Сколько вольт в фазе 220 розетки

Сюрпризы электросети: 380 В вместо 220 В

Многие слышали о ситуациях, когда в обычной розетке, рассчитанной на 220 вольт, напряжение внезапно вырастало до 380, а кто-то, возможно, даже сталкивался с этим явлением. Как правило, такие скачки оставляют на память несколько вышедших из строя электроприборов, а также мучительный поиск виноватых – того самого электрика, который «что-то напутал» и «неправильно подключил». Между тем, проблема может быть вовсе не в электрике. Разберемся, в чем причина скачков напряжения…

Как правило, электроэнергия подается на объект (будь то магазин, квартира, жилой дом) посредством трехфазной сети. Она представляет собой, грубо говоря, 4 провода, три из которых находятся под напряжением (это фазы) и один является «нулем». При этом между нулем и одной из фаз напряжение составляет 220 вольт, а между двумя фазами оно всегда равняется 380 вольт.

Итак, трехфазная электросеть заходит на объект и тянется до щитовой, где к каждому автоматическому выключателю подходит нуль и одна из фаз. Таким образом, от автомата к розетке или другой электроточке идет два провода – нулевой и фаза, которые вместе дают напряжение 220 вольт.

При этом хороший электрик постарается как можно равномернее распределить нагрузку между тремя фазами – так розетка для кондиционера может быть подключена к фазе А и нулю, холодильное оборудование – к фазе В и нулю, обогреватель – к фазе С и нулю.

Так откуда же возникает 380 вольт? Все начинается с обрыва основного нулевого провода перед щитовой или непосредственно в ней самой. Это может произойти по разным причинам: некачественный электромонтаж, естественный износ проводки, ослабление контактов из-за перепада температур (в результате чего провод греется и может перегореть)… Как бы там ни было, нулевой провод оборван. Что происходит в этом случае?

Как я уже говорил, каждая из трех фаз, подходящих к объекту, несет на себе некую нагрузку, поскольку к ней подключено определенное количество электрооборудования. И все это электрооборудование также подключено к нулевому проводу, который, как мы помним, оборван перед щитовой.

Допустим, на фазу А и нуль подключена холодильная камера, на фазу В и нуль – розетки для обогревателей. Поскольку нуль дальше щитка никуда не идет, получается, что он соединяет холодильную камеру и обогреватели, которые подходят к двум разным фазам. А напряжение между двумя фазами, как мы помним, составляет 380 вольт. В такой ситуации фаза А через любой подключенный к ней прибор (в нашем примере это холодильная камера) проходит на нулевую колодку и оттуда – по нулевому проводу – идет к розеткам для обогревателей. Таким образом, в розетке вместо нуля и фазы с напряжением 220 вольт получается две фазы с напряжением 380 вольт, и техника, которая в нее включена, начинает перегорать.

Понятно, что ситуация, когда перегорает или обрывается нулевой вводной кабель – достаточно редкая, но тем не менее, она может произойти, причем с самыми дорогостоящими последствиями. Как же защититься от этого?

Сразу скажу, что такие устройства, как УЗО и выключатель-автомат здесь не помогут (хотя для других случаев они очень полезны и необходимы). Для защиты от высокого напряжения на вводе электросети на объект либо в щитовой необходимо установить реле контроля верхнего и нижнего напряжения (например, Ресанта АЗМ-40А или другую модель с тем же принципом действия).

Такое устройство производит защитное отключение электросети при перепадах напряжения свыше 265 вольт или ниже 170 вольт в течение одной секунды. Как только напряжение нормализуется, реле автоматически подключает сеть с задержкой в 2-3 минуты. Как показывает практика, реле контроля будет полезным приобретением не только для магазинов и других коммерческих объектов, но также для жилых домов и квартир, поскольку перепады напряжения в наших сетях, увы, не редкость (даже при вполне исправном «нуле»).

Александр Терещенко

Чем отличается напряжение 220 от 380 Вольт

Напряжение 380B называется линейным, потому как действует между любыми из трех фаз в трёхфазной сети. Напряжение 220B называется фазным, действует между одной из трех фаз и нулём.

От генерирующих электростанций к потребителям электрическая энергия подается при помощи высоковольтных линий, частота которых составляет 50 Гц. Понижение высокого синусоидального напряжения происходит на трансформаторных подстанциях, после чего выполняется его распределение потребителям – на уровне 220B и 380B. Различается однофазная и трехфазная сеть. Однако каковы отличия между ними? Давайте разбираться.

Если при подключении дома или квартиры используются два провода (фазы и нуля), система является однофазной. Коэффициент ее рабочего напряжения составляет 220B. Если же заходят 4 провода (трех фаз и нуля) – это трехфазная система. Ее рабочее напряжение (линейное) составляет 380B.

Специфика подачи напряжения

По типу электрического тока напряжение бывает переменным и постоянным. При разной форме переменного тока изменяется его величина и значение. В то время, как у постоянного тока сохраняется одна и та же полярность знака, а вот величина может изменяться.

Напряжение, присутствующее в современных розетках, имеет переменную синусоидальную форму. Его значение бывает следующих видов:

• Амплитудным – указывает на размер размаха синусоиды по отношению к нулю в вольтах;
• Действующим – это значение, которое в √2 или 1,41 раз меньше предыдущего;
• Мгновенным – значение указывает на интенсивность напряжения в вольтах в определенные моменты времени.

Трехфазные цепи. Как подается напряжение в них

В трехфазной цепи напряжение может быть фазным или линейным. Векторная диаграмма выглядит следующим образом:

На графике присутствуют три вектора напряжений (фаз) – Uа, Ub и Uс. Величина угла между ними равна 120°. Это соблюдается между обмотками в простейшем электрооборудовании. Для того, чтобы знак вектора Ub изменился на противоположный, его нужно отразить таким образом, чтобы векторное начало и конец поменялись местами, при этом первоначальный угол наклона был сохранен. После установки векторного начала Ub в конец Uа полученное расстояние и будет рассматриваться, как вектор линейного напряжения (Uл).

Чем отличаются между собой

Однофазные сети

В таких сетях ток может проходить и по замкнутым цепям. При подключении рекомендуется в первую очередь подвести напряжение к эффективной нагрузке и только после этого вернуть его обратно. Провод, который подводит ток в условиях переменного тока, является фазой. Второй провод является нулевым. Между этими двумя проводами, передающими однофазный ток, величина напряжения составляет 220B.

Двухфазные сети

Этот тип электросетей предусматривает осуществление передачи двух переменных токов, по которым их напряжение сдвигается по фазе на 90°. Для передачи токов используются два фазных и два нулевых провода. Из-за дороговизны такой способ передачи напряжения сейчас не используется.

Трехфазные сети

В таких электросетях одновременно передаются три переменных тока со сдвигом напряжения по фазе на 120°. Источники соединяются по схеме «звезды», что позволяет использовать только три провода – 3-х фазных и одного нулевого. Преимуществом таких сетей признана экономичность и возможность передачи тока на большие расстояния. В любой паре проводов фаз присутствует напряжение в 380B, а в парах одного фазного и нулевого провода – 220B.

Исходя из вышеперечисленного, для электропитания городских квартир и частных домов оборудуются однофазные или трехфазные сети.

Где используется напряжение в 220B, а где в 380B

В большинстве жилых объектов (квартирах, домах, коттеджах и на дачах) установлены и используются однофазные электросети, в которых напряжение составляет стандартные 220B. Это обоснуется тем, что уровень потребления в обычном доме или квартире не превышает, как правило, 10 кВт.

Трехфазная электросеть проводится на объекты, где планируемый уровень потребления мощностей превышает значение в 10 кВт, а также установлены и используются электрические установки, которые требуют именно трехфазную подачу напряжения для обеспечения корректного функционирования. К примеру, если для запуска трехфазного двигателя использовать лишь одну фазу с применением конденсатора, это существенно понизит КПД электроустановки и в то же время увеличит расход электрической энергии.

С другой стороны, если уровень максимально потребляемой мощности в частном домохозяйстве не превышает 9-ти кВт, допускается использование на вводе двужильного медного кабеля с сечением 6мм и установку автомата на 40A.

В случае, когда максимальная нагрузка предположительно равняется 15кВт, для провода одной фазы величина проходящего тока составит 70A. Следовательно, обязательной будет прокладка медного провода с 10-милиметровым сечением и силового автоматического выключателя. Однако стоимость такой сети намного дороже. А потому выходом из ситуации может стать монтаж обычной трехфазной сети и распределение эффективной нагрузки поровну между фазами, то есть – по 5 кВт. На сегодняшний день подобные решения по обеспечению электропитанием используются большинством магазинов, предприятий и офисов.

По каким схемам потребители подключаются к трехфазным электросетям

Для подключения электродвигателей, нагревателей и других трехфазных мощностей используется схема «звезда» или «треугольник». Большинство установок оснащены перемычками, которые в зависимости от положения обмоток формируют вышеуказанные схемы.

Соединение звездой

Схема предусматривает соединение концов обмоток генерирующего устройства в одну точку и подключение к началу этих же обмоток нагрузки. В электродвигателях получается, что линейное напряжение в 380B, при условии соединения обмоток по схеме звезды, прикладывается к двум обмоткам для каждой фазной пары.

Соединение треугольником

В этой схеме предусмотрено прикладывание линейного напряжения к каждой обмотке. Эти элементы, как правило, рассчитаны именно на такие подключения.

Указанные способы подключения имеют и плюсы, и недостатки.

Плюсы подключения однофазной сети 220B

• Простота монтажа,
• Экономичность в финансовых вложениях,
• Безопасность в использовании напряжения.

Минусы использования однофазной сети 220B

• Ограничения на использование мощностей для конечных потребителей,
• Исключение возможности функционирования асинхронных двигателей, не оснащенных конденсаторами и ПЧ.

Плюсы подключения трехфазной сети 380B

• Экономия финансовых средств в условиях трехфазного потребления энергии,
• Возможность подключения и питания промышленного оборудования,
• Ограничение мощности только по сечению используемого кабеля,
• Переключение однофазных нагрузок на другую фазу в случаях ухудшения качества либо отключения электропитания.

Недостатки трехфазной сети 380B

• Дорогое оборудования,
• Напряжение, несущее опасность для жизни человека,
• Наличие ограничений на максимальную мощность при однофазных нагрузках.

Что бы электрическая сеть работала бесперебойно и безопасно, необходимо проводить периодические испытания сертифицированной электролабораторией. Выезд специалиста на Ваш объект — бесплатно!

Сколько вольт в фазе 220 розетки

Порой возможно обнаружить в 1-й розетке 2-е фазы одновременно – для бытовых энергосетей это не является редкостью. Положение спасёт только грамотный подход и опытный электрик.

Обычный режим

Типовой регламентируемый случай – когда в розетке имеются 1-а фаза и «ноль». Традиционные и номинальные 220 Вольт имеются на одной из двух клемм, вторая имеет напряжение в 0 В. Это ярко показывает индикаторная отвёртка. Разница потенциалов – необходимое условия функционирования электросети.

Однако случается, что «ноль» исчезает, вместо него на клемме обнаруживается еще одна фаза. Разница потенциалов кардинально изменяется, и нормальная работа электроприборов осложняется.

Вторая фаза

Какие существуют причины появления второй фазы?

· повреждение нулевого кабеля при входе в здание или в отдельную комнату;

· повреждение нулевого кабеля где-то на линии или в распределительной коробке;

· фазный провод замкнулся на нулевой кабель;

· при подключении «ноля» произошло нарушение в соединении.

Эти варианты – наиболее типовые, другие имеют место реже. Попробуем детально разобраться в каждом из них.

В розетке нет «ноля»

Если индикаторная отвёртка не показывает «ноль», следует искать место, где он еще имеется – обрыв явно где-то на линии. Основная причина – повреждение провода или нарушение контакта при соединении цепей в распредкоробках.

«Ноля» нет в комнате

Эта ситуация интересна тем, что за пределами комнаты всё работает, а вот в ней приборы не работают. Проблема находится в распределительном щитке или коробке – в нарушении соединения или пробое изоляции на определенном проводе.

«Ноля» нет в определенной розетке

Отсутствие работы от конкретной розетки объясняется только «пропажей» «нуля» именно в ней. Пояснение есть только в случайном замыкании фазового провода на соседний провод. Необходимо тщательно проверять весь метраж проводки.

Соединения

Классическим является нарушение в соединениях – жилы и их изоляция остаются целыми, но происходит замыкание двух проводов, не предназначенных на это. Это чревато тем, что при сохранении работоспособности всех компонентов возникает новая расстановка сил – это приведет к непредсказуемым последствиям (хотя чаще всего исчезнет разность потенциалов).

Опасность феномена

Чем грозит 2-я фаза?

Критичной угрозы не предвидится:

· уходит разность потенциалов (при 1-й фазе имеем 220 В, при 2-х – дважды 220 В, что приводит к нивелированию электрического тока между проводами);

· электроприбор не получает необходимого напряжения – и не работает;

· ввиду отсутствия течения заряда проявляется опасность удара электрическим током – ввиду разрыва теоретического защитного заземления.

И самое худшее: напряжения способны перераспределиться. Неопытные мастера, незнакомые с этим феноменом, могут прикасаться к «нолю», не ожидая удара фазой. Поэтому кто бы не работал с энергосетью, важно всегда проверять текущее состояние с помощью индикаторной отвёртки.

Одна из основных причин возникновения этого явления как ни странно – нарушение правил пользования электроприборами.

Противодействие неисправности

Скажем сразу: такая обнаруженная неисправность нуждается в экстренном вмешательстве. Так как основная причина – обрыв или замыкание, важно отыскать проблемное место. Для этого потребуется несложный электроинструмент и визуальная проверка сетей.

При этом выполняются такие мероприятия:

· обязательно отключается вводной щиток – от которого запитывается вся последующая энергосеть;

· осмотреть распределительную коробку на предмет незапланированных соединений и разрушений;

· если обнаружен нетипичный предмет или нарушение, следует восстановить чистоту электрической цепи и разорвать несанкционированные сочленения;

· для этого будут достаточно типовые средства– отвёртки, паяльник, шарнирно-губцевый инструмент;

· обследовать поочередно розетки и соединяющие их кабели;

· все контакты необходимо проверить и подтянуть – при этом почти гарантированно обнаружатся сюрпризы.

При обнаружении лишней фазы или других сопутствующих несоответствий выполняется их отсечение от работоспособных частей – и восстановление всей цепи.

Наш сервис

Как опытные электрики мы знаем, что требуется делать в описанных и других, неуказанных, ситуациях.

Мы легко находим неисправности и ремонтируем любую электрику, монтируем все типы соединений и устройств, консультируем по любым вопросам.

Работаем по Минску и Минской области – звоните, наши цены Вам обязательно понравятся.

Видео

P.S. Для визуального понимания проблемы 2 х фаз в розетке посмотрите небольшой информационный видеоролик:

Понравился материал? поделись им.
Jelektrik.By Статьи Розетки и выключатели 21 декабря 2021

Комментарии

+9 # Николай 22.12.2021 22:25

И такое конечно бывает, но все таки искать причину самому не стоит и тут точно без квалифицированного специалиста точно не обойтись, ведь такое точно бывает и стоит провести работу что бы такого не повторялось.

Добавить комментарий

( 12 Ratings )

Проектирование

Графические схемы помещения

Графические схемы помещения играют решающую роль на самых разных стадиях разработки проекта электроснабжения. Их задача – в любой момент дать представление о размещении электрооборудования и каждого из элементов электрической цепи.

Если Вам нужно заказать проект электроснабжения, результат никогда не будет состоять только из пояснительной записки. Графика, схемы, изображения в нужном масштабе, деталировки, подкрепленные спецификациями – это одновременно основа и пояснение для разработчика, собственника объекта, ремонтника и контролирующей организации.

Поэтому когда для проекта электроснабжения нужно сделать графические схемы помещения, обращайтесь к нам. Только профессионалы с опытом работы по Минской области и Минску, полученным за годы работы со спектром объектов и электрооборудования, смогут помочь в сжатые сроки, с гарантией результата и по низкой цене.

Проект льготного отопления

Если читатель живет в частном доме, рекомендуем воспользоваться нашей услугой по оформлению и согласованию проекта на льготное отопление.

Наше государство поддерживает граждан при улучшении своих жилищных условий – последовательно и в максимально возможном объеме. Среди последних изменений можно назвать нововведение в виде возврата части денежных средств, затраченных на проектирование и строительство внутридомовых систем снабжения электрическим током, покупку оборудования для обогрева жилья и приготовления пищи.

Проект электроснабжение КЛ и ВЛ

Проект электроснабжения через кабельные или воздушные линии (КЛ и ВЛ соответственно) представляет собой один из наиболее значимых документов, которые определяют дальнейшую жизнь объекта.

Для электроснабжения многоквартирного или небольшого частного дома подводимая энергия играет неоценимую роль. Поэтому линия питания должна быть совершенно надежной, устойчивой к негативным воздействиям окружающей среды и иметь продолжительный срок службы.

Электромонтаж

Светодиодное освещение в двухуровневом потолке

В нашей климатической зоне для нашего здоровья и благополучия особенно важно, чтобы мы заботились о надлежащем качестве света.

Так давайте же обеспечим оптимальную подачу естественного света и позаботимся о здоровье с помощью искусственного освещения.

Заземление опоры ВЛ

Заземление опор ЛЭП (линии электропередачи) обязательно выполняется для защиты случайно оказавшегося рядом человека.

Провода могут быть оборваны при непогоде, изоляция способна через время выйти из строя, напряжение может превысить расчётные величины, в силу совмещения ряда факторов может произойти авария и т.д.

В результате электрический ток начнёт «стекать» в землю – на опоре появится потенциал, что в случае прикосновения приведет к электротравме и даже гибели.

Как подобрать УЗО

Выбор УЗО: на что следует обратить внимание

Выключатель дифференциального тока – это электронное либо электромеханическое устройство, которое защищает от утечки тока (с фазы на землю). Зачастую такое случается из-за повреждения изоляции и старой проводки. УЗО уменьшает вероятность возгорания или же поражения электрическим током.

Что показывает вольтметр, или математика розетки

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

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

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

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

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

Вступление

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

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

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

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

Как измерять переменное напряжение?

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

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

Или, если учесть, что по закону Ома , то мощность P, потребляемую нагрузкой-лампочкой, можно вычислить по формуле .

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

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

Рассмотрим, что означают все эти буковки на рисунке.

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

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

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

Напряжение в розетке (или однофазной сети) описывается формулой

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

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

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

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

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

Рассчитывается усредненная мощность в общем случае по формуле:

А для нашей синусоиды — по гораздо более простой формуле:

Можете сами подставить вместо функцию и взять интеграл, если не верите.

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

Что же показывает вольтметр?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В худшем случае, если у вас сеть на 240В, да еще и с допуском +10%, амплитуда будет аж !

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

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

Фазы, фазы, фазы…

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

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

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

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

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

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

Математически можно записать уравнения всех трех фаз:

«Синяя» фаза:

«Красная» фаза:

«Зеленая» фаза:

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

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

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

Откуда взялось 380В? А вот откуда.

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

Uдф — действующее межфазное, оно же линейное напряжение.

Учитывая, что амплитуда каждой фазы получим, чтодля межфазного напряжения. На рисунке наглядно показано, как образуется межфазное напряжение, которое обозначено F1-F2 из двух фазных напряжений фаз F1 и F2. Напряжение фаз F1 и F2 измеряется относительно нулевого провода. Линейное напряжение F1-F2 измеряется между двумя разными фазными проводами.

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

Амплитуда межфазного напряжения составляет:

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

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

Надеюсь, теперь понятно что показывает вольтметр переменного тока?

Заключение

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

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

Отправлять предложения и пожелания, замеченные опечатки и просто мнения можно в комментарии или на почту: shiotiny@yandex.ru.

• электроника для начинающих
• сети для самых маленьких
• разработка электроники

• Development for IOT
• Manufacture and development of electronics
• Energy and batteries
• Electronics for beginners

If this publication inspired you and you want to support the author, do not hesitate to click on the button