Фаза в электротехнике

Что такое фаза и нуль в электричестве

В каждом современном доме есть электричество, благодаря которому работают розетки, лампочки и многие другие виды электрооборудования. Включая свет в комнате, пылесос в розетку или заряжая смартфон, мало кто задумывается, как же этот свет и зарядка в гаджете появляются. Что становится причиной работы лампочки и гула пылесоса? Вопросов, если подумать, много, но ответ один — электроэнергия

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться. Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения дома.

Обратите внимание! Самостоятельно подобные процедуры допустимо делать только в том случае, когда квалифицированной помощи ждать неоткуда, а также в случае аварийной ситуации (пожар, короткое замыкание, попадание человека под напряжение). Не стоит забывать, что электрический ток очень опасен. Не стоит рисковать своим здоровьем и своей жизнью из-за лампочки!

Индикаторная отвертка

Для того, чтобы определить фазу в сети переменного тока напряжением 220В — 230В, можно использовать бытовой указатель напряжения — индикаторную отвертку. Продается он практически в любом хозяйственном магазине и стоит (в зависимости от конструкции) очень недорого.

Как правило, инструкции к применению у подобных инструментов нет, поэтому, чтобы не получить электротравму, следует помнить несколько простых правил, применимых к любому инструменту, соприкасающемуся с токоведущими частями:

1. Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
2. Перед использованием инструмента следует внимательно рассмотреть состояние изоляции на рукояти и жале (применимо для любых отверток, в том числе для индикаторных). Ни в коем случае не использовать приспособление, если изоляционное покрытие имеет сколы или вообще отсутствует.
3. Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

В случае сомнения в работоспособности индикатора следует считать его неисправным, а электроустановку действующей.

Так же существуют более точные и безопасные приборы для определения наличия напряжения в сети — это мультиметры, токоизмерительные клещи, вольтамперфазометры (ВАФ) и другие.

Мультиметр

В быту, как правило, используются простые мультиметры. Они способны показать наличие напряжения в сети и его значение. Намного безопаснее использовать для определения фазы именно эти приборы, так как их щупы имеют диэлектрическую рукоятку. Принцип определения такой же, как и в случае с патроном — достаточно один щуп приложить к земляному контакту розетки, а второй накладывать на один из двух контактов розетки.

Важно! Как и правила дорожного движения, правила электробезопасности обязательно нужно соблюдать, ведь электрический ток невидим, неслышим и неосязаем, и именно этим он и опасен.

Электроэнергия (согласно второму закону Ньютона) не появляется из ниоткуда и не уходит в никуда. Она производится, транспортируется и потребляется на глазах. Нужно знать, откуда она берется, как к нам попадает и в каком виде. Каждый должен понимать, что в бытовом потреблении есть провода, которые могут нанести вред здоровью человека, а есть и такие, которые совершенно безвредны, поэтому необходимы небольшие знания и минимум приборов для определения и разграничения этих проводов. Но любые манипуляции с электричеством лучше доверять профессионалу — квалифицированному специалисту, чтобы избежать беды.

Определение фаз электрического тока от нуля до заземления

Фазы — это этапы, периоды, особенные состояния чего-либо. Определение, заимствованное из древнегреческого языка, получило широкое распространение в разных, не связанных напрямую между собой сферах жизни. Известны, например, фазы луны, сна. Прижилось оно и в физике, экономике, социологии, электротехнике.

Области использования понятия

Фазой называется не только определенное состояние в физике. Это понятие используется крайне широко. И если присмотреться к явлениям, в описании которых она применяется, в них можно найти немало общего. Таковым в ряде случаев можно признать волновой эффект.

Определение используется, в частности, в таких сферах:

1. Физика. Фаза здесь — этап в каком-либо цикле колебания (в том числе как раз в движении волн). А также — состояние вещества, которое может изменяться в зависимости от внешних условий.
2. Астрономия. Степень видимости с Земли небесных тел. Еще — нахождение их по отношению к другим объектам (это используется и в астрологии).
3. Экономика. Цикл времени, когда система определенным образом реагирует активностью (пассивностью) на изменение условий либо проходит точки падения или роста.
4. Социология. Почти как в экономике, только исследуемой областью этой науки является реакция общества, тенденции его развития.

И все же наиболее известна фаза в электротехнике. Именно в этой области с ней сталкивается большая часть людей. Свет в доме важнее особенностей прохождения Луны через очередное созвездие.

Применение принципа фазности

Интересно, что выражение «электрическая фаза» — это, даже как определение, применяется в трех случаях. Во-первых, как часть устройства, которая включается в общую систему цепей. Во-вторых, — жила, которая находится под напряжением. Этим состоянием она и отличается от второго провода, замкнутого на массу, являющегося заземленным и называемого нулевым. В-третьих, выражение имеет отношение непосредственно к переменному току.

Построенная на принципе фазности система работает так:

1. Магнит вертится в катушке и таким образом вырабатывается ток, который делается переменным. Подобная система используется и на электростанциях. Движение ее частей обеспечивается потоком воды или пара.
2. Для получения необходимого результата в устройстве устанавливают по три катушки, которые расположены под углом относительно друг друга. Параметры тока в них одинаковы, но на каждую замкнута своя цепь.
3. Такой трехфазный ток и идет в промышленные здания и жилые дома по системам ЛЭП.
4. На входе любой объект запитывается по принципу катушки. Одна жила сразу заземляется, вторая разводится по розеткам. В них также предусматривается заземление.
5. Оно делается для безопасности объектов для людей. Каким бы ни был надежным ток, обращаться с ним необходимо осторожно. Системы заземления снижают риски токопоражения.

Что касается понятия «фаза тока» относительно его колебаний, то нужно знать, что он постоянно меняет значение от нуля до максимума и обратно. Этот волновой процесс непрерывен. А любая точка его времени и называется фазой.

Секреты домашней электрической разводки

В домашних условиях люди в основном имеют дело с переменным током. Обычная цепь имеет три жилы. По рабочей электричество поступает в сеть, по второй — возвращается обратно. Третья служит для заземления.

Даже для пользования домашней сетью нужно понимать некоторые основы:

1. Жила заземления не имеет нагрузки. Она выполняет функции предохранителя от удара током. Также она отводит «лишнее» электричество.
2. Обратная жила называется нулевой. Если система смонтирована правильно, на этом проводе тоже нет напряжения. Но при ошибках в прокладке проводки исключать его появления нельзя.
3. Рабочий провод особенно опасен при обращении. С ним даже при отключенной сети нужно быть предельно аккуратным.
4. Бытовые приборы (кроме тех, что работают от батареек) включаются только тогда, когда правильно замкнута вся цепь. Поэтому и необходимо при монтаже для каждой точки определять нужный кабель.

Сети в современных многоквартирных домах сейчас довольно надежны. Но и в таких условиях легко ответить на вопрос о том, зачем знать о тонкостях работы с проводкой, — это пригодится как при проблемах с бытовыми приборами, так и при проведении серьезного ремонта.

Способы нахождения фазы и нуля

При работе с электропроводкой, установке и подключении электроприборов, начиная с элементарных люстр, важно четкое определение фазы и ноля. Сделать это можно как подручными средствами, так и специальными (даже элементарными) приспособлениями. При этом следует соблюдать меры предосторожности.

Определить, какая жила находится под напряжением, а какая является нейтральной, можно так:

1. По цвету провода. При соблюдении правил монтажа синий или голубой должен соответствовать нулю, желто-зеленый или зеленый — земле, а черный, серый, белый, коричневый — фазе. Но стопроцентно ориентироваться лишь на это нельзя — на практике назначение жил может не соответствовать цветам.
2. С помощью «контрольки». Это обычная лампочка, вкрученная в патрон. Один провод следует замкнуть, например, на батарею отопления, а вторым коснуться жилы. Лампа загорится на контакте с проводом, который находится под напряжением. Кажется, что это просто, но на самом деле этот способ может безопасно применить только опытный электрик.
3. Отверткой-индикатором. Самый надежный способ при условии исправности инструмента. Он начинен лампочкой или светодиодом. Если иглой устройства дотронуться до рабочей жилы, индикатор подаст световой сигнал. Купить такой прибор можно за 50 рублей.

Даже в домашней сети напряжение составляет 220 В. Поэтому и важно не путать разные по назначению жилы. К большой беде может привести даже простейшее короткое замыкание.

Индикатором, кстати, можно определять и исправность самой цепи. Если он не среагирует ни на одно прикосновение к жилам — время обращаться к специалистам. А в обычных условиях этот автоматический определитель поможет, например, подключить фазу к выключателю, а нулевку подвести напрямую к лампам люстры.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как “электрический ток”, “напряжение” “фаза” и “ноль” для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с “нуля” нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона – минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Кстати, о том, что такое ток, напряжение и сопротивление можно дополнительно почитать в нашей отдельной статье, посвященной закону Ома.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Источником постоянного тока является, например, батарейка. Но именно переменный ток используется в бытовых розетках, которые стоят в наших домах. Причина в том, что переменные токи гораздо проще получать и передавать на большие расстояния.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или “стекает” в землю.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому – отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ – 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза – белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас – желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».