Что показывает вольтметр, или математика розетки



О чем эта статья


Сегодня я ненадолго отступлю от своей обычной темы о визуальном программировании контроллеров и обращусь к теме измерений напряжения прямо в ней, в розетке!

Родилась эта статья из дискуссий за чаем, когда разразился спор среди «всезнающих и всеведающих» программистов о том, чего многие из них не понимают, а именно: как измеряется напряжение в розетке, что показывает вольтметр переменного напряжения, чем отличается пиковое и действующие значения напряжений.

Скорее всего, это статья будет интересна тем, кто начинает творить свои устройства. Но, возможно, поможет и кому-то опытному освежить память.

В статье рассказано о том, какие напряжения есть в сети переменного тока, как их измеряют и о том, что следует помнить при проектировании электронных схем.
Всему дано краткое и упрощённое математическое обоснование, чтобы было ясно не только «как», но и «почему».

Кому не интересно читать про интегралы, ГОСТы и фазы — могут сразу переходить к заключению.

Вступление


Когда люди начинают говорить о напряжении в розетке, очень часто стереотип «в розетке 220В» скрывает от их взора реальное положение дел.

Начнем с того, что согласно ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230В±10% при частоте 50±0,2Гц (межфазное напряжение 400В, напряжение фаза-нейтраль 230В). Но в том же ГОСТ имеется примечание: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

Согласитесь, что это уже совсем не то однозначное «в розетке 220В», к которому мы привыкли. А когда речь начинает идти о «фазном», «линейном», «действующем» и «пиковом» напряжениях — вообще каша получается знатная. Так сколько же вольт в розетке?

Чтобы ответить на этот вопрос начнем с того, как измеряется напряжение в сети переменного тока.

Как измерять переменное напряжение?


Прежде, чем углубиться в дебри цепей переменного тока и напряжения, вспомним школьную физику цепей тока постоянного.

Цепи постоянного тока — вещь простая. Если мы возьмем некоторую активную нагрузку (пусть это будет обычная лампа накаливания, как на рисунке) и воткнем ее в цепь постоянного тока, то все, что происходит в нашей цепи будет характеризоваться всего двумя величинами: напряжением на нагрузке U и током, протекающим через нагрузку I. Мощность, которая потребляется нагрузкой однозначно вычисляется по формуле, известной со школы: $P=U \cdot I$.



Или, если учесть, что по закону Ома $I={U \over R}$, то мощность P, потребляемую нагрузкой-лампочкой, можно вычислить по формуле $P={U^2 \over R}$.

С переменным напряжением все куда сложнее: в каждый момент времени — оно может иметь разное мгновенное значение. Следовательно, в разные моменты времени, на нагрузке, подключенной к источнику переменного напряжения (например, на лампе накаливания, воткнутой в розетку) будет выделяться разная мощность. Это очень неудобно с точки зрения описания электрической цепи.

Но нам повезло: форма напряжения в розетке синусоидальная. А синусоида, как известно, полностью описывается тремя параметрами: амплитудой, периодом и фазой. В однофазных сетях (а обычная розетка с двумя дырочками именно и есть однофазная сеть) про фазу можно забыть. На рисунке подробно показаны два периода сетевого однофазного напряжения. Того самого, что в розетке.



Рассмотрим, что означают все эти буковки на рисунке.

Период T — это время между двумя соседними минимумами или соседними максимумами синусоиды. Для осветительной сети РФ этот период составляет 20 миллисекунд, что соответствует частоте 50Гц. Частота колебаний напряжения электрической сети выдерживается очень точно, до долей процента.

Очевидно, что в любых двух точках синусоиды, отстоящих друг от друга на целое число периодов, напряжения всегда равны между собой.

Амплитуда Um — это максимальное напряжение, пик синусоиды. Про действующее напряжение поговорим чуть ниже.

Напряжение в розетке (или однофазной сети) описывается формулой

$U(t)=U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} );$


где t — текущий момент времени, Um — амплитуда (или пиковое значение) напряжения, T — период сетевого напряжения.

Если с однофазным переменным напряжением более или менее все ясно, то попробуем посчитать мощность, которая выделяется на нашей любимой лампе накаливания, при втыкании ее прямо в розетку.

Так как лампа накаливания является активной нагрузкой (а это значит, что ее сопротивление не зависит от частоты напряжения и тока), то мгновенная мощность, выделяемая на лампе накаливания, воткнутой в розетку, будет вычисляться по формуле

$P(t)=U(t) \cdot I(t) = {U^2(t) \over R};$


где t — текущий момент времени, а R — сопротивление лампы накаливания при нагретой спирали. Зная амплитуду переменного напряжения Um, можно записать:

$P(t) = {{( U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} ) )^2} \over R} $



Понятно, что мгновенная мощность — неудобный параметр, да и на практике не особо нужный. Поэтому практически обычно применяется мощность, усредненная за период.
Именно усредненная мощность указана на лампочках, нагревателях и прочих бытовых утюгах.

Рассчитывается усредненная мощность в общем случае по формуле:

$P_{ср} = {1 \over {R \cdot T} } \cdot \int_0^T { U^2(t) } dt $



А для нашей синусоиды — по гораздо более простой формуле:

$P_{ср} = {{U_m^2} \over {2 \cdot R}}$



Можете сами подставить вместо $U(t)$ функцию $U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} )$ и взять интеграл, если не верите.

Не думайте, что про мощность я вспомнил просто так, из вредности. Сейчас поймете, зачем она нам была нужна. Переходим к следующему вопросу.

Что же показывает вольтметр?


Для цепей постоянного тока, тут все однозначно — вольтметр показывает единственное напряжение между двумя контактами.

С цепями переменного тока все опять сложнее. Некоторые (и этих некоторых не так мало, как я убедился) считают, что вольтметр показывает пиковое значение напряжения Um, но это не так!

На самом деле, вольтметры обычно показывают действующее или эффективное, оно же среднеквадратичное, напряжение в сети .

Разумеется, речь идет о вольтметрах переменного напряжения! Поэтому, если будете измерять вольтметром напряжение сети, обязательно убедитесь, что он находится в режиме измерения переменного напряжения.

Оговорюсь, что «пиковые вольтметры», показывающие амплитудные значения напряжения, тоже существуют, но на практике при измерении напряжения питающей сети в быту обычно не применяются.

Разберемся, почему такие сложности. Почему бы не измерять просто амплитуду? Зачем выдумали какое-то «действующее значение» напряжения?

А все дело в потребляемой мощности. Я ведь не просто так писал о ней. Дело в том, что действующее (эффективное) значение переменного напряжения равно величине такого постоянного напряжения, которое за время, равное одному периоду этого переменного напряжения, произведет такую же работу, что и рассматриваемое переменное напряжение.

Или, по-простому, лампочка накаливания будет светить одинаково ярко, воткнем ли мы ее в сеть постоянного напряжения 220В или в цепь переменного тока с действующим значением напряжения 220В.

Для тех, кто уже знаком с интегралами или еще не забыл математику, приведу общую формулу расчета действующего напряжения произвольной формы:

$U_д = \sqrt { {1 \over T} \cdot \int_0^T { U^2(t) }dt }$



Из этой формулы также становится ясно, почему действующее (эффективное) значение переменного напряжения также называют «среднеквадратичным».

Заметим, что подкоренное выражение и есть та самая «усредненная за период мощность», стоит только поделить это выражение на сопротивление нагрузки R.

Применительно к синусоидальной форме напряжения, страшный интеграл после несложных преобразований превратится в простую формулу:

$U_д = {U_m \over \sqrt 2}$



где — действующее или среднеквадратичное значение напряжение (то самое, которое обычно показывает вольтметр), а Um — амплитудное значение.

Действующее напряжение хорошо тем, что для активной нагрузки, расчет усредненной мощности полностью совпадает с расчетом мощности на постоянном токе:

$P_{ср} = {U_m^2 \over {2 \cdot R}} = {U_д^2 \over R}$



Это и не удивительно, если вспомнить определение действующего значения напряжения, которое было дано чуть выше.

Ну и, наконец, посчитаем, чему же равна амплитуда напряжения в розетке "на 220В":

$U_m = U_д \cdot \sqrt 2 \approx 220B \cdot 1.41 = 310,2B $



В худшем случае, если у вас сеть на 240В, да еще и с допуском +10%, амплитуда будет аж $U_m = (240B + 10\%) \cdot 1.41 \approx 373B$!

Поэтому, если хотите, чтобы ваши устройства, питающиеся от сети, работали стабильно и не сгорали, выбирайте элементы, которые выдерживают пиковые напряжения не менее 400В. Разумеется, речь идет об элементах, на которые непосредственно подаётся сетевое напряжение.

Отмечу, что для не-синусоидальной формы сигнала действующее значение напряжения рассчитывается по иным формулам. Кому интересно — могут сами взять интегралы или обратиться к справочникам. Нас же интересует питающая сеть, а там всегда должна быть синусоида.

Фазы, фазы, фазы…



Помимо обычной однофазной осветительной сети ~220В все слышали и о трехфазной сети ~380В. Что такое 380В? А это межфазное эффективное напряжение.

Помните, я сказал, что в однофазной сети про фазу синусоиды можно забыть? Так вот, в трехфазной сети этого делать нельзя!

Если говорить по простому, то фаза — это сдвиг во времени одной синусоиды относительно другой. В однофазной сети мы всегда могли принять за начало отсчета любой момент времени — на расчеты это не влияло. В трехфазной сети необходимо учитывать насколько одна синусоида отстоит от другой. В трехфазных сетях переменного тока каждая из фаз отстоит от другой на треть периода или на 120 градусов. Напомню, что период измеряется также в градусах и полный период равен 360 градусов.

Если мы возьмем осциллограф с тремя лучами и прицепимся к трем фазам и одному нулю, то увидим такую картину.



«Синяя» фаза — начинается от нуля отсчета. «Красная» фаза — на треть периода (120 градусов) позже. И, наконец «зеленая» фаза начинается на две трети периода (240 градусов) позже «синей». Все фазы абсолютно симметричны друг относительно друга.

Какую именно фазу брать за точку отсчета — не важно. Картина будет одинаковой.

Математически можно записать уравнения всех трех фаз:

«Синяя» фаза:$P(t)=U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} - 0 )$

«Красная» фаза:$P(t)=U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} - { {2 \over 3} \cdot \pi} )$

«Зеленая» фаза:$P(t)=U_m \cdot sin( 2 \cdot \pi \cdot {t \over T} - { {4 \over 3} \cdot \pi} )$

Если измерить напряжение между любой из фаз и нулем в трехфазной сети — то получим обычные 220В (или 230В или 240В — как повезет, см. ГОСТ).

А если измерить напряжение между двумя фазами — то получим 380В (или 400В или 415В — не забываем об этом).

То есть трехфазная сеть — многолика. Ее можно использовать как три однофазные сети с напряжением 220В или как одну трехфазную сеть с напряжением 380В.

Откуда взялось 380В? А вот откуда.

Если мы подставим в формулу расчета действующего напряжения наши данные о двух любых фазах, то получим:

$U_{дф} = \sqrt { {U_m^2 \over T} \cdot \int_0^T ({{ sin(2 \cdot \pi \cdot {t \over T} - 0) - sin(2 \cdot \pi \cdot {t \over T} - {2 \over 3} \cdot \pi) }})^2 dt }$



или, упрощая:

$U_{дф} = U_m \cdot { \sqrt 3 \over \sqrt 2 } = U_д \cdot \sqrt 3$



Uдф — действующее межфазное, оно же линейное напряжение.

Учитывая, что амплитуда каждой фазы $U_ф \approx 311B$ получим, что$U_{дф} \approx 380B$для межфазного напряжения. На рисунке наглядно показано, как образуется межфазное напряжение, которое обозначено F1-F2 из двух фазных напряжений фаз F1 и F2. Напряжение фаз F1 и F2 измеряется относительно нулевого провода. Линейное напряжение F1-F2 измеряется между двумя разными фазными проводами.



Как видим, что действующее межфазное напряжение больше амплитуды синусоидального напряжения одной фазы.

Амплитуда межфазного напряжения составляет:

$U_{mф} = U_{дф} \cdot \sqrt 2 =380B \cdot \sqrt 2 \approx 538B$



Для наихудшего случая (сеть 240В и межфазное напряжение 415В, да еще 10% сверху) амплитуда межфазного напряжения составит:

$U_{mф} = U_{дф} \cdot \sqrt 2 =(415B + 10\%) \cdot \sqrt 2 \approx 645B$



Учтите это при работе в трехфазных сетях и выбирайте элементы, рассчитанные не менее, чем на 650В, если им предстоит работать между двумя фазами!

Надеюсь, теперь понятно что показывает вольтметр переменного тока?

Заключение


Итак, очень кратко, почти на пальцах, мы ознакомились с тем какие напряжения действуют в бытовых сетях переменного тока. Подведем краткие итоги всего, изложенного выше.

  • Фазное напряжение — это напряжение между фазой и нулевым проводом.
  • Линейное или межфазное напряжение — это напряжение между двумя разными фазными проводами одной трехфазной сети.
  • В сетях переменного тока РФ действуют три, хоть и близких, но разных стандарта (фазное/линейное): 220В/380В, 230В/400В и 240В/415В переменного тока с частотой 50Гц.
  • Вольтметр переменного тока обычно показывает действующее (оно же среднеквадратичное, оно же эффективное) напряжение, которое в $\sqrt 2$ раза меньше, чем пиковое (амплитудное) напряжение в сети.
  • В наихудшем с точки зрения стандартов случае пиковое фазное напряжение составляет примерно 373В, а пиковое линейное напряжение — 645B. Это следует учитывать при разработке электронных схем.

Надеюсь эта статья помогла кому-то разобраться в теме и ответить для себя на некоторые вопросы.

Отправлять предложения и пожелания, замеченные опечатки и просто мнения можно в комментарии или на почту: shiotiny@yandex.ru.
Поддержать автора
Поделиться публикацией
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама

Комментарии 157

    +2
    помнится раньше сильно жаловались на трапецеидальность синусоиды сетевого напряжения.
    Тогда коэффициентом мощности блоков питания сильно не заморачивались и нагрузка была выраженно «диодно-конденсаторная».
    Сейчас в принципе мощные блоки питания уже в курсе про корректор коэффициента мощности, поэтому интересно узнать на какой процент теперь искажается искомая синусоида?
      0
      Хм, я всегда думал, что «верхушка» синусоиды обрезается из-за того, что сердечник в трансформаторе достигает насыщения. А достигает он его потому, что самый высокий КПД трансформатора при мощности в районе номинальной можно получить, если величина магнитной индукции в сердечнике будет выбрана «впритык» к возможностям стали, из которой он сделан.
        +2

        Только скорее всего, не КПД, а удельную мощность максимальную получаем, ватты на кг, с приемлемым КПД. Если ещё уменьшить трансформатор при той же мощности, то влетим в насыщение и потеряем в КПД сильно, ну а если увеличить — КПД возрастёт, условно с 98 до 99%, а размеры и вес — раза в полтора. А просто сам по себе КПД, как мне помнится, чем ниже в линейную область по индукции, тем выше.

          0
          Если уменьшать индукцию, падает ЭДС на виток обмотки, провод становится длиннее и растут потери на сопротивлении. Увеличивать размеры трансформатора, насколько я помню, тоже нехорошо, потому что потери в сердечнике пропорциональны его объему.
            +2
            Нет, увеличение размеров магнитопровода увеличивает КПД, так как уменьшаются гистерезисные потери, а из-за увеличения размеров окна можно использовать более толстый провод с меньшим сопротивлением (что также снижает потери). Впритык к возможности стали трансформаторы делают только китайцы, добиваясь, чтобы изоляция трансформатора ещё не плавилась от перегрева, а ценник уже был самым низким из возможных)
              0
              Ну а, например, если сделать 10-ваттный 100-килограмовый трансформатор, какой КПД у него будет?
                +1
                Ну если правильно сделаете, то очень высокий. Если просто возьмёте стокилограммовый готовый трансформатор — то не очень (из-за слишком большого тока холостого хода и большой индукции).
            0
            Промах.
            +2
            Сердечник насыщается током намагничевания, а он отстает на 90 градусов от напряжения. То есть верхушка напряжения режется не из-за насыщения.
              0
              На вторичную обмотку в виде ЭДС идет производная от магнитной индукции. Магнитная индукция уже вызывается намагниченностью сердечника, которая видимо возникает от переменного эл. поля. Тогда величина ЭДС может быть ограничена возможной скоростью изменения намагниченности сердечника.
              0
              При намагничивании сердечника обрезается не верхушка, а правый бок (спад) полуволны.
              0
              Светильники почти все без корректора мощности. Наличие корректора мощности — дополнительные расходы производителю.
                0
                Для мощностей больше 200Вт корректор обязателен. И часто он позволяет упростить и повысить КПД преобразователя. Да и какая печаль производителю, всеравно за всё платит потребитель. Будет спрос на хорошие лампы(например для производственного помещения, где десятки и сотни ламп на цех) будут и лампы с корректором.
                  0

                  Светильники вообще отдельная тема. Там часто и фильтра НЧ по входу нет, соответственно преобразователь 100 раз в секунду заводится и отключается, и световой поток также пульсирует…
                  Особенно часто это в светодиодных лампочках заметно, т.к. там электролит впихнуть не так просто, да еще и температура такая, что тот что впихнули через пару сотен часов высохнет...

                +1

                Страницы истории:
                Сейчас уже мало кто вспомнит, что еще в 40-50 годах прошлого века напряжение в сети было малость другим, 127В. Ну то есть многие электроприборы того времени выпуска сейчас просто так, без трансформатора, в сеть включать нн стоит.


                Для полноты картины можно было бы еще написать, откуда взялся этот стандарт, (почему именно 127, ведь до 127 В были еще сети на другие напряжения), и о причинах постепенного перехода в 50-е годы на нынешние 220В.

                  0
                  почему именно 127, ведь до 127 В были еще сети на другие напряжения
                  И были и есть ведь? Вот табличка — там же полная красота: 100V, 110V, 115V, 120V, 127V, 220V, 230V, 240V… хорошо хоть не 117.23V какие-нибудь…

                  А повышение до 220V/230V/240V — это просто экономия меди…
                    0
                    А ещё производителям адаптеров надо поддерживать все эти 100..240В.
                      +2
                      Немедленно вспоминается вот такая фишечка на задней стенке аппаратуры у бабушки:
                      image
                      Ну и великий соблазн её переключить. :)
                        +1
                        Когда я был маленький, у отца была советская электробритва в карболитовом или эбонитовом корпусе. Там был переключатель «127/220». Он, естественно, пользовался при положении на 220. Но однажды попробовал на 127, и на его удивление ничего не сгорело, зато обороты моторчика резко возрасли! И качество и скорость бритья тоже. Бритва не перегревалась. И ещё много лет он брился именно так.
                          +1
                          Щетки моторчика в таком варианте изнашиваются гораздо быстрее. Что интересно… в какой-то бритве видел гениальное решение — балласт в виде дросселя на режим 220В. Обычно балласты делают из конденсатора, но тут внезапно — дроссель. И оно понятно, в те времена высоковольтные конденсаторы нужной ёмкости были либо дефицитом либо имели большие размеры.
                          Кстати, там параллельно моторчику стоит искрогасящий конденсатор, если его воткнуть в 220В напрямую… то только большой запас по напряжению и огромное везение спасает его от взрыва.
                            +2
                            Это, видимо, показатель того, с каким запасом был сделан моторчик.
                            +3

                            Мой друг экспериментально установил, что при переключении подобных переключаетелей уши болят. У него у отца была гордость — магнитофон японский, в 90е годы целая реликвия. Вот он и говорит "я думал магнитофон будет меньше электричества есть". Батя 3 дня мотал трансформатор (сначала разбирал и считал витки, потом мотал), а у друга ухо было красное...

                              +2
                              Хаха, родственная душа. На одной площадке со мной жил одноклассник моего старшего брата. У них батя купил новенький двухкассетник International в аккурат под новый 1988 год. Ну а одноклассник брата отличался крайне гипертрофированным любопытством и крайне низким интеллектом. В итоге, через месяц он переключает на 110V, транс пыхает, батя возвращается через 3 дня с командировки и зад уже начинает припекать. Надо сказать, что мамам у него мировая была, но батя — просто зверь (в хорошем смысле этого слова). В итоге, он и братан идут ко мне и говорят — надо починить. А я уже занимался радиогубительством, идя по стопам своего бати. Так вот, теплушка в хлам, первичка в хлам. Только перематывать, благо транс разборный и первичка на отдельной катушке. Посчитали по книжке, что надо около 8к витков, но провод нужен был 0,05 а был только 0.1. Мотали все по очереди, замучились в конец, угробили весь день. Кое как упихали 6к (ну да, внавал же). Включаем — работает но греется. Вечером запалила нас моя мама за этим делом и говорит — поехали завтра на работу со мной. А она работала на заводе столовых приборов, а там есть намоточный цех, где ремонтируют заводское оборудование. Привела она меня к тётке-операторше, показывай. Я обьясняю, так и так, провод такой, надо столько. Тётка матёрая, грит, а что если чуть больше будет? Ну я такой думаю, куда там больше то… В итоге она на станке за считанные минуты намотала нужного провода (я оригинального кусочек принес, а она измерила микрометром) 10к витков ровненько виток к витку, припаяла нормальным проводом выводы, обмотала — прям как с завода. Приехал домой, воткнул — работает! Транс холодный, все счастливы, а одноклассник брату потом ещё долго проставлялся, что было обидно. Может поэтому и запомнил, лол.
                                0
                                О, значит я соврал. Там тоже был этот International. Я его по внешнему виду узнал сразу :) Я после своей «Романтики» на него как на бэнтли смотрел )))
                                  0
                                  Ну так то на его крышке есть слово Japan:
                                  image
                                  А другого нам и не надо было, в 80х то. Это потом много позже, когда братан переписал новый альбом Сектора газа на этом интернэшинале, а когда начали слушать там шорохи всякие — я обратил внимание на отсутствитвие нормальной стёрки, только мелкий магнитик. После этого я понял — Вега наше всё! Ну или Маяк на худой конец.
                              0
                              А у меня в кладовке вот что есть. Интригуют «400Hz» и то, что для 220V частота сети, видимо, не так важна, как для 115V:



                              Осциллограф С1-65
                                0

                                400 Гц используются в военной технике. По крайней мере на РЛС такое было.
                                Это позволяет сделать трансформаторы меньше габаритами, например.


                                Вообще трансы на 50Гц многие будут работать и на 400гц. Но не наоборот!

                                  0
                                  Да, это военка. У меня был блок питания-конвертор, который из 220/50 делал 115/400. Батя откуда-то приволок. Не использовали, по итогу — разобрали. Вандалы, а что делать? :)
                                  +1
                                  400Гц это обычно корабельная/авиационная бортсеть. На 400Гц и трансы поменьше и вентиляторы/насосы пошустрее — всё что нужно для мобильности.
                                0

                                Это-то как раз с повсеместным внедрением импульсников стало несколько проще. Хотя в одном девайсе недавно наткнулся на внезапный импульсник от 85 до 130 В.

                              +1
                              переход на более высокие напряжения логичен: P=U*I, значит, одна и та же мощность при более высоком напряжении передаётся меньшим током. А потери зависят именно от тока, чем меньше ток — тем меньше потери. Или, при тех же потерях, можно применить более тонкий провод (с бОльшим сопротивлением). Словом, экономия.
                              Но для более высоких напряжений требуется более качественная (и более дорогая) изоляция, это ограничивает применяемое напряжение сверху.

                              Вот, собственно, и всё. Изначально применялись напряжения пониже — потому что изготовление изоляции было проблемой. С массовым приходом недорогой и надёжной виниловой и полиэтиленовой изоляции переход на более высокие напряжения был естественным.
                                –6
                                А вот тут стоит уточнять, какие именно потери мы рассматриваем. Потому что в цепи с только активным (и условно постоянным) сопротивлением тепловые потери будут все то же U*I, а только от I зависят потери на электромагнитное излучение. В итоге, в домашней сети заметно уменьшить диаметр провода мы не сможем. А вот на больших длинах проводов электромагнитные потери уже существенные, почему собственно для дальней передачи и используются высоковольтные линии, а не условные 220.
                                  +4
                                  Мы же обсуждаем переход 110-220в, а не киловольты в ЛЭП? Потому, увы, Вы не правы, на бытовом уровне потери на вихревые токи (слишком мало сечение) и излучение (слишком малы частота и напряжение) очень малы. Вытеснение на поверхность при малом сечении провода и, соответственно, большой площади поверхности относительно сечения, тоже не сказывается заметно. Потому в основном влияет нагрев, а это именно величина тока, P=I^2*R
                                    –5
                                    Прошу прощения, я тут забыл про то, что у полезной нагрузки надо считать фиксированным P, а не R. Соответственно, мы получаем разные падения напряжения на собственно проводах, и можем допустить увеличение их сопротивления пропорционально напряжению с теми же потерями.
                                    А вот P = I^2 * R тут мало применима, поскольку предполагает константное напряжение.
                                      +5
                                      фу-ты-ну-ты :-)
                                      Берём бытовую сеть. С фиксированным потреблением, скажем, в киловатт. Напряжение 100в, ток 10А.
                                      И другая сеть, напряжение 200в, ток 5А. Где, по-Вашему, будут больше потери? Именно в сети 100, и именно вчетверо. То, что ток переменный, в этих условиях не играет практически никакой роли.
                                        0
                                        А вот P = I^2 * R тут мало применима, поскольку предполагает константное напряжение.

                                        С какого перепугу в этой формуле напряжение предполагается константным, когда оно равно IR?

                                          –1
                                          Потому что тогда вас интересует не напряжение в сети, а падение напряжения на проводах, и тогда все сходится.

                                          Сначала ответил, а потом стал читать дальше, ниже, дали более корректный и развернутый ответ.
                                            0

                                            Пожалуйста, почитайте внимательнее тот комментарий, на который я отвечал.

                                      +1

                                      Не U*I, а dU*I, где dU это не напряжение в сети, а падение на проводах. dU = R*I, где R — сопротивление проводов. То есть мощность потерь R*I^2, а поскольку UI = P (мощность, которую мы хотим передать), то потери равны R*P^2/U^2. При той же передаваемой мощности тепловые потери падают обратно пропорционально квадрату напряжения.

                                        0
                                        Именно это я и пытался сказать вторым своим комментарием.
                                        +1

                                        Вот только в вашей формуле тепловых потерь U — это падение напряжения на участке цепи, а вовсе не фазовое напряжение, которое 220/240В. И это U, в свою очередь, зависит от I.

                                      0
                                      Мне знакомый электрик говорил, что сети 127В кое-где в отдаленных районах ещё остались и в дома приходит не фаза и ноль, а 2 фазы.
                                      +1
                                      Для тех, кто не в курсе, что за фазы такие, простейшее объяснение ever :)
                                      видео от Electroboom
                                        +1
                                        почти вся информация из написанной, это ежегодное подтверждение группы электробезопасности…
                                          +3

                                          Я больше скажу, вся написанная информация присутствует в курсе электротехники любого технического ВУЗа. По крайней мере, присутствовала 20 лет назад.

                                            0

                                            И сейчас присутствует, буквально неделю назад рассказывали об этом на лекции по ТОЭ..

                                          –5

                                          А что это были за программисты такие, из-за которых появилась сия статья? И как давно их забанили в Википедии?


                                          И тогда уж совет насчёт выбора комплектующих "на напряжение не менее 415В" следует все же скорректировать. Ибо если упомянутые одаренные личности начнут им пользоваться, то никогда даже зарядку для ноутбука не купят.

                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                              +8

                                              Номер какого-нибудь олова, не говоря уже про лантаноиды-актиноиды — не помню. Со звёздами вообще беда. Пойду выпиливаться с хабра. И вот этого вот товарища, который сказал "книжный шкаф знает о физике больше меня", наверное тоже сюда не пустили бы...

                                                +2
                                                Не поверите, не все учили в ВУЗе ТОЭ.
                                                названия всех видимых звезд своего полушария

                                                В смысле самых ярких, вроде Арктур, Вега, Капелла, Процион и Бетельгейзе? Честно глянул Вики.
                                                  +1
                                                  да, этот момент меня порадовал больше всего. Хотя из вашего списка не знал только про Капеллу и Процион, но я не показатель — я в детстве читал учебник по астрономии. Может у автора комментария в школе была астрономия (я проверял школы, где учатся мои дети — там точно нет)?
                                                    0
                                                    У меня астрономия была в 11 классе, в худшем случае — 1 семестр и 1 урок в неделю. Не помню, узнал ли я что-то новое из уроков, но в учебнике что-то прочитал.
                                                      0
                                                      Я сейчас в десятом классе и у меня должна быть астрономия. На самом же деле, я даже не знаю, как выглядит учебник и у меня ни разу не было этого урока
                                                        0
                                                        Нам в лицее видимо больше повезло. Учитель физики вел.
                                                  0
                                                  Как названия всех видимых звезд своего полушария
                                                  Завидую вашим запасам лишней памяти ))
                                                    +2
                                                    Таблица умножения — соглашусь. Названия элементов (всех, что ли) — под вопросом (я не Шелдон Купер), порядковые номера — на фиг. Названия звезд — точно без меня. Название ВСЕХ фундаментальных констант — серьезно?
                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                      –4
                                                      Первый том какого-то ТОЭ, Википедия, Электробум… Практически всё изложенное автором — это материал школьной программы за первую половину 11 класса.
                                                        +17
                                                        Если бы все участники дискуссий на Хабре знали материал 11го класса… тут бы срачей на два порядка меньше бы было.

                                                        А так как подход «вызубрил, пришёл на экзамен, всё сдал, в голове ничего не осталось»… типичен… такие статьи и получают популярность… даже не знаю как к этому относится… лучше поздно чем никогда?
                                                          0
                                                          Я конечно все понимаю, но это же днище какое-то… Уж простите мой пуризм.
                                                        –17
                                                        К чему превращать этот сайт в учебник для начинающих?
                                                          +23
                                                          Так на сайте полным полно «начинающих». Школьники, студенты, просто люди далекие от электротехники. Даже теги есть «электроника для начинающих» и подобные.

                                                          Человек может быть суперспецом в нейросетях или джаваскрипте, но не разбираться в электротехнике. Как и наоборот.
                                                            –14
                                                            И что, суперспец в нейросетях будет читать материал по электротехнике уровня 10-го класса? Да еще изложенного на уровне Свореня (Радио — это очень просто).
                                                              +4
                                                              Так давайте статьи по машинному обучению для начинающих тоже выкинем? Зачем они, если тут одни «суперспецы»?
                                                              Вообще все статьи для начинающих надо убрать, получается.

                                                              P.S. Суперспец настолько суровый, что читает все статьи подряд без рпзбори и ниодну из них не может пропустить?
                                                                0
                                                                На мой взгляд, есть большая разница между даже самым простым ликбезом для самых начинающих в любой профессиональной предметной области — и пересказом школьной программы. Если айтишник упустил что-то из курса физики (и тем более математики), ему следует перечитать учебник от корки до корки, а не компенсировать пробел чтением статей на хабре, излагающих то же самое. На вдумчивое перечитывание учебника уйдет несколько вечеров, толку будет гораздо больше.
                                                                  0
                                                                  Не говорите мне, что надо делать…
                                                                  Эта статья заняла гораздо меньше времени, и принесла гораздо больше фана, чем жалкий учебник. Открою секрет, люди читают не только для того, чтобы зазубрить тему.
                                                                    0
                                                                    Эта статья заняла гораздо меньше времени, и принесла гораздо больше фана, чем жалкий учебник

                                                                    Ваше право иметь такие вкусы. Только жалок в этой ситуации не учебник.
                                                                      –1
                                                                      Извините, что не прошел ваш личный бенчмарк по физике и элетротехнике, будучи программистом. Пойду посыплю голову пеплом.
                                                                        +1
                                                                        Печально не то, что программист не знает школьной физики, а то, что он объявляет учебник жалким на том основании, что тот «занял больше времени и принес меньше фана». Физика программисту как правило не нужна (это я говорю как довольно «наукоёмкий» программист с защищённой диссертацией по физике), а вот заявление: «Школьные учебники жалкие», — оправданно только если заявляющий это хвастается тем, что в детстве овладел материалом на более глубоком уровне. Когда же взрослый человек объявляет учебники жалкими, оправдывая то, что не освоил их в школе и не желает восполнить пробелы сейчас — нельзя не расстраиваться, что слышишь это от программиста. Если б вы сказали: «Да ну эти учебники нафиг, лениво их скачивать» — звучало бы гораздо достойнее, а так вы по сути расписались в неспособности их одолеть, но вину почему-то возложили на учебники.
                                                                          –1
                                                                          Жалок не учебник, как таковой, а высокомерные указания занятым людям потратить дни своего времени на его чтение, что не доставит ни удовольствия, ни пользы.
                                                                            0
                                                                            Смотря какие учебники сравнивать. Если сравнить те, на каких учился я 30 лет назад и те, что выдают детям сейчас, то есть тенденция, что современные реально жалкие. Причину этого обсуждать не будем — оффтоп.
                                                                  0
                                                                  Ну для души то он ардуинку мучает. А её кормить надо не только от USB и батареек, но и от сети.
                                                                  0
                                                                  Хм, а что если некоторые статьи на Хабре «цементировать» и превращать в просветительские. Чтобы авторов было несколько и чтобы потом больше не повторялись такие темы. Чтобы убрать дублирование…
                                                                    +1
                                                                    Чтобы авторов было несколько и чтобы потом больше не повторялись такие темы.


                                                                    У разных авторов — разная мотивация и разный подход к объяснению материала. Суть то понятно, что у всех одинаковая, но кому-то ближе формулы, кому-то графики, а кто-то и реальный эксперимент хочет.
                                                                +2
                                                                Это следует учитывать при разработке электронных схем.

                                                                Вот это меня немного смущает… Как это такое может быть, что у тебя хватает квалификации для разработки, как я понимаю, довольно суровой силовой электроники, но материал статьи для тебя — откровение?
                                                                  0
                                                                  Варианты полезности статьи:
                                                                  Ремонт техники не специалистом (не советую так делать).
                                                                  Доработка техники мастером-слаботочником (реле 380В управляемое микроконтроллером)
                                                                  Выпускник пропустивший данную тему, а на работе надо. «Как он выпустился?» — это другой вопрос.
                                                                    +3
                                                                    Я думал — просто ликбез на пальцах среди любопытных неспециалистов:)
                                                                      0
                                                                      Спасибо, было интересно почитать в деталях о том, что знаешь только поверхностно.
                                                                      Комментаторы выше, знающие это все с пеленок, могут идти на реддит/r/iamverysmart.
                                                                    0

                                                                    Никак. Но тут и не требуется разрабатывать прям суровую силовую электронику. Даже банальный диодный мостик паять надо с пониманием того, что мгновенное напряжение может оказаться — и окажется — выше действующего. А то может нехорошо получиться, если взять диоды с максимальным рабочим напряжением "впритык" к действующему.

                                                                      0
                                                                      И как правило будет работать. запас по напряжению в 1.5-2 раза там как правило норма, но не для всех деталей из партии и не для всех условий эксплуатации. Но при комнатной температуре будет работать, и вероятно даже очень долго.
                                                                        0
                                                                        Вот это и проблема. Если сразу швах — это относительно безопасно, т.к. человек к этому готов. А когда неделю работает, то уже давно торчит в розетке на столе в пластиковом корпусе, рядом кипа бумаг, а хозяин на кухне кофе варит. И можно внезапно очень удивиться.
                                                                        Другое дело что пробой диодного моста — это не витковое в трансформаторе. Развивается мгновенно и выносит предохранитель, т.е. вероятность пожара не большая, но все же…
                                                                        А вообще по косякам в разработке далеко ходить не нужно, давно известны случаи возгорания китайских паяльных станций, в которых кнопки выключения заведены на контроллер, а 220 подается на плату постоянно. Симистор в управлении фена пробивается, нагреватель начинает калиться. А т.к. многие держат эти станции в розетке постоянно, то ни к чему хорошему это не приводит.
                                                                    +3
                                                                    Расскажите, если знаете — откуда родился стандарт 230 вольт?
                                                                    То есть, во времена СССР было 220, а потом решили на 10 вольт увеличить? Зачем?
                                                                    Это же ломка стандартов, но совсем крошечный выигрыш?
                                                                      0
                                                                      Я точно не знаю, но предполагаю, что решили унифицировать с общеевропейским стандартом.
                                                                      В вики написано, что во Франции и Германии тоже раньше было 220, а потом стало 230.
                                                                        0

                                                                        Стандарт стандартом, а вот у нас после недавних работ на подстанции теперь в розетках не 230, а 220 вольт.

                                                                          0
                                                                          Так 220 тоже стандартом допускается)
                                                                          0
                                                                          Я не знаю, но могу попробовать нафантазировать.
                                                                          По мере роста благосостояния людей в Европе росло потребление частных хозяйств. Массовая модернизация сетей — это и дорого и требует времени. Повышение напряжения, возможно, дало запас времени на такую модернизацию, вот и округлили 380 В до 0,4 кВ, а 230 — уже следствие. Примерно в то же время, как мне кажется, стали пропагандировать переход на лампы-экономки, что также снизило потребность в модернизации.

                                                                          Другую часть проблемы — увеличение количества кондиционеров — в Германии, на мой взгляд, решили стимуляцией распределенной установки солнечных панелей — они генерят как-раз «когда надо» и снижают потребность в модернизации магистральных сетей.

                                                                          Любопытно было-бы услышать кого-то, кто «в теме» сходятся даты или нет.
                                                                            0

                                                                            А с чем должны даты сходиться?

                                                                              0
                                                                              1) Когда был принят стандарт на 0.4 кВ
                                                                              2) Когда стали массово рекламироваться лампы-экономки
                                                                              3) Когда в Германии была принята программа по субсидированию зеленой энергетики
                                                                                0
                                                                                На мой взгляд, даты не бьются. В РФ на 230В к 2003 году предусматривал аж стандарт 1992 года вроде бы.

                                                                                Зеленая энергетика в Германии только увеличила цены для граждан на электричество, насколько я знаю. Ну по словам знакомых из Германии то есть.

                                                                                В общем, мне кажется, что дело в улучшении изоляции и экономии на медных проводах. Сберегайки и зелень тут, на мой взгляд, не при чем. Но может я и не прав — кто его знает.
                                                                            0
                                                                            Родился отуда, что можно ставить штатовское оборудование на 240 (+-5%) вольт. 230 + 10% = 253 вольта максимум.
                                                                              0
                                                                              При этом сами штатовцы имеют стандарт 120Вольт. И делают 240В, подключая две противофазы к двум дырочкам в розетке:)
                                                                                0
                                                                                Похоже на 2 фазы, но на счётчике прямо написано — однофазный. Там всё проще, вторичная обмотка со средней точкой, которая заземлена. Имеем две полуобмотки по 120В или полную 240 В.
                                                                                  0
                                                                                  Не похоже, а так оно и есть. В качестве пруфа приведу уже упомянутое видео:

                                                                                  На 4:39 явно виден сдвиг фаз на 120 градусов, а если бы была обмотка со средним выводом, сдвиг был бы 180 градусов.
                                                                                    0
                                                                                    Я прошу прощения. В США существует 2 системы электропитания энергоёмкого оборудования: однофазная -120\240V и трёхфазная -120\208V. Говорим про 240V вроде?
                                                                                    Причем здесь данное видео? Значит у него реально 2 разные фазы заведено, что уже по измерению напряжения видно: 115 + 115 = 230, а у него 203. И осцилограф без надобности…
                                                                                    НО… Иду к себе на щиток, меряю. 120 V в одной «фазе», 120 V в другой «фазе» и 240V МЕЖДУ «фазами». А больше «фаз» в мой щиток не заведено, в кабеле 2 токонесущие жилы и земля. Я просто знаю как устроено электропитание в моём ДОМЕ.
                                                                                    А вот если у него КВАРТИРА в многоэтажном доме — тогда ничего странного, в многоэтажке действительно полное 3-х фазное питание заведено.
                                                                                    Еще раз — ДВЕ системы: в домах питание однофазное. В офисных зданиях, многоквартирных домах — несколько из 3х фаз.
                                                                                      0
                                                                                      Думаю, вы и HardWrMan смотрите с разных сторон… со стороны нагрузки фазы, ИМХО, действительно две, но вот к домовому трансформатору, как я полагаю, подключена только одна, что делает сеть однофазной. Ну и еще, «фишек» типа возможности напрямую включать асинхронные двигатели или уменьшения сечения жил кабеля при той же мощности, которые есть для трехфазной сети, в схеме с -120\240V — не будет.
                                                                                        0
                                                                                        Я просто знаю как устроено электропитание в моём ДОМЕ.

                                                                                        Ну так надо было конкретно это обозначить, а не говорить от лица всей страны, именно так это и прозвучало. Например в России у моего знакомого в частный дом заведено полноценное трехфазное питание, а у соседа — только однофазное. В квартирах многоквартирных домов да, обычно заводят трехфазное и распределяют нагрузку квартир по фазам более-менее равномерно.
                                                                              0
                                                                              только нужно уточнить, что современные простейшие цифровые вольтметры на микроконтроллерах измеряют именно амплитудное значение (так как схемотехника: делитель, однополупериодный выпрямитель и АЦП) и показывают (откалиброваны) — среднеквадратическое.
                                                                                0
                                                                                Я с вами согласен.
                                                                                Но относительно пользователя — какая разница как они измеряют? Главное — что они показывают:)

                                                                                  0

                                                                                  Серьезно амплитудное?
                                                                                  А после диода конденсатор случаем не ставится? С которого собственно и снимается напряжение для измерения.
                                                                                  А АЦП случаем не мгновенное напряжение меряет?
                                                                                  Чтобы потом посчитать то или иное среднее значение и отобразить его где-то.

                                                                                    +3
                                                                                    Серьезно амплитудное?
                                                                                    А после диода конденсатор случаем не ставится? С которого собственно и снимается напряжение для измерения.




                                                                                    Это пиковый детектор простейший. Именно амплитуда у него на выходе и есть в случае синусоиды.
                                                                                      0
                                                                                      К сожалению, у него не амплитуда на выходе, а пиковая помеха.
                                                                                        +1
                                                                                        Если помех нет и на входе синусоида, то на выходе амплитуда:)
                                                                                        Но вообще обычно конденсатор (выход) нагружен резистором и получается обычный фильтр. В зависимости от параметров RC-цепочки будет усреднение.
                                                                                          0
                                                                                          Помехи там есть, если, конечно, Вы не в Диснейленде.
                                                                                      +2

                                                                                      ставится, ставится! поэтому и амплитудное.

                                                                                        0
                                                                                        Именно. Так проще. Проблема в том что большая часть АЦП достаточно медленные чтобы их можно было использовать для измерения TrueRMS за счет выборок и вычислений. Например классический ICL7107 и им подобные обеспечивают порядка 10 измерений в секунду, с такими особо не разгонишься среднеквадратичное рассчитывать.
                                                                                        +2
                                                                                        А несовременные стрелочные, по идее, измеряют просто среднее (там же усреднение идет за счет механической инерции рамки со стрелкой), ну и откалиброваны тоже на среднеквадратичное. Т.е. на несинусоидальном врать будут оба, но по-разному.
                                                                                          0

                                                                                          а там всё зависит от типа системы: магнитоэлектрические — среднее значение, а электромагнитные — среднеквадратичное

                                                                                          0
                                                                                          И не только на микроконтроллерах. Почти все достаточно дешевые вольтметры. Если на них не написано TrueRMS — значит они предназначены только для синусоиды и показывают правильно только для синусоиды. И это является проблемой… ибо в розетке не всегда синусоида. Включаешь туда такой прибор, он тебе показывает 220В действующего, а на самом деле там 230 из-за грязной синусоиды…
                                                                                          0
                                                                                          Спасибо за статью! И да, я плохо помню электротехнику за 11й класс :)

                                                                                          Вопрос: если, как у Вас на рисунке, все три «дырки» в розетке содержат «фазу», а не «землю», то зачем тогда их делают три? Ведь в Ваших формулах для 380В участвуют только две фазы?
                                                                                            +3
                                                                                            Вопрос: если, как у Вас на рисунке, все три «дырки» в розетке содержат «фазу», а не «землю», то зачем тогда их делают три? Ведь в Ваших формулах для 380В участвуют только две фазы?


                                                                                            Просто потому что статья об измерении напряжения, а не о том, как работают трёхфазные устройства. А напряжение измеряется между двумя точками.

                                                                                            Напряжение сети измеряется либо между фазой и нулем (фазное напряжение, которое 220В). Либо между двумя любыми фазами (линейное или межфазное напряжение, которое 380В).

                                                                                            Трехфазные устройства проектируются симметричными по потреблению тока с каждой фазы.
                                                                                            Там есть схемы включения, таки как треугольник, звезда. И в их работе, разумеется, участвуют все три фазы. Но к измерению питания это отношения не имеет.

                                                                                            Вот если бы я начал рассчитывать мощность, потребляемую трехфазным двигателем, например, то я бы и все три фазы в формулах посчитал:)
                                                                                              +1
                                                                                              В трехфазной розетке «дырок» пять — три фазы, нейтраль и земля. Хотя при равномерной нагрузке ток по нейтрали будет равен 0. А в формулах используются две фазы потому что межфазное напряжение измеряется между двумя фазами.
                                                                                                –1
                                                                                                При симметричном потреблении по всем фазам ток по нейтральному проводу стремится к нулю. Это позволяет обойтись виртуальной «землёй» и сделать в розетке всего 3 дырки.
                                                                                                +4
                                                                                                Постоянно приходится проводить ликбез электрикам, которые меряют простым вольтметром напряжение на двигателе и не понимают, почему такие показания. А когда говоришь им, что двигатель работает от частотника, те спрашивают: «А какая разница?»
                                                                                                  +1
                                                                                                  А какая разница? С частотника напряжение не синусоидальное? Я не в курсе. Или это про то что при включении асинхронного двигателя с снижением частоты нужно уменьшать напряжение питания?
                                                                                                    +1
                                                                                                    На выходе частотника обычно ШИМ — в большинстве случаев двигателю этого достаточно. Если нужен синус, то ставят дополнительно фильтр (отдельно снаружи, или может быть встроен в частотник).
                                                                                                  0
                                                                                                  Спасибо за хорошо написанную статью. Освежил эту тему в памяти.

                                                                                                  Многоуважаемый олл, может ли кто-то поделиться ссылками:
                                                                                                  1) как определяется power factor ( и на что влияет в итоге)
                                                                                                  2) косинус фи (ну, тут почти понятно, интересует связь с пунктом 3)
                                                                                                  3) что и как обычно считают современные бытовые электросчетчики
                                                                                                    0
                                                                                                    Угол ФИ показывает сдвиг фаз между током и напряжением. На активной нагрузке — 0 градусов, косинус нуля единица. На реактивной — 90градусов.

                                                                                                    Активная мощность это Pакт = I*U*cos(фи).

                                                                                                    Насколько я знаю, имеются требования, которые не допускают, чтобы нагрузка была «сильно реактивной», то есть угол фи не должен превышать определенные значения (какие — не помню).

                                                                                                    Все резисторы, лампы накаливания — это активные нагрузки.
                                                                                                    А вот индуктивности и емкости — реактивные.

                                                                                                    На реактивных нагрузках активная мощность не потребляется в идеале.
                                                                                                      0

                                                                                                      Вот только реактивные нагрузки неиллюзорно грузят генератор, а полезной работы не совершают.
                                                                                                      Потому и дрючат за низкий power factor, (он же cos ф., он же P.акт. / P.полн.)
                                                                                                      если у тебя cos ф <0.7, и ты потребляешь значительную мощность, к тебе придут энергетики и зададут неудобные вопросы :)

                                                                                                        0

                                                                                                        А там разве проблема не в активных потерях в ЛЭП?

                                                                                                          0

                                                                                                          И в ЛЭП тоже. До генератора они же как-то добираются)

                                                                                                        –1
                                                                                                        Тут, грубо говоря, из моей памяти 10 летней давности с института, реактивные нагрузки бывают двух типов — индуктивные (производители реактивной мощности, напряжение опережает ток на определенный угол) и емкостные (потребители реактивной мощности, так называемые установки компенсации, где напряжение отстает от тока на определенный угол) и соответственно полное сопротивление цепи является суммой или вычитанием комплексного числа активной и реактивной мощностей, где реактивная мощность комплексное число
                                                                                                        0

                                                                                                        косинус фи — это power factor и есть

                                                                                                          0
                                                                                                          Не совсем, верней совсем не так. Для идеального синусоидального напряжения они равны, а для другого произвольного сигнала… где вы возьмёте сдвиг фазы между током и напряжением?
                                                                                                            0

                                                                                                            Посчитаю power factor, после чего кто-то обязательно назовёт это косинусом фи :-)

                                                                                                        –2
                                                                                                        Под формулой с определенным интегралом (раз уж решили напомнить тем кто
                                                                                                        не знал или забыл ) полезно ставить эту картинку. Тут сразу понятно, что этот
                                                                                                        интеграл считает.image
                                                                                                          0
                                                                                                          Всё хорошо, но бытовые мультиметры, как правило, показывают амплитудное, делённое на корень из двух. Настоящие True-RMS мультиметры — большая редкость и ценность. Опять же полоса частота какая у них.
                                                                                                            0

                                                                                                            Ну как редкость… Так же пошёл в какой-нибудь чип и дип и свободно купил. Только вместо 200 рублей мультиметр с True RMS будет стоить тысяч 5-10.

                                                                                                              0
                                                                                                              Это раньше true rms прибор был редкостью и очень дорогим. Нынче расплодились клоны микросхем "True RMS to DC Converter" например LTC1966, AD536, AD736, AD8436 и прочие, на которых ушлые китайцы строят подчас неплохие true rms мультиметры ценой от примерно тысячи р. и выше.
                                                                                                              0
                                                                                                              Говоря о напряжении трехфазном и двухфазном не лишним будет упомянуть причины повышения и понижения этого самого напряжения. У нас в институте на парах электротехники, препод объяснил нам это очень простым языком: нагрузка на всех трех фазах должна быть примерно одинаковая. При перекосе нагрузки — происходит перекос в напряжениях. Повышение нагрузки на 1 фазе вызывает на ней падение напряжения, и одновременно повышение напряжение на двух других. Если же повышается нагрузка на двух фазах с просадкой, то но менее нагруженной фазе напряжение повышается еще выше. Это исходит из теории работы понижающего трансформатора, который и понижает напряжение до привычных нам цифр. Примером в жизни может послужить общая нелюбовь в моей сельской местности работающей Элетросварки на линии. В моменты рабочей нагрузки Сварочный аппарат потребляет прилично. И если аппарат не трехфазный, и уж тем более не инверторного типа, а старый добрый трансформатор ручной намотки на обычные 220В, то нелюбовь вполне обоснованная, т.к. на всех трех фазах напряжение будет скакать. Сильно вниз на той, к которой он подключен, и мигают лампы на соседних фазах. Обычно увеличение общей нагрузки на всех фазах уменьшает чувствительность и скачки. Да и вроде бы уже есть более современные защиты и выравнивание.
                                                                                                                +1

                                                                                                                Полюбившаяся мне лет 15 назад тема — защита бытовых устройств от "перетягивания нуля" — когда в многоквартирном доме, питающемся по факту от трёх разных фаз, "отгорает питающий ноль" — вот тогда в розетке между "нулём" и фазой можно запросто увидеть 380В. Мне 15 лет назад повезло — вся дорогостоящая техника питалась от "умного" ИБП, а вот соседи многие попали на незапланированное обновление бытовой техники… повезло, хоть пожара не случилось.

                                                                                                                  0

                                                                                                                  Что интересно — современные импульсные блоки питания имеют запас прочности и могут работать в довольно широком диапазоне напряжений. Об отгорании нуля даже не сразу можно и узнать.

                                                                                                                    0
                                                                                                                    От 380 они всё же сгорят — варисторы сработают и вышибут внутренний предохранитель. И не всякий сможет такое починить, темболее не лишившись гарантии. А значит для обывателя это или дорогой ремонт или девайс на свалку. А ведь всего копеечные варисторы и предохранитель…
                                                                                                                      0
                                                                                                                      Если в розетке стало 380В, вы уже лишились гарантии.
                                                                                                                    0
                                                                                                                    тема до сих пор актуальная, и защита доступна. К сожалению, мало кто заморачивается установкой реле напряжения.
                                                                                                                      0
                                                                                                                      Наверное, от региона зависит. У нас в городе после пары-тройки распиаренных по ТВ ещё в начале нулевых случаев очень многие стали себе ставить реле напряжения прямо в щиток при ремонте, либо, хотя бы, покупать выполненные в виде вставляемого адаптера в розетку реле напряжения для защиты наиболее дорогой и чувствительной техники.
                                                                                                                    +1

                                                                                                                    Замечание по заголовку статьи: перед "или" нужно ставить запятую ( https://znayrusskiy.ru/kultura-rechi/orfografiya-punktuacija/zapjataja-pered-sojuzom-ili/ ).

                                                                                                                      +1
                                                                                                                      Спасибо. Исправлено.
                                                                                                                      0
                                                                                                                      Тут еще стоит сделать поправку, что в статье рассмотрен идеальный вакуумный случай, без нагрузки энергосистемы. Есть еще фактор гармонических колебаний, вызванный наличием реактивной составляющей и неоднородности моментной нагрузки. Тогда график напряжения начинает выглядеть так:
                                                                                                                      image
                                                                                                                      А если еще учитывать, что некоторые гармоники (особенно кратные 3-м) входят в резонанс, то картина получается еще интересней. В ГОСТ 32144-2013 можете поискать подробности.

                                                                                                                      Вот, к примеру, реальный график отклонения в % напряжения от идеальной синусоиды по трем фазам, снятый в течение суток в распределительном устройстве низкого напряжения одной из трансформаторных подстанций:

                                                                                                                      Данные снимались прибором Энергомонитор 3.3Т1
                                                                                                                        +2
                                                                                                                        Я согласен с тем, что есть ещё масса нюансов — помехи, искажения формы сигналов и прочее.

                                                                                                                        Но, друзья мои, если начать описывать все это — получится не статья в формате «для начинающих», а учебник-фолиант на 1024 страницы:) И кто его будет читать?:) Я уж не говорю о том, что времени писать такой труд просто нету. Да и квалификация не та)

                                                                                                                        У статьи была цель простая: ответить на вопросы о том, какие напряжения в сети по стандарту и объяснить как и почему они измеряются так, а не иначе. Причем так, чтобы попроще.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          Согласен полностью, просто обратил внимание! А вообще приятно, что на хабре есть люди в «теме». Сам работаю в энергосистеме почти 10 лет.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          это что, в 4 ночи активная нагрузка минимальна, а больше потребляет реактивная нагрузка в виде освещения дуговыми лампами и люминесцентные лампами?
                                                                                                                          Интересно как выглядит синусоида с 12% отклонения?
                                                                                                                            +1
                                                                                                                            Интересно как выглядит синусоида с 12% отклонения?


                                                                                                                            Отклонения от чего? Реактивная нагрузка (идеальная) не меняет формы синусоиды. Она вызывает задержку между изменением тока и напряжения, то есть сдвиг фазы тока относительно напряжения.
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Раз пока у нас сети не на сверхпроводниках, то даже идеальная реактивная нагрузка будет менять форму синусоиды напряжения.
                                                                                                                                0
                                                                                                                                Раз пока у нас сети не на сверхпроводниках, то даже идеальная реактивная нагрузка будет менять форму синусоиды напряжения.


                                                                                                                                А разве резистором можно поменять форму сигнала?

                                                                                                                                Насколько я помню, линейные элементы на форму синусоиды не влияют.
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  Он просто хотел сказать, что длинный провод может превратиться из сопротивления в индуктивность, ведь свивание провода в катушку есть искусственное удлинение проводника.
                                                                                                                                    +2
                                                                                                                                    А как вы измените форму синусоиды с помощью индуктивности? Я не представляю.
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      Я — никак. Это же не я утверждал. С другой стороны, я лично видел в некоторых местах скрутку(!) алюминиевого провода с медным! Там помимо нагрева образуется и нелинейный элемент, верно? Хотя я не уверен даже за обычную колодку для подобных соединений.
                                                                                                                                      Алсо может как-то играет роль и чистота металла в проводниках, но это не точно.
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        Это не настолько сильная нелинейность. Намотайте провод на гвоздь и нелинейность на высоких токах будет гораздо больше.
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        Смотря какой индуктивности. Если она начнёт работать с насыщением сердечника, то становится сильно нелинейным элементом и начинает влиять на форму напряжения. Идеальная индуктивность форму не поменяет, конечно. Может изменить амплитуду, но не форму. Но поскольку в наем мире нет ничего идеального, вопрос стоит не в том что поменяет форму, а НАСКОЛЬКО. Конденсаторы, и те по своей природе нелинейны — их ёмкость зависит от мгновенного напряжения… весь вопрос насколько сильно. С воздушным диэлектриком — слабо, с керамикой может быть очень сильно особенно пьезокерамика.
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      А что вы скажите на счёт резистора подключаемого в нужные моменты времени? Скажем в первой трети каждого полупериуда? Активным элементом он от этого не становится.

                                                                                                                                      Если мне память не изменяет, то простые импульсные блоки питания тем и плохи что тянут мощность только в определенные моменты времени.
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        А что вы скажите на счёт резистора подключаемого в нужные моменты времени?


                                                                                                                                        Я скажу, что это уже не резистор, а система управления включением резистора в сеть.

                                                                                                                                        Схемой состоящей только из линейных элементов форму синусоиды изменить нельзя, насколько я понимаю.
                                                                                                                                  0

                                                                                                                                  Черт, я похоже немного ввёл всех в заблуждение. На графике отклонение в % от эталонного значения напряжения в 220В. Так что все логично, в 4 утра нагрузки меньше, напряжение выше. Но гармонические колебания все равно видны

                                                                                                                                0
                                                                                                                                а как же все таки сам вопрос в названии статьи… ведб вольтметр показывает ту эдс которая наведена в рамке отклоняющей стрелку, а как эта эдс туда попала, схемы могут быть совсем не одинаковы и соответственно может быть разница у разнотипных приборов
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  В статье не хватает описания, как именно измеряется напряжение вольтметром разных конструкций (с магнитоэлектрической, электромагнитной и прочими системами). А так классно!
                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    «Синяя» фаза — начинается от нуля отсчета.

                                                                                                                                    Простите, напомнило.
                                                                                                                                      –1
                                                                                                                                      фазы надом — pastebin.com/WtyQGWZw
                                                                                                                                        –1
                                                                                                                                        Отличная заметка, жаль только, что понятие «градус» присутствует…

                                                                                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                                                                        Самое читаемое