Зачем нужен 0 в электрике: Что такое ноль и фаза в электричестве и зачем он нужен?

Содержание

faza в домашней электросети, зачем нужен ноль в электричестве, чем отличаются эти понятия

Замена розетки или выключателя — довольно простая работа. Однако при ее выполнении начинающие домашние мастера сталкиваются с необходимостью определения фазного и нулевого проводников. Это необходимо для правильного подключения устанавливаемого устройства, а также позволяет избежать удара током. Каждый владелец квартиры или частного дома должен понимать, что собой представляют фаза и ноль.

Устройство бытовой электросети

Сначала стоит выяснить, откуда берется ток в квартире, после чего будет проще понять, что называется нулем и фазой. В дома электрическая энергия подается с трансформаторной подстанции, задача которой заключается в преобразовании высоковольтного напряжения промышленной сети. Вторичная обмотка трансформатора соединяется в соответствии со схемой «звезда» — три ввода подключены к общей точке 0, а оставшиеся 3 подсоединяются к клеммам А, В, С. Соединенные вместе контакты также подключаются к заземляющему контуру подстанции.

В нулевой точке одновременно сделано расщепление на два проводника:

Рабочий ноль.
Защитный провод РЕ.

Рассмотренная схема носит название TN-S и используется во всех жилых домах. Таким образом, в распределительном щитке строения, кроме двух нулевых проводов, присутствуют еще и три фазных. В домах старой постройки часто встречается четырехпроводная схема — TN-C, в которой отсутствует проводник РЕ. Из распределительного щитка строения по квартирам разводится напряжение лишь одной фазы в 220 В и защитный РЕ-провод.

Следует помнить, что в старых домах последний элемент схемы может отсутствовать, если реконструкция электрической проводки не проводилась. Таким образом, «нуль» в квартире — провод, подсоединенный к контуру земли в подстанции и используемый для создания нагрузки от фазы.

Благодаря проводнику faza, электрический ток поступает к потребителю. Ноль не только позволяет добиться движения тока к нулевому контуру, но и способствует выравниванию фазного напряжения.

Довольно важным понятием является и РЕ-провод. Он исключен из схемы электроснабжения и необходим для устранения последствия различных аварийных ситуаций и неисправностей. В электросетях, созданных в соответствии со схемой TN-S, нагрузка распределяется равномерно, так как на каждом этаже распределительный щиток подключен к конкретным линиям 220 В общей сети подъезда.

Равномерное соединение «звезда» полностью повторяет все векторные характеристики подстанции. Если в квартире выключены все потребители электроэнергии, то ток в цепи отсутствует. В трехфазных сетях сумма электротоков складывается в соответствии с законом векторной графики в нулевом проводнике. Зная, чем отличается фаза и ноль в электрике, можно самостоятельно решать различные задачи.

Способы определения

В любом современном электроприборе предусматривается наличие заземления. Благодаря этому удается снизить показатель силы тока до безопасного. Заземляющий провод отводит большую часть электронов в землю, защищая тем самым человека от поражения электротоком. Простейшим способом обнаружения такого проводника является окраска его изоляционного слоя — желто-зеленая.

Однако из-за ошибки электромонтера такое предположение может оказаться неверным. Именно поэтому важно не только понимать, что значат фазные, заземляющие и нулевые провода, видеть различия между ними, необходимо уметь самостоятельно их находить. Чтобы обнаружить фазу тока и нулевой проводник в домашней электросети, можно использовать несколько методов. Наиболее простыми среди них являются три, которые и стоит рассмотреть.

Индикаторная отвертка

Это недорогой и весьма эффективный инструмент, с помощью которого можно быстро найти фазу и ноль в домашней электросети. Индикаторная отвертка работает по принципу прохождения через корпус емкостного электротока. Инструмент состоит из нескольких элементов:

Металлический наконечник, напоминающий плоскую отвертку. Его необходимо последовательно прикладывать к тестируемым проводникам.
Неоновая лампа. Загорается при появлении тока и это сигнализирует о наличии фазы.
Резистор. Предназначен для ограничения силы тока и предотвращает выход из строя инструмента.
Контактная площадка. Прикосновение к ней позволяет создать электроцепь.

Единственным недостатком индикаторной отвертки является сравнительно слабое свечение сигнальной неоновой лампы. Если проверка проводится в светлое время суток, то необходимо быть максимально внимательным. В противном случае можно просто не заметить подаваемый инструментом сигнал о наличии фазового тока.

Мультиметр или электрическая лампочка

Домашний тестер также может стать отличным средством поиска фазы и нуля в сети. Для выполнения работы прибор необходимо перевести в режим вольтметра и попарно определить показатель напряжения между проводами. Между любым проводником и фазой он всегда составит 220 В. Если коснуться щупами нуля и заземляющего провода, то напряжение будет отсутствовать.

Перед тем как приступить к решению задачи с помощью лампы, придется собрать простейшее устройство. В любой подходящий патрон следует вкрутить лампочку и подключить к клеммам проводники. Концы проводов следует зачистить с помощью обычного ножа либо стриппера. После этого можно приступать к определению фазового и нулевого проводника. Для этого предстоит поочередно прикладывать провода к проверяемым жилам. Как только лампа загорится, фаза будет найдена.

Последствия обрыва фазы или нуля

Такая ситуация встречается в домашних электросетях достаточно часто. Основной причиной ее появления может стать плохой контакт или высокие нагрузки, что приводит к отгоранию металлических токоведущих элементов. Зная, зачем нужен ноль в электричестве, что называется фазой, можно сделать вывод и о возможных последствия.

Совершенно неважно, какой из этих двух проводников оказался разорван, включенный в неисправную цепь потребитель работать не будет. Аналогичным образом обстоит ситуация и с обрывом провода любой фазы в общедомовой сети. В такой ситуации все квартиры, подсоединенные к этой линии, будут лишены электроэнергии. При этом в двух оставшихся цепях проблем с работой электроприборов наблюдаться не будет, лишь увеличиться сила тока в нулевом проводнике.

При всех этих обрывах повреждение бытовых приборов исключено.

Наибольшую опасность представляет ситуация, в которой пропадает соединение между заземляющим контуром подстанции и средней точкой подсоединения нагрузок подъездного либо общедомового распределительного электрощита. Это связано с тем, что электроток не сможет двигаться по нулевому контуру, а пойдет по пути наименьшего сопротивления — внешним контурам. Стоит помнить, что к ним подсоединено напряжение в 380 В.

Если в одной квартире нагрузка на сеть мала, а в другой высокая, то, согласно закону Ома, у второго хозяина могут возникнуть серьезные проблемы, к нему будет подаваться напряжение близкое к 380 В. Чтобы избежать подобных неприятностей, в распредщитках устанавливаются специальные средства защиты. Однако некоторые владельцы квартир устанавливают у себя дополнительные устройства, чтобы избежать преждевременного выхода из строя сложных электроприборов.

Разобраться с понятиями нулевого и фазного проводников в электротехнике достаточно легко. Даже начинающий домашний мастер в этом преуспеет. Однако следует помнить, что работа с электросетью может быть опасной для жизни. Чтобы избежать серьезных неприятностей, необходимо всегда проявлять максимальную осторожность. В лучшем случае последствием ошибки станет выход из строя электроприборов, но ведь возможно и поражение электрическим током.

Что такое заземление и нулевой провод

Зачем нужно заземление и нейтральный провод?

В процессе монтажа электрической сети в квартире или в доме вы неизбежно столкнётесь с вопросом что такое нулевой провод и заземление и в чем их отличие? Ведь без четкого понимания данного вопроса смонтировать электрическую сеть, полностью отвечающую нормам ПУЭ (Правила устройства электроустановок) достаточно сложно. Поэтому в нашей статье мы постараемся разобраться с данным вопросом и приведем основные правила монтажа этих цепей.

Что такое заземление и нейтральный провод

Прежде всего давайте разберемся, что такое нулевой и что такое защитный провод, в чем их отличия и в чем предназначение? Исходя из этого нам проще будет понимать правила их подключения и те требования которые к ним предъявляет ПУЭ.

Что такое нулевой провод

Прежде всего остановимся на нулевом или как его еще называют нейтральном проводе. Согласно п. 1.7.35 ПУЭ он предназначен для питания электроприемников и соединен с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Что такое нулевой провод?

Если же говорить простым языком и отбросить некоторые не столь важные для нас нюансы, то нулевой провод — это проводник, соединенный с заземленной частью трансформатора или генератора от которого вы получаете питание.
В однофазной сети, которая используется у нас практически во всех частных домовладениях и квартирах, для работы электроустановок обязательно необходим фазный и нулевой провод. Нулевой провод по сути непосредственно соединен с землей и в идеале имеет нулевой потенциал. То есть напряжения на нем нет.

Обратите внимание! Напряжения на нулевом проводе нет если он соединен с землей. Если эта связь по какой-либо причине нарушена, то во время работы электроустановки он оказывается под напряжением равном фазному. То есть для однофазной сети равном 220В.

На схемах нулевой провод обозначается символом «N». Старая советская инструкция рекомендовала применять обозначение «0» и его еще можно встретить на некоторых схемах. А сам провод согласно п.1.1.30 ПУЭ должен быть выполнен проводом синего цвета.

Что такое заземление?

Заземление или защитный проводник согласно п. 1.7.34 ПУЭ предназначен исключительно для целей электробезопасности. В нормальных условиях он не находится под напряжением и выполняет роль проводника только в случаях нарушения изоляции фазного или нулевого проводника. При этом на самой электроустановке он снижает потенциал до безлопастного.

Зачем нужно заземление?

Если говорить простым языком, то заземление необходимо только на случай поломки. Например, у вас произошел пробой изоляции стиральной машинки. Если она не будет заземлена, то прикосновение к ней равноценно прикосновению к фазному проводу. Если же она будет заземлена, то нечего не произойдет, так как избыточный потенциал через заземление уйдет в землю.
Заземление может выполняться по разным схемам в зависимости от ваших возможностей и схемы питающей сети. Данный вопрос мы рассмотрим ниже.
Защитный проводник на схемах принято обозначать символами «PE». Сам же проводник должен быть выполнен из провода желто-зеленого цвета.
На некоторых схемах вы можете встретить обозначение «PEN». Это обозначает совмещение нулевого и защитного проводов. О нем мы поговорим чуть ниже. Цвет такого провода согласно п.1.1.29 ПУЭ должен быть голубым с желто-зелеными полосами на концах.

Схемы подключения нейтрального провода и заземления

Теперь вы знаете как отличить нулевой провод от заземления и понимаете, что и то, и другое является соединением с землей. Теперь можно рассмотреть возможные схемы подключения нейтрального провода и заземления. Все они четко оговорены в п.1.7.3 ПУЭ. Мы рассмотрим только схемы с глухозаземленной нейтралью которые применяются в наших электрических сетях.

На фото представлена система ТТ

Итак:

Прежде всего рассмотрим систему ТТ в которой нейтральный провод подключен к заземлению трансформатора, а заземление к независимому источнику. Этот метод применяется очень редко, да и цена монтажа такой системы является наиболее высокой.
Значительно чаще используются системы типа ТN в которых используются PEN проводники. То есть на всем протяжении или на отдельных участках нулевой и защитный проводники проложены одним проводом, либо подключаются к одной точке заземления.

Система TN-S

Наиболее оптимальной в данном случае в вопросах электробезопасности является система TN-S. В ней нулевой и защитный проводники подключены к единой точке заземления, но на всей протяженности выполнены отдельными проводниками.

Система TN-C

Значительно чаще можно встретить систему TN-C, которую достаточно просто реализовать своими руками. В ней нейтральный провод и заземление выполнены одним проводом по всей длине. Но это наименее безопасный вариант с точки зрения электробезопасности.

Система TN-C-S

И последним возможным вариантом является система TN-C-S. Как понятно из названия она совмещает в себе две предыдущие системы. То есть на одном участке выполнена совместная прокладка нейтрали и заземления, а на втором участке они разделены.

Правила подключения нейтрального провода и заземления

Зная возможные схемы подключения заземления и нулевого провода можно говорить о правилах и требованиях к их подключению. Ведь они хоть и не значительно, но разняться. Кроме того, мы надеемся, что объясним часто встречающийся вопрос зачем заземлять нулевой провод.

Прежде всего поговорим о системе ТТ. Согласно п.1.7.59 ПУЭ данная система может применяться только в исключительных случаях, когда не одна из систем TN не может обеспечить должный уровень защиты.

Обратите внимание! При использовании системы ТТ обязательно применение автоматов УЗО. Причём нормы ПУЭ предъявляют к ним отдельные требования по току срабатывания.

Но и для системы TN все не так просто. Согласно п.1.7.61 ПУЭ на вводе в здание или в электроустановку они должны иметь повторное заземление. Давайте разберемся зачем это необходимо.
В системе TN как мы уже знаем, нулевой и защитный проводники монтируются одним проводом. В случае обрыва этого совместного провода получается, что нулевой и защитный провод образуют единое целое. Ведь они не соединены с землей.
Если у нас нет соединения с землей, то как мы уже знаем при включении любого электроприбора или даже лампочки нулевой провод оказывается под фазным напряжением.
Но для системы TN нулевой и фазный провод частично или полностью объединены. То есть провод заземления тоже оказывается под фазным напряжением. А фазный провод у нас подключен к корпусу нашей стиральной машины, фена, холодильника и другого электрооборудования. Выходит, и на их корпусе появится фазное напряжение. И при прикосновении к ним вы получите удар электрическим током.

Зачем выполнять повторное заземление?

Именно исходя из этих соображений повторное заземление нулевого провода по ПУЭ для систем TN обязательно. Ведь такое повторное заземление снижает риск подобных случаев. А если оно выполнено у всех электропотребителей, то вероятность подобных случаев становится еще ниже.
Кроме того, нормы ПУЭ в многоэтажных зданиях требуют присоединения PEN шины к шине уравнивания потенциалов, которая согласно п.1.7.82 ПУЭ должна соединяться со всеми заземленными проводниками в доме.
Отдельные требования ПУЭ предъявляет к потребителям, которые подключены к электрической сети при помощи воздушной линии. Контур повторного заземления нулевого провода и заземления для таких потребителей должен быть оборудован согласно п.17.101 и 1.7.102 ПУЭ.
Для таких потребителей нормируется не только сопротивление искусственного заземлителя, но и предъявляются требования к его материалу, а также сечению и толщине. Ведь на воздушных линиях обрыв одного провода значительно более вероятно.

Вывод

Как видите вопрос правильного выполнения заземления и монтажа нулевого провода достаточно многогранен. Мы уделили внимание лишь основным аспектам и попытались разъяснить назначение данных проводников. Более детальную информацию по поводу монтажу заземления, зануления и контуров заземления вы можете получить в следующих статьях на нашем сайте, а также на видео.

Для чего нужен ноль в электричестве

Что такое фаза и нуль в электричестве

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

Фаза и нуль в электрике

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

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

Фаза и нуль: понятия и отличие

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

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

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

Зачем нужен ноль в электричестве

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

Откуда берется ноль в электросети

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

Зачем нужен нуль

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

Как найти нуль и фазу

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

Проверка с помощью электролампы

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

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

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

Индикаторная отвертка

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

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

Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
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.
Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

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

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

Мультиметр

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

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

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

Что такое фаза и ноль в электричестве

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

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

Электрический ток и электрический заряд

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 $frac$ 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.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

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

{SOURCE}

Для чего нужен нулевой провод

Что такое нулевой провод

Нулевой провод — это провод, использующийся для выравнивания напряжения в фазах. В случае его отсутствия или повреждения могут сгореть подключенные к фазе приборы и даже может начаться пожар. Поэтому необходимо знать принципы работы с ним.

Что такое нулевой провод?

При работе с электричеством особого внимания требует нулевой провод. Что это такое, не всегда известно людям, не связанным профессионально с электросетями, и зачастую у них появляется ошибочное заблуждение, что нейтральный кабель – это только заземление. На самом деле, нейтральный проводник соединяет нейтрали установок в трехфазных цепях. Когда на каждую фазу из трех подается разная нагрузка, появляется смещение нейтрали, вызывающее нарушение симметрии напряжений, то есть, нарушение симметрий нагрузки приводит к тому, что у одних потребители будут получать пониженное напряжение, а другие же повышенное.

При пониженном подключенная электроаппаратура начинает работать неправильно, а при сильно возросшем, любая электроника ломается от перегрузки и может возникнуть пожар. Уравнивание обеспечивает баланс между повышенным и пониженным напряжением. В этом и заключается роль нулевого провода в электрической цепи.

Принцип работы нулевого провода

Данный проводник, соединяя нейтрали электроустановок с разной нагрузкой, балансирует линии с повышенным напряжением и линии с пониженным. Повышенность и пониженность является следствием того, что на каждой из них работают потребители с разной мощностью потребления.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Во-первых, о последствиях обрыва нуля должны знать все, кто работает с высоковольтными электросетями, так как обрыв может привести не только к уничтожению дорогостоящего оборудования, пожарам, но и к смертям пользователей этим оборудованием. Он обеспечивает равность разниц потенциалов в линиях с разной нагрузкой. Теперь представьте, что равности нет. На одной, например, будет 340 Вольт, а на другой всего 100 Вольт. А значит, на линии с большей разницей потенциалов сгорит аппаратура, к ней подключённая. А еще не забывайте, что изоляция тоже может быть пробита.

Причинами повреждения нейтрального соединения могут быть:

механическое повреждение человеком или природными условиями,
короткое замыкание, которое привело к отгоранию,
плохое подключение,
старость проводки.

Задачи и назначение нулевого провода

Главная задача – уравнивание напряжений в фазах. Разница потенциалов в каждой из фаз должна быть одинаковой. Конечно, это не значит, что благодаря ему будет абсолютное равное напряжение во всех трех фазах. Нет, разница потенциалов будет незначительно отличаться из-за сопротивления самой нейтралки, но останется в пределах нормы.

Повторное заземление нулевого провода

Повторное заземление – заземление, повторяющееся по всей длине нейтрального кабеля. Если вы повторно заземлили нулевой защитный проводник цепи, то понижается вероятность удара разрядом тока, появившуюся вследствие отрыва нейтрального кабеля и соединения фазы с корпусом после того места, где произошел обрыв, однако не исключит полностью опасность, т. е. не приведет к тем же безопасным условиям, которые были до разрыва.

Что такое заземление и нейтральный провод

Нейтральный проводник также балансирует потенциалы в нескольких фазах. Согласно ПУЭ, задача нейтрали — обеспечивать током потребителей. Ее необходимо соединять с глухо заземленной нейтралкой трансформатора. В частных домах и квартирах, где используются однофазные электросети, для работы оборудования должно быть два кабеля: фазовый и нулевой. «Ноль» соединяется с «землей», и на нем потенциал должен равняться 0. Подключается к «земле» с помощью контура заземления. Соответственно должно отсутствовать напряжение. При нарушении связи с ней во время работы оборудования оно будет под таким же напряжением, как и на фазе, соответственно – 220. На современных схемах он обозначается буквой N, а в советских документах, уже устаревших, использовалась цифра 0. Согласно ПУЭ, кабель необходимо покрыть изоляцией синего цвета.

Заземляющий проводник, согласно ПУЭ, нужен с целью безопасности. В нормальных условиях на нем отсутствует напряженность, и работает он как проводник, только если повреждена изоляция проводящего фазу или ноль. Соответственно, заземление нужно, чтобы при поломке не возникло дополнительных проблем. К примеру, когда у вас пробита защита холодильника, а сам холодильник не заземлен, прикосновение к нему будет равносильно прикосновению к фазе 220 В. А если холодильник заземлен, то током не ударит, так как потенциал уйдет в землю.

Защитный проводник обозначается буквами «PE». Согласно правилу, его изоляция должна быть окрашена в желтые и зеленые полосы. Если на схеме есть обозначение «PEN», значит, нейтральный и защитный провода совмещаются в один. Подобный кабель должен быть окрашен в голубой цвет с желтыми и зелеными полосами на концах.

Чтобы уравнять разные напряжения, все концы фазных обмоток соединяются в узел, который и называется нейтральной точкой, для чего применяют нейтральный провод при соединении в «звезду». Схема «звезда» с нейтралью применяется на практике, т.к. в ней при произвольной нагрузке отсутствует перекос фаз по напряжению, т.е. все фазные напряжения равны.

Если учесть все изложенное выше, то наверняка вы поняли критическую важность нейтрального кабель, уравнивающего напряжения в нескольких фазах, ведь его отсутствие грозит серьезными проблемами – от повреждения и потери оборудования до пожаров и даже риска смертельного поражения током человека.

Заземление и нулевой провод: как отличить

Что такое заземление и нейтральный провод

Что такое нулевой провод

Если же говорить простым языком и отбросить некоторые не столь важные для нас нюансы, то нулевой провод — это проводник, соединенный с заземленной частью трансформатора или генератора от которого вы получаете питание.
В однофазной сети, которая используется у нас практически во всех частных домовладениях и квартирах, для работы электроустановок обязательно необходим фазный и нулевой провод. Нулевой провод по сути непосредственно соединен с землей и в идеале имеет нулевой потенциал. То есть напряжения на нем нет.

Обратите внимание! Напряжения на нулевом проводе нет если он соединен с землей. Если эта связь по какой-либо причине нарушена, то во время работы электроустановки он оказывается под напряжением равном фазному. То есть для однофазной сети равном 220В.

На схемах нулевой провод обозначается символом «N». Старая советская инструкция рекомендовала применять обозначение «0» и его еще можно встретить на некоторых схемах. А сам провод согласно п.1.1.30 ПУЭ должен быть выполнен проводом синего цвета.

Что такое заземление?

Если говорить простым языком, то заземление необходимо только на случай поломки. Например, у вас произошел пробой изоляции стиральной машинки. Если она не будет заземлена, то прикосновение к ней равноценно прикосновению к фазному проводу. Если же она будет заземлена, то нечего не произойдет, так как избыточный потенциал через заземление уйдет в землю.
Заземление может выполняться по разным схемам в зависимости от ваших возможностей и схемы питающей сети. Данный вопрос мы рассмотрим ниже.
Защитный проводник на схемах принято обозначать символами «PE». Сам же проводник должен быть выполнен из провода желто-зеленого цвета.
На некоторых схемах вы можете встретить обозначение «PEN». Это обозначает совмещение нулевого и защитного проводов. О нем мы поговорим чуть ниже. Цвет такого провода согласно п.1.1.29 ПУЭ должен быть голубым с желто-зелеными полосами на концах.

Схемы подключения нейтрального провода и заземления

Прежде всего рассмотрим систему ТТ в которой нейтральный провод подключен к заземлению трансформатора, а заземление к независимому источнику. Этот метод применяется очень редко, да и цена монтажа такой системы является наиболее высокой.
Значительно чаще используются системы типа ТN в которых используются PEN проводники. То есть на всем протяжении или на отдельных участках нулевой и защитный проводники проложены одним проводом, либо подключаются к одной точке заземления.

Наиболее оптимальной в данном случае в вопросах электробезопасности является система TN-S. В ней нулевой и защитный проводники подключены к единой точке заземления, но на всей протяженности выполнены отдельными проводниками.

Значительно чаще можно встретить систему TN-C, которую достаточно просто реализовать своими руками. В ней нейтральный провод и заземление выполнены одним проводом по всей длине. Но это наименее безопасный вариант с точки зрения электробезопасности.

И последним возможным вариантом является система TN-C-S. Как понятно из названия она совмещает в себе две предыдущие системы. То есть на одном участке выполнена совместная прокладка нейтрали и заземления, а на втором участке они разделены.

Правила подключения нейтрального провода и заземления

Прежде всего поговорим о системе ТТ. Согласно п.1.7.59 ПУЭ данная система может применяться только в исключительных случаях, когда не одна из систем TN не может обеспечить должный уровень защиты.

Обратите внимание! При использовании системы ТТ обязательно применение автоматов УЗО. Причём нормы ПУЭ предъявляют к ним отдельные требования по току срабатывания.

Но и для системы TN все не так просто. Согласно п.1.7.61 ПУЭ на вводе в здание или в электроустановку они должны иметь повторное заземление. Давайте разберемся зачем это необходимо.
В системе TN как мы уже знаем, нулевой и защитный проводники монтируются одним проводом. В случае обрыва этого совместного провода получается, что нулевой и защитный провод образуют единое целое. Ведь они не соединены с землей.
Если у нас нет соединения с землей, то как мы уже знаем при включении любого электроприбора или даже лампочки нулевой провод оказывается под фазным напряжением.
Но для системы TN нулевой и фазный провод частично или полностью объединены. То есть провод заземления тоже оказывается под фазным напряжением. А фазный провод у нас подключен к корпусу нашей стиральной машины, фена, холодильника и другого электрооборудования. Выходит, и на их корпусе появится фазное напряжение. И при прикосновении к ним вы получите удар электрическим током.

Именно исходя из этих соображений повторное заземление нулевого провода по ПУЭ для систем TN обязательно. Ведь такое повторное заземление снижает риск подобных случаев. А если оно выполнено у всех электропотребителей, то вероятность подобных случаев становится еще ниже.
Кроме того, нормы ПУЭ в многоэтажных зданиях требуют присоединения PEN шины к шине уравнивания потенциалов, которая согласно п.1.7.82 ПУЭ должна соединяться со всеми заземленными проводниками в доме.
Отдельные требования ПУЭ предъявляет к потребителям, которые подключены к электрической сети при помощи воздушной линии. Контур повторного заземления нулевого провода и заземления для таких потребителей должен быть оборудован согласно п.17.101 и 1.7.102 ПУЭ.
Для таких потребителей нормируется не только сопротивление искусственного заземлителя, но и предъявляются требования к его материалу, а также сечению и толщине. Ведь на воздушных линиях обрыв одного провода значительно более вероятно.

Вывод

Что такое фаза и нуль в электричестве

Фаза и нуль в электрике

Фаза и нуль: понятия и отличие

Зачем нужен ноль в электричестве

Откуда берется ноль в электросети

Зачем нужен нуль

Как найти нуль и фазу

Проверка с помощью электролампы

Индикаторная отвертка

Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
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.
Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

Мультиметр

{SOURCE}

Что такое фаза и ноль?

Такая проблема иногда возникает у начинающих электриков или владельцев квартир, которые сами выполняют не большие ремонтные работы, но раньше особо не вникали в устройство электропроводки. И вот наступил момент, когда перестала работать розетка или светиться лампочка в люстре, а звать электрика не хочется и есть огромное желание сделать все самому.

В этом случае первоочередная задача домашнего мастера заключается не в устранении возникшей неисправности, как кажется на первый взгляд, а в соблюдении правил электробезопасности, исключения возможности попасть под действие электрического тока. Почему-то об этом многие забывают, пренебрегая своим здоровьем.

Все токоведущие части проводки должны быть надежно заизолированы, а контакты розеток спрятаны вглубь корпуса так, чтобы к ним не было возможности случайного прикосновения открытыми участками тела. Даже механическая конструкция вилки, вставляемой в розетку, продумана таким образом, что держаться рукой за оба контакта и попасть под действие электрического тока довольно проблематично.

В обыденной жизни мы этого не замечаем и в сознании уже сложилась привычка не обращать внимания на электричество, которая может пагубно сказаться при проведении ремонтных работ с электроприборами. Поэтому изучите основные правила безопасности и будьте внимательны при обращении с электричеством.

Как устроена бытовая электропроводка.

Электроэнергия в жилой дом приходит от трансформаторной подстанции, которая преобразует высоковольтное напряжение промышленной электросети в 380 вольт. Вторичные обмотки трансформатора соединены по схеме «звезда», когда выполнено подключение трех выводов к одной общей точке «0», а три оставшихся выведены на клеммы «А», «В», «С» (для увеличения нажмите на рисунок).

Соединенные вместе концы «0» подключены к контуру заземления подстанции. Здесь же выполнено расщепление нуля на;

рабочий ноль, показанный на картинке синим цветом;
защитный РЕ-проводник (желто-зеленая линия).

По этой схеме создаются все вновь строящиеся дома. Она называется системой TN-S. У нее на вход внутри распределительный щита дома подводятся три фазных провода и оба перечисленных ноля.

В зданиях старой постройки еще часто встречаются случаи отсутствия РЕ-проводника и четырех-, а не пятипроводная схема, которую обозначают индексом TN-C.

Фазы и ноли с выходной обмотки ТП воздушными проводами или подземными кабелями подводятся к вводному щиту многоэтажного дома, образуя трехфазную систему напряжения 380/220 вольт. Она разводится по подъездным щиткам.

Внутрь жилой квартиры поступает напряжение одной фазы 220 вольт (на картинке выделены провода «А» и «О») и защитный проводник РЕ.

Последний элемент может отсутствовать, если не проведена реконструкция старой электропроводки здания.

Таким образом, «нулем» в квартире называют проводник, соединенный с контуром земли в трансформаторной подстанции и используемый для создания нагрузки от «фазы», подключенной к противоположному потенциальному концу обмотки на ТП. Защитный ноль, называемый еще РЕ-проводником, исключен из схемы электропитания и предназначен для ликвидации последствий возможных неисправностей и аварийных ситуаций с целью отвода возникающих токов повреждений.

Нагрузки в такой схеме распределяются равномерно за счет того, что на каждом этаже и стояках выполнена разводка и подключение определенных квартирных щитков к конкретным линиям 220 вольт внутри подъездного распределительного щита.

Система подводимых напряжений к дому и подъезду представляет собой равномерную «звезду», повторяющую все векторные характеристики ТП.

Когда в квартире выключены все электроприборы, а в розетках нет потребителей и напряжение к щитку подведено, то ток в этой цепи протекать не будет.

Сумма токов трехфазной сети складывается по законам векторной графики в нулевом проводе, возвращаясь к обмоткам трансформаторной подстанции величиной I0, или как еще ее называют 3I0.

Это рабочая, оптимальная и отработанная длительными годами система электроснабжения. Но, в ней тоже, как и в любом техническом устройстве, могут возникать поломки и неисправности. Чаще всего они связаны с низким качеством контактных соединений или же полным обрывом проводников в различных местах схемы.

Чем сопровождается обрыв провода в ноле или фазе.

Оторвать или просто забыть подключить проводник к какому-нибудь устройству внутри квартиры не сложно. Такие случаи происходят так же часто, как и отгорания металлических тоководов при плохом электрическом контакте и повышенных нагрузках.

Если внутри квартирной проводки пропало соединение любого электроприемника с квартирным щитком, то этот прибор не будет работать. И абсолютно не важно, что разорвано: цепь нуля или фазы.

Такая же картина проявляется в случае, когда происходит обрыв проводника любой фазы, питающей внутридомовой или подъездный электрощит. Все квартиры, подключенные к этой линии с возникшей неисправностью, перестанут получать электроэнергию.

При этом в двух других цепочках все электроприборы будут функционировать нормально, а ток рабочего нолевого проводника I0 суммируется из двух оставшихся составляющих и будет соответствовать их величине.

Как видим, все перечисленные обрывы проводов связаны с отключением электропитания с квартиры. Они не вызывают повреждения бытовых приборов. Самая же опасная ситуация возникает при исчезновении соединения между контуром заземления трансформаторной подстанции и средней точкой подключения нагрузок внутридомового или подъездного электрощита.

Такая ситуация может возникнуть по разным причинам, но чаще всего она проявляется при работе бригад электриков, владеющих смежной специальностью дегустаторов…

В этом случае пропадает путь прохождения токов по рабочему нолю к контуру заземления (А0, В0, С0). Они начинают двигаться по внешним контурам АВ, ВС, СА к которым подключено суммарное напряжение 380 вольт.

На правой части картинки показано, что ток IАВ возник при подключении линейного напряжения к последовательно соединенным нагрузкам Ra и Rв двух квартир. В этой ситуации один хозяин может экономно отключить все электроприборы, а другой — использовать их по максимуму.

В результате действия закона Ома U=I∙R на одном квартирном щитке может оказаться очень маленькая величина напряжения, а на втором — близкая к линейному значению 380 вольт. Оно вызовет повреждение изоляции, работу электрооборудования при нерасчетных токах, повышенный нагрев и поломки.

Для предотвращения подобных случаев служат защиты от повышенного или пониженного напряжения, которые монтируются внутри квартирного щитка или дорогостоящих электроприборов: холодильников, морозильников и подобных устройств известных мировых производителей.

Как определить ноль и фазу в домашней проводке

При возникновении неисправностей в электрической сети чаще всего домашние мастера используют простую отвертку-индикатор напряжения.

Она работает по принципу прохождения емкостного тока через тело оператора. Для этого внутри диэлектрического корпуса размещены:

оголенный наконечник в виде отвертки для присоединения к потенциалу фазы;
токоограничивающий резистор, снижающий амплитуду проходящего тока до безопасной величины;
неоновая лампочка, свечение которой при протекании тока свидетельствует о наличии потенциала фазы на проверяемом участке;
контактная площадка для создания цепи тока сквозь тело человека на потенциал земли.

Квалифицированные электрики используют для проверки наличия фазы более дорогостоящие многофункциональные индикаторы в форме отверток со светодиодом, свечением которого управляет транзисторная схема, питаемая от двух встроенных батареек, создающих напряжение 3 вольта.

Такие индикаторы кроме определения потенциала фазы способны выполнять другие дополнительные задачи. У них нет контактной площадки, к которой необходимо прикасаться при замерах. Подробнее о том, как устроены и работают различные отвертки-индикаторы рассказано здесь: Индикаторы и указатели напряжения.

Способ проверки наличия и отсутствия напряжения в гнездах обыкновенной розетки простым индикатором показан на фотографиях ниже.

Контакт, на котором индикатор засвечивается, является фазой. На рабочем и защитном ноле неоновая лампочка не должна светиться. Любое обратное действие индикатора свидетельствует о неисправностях в схеме подключения.

При эксплуатации такой отвертки необходимо обращать внимание на целостность изоляции и не прикасаться к оголенному выводу индикатора, находящемуся под напряжением.

На следующей фотографии показао измерение напряжения тестором старого образца Ц-4342

Стрелка прибора показывает:

220 вольт между фазой и рабочим нолем;
отсутствие разницы потенциалов между рабочим и защитным нолем;
отсутствие напряжения между фазой и защитным нолем.

Последний случай является исключением. Стрелка в нормальной схеме должна тоже показывать напряжение 220 вольт.

Но оно в нашей розетке отсутствует по той причине, что здание старой постройки еще не прошло этап реконструкции электропроводки, а хозяин квартиры, выполнивший последний ремонт, сделал разводку РЕ-проводника в своих помещениях, но не подключил его к заземляющим контактам розеток и шинке РЕ-проводника квартирного щитка.

Эта операция будет проводиться после перевода здания с системы TN-C на TN-C-S. Когда он завершится, стрелка вольтметра будет находиться в положении, отмеченном красной линией, показывать 220 вольт.

Несколько способов определения фазного и нолевого провода: Как найти фазу и ноль

Особенности поиска неисправностей

Простое определение наличия или отсутствия напряжения не всегда позволяет точно определить состояние схемы.

Наличие различных положений выключателей может ввести мастера в заблуждение. Например, на картинке ниже показан типичный случай, когда при отключенном выключателе на фазном проводе светильника в точке «К» не будет напряжения даже при исправной схеме.

Поэтому при проведении замеров и поисках неисправностей следует внимательно анализировать все возможные случаи.

«Ноль» и «земля»: в чем принципиальное отличие?

Исторически так получилось, что в Российской Федерации, как и в приграничных государствах, используется заземляющий принцип, когда нулевой проводник соединяется с заземляющим контуром. У многих людей может возникнуть «законный» вопрос: если они контактируют между собой, то для чего тянуть столько проводов – достаточно провести повсюду двойную жилу (фазу и нулевую линию) и будет возможность заземляться посредством нулевой жилы! Однако в такой постановке вопроса скрывается один технический нюанс, который превращает данное решение не только в бесполезную игрушку, но в некоторых случаях и в довольно опасную затею.

Для тех, кому не терпится, и кто любит «заглядывать в ответ», априори выскажу «секрет» – принципиальная идея заключается в том, в каком месте нулевой провод соединяется с заземлением. Вариант их соединения непосредственно внутри розетки, подключая заземляющую жилу (желто-зеленый провод) к нулевой (синий провод), не будет верным. Такая заземляющая схема войдет в противоречие с предписаниями ПУЭ. В результате никакой защиты людей от поражения током не получится, более того, добавится еще больше проблем с безопасностью.
В ПУЭ без каких-либо вариантов однозначно прописано, какой должна быть заземляющая жила. Она должна быть непрерывным проводом, без каких-либо размыкающих элементов – реле, предохранителей, выключателей, а также, положим, с помощью отсоединения электрической вилки от розетки.
Стоит нарушить это основное предписание, оговоренное в ПЭУ – и заземление из надежной защиты человека от поражения током превращается в бесполезную фикцию. Но проблемы на этом, как учит теория, и показывает практика, не заканчиваются! Если все-таки пытаться придавать нулевому проводу заземляющие функции, то не исключена возможность, что корпус холодильника, микроволновки или других бытовых приборов, окажется под напряжением. Это объясняется тем, что по нулевому проводу течет электроток с соответствующим падением напряжения, величину которого можно определить, умножая силу тока на показатель сопротивления проводника на промежутке между замеряемым местом и подлинной заземляющей точкой. Причем величина такого напряжения может характеризоваться десятками вольт, то есть может быть опасной для человека (в пределе – смертельной!).

Осталось подвести некоторые итоги и расставить акценты. В чем принципиальное отличие «ноля» от «земли»? В том, что по нулевому проводу протекает ток и к нему подключаются выключатели, те же вводные автоматы. То есть, если мы желаем иметь «землю» в виде непрерывной жилы, мы обязаны:

в многоэтажных многоквартирных домах: подсоединиться к особой земляной жиле в электрическом тоннеле;
для индивидуального жилого коттеджа: точкой подсоединения должен стать вводной автомат, точнее, его нулевой провод на входе, который тянется по воздуху или подземному кабелю от ближайшего от дома понижающего трансформатора, причем сечение нулевого провода должно быть не менее десяти квадратных миллиметров для медного провода и 16 мм2 – для алюминиевой жилы (см. в ПУЭ соответствующий пункт).

Любое другое место за вводным автоматом не может использоваться в качестве «земли», поэтому ни что, от металлических болванок, вкопанных недалеко от дома, до корпуса самого электрического щитка, таковыми считаться не могут.
Никогда не забывайте о правилах, изложенных в ПЭУ. Согласно им, следует руководствоваться элементарным, но верным правилом: когда нет уверенности в том, что вот этот конкретный провод является «землей», не стоит подсоединять к нему что бы то ни было, кроме устройства защитного отключения (УЗО) на 30 мА, который срабатывает мгновенно в отличие от автомата защиты. Бережёного, как известно, бог бережет!

Зачем нужно заземлять электричество?

Правильное заземление является важным компонентом электробезопасности дома, поскольку необходимо куда-то направлять избыточную энергию. Но как это работает? Эксперты компании Mr. Electric ^® готовы раскрыть тайну «заземления», объяснив ее простым английским языком, чтобы вы могли быть уверены, что ваш дом и семья в безопасности.

Убедитесь, что ваш дом правильно заземлен — позвоните компании Mr. Electric по телефону 844-866-1367.

Что делает провод заземления?

Заземляющий провод, подключенный к розеткам и электрической панели, буквально вкопан в землю за пределами вашего дома.Этот подземный провод заземления обеспечивает «предохранительный клапан» для избыточной положительно заряженной энергии в проводке вашего дома.

Почему электричество уходит на землю?

Отрицательно заряженный провод заземления притягивает избыточный положительный заряд в ваших электрических линиях, обеспечивая безопасный выход энергии. Это называется заземлением, и оно устраняет опасность возгорания и поражения электрическим током, которые высоки в незаземленных домашних электрических системах.

Насколько распространено избыточное электричество в доме? Довольно часто.Каждый раз, когда вы что-то подключаете, мощность обычно не расходуется полностью, поэтому требуется безопасный заземляющий провод. Также существует множество превышений электрического тока от линий электропередач и от периодически включающихся и выключаемых ваших приборов, не говоря уже о ударах молнии. Все эти ситуации требуют хорошего заземления для обеспечения безопасности вашего дома.

Еще один интересный факт о проводах заземления: они необходимы для защиты от перенапряжения. Вы используете сетевые фильтры для защиты дорогой электроники? Эти устройства бесполезны без надлежащего заземления.

Что будет, если у меня нет подходящего основания?

Земля безопасно поглощает дополнительный электрический ток, устраняя опасность появления опасных путей к земле. Что это за другие пути? Если ваши розетки и электрическая коробка не заземлены должным образом, приборы и электроника, которые вы используете, могут в конечном итоге пропустить через вас избыточный ток, используя ваше тело как средство для завершения пути к отрицательно заряженному заземлению. Другими словами, вы можете получить удар током или током.

Как узнать, правильно ли заземлен мой дом?

Лучший способ убедиться, что ваш дом правильно заземлен, — это пройти электрическую проверку безопасности дома.Хотя Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы домашние электрические системы были подключены к земле через заземляющий стержень, отсутствие надлежащего заземления является обычным явлением в старых домах, построенных до того, как требовалось заземление. Также могут произойти ошибки, и в процессе строительства могут быть обрезаны углы, что может повлиять на безопасное заземление. Одна из наиболее распространенных ошибок — это неспособность соединить медные водопроводы дома с землей, что может привести к поражению электрическим током тех, кто пользуется водопроводными кранами в доме, когда электрические короткие замыкания переходят путь к водопроводным трубам.

Обеспечьте безопасное заземление с помощью Mr. Electric

Запланируйте проверку электробезопасности у местного представителя компании Mr. Electric. Это лучший способ обеспечить надлежащее и безопасное заземление вашего дома. Мы предлагаем удобную онлайн-запись на прием, или вы можете позвонить нам по телефону 844-866-1367.

Хотите узнать больше об электробезопасности? Ознакомьтесь с информацией о месяце электробезопасности от г-на Рутера ^® Сантехника, соседней компании ^®.

Доступ к этому блогу предоставил Mr.Электрооборудование только для образовательных целей, чтобы дать читателю общую информацию и общее понимание по конкретной теме, указанной выше. Блог не должен использоваться вместо работы с лицензированным электриком в вашем штате или регионе. Перед выполнением любого домашнего проекта сверьтесь с законами города и штата.

Зачем нужны вакцины? | Новости

Кто решает, кому делать прививки?

Страны устанавливают свою собственную политику в отношении вакцин, поэтому они различаются во всем мире, при этом некоторые страны предпочитают сделать определенные вакцины обязательными.

Словения, например, требует, чтобы все дети были вакцинированы против девяти основных болезней до того, как они пойдут в школу. Освобождение допускается только по медицинским показаниям, и родители, которые не подчиняются, штрафуются.

С другой стороны, в ряде других европейских стран, а также в Австралии и Канаде обязательной вакцинации нет. Здесь решают сами родители или (если достаточно взрослые) люди.

Однако правительства таких стран могут предлагать стимулы, чтобы уровни вакцинации оставались высокими.В Австралии, например, родители получают определенные пособия на ребенка от правительства только в том случае, если их ребенок прошел все плановые прививки.

Почему у нас нет вакцины от каждого инфекционного заболевания?

Для некоторых болезней это вопрос сложности.

ВИЧ, например, может внедриться в генетический материал ваших клеток и скрываться там незамеченным. Другие вирусы, такие как лихорадка денге, имеют несколько штаммов, что очень затрудняет создание вакцины, охватывающей их все.Что касается других патогенов, проблема заключается в мутации: постоянное морфирование означает, что иммунная система, по сути, каждый раз сталкивается с новой угрозой, и прошлое воздействие не имеет значения. Вот почему простуда так проблемна.

Для других болезней это вопрос процесса: возможно, уже есть несколько многообещающих вакцин-кандидатов в разработке, но тщательное тестирование безопасности и эффективности, чтобы убедиться, что они работают должным образом, означает, что до получения действительно одобренной вакцины еще далеко.На разработку вакцины обычно уходит более десяти лет.

Это особая проблема с болезнями, которые появляются периодически, поскольку возможности тестирования вакцин для борьбы с ними ограничены. Вот почему так важно иметь готовые вакцины-кандидаты от возникающих болезней к моменту возникновения вспышек — чтобы их можно было протестировать, одобрить и начать защищать людей как можно быстрее, прежде чем вспышка может нанести вред слишком большому количеству людей. Сегодня у нас есть вакцина от лихорадки Эбола только потому, что кандидаты были готовы к тестированию в начале вспышки болезни в Западной Африке в 2014 году — и даже тогда мы опоздали, чтобы предотвратить более 11 000 смертей.

Наконец, отсутствие вакцины может быть связано с экономикой. Затраты на разработку вакцин часто исчисляются миллиардами, но многие болезни без вакцин непропорционально сильно поражают страны с низким и средним уровнем доходов. Фармацевтические компании не имеют большого стимула вкладывать средства в лечение, которое вряд ли принесет прибыль. Это приводит к тому, что болезни, которые преимущественно поражают мир с низкими доходами, остаются без внимания.

Почему не всем делают прививки?

Теоретически каждый человек должен получить все вакцины, необходимые для защиты от болезней.Однако не все могут пройти вакцинацию по разным причинам.

Людям с аллергией на микроэлементы, такие как яичный белок или свиной желатин, следует избегать вакцин, выращенных с использованием этих веществ. А у некоторых людей может быть аллергия на антибиотики, используемые в некоторых вакцинах — вот почему антибиотики, которые, как известно, часто вызывают аллергические реакции, такие как пенициллин, в них обычно не используются.

Другие люди могут быть не в состоянии принимать определенные вакцины из-за ранее существовавших заболеваний, особенно тех, которые влияют на иммунную систему, таких как ВИЧ / СПИД, рак, трансплантация или прием определенных лекарств.

Но есть и более спорные причины. Религиозные и культурные убеждения побуждают некоторых людей отказываться от прививок, а некоторые также испытывают нерешительность из-за убеждений в том, что вакцины небезопасны и / или невыгодны.

Однако самые большие препятствия на пути к полному охвату вакцинами связаны с доставкой. Каждый пятый ребенок в мире не проходит плановую иммунизацию в детстве, в основном из-за трудностей с получением им вакцины. Эти дети преимущественно живут в странах с низким уровнем дохода.

Это может быть из-за войн или стихийных бедствий, нарушающих программы иммунизации, или из-за того, что эти дети живут где-то там, где им трудно получить вакцины нетронутыми. Вакцины содержат биологические вещества, а это означает, что их часто нужно хранить в прохладном месте, что может быть сложно в районах с перебоями в электроснабжении.

Или, в некоторых странах, это может быть потому, что предоставление всех вакцин слишком дорого. Для беднейших стран мира Гави, Альянс по вакцинам, предоставляет финансовую помощь для иммунизации.Однако по мере развития экономики страна должна перейти от финансовой поддержки к оплате самой вакцины. В этот переходный период затраты на обеспечение всеобъемлющего охвата вакцинацией иногда могут быть слишком высокими.

Что такое нерешительность вакцины?

Некоторые люди откладывают вакцинацию или отказываются от вакцины для себя или своих детей, потому что не доверяют им. Это известно как нерешительность вакцины.

Неуверенность в вакцине опасна. Это оставляет людей незащищенными от болезней, а также снижает общий уровень охвата вакцинацией, угрожая защите стада.

За последнее десятилетие или около того, нерешительность в отношении вакцинации возросла настолько, что ВОЗ включила ее в число десяти основных угроз здоровью мира в 2019 году.

Что вызывает сомнения относительно вакцины?

Неуверенность в отношении вакцины вызвана недоверием, когда люди не верят ни безопасности вакцин, ни их эффективности — или обоим сразу.

Согласно Wellcome Global Monitor — крупнейшему в мире исследованию того, что люди думают и думают о науке и здоровье, — во всем мире только 79 процентов людей в той или иной степени или полностью согласны с тем, что вакцины безопасны, а 7 процентов — в некоторой степени или категорически не согласны.Еще 11 процентов ни согласны, ни не согласны, а 3 процента не знают.

Global Monitor показал, что эти уровни доверия неодинаковы во всем мире. Люди в странах с высоким уровнем доходов менее уверены в безопасности вакцин. Только 72% жителей Северной Америки и 73% жителей Северной Европы согласны с тем, что вакцины безопасны. В Западной Европе он еще ниже — 59 процентов, а в Восточной Европе — всего 40 процентов.

Обратное верно в странах с низким уровнем доходов.Доля людей, которые полностью или частично согласны с тем, что вакцины безопасны, как правило, составляет 80 процентов или выше, причем максимальная доля составляет 95 процентов в Южной Азии и 92 процента в Восточной Африке.

Мы не можем однозначно сказать, что укрепляет и подрывает доверие к вакцинам. Однако существует корреляция между доверием и подверженностью болезням, которые можно предотвратить с помощью вакцин. Там, где эти болезни являются эндемическими или их последствия можно вспомнить недавно, доверие выше. И наоборот, там, где вакцины устранили угрозу заболевания, а их эффекты не проявляются сразу, возникает недоверие.

Внутри регионов люди, которые доверяют врачам и медсестрам, всегда с большой вероятностью считают вакцины безопасными. Точно так же существует явная положительная взаимосвязь между общим доверием к ученым и общим отношением к вакцинам.

Но есть и другие, более сложные взаимосвязи — например, вокруг образования. В некоторых местах — например, в Северной Европе и Северной Америке — люди с более высоким уровнем научного образования с меньшей вероятностью считают вакцины небезопасными.Но в других странах — например, в Восточной Европе, Центральной Африке и Южной Африке — все наоборот.

В некоторых местах мы можем предположить конкретные причины недоверия. Давно опровергнутые заявления Эндрю Уэйкфилда о том, что вакцина против кори, эпидемического паротита и краснухи (MMR) была связана с аутизмом, вероятно, послужили причиной падения внедрения вакцины в Великобритании.

А в Восточной Европе, где люди менее всего согласны с тем, что вакцины безопасны или эффективны, некоторые исследователи утверждают, что скептицизм по поводу вакцины, возможно, был усилен российскими кампаниями по дезинформации, которые усилили дебаты о вакцинах в социальных сетях.

Зачем вообще наука? | Каждый ребенок — ученый: достижение научной грамотности для всех

школьных обедов заказывает диспетчеру. Персонал-охранник может присутствовать на семинаре, чтобы научиться пользоваться новой высокотехнологичной системой безопасности школы. Помощник по административным вопросам может отправлять по факсу отчеты о вакцинации в центральный офис школьной системы, чтобы ускорить регистрацию новых учеников. Используя школьную компьютерную сеть, учитель вашего ребенка может просматривать отчеты об успеваемости, пока директор просматривает повестку дня предстоящего собрания школьного совета.

За последние два десятилетия наука также стала более неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Двадцать пять лет назад, если ребенок травмировал колено во время игры в футбол, родители отправляли ее в отделение неотложной помощи на рентген. Сегодня врач также может порекомендовать сделать МРТ (магнитно-резонансное изображение). Чем больше люди знакомы с такими устройствами и процедурами, тем легче будет принимать обоснованные решения об их использовании.

Многие из нас дома и на работе изо всех сил стараются идти в ногу с наукой и технологиями, но наши дети не могут позволить себе быть неподготовленными.Они должны быть готовы взять на себя роль граждан, сотрудников и членов семьи в быстро меняющемся мире и высококонкурентном глобальном рынке труда.

Поддерживает ли наша система образования?

Подготовка к более сложному в научном и технологическом отношении миру требует самого лучшего образования. Начиная с детского сада, дети должны научиться критически мыслить, точно синтезировать информацию и творчески решать задачи.Им также необходимы новые навыки работы с компьютерами, способность общаться с использованием всех доступных средств массовой информации и знакомство с наукой и технологиями, которые составляют основу современного мира.

Отвечает ли наша образовательная система меняющимся потребностям наших студентов? Данные Национальной оценки прогресса в образовании 1996 г. не говорят об этом. Эти тесты предназначены для учащихся 4, 8 и 12 классов и призваны дать представление о наших успехах в естественнонаучном образовании.Несмотря на то, что к концу средней школы большинство учащихся понимают основные научные факты и принципы, они не могут применить научные знания в новой ситуации, разработать оригинальный эксперимент или объяснить причины своих ответов.

Цели NAEP и TIMSS

На протяжении более 25 лет Национальная оценка успеваемости (NAEP) была единственной текущей оценкой успеваемости учащихся K-12 в Соединенных Штатах.Этот утвержденный Конгрессом тест измеряет то, что учащиеся знают и могут делать, в сравнении с тем, что было согласовано как желательное для учащихся, которые должны знать и уметь делать в естественных науках, а также по другим предметам. В то время как баллы NAEP показывают уровень знаний студента (базовый, высокий или продвинутый), Третье международное исследование по математике и естествознанию (TIMSS) — это международное сравнительное исследование по согласованному набору тем по математике и естествознанию.

Зачем нужны сверхточные атомные часы?

Изучите возможности применения современных часов — и математические вычисления, описывающие их характеристики и ограничения.

(Inside Science) — GPS-приемник в вашем автомобиле или мобильном телефоне работает, слушая, как спутники передают свое время и местоположение. После того, как приемник «захватил» четыре спутника, он может рассчитать свое собственное положение, сравнивая сигналы. Поскольку сигналы передаются с помощью микроволн, движущихся со скоростью света, ошибка в миллионную долю секунды на спутниковых часах GPS может сбить вас с курса на четверть мили.

К счастью, атомные часы на спутниках GPS, благодаря своей невероятной стабильности и регулярной синхронизации, поддерживают ошибку менее 1 миллиардной доли секунды.

Сегодня лучшие часы, над которыми работают ученые, могут работать еще лучше — по некоторым параметрам более чем в миллион раз. Эти абсурдно хорошие часы могут открыть новые приложения, столь же невообразимые, какими когда-то был GPS, начиная от предсказания землетрясений и заканчивая открытием совершенно новой физики.

Тем не менее, не все высокопроизводительные часы одинаковы — существует множество конструкций, и некоторые современные часы лучше подходят для определенных приложений, чем другие. Чтобы понять почему — и понять производительность часов в более общем плане — нам сначала нужно понять две основные концепции статистики: точность и точность.

Стрелки и тики часов

Представьте себе лучника, выпустившего десять стрел. В этом сценарии точность — это измерение положений стрелок относительно друг друга, а точность — это измерение их положений относительно мишени. Точный лучник не обязательно точный, и наоборот.

Точность лучника аналогична понятию стабильности часов. Если представить каждый тик часов как выстрел, а попадание в яблочко — как поддержание точного правильного времени между каждым тиком, то точные, но не точные часы будут постоянно тикать либо медленнее, либо быстрее, чем желаемое количество времени.С другой стороны, точные, но неточные часы будут идти иногда быстрее, а иногда медленнее, но накопленные ошибки со временем несколько усредняются.

«Есть много приложений [для часов], которым нужна только действительно хорошая стабильность, а есть ряд приложений, где просто стабильности недостаточно, и вам также нужна точность», — сказал Эндрю Ладлоу, физик из Национального института. стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо.

Для телекоммуникационных и навигационных систем обычно требуются стабильные часы, но они не должны быть очень точными, сказал он.С другой стороны, атомные часы, которые физики используют для определения секунды, тоже должны быть действительно точными.

Естественная размытость

В настоящее время стабильность часов обычно ограничивается экспериментальными зависаниями, такими как лазерные технологии в оптических часах. Но предположим, что мы можем построить часы без технологических ограничений, все еще будет фундаментальная нестабильность, связанная с часами, связанная законами квантовой физики, заданными этим уравнением.

С левой стороны у нас есть стабильность, которая не зависит от единицы измерения, так как в σ значение 0,1 будет означать погрешность в десять процентов для вашего измерения. Эта стабильность определяется параметрами справа, как описано ниже.

ω : «тикающая» частота источника хронометража, измеряемая в циклах в секунду или герцах (Гц). Для атома цезия-133, который излучает излучение с 9 192 631 770 циклами в секунду, число будет 9 192 631 770 Гц;
N : количество «хронометристов», например, общее количество атомов цезия, используемых часами;
t : время цикла, которое представляет собой длину каждого измерения для заранее определенного количества «тактов» в зависимости от конструкции часов.Например, если часы предназначены для регистрации точки данных каждую секунду, тогда t просто 1 секунда.
м : общее количество измерений за время эксперимента. Например, если продолжительность эксперимента составляет минуту, а часы регистрируют точку данных каждую секунду, тогда м будет 60.
[ Примечание : На самом деле физическим часам требуется время для выполнения операций между каждым измерением, поэтому м обычно меньше (длина эксперимента / т ).Например, если часам требуется секунда для «сброса» после каждого отдельного измерения, м будет 30 вместо 60 в нашем примере. Но для того, чтобы упростить следующее упражнение, мы примем нулевое время простоя между измерениями.]

Теперь давайте проверим это с некоторыми числами. Для часов, которые отсчитывают время, измеряя квантовое явление, которое происходит тысячу триллионов раз в секунду, ω будет 10 ¹⁵ Гц, а если они отсчитывают одну секунду каждый раз, когда исследуют явление, то t будет 1 секунда.Для N мы можем принять значение 1000, а для m мы можем использовать 86 400, общее количество секунд в день.

Для однодневных измерений погрешность наших теоретических часов, связанная со стабильностью, будет (1,71 x 10 ^-20) x 86 400 с = 1,5 x 10 ^-15 с, или 1,5 фемтосекунды.

Поскольку эта естественная нечеткость часов напрямую связана с конструкцией часов, теоретически можно продолжать улучшать стабильность, делая знаменатель как можно большим.Это можно сделать, выбрав измерение естественного явления, которое происходит на сверхвысокой и регулярной частоте, что приводит к большему ω , или одновременному измерению большего количества источников, что приводит к большему N .

Каждый из этих вариантов представляет свои уникальные технологические проблемы, которые иногда приводят к разногласиям с другим дьяволом в деталях — точности.

В отличие от универсального уравнения для расчета уровня квантового шума, определяющего стабильность часов, на точность часов — или, другими словами, насколько близка их скорость тикания к ожиданиям — может повлиять бесконечный список взаимодействий с окружающей средой.

Что плохого в определении дня как… дня?

Секунда в настоящее время определяется как продолжительность 9 192 631 770 периодов микроволнового излучения от определенного перехода электрона, плавающего внутри атома цезия-133 при температуре 0 К.

Какое неуклюжее определение, можете подумать вы. Почему мы не можем определить вторую более интуитивно, как в одной шестидесятой части минуты, которая составляет одну шестидесятую часть часа, то есть одну двадцать четвертую часть дня, которая определяется одним полным оборотом Земли?

Как ни педантично это может показаться, продолжительность дня на Земле недостаточно постоянна для современных научных и технологических приложений.Каждый раз, когда происходит землетрясение, удар метеорита или даже строится новая плотина, продолжительность земных суток сдвигается на долю секунды. Например, приливная сила Луны удлиняет наш день на несколько наносекунд каждый день.

«Магнитные поля и электрические поля, например, могут нарушить скорость тиканья часов, но эффект зависит от деталей часов», — сказал Ладлоу. «Мы можем придумать модели, чтобы попытаться понять, как они влияют на часы, но они никоим образом не универсальны.«

Шквал внешних факторов, которые могут сделать сверхчувствительный ход часов быстрее или медленнее со временем, на первый взгляд может показаться неприятным. Но если мы сможем понять эти эффекты достаточно хорошо, они действительно являются ключом к совершенно новым мирам приложений.

Неточные часы одного человека — сокровище для другого

Спутники GPS движутся по небу со скоростью около 8700 миль в час и движутся достаточно быстро, чтобы специальная теория относительности Эйнштейна оказала заметное влияние на их часы, замедляя их на 7 микросекунд каждый день.

Однако, поскольку они путешествуют на высоте более 12000 миль, меньшая сила тяжести, испытываемая спутниками GPS, также заставляет часы ускоряться на 45 микросекунд каждый день, как и предсказывал, как вы уже догадались, Эйнштейн. На этот раз по его общей теории относительности.

И вот, по сравнению с часами на Земле, часы спутников GPS действительно ускоряются на (45 — 7) = 38 микросекунд. Каждый. Один. День.

Поскольку эти часы достаточно хороши для того, чтобы мы могли учитывать влияние внешних факторов, таких как изменение силы тяжести, мы можем использовать их для измерения этих эффектов — точно так же, как профессиональные лучники могут определить, в какую сторону дул ветер, посмотрев, где их стрелы приземлились.

Например, сеть сверхстабильных часов должна быть способна обнаруживать гравитационные волны на частотах, недоступных для лазерных интерферометров, в настоящее время единственный инструмент, достаточно чувствительный к этой крошечной ряби в пространстве-времени. Часы со стабильностью 10 ^-20 могли бы дать запуск запланированным космическим детекторам гравитации за свои деньги. Высокопроизводительные часы также могут улавливать крошечные гравитационные изменения глубоко под землей, которые сигнализируют об условиях, созревших для землетрясения или извержения вулкана.

Ученые уже используют эти сверхстабильные и точные часы для поиска совершенно новой физики. Например, они проверяют, действительно ли фундаментальные константы постоянны, и предоставляют новые возможности для исследования многолетней загадки темной материи и темной энергии.

[Юэнь Ю хотел бы поблагодарить Эндрю Ладлоу и Дэвида Лейбрандта из Национального института стандартов и технологий за беседы, которые вдохновили на эту статью.]

Примечание редактора (12 сентября 2019 г.): эта статья была отредактирована, чтобы исправить местоположение офиса NIST, где работает Эндрю Ладлоу.

Зачем нам нужен ▷ Traduction En Français

ЗАЧЕМ НАМ НУЖЕН FRANÇAIS

Результатов: 132,
Темпы: 0.0862

почему мы должны почему мы должны почему мы должны

почему мы должны почему мы должны почему мы должны

.