет 180 0 (может быть = + 180 0 или – 180 0 ), то говорят, что волны находятся в «фазовой оппозиции».

Чтобы лучше понять эту концепцию, обратите внимание на рисунок ниже.

Временной интервал и фаза сигнала обратно пропорциональны друг другу. Это означает, что

t град = 1 / (360 f ) (градусы)

t рад = 1 / (6,28 f ) (радиан)

Где f — частота сигнала, а t — период времени.

Например, если две синусоидальные волны имеют одинаковую частоту и фазовый сдвиг π/2 радиан, то фазы волн можно определить как (nπ + 1) и nπ радиан.

Фазовый сдвиг сигналов также может быть представлен в виде периода времени (T). Например, + 6 мс и – 7 мс и т. д.

Вернуться к началу

[adsense2]

Уравнение разности фаз

Разность фаз синусоидальных сигналов может быть выражена приведенным ниже уравнением, используя максимальное напряжение или амплитуду сигналов: )

                  Где

Amax – амплитуда синусоиды измерения

ωt — угловая скорость (радиан/сек)

Φ — фазовый угол. (Радианы или градусы)

Если Φ < 0, то говорят, что фазовый угол волны находится в отрицательной фазе. Точно так же, если Φ > 0, то говорят, что фазовый угол волны находится в положительной фазе.

Соотношение фаз синусоидального сигнала

Каждый сигнал переменного тока будет иметь свой ток, напряжение и частоту. Если напряжение и угловые скорости двух сигналов одинаковы, то их фаза также одинакова в любой момент времени.

На приведенном выше рисунке мы видим три волны, которые начинаются в начале координат, опережают в начале координат и отстают в начале координат соответственно.

Вернуться к началу

Разность фаз сигналов

Не в фазе

Когда чередующиеся сигналы имеют одинаковую частоту, но разные фазы, говорят, что они «не в фазе». Разность фаз не равна нулю для расфазированных волн. Обратите внимание на приведенный ниже рисунок, который описывает несовпадающую по фазе концепцию двух синусоидальных волн. Для синфазных сигналов запаздывание составляет доли длины волны, такие как 1/2, 2/3, 3/5… и т. д.

На приведенном выше рисунке волна «B» опережает на 90 0 (Φ = 90 0 ) волну «A». Таким образом, мы можем сказать, что две волны не совпадают по фазе.

Для волн, не совпадающих по фазе, есть два условия. Это

1. Фаза опережения

2. Фаза отставания

Фаза опережения

Когда два сигнала одной и той же частоты движутся вдоль одной и той же оси, и один сигнал опережает другой, тогда это называется «волна опережающей фазы». .

Уравнения тока и напряжения для опережающих фазированных сигналов:

Напряжение (Vt) = Vm sin ωt

Ток (it) = Im sin (ωt – Φ)

Где Φ — опережающий фазовый угол.

Отставание по фазе

Когда два сигнала одной частоты движутся вдоль одной и той же оси, и один сигнал отстает от другого, это называется «Отставание по фазе».

Уравнения напряжения и тока для опережающих фазированных сигналов:

Напряжение (Vt) = Vm sin ωt

Ток (it) = Im sin (ωt + Φ)

Где Φ — фазовый угол отставания.

Синфазные синусоидальные волны

Когда разница между фазами двух чередующихся волн равна нулю, волны называются синфазными. Это может произойти, когда два сигнала имеют одинаковую частоту и одинаковую фазу. Для синфазных сигналов запаздывание представляет собой целое число длин волн, например 0, 1, 2, 3… Синфазные сигналы показаны на рисунке ниже.

Сигналы на приведенном выше рисунке имеют разную амплитуду (максимальное напряжение), но имеют одинаковую частоту.

Пример: Если две синусоидальные волны A и B не совпадают по фазе, а разность фаз составляет 25 0 , то мы можем объяснить соотношение между волнами как

Волна «A» опережает волну «B» на 25 0 или волна ‘B’ отстает от волны ‘A’ на 25 0 . Таким образом, ток и напряжение этих сигналов также изменяются в зависимости от фазового сдвига нефазированных сигналов.

Вернуться к началу

Соотношение фаз напряжения и тока к R, L, C

Цепь RLC также называется «резонансной схемой». Ниже поясняется поведение напряжения и тока резистора, конденсатора и катушек индуктивности по отношению к фазе.

  • Резистор: В резисторе ток и напряжение находятся в одной фазе. Таким образом, разность фаз между ними измеряется как 0,
  • .
  • Конденсатор: в конденсаторе ток и напряжение не совпадают по фазе, и ток опережает напряжение на 90 0 . Таким образом, разность фаз между током и напряжением в конденсаторе измеряется как 90 0 .
  • Катушка индуктивности: в катушке индуктивности ток и напряжение не совпадают по фазе. Напряжение опережает ток на 90 0 . Таким образом, разность фаз между напряжением и током в конденсаторе измеряется как 90 0 . Это прямо противоположно природе конденсатора.
ПРИМЕЧАНИЕ:

Существует простой способ запомнить соотношение между напряжением и током без какой-либо путаницы. Этот метод C I V I L

Первые 3 буквы C I V означают, что в конденсаторе I (ток) опережает V (напряжение).

 

Наверх

Резюме

  • Мы можем обобщить эту общую концепцию как
  • Фаза: Положение движущейся частицы формы волны называется «Фазой» и измеряется в «Радианах или градусах».
  • Разность фаз: Интервал времени, на который волна опережает другую волну или отстает от нее, называется «Разностью фаз» или «Угол фаз». Он определяется буквой «Ф».
  • Фазовый угол измеряется в «радианах/с» или «градусах/с», а фаза полного цикла указывается как «360 0 ».
  • Не в фазе: когда чередующиеся сигналы имеют одинаковую частоту, но разные фазы, говорят, что они «вне фазы».
  • В фазе: Когда разница между фазами двух чередующихся волн равна нулю, говорят, что они находятся в фазе.
  • Опережающая фаза: сигнал опережает другой сигнал с той же частотой.
  • Отставание фазы: сигнал отстает от другого сигнала с той же частотой.
  • В цепях LRC соотношение фаз между напряжением и током будет
  • В резисторах: фазы напряжения и тока совпадают. Таким образом, разность фаз равна 0,
  • .
  • В конденсаторах: Ток опережает напряжение на 90 градусов. Таким образом, разность фаз равна 90 0 .
  • В индукторах: напряжение опережает ток на 90 градусов. Таким образом, разность фаз равна 90 0 .

Вернуться к началу

Фазовый угол – измерение и подробное объяснение

Периодическая волна – это волна, смещение которой имеет периодическое изменение со временем или расстоянием, или даже с тем и другим. Непрерывный повторяющийся рисунок этой волны помогает определить ее частоту, период и амплитуду. Фазовый угол является одной из важнейших характеристик периодической волны. Это похоже на фразу во многих свойствах. Угловой компонент периодической волны известен как фазовый угол. Это комплексная величина, измеряемая угловыми единицами, такими как радианы или градусы. Представление любой чистой периодической волны выглядит следующим образом.

 

A∠θ, где A — магнитуда, а θ — фазовый угол волны.

 

Как можно измерить фазовый угол?

Измеряется временная задержка между двумя периодическими импульсами. Разность фаз между двумя синусоидальными сигналами одной частоты и без постоянной составляющей можно легко представить, как показано на диаграмме. Как видно, Фазовый угол можно рассматривать как процент временной задержки между двумя периодическими сигналами от периода волны. Эта доля обычно указывается в угловых единицах, при этом полный цикл равен 360 градусам. Например, на рисунке напряжение v1 опережает на 360°/8 или 45° после прохождения нулевого цикла перед вторым напряжением v2. Поскольку фазовый угол часто рассчитывается на основе основной составляющей каждого сигнала, искажение одного или обоих сигналов может привести к ошибкам, величина которых зависит от характера искажения и метода измерения.

 

Большинство современных фазометров основано на использовании детекторов перехода через нуль. Схема выпрямления (например, усилитель с перегрузкой) используется для расчета времени, за которое каждый сигнал пересекает ось нулевого напряжения, после чего следует высокоскоростной компаратор. Это генерирует триггерный импульс в каждом канале, который используется для управления бистабильным триггером. Бистабильный генератор создает прямоугольную волну с рабочим циклом, пропорциональным разности фаз между двумя входными сигналами. Когда этот сигнал интегрируется с соответствующим фильтром, создается постоянное напряжение, которое аналогично представляет угол сдвига фаз. Затем это напряжение отображается на панельном измерителе (аналоговом или цифровом) с соответствующим масштабированием в градусах или радианах. Этот принципиальный прибор может измерять фазовые отклонения с точностью до 0,05° в широком диапазоне амплитуд и частот.

 

Разность фаз

В случае синусоиды разность фаз относится к интервалу времени, на который одна волна отстает или опережает форму волны. Следовательно, это относительное свойство более чем одной формы волны. Он представлен греческой буквой «ɸ». В любой форме сигнала полная фаза составляет 360 градусов или 2π радиан. Ведущая фаза означает, что волна опережает другую, имеющую ту же частоту. Ниже приведены определения двух важных терминов в этой концепции.

 

Фазовая квадратура: говорят, что две волны находятся в фазовой квадратуре, если их разность фаз составляет 90 градусов (положительная или отрицательная).

 

Противофаза: если разность фаз между двумя волнами одной частоты составляет 180 градусов (положительная или отрицательная), то они находятся в противофазе друг с другом.

 

Формула фазового угла и ее связь с разностью фаз

Уравнение разности фаз синусоидального сигнала с использованием максимальной амплитуды и напряжения равно

 

A(t)  = Amax X sin(ωt ɸ)

 

Где Amax – амплитуда синусоидальной волны, ωt – угловая скорость, а ɸ – фазовый угол.

 

Если ɸ > 0, то волна имеет положительную фазу фазового угла. Точно так же, если ɸ < 0, то волна имеет отрицательную фазу фазового угла.

 

Измерение фазового угла

Рассмотрим периодическую волну. Согласно определению фазового угла, это не что иное, как угловая составляющая периодической волны. Вы можете измерить его значение, выполнив следующие шаги.

  • Чтобы измерить фазовый угол, мы должны измерить количество единиц измерения угла между точкой на волне и опорной точкой. Важно отметить, что эталонная точка может присутствовать на той же волне или на другой волне.

  • Проекция вращающегося вектора диаграммы Аргана на вещественную ось является точкой отсчета.

  • Фазовый угол точки — это значение точки на оси абсцисс относительно точки на волне.

 

Как правило, мы можем построить волну в любой стандартной системе координат. Фазовый угол также играет решающую роль в электронике из-за наличия различных синусоидальных волн и напряжения. В электронике фазовый угол относится к отставанию или опережению в количестве электрических градусов между формами напряжения и тока в цепи.

 

Фазовые соотношения напряжения и тока в резонансной цепи

Резонансная цепь широко известна как цепь RLC, состоящая из резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Объяснение поведения напряжения и тока цепи RLC по отношению к фазе следующее.

 

Резистор: напряжение и ток в одной фазе резистора. Следовательно, разность фаз между этими величинами в резисторе равна нулю.

 

Конденсатор: Ток и напряжение в конденсаторе не совпадают по фазе друг с другом. В этом оборудовании ток опережает напряжение на 90 градусов. Следовательно, разность фаз между ними обоими составляет 90 градусов в конденсаторе.

 

Катушка индуктивности: напряжение и ток не совпадают по фазе друг с другом и в катушке индуктивности. В этом устройстве напряжение опережает ток на 90 градусов. Следовательно, разность фаз между напряжением и током в катушке индуктивности составляет 90 градусов. Эта природа противоположна конденсатору.

 

(изображение скоро будет обновлено)

 

На изображении выше показана разность фаз между напряжением и током в катушке индуктивности. Здесь напряжение опережает ток, как показано выше.

 

Синфазные синусоидальные сигналы

Две чередующиеся волны синфазны друг с другом, когда их разность фаз равна нулю. Это возможно, если обе волны имеют одинаковую частоту и одинаковую фазу. Важно отметить, что может быть разница в амплитуде двух синфазных сигналов. В этих типах сигналов запаздывание длин волн представляет собой целое число, например 0, 1, 2, 3… и т. д.

 

(изображение скоро будет обновлено)

 

На приведенном выше изображении показаны два разных сигнала с одинаковой частотой, но разными амплитудами.

Что такое разность фаз в цепях переменного тока? Понятие фазы и разности фаз

Разность фаз определяется как задержка между двумя или более переменными величинами при достижении максимумов или переходов через ноль, что приводит к разнице их фаз. Эта разница между двумя волнами измеряется в градусах или радианах и также известна как 9.0349 фазовый сдвиг .

Иногда определяется как разница между двумя или более синусоидальными сигналами относительно опорной оси. Он обозначается φ и соответствует смещению формы сигнала по горизонтальной оси от общей точки отсчета.

Мы подробно обсудим разность фаз цепей переменного тока позже, сначала давайте разберемся-

Что такое фаза?

Фаза переменных величин определяется в терминах смещения и периода времени. С точки зрения смещения фаза представляет собой угол от контрольной точки, на который вектор, представляющий переменную величину, перемещается до рассматриваемой точки.

Чтобы понять это, взгляните на рисунок, приведенный ниже:

На приведенном выше рисунке ось x является базовой осью, и в момент времени A фаза φ переменной величины равна 0⁰ при смещении, фаза той же величины в момент времени B представляет собой угол (в градусах или радианах), через который прошел вектор, учитывая ту же опорную ось, то есть ось x. Как правило, фаза переменной величины варьируется от 0 от до дюймов рад или 0⁰ до 360⁰ .

Кроме того, с точки зрения периода времени фаза в любой конкретный момент определяется как доля периода времени, на который она опережает относительно контрольного момента. Рассмотрим представление сигнала, приведенное ниже:

Здесь 0 считается эталонным моментом, таким образом, фаза переменной величины в точке A равна T/4, а в точке B равна 3T/4.

Предположим, что сравнение между двумя переменными величинами выполняется в соответствии с перекрытием их пиков и пересечением нуля.

Таким образом, когда пересечения пика и нуля переменных величин с одинаковой частотой совпадают, говорят, что такие величины равны в фазе . Проще говоря, мы можем сказать, что когда две переменные величины одной и той же частоты достигают своих максимальных положительных, отрицательных и нулевых значений в один и тот же момент времени в течение одного полного цикла независимо от их амплитуды, то говорят, что такие величины имеют одинаковую фазу. . Это объяснение ясно показано на рисунке, приведенном ниже:

И наоборот, когда пик и пересечение нуля переменных величин с одинаковой частотой не совпадают, то говорят, что эти величины не совпадают по фазе по отношению друг к другу, и между двумя существует определенная разница в фазе. . Вкратце можно сказать, что когда две переменные величины одной и той же частоты достигают своих положительных и отрицательных пиков и нулевых значений в разные моменты времени в одном полном цикле, рассматривая одну и ту же ось отсчета, то между ними существует разность фаз. Несовпадение по фазе между двумя переменными величинами ясно показано на рисунке ниже:

Уравнение для разности фаз

Общее уравнение переменных величин задается следующим образом:

: φ представляет фазу переменной величины,

A м 5 , 90 амплитуда сигнала ωt представляет собой угловую частоту сигнала.

Здесь φ может быть как положительным, так и отрицательным .

Теперь возникает вопрос, когда φ положительна, а когда отрицательна?

Прежде чем разбираться в положительных и отрицательных фазовых сдвигах, уясните условие нулевой разности фаз.

Таким образом, когда фаза переменной величины равна 0, тогда мгновенное значение синусоидальной величины находится при t = 0, что считается опорным. Цифра, приведенная ниже, указывает φ = 0⁰.

Положительный фазовый сдвиг : Когда переменная величина начинается до t=0, что считается эталоном, положительный наклон переменной величины сдвигается влево, пересекая горизонтальную ось перед эталоном. Таким образом, в таком случае φ>0 и угол будет иметь положительный характер. Это приводит к ведущему фазовому углу.

Обратно можно сказать, что в случае положительной фазы переменная величина имеет некоторое положительное мгновенное значение при t = 0. Это ясно показано ниже:

На приведенном ниже рисунке форма волны напряжения, которая начинается до опорной точки, а другая — это форма волны тока, которая точно начинается в момент t=0, т. е. опорная. Обычно в чисто индуктивной цепи напряжение опережает ток .

Здесь ток отстает от напряжения на угол φ.

Отрицательный фазовый сдвиг : Когда переменная величина начинается после t=0, т. е. контрольной точки, тогда ее положительный наклон смещается вправо и, таким образом, пересекает горизонтальную ось после контрольной точки. Поэтому здесь φ<0, и угол будет иметь отрицательный характер. Когда фазовый угол отрицателен, он представляет собой запаздывающий фазовый угол.

Для отрицательной фазы переменная величина имеет некоторое отрицательное мгновенное значение при t = 0, как показано здесь:

На приведенном ниже рисунке представлены кривые тока и напряжения, и ясно видно, что кривая напряжения начинается после опорного значения, а кривая тока начинается точно с опорного значения. Как правило, в чисто емкостных цепях ток опережает напряжение .

Здесь напряжение отстает от тока на угол φ.

Соотношение между синусоидальными сигналами напряжения и тока очень важно при работе с цепями переменного тока, поскольку они составляют основу анализа цепей переменного тока.

Расчет фазового угла, частота задержки, вычисление фазового сдвига, сдвиг времени между разностью напряжений, время прихода ITD, осциллограф, измерение двух сигналов, формула, угол, ток, напряжение, фи, сдвиг фаз, разность времени,

Расчет фазового угла, время задержки, частота, приход ITD осциллограф измерить два сигнала формула угол ток напряжение phi фазовый сдвиг разница во времени – sengpielaudio Sengpiel Berlin

Немецкая версия
 

Phase in Acoustics
Calculation of phase angle phase difference
phase shift from time delay , time of arrival difference и частота
 
Время задержки звука = задержка времени Δ t (разница во времени) осциллограф – Запаздывание по фазе и сдвиг во времени
Связь между фазой, фазовым углом, частотой, временем прихода Δ t (задержка) и ITD
Угловая частота = частота среза = частота кроссовера и ITD = интерауральная временная задержка

Используемый браузер не поддерживает JavaScript.
Вы увидите программу, но функция не будет работать.


 
Вопрос: Какова формула фазы синусоиды?
Нет фазы синусоиды. Синусоида не имеет фазы.
Фаза может развиваться только между двумя синусоидами.

Две синусоидальные волны взаимно сдвинуты по фазе, если моменты времени
его нулевых переходов не совпадают.
 
 
Слово фаза имеет четкое определение для двух чисто бегущих синусоидальных волн переменного тока,
но не для музыкальных сигналов.
Все эквалайзеры сдвигают фазу по частоте. Без всяких
неподвижной точки никакое «смещение» (перемещение) невозможно.
Специальные приемы: 90° фильтр с двумя всепропускающими фильтрами. Фазы всегда равны разности фаз .
 
Смена полярности (пол-об) никогда не бывает фазовым сдвигом на оси времени t .
 
Синусоидальные сигналы одной частоты могут иметь разность фаз.
 
При наличии фазового сдвига (разности фаз) или фазовой задержки фазового угла φ
(греческая буква фи) в градусах необходимо указать, между какими чистыми сигналами
(синусоидами) это появляется. Так, например, фазовый сдвиг может быть между двумя стереофоническими
сигналы канала слева и справа, между входным и выходным сигналом, между напряжением и
ток, или между звуковым давлением p и скоростью частиц воздуха против .

Что такое амплитуда?


Один полный цикл волны связан с «угловым» смещением
2 π радиан.
 
Фаза φ — угол участка сигнала, указывается в угловых градусах и
обеспечивает ссылку на опорное значение всего сигнала. Для периодических сигналов
полный фазовый угол 360 градусов и период, равный длительности периода.
Типичный вопрос: какова частота и фазовый угол синусоидального сигнала?
Может ли «один» сигнал действительно иметь фазу?
Две «синфазные» волны имеют фазу (угол) φ = 0 градусов.
Если частота = 0 Гц, то напряжения переменного тока нет – есть только постоянное. Тогда не будет
Фазовый угол присутствует.

Какое отношение временная задержка имеет к фазовому углу?

м/с при 3

4 c .

Расчет между фазовым углом φ в радианах (rad), временным сдвигом или временной задержкой Δ t ,
и частота f составляет:
 
Фазовый угол (рад)   
«Боген» означает «радианы». (Временной сдвиг) Разница во времени
Частота   
 
Время = длина пути / скорость звука

Расчет между фазовым углом φ ° в градусах (град), временной задержкой Δ t и
частота f равна:
 
Фазовый угол (градусы)   
(временной сдвиг) Разница во времени    
Частота   
 
λ = c / f   и

Разность времени (длительность) звука на метр
 
Влияние температуры на разность времени Δ t
Зависимость только от температуры воздуха0005

 Температура
воздуха в °C
Скорость звука
c в м/с
Время на 1 м
Δ t в мс/м
+40 354,9 2,818
+35 352,0 2,840
+30 349,1 2,864
+25 346,2 2,888
+20  343,2 2,912
+15 340,3 2,937
+10 337,3 2,963
  +5 334,3 2,990
±0 331,3 3,017
  −5 328,2 3,044
−10 325,2 3,073
−15 322,0 3,103
−20 318,8 3,134
−25 315,7 3,165
 
 
  Звукорежиссеры обычно руководствуются эмпирическим правилом:
Для расстояния
r = 1 м звуку требуется около t = 3 мс в воздухе.
  Δ t = r / c and r = Δ t × c        Speed ​​of sound c = 343 м/с при 20°С.
 
 
Для фиксированной задержки времени Δ t = 0,5 мс мы получаем
следующий фазовый сдвиг φ ° (град) сигнала:

Разность фаз
φ ° (град)
Разность фаз
φ Боген (рад)
 Частота 
f
Длина волны
λ = к/ф
360°   2 π = 6,283185307   2000 Гц 0,171 м
180°     π = 3,141592654  1000 Гц 0,343 м
   90° π / 2 = 1,570796327   500 Гц 0,686 м
   45° π / 4 = 0,785398163      250 Гц 1,372 м
      22,5° π / 8 = 0,392699081     125 Гц 2,744 м
        11,25° π / 16 = 0,196349540   62,5 Гц 5,488 м

Преобразование: радианы в градусы и наоборот

Фазовый угол: φ ° = 360 × f × Δ t Для стереофонии на основе времени Δ t = a × sin α / c
Частота f = φ ° / 360 × 905

Фазовый угол (градусы) φ = временная задержка Δ t × частота F × 360
, если вы возьмете разницу во времени Δ T = Длина пути A / = Скорость A / = Скорость A . Разность фаз φ ° = длина пути a × частота f × 360 / скорость звука c

Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано

Еще немного помощи: Время, частота, фаза и задержка

Автор Лорд Рэлей (Джон Уильям Струтт, 3-й лорд Рэлей, 1907 г.) была показана теория дуплексов
. Эта теория способствует пониманию процедуры «естественного
слуха» у людей. Это очень простое понимание того, что интерауральное время прихода
различия ITD важны на частотах ниже 800 Гц, так как разности фаз
с направление локализации как ушные сигналы , а на частотах выше 1600 Гц
эффективны только межушные различия уровней ILD.
Между ушами максимальная задержка составляет 0,63 мс. Разность фаз для
отдельные частоты могут быть рассчитаны.

Схема фазовращателя для фазовых углов от φ = 0 до 180
 
Векторы напряжения фазовращателя

      

Для R = 0 Ом равно В OUT = В IN . Выход не должен быть нагружен низким импедансом.

Вы можете сдвигать отдельные чистые частоты (синусоиды),
но это невозможно с этой схемой для музыкальных программ.

Два синусоидальных напряжения – сдвинутые по фазе: φ = 45°

Условия для передачи без искажений
От Шопса – Йорга Вуттке: “Микрофонбух” – Глава 7

 
Хотя потребность в постоянной частотной характеристике очевидна, для «линейной» фазы требуется скорее
объяснение.
Есть инженеры, которые ожидают, что идеальная фаза будет такой же постоянной, как и амплитудная характеристика.
Это неправда. Первоначально фаза начинается с 0°, потому что самая низкая частота заканчивается на 0 Гц, на
ОКРУГ КОЛУМБИЯ. (Фазовый угол между напряжениями постоянного тока отсутствует).
В ходе на данной частоте фазовый угол не имеет значения, если фазовый угол равен
только в два раза больше в случае двойной частоты и в три раза больше в случае тройной повторности и т. д.

Предоставлено лабораториями Дэвида Моултона
(о гребенчатой ​​фильтрации, фазовом сдвиге и изменении полярности)


Электронный эквивалент потока сигнала и его задержанной итерации, объединенный в
одиночный сигнал. В случае, который мы будем рассматривать, линия задержки имеет задержку в 1 миллисекунду,
. уровни как исходного, так и задержанного сигналов, поступающих в микшер, равны, и
сигнал представляет собой синусоиду 1 кГц.


Синусоида 1500 Гц. частота (период T = 0,667 мс) и его задержка
итерация с задержкой 1 мс. Результирующий смешанный сигнал будет сигналом без
. амплитуды или полное гашение сигнала.


 
Фазовый сдвиг для любой частоты с задержкой в ​​1 миллисекунду. Диагональная линия
представляет возрастающий фазовый сдвиг как функцию частоты. Обратите внимание, что мы можем
думайте о 540 как о том же самом, что и о 180.

Время, Фаза, Частота, Задержка — Учебник по теории звуковых сигналов

Переполюсовка нет Фазовый сдвиг из 180 (временная задержка)

(phi) = сдвиг фазы, сдвиг фазы, разность фаз, сдвиг фазы,
отставание по фазе, угол фазы часто неправильно используются как: pol-rev = изменение полярности.
 
“Это был соловей, а не жаворонок”. Из: Ромео и Джульетта, Акт 3, Сцена 5, Уильям Шекспир.
Это кнопка “POL-REV” (переключение полярности), а не кнопка “Phase (shift)”.

1. Генерация отклика гребенчатого фильтра
2. «Полярность» и «Фаза»

 
Обратная полярность и фазовый сдвиг — разные термины (немецкий)
Обратная полярность — это перестановка проводов a/b на b/a (немецкий)
Фазовый сдвиг в отличие от обратной полярности (немецкий)
Разница во времени Δ t и фазовый сдвиг Δ φ (немецкий)

Полярность и фаза часто используются так, как будто они означают одно и то же. Они не.
“Кнопка реверса фазы” не меняет фазу. Он меняет полярность.

Переполюсовка без фазового сдвига.
Инверсия полярности (или Pol-Rev) — это термин, который часто путают с фазой 9.0470 Ø (фи)
но не включает фазовый сдвиг или временную задержку. Смена полярности происходит всякий раз, когда мы
«изменить знак» амплитудных значений сигнала. В аналоговом мире это
можно сделать с инвертирующим усилителем, трансформатором или в симметричной линии на
просто переключая соединения между контактами 2 и 3 (разъем XLR) на одном конце
кабель. В цифровом мире это делается путем простой замены всех плюсов на
. минусы и наоборот в потоке данных аудиосигнала.

Два пилообразных колебания

 вверху: исходный сигнал a/b (зуб пилы)
 
 в середине: 180 сдвинутый по фазе сигнал
в виде сдвинутой во времени пилообразной формы T/2
 
 внизу: b/a- сигнал обратной полярности (инвертированный) ,
зеркально отражено по оси времени
 
Ясно видно, что обратная полярность не может быть такой же, как не в фазе.
 
Речь идет о широко обсуждаемой теме: «Фазовый сдвиг против инвертирования сигнала» и «фаза
». сдвиг по сравнению со сдвигом сигнала во времени». Термин фазовый сдвиг предположительно определен только для
моночастотные синусоидальные сигналы и угол фазового сдвига явно определены только для
синусоидальные величины.

Стандартная кнопка Ø (phi) предназначена только для смены полярности
Абсолютно нет фазового сдвига


 
Примечание. Время, частота и фаза тесно связаны друг с другом.
Высота амплитуды не влияет на эти параметры.

 
 

Угловая частота равна ω = 2 π × f

Дано уравнение: y = 50 sin (5000 t)
Определить частоту и амплитуду.
Ответ: амплитуда составляет 50 и ω = 5000.
, поэтому частота составляет F = 1 / T = ω 5 = ω 9 151515104714714714714714717. 147147147147147. 4147147. 4.97147147147. 4. .

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обе стороны от знака .


задняя часть Поисковая система дом

Разность фаз: определение, формула и уравнение

Фаза волны представляет собой долю цикла волны . В волне полный цикл от гребня до гребня или впадины до впадины равен 2π [рад]. Таким образом, каждая часть этой длины меньше 2π [рад]. Половина цикла равна π [рад], а четверть цикла равна π/2 [рад]. Фаза измеряется в радианах, которые являются безразмерными единицами.

Рисунок 1. Волновые циклы делятся на радианы, при этом каждый цикл охватывает расстояние в 2π [рад]. Циклы повторяются через 2π [рад] (красные значения). Каждое значение больше 2π [рад] является повторением значений от 0π [рад] до 2π [рад]. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Формула фазы волны

Чтобы рассчитать фазу волны в произвольной позиции, вам необходимо определить, насколько далеко эта позиция находится от начала вашего цикла волны. В простейшем случае, если ваша волна может быть аппроксимирована функцией синуса или косинуса, ваше волновое уравнение можно упростить следующим образом:0005

Здесь A — максимальная амплитуда волны, x — значение на горизонтальной оси, которое повторяется от 0 до 2π для функций синуса/косинуса, а y — высота волны в точке x. Фаза любой точки x может быть определена с помощью приведенного ниже уравнения:

Уравнение дает значение x в радианах, которое необходимо преобразовать в градусы, чтобы получить фазу. Это делается путем умножения x на 180 градусов и последующего деления на π.

Иногда волна может быть представлена ​​выражением, например. В этих случаях волна не совпадает по фазе на радианы.

Разность фаз волн

Разность фаз волн возникает, когда две волны движутся и их циклы не совпадают. Разность фаз известна как разность циклов между двумя волнами в одной и той же точке.

Перекрывающиеся волны с одинаковым циклом называются волнами в фазе, а волны с разностью фаз, которые не перекрываются, называются противофазными волнами. Волны, которых не в фазе могут компенсировать друг друга из , а волны в фазе могут усиливать друг друга .

Формула разности фаз

Если две волны имеют одинаковую частоту/период, мы можем вычислить их разность фаз. Нам нужно будет вычислить разницу в радианах между двумя гребнями, которые находятся рядом друг с другом, как показано на следующем рисунке.

Рис. 2. Разница фаз между двумя волнами i(t) и u(t), меняющимися во времени t, вызывает пространственную разницу в их распространении. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Эта разность является разностью фаз:

Вот пример того, как рассчитать фазу волны и разность фаз волны.

Волна с максимальной амплитудой A 2 метра представлена ​​синусоидальной функцией. Вычислите фазу волны, когда волна имеет амплитуду y = 1.

Использование соотношения y = A • Sin (x) и решение для x дает нам следующее уравнение:

Это дает нам:

Преобразовав результат в радианы, получим:

Теперь допустим, что другая волна с той же частотой и амплитудой находится в противофазе с первой волной, причем ее фаза в той же точке x равна 15 градусам. Какова разница фаз между ними?

Сначала нам нужно рассчитать фазу в радианах для 15 градусов.

Вычитая обе фазы, получаем разность фаз:

В этом случае мы видим, что волны сдвинуты по фазе на π/12, что составляет 15 градусов.

Волны в фазе

Когда волны в фазе, их гребни и впадины совпадают друг с другом, как показано на рисунке 3. Волны в фазе испытывают конструктивную интерференцию. Если они изменяются во времени (i(t) и u(t)), они объединяют свою интенсивность (справа: фиолетовый).

Рис. 3. Конструктивная интерференция. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Несовпадающие по фазе волны

Несовпадающие по фазе волны производят нерегулярные колебания, поскольку гребни и впадины не перекрываются. В крайних случаях, когда фазы сдвинуты на π [рад] или на 180 градусов, волны компенсируют друг друга, если они имеют одинаковую амплитуду (см. рисунок ниже). В этом случае говорят, что волны находятся в противофазе, и эффект этого известен как деструктивная интерференция.

Рис. 4. Противофазные волны испытывают деструктивную интерференцию. В этом случае волны i(t) и u(t) имеют разность фаз на 180 градусов, в результате чего они компенсируют друг друга. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Разность фаз в различных волновых явлениях

Разность фаз приводит к различным эффектам в зависимости от волновых явлений, которые можно использовать во многих практических приложениях.

  • Сейсмические волны : системы пружин, масс и резонаторов используют циклическое движение для противодействия вибрациям, создаваемым сейсмическими волнами. Системы, установленные во многих зданиях, уменьшают амплитуду колебаний, тем самым снижая структурные напряжения.
  • Технологии шумоподавления : Многие технологии шумоподавления используют систему датчиков для измерения входящих частот и создания звукового сигнала, который подавляет эти входящие звуковые волны. Таким образом, входящие звуковые волны уменьшают свою амплитуду, что в звуке напрямую связано с интенсивностью шума.
  • Системы электроснабжения: , где используется переменный ток, напряжение и ток могут иметь разность фаз. Это используется для идентификации цепи, поскольку его значение будет отрицательным в емкостных цепях и положительным в индуктивных цепях.

Сейсмическая технология опирается на системы пружинных масс для противодействия движению сейсмических волн, как, например, в башне Taipei 101.

Рис. 5. Вид на маятник внутри башни Taipei 101. Источник: Карл Барон, Flickr (CC BY 2.0).

Сфера на изображении технически представляет собой маятник весом 660 метрических тонн. Когда сильный ветер или сейсмические волны обрушиваются на здание, маятник качается взад и вперед, качаясь в направлении, противоположном направлению движения здания.

Рисунок 6. Движение маятника на башне Taipei 101 не совпадает по фазе с движением здания на 180 градусов. Силам, действующим на здание (Fb), противодействует сила маятника (Fp) (маятник показан серым цветом). Источник: Мануэль Р. Камачо, Study Smarter.

Маятник уменьшает колебания здания, а также рассеивает энергию, действуя как демпфер настроенной массы. Пример маятника в действии наблюдался в 2015 году, когда из-за тайфуна шарик маятника качнулся более чем на метр.

Разность фаз — ключевые выводы

  • Разность фаз — это значение, представляющее часть цикла волны.
  • В фазе волны перекрываются и создают конструктивную интерференцию, увеличивающую их максимумы и минимумы.
  • Несовпадающие по фазе волны создают деструктивную интерференцию, которая создает нерегулярные узоры. В крайних случаях, когда волны сдвинуты по фазе на 180 градусов, но имеют одинаковую амплитуду, они компенсируют друг друга.
  • Разность фаз была полезна для создания технологий смягчения сейсмических воздействий и шумоподавления.

Использование формулы фазового сдвига в анализе цепи переменного тока

Ключевые выводы

●     Узнайте о формуле фазового сдвига.

●     Получите более полное представление о важности расчета фазового сдвига для анализа цепи переменного тока.

●     Узнайте, как рассчитать фазовый сдвиг.

 

Различные фазы синусоиды.

В любой отрасли, включая область электроники, смещение является синонимом той или иной формы изменения. В некоторых случаях этот сдвиг вызван внешними силами и может быть даже непреднамеренным. В других случаях сдвиг является внутренним и, возможно, преднамеренным, частично из-за функциональных требований.

Когда мы исследуем природу сдвига в отношении частоты, эти изменения обычно могут отрицательно или положительно влиять на функциональность. Когда мы смотрим на понимание фазового сдвига в электронном дизайне, обнаруживаем, что различное фазное напряжение и амплитуда коррелируют с такими вещами, как периодическая функция, угловая частота, а затем соответствуют эффективности изменения фазы. Катушки индуктивности и низкочастотные устройства часто используют этот метод.

Что такое фаза и что такое фазовый сдвиг?

Мы определяем «фазу» как сигнал, имеющий ту же длину волны, тот же период и ту же частоту, что и другой сигнал, но при этом они представляют собой две (или более) формы волны, которые не точно выровнены. Фаза не является свойством отдельного радиочастотного сигнала; скорее, это касается отношения между этими двумя или более сигналами, которые также имеют одну и ту же частоту.

«Фазовый сдвиг» — это незначительное изменение между двумя формами сигнала. Как в электронике, так и в математике фазовый сдвиг — это задержка, присутствующая между этими двумя формами сигналов, имеющими одну и ту же частоту или период. Таким образом, мы выражаем фазовые сдвиги в терминах угла, который мы измеряем в радианах или градусах, которые могут быть положительными или отрицательными.

Например, положительный фазовый сдвиг на 90° составляет четверть полного цикла. В этом случае наша вторая волна опережает первую на 90°. Мы можем рассчитать фазовый сдвиг, используя временную задержку между ними и частоту сигналов.

Что такое формула фазового сдвига?

Во-первых, существует корреляция между синусоидальной волновой функцией и фазой. В области математики, а точнее, в тригонометрии, тригонометрическая синусоидальная функция генерирует гладкий волнообразный график. На этом графике чередуются минимальное и максимальное значения, и он повторяется каждые 360° (2 * пи радиан).

Note:

Pi radians = 180o

or

3.14159265359 * 57.295779513o = 180o

π rad = 180o

π = 3. 14159265359

A radian = 57.295779513o

1 рад = 180o/3,14159265359 = 57,295779513o

При 0o функция будет иметь нулевое значение, а при 90o она достигает максимального положительного значения. При 180° она стремится к нулю, а при 270° функция достигает максимального отрицательного значения. Однако на 360° он вернется к нулю, таким образом завершив полный цикл.

Любой угол больше 360° будет просто повторять предыдущий цикл. Кроме того, синусоида со сдвигом фазы будет начинаться и заканчиваться со значением, отличным от нуля, даже если во всех других аспектах она выглядит как стандартная синусоида. Это означает, что это s-образный сигнал, который является гладким и колеблется снизу, вверх или из стороны в сторону относительно нуля.

Вычисление фазового сдвига

Вычисление фазового сдвига включает сравнение двух сигналов, что также означает определение того, какая из этих двух волн является первой, а какая второй. В области электроники вторая волна обычно является выходом чего-то вроде усилителя, а вход мы обозначаем как первую волну.

В области математики первая волна может быть исходной функцией, а вторичная функция, конечно же, будет второй волной. Чтобы дополнительно проиллюстрировать это, мы можем использовать следующий пример: здесь ваша первая функция y = sin(x), а ваша вторая функция y = cos(x). Хотя порядок двух волн не влияет на абсолютное значение фазового сдвига, он определяет, является фазовый сдвиг отрицательным или положительным.

Когда мы сравниваем осциллограммы, мы организуем их так, чтобы они читались слева направо с использованием одних и тех же единиц времени или угла оси x. Например, график для обоих может начинаться с 0 секунд; здесь мы найдем пик на второй волне и найдем эквивалентный пик на первой. Всякий раз, когда мы ищем соответствующий пик, мы остаемся в пределах одного полного цикла, чтобы избежать неточностей разности фаз.

Примечание. Чтобы найти разницу, найдите значения по оси X для обоих пиков и вычтите их. Например, если пик первой волны приходится на 0,005 секунды, а пик второй волны приходится на 0,003 секунды, тогда разница составляет 0,005 – 0,003 = 0,002 секунды.

Вычисление фазового сдвига Продолжение

Таким образом, при вычислении фазового сдвига вам понадобятся период и частота волн. Например, осциллятор может генерировать синусоиду частотой 100 Гц. Мы определяем период или продолжительность цикла, разделив частоту на 1. Таким образом, в этом случае 1 ÷ 100 = 0,01 секунды для периода или продолжительности цикла.

Формула фазового сдвига выглядит следующим образом:

пс = 360 × (td ÷ p)

пс = сдвиг фазы в градусах период

При использовании вышеприведенных примеров формула будет иметь следующий результат:

360 × (0,002 ÷ 0,01) = фазовый сдвиг (пс) в 72 градуса

Поскольку результатом является положительное число, фазовый сдвиг тоже положителен. С учетом этого вторая волна отстает от первой на 72 градуса. Чтобы вычислить разность фаз в радианах, мы используем следующее:

2 × pi × (td ÷ p)

Using the example results in the following solution:

2 × 3.14159265359 × (0.002 ÷ 0.01)

or

6.28 × 0.2 = 1.256 радианы

Мы используем формулу фазового сдвига, чтобы определить взаимосвязь между двумя формами волны и их результирующий фазовый угол. Это дает возможность проводить измерения в любом месте вдоль горизонтальной нулевой оси, в которой каждая волна проходит с одним и тем же направлением наклона, как отрицательным, так и положительным. Это важно, поскольку дает возможность описать взаимосвязь между напряжением и синусоидой тока в одной и той же цепи. Это жизненно важный инструмент в силовых цепях переменного тока, который служит основой для анализа цепей переменного тока.

Части синусоиды.

Прежде чем беспокоиться об измерении фазового сдвига в цепях переменного тока, вы должны убедиться, что используете правильный набор программного обеспечения для проектирования, разводки и анализа печатных плат. Allegro PCB Designer и полный набор инструментов проектирования Cadence помогут вам создавать проекты на основе проверенных моделей компонентов и анализировать все аспекты их функциональности. У вас также будет доступ к набору инструментов для проектирования MCAD и подготовки к производству. Наличие правильных инструментов может гарантировать, что ваш дизайн будет выполнен правильно с первого раза.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение может предложить Cadence, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты.

Оставить комментарий