Как проверить заземление в розетке: методики проверки, инструкция

Необходимость проверки наличия заземления в розетке может быть продиктовано тем, что большинство современной техники требует наличия заземления для безопасной работы. Для этих целей в розетках и шнурах питания предусмотрена дополнительная группа контактов, которые соединены с заземлением. Мощные электробытовые приборы, особенно снабженные водонагревателями (бойлеры, стиральные и посудомоечные машины) требуют включения через устройства защитного отключения (УЗО). В статье расскажем, как проверить заземление в розетке, дадим описание доступных методов.

Для чего нужна проверка правильности подключения заземления

Дома старой постройки не оборудованы отдельным заземлением. При проведении ремонтов многие самостоятельно (в частных домах) или при помощи электриков обслуживающих организаций переоборудуют старую систему питания TN-C, где нулевой и защитный проводники объединены на всех участках цепи, в систему TN-C-S с раздельной прокладкой нулевых и защитных проводников в квартирной разводке.

Защитный проводник в такой системе подключается к самостоятельному контуру заземления. Читайте также статью: → «Монтаж контура заземления в доме». Проводники разделяются на вводном щитке дома, и к заземляющим контактам розеток подключается защитный проводник. Для прокладки домашней сети по новым правилам применяется трехжильный провод, одна из жил которого маркируется желто-зеленой изоляцией (желтый цвет изоляции с зеленой полосой). Это и есть защитный проводник.

Современные водонагревательные устройства, например бойлеры, имеют встроенное УЗО, которое будет срабатывать только при наличии заземления в розетке. К сожалению, в правильности подключения можно быть полностью уверенным только в тех случаях, когда ремонт выполнялся самостоятельно или проверенными специалистами.

Инструменты для проверки напряжения и заземления в розетке

Самые важные инструменты для работ с электрическими сетями переменного тока являются индикаторная отвертка и вольтметр. В крайнем случае можно воспользоваться обычной лампочкой, вкрученной в патрон, из которого выведены два провода с небольшими оголенными участками на концах.

Контрольная лампа – «контролька». На концах шнуров видны штекеры для удобства и безопасности пользования.

Такую лампочку электрики обычно называют «контролька» . По яркости свечения контрольки можно примерно представлять величину напряжения в сети. В случае частого использования контрольки безопасней будет, если лапу поместить в защищенный от ударов корпус. Для уменьшения нагрева корпуса лампа должна быть минимальной мощности – не более 25 Вт.

Индикаторная отвертка представляет собой неоновую лампу с ограничительным резистором, заключенную в прозрачный корпус. Один из выводов подключается к проверяемой цепи, другой имеет непосредственный контакт с телом человека. Ток, необходимый для свечения неоновой лампы ничтожен, и не представляет собой опасности для человека, но, в отличие от контрольки, такой индикатор не показывает уровень напряжения, а только его наличие. Индикаторная отвертка называется так только из-за внешнего сходства с одноименным инструментом. Конструкция индикатора имеет низкую прочность и для закручивания болтов его использовать нежелательно.

Индикаторная отвертка – основной инструмент электрика. Слева виден контакт, к которому нужно прикосновение пальца.

Наиболее полные данные о наличии и величине напряжения можно получить, используя измерительный прибор – вольтметр переменного тока. Вольтметры могут быть стрелочными и цифровыми. В настоящее время пользоваться цифровыми приборами практичнее, поскольку они не боятся ударов и могут работать в любом положении. К тому же они сейчас стоят недорого. Преимущество стрелочных приборов в том, что им не нужен источник питания. Источник напряжения используется в приборе только при проверке сопротивления.

Стрелочный тестерЦифровой тестер

Из перечисленных устройств, индикаторная отвертка при работах с электричеством должна присутствовать обязательно, а далее по степени важности следует тестер (все равно какой) и на последнем месте контролька.

Методика проверки контура заземления

Первое, что нужно сделать при проверке – удостовериться в наличии напряжения в розетке. Читайте также статью: → «Измерение электрического тока: напряжение». Это можно сделать, не используя перечисленных инструментов, обычной настольной лампой. Теперь нужно проверить правильность подключения клемм. Для проверки индикаторной отверткой ее берут в руки так, чтобы палец лежал на клемме на верхнем конце, а щупом касаются поочередно к каждому контакту розетки. Тот контакт, при касании к которому индикатор начинает светиться, подключен к фазе.

Если индикатор светится при подключении к заземляющему контакту, значит или неправильно выполнено зануление (подключен фазный проводник) или перепутаны провода на распределительном щитке. Для того, чтобы проверить, подключена ли клемма заземления или она свободна, нужно оставить индикатор в гнезде с фазным проводом и отрезком изолированного провода соединить клемму на колпачке индикатора поочередно к оставшимся контактам розетки.

Совет #1. Прикосновение к клеммам с нулевым или заземляющим проводом вызовет свечение индикатора. На неподключенной клемме индикатор светиться не будет.

Для того, чтобы проверить наличие заземления в розетке, один из щупов лампы вставляют в любое из гнезд розетки, а другим касаются по очереди второго гнезда и заземляющего контакта. Если лампа горит в обоих случаях, то щуп, который воткнут в гнездо находится под фазным напряжением, а заземляющая клемма подключена к нулевому или заземляющему проводнику.

Таким же образом производится проверка тестером. Когда один из щупов прибора подключен к фазе, а второй к нулевой или заземляющей клемме, то показания должны соответствовать нормальному сетевому напряжения. Если при проверке напряжения между фазой и землей показания прибора отличаются от напряжения между фазой и нулем, то можно сделать вывод о том, что заземление выполнено правильно, без зануления.

Правильное подключение проводов питающей сети к розетке. Средний провод – заземление.

Отсутствие свечения лампы или показаний вольтметра при подключении одного из щупов к фазе, а другого к заземлению свидетельствует о том, что заземление отсутствует. Такие же результаты можно получить и в том случае, когда на вводном шиите перепутаны провода фазы и нуля. Поэтому использование индикаторной отвертки при проверке правильности подключения заземления является обязательным условием.

К сожалению, проверка заземления приборами не дает полной гарантии правильности подключения. В любом случае нужно вскрывать розетку и визуально смотреть на подключение проводников. Делается это только при отключенном питании. Для этого на вводном щите выключают автоматические выключатели или откручивают «пробки». После этого нужно убедиться в отсутствии напряжения индикатором, настольной лампой или прибором.

Совет #2. После вскрытия корпуса розетки весьма не лишним будет проверка затяжки креплений проводов, поскольку переходное сопротивление в местах контакта может существенно повлиять на правильность измерений.

Советы при работе с электрическими сетями

Совет 1. Перед тем, как пользоваться индикаторной отверткой, нужно проверить ее работоспособность, прикасаясь рабочим концом инструмента к проводнику, где заведомо присутствует фазное напряжение, например на вводном щитке.

Совет 2. Стрелочный прибор должен располагаться на ровной горизонтальной поверхности. При отклонении от горизонтали, стрелка может сама принять любое положение, вне зависимости от наличия или отсутствия напряжения.

Совет 3. При работе с электричеством используйте только инструмент с изолированными ручками, не стойте на влажном полу и не прикасайтесь к проводникам руками, даже если они отключены на входном щитке. Читайте также статью: → «Как проверить электроинструмент для работы».

Совет 4. Не используйте для проверки заземления арматуру здания. Она может быть совсем не заземлена, тогда, даже при наличии фазы в розетке, контролька или прибор покажут отсутствие напряжения.

Рубрика «Вопросы и ответы»

Вопрос №1. Можно ли пользоваться контролькой как индикаторной отверткой?

Нет, ни в коем случае нельзя прикасаться ко второму выводу контрольки. Поскольку в цепи нет ограничительно резистора (с ним лампа гореть не будет), то на втором конце будет присутствовать напряжение фазы, опасное для жизни. Поэтому, провода от патрона контрольки должны быть изолированными по всей длине кроме коротких участков на концах. Лучше заделать их в стандартные штеккеры.

Вопрос №2. Какой предел измерения нужно выставлять на измерительном приборе?

На всех приборах предел измерения должен быть равным или превышать напряжение сети. В стрелочных приборах это обычно 250 В, а цифровые имеют пределы 200 В и 700 В. На пределе 200 В будет перегрузка прибора, следовательно выставлять нужно предел 700 В.

Вопрос №3. Чем опасно зануление (подсоединение заземляющих контактов) в розетке в сети TN-C?

Если при ремонтных работах (ремонт ввода питания, замена электросчетчика) на входе щитка перепутать провода фазы и нуля, все устройства будут нормально работать, однако на заземляющих контактах будет присутствовать фазное напряжение. В сети TN-C-S такое подключение приведет к короткому замыканию и срабатыванию защиты на питающей подстанции.

Вопрос №4. Почему не срабатывает УЗО при том, что точно известно, что ТЭН в водонагревателе (бойлере) неисправен?

Если ТЭН просто в обрыве, то ничего и не будет срабатывать, а если он разрушился, то это главный признак того, что заземление подключено неправильно, а вернее совсем отсутствует.

Оцените качество статьи:

В поисках твердой почвы под ногами, или Про то, о чем все знают, но почему-то никто не делает

На форумах существует довольно большое количество людей, считающих заземление, а точнее PE (Protected Earth — защитная земля), которое нам досталось в наших многоэтажных домах, злом. Мол, от соседей к нам приходит «грязь» и всякие беды.

В этом мнении есть некоторое зерно правды, но я собираюсь рассмотреть несколько типичных проблем, возникающих, если мы не используем заземление. Это неминуемо приводит к заметному ухудшению звучания наших музыкальных систем — и чем сложнее они по составу, тем более существенно будет деградировать звучание.

Для читающих только вступление и выводы хочется заметить, что в данном случае все интересное будет между, но для понимания, необходимо вам это или нет, потребуется бесконтактный пробник фазы с нижним пределом измерения 90 В и/или мультиметр, способный измерять переменное напряжение. Если эти слова вам неизвестны, то чтение вполне можно прекратить, хотя…

Начнем от щитка

Система заземления TN-C.

Для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической системой TN-C является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае — глухозаземленная нейтраль.

Как правило, нам в квартиру приходит трехжильный кабель, где один проводник — одна фаза из трех L1 (или L2, L3), другой проводник — нейтраль, а еще один — PE-проводник, который подсоединяется на сам щиток и проходит без дополнительных переключателей.

В распространенных у нас евророзетках или Schuko расположение фазы и нейтрали не нормируется. Один из вариантов может быть таким, расположение же в вашем конкретном случае легко проверить тем же самым пробником:

Диагностика необходимости действий

Начнем с самой аудиосистемы. Если в наличии вышеупомянутый бесконтактный пробник фазы, необходимо проверить им каждый корпус входящих в систему аппарата, предварительно убедившись, что пробник правильно работает на любом силовом кабеле — то есть он должен показать наличие фазы на кабеле, если, конечно, он включен в работающую розетку.

Если пробник не показывает, то следует для спокойствия измерить напряжение между нейтралью (N) из розетки — а лучше землей (PE), если она есть — и металлической неокрашенной частью каждого корпуса девайсов. Например, болтиком, крепящим какой-нибудь разъем на его задней части.

Если значения околонулевые, то можно слегка выдохнуть, а вот если же пробник показывает наличие напряжения на корпусе, тут следует задуматься и снова призвать на помощь вольтметр, чтобы узнать объективные значения.

Если пробник светился, значит — мы увидим значения от 60 до 130 В. Это веский повод для поиска причин.

Причины

Если линии для питания аудио в квартире трехпроводные с PE, и в розетках все подключено, то необходимо убедиться, что все используемые силовые кабели тоже трехпроводные и линия PE подключена с обеих сторон, а также есть ли линия земли в дистрибьюторе, если он используется — и это касается любых устройств, используемых между розеткой и аппаратом. В случае двухпроводной линии без PE это тоже необходимо проделать.

Такую проверку нужно выполнить на всех устройствах, гальванически связанных (то есть по проводам: межблочным, силовым, Ethernet) с аппаратами системы. Это усилитель, источник, коммутатор/роутер и т.д.

Если на девайсе PE не используется, то есть в IEC-инлете контакта PE нет или вовсе используется двухпроводной сетевой кабель, то этот прибор надо запомнить и рассмотреть его поведение более подробно. Собственно, по-хорошему так надо поступить с каждым — рассматриваем все как «черный ящик».

Для этого отключаем наш «ящик» от всего и подключаем только силовой кабель и, не включая, проверяем напряжение на корпусе относительно нейтрали или земли в розетке. Включаем и повторяем. Если видим ноль в обоих случаях, то переходим к следующему — и проверяем все по очереди.

Устройства, на корпусе которых при подключении только к питанию обнаруживается потенциал — и есть виновники. Это напряжение неминуемо будет присутствовать и на сигнальных землях на входах и выходах, и по межблочным соединительным кабелям. Эта совершенно не нужная наводка будет на всех устройствах системы.

Устранение. Часть первая, сами аппараты

1) Как правило, во всех современных заводских изделиях, если их разобрать, мы увидим такую картинку.

Желто-зеленый проводник земли от входного инлета соединен с корпусом — и если есть в трансформаторе экранирующая обмотка, то она тоже имеет контакт с корпусом, иначе она будет только вредить, но не приносить свойственную ей пользу.

Такие устройства в большинстве случаев не являются источниками проблем.

2) Есть заводские устройства, в которых нет контакта заземления.

3) В иных же изделиях часто увидим такое — контакт PE есть, но не задействован.

Проверить оба варианта можно, не вскрывая аппарата, тем же самым мультиметром в режиме прозвона диода или измерения сопротивления: если контакт PE соединен с корпусом, то сопротивление будет ноль — или бесконечность в противоположном случае.

Если при проверке, как описано в разделе «Причины», на корпусе обнаруживается напряжение, то тогда лучшим способом будет:

1) если блок питания встроенный и не имеет контакта заземления, сменить на устройство, которое подобным образом себя не ведёт и как правило имеет входной сетевой разъём с тремя контактами, включая заземление (PE),

2) если блок питания внешний, заменить его на БП с аналогичными характеристиками, но, как и в пункте №1, который подобным образом себя не ведёт и как правило имеет входной сетевой разъём с тремя контактами, включая заземление (PE).

Если же есть опыт и понимание внутреннего устройства конкретного аппарата, то у нас есть два варианта, если БП встроенный: 1) вскрыть и изготовить необходимый проводник между PE и корпусом или, не вскрывая, 2) снаружи подсоединить проводок земли под какой-нибудь болтик.

В устройствах с внешним и, как правило, импульсным питанием, где всего два контакта на вилке без земли, тоже есть два варианта: 1) сменить БП на блок питания, где земля есть и 2) вскрыть и вывести проводник земли непосредственно с земли платы наружу или использовать для этого корпус, как в примере, рассмотренном ниже.

Повторюсь снова — любую модификацию готового изделия нужно производить, хорошо понимая, что делаешь и не рекомендуется в любом противном случае.

Пример

Есть у нас обычный Ethernet-коммутатор — в данном случае, Netgear GS108 из ProSafe-линейки.

Его ИБП, вилка подключения имеет контакты только фазы и нейтрали.

Если выключатель питания на кабеле питания не включен — на корпусе ни к чему больше не подключенного устройства 78,3 В от относительно земли.

Включаем коммутатор — 79 В.

Если в нашей системе используется стример, сетевой плеер, да и просто компьютер в качестве воспроизводящего устройства, то это напряжение окажет самое непосредственное отрицательное влияние, несмотря на, казалось бы, гальванически развязанные порты по стандарту.

Стоит заземлить корпус или подключить вместо комплектного импульсного блока питания линейный, имеющий контакт PE во входном разъеме и используемый правильным образом — напряжение на корпусе и, соотвественно, на земле рабочей платы внутри становится ноль.

Кстати, раньше, специальный контакт для подключения земли на его корпусе был, потом тихо исчез.

Повторюсь: это надо проделать со всеми устройствами аудиосистемы, между которыми есть гальваническая — то есть проводная — связь.

Очень полезно сопровождать каждый этап промежуточными измерениями напряжения на корпусах системы и прослушиванием, но это для интересующихся. Остальным можно после проведения всех работ убедиться в том, что на корпусах 0 В или около того при измерении между землей/нейтралью и корпусом каждого устройства системы.

Устранение. Часть вторая, проводка

Если PE-линии нет, то ее надо проложить от щитка до системы — и даже лучше, если она будет проложена отдельным проводником. Причем не советую экономить на сечении: минимум 2,5 кв.мм, а лучше 4 кв.мм.

Дальнейшие действия будут зависеть от того, как организовано питание, есть ли общий дистрибьютор питания или нет, но принцип один. PE-контакт или изготовленную нами землю каждого девайса необходимо соединить звездой с проведенной PE-линией от щитка — то есть в идеале или от самого инлета, или от соответствующей розетки, куда воткнута вилка сетевого кабеля.

Если в дистрибьюторе земля проложена шлейфом, то есть последовательно от входного инлета через все розетки, то такое соединение надо переделать на звезду — от каждой розетки земли должны сходиться лучами к PE-контакту входного разъема.

Пример того, чем отличаются менее дорогие дистрибьюторы от более дорогих.

И более верхняя модель в линейке.

Наглядно видна разводка звездой не только фазы и нейтрали, но и линии земли в японско-американской версии.

В европейской версии так не удалось, потому что подключить шесть линий в одно место тяжелее, чем три — пришлось немного схитрить.

Зачем?

Что ж, наверное уже давно зреет вопрос: а действительно, зачем все это?

Ведь многим и без того нравится слушать в своих системах музыку. Но, судя по возникающим вопросам на многочисленных околомузыкальных форумах, есть немало и тех, кого звучание не очень удовлетворяет.

Долговременное сопоставление звучания одних и тех же девайсов в казалось бы одной и той же системе, а точнее в пяти своих, но в разный их период, одних и тех же знакомых аппаратов в системах своих и системах у знакомых в одно и тоже время, а также особенное внимание на отслеживание закономерностей между организацией систем и последующее проведение некоторых изменений во всех системах с перепроверкой результата — вот что легло в основу материала этой статьи.

Такая вот череда событий…

Я полагаю, что изменение характера взаимодействия по землям питания и сигнальным — помимо всего прочего, есть основная причина разного «звучания» кабелей.

Вольты и десятки вольт, а то и сотня с плюсом изменяет потенциал земли — особенно в запущенных случаях по теме питания. В сравнении с любыми объективными изменениями самого полезного сигнала от смены кабеля даже не сопоставить.

А разная устойчивость/реакция самих аппаратов к этому — причина неверной оценки качества их звучания в конкретной системе и неудовольствие от звучания системы целиком и постоянные метания. Собственно, все это давно известно, и даже термин есть — Common-Mode Rejection (CMR).

Словами же звучание хочу описать с помощью визуального примера.

Представим себе белый лист бумаги с напечатанным словом и некие преграды между нашими глазами и им. Так вот преграды, только меняющие цветовой оттенок белого листа, совершенно не мешают прочтению слова, но если искажается не только цвет, но и параметры, мешающие прочтению — например, мы вносим мутное стекло, — то это уже совершенно другая работа для мозга.

Со звуком точно так же: чем большая работа требуется мозгу для дешифровки того, что, собственно, он слышит, тем больше мы будем уставать при прослушивании, не будет удовольствия, состояния некоторой расслабленности и погружения в сам материал. Результат будет сильно зависеть от нашего собственного состояния, а не улучшать с помощью прослушивания любимых произведений наше самочувствие.

Так вот, если к «цветовому оттенку» или так называемому «окрасу» звучания системы, который складывается в результате конкретного сочетания комнаты, АС и самих составляющих систему аппаратов, мы привыкаем легко — и слух автоматически корректирует его без труда, то к отсутствию в звуке необходимых его составляющих привыкнуть довольно не просто — практически невозможно. Даже осознание этого факта не требуется: как было замечено выше, можно ориентироваться на косвенные признаки. Если все правильно, то чем дольше слушаешь, тем больше нравится — и больше погружение в саму музыку.

Описанные работы с питанием — та самая относительно чистая основа, на которой наш мозг «читает» музыкальный материал, воспроизводимый нашими системами.

P.S. Стоит добавить, что ситуация с питанием бывает разная, поэтому я рассмотрел одну из самых распространенных схем электроснабжения. Другое состояние того, что в щитке, никак не влияет на то, что относительный потенциал земли между девайсами должен быть околонулевым — но сами способы достижения этого могут оказаться разными.

Как подключить розетку с заземлением. Подключение розетки с заземлением

Поскольку обычно люди думают, что процесс установки или изменения розеток является чем-то специфическим и сложным, мало кто «рискует» делать это самостоятельно. Человек, когда-нибудь в своей жизни разбиравший розетку, наверное, замечал, что дело здесь не ограничивается двумя проводами, имеется еще и третий провод — заземляющий.

Нередко при установке бытовой розетки такой провод попросту игнорируется, что нельзя назвать правильным. Какова же функция заземляющего провода? В данной статье рассмотрим пример как подключить розетку с заземлением.

Как выглядит розетка с заземлением

Знание конструктивных особенностей розеток с заземлением является необходимым для правильного выполнения их подключения. Наличие третьего контакта из металла сразу отличает их внешний вид. Существует две категории розеток по конструкции: приборы внутреннего размещения и приборы наружного размещения.

Розетки с внутренним размещением применяются в современных домах, поскольку в оснащение таких домов входит скрытая электропроводка. Сегодня рынок электротоваров заполнен очень большим разнообразием электрических розеток, ведь раньше в домах жилого типа у каждого государства использовались свои стандарты.

Конструкция розеток с заземлением выполнена таким образом, что при включении вначале соприкасаются клеммы заземления, а уже потом контакты фазного и нулевого провода вилки входят в розетку. Такая особенность выполнена в целях безопасности в случае повреждения оборудования его корпус будет заземлен до того как на него будет подано напряжение.

Для чего нужна розетка с заземлением?

Все находящиеся в наших домах бытовые электроприборы подлежат заземлению, в соответствии с техникой безопасности. Заземлять следует металлические элементы электроприборов и электрооборудования, на которое может быть случайно подано напряжение – при коротком замыкании, разрушении изоляции проводов и т.д.

К примеру, это значит, что к любому бытовому прибору должен быть подсоединен заземляющий проводник, который при его попадании на металлический элемент такого прибора отведет напряжение на землю.

На производственных работах так и делают – по помещению от контура заземления осуществляют прокладку заземляющего проводника (металлической шины или кругляка), а от него к металлическому корпусу электрооборудования также прокладывают заземляющий проводник уже меньшего сечения (в наиболее частых случаях медный провод).

Что же касается наших квартир, то металлическая шина или кругляк, конечно же, могут быть проложены и во всех их помещениях, но даже при имеющейся надежности совершения этого дела говорить в данном случае хоть о какой-то эстетичности не приходится. Этим и объясняется необходимость применения розеток с заземлением.

Чтобы узнать, имеется ли заземление в электрощите, который расположен на лестничной площадке, надо обратиться к электрику, обслуживающему ваш дом. Но предположим, что это уже так.

Разумеется, наличие отдельной линии розеток в вашей квартире, которая запитывалась бы от отдельного автовыключателя в электрическом щите, является наилучшим вариантом.

Ведь в таком случае следует просто проложить третий заземляющий провод от электрощита к каждой розетке в квартире (то есть, превратить двухпроводную электропроводку в трехпроводную – фаза, ноль и земля). При вводе же новой линии для розеток осуществлять установку необходимо сразу трехжильным кабелем – фаза, ноль и провод заземляющий.

При отсутствии в вашей квартире отдельной линии розеток нужно от электрощита провести к каждой по отдельности розетке (к электроплите, к стиральной машине и так далее) заземляющий проводник. Заземляющий проводник является медным изолированным проводом, минимальный размер сечения которого составляет 2,5 квадратных миллиметров (ПУЭ 1.7.127).

Как подключить розетку с заземлением в новостройках

Перед установкой розетки с заземлением в гнездо, необходимо развести и подготовить концы торчащих из нее проводов. Кстати, согласно современным требованиям, из такого гнезда в новых квартирах должны выступать три разноцветных провода.

Помните, что перед выполнением всех работ с электропроводкой необходимо обязательно выключить автомат в электрощитовой. В случае разноцветности проводов предварительно нужно определить фазный, нулевой и заземляющий провод и запомнить цвет каждого.

Для проверки фазного и нулевого провода можно использовать электрический щуп с неоновым индикатором. Маркировка проводов в квартире определяется в соответствии с местом подключения заземляющего провода к корпусу электрощита.

При установке розетки рекомендуется подключение фазного провода к правой клемме, нулевого — к левой клемме, а заземляющего — к нижней или центральной клемме.

В каких случаях можно подключать заземление к розетке? Подключайте заземление к розетке только в том случае, если оно у вас действительно имеется.

Как запрещено подключать заземление к розеткам!

В некоторых случаях подключение розетки с заземлением

можно встретить посредством использования нулевого проводника двухпроводной сети и в качестве рабочего нуля, и в качестве защитного, то есть посредством перемычки в розетке с клеммы рабочего нуля на защитный контакт. Однако такой вариант «заземления» нарушает требования определенных пунктов ПУЭ.

Также, на вводе в квартире обычно имеется двухполюсный автомат, пакетник или другой аппарат, производящий коммутацию как фазы, так и ноля. Но необходимо знать о запрещенности коммутации в случае использования нулевого проводника в качестве защитного.

То есть, формальная сторона вопроса состоит в том, что в качестве защитного не может быть использован проводник, в цепи которого имеется коммутационный аппарат.

Необходимо учитывать опасность такой розетки с заземлением, которая объясняется некоторыми факторами.

Во-первых, в случае нарушения целостности нулевого проводника, в любом месте, под фазным напряжением окажутся корпуса электроприборов. Ситуация усложняется и тем, что работа электроприемника при обрыве нулевого провода прекращается и он выглядит обесточенным, то есть безопасным.

Во-вторых, опасность такого подключения розетки с заземлением обусловлена тем, что жилы проводов в щитке в домах с двухпроводкой не отличаются какой-нибудь окраской и любой специалист по электрооборудованиям, осуществляющий работы в щитке, может переключить местами ноль и фазу, вследствие чего корпуса электрических приборов тоже окажутся под фазным напряжением.

Если заземление в доме нет, а проводка уже проложена трехжильным проводом, куда подключать третью жилу? Ничего страшного, просто для подключения задействуйте только две жилы в кабеле, третью (заземляющую желто-зеленую жилу) заизолируйте и оставьте на будущее, будет резервом на случай повреждения одной из жил.

Если нет заземления, как же защитить себя в этом случае спросите Вы? Очень просто — установите УЗО.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Розетка SCHUKO с заземлением и безвинтовыми клеммами со шторками 16А 250В Альпийский белый ABB Zenit N2288.6 BL

Розетка электрическая SCHUKO, 16А, 250В, с заземлением, со шторками, 2 модуля, безвинтовые клеммы. Цвет: Альпийский белый. Серия Zenit. Производитель: Niessen, ABB

Электрическая розетка для сетей с максимальным напряжением до 250В, с безвинтовыми клеммами.

Безвинтовые клеммы с эффектом самоподжима не требуют постоянной подтяжки соединения, обеспечивают надежный контакт на протяжении всего срока эксплуатации

Технические характеристики:

• Параметры сети: 250В 50-60Гц
• Сила тока: 16А
• Количество постов: 1
• Количество модулей: 2
• Клеммы: зажимные
• Цвет: Альпийский белый
• Вес: 0,05кг

Преимущества механизмов Zenit:

• Высочайшее качество и надёжность — вот что отличает встраиваемые механизмы Zenit.
• Крепкие и компактные механизмы, имеют совсем небольшую глубину, которая составляет 21 мм, что позволяет сохранить больше пространства для «манёвра» и укладки проводов в пространстве монтажной коробки.
• Комфортные кнопки втычных клеммников увеличенного размера делают монтаж проводов быстрым, удобным и надёжным.
• Усиленные никель-серебряные клеммы и особая конструкция механизма позволили увеличить включающую способность механизмов до 16 А и, как следствие, значительно повысить безопасность и срок службы изделия почти в 2 раза.
• Быстросъёмные накладки, которые облегчают смену лампы с фронтальной стороны выполнены из инновационного экологичного композита высочайшего качества

О серии Zenit

Серия розеток и выключателей ABB Zenit – одна из самых популярных на сегодняшний день. Множество инноваций, современный дизайн и высочайшее качество АББ способствовали продвижению серии на рынке электроустановочного оборудования. Разработанная с использованием самых передовых технологий, Zenit по праву считается вершиной эволюции модульных серий. Оборудование серии Zenit идеально впишется в интерьер квартиры, загородного дома, общественных или коммерческих помещений, придав им завершённость и естественный, изящный вид. 

Розетка SCHUKO с заземлением и безвинтовыми клеммами со шторками 16А 250В Альпийский белый ABB Zenit
Изображения и характеристики данного товара, в том числе цвет, могут отличаться от реального внешнего вида. Комплектация и габариты товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления. Описание на данной странице не является публичной офертой.

Розетка SCHUKO с заземлением и безвинтовыми клеммами со шторками 16А 250В Альпийский белый ABB Zenit — цена, фото, технические характеристики. Для того, чтобы купить Розетка SCHUKO с заземлением и безвинтовыми клеммами со шторками 16А 250В Альпийский белый ABB Zenit в интернет-магазине prestig.ru, нажмите кнопку «В КОРЗИНУ» и оформите заказ, это займет не больше 3 минут. Для того чтобы купить Розетка SCHUKO с заземлением и безвинтовыми клеммами со шторками 16А 250В Альпийский белый ABB Zenit оптом, свяжитесь с нашим оптовым отделом по телефону +7 (495) 664-64-28

• ожидается Щелковская. Пункт самовывоза
• ожидается Щелковская. Магазин
• ожидается Удаленный склад (доставка +2 дня)

Цвет	белые
Материал	пластик
Степень защиты	IP20 (для сухих помещений)
Монтаж	встраиваемые
Заземление	С заземлением (SCHUKO)
Крышка	Без крышки
Шторки	Со шторками
Винтовые зажимы	Нет
Комплектация	Механизм с накладкой

• Каталог NIESSEN Zenit 2019 (Adobe PDF, 15.19 Мб)
• ABB Электрооборудование для жилых помещений 2015 (Adobe PDF, 1.95 Мб)
• Каталог ABB Niessen Zenit 2010 (Adobe PDF, 5.49 Мб)
• Цифровой термостат ABB Zenit, инструкция на русском языке (арт. 8840.5 8140.5) (Adobe PDF, 0.12 Мб)
• Брошюра ABB / Niessen 2012 : Zenit, Tacto, Olas (Adobe PDF, 6.07 Мб)
• Каталог ABB Niessen 2014 (Adobe PDF, 23.70 Мб)
• Круг решений от Niessen. Новинки 2013-2014 (Adobe PDF, 2.36 Мб)

Как правильно перенести розетку на другое место в квартире своими руками

У каждого человека время от времени возникает необходимость сменить интерьер или просто переместить электроприбор на другое, более подходящее для него место. В таких случаях приходится менять расположение электророзеток в доме либо перенести одну из них, допустим, на другую поверхность. Для выполнения такой работы можно, конечно, вызвать на дом мастера, а можно произвести перенос розетки своими руками. Процедура эта достаточно проста — каких-то особых навыков не требуется. Необходимо лишь внимательно изучить все этапы предстоящей работы и тщательно придерживаться инструкции, а также соблюдать технику безопасности.

Нормы безопасности — прежде всего

Прежде чем начать перенос розеток в квартире, нужно непременно ознакомиться со следующими нормами техники безопасности.

Перед началом работы понадобится схема электропроводки квартиры. Если таковой не имеется, то найти старую проводку можно с помощью бесконтактного индикатора. Эта процедура требуется для демонтажа старых проводов и аккуратного, без повреждений, монтирования новых.

Непременно выключить автоматы в щитке, расположенные на входе в квартиру, разорвав соединение и “нуля”, и “фазы”. Если отсоединен только один провод, то, применив индикаторную отвертку или мультиметр, убедиться, что ток не подается.

Если полное обесточивание проводки невозможно, для любых действий нужно обязательно использовать диэлектрические перчатки и соблюдать предельную осторожность во избежание короткого замыкания. При отсутствии освещения используется фонарь, работающий от батареек.

Перенос розетки своими руками допустимо осуществлять с использованием кабеля, сечение которого не меньше 1,5 кв. мм.

Кабель можно укладывать лишь вертикальным и горизонтальным способом. Если укладка горизонтальная, расстояние от потолка не должно быть меньше 20 см, и не меньше 10 см от карнизов и балок. Если укладка вертикальная, расстояние от углов, а также окон и дверей — минимум 10 см.

От пола розетки размещают на расстоянии 0,5-0,8 м, от отопительных батарей, стальных труб и газовых приборов — 0,5 м.

Соединения ответвлений кабеля обязательно выполняются в специальных корпусах — коробках. Для любых соединений применяются клеммы (зажимы) — закручивать провода просто так строго запрещается.

Новая розетка монтируется от 80 см до одного метра, иногда до полутора метров.

Предварительная подготовка

Перед тем как перенести розетку в другое место, находят, где именно расположена распределяющая коробка, которая прежде питала провода. Главный фактор тут — металл, который послужил материалом для жил старых проводов. Чтобы максимально упростить монтаж, делается первоначальная схема. Она поможет оптимизировать трудовой процесс и снизить денежные затраты.

Как перенести розетку

После изучения норм безопасности и составления предварительной схемы домашний мастер сталкивается с вопросом: как правильно перенести розетку, не нарушив декор стены? Розетка бытового назначения внутри имеет диэлектрическое основание, а снаружи лицевую панель. Демонтирование старой розетки начинается с лицевой панели — ее необходимо снять, то есть с помощью отвертки открутить винт, которым она присоединена к диэлектрическому основанию. В некоторых видах моделей крепление панели к внутренней части производится с использованием защелок. В таком случае ее можно поддеть ножом с тонким лезвием. Лицевую панель также необходимо бывает снять при оклеивании стены обоями. Основание розетки в таком случае не вынимают из монтажной коробки. После того, как панель снята, диэлектрическое основание становится доступным. Распорные лапки надежно фиксируют его в коробке. Ослабив при помощи отвертки оба закрепляющих лапки винта, диэлектрическое основание можно вынуть. Затем розетку нужно отсоединить от сетевой проводки. Розетку следует тщательно осмотреть на предмет повреждений, и, если они обнаружатся, заменить ее новой.

Выбор розетки

По российским стандартам розетка, используемая в быту, должна соответствовать следующим критериям:

• напряжение сети от 220 до 240 вольт;
• сила тока от 10 до 16 ампер. Для мощных устройств берутся устройства на 32 ампера и больше, в которых более мощны контакты.

Если берется у кабеля есть жила заземления, тогда и у розетки обязан быть контакт заземления. Заземляющая жила — непременное условие, когда в доме слишком влажный воздух. Кроме того, при подключении электроприборов, имеющих большую мощность, и тех, которые связаны с использованием воды. Провода крепятся к розетке посредством винтов или зажимов.

Если крепление винтовое, то провод:

1. должен иметь петлевой изгиб;
2. иметь прямую конфигурацию.

В первом случае требуется с помощью плоскогубцев загнуть концы жил в виде петель, до конца открутив винты зажимов и закрутив их обратно, когда петли будут вставлены. Этот процесс достаточно хлопотный, зато розетка подключается прочно и надежно. Во втором случае все намного проще: производится зачистка конца жилы (счищается изоляция), затем жилу нужно заправить в направляющее отверстие и прикрутить отверткой. Безвинтовое крепление подключается без хлопот: зачищенный от изоляции провод нужно заправить в направляющее отверстие пружинного зажима. Автоматические клеммы гарантируют надежную контактность и хорошее соединение.

Метод укорачивания проводника

Иногда возможно использование проводов от бывшей в употреблении проводки. Обычно данная процедура актуальна тогда, когда смещение устройства идет близко по направлению к распределяющей коробке. Для нового устройства стену нужно просверлить с помощью специальной перфораторной коронки. Демонтировав бывшую в употреблении розетку, все содержимое переносится на новое месторасположение. Дальнейший рабочий процесс таков:

1. согнуть провод и выполнить просверливание отверстия в стене, где планируется разместить коробку;
2. завести провод и поместить коробку в просверленную нишу;
3. шпаклевкой замазать стену возле коробки и саму;
4. подсоединить к устройству провода;
5. по окончании процесса закрывают новое устройство крышкой.

Применяя такой способ, домашний мастер имеет плюсы: не требуется разрабатывать новую штробу, используются бывшие в употреблении материалы.

Метод удлинения проводника

Когда вновь устанавливаемое устройство планируется вдали от бывшего узла, то пользуются методом, предусматривающим удлинение проводника. При этом методе возможно использование старой коробки. Последовательность действий:

1. разработать на поверхности стены штробу от предыдущей точки к новой;
2. просверлить штробы под розетку;
3. обесточить сеть;
4. произвести демонтаж б/у розетки путем соединения в ее коробке проводов — нового и старого;
5. протянуть кабель до штрабы;
6. завести проводник в обновленную коробку, после чего установить ее;
7. подсоединить проводники к обновленному устройству и прикрыть крышкой;
8. зашпаклевать новую штробу.

Чтобы соединить проводники, используются:

Клеммы на пружинах и колодки с клеммами. Первые пригодны для проводников медных и алюминиевых, а вторые для алюминиевых проводников, отличающихся повышенной хрупкостью, лучше не использовать. Колодки бывают одноразового и многоразового использования.

Зажимы для изоляции. Они бывают нескольких цветов, которыми хорошо маркируются жилы (“фазовое”, “нулевое”, “заземленное”).

Скручивание и спайка. Надежнее всего сваривание с помощью паяльника. Кабельные оконечности скручиваются и погружаются в емкость с припоем. После спайки наматывается изолента.

Как использовать старый подрозетник

Если бывший в употреблении подрозетник используется в виде распределяющей коробки при наращивании проводов, необходимо проследить, чтобы соединение не контактировало со шпаклевкой. “Народный способ”— вырезание гипсокартонной вкладки, размер которой соответствует “стакану”. Для крепежа используют “жидкие гвозди”, а поверх замазывают слоем жидкой шпаклевки.

Основной ошибкой, допускаемой неопытным мастером, считается закладка нарощенного провода в ту же самую старую штробы с последующей замазкой гипсом или алебастром. В этом случае утрачивается доступность соединения, а это ведет к промедлениям, если случится поломка или выход из строя участка цепи.

Шлейфование розеток

Об этом способе уместно говорить тогда, когда не предусматривается подключать электроприборы повышенной мощности (холодильники, электроплиты, микроволновые печи, стиральные машины). При этом создается перемычка от старой к новой точке. Иными словами, перенос делается общим шлейфом. Нужно помнить, что переносить можно не более 3-х точек. Если хотя бы одно гнездо повредится — выйдет из строя вся цепь. Шлейф — это не смещение розетки выше или ниже, а монтирование новой точки на максимально близком расстоянии от старой.

Безусловный плюс шлейфования — экономичность. Следует купить розетку и приготовить материалы:

• провод с нужным сечением;
• подрозетник из пластика;
• перфоратор;
• отвертку-индикатор;
• плоскогубцы;
• молоток;
• простую отвертку;
• приспособление, которым снимается оплетка.

Провод можно уложить закрытым способом (в штробе) либо открытым (внутри кабель-канала). Чтобы правильно выбрать подрозетник, нужно знать,из чего сделана стена (бетон, кирпич, гипсокартон). Для первого и второго выбираются обыкновенные, из пластика, для последнего — имеющие распорки в виде лапок.

Как подготовить нишу для подрозетника и произвести монтирование

Перед переносом розетки в другое место необходимо подготовить стену и сделать штробу. Сверлится ниша. Делается это коронкой либо перфоратором с “болгаркой”. Далее производят погружение в отверстие “стакана”. После этого внутрь “стакана” вводят кабель, идущий от распределяющей коробки.

Как уложить кабель и подключить клеммы

Кабель помещается в нишу и закрепляется через каждые пять сантиметров хомутами. Коробку распределения вскрывают и отсоединяют проводник кабеля от провода прежней розетки. Бывшая линия подвергается демонтажу.

Если старая штроба вскрыта, ее заполняют шпаклевкой. Дальше устройство погружается в коробку и фиксируется болтами. Пустоты недопустимы! Иначе впоследствии розетке грозит выпадение. Также необходимо, чтобы жилы плотно прилегали одна к другой. Поэтому метод скручивания здесь не подойдет. Лучше установить колодки, клеммы с пружинами или колпачки.

Дальше подрозетник необходимо прочно закрепить на поверхности. Для бетонной поверхности применяют шпаклевку. Если поверхность гипсокартонная или деревянная, “стакан” закрепляется лапками с распорками.

Как подключить новую точку от щитка

Для осуществления этой операции сверлится ниша для подрозетника и выбирается штроба для прокладки проводника. Предоставляется возможность ведения линии непосредственно от щита распределения.

Далее действуют следующим образом:

• обесточивается сеть;
• предыдущее устройство удаляется, включая с провода;
• с кабельных проводников счищается изоляция;
• в нишу вкладываются провода из меди и соединяются;
• устанавливается подрозетник;
• устройство подсоединяется к проводникам и фиксируется в коробке;
• ниша закрывается, производится отделка поверхности.

Преимущества: сечение проводов можно выбирать самостоятельно, поэтому возможно подключение приборов большой мощности. Такой узел очень надежен.

Минус: существенные затраты на монтаж.

Прокладывая новый провод, необходимо оставлять на обоих его концах какой-то запас. Это обеспечит качество соединения. Подсоединение идет с использованием клемм с винтами или пружинами. ”Фаза” закрепляется на левый зажим, а “ноль” — на правый. “заземление” присоединяется к клемме с “усами”, находящейся поверх корпуса.

Метод наружной установки

Чтобы снизить расходы и труд на монтирование, можно выбрать розетку накладного типа и ведение внешнего кабеля. Кабель защищается ПВХ-каналом, который может иметь различных типы и конфигурации. Кабельный канал должен быть покрыт прочной изоляцией (которая подвергается заземлению) во избежание поражения электрическим током. Наружная установка хороша для каждой системы подключения, но имеет минусы в смысле эстетики. Поэтому чаще используется в промышленных объектах или в качестве временного варианта.

Рассмотрев, как перенести розетку, уместно сделать вывод о том, что процедура эта несложная, однако при этом необходимо осознавать степень ответственности. Ведь речь идет об электричестве! Любая ошибка или мелкая погрешность может привести к короткому замыканию и возгоранию. Какими бы надежными ни были схемы подсоединения, как бы тщательно ни соблюдались меры безопасности, стопроцентной гарантии не существует. Поэтому первый перенос розетки в квартире лучше всего делать под присмотром опытного мастера.

Оцените материал:

Розетка 2-х местная без заземления, с изоляционной пластиной Schneider Electric Blanca BLNRA000216 (в сборе,без шторок, открытая установка) антрацит

Код товара: 162327

В наличии до 110 шт.

Тип изделия : розетка накладная Способ монтажа: открытая установка Номинальное напряжение: 250 В Количество разъемов: 2 шт Номинальный ток: 16 А Способ присоединения: винтовая клемма Степень защиты выключателя: IP20 Цвет: антрацит материал: ABS пластик

Оптимальный выбор для применения дома, в офисе, в коттедже или общественном помещении по соотношению цена-качество. Изготовлена из высококачественного глянцевого пластика, оно удобна в монтаже и повседневном использовании.

Размер: 106х32,55х65 мм

Розетка электрическая с заземлением. Цвет Шампань. Werkel (Веркель). Встраиваемые механизмы. WL11-SKG-01-IP20. a040912

Характеристики товара
Бренд	Werkell
Серия	Встраиваемые механизмы
Артикул	WL11-SKG-01-IP20
Код товара	a040912
Тип изделия	Розетки электрические
Материал изделия	металл — поликарбонат
Цвет изделия	Шампань
Габаритные размеры	70 мм х 70 мм х 43 мм
Количество гнёзд	1 гнездо
Тип заземления	С заземлением
Способ подключения контактов	Винтовая клемма
Способ монтажа	Внутренний монтаж
Cечение зажимаемого кабеля	0.75 мм² — 2.5 мм²
Номинальный ток	16 А
Номинальное напряжение	250 В, 50 Гц
Степень пылевлагозащиты	IP20
Гарантийный срок от производителя	1 год
Срок службы	10 лет
Документация
Инструкция
Сертификат
Каталог Werkel

Диагностика проблем с питанием на розетке

Когда клиенты звонят вам из-за того, что проблемы с работой частей их оборудования на 120 В заставляют их подозревать источник питания на их предприятии, вы должны решить, с чего начать расследование. Не переходите непосредственно к распределительному щиту, который сначала питает цепь. Вместо этого сначала посмотрите на розетку, ближайшую к проблемному оборудованию.

Следующий шаг — решить, какое измерение проводить, но у вас есть только три варианта на выбор: напряжение фаза-нейтраль, напряжение нейтраль-земля и напряжение фаза-земля.С этими измерениями вы на правильном пути к ответу на следующие вопросы:

• Розетка подключена неправильно?
• Ответвленная цепь слишком нагружена?
• Имеют ли чувствительные электронные нагрузки необходимое напряжение?

Хотите верьте, хотите нет, но вы можете получить столько информации с помощью таких фундаментальных, но простых измерений. Три измерения, выполненные на одной розетке, могут дать вам четкое представление об электроснабжении объекта и помочь определить неправильно подключенные розетки.

Розетки с неправильным подключением

Вы можете подумать, что подавляющее большинство розеток на 120 В подключено правильно, но это не так. На самом деле, нередко можно встретить перевернутые или закороченные провода нейтрали и нейтрали или провода нейтрали и заземления.

Эти условия часто могут оставаться незамеченными в течение длительного времени. Поскольку многие нагрузки не чувствительны к полярности, они довольно хорошо работают с нейтралью и горячим переключением. Электронные нагрузки, например, обычно безразличны к полярности переменного тока, потому что их внутренние источники питания просто преобразуют переменный ток в постоянный.

С другой стороны, работа чувствительных электронных нагрузок, таких как компьютерное оборудование и контрольно-измерительные приборы, зависит от чистого заземления — заземления без тока нагрузки и напряжения. Однократное переключение нейтрали на землю может поставить под угрозу всю систему заземления.

Сценарий устранения неполадок в Office

Вы можете провести визуальный осмотр каждой розетки на предмет правильности подключения, но это займет много времени. Намного проще проводить измерения с помощью цифрового мультиметра (DMM) или токоизмерительных клещей с возможностью измерения напряжения.

Давайте рассмотрим сценарий устранения неполадок в офисе. Предположим, вы провели следующие измерения напряжения в рабочее время и при нормальной нагрузке:

Напряжение между фазой (горячим) и нейтралью. Это измерение представляет собой напряжение, которое будет видеть нагрузка. Обычно в цепи 120 В вы должны получить показание от 115 до 125 В. Предположим, вы измеряете 118,5 В.

Напряжение нейтрали относительно земли. Это измерение падения напряжения (также называемого падением ИК).Это вызвано током нагрузки, который протекает через полное сопротивление нейтрального провода. Предположим, вы измеряете 1,5 В.

Фазовое (горячее) заземление. Вы можете думать об этом как об источнике напряжения на розетке. Предположим, вы измеряете здесь 120 В.

Теперь начинается анализ.

Анализ измерений и обнаружение неправильного подключения

Ваш первый вывод: напряжение между фазой и нейтралью (118,5 В) выше, чем напряжение между нейтралью и землей (1.5V), как и следовало ожидать. Но при дальнейшем анализе вы увидите, что напряжение между фазой и землей (120,0 В) равно сумме напряжения между фазой и нейтралью (118,5 В) и напряжения между нейтралью и землей (1,5 В). Возникает вопрос: нормальные ли эти показания? и правильно ли подключена розетка?

Как указывалось ранее, наиболее распространенными состояниями неправильного подключения являются перепутанные полярные провода и нейтральный провод, а также перевернутые или закороченные нейтральный и заземляющий провода. Так как же определить эти условия?

Перепутаны местами нейтральный и нейтральный провода. Измерение напряжения между фазой и нейтралью само по себе не говорит вам, перепутаны ли эти провода. Вы должны измерить напряжение между нейтралью и заземлением. Если напряжение между нейтралью и землей составляет 120 В, а между фазой и землей несколько вольт или меньше, то полярный и нейтральный провода меняются местами ( Рис. 1, ).

Заземление нейтрали. Некоторое напряжение между нейтралью и землей должно присутствовать в условиях нагрузки, обычно 2 В или меньше. Если напряжение равно нулю при нагрузке в цепи, проверьте, есть ли случайное или преднамеренное соединение нейтрали с землей в розетке.

Перепутаны местами нейтральный и заземляющий провода. Чтобы проверить обратное расположение проводов нейтрали и заземления, измерьте напряжение между фазой нейтрали и заземлением под нагрузкой. Показание от горячего к заземлению должно быть выше показания от горячего к нейтральному. Чем больше нагрузка, тем большую разницу вы увидите.

Если напряжение между фазой и нейтралью, измеренное под нагрузкой, больше, чем напряжение между фазой и землей, нейтраль и земля меняются местами. Это следует немедленно исправить.

Напряжение между фазой и землей. Это значение должно быть наивысшим из трех. Цепь заземления в нормальных, нормальных условиях не должна иметь тока и, следовательно, на ней не должно быть падения ИК-излучения.

Думайте о заземлении как о проводе, идущем обратно к источнику (главной панели или трансформатору), где он подключается к нейтрали. На конце заземляющего контура, где вы проводите измерения, заземление не подключено ни к какому источнику напряжения. Таким образом, заземляющий провод похож на длинный тестовый провод, ведущий к источнику напряжения.

Когда вы подключаете нагрузку к розетке, напряжение источника розетки между фазой и землей должно быть суммой напряжения между фазой и нейтралью (напряжение на нагрузке) и напряжения между нейтралью и землей (падение напряжения на нулевом проводе до его соединения с цепью заземления) ( Рис. 2 на стр. 34).

Испытания на падение напряжения

В идеальной схеме не должно быть падения напряжения. Чем меньше падение напряжения, тем более «жесткий» или надежный источник.В действительности, однако, всегда есть некоторое падение напряжения в системе электропроводки, которое может быть вызвано одним из следующих факторов:

• Калибр провода влияет на падение напряжения. Чем меньше калибр провода, тем выше его сопротивление.
• Длина пробега также является определяющим фактором. Чем длиннее провод в ответвленной цепи, тем больше импеданс и больше падение ИК-излучения.
• Величина нагрузки также влияет на падение напряжения. Чем сильнее нагружена схема, тем больше падение напряжения.(V = I × R, поэтому чем больше ток, тем больше падение напряжения.)

Поскольку первые два фактора обычно «фиксированы» в существующей цепи, это последний фактор, который вы можете легко решить. По сути, вы спрашиваете, не перегружена ли схема.

Для измерения падения напряжения необходимо использовать измерение напряжения нейтрали относительно земли. Чтобы объяснить это напряжение, давайте проведем «эксперимент».

Предположим, вы подключаете фен мощностью 1500 Вт к розетке на освещенной нагруженной цепи.Он должен потреблять около 12 А, что достаточно для заметного падения напряжения. Вы выполняете измерения между током «горячее» напряжение, «нейтраль-земля» и «горячее заземление» (, таблица выше). Анализируя эти показания, вы можете увидеть, что напряжение между нейтралью и землей увеличивается с нагрузкой, как и падение напряжения (третий фактор, указанный выше).

Также обратите внимание на то, что падение напряжения между фазой и нейтралью (5,2 В) почти равно сумме изменений напряжения между нейтралью и землей (2,4 В + 2,7 В = 5,1 В). Комбинированные падения ИК-излучения черного и белого проводов вычитаются из напряжения, доступного для нагрузки (напряжение между фазой и нейтралью).Падение ИК-излучения на белом проводе так же легко измерить, как и напряжение между нейтралью и землей, но повышенный ток вызывает падение ИК-излучения как на черном, так и на белом проводе. Это падение ИК-сигнала на черном проводе (2,4 В) можно измерить, взяв разницу между напряжением холостого хода, нагретым до земли (121,6 В), и напряжением нагрузки, нагретым до земли (119,2 В).

На самом деле не так просто включать и выключать все нагрузки для выполнения этого измерения, поэтому измерение напряжения нейтрали относительно земли так полезно.

В большинстве офисных помещений типичное значение напряжения нейтрали относительно земли составляет около 1,5 В. Если показание высокое (от 2 В до 3 В), то ответвленная цепь может быть перегружена. Другая возможность состоит в том, что нейтраль в панели перегружена. Для подключения ПК и других электронных нагрузок с импульсными источниками питания нейтральный фидер должен быть не меньше, чем фазные проводники, а желательно вдвое больше.

Измерение пикового напряжения

Розетка розетки — это точка в системе электропроводки, наиболее удаленная от источника.Это означает, что он наиболее уязвим для проблем с питанием. Для подключенной к нему однофазной нагрузки это единственное, что имеет значение в системе, независимо от того, надежна она или нет.

Все предыдущие измерения были в среднеквадратических значениях. Однако вам также необходимо измерить пиковое значение, потому что электронные нагрузки заботятся о пиковом значении, поскольку это то, что они используют для питания своих схем преобразования переменного тока в постоянный. Когда почти все нагрузки в цепи электронные, они все одновременно получают энергию от пика волны.В результате синусоида имеет тенденцию становиться «плоской». Это затрудняет зарядку электронных блоков питания. Одно только среднеквадратичное значение не поможет решить эту проблему.

Нормальный пик, если предположить, что напряжение переменного тока представляет собой более или менее идеальную синусоидальную волну, в 1,4 раза больше среднеквадратичного напряжения. Итак, для цепи на 120 В это примерно 168 В.

Многие измерители будут определять пиковое значение или удержание пика в течение 1 мс. Поскольку полупериод 60 Гц составляет около 8,3 мс, функция пика среднеквадратичного значения 1 мс должна улавливать пик полупериода.

Если при проверке розетки все в порядке, можно с уверенностью заключить, что проблемы с оборудованием возникли не из-за неправильной проводки розетки. Проблема может заключаться в колебаниях напряжения или переходных процессах, вызванных другими проблемами на объекте или в системе электроснабжения. Конечно, это может быть сама нагрузка.

Следующим шагом будет подключение устройства записи напряжения к розетке и проверка напряжения с течением времени.

Смит является специалистом по продукции в Fluke Corp., Эверетт, Вашингтон.

Боковая панель: безопасная работа

Напряжение и ток, присутствующие в системах электроснабжения, могут привести к серьезным травмам или даже смерти. По крайней мере, следуйте этим рекомендациям при проведении измерений:

• Используйте средства защиты, такие как защитные очки, изолированные перчатки и изолирующие коврики.

• Убедитесь, что все питание отключено, заблокировано и помечено в любой ситуации, когда вы будете в прямом контакте с компонентами схемы.Также убедитесь, что питание не может быть включено никем, кроме вас.

• Прочтите и поймите все применимые руководства, прежде чем применять информацию, указанную в этой статье. Обратите особое внимание на все меры предосторожности и предупреждения в руководствах по эксплуатации.

• Не используйте инструменты в приложениях, для которых они не предназначены. Кроме того, всегда помните, что если вы не используете оборудование в соответствии с указаниями производителя, защита, обеспечиваемая оборудованием, может быть нарушена.

LearnEMC — Заземление

Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости. Земля играет решающую роль в определении того, что происходит в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы.В последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются заземлением или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение земли

Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, заземление служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил такое заземление [1],

4.152 — заземление. (1) Прикрепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, который служит вместо земли.

Было хорошо известно, что заземление является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

Рисунок 1: Розетка на 110 В в США

В США розетки с заземлением на 110 В имеют три клеммы, как показано на рисунке 1. Горячий вывод имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадратического значения и действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей вне здания).

Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении для обеспечения безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем для возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности, заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все большие металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко соединяются или привязаны к заземлению.

Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между проводом питания и оголенным металлом, заземление коробки выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

Рисунок 2. Диаграмма, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильным подключением может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить возможность короткого замыкания силового соединения на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае короткого замыкания.

Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, определяя дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

Заземление безопасности может совпадать с заземлением ЭМС, а может и не совпадать, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепей часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

Важность заземления для электромагнитной совместимости

Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземления в основном искусство, определяющие нулевой опорные напряжения и склеивание металлических предметов или схемы с этой ссылкой через низкий импеданс, не токопроводящую соединение. Правильная стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с помехоустойчивостью. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Практически все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

Структура заземления служит в качестве локальной ссылки нулевой вольт. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Этого также можно достичь, достаточно изолировав большие металлические объекты и убедившись, что нет возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме наземной конструкции) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или приемными антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны.Излучаемая связь может возникать только в том случае, если между конструкцией заземления и другим проводящим объектом значительных электрических размеров возникает напряжение. Прикрепление всех объектов значительного электрического размера к заземляющей конструкции предотвращает их превращение в другую половину непреднамеренной антенны.

Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда конструкция заземления является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента относительно наземных сооружений:

1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, потому что наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

   Земля служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже если земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

2. Конструкция заземления не должна закрывать электронику.Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным источником нулевого напряжения для всего остального, большого и металлического.

3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может управлять одной частью конструкции заземления относительно другой части.

Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

Заземляющие провода

Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые прикрепляют большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Подобно наземным сооружениям, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могли бы нести, было ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный разъем, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и потребуется предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

Рисунок 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

Гальваническая коррозия

Когда заземляющее соединение выполняется путем скрепления болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда поверхность раздела между ними подвергается коррозии.

Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Земля против обратного тока

Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, что разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

Схема платы, показанная на Рисунке 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND».Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только в случае необходимости из соображений безопасности. Так почему же эти «земли» изолированы?

Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя основаниями.

В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолируют обратные токопроводы, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан со звуковыми цепями, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он состоит из двух цифровых компонентов: цифро-аналогового (ЦАП) преобразователя и усилителя для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (a) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

В текущем распределении явно много общего. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. В то время платы с более чем двумя слоями не были распространены, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (а) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

Поскольку низкочастотные токи не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему импедансу.

На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения недопустимых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что плоскости заземления всегда должны быть разделены между цифровыми и аналоговыми цепями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат по-прежнему придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазоров между аналоговыми и цифровыми схемами заземления.

Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрим схему платы на рисунке 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между аналоговой и цифровой схемами. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи разделять ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

Существует по крайней мере три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

1. Цифровые и аналоговые сигналы, как правило, работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничиваются областями непосредственно под дорожками сигнала. Поскольку они не распространяются по плоскости, зазоры между плоскостями не улучшают изоляцию между цепями.

2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

3. В тех ситуациях, когда миллиом муфты недопустим, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах с большим количеством аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно необходимо соединять их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы с излучением. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что аналоговая трасса возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления ЦАП. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция заключается в обеспечении, что аналоговые и цифровые схемы имеют тот же опорный нуль вольт. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводником, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

Одноточечное и многоточечное заземление

Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по обратной линии аналогового тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему импедансу.

Рис. 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными возвратными токами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление является важным понятием в ЭМС, хотя его часто неправильно понимают проектировщики, которые не проводят должного различия между проводниками с возвратным током и заземляющими проводниками.

Рисунок 12. Одноточечное заземление.

Рисунок 12 иллюстрирует концепцию одноточечного заземления.Изолированные цепи или системы связаны с одной точкой через нетоковедущие заземляющие проводники. На рисунке 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники подключаются более чем в одной точке, но все они по-прежнему привязаны к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются водопроводными соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте.Подключение заземляющих проводов более чем в одной точке не снижает эффективности схемы заземления.

Рис. 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

В то время как в одной точке заземления является важным понятием для обеспечения того, чтобы отдельные цепи имеют ту же ссылку ноль вольт, он не работает, если заземлители нести сигнал или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.У токов, возвращающихся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь есть возможность вернуться через намеченный синий провод или пройти по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на Рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник обратного тока.

Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле представляют собой низкочастотный обратный проводник, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям предлагается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея состояла в том, чтобы убедиться, что все три фазы имели ту же ссылку нулевой вольт в качестве двигателя.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рисунок 15. Одноточечный возврат по току (плохая идея).

Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники помечены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигатель будет иметь ту же ссылку ноль вольт.

В принципе, это важно помнить, что одна точка заземления является важной стратегией для обеспечения того, чтобы выделенные схемы и устройства имеют ту же ссылку нулевой вольт. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитной связи.

Рисунок 16.Многоточечная земля.

Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной конструкции, описанная ранее.

Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рис. 17. Гибридная стратегия заземления.

В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам течь по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с обратным током. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию возврата тока на других.

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

На более низких частотах критическая связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигналов не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются в аккумулятор по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу из-за одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводом обращаются как с токоотводящим проводником или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

Правильные стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

Собственные стратегии заземления фокус на выявлении и защиты ссылку нулевой вольт для каждого контура и системы.

Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха при разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

Вообще говоря, все большие металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями. К сожалению, для близлежащих высокочастотных цепей относительно легко навести в этих структурах ток в микроамперах, которого достаточно, чтобы вызвать проблемы излучаемого излучения.Предотвращение этого без привязки к корпусу обычно требует ограничения полосы пропускания схемы, экранирования схемы и / или увеличения расстояния между схемой и рамой.

Список литературы

[1] Американский национальный стандартный словарь технологий электромагнитной совместимости (EMC), электромагнитного импульса (EMP) и электростатического разряда (ESD), ANSI C63.14-1992.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

electric — Почему я вижу напряжение на нейтральном проводе от моего трехфазного источника питания?

В трехфазных системах есть три «горячих» линии (L1, L2, L3).Часто также будет нейтраль (N) и земля (G). Нейтраль и заземление должны быть соединены вместе на входе обслуживания). Все три линии расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга. Нагрузки могут быть подключены по схеме звезды или треугольника. В жилых домах часто запитываются только две из трех фаз (и в разных домах будут разные пары фаз, чтобы сбалансировать их).

В конфигурации треугольником нагрузки подключаются между фазами (и нейтраль не требуется).Эта конфигурация характерна для больших двигателей и в промышленных установках. В некоторых конфигурациях треугольника клемма на вторичной обмотке трансформатора заземлена и обеспечивает нейтраль. Клемма заземления может быть либо одной из трех линий, либо центральным ответвлением на катушке между двумя линиями (создавая конфигурацию треугольника с высоким плечом, поскольку одна из линий имеет гораздо более высокий потенциал (относительно земли), чем две другие. ).

В конфигурации «звезда» нагрузка подключается между линией и нейтралью.Основываясь на вопросе, я считаю, что это используемая конфигурация. Энергокомпания обеспечивает три фазы и нейтраль, а заказчик — землю. Обычно нейтраль соединяется с землей (которая связана с металлическими стержнями в земле, водопроводными трубами и т. Д.). Если нагрузка правильно сбалансирована (это означает, что по каждой фазе протекают равные токи), токи нейтрали нейтрализуются до нуля, а нейтраль не используется.

Однако редко бывает, что три линии будут точно сбалансированы, поэтому будет протекать нейтральный ток, основанный на разнице токов в трех фазах.

Моя гипотеза состоит в том, что нейтраль в здании неправильно подключена к трансформатору энергокомпании. Без хорошего соединения нейтрали напряжение нейтрали не удерживается на уровне потенциала земли (соединение заземления обычно имеет сопротивление 1-20 Ом относительно земли). Напряжение нейтрали будет смещаться в сторону той линии, которая наиболее нагружена (поскольку она образует делитель напряжения). Например, если L1 имеет большую нагрузку, а L2 / L3 слабо загружены, напряжение нейтрали будет тянуться к L1, в результате чего напряжения L2-N и L3-N станут намного больше, чем их номинальное напряжение.

Итак, исправление будет заключаться в ремонте нейтрального соединения между панелью выключателя здания и трансформатором энергокомпании. Это может быть плохое соединение нейтрали в панели выключателя или неисправный трансформатор. Ремонт может быть опасным, потому что проблема может быть в участке кабеля, который нельзя легко отключить (если разрыв находится перед главным выключателем здания). Скорее всего, потребуется работа с энергетической компанией, чтобы отключить вашу услугу или проверить их трансформатор.

У этой проблемы есть аналог в системе с расщепленной фазой, которая распространена в США, и на этом сайте есть вопросы по теме:

В чем разница между двух- и трехконтактными вилками?

Начнем с того, что делают отверстия в розетке. Если вы посмотрите на обычную розетку на 120 В в США, то увидите два вертикальных паза и круглое отверстие по центру под ними. Левый слот немного больше правого. Левый слот называется « нейтральный », правый слот называется « hot », а отверстие под ними называется « земля ».«Штыри вилки вставляются в эти гнезда в розетке.

Если вы читали Как работают батареи, вы знаете, что электричество должно течь в цепи . В батарее электричество течет от одного вывода батареи к прочее. В домашней розетке мощность перетекает от горячего к нейтральному. Устройство, которое вы подключаете к розетке, замыкает цепь от горячего разъема до нейтрального разъема, и электричество проходит через устройство, чтобы запустить двигатель, нагреть некоторые катушки или что-то еще. Допустим, вы вставили лампочку в розетку.Электроэнергия будет течь от горячего контакта через нить накала и обратно к нейтральному контакту, создавая при этом свет.

Что, если бы вы подключили толстую жилу провода прямо от горячего разъема к нейтральному разъему розетки? В отличие от прибора, который ограничивает количество электричества, которое может протекать до 60 Вт (для лампочки) или 500 Вт (для тостера), провод пропускает через него невероятное количество электричества. Вернувшись в коробку выключателя, автоматический выключатель розетки обнаружит этот огромный скачок напряжения и отключит подачу электричества.Автоматический выключатель предотвращает перегрев проводов в стене или самой розетки и возгорание.

Гнездо заземления и гнездо нейтрали розетки идентичны. То есть, если вы вернетесь к коробке выключателя, вы обнаружите, что нейтральный и заземляющий провода от всех розеток идут в одно и то же место. Все они подключаются к земле (подробности о заземлении см. В разделе «Как работают распределительные сети»). Поскольку они оба отправляются в одно и то же место, зачем вам оба?

Если вы осмотритесь в своем доме, то обнаружите, что почти каждый прибор в металлическом корпусе имеет трехконтактную розетку.Это также может включать некоторые вещи, такие как ваш компьютер, внутри которых есть блок питания в металлическом корпусе, даже если само устройство поставляется в пластиковом корпусе. Идея заземления состоит в том, чтобы защитить людей, которые используют приборы в металлическом корпусе, от поражения электрическим током. Корпус подключается непосредственно к заземляющему контакту.

Допустим, провод выходит из незаземленного металлического корпуса, и незакрепленный провод касается металлического корпуса. Если незакрепленный провод горячий, значит, металлический корпус нагревается, и любой, кто прикоснется к нему, получит смертельный удар.Когда корпус заземлен, электричество от горячего провода течет прямо на землю, и это срабатывает выключатель в коробке выключателя. Теперь прибор работать не будет, но и вас не убьет.

Что произойдет, если отрезать заземляющий контакт или использовать штепсельную вилку , чтобы можно было подключить трехконтактный прибор к двухконтактной розетке? Ничего особенного — прибор по-прежнему будет работать. Однако вы отключили важную функцию безопасности, которая защищает вас от поражения электрическим током в случае отсоединения провода.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Как диагностировать электрические проблемы автомобиля путем отслеживания падений напряжения

Дорога впереди выглядит как черная дыра. Здесь так темно и уныло, что даже самый храбрый субботний механик предпочел бы быть в стороне от шоссе и в безопасности дома. К сожалению, до пункта назначения еще несколько часов. Вы не видите ничего, кроме маленькой лужицы света, отбрасываемой вашими фарами. И эта лужа, кажется, становится все меньше. И желтее.Быстрая остановка в магазине за бензином и литром морковного сока раскрывает причину — одна из ваших фар желтая, как ногти сатаны.

У вас падение напряжения.

Назад к основам

Электричество не должно вызывать затруднений, особенно когда дело касается автомобильной проводки. Это простой постоянный ток (DC), и он не обладает достаточной мощностью, чтобы у вас пощекотали пальцы ног, даже если вы стоите в мокрых кроссовках. Я согласен, работа с электрической системой не так интуитивна, как механическая система.Представьте себе связь с карбюратором. Помните карбюраторы? Углеводы легко понять. Если один конец рычага дроссельной заслонки двигается, когда вы его покачиваете, а другой — нет, значит, он сломан. Если вы пошевелите одним концом, но ни один из них не двинется, он застрянет.

А если двигать тяжело, нужно смазать. С другой стороны, диагностика электрической системы — это один шаг вперед — вы не можете увидеть электричество в проводе, как вы можете увидеть шевеление рычага. Несомненно, вы можете провести простую электрическую диагностику, используя только индикатор неисправности.У меня есть пара аварийных световых индикаторов, и я использую их постоянно. Но для диагностики чего-либо более сложного, чем перегоревшая лампочка, нужны более мощные пистолеты. Вам нужен вольтметр. Или, более технически, цифровой мультиметр или цифровой мультиметр. Вы можете получить приличную примерно за пару пицц пепперони.

Встреча с сопротивлением

Вернемся к тусклой фаре. В цепи есть сопротивление, уменьшающее напряжение на фаре. Вы можете использовать шкалу омметра цифрового мультиметра, чтобы найти дополнительное сопротивление, верно?

Неправильно.Мы гонимся за очень маленькими сопротивлениями, часто меньше одного Ом. Шкала сопротивления (Ом) на вашем цифровом мультиметре, вероятно, составляет 200 Ом, что затрудняет измерение однозначных значений. Вместо этого используйте шкалу напряжения, которая на большинстве цифровых мультиметров имеет точность до нескольких милливольт. Давайте копаться.

Начните с включения неисправной цепи — в данном случае ближнего света фар. Теперь измерим напряжение аккумулятора. Нам нужно знать точное число, которое вы видите при измерении на полюсах батареи.И я имею в виду сами свинцовые столбы, а не зажимы. Оно должно составлять от 12,5 до 12,8 вольт, если аккумулятор полностью заряжен.

Проверить разъем на задней фаре. Черный провод цифрового мультиметра должен подключаться к надежному заземлению — предпочтительно к отрицательной клемме аккумулятора. Напряжение, которое вы измеряете на ушке ближнего света, как выясняется, составляет около 11 вольт. Это ниже, чем напряжение в нашей системе, около 12,5, но недостаточно, чтобы объяснить серьезное затемнение. Теперь проверьте клемму заземления на разъеме лампы.Сюрприз! Счетчик показывает около 4 вольт — он должен показывать ноль. Это указывает на сопротивление со стороны заземления проводки, оставляя только 7 вольт для нити накала.

Урок первый: Электричество всегда течет по кругу, и земля так же важна, как и горячая.

Второй урок: используйте небольшой системный анализ. Только одна фара тусклая, поэтому вы можете пропустить поиск и устранение неисправностей в любой части цепи, которая используется совместно с той, которая работает.

Когда вы измеряете сторону земли, внезапно напряжение на измерителе подскакивает.И он не подскакивает до 11 вольт, которые мы видели раньше, а прямо до 12,5 вольт, именно то, что мы можем измерить на батарее. Лампочка одновременно гаснет. Что теперь?

Вы измеряете полное напряжение батареи. Это означает отсутствие непрерывности — «разрыв» в цепи где-то между положительным датчиком цифрового мультиметра и массой аккумулятора. Если разрыв произошел из-за перегоревшей нити накала или обрыва провода на горячей стороне, вы увидите ноль вольт. Открытие точно находится на земле.То, что раньше было сопротивлением около 1 Ом в этой цепи заземления, внезапно стало разомкнутым с практически бесконечным сопротивлением. Преступник? Это сломанный провод заземления, вероятно, вызванный тем, что кто-то проткнул проводку заостренной контрольной лампой или измерительным щупом, чтобы исследовать проблему много лет назад. Отверстие в изоляции пропустило воду внутрь провода, что превратило его в зеленую коррозионно-стойкую коррозию, что в конечном итоге привело к выходу провода из строя.

Что дает еще один урок: никогда не протыкайте провод, чтобы проверить цепь.Итак, вы заменяете провод. Задача решена; по крайней мере, пока вы не обойдете дорогу, чтобы проверить свет. Теперь они оба одного цвета. Поднимая тусклое напряжение, вы внезапно понимаете, что они оба менее чем блестящие — этого я и ожидал, когда измерял 11 вольт на патроне лампы вместо 14, которые я ожидал бы, когда двигатель работает. В цепи все еще есть сопротивление, но на этот раз оно находится между батареей и лампочкой. Вернемся к цифровому мультиметру.

Измеритель между плюсовым выводом аккумулятора и зажимом.Вы должны увидеть очень маленькое напряжение. Когда горит свет, общая потребляемая батарея составляет 15 ампер или более. Любое сопротивление между зажимом и штырем вызовет заметное падение напряжения. Оно не должно быть больше нескольких милливольт. Двигайтесь по цепи к лампе, по одному переходу металл-металл за раз. Щуп между входом и выходом реле фары показывает падение почти на вольт. Включение нового реле снижает это значение до нескольких милливольт. И обе фары горят.

Проблема решена.

Предупреждение: математическое предупреждение

Лампа фары мощностью 55 Вт потребляет от электрической системы автомобиля от 4 до 5 ампер, и мы можем рассчитать, что ее сопротивление составляет около 3 Ом. Наш дешевый световой индикатор неисправности имеет сопротивление от 10 до 12 Ом, а это означает, что если мы вставим датчик аварийного сигнала в цепь, он станет частью цепи, изменив значения, которые мы пытаемся диагностировать. Наш цифровой мультиметр имеет сопротивление более 10 миллионов Ом, что исключает возможность того, что подключение измерительного щупа изменит напряжение в цепи.При поиске и устранении неисправностей важно проводить это тестирование с включенной и работающей схемой. Представьте, что наш корродированный провод был на положительной стороне цепи фары, а не на стороне заземления. И батарея немного разряжена, поэтому вы просто снимаете разъем с лампочки и измеряете розетку. Если с проводкой все в порядке, вы увидите полное напряжение системы на измерителе, так что все должно быть красивым, не так ли? Но там наш поврежденный провод с внутренним сопротивлением в три Ом. Вы ожидаете, что измеритель покажет пониженное напряжение, и ошиблись.Это ток, протекающий в цепи, вызывает падение напряжения. Цифровой мультиметр с мегомным импедансом не потребляет ток — и вы будете считывать полное напряжение системы до тех пор, пока цепь не будет разряжена.

Меня не устраивает падение напряжения более нескольких сотен милливольт на любом разъеме. Общее падение напряжения в любой цепи не должно превышать 1 вольт, будь то купольный светильник, потребляющий 500 миллиампер, или стартовый, потребляющий 200.

Советы по отслеживанию цепей

1 Плавкие предохранители имеют контрольные точки сверху, это хорошее место для измерения напряжения в цепи.Попробуйте следующее: измерьте обе контрольные точки в диапазоне милливольт и измерьте падение напряжения на предохранителе. Нет напряжения? Тогда тока нет.

2 Никогда не вставляйте измерительный щуп в гнездовой конец соединителя проводки. Повредить контакты легко. Вместо этого пробуйте от задней части разъема, куда вставляются провода. Это называется обратным зондированием.

3 Чейз-напряжение падает по пути цепи от горячего к земле, как в этом коннекторе прицепа.Здесь мы ищем падение напряжения между вилкой и проводом к ходовым огням.

Физика 101: Закон Ома

Первое правило работы с автомобильной электрической системой: это всего 12 вольт, и вы не можете получить электрический ток. (Ну, кроме, может быть, проводки свечи зажигания, но я отвлекся.) Второе правило: Второе правило — это не просто правило — это закон. В частности, закон Ома. Не волнуйтесь; Я буду медленно заниматься математикой.

I = V / R, где

I = ток, протекающий в цепи

В = напряжение, которое проталкивает ток

R = сопротивление в цепи

Пример: ближний свет фар обычно потребляет 4 ампера или около того, когда он включен.(Это ток). Напряжение составляет от 13 до 14 вольт при работающем двигателе. Итак,

4 = 14 / R, где R — сопротивление нити накала в колбе. Решая для R, мы получаем 14/4 или чуть менее 3,5 Ом. Представьте, что одна фара выглядит желтой по сравнению с другой стороной. Мы измеряем напряжение на патроне лампы, оно всего около 7 вольт, что объясняет тусклость света. Я оставлю математику для домашнего задания, но это означает, что где-то между батареей и фарами есть сопротивление 3,5 Ом.Схема с дополнительным сопротивлением теперь будет иметь общее сопротивление 7 Ом при потребляемом токе 2 ампера, и наша миссия — найти это сопротивление и отремонтировать его. Другой пример: стартер потребляет 200 ампер (примерно) при запуске двигателя, обычно когда напряжение аккумулятора составляет всего около 10 вольт. Итак,

200 = 10 / R, что составляет R = 0,05 Ом

Точно так же, если мы знаем, что электрическое устройство имеет сопротивление, мы можем вычислить, сколько тока оно потребляет. Установить новый комплект из восьми габаритных огней на туристический прицеп? Измерьте одну лампочку с помощью действительно хорошего омметра, и он измеряет сопротивление 12 Ом.Вы можете рассчитывать примерно на 1 ампер тока. Умножьте это на 8 ходовых огней — ваши новые огни будут потреблять в общей сложности 8 ампер. Добавьте ходовые огни, и 10-амперный предохранитель в этой цепи может оказаться недостаточным.

Поверьте, эти числа всегда будут работать правильно. Если они этого не делают, вы чего-то упускаете.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

Что такое земля в электронных схемах?

Когда вы начинаете изучать схемы, вы непременно спросите: «Что такое земля?» в тот или иной момент. Вы действительно собираетесь подключить свою цепь к земле?

Прежде всего: заземление в электронике отличается от заземления в розетках (хотя они иногда подключаются).

Заземление в электронике

Недавно я получил письмо от читателя:

«Символ заземления постоянно появляется в разных точках цепи, и я не мог понять, почему для заземления было выбрано то или иное место.Что такое земля? »

Заземление кое-что означает просто соединение с землей.

А в электронике земля — это просто имя, которое мы даем определенной точке в цепи.

Например, в цепи с одной батареей (с положительной и отрицательной клеммами) мы обычно называем отрицательную клемму заземлением.

А чтобы упростить рисование схемы, мы используем символ.

Символ земли

Таким образом, вместо того, чтобы рисовать линии ко всем местам, которые должны быть соединены с минусом, вы вместо этого помещаете туда символ земли.Это делает принципиальную схему намного чище при большом количестве выводов на минус.

Пример схемы с использованием символов заземления

Протекание тока при отображении символа заземления

Чтобы увидеть, как протекает ток на принципиальной схеме с символами заземления, просто соедините все точки с символами заземления. Это то, что вы делаете, когда строите схему.

Схема с использованием обозначений заземления Та же схема без обозначений заземления

Цепи с положительным, отрицательным и заземлением

На некоторых принципиальных схемах вы найдете соединение с положительной клеммой, отрицательной клеммой и клеммой заземления.

Это часто встречается, например, в схемах усилителя:

Итак, как это работает?

В этом сценарии земля является средней точкой между положительной и отрицательной клеммами. Вы можете создать эти три точки напряжения, например, последовательно соединив два источника питания:

Земля при использовании двойного источника питания

Поскольку клемма заземления находится посередине между + 9 В и -9 В, это нормально называть ее нулевым вольт (0 В).

Щелкните здесь, чтобы узнать, что такое отрицательное напряжение.

Что такое заземление в розетках?

Иногда, однако, заземление относится к фактическому соединению с землей. Это тот случай, когда мы говорим о разводке розеток в вашем доме. В этом случае заземление — это фактическое соединение с землей за пределами вашего дома.

Это соединение предназначено для безопасности и часто подключается к корпусу устройства. Идея состоит в том, что если возникает проблема, когда провод под напряжением контактирует с шасси, ток направляется на землю, а не через ваше тело, если вы касаетесь шасси.

В некоторых случаях, например, в усилителях звука, часто заземление сигнала также подключается к шасси и, следовательно, к земле тоже.

Вопросы? Позвольте мне услышать их в комментариях ниже!

.