Что такое фаза и ноль в электричестве

Что такое фаза и ноль в электричестве

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

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

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

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

Что такое фаза в электричестве — определение понятия

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

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Что такое фаза и ноль в электричестве 450 руб.
  • Реферат Что такое фаза и ноль в электричестве 240 руб.
  • Контрольная работа Что такое фаза и ноль в электричестве 240 руб.

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

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

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

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

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

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

Что такое ноль в электричестве — определение

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

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

Что такое нулевая фаза в электричестве

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

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

Что такое «земля» в электричестве

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

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

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

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

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

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

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

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

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Что такое фаза в электричестве

При проведении электромонтажных работ дома или в квартире самостоятельно жильцы часто интересуются, что такое фаза, зачем она нужна, и какими способами можно ее обнаружить. Ниже рассмотрены понятия фаза и ноль в электрике.

Принцип работы сети переменного тока

Чтобы понять, что такое фаза в электричестве, нужно представлять особенности переменного тока. От постоянного он отличается периодическими изменениями, как по значению, так и по направлению. Его характеристики – напряжение в данный момент времени и частота (отношение числа циклов к единице времени). Переменный ток находится в розетках и прямых подключениях к электрическому щиту.

Читайте также:  Фаза на нулевом проводе

Однофазный ток

Он направляется от распределительного щитка по двум проводам (фазному и нулевому), между которыми находится 220-вольтное напряжение. В электричестве фаза – это провод, по которому электроток направляется к розетке или прибору. Что такое в электричестве ноль? Это, в свою очередь, кабель, идущий от розетки, по которому ток направляется обратно. Иногда вопросом, что такое ноль, интересуются в контексте заземления. Физически это разные провода, хотя их потенциалы совпадают. Однофазный ток можно подвести к потребителю как двумя проводами (без заземления), так и тремя (с ним). Заземление производится для отвода утечки, защиты жильцов от удара током и приборов – от перегрузок.

Двухфазный ток

Это сочетание двух однофазных, смещенных относительно друг друга на 90 °. Конструктивно это выглядит как сочетание двух проводов-фаз (с указанным сдвигом) и двух нулевых.

Трехфазный ток

Здесь конструкция состоит уже из трех фаз тока, каждая из последующих смещена относительно предыдущей на 120 °. По жилым домам такой ток распределяют четырьмя проводами (три фазы и ноль) либо пятью (указанные плюс заземление). После прохождения через распределительный щит розетки в квартире им питают через одну фазу и ноль.

Структура электросети, основные элементы

Электросеть является связующим звеном между генераторами и реципиентами электрической энергии. Источниками энергии во внутренних сетях производственных и жилых помещений являются ВРУ (вводно-распределительные устройства). К ним посредством коммутаторов и предохранителей подключаются кабели, осуществляющие запитку электрического оборудования либо группы приемников через шинопроводы и ящики коммутации.

Устройство бытовой электропроводки

Стандартная схема электрической проводки содержит следующие элементы:

  • многотарифный электросчетчик;
  • выключатель-автомат с номинальным значением тока 25 А;
  • механизм отключения, предохраняющий от короткого замыкания и перегрузок сети;
  • дифференциальный автоматический выключатель с порогом срабатывания 30 мА (ток утечки), он защищает розетки;
  • шкаф для монтажа с шинами (ноль и заземление) и дощечками для установки выключателей;
  • несколько автоматов для освещения с номинальным значением тока 10 А;
  • кабели с коробками распределения, направляющиеся к розеткам и приборам, освещающим помещения.

Часто владельцы квартир интересуются, фаза это плюс или минус, и в чем разница между нолем и землей. Поскольку электрическая фаза обладает переменным потенциалом, то показатель оного в проводе фазы становится то положительным, то отрицательным. Посему утверждать, что фаза это минус (либо плюс), будет некорректно – эти понятия лежат в разных плоскостях.

Теперь о том, чем нуль отличается от земли. Отличие в том, что через нулевой провод проходит ток и размыкается автоматами (к примеру, вводным). Для заземления в многоквартирном доме нужно подсоединиться к расположенной в стояке жиле, предназначенной специально для этого. Любое другое место, в том числе и щитковый корпус, применять для заземления строго запрещено – это грозит серьезными проблемами для здоровья жильцов.

Что происходит в нуле и фазе при обрыве провода

Если электропровод оборвался, соответствующая розетка или подсоединенный к ней прибор перестает функционировать. При этом не имеет значение, фазный или нулевой провод пострадал. Если разорвался кабель между щитами многоквартирного дома и одного из его подъездов, электричества лишатся все квартиры, подсоединенные к подъездному щиту. Если в трехфазном сочленении оборвался один из фазных проводов, ток, который был в нем до этого, возникает в нулевом проводе, при этом в двух оставшихся фазах ничего не меняется.

Способы определения фазных и нулевых проводов

Зная, что в электротехнике фаза – это провод, по которому к прибору идет электричество, пользователь может заинтересоваться, можно ли найти фазу и нуль без использования приборов. Способ это сделать есть, хотя он не особенно надежен, так как не всегда прокладчики сетей соблюдают стандарты цветовой маркировки разных типов проводов. По стандартам, изоляция нулевого кабеля должна иметь голубой или синий цвет, заземления – быть окрашенной в желтую и зеленую полоску. Для фазного провода расцветка не регламентируется, она может быть разной, но только отличающейся от остальных кабелей.

Найти фазу можно по напряжению, которое измеряется мультиметром. В настройках указывают переменное напряжение более 220 В. Устанавливают контакт двух щупов с гнездами V и COM. Щупом, расположенным в V, касаются проводов – при прикосновении к нулю прибор ничего не покажет, а в фазе обнаружит напряжение в 7-15 В.

Также можно воспользоваться автоматом и индикаторной отверткой. С проводов счищают 1-2 см изоляции. Включают автомат и подносят отвертку рабочей стороной к проводу, держа при этом палец на металлическом отрезке рядом с рукоятью. При поднесении к фазе лампочка загорается.

Важно! При этом способе нельзя прикасаться пальцем к рабочей стороне отвертки. Провода перед процедурой надо развести подальше друг от друга, чтобы не случилось короткого замыкания.

Зануление в квартире

Это соединение зануляющего кабеля с нулевым проводником электросети и корпусом прибора. Предполагается, что процедура обеспечивает ускорение отключения устройства от сети при прикосновении к опасному месту, если напряжение выше некоторого порога. Но она сопряжена с дополнительной опасностью: при разрыве нуля все приборы, подключенные в этот момент к сети квартиры, будут на поверхности иметь фазу (а не ноль), что создает существенную угрозу для здоровья жильцов. Поэтому проведение таких монтажных работ жестко регламентируется.

Знать, что именно называется фазой в электросети, и как ее обнаружить, чрезвычайно важно при проведении электромонтажных работ. В противном случае высок риск нанести ущерб здоровью квартирантов или состоянию электроприборов.

Видео

Что такое фаза и нуль в электричестве

20 октября 2019

Время на чтение:

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

Читайте также:  Какой узо ставить на квартиру

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.

Линия электропередач

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.

Фаза, ноль и земля в проводе

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.

Пример исправной индикаторной отвертки

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).

Отвертка с изолированным жалом

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.

Читайте также:  Цвет проводов в электропроводке 220

Пример мультиметра

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.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Почти ежедневно мы пользуемся электричеством и многие знают, что в обыкновенной бытовой розетке один из контактов ‒ фаза, а другой ‒ ноль. В то же время, что такое фаза в электричестве, особенно для новичка, известно немногим. Всем привычней «плюс» и «минус», а вот фаза – ноль как бы совсем другое электричество. На самом деле все очень просто ‒ привычный «плюс» и «минус» меняются по очереди 50 раз за секунду на одном контакте, который и называется фазой.

Если говорить более профессионально, то в обычной сети переменное напряжение частотой 50 Гц, а фаза ‒ период этого напряжения, протекающий за 1/50 секунды. В общем понятии определение ‒ что такое фаза в электричестве, звучит как «повторяющийся период изменения напряжения за единицу времени». Выглядит период следующим образом. Напряжение возрастает от нуля вольт до +220 V, потом падает обратно до нуля и растет уже в отрицательную сторону до ‒220 V, и снова падает на ноль. Затем период повторяется 50 раз за каждую секунду. Если выразить фазу графически, где ось абсцисс будет шкалой времени, а ось ординат шкалой напряжения, то получится синусоида – волна, состоящая из гребня и впадины. Именно поэтому переменный ток еще называют «синусоидальным».

С нулем все намного проще. «Ноль» – это ноль вольт (0 V), то есть нулевой потенциал. Он служит своеобразным коллектором, принимающим электрический ток, прошедший через нагрузку, например, через лампочку. Если ноль отключить, то электрический ток остановится и лампочка, оставаясь под напряжением, все равно светить не будет.

Теперь, когда вы знаете что такое фаза и ноль в электричестве, вполне логично задать вопрос ‒ зачем все так усложнять и почему в розетке не «плюс» и «минус»? Чтобы это объяснить предлагаем совершить маленькое путешествие вместе с переменным током, посмотрев для чего это нужно.

Рождение

«Колыбелью» электрического тока, которым мы повседневно пользуемся, является электростанция. Несколько огромных генераторов мощностью в десятки мегаватт. В статоре генератора расположены 3 обмотки. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое возбуждает в обмотках переменный ток. Как видите, ток уже появляется переменным. Дальше его нужно передать на тысячи километров, но есть «загвоздка». Учитывая огромную мощность, ток измеряется в миллионах ампер. Ток всего 0,25 А раскаляет нить лампочки до свечения, а что же произойдет с проводами при нескольких миллионах? Они попросту сгорят за долю секунды.

Чтобы снизить ток, нужно поднять напряжение. Это можно сравнить с потоком воды по трубе. Если перекачивать десятки литров в секунду по тонкой трубке, то напор будет настолько сильный, что ее скорей всего порвет. Но если применить толстую трубу, то все пройдет без сбоев. Математически это выглядит так: I = P/U, то есть ток равен потребляемая мощность деленная на напряжение. Из формулы видно, что чем больше U (напряжение), тем меньше I (ток), именно поэтому напряжение и повышают до 100 – 200 тыс. вольт.

Трансформация тока

Повышают напряжение на трансформаторной станции. Для повышения напряжения, ток сначала нужно преобразовать в магнитное поле, а затем снова в ток. Процесс происходит в трансформаторе. Здесь опять переменный ток «выигрывает», ведь постоянный не трансформируется. Чтобы возбудить ток во вторичной обмотке трансформатора нужно переменное электромагнитное поле, которое индуцируется только переменным током.

В большинстве электробытовых приборов (телевизор, компьютер, блок питания) происходит аналогичный процесс трансформации, только напряжение наоборот понижается. Если бы в сети был постоянный ток, то его пришлось бы сначала преобразовывать в переменный.

На своем пути ток проходит еще много трансформаторных станций, понижая напряжение на каждом ответвлении. В конечном итоге ток напряжением 10 кВ попадает на последнюю ТП и там, понижаясь до 250 V на каждой фазе, отправляется к конечному потребителю лампочки, телевизоры, утюги и другую технику.

Как определяется фаза

Когда включаем в розетку вилку, то где фаза и ноль неважно, но при подключении некоторого оборудования это имеет значение. Например, кнопка звонка подключается на разрыв нуля, а выключатель света ‒ на фазу. Для определения электрической фазы существует очень простой прибор – индикатор, похожий на отвертку. Хотя есть другие, например, ПИН-50 или варианты индикаторов с ЖК- дисплеем, где, кроме индикации, отображается напряжение. Также существуют приборы, определяющие наличие напряжения через изоляцию. Если при касании щупом контакта лампочка загорается, то это фаза, если нет ‒ «ноль» или «земля». Индикацию фазы производят с целью определения, а также чтобы убедиться в отсутствии напряжения перед началом работ на линии.

Маркировка проводов

В 1-фазной внутриквартирной электрической сети проводка осуществляется трехжильным проводом, где каждая жила имеет изоляцию определенного цвета. Цвета электрических проводов обозначают, где земля, фаза, ноль.

  • Ноль – синий или голубой.
  • Земля – желто-зеленый.
  • Фаза – белый, черный или коричневый.

Хотя в старых домах, где проводку осуществляли проводом АПВ, цветовая маркировка не практиковалась. Знать каким цветом фаза и ноль маркируются в электричестве нужно для упрощения ремонтно-монтажных работ, хотя 100% доверять не стоит, ведь монтажники могли ошибиться.