Роль диапазона входного синфазного напряжения при выборе операционного усилителя

Параметры напряжения

Перед тем, как вы скажите, что напряжение в вашей сети не соответствует норме и заявите свою претензию в энергоснабжающую организацию, необходимо знать эту норму. Диапазон отклонения напряжения устанавливается в нормальном режиме: δUyнор= ± 5 %, в предельно допустимом: δUyпред= ± 10 % от номинального значения.

В России номинальное напряжение бытовой сети Uном = 230 Вольт (В), верхний диапазон составляет 242 В. Для Uном = 380 В, верхний диапазон равен 418 В. Если напряжение выше этих диапазонов и по этой причине вышли из строя электробытовые приборы, вы вправе пожаловаться в энергоснабжающую организацию.

Перенапряжение в многоквартирных домах

В последнее время перенапряжение в многоквартирных домах, построенных до начала 90-х годов, стало настоящим бедствием. Когда эти дома строились, в проектную нагрузку не вносились микроволновые печи, холодильники (два), компьютеры, домашние солярии и т.д.

Но, тем не менее, потребители пользуются этими благами цивилизации. Что в итоге происходит? В электроэнергетике есть понятие, вечерние и утренние максимумы нагрузки. Именно в это время люди идут на работу, готовят, включают много электроприборов в общем.

отгорание нулевого проводника

Если в нормальном режиме напряжение между фазным и нулевым проводником 230 В, то в данном случае нулевой проводник отсутствует и напряжение будет между фазами, т.е. 380 В. В итоге напряжение «гуляет» по стояку. Его величина зависит от включенной в сеть нагрузки и может быть в диапазоне 140 – 380 В от места отгорания нулевого проводника.

Электричество промышленное, статическое и атмосферное

Все темы данного раздела:

Основные принципы государственной политике в области охраны труда Государственная политика в области охраны труда базируется на принципах: (8 принципов СТР-278 (научный комментарий) ст. 4.) 1й принцип — приоритет ж
Государственное финансирование мероприятий ОТ · средства на подготовку специалистов ОТ · научные разработки · содержание Национального научно-исследовательского института ОТ · содержание сети органов государственного

Права работников на ОТ во время работы на предприятии Законом «Об охране труда» предусматривается, что каждому работнику на рабочем месте гарантированы в соответствии с требованиями нормативных актов об ОТ: · безопасность технологических проц

Льготы и компенсации за тяжелые условия труда Работники, занятые на работах с тяжелыми и вредными условиями труда в предусмотренном законодательством порядке имеют следующие льготы: · бесплатно обеспечиваются лечебно-профилактическим

Охрана труда женщин и несовершеннолетних Запрещается использование труда женщин на тяжелых работах и на работах с вредными или опасными условиями труда, на подземных работах, кроме некоторых подземных работ (нефизических или работ по сани

Органы управления ОТ в Украине Государственное управление ОТ осуществляют: · Кабинет Министров Украины (при КМ Украины действует Национальный Совет по вопросам безопасной жизнедеятельности населения); · Государ

Ответственность за нарушение законодательства о труде и ОТ Согласно статей 18, 19 Закона «Об охране труда» работник обязан: · знать и выполнять требования нормативных актов по ОТ; · знать правила и инструкции обращения с машинам

Защита oт шума Шум — беспорядочное объединение разных по уровню и частоте звуков в рабочей зоне. Шум действует- не только на слуховой аппарат, но и вызывав расстройство сердечно‑сосудистой и нервной систем,

Защита от пыли Для защиты органов дыхания работающих от пыли в рабочей зоне на промышленных предприятиях выполняют следующие мероприятия: · воздух рабочей зоны очищают механической вентиляцией;

Горение вещества и способы его тушения Виды горения: взрыв, вспышка, воспламенение, тление, самовоспламенение, горение. По происхождению пожары делятся на: · экзогенные, возникающиеот внешнего тепловогоисточника (откры

Понятие огнестойкость Огнестойкость – способность конструкции, материала задерживать распространения огня (пожара), температуры, выраженная временем (в часах). Здания и сооружения подразделяются на пять степеней огнесто

Электрические ожоги Электрические ожоги бывают поверхностные и внутренние. Поверхностные ожоги — поражают кожный покров. Внутренние ожоги — поражают глубоколежащие органы и ткани тела. По ус

Факторы окружающей среды К неблагоприятным факторам окружающей среды относятся производственные помещения, открытые или наружные электроустановки на открытом воздухе. Производственные помещения по степени опасност

Индивидуальные средства защиты в электроустановках При эксплуатации электроустановок для исключения электротравматизма используют специальные средства индивидуальной защиты, которые делятся на основные и вспомогательные. Основные средства

Предупреждающие надписи, плакаты, приспособления К электрозащитным средствам относятся также предупреждающие переносные плакаты, надписи, которые имеют свою специфику. Их назначение — привлечение внимания работающих к непосредственной опасности,

Запрещающие надписи и плакаты Размер плаката — 240 × 130мм. Красные буквы на белом фоне. Содержание надписей: «Не включать — работают люди», «Не открывать — работают люди», «Не включать — работают

Зануление и защитное заземление Для защиты людей от поражения электрическим током вследствие повреждения изоляции в сети с изолированной нейтралью и перехода напряжения до 1000В на токопроводные части оборудования, машин, механиз

Правила поведения во время грозы Человек, во время грозы может быть на производстве, на улице, дома, в лесу, на поле. На производстве все здания, сооружения, линии электропередач, радио, связи оснащены устройствами молние

Вентиляция и конденсирование воздуха По назначению системы вентиляции и конденсирования подразделяются на рабочие и аварийные. Рабочая вентиляция — это такая, которая постоянно создает необходимые метеорологи

Ежегодные медицинские осмотры неполнолетних Для предупреждения профессиональных заболеваний — нормального развития молодежи законодательством об охране труда установлены предварительные и периодические медицинские осмотры. Для лиц моложе 18

Основы Анатомии человека Каждый человек должен знать строение и функции организма (анатомию и физиологию). Анатомия (от греческого — рассечение) изучает строение организма человека, его органов, тканей, клеток.

Основные количественные показатели организма человека Объем крови: · у мужчин — 5 л.; · у женщин — 4 л. Сердечные сокращения: · 60-80 ударов в минуту. Артериальное давление (в возрасте 18-45 лет):

Первая помощь при поражении электрическим током Пораженного необходимо: · как можно быстрее освободить от токоведущих частей; · быстро отключить напряжение рубильником или выключателем; · для освобождения от токоведущи

Оживление методами искусственного дыхания, непрямого массажа сердца На рисунке показано правильное положение рук при проведении наружного массажа сердца и определении пульса на сонной артерии (пунктир).

Непрямой (закрытый) массаж сердца Наружный массаж сердца. Если отсутствует не только дыхание, но и пульс на сонной артерии, одного искусственного дыхания при оказании помощи недостаточно, так как кислород из легких не может перенос

Максимальное отклонение напряжения в электросети

Ток в сети по естественным причинам непостоянен и изменяется в определенных показателях. В рамках нового стандарта 230 В/400 В номинальное отклонение допустимо в пределах 5% и максимально должны отмечаться в кратковременных промежутках не более 10%. Таким образом, такое теоретические отклонение допускается в пределах 198 В и до 242 В. Такой размах может считаться актуальным для большинства нынешних квартир.

Что влияет на сетевое колебание поставки энергии и потери напряжения:

• Одним из самых распространенных причин является устаревание оборудования, в том числе счетчиков, электрощитов, кабелей проводки и так далее;
• Значительные погрешности отмечаются и в плохо обслуживаемой сети;
• Ошибки при планировке и выполнении прокладочных работ в доме;
• Значительный рост показателей энергопотребления, превышающих установленный стандарт.

Как уже отмечалось, приемлемы перепады в сети на +-5%. Так, например, по поставляемому показателю в 220 вольт, допустимо отклонение в сети, равное 209 В и наибольшее превышение, равное 231 В.

Обязательное регулирование напряжения в электрических сетях

Осуществить собственное регулирование напряжения не только трудозатратно, но и потребует финансовых вложений. Еще более трудным вариантом является добиваться стабилизации тока в сети от организации-поставщика. Это можно сделать путем подачи жалоб, личных обращений, исков в суд, однако, результат далеко не всегда достигается даже этими методами.

Если вы все-таки решили самостоятельно исправить картину, то это возможно следующим образом:

1. Метод централизованного регулирования напряжения. Этот подход предполагает подсчет того, сколько изменений потребуется для стабилизации ситуации и соответствующее регулирование в центральном блоке питания.
2. Метод линейного воздействия. Осуществляется с помощью так называемого линейного регулятора, который изменяет фазы с помощью вторичной обмотки на цепи.
3. Использование конденсаторных батарей в сети. Этот способ в теоретической части называется компенсацией реактивной мощности.
4. Также предельно нестабильную сеть можно подправить с помощью продольной компенсации. Она подразумевает последовательное подключение к сети конденсаторов.

Также актуальным вариантом, при не слишком выраженным отклонении от установленной нормы, является установка одного крупного или нескольких мелких стабилизаторов в сети. Это потребует некоторых финансовых вложений, специальные навыки монтажа, а также не подходит для максимально колеблющихся систем электроснабжения, ведь просто не смогут делать большой объем работы и регулировать большое количество напряжения.

Итак, как уже было определено, новым общепринятым стандартом считается напряжение в сети в квартире от 230 В до 400 В. Для примера, шкала напряжения бывает и 240 В, 250 В, с учетом максимально допустимой погрешности. Однако для привычной нам розетки э1ф рабочее напряжение – это все тот же уровень 220в, который привычен для нас всех еще с советского периода.

Почему именно переменное напряжение?

Не так давно по историческим меркам у человечества возникла дилемма: какой ток лучше? Переменный или постоянный? Этот период времени был известен, как «война токов». На самом деле были споры между Николой Теслой и Эдисоном — самыми великими учеными-изобретателями того времени. Эдисон был за постоянный ток, а Никола Тесла — за переменный. Это борьба продолжалось более 100 лет, даже после смерти этих великих ученых! Но все-таки в 2007 году окончательную победу одержал переменный ток.

Дело все в том, что постоянный ток при передаче на большие расстояния теряет свою энергию на нагрев проводов. Здесь во всем виноват закон Джоуля-Ленца

Q=I2Rt

где

Q — количество выделяемого тепла (Джоули)

I — сила тока, протекающего через проводник (Амперы)

R — сопротивление проводника (Омы)

t — время прохождения тока через проводник (Секунды)

Нетрудно догадаться, что чем больше сила тока будет протекать по проводам, и чем длиннее будут провода, тем больше они будут нагреваться, так как сопротивление провода выражается формулой:

Второй причиной было то, что в генераторе постоянного тока надо было использовать специальную конструкцию, которая бы позволяла снимать электрический ток с движущихся обмоток. Для этого на валу двигателя крепился так называемый коллектор, к которому припаивались обмотки генератора. Коллектор все время находился в движении, так как он закреплен на самом валу генератора. С коллектора с помощью графитовых щеток снималось напряжение. Тот же самый принцип до сих пор используется в генераторах и двигателях постоянного тока.

Минусом такой конструкции является то, что со временем щетки и коллектор изнашиваются. Поэтому, такой генератор надо часто обслуживать, вовремя заменять щетки и чистить коллектор. Чаще всего такой генератор имеет два провода: плюс и минус. Чем больше коллекторных пластин (ламелей) на таком генераторе, тем чище будет постоянный ток с такого генератора. Если такой генератор имеет множество ламелей и крутится с одинаковой скоростью, то на осциллографе можно увидеть примерно такую картину постоянного тока

Таких недостатков лишен генератор переменного напряжения. Принцип его действия показан ниже

В настоящее время в нем используются три обмотки, разнесенные друг от друга на 120 градусов. Один конец каждой обмотки соединяется с друг другом, образуя так называемый «ноль». В нашей стране такие генераторы на ТЭС или ГЭС стараются крутить со скоростью 50 оборотов/сек. Ну или 3000 оборотов/минуту. Неплохая такая скорость). В Америке же их крутят под 60 оборотов/сек. А что такое обороты в секунду? Это и есть частота. А частота, как вы помните, выражается в Герцах (Гц). Поэтому, у нас в розетках частота 50 Гц, в Америке 60 Гц.

Такие генераторы называют трехфазными, так как они имеют три фазы: A, B, C. В англо-язычной литературе можно увидеть обозначение R, S, T либо L1, L2, L3. Точка, где соединяется конец всех обмоток обозначается буквой N (ноль).

То есть по сути с генератора выходит 4 провода: фазы A,B,С и 0, он же нейтраль N, который соединяет один конец каждой из трех обмоток.

Обмотки генератора переменного тока

При вращении ротора-магнита в каждой обмотке создается электрический ток. Если с помощью осциллографа вывести осциллограммы сразу трех обмоток, то можно увидеть что-то типа этого:

Полные нормы напряжение в электросети: ГОСТ

Несмотря на то, что большинство обывателей и людей, не относящихся к категории осведомленных в области напряжения в их электросети, утвердительно скажет о том, что стандартным напряжением является показатель в 220 В. К их удивлению, даже несмотря на старые и привычные всем наклейки, на котором указан общепринятый стандарт, уже не актуальны.

Такие акты приняты также в Украине и странах Балтии, в том числе Беларуси.

К чему привело изменение стандарта:

• Изменилось рабочее напряжение на кабеле электросети;
• Колебания стали чуть более значимыми, нежели ранее, но все также в допустимых нормах 5% и максимальных – 10%;
• Потенциальная оплата услуг поставки электроэнергии выросла не совершенно символическую сумму;
• Частота подачи напряжения – 50 Гц.

Таким образом, напряжение в сети должно считаться несколько возросшим в бытовой практике. Но на деле же все иначе и это сулит наличие подводных камней в сфере поставки организациями электроэнергии. Несмотря на общепринятый стандарт, организации, поставляющие напряжение в квартиры домов, подают все по тем же меркам, принятым еще в советское время и равным 220 В. Все это происходит официально по ГОСТу 32144-2013, которым и руководствуются поставщики.

Роль диапазона входного синфазного напряжения при выборе операционного усилителя

Диапазон входного синфазного напряжения — важный параметр операционных усилителей (ОУ). В статье рассмотрены варианты работы усилителя, когда входной сигнал выходит за его рамки.

Основными параметрами при подборе модели ОУ являются напряжение питания, произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания, скорость нарастания выходного напряжения, входное шумовое напряжение. Однако не менее важное значение имеет диапазон входного синфазного напряжения — ключевой параметр для любого ОУ, пренебрежение которым может привести к непредсказуемому поведению усилителя. Возможно, многие имели дело с ситуацией, когда выходной сигнал ОУ не соответствовал ожидаемому. Причиной нежелательных сигналов на выходе мог быть неправильный подбор номиналов в выходном каскаде. Например, слишком большая выходная емкость может вызывать колебания или срезание импульсов до того, как их амплитуда достигнет максимального значения, если размах сигнала выходного каскада меньше максимального напряжения питания. Странное поведение на выходе ОУ может быть связано не с выходным, а с входным каскадом, в случае если входной сигнал выходит за диапазон входного синфазного напряжения.

Входное синфазное напряжение VICM — это один из важнейших параметров входного каскада. Он характеризует среднее значение напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах (см. рис. 1): VICM = [VIN++VIN–]/2. Другой способ определения входного синфазного напряжения заключается в нахождении общего уровня напряжения для интертирующего и неинвертирующего входов VIN+ и VIN–. В большинстве схем VIN+ очень близко к VIN–, поскольку за счет отрицательной обратной связи напряжение на одном выводе близко повторяет напряжение на другом. Это определение справедливо для синфазных схем, в том числе для повторителей напряжения, инвертирующих и неинвертирующих схем. В этих случаях принимают VIN+ = VIN– = VICM . Другой параметр, характеризующий вход ОУ — это диапазон входного синфазного напряжения VICMR. Как правило, он всегда указывается в технической документации и имеет первостепенное значение для разработчиков. Диапазон входного синфазного напряжения характеризует значения напряжения, при которых ОУ работает корректно, а также показывает, насколько близко может быть входной сигнал к напряжению питания:

VICMR = VICM R_MAX — VICM R_MIN,

где VICM R_MIN — предел по отношению к отрицательному напряжению питания VCC–, VICM R_MAX — предел по отношению к положительному напряжению питания VCC+. (см. рис. 2). Когда напряжение превышает этот диапазон, усилитель может перейти в нелинейный режим.

Заметим, что введенные выше обозначения VICM и VICM R не являются общепринятыми и могут выбираться производителем произвольно (наиболее распространены варианты VCM, VIC и VCMR).

VICMR

Характеристики входного каскада усилителя зависят от применяемой технологии (КМОП, БПТ, полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом). В таблице 1 приведены примеры усилителей Texas Instruments. В графе «максимальный диапазон напряжения питания» приведены ограничения для случаев однополярного и двуполярного напряжений питания. Видно, что все усилители имеют разные диапазоны входного синфазного напряжения, причем оно может быть как больше, так и меньше размаха напряжения питания. Соответственно, значение данного параметра всегда необходимо брать из технической документации.

Таблица 1. Примеры усилителей Texas Instruments

Особого внимания заслуживают ОУ, у которых входной сигнал имеет размах напряжения питания (rail-to-rail). Несмотря на название, не все усилители этого класса могут работать с полным диапазоном напряжения питания. Необходимо сверяться с технической документацией.

Примеры неправильного использования

Как правило, выход за VICMR встречается в схемах с однополярным источником питания (ИП) 3,3 В, 5 В или другим невысоким значением. В таких схемах диапазон входного напряжения обычно узкий. Если сигнал не попадает в него, на выходе ОУ могут появляться нежелательные эффекты, такие как срезание импульсов ниже ожидаемого уровня, сдвиг напряжения, изменение фазы или преждевременное достижение напряжения питания. Рассмотрим некоторые примеры неправильной работы, чтобы понять, чем опасно несоблюдение VICM R. Пусть имеется два ОУ с разными VICMR и выходным сигналом, равным размаху напряжения питания. На рисунке 3 приведена схема с однополярным ИП. Измерения проводятся в лабораторных условиях при комнатной температуре около 25ºС. Рассмотрим ОУ TLC2272 с VCC = 10 В. В документации указано, что VICMR составляет: –0,3…4,2 В при напряжении питания 5 В и температуре окружающей среды 25ºС. Заметим, что диапазон входного сигнала близок к напряжению питания на 0,8 В ниже VCC. Для нашего случая, соответственно, верхний предел входного напряжения составит около 9,2 В. Подадим на вход синусоидальный сигнал с частотой 300 Гц и постоянной составляющей, равной половине VCC, т.е. 5 В. Переменную составляющую регулируем так, чтобы на выходе появились изменения. Когда на входе пиковое значение 10 В, на выходе видим сигнал, срезанный в области положительного напряжения питания, а не отрицательного. Это результат того, что входной сигнал превышает 9,2 В. При входном напряжении 0…9,2 В усилитель работает правильно (см. рис. 4).

Рассмотрим схему повторителя напряжения с выходным сигналом, равным размаху напряжения питания. Пусть схема питается от однополярного источника 5 В. В документации сказано, что VICMR составляет от 1,15 до 3,85 В, или примерно 2,7 В, с постоянной составляющей VCC/2. Подадим синусоидальный сигнал с частотой 1 кГц и постоянным смещением 2,5 В. Увеличиваем амплитуду входного сигнала с 200 мВ до тех пор, пока не изменится выходной сигнал. При амплитуде входного сигнала 2,7 В выходной сигнал линеен. Продолжаем увеличивать входной сигнал до 3,5 В. Линейный режим работы сохраняется. Заметим, что это превосходит заявленные в документации характеристики. Как только сигнал чуть превышает 3,52 В, на выходе (см. рис. 5) наблюдается нелинейное поведение у обоих границ напряжения питания (0 и 5 В). Продолжаем увеличивать амплитуду входного сигнала. Как только она приближается к максимальному значению напряжения питания (см. рис. 6), в выходном сигнале появляется скачок, и он не меняется до тех пор, пока входной сигнал не примет допустимое значение. Если входной сигнал переходит нижнюю границу, на выходе усилителя происходит сдвиг фазы. Выходное напряжение принимает средний уровень, 2,5 В и повторяет входной сигнал, пока он снова не войдет в допустимый диапазон.

Рассмотренные примеры показывают, что реакция усилителя на превышение VICMR может быть разной, все зависит от типа ОУ. Проведем еще один эксперимент. Подадим постоянное напряжение на вход схемы на рисунке 3. Изменяя его значение, получаем аналогичные вышеуказанным результаты на выходе, но с тем отличием, что сигнал не изменяется во времени. В зависимости от типа схемы при оценке усилителя пользуются постоянным или переменным сигналом, либо их комбинацией.

Решение проблемы

Иногда слишком поздно выясняется, что выбранный усилитель не отвечает требованиям к VICMR . Если заменить ОУ уже нельзя, можно попробовать решить проблему несколькими способами. Во-первых, если амплитуда входного сигнала очень велика, следует использовать резистивный делитель, чтобы входной сигнал оставался в разрешенном диапазоне. Если проблема заключается в смещении входного сигнала, перенести его внутрь допустимого диапазона можно с помощью схемы смещения. Наконец, иногда достаточно заменить усилитель на ОУ с размахом входного сигнала, равным размаху напряжения питания. Диапазон входного синфазного напряжения — главнейший параметр при выборе ОУ. Если его правильно подобрать с самого начала, то можно избежать проблем в дальнейшем.

Литература

1. OPA333 1.8V, 17μA, microPower, Precision, Zero Drift CMOS Op Amp//Texas Instruments, May 2007, https://bit.ly/jjLQ8o. 2. ТL971 Output Rail-to-Rail Very-Low-Noise Operational Amplifier//Texas Instruments, December 2009, https://bit.ly/iuIPzQ. 3. TLC2272 Dual Low-Noise Rail-To-Rail Operational Amplifier//Texas Instruments, May 2004, https://bit.ly/jCCutr. 4. Тina-TI SPICE-Based Analog Simulation Program//Texas Instruments, Aug 21, 2008, https://bit.ly/mrl0ay.

ГОСТ 29322-92. Стандартные напряжения

Из всех бывших республик СССР к стандарту «230В» перешли Россия, Украина, страны Балтии.

При этом следует понимать, что электрическое оборудование, выпускаемое в России и для России должно нормально работать и при напряжении 220В, и при напряжении 230В. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15 % до +10 % от номинального.

География стран со стандартными напряжениями: 100В, 110В, 115В, 120В, 127В, 220В, 230В, 240В

В разных странах мира приняты различные стандарты сетевого напряжения. Можно встретить следующие стандарты: — 100В в Японии, — 110В в Ямайке, Гаити, Гондурасе, Кубе,— 115В в Барбадосе, Сальвадоре,Тринидаде,— 120В в США, Канаде, Венесуэле, Эквадоре— 127В в Бонайре, Мексике, — 220В во многих странах Азии и Африки,— 230В во многих странах Европы и части стран Азии,— 240В в Афганистане, Гайане, Гибралтаре, Катаре, Кении, Кувейте, Ливане, Нигерии, Фиджи

География стран, в которых приняты напряжения 220В и 230В

Наибольшее распространение получили стандарты 220В и 230В, эти стандарты приняты более чем в 150 странах мира.

На практике конечно напряжение в сети постоянно изменяется и зависит от многих факторов. Часто допустимый диапазон напряжений указывается на тыльной стороне изделия или на электрической вилке прибора. Наиболее требовательны к качеству электропитания приборы, имеющие электродвигатели (холодильники, кондиционеры, стиральные машины, котлы отопления, насосы).Ясно, что для любых приборов, используемых в России и напряжение 220В и напряжение 230В является хорошим.

Какие бывают отклонения в качестве электроэнергииХорошо известно, что в наших сетях часто бывают значительные отклонения от стандартов качества электроэнергии. И напряжение может быть значительно ниже 220В или значительно выше 230В. Причины этого явления тоже известны: старение действующих электрических сетей, плохое обслуживание сетей, высокий износ сетевого оборудования, ошибки в планирование сетей, большой рост потребления электроэнергии. К проблемам в сетях можно отнести: низкое и пониженное напряжение, высокое и повышенное напряжение, скачки напряжения. провалы напряжения, перенапряжение, изменение частоты тока.

Решение вопроса – есть! И каждый любитель загородной жизни вправе обеспечить себя стабильным напряжением при помощи нашего оборудования. Ждем Ваши вопросы и комментарии на эл. почту [email protected]

5 причин купить стабилизатор у нас

• городской комфорт у вас за городом, благодаря стабильной работе всей электротехники
• консультацию наших профессиональных инженеров по решению конкретно ваших проблем
• гарантия на наше оборудование 3 (три!) года
• бесплатно привезти прямо к вам в черте города
• монтаж оборудования профессиональным инженером-электриком

Какое напряжение в сети

С 2003 года в розетках наших квартир и частных домов должно было появиться стандартное напряжение 230В. Но на протяжении уже 17 лет этот переход никак не может завершиться.

С 30.09.2014 г. вместо ГОСТа 29322-92 был принят ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), устанавливающий, каким должно быть стандартное напряжение в России. Теперь его величина составляет 230 В (±10 %) при частоте 50Гц (±0,2). Но всё еще довольно часто в электросети присутствует 220 В вместо ожидаемых 230 В.

Номинальные параметры электросетей переменного тока до 1000 В указаны в таблице, приведенной в ГОСТ 29322-2014.

В первой и второй колонке меньшие величины – это напряжение между фазой и нейтралью (фазные), большие – между фазами (линейные). Если указана одна величина, то это напряжение между фазами трехфазной трехпроводной системы.

Стандартное напряжение 230/400 В появилось в результате эволюции системы 220/360 В и 240/415 В. В настоящее время система 220/360 уже не используется в Европе и других странах, но 220/380 В и 240/415 В до сих пор активно применяется.

Изменение стандартов было вызвано необходимостью приведения электроэнергии в полное соответствие с европейскими параметрами, для облегчения экспорта и импорта электроэнергии и электротехнических устройств.

Откуда берется напряжение

Чтобы подать электричество в розетку, необходимо его как-то сгенерировать. Для выработки электроэнергии до сих пор в большинстве применяются технологии конца 19 века – электромагнитная индукция, преобразующая механическую энергию в электрическую. Проще говоря – генераторы. Различие генераторов лишь в том, каким образом подают механическую энергию. Раньше это были громоздкие паровые машины. Со временем добавились гидротурбины для проточной воды (гидроэлектростанции) , двигатели внутреннего сгорания, ядерные реакторы.

Принцип действия генератора основан на магнитной индукции. Вращательное движение генератора превращается в электрический ток. То есть можно сказать, что генератор — это тот же самый электродвигатель, но обратного действия. Если на электродвигатель подать напряжение, то он начнет вращаться. Генератор работает наоборот. Вращательное движение вала генератора превращается в электрический ток. Поэтому, чтобы вращать вал генератора, нам потребуется какая-либо энергия извне. Это может быть пар, который раскручивает турбину, а она в свою очередь раскручивает вал генератора

либо это может быть сила потока воды, которая с помощью гидротурбины раскручивает вал генератора, а он в свою очередь также вырабатывает электрический ток

Ну или это может быть даже ветряк

Короче говоря, принцип везде один и тот же.

Кстати, ядерный реактор не способен самостоятельно выработать энергию. По сути, атомная энергоустановка является тем же самым примитивным паровым котлом, где рабочим телом является обыкновенный пар. Да, нынче существуют иные способы генерации электричества, на вроде тех же самых солнечных элементов, бетагальванических и изотопных ядерных батарей, «мифических» токомаков. Однако, вышеперечисленный «хайтэк» имеет существенные ограничения – запредельная стоимость материалов ,монтажа и наладки, габариты и малый кпд. Потому, всерьёз рассматривать всё это в качестве полноценной электростанции большой мощности не стоит (по крайней мере в ближайшие пару десятков лет).

Посадка напряжения в домашней сети

Так называемая посадка напряжения может быть чревато многими нежелательными последствиями. Причем нежелательными как самими жителями, так и организацией-поставщиком, ведь именно она будет восполнять все непредвиденные расходы. По объективным причинам, описанным ранее, посадка электроэнергии может достигать рекордных показателей.

При отсутствии желания исправлять неисправности это является основанием для подачи искового заявления в суд.

Чем чревато превышение или значительное снижение установленных норм поставки напряжения в доме:

• Быстрее перегорают лампочки;
• Особенно это пагубно для холодильника, стиральной машинки и прочих электробытовых приборов, требующих мощное и постоянное напряжение;
• Срок службы любой электротехнической техники, в том числе микроволновки, тостера, телевизора, компьютеров и так далее.

Таким образом становится очевидно, что все классы электротехники страдают от сильных перепадов напряжения. Особенно это влияние деструктивно сказывается, если в сети именно низкое напряжение. И обязанность обеспечить бесперебойным, стабильным и качественным током принадлежит именно организации, которая занимается поставкой и согласно договору, должна обеспечивать ее качественное обслуживание.

Сколько нужно для электроприборов

Оборудование, выпускаемое в России для внутренних потребителей, работает и при 220 В, и при 230 В, потому что производители закладывают необходимый запас от -15 % до +10 %. от номинала. Но в каждом конкретном случае допустимый диапазон характеристик питающей сети для прибора указывается в паспорте изделия или на его этикетке. Например, компьютеры могут работать при 140 — 240 В, а зарядное устройство телефона при 110 — 250 В. Данные маркировки часто наносятся на само изделие.

Наиболее чувствительны к качеству электроэнергии устройства, имеющие электродвигатели. Здесь пониженное напряжение может привести к сложностям в запуске и к сокращению срока службы оборудования, а повышенное приведёт к перегрузкам, также сокращающим период эксплуатации. Если взять обычную лампу накаливания и понизить напряжение питания на 10%, то интенсивность свечения заметно уменьшится, а если его увеличить — её срок службы сократится в 4 раза.

Допустимая максимальная норма в сети — 253 В. Эта величина может оказаться слишком высокой для электрооборудования, рассчитанного на 220 вольт. Разница в напряжении приведет к перегреву блоков питания, сетевых адаптеров, к преждевременному выходу приборов из строя.

Если вы заметили, что ваша техника стала перегреваться, выходить из строя, проверьте напряжение в сети. При обнаружении отклонения более чем на 10%, срочно обратитесь в вашу сетевую компанию. Там обязаны принять меры по ликвидации факторов, вызвавших нарушения.

Теперь вы знаете, какая все же норма напряжения в сети РФ по ГОСТ. Если возникли вопросы, задавайте комментарии под статьей. Надеемся, информация была для Вас полезной и интересной!

Величина допустимого падения напряжения: ПУЭ

Согласно принятым правилам устройства электроустановок (ПУЭ) еще в бывшем СССР, падением напряжения признается разность показателей напряжения на разных точках сети. Как правило, это точки начала и конца цепи. В установленных нормах по закону полагается различать понятия отклонение напряжения от ее потери. Если первый случай в общепринятом масштабе рассматривается на примере лампы накаливания, показатель отклонения которого признается номинальным и обязательным к исполнению, то в случае с потерей, рассматриваемой на шинах станции, – это признается рекомендуемым показателем.

Нормальное падение работы напряжения в сети:

• В так называемых воздушных линиях – до 8%;
• В кабельных линиях электроснабжения – до 6%;
• В сетях на 220 В – 380 В – в районе 4-6%.

При этом падением в рамках аварийного режима признается падение до 12% в сети – это установленный предел. Падение более установленной нормы сулит включение системы защитной автоматики, которая должна срабатывать при достижении пониженной нормы на протяжении не менее 30 секунд.

Также в некоторых источниках можно найти стандарты напряжения, превышающие даже новые показатели в 230 В и 400 В. Не стоит путать примеры бытового использования с заводом или фабрикой, на которых показатели естественно значительно превышают бытовую среду.

Передача электрического тока на дальние расстояния

Итак, электрический ток мы получили. Теперь надо как-то передать его на дальние расстояния, не забывая про закон Джоуля-Ленца: Q=I2Rt . То есть нам надо каким-то чудом уменьшить силу тока, которая будет течь по проводам, так как в основном из-за нее происходят большие потери.

Для этих целей идеально подойдет трансформатор, но не простой, а трехфазный. Здесь используется замечательное свойство трансформатора: если повышаем напряжение, то понижаем силу тока, и наоборот, понижаем напряжение, увеличиваем силу тока. Поэтому, для того, чтобы передать полученную электроэнергию на дальние расстояния, нам нужно увеличить в несколько раз напряжение, тем самым мы в это же число раз уменьшим силу тока. Ниже на рисунке схема передачи электроэнергии от генератора ГЭС и до конечного потребителя, то есть для заводов, для электротранспорта и для нас с вами.

С ГЭС напряжение повышают до нескольких киловольт, чаще всего до 110 кВ. Все это достигается с помощью трехфазного высоковольтного повышающего трансформатора (2).

Далее высоковольтное напряжение идет по высоковольтной линии (3) и доходит до какого-либо города, либо райцентра.

В каждом райцентре либо городе есть своя подстанция, где имеется уже свой высоковольтный понижающий трансформатор (4), который преобразует напряжение 110 кВ в 10 кВ, либо в 6 кВ (5).

Почему нельзя было сразу тянуть провода с генератора? Зачем надо было повышать, а потом снова понижать напряжение? Все опять же из за закона Джоуля-Ленца. Так как ГЭС находится на очень большом расстоянии от потребителей электроэнергии, приходится повышать напряжение, чтобы минимизировать потери на нагрев проводов. Как мы уже говорили, трансформатор повышает напряжение, но при этом уменьшает во столько же раз силу тока, поэтому потери в проводах на дальние расстояния сокращаются в разы, исходя из формулы Джоуля-Ленца Q=I2Rt.

Потом уже с подстанции напряжение расходится по трансформаторным «будкам», которые можно уже заметить в каждом районе.

От этих «будок» выходит после преобразования приблизительно 380 Вольт. Но здесь есть один нюанс. Везде используется три провода, а к нам в дома заходят чаще всего два провода. В чем же дело? А дело как раз в том, что есть такое понятие как линейное и фазное напряжение. Линейное напряжение замеряется между 3 проводами, по которым идут 380 В. Они называются фазами. То есть грубо говоря — это те же самые провода, которые вышли с генератора еще где-нибудь на ГЭС. Но если взять любую из фаз и замерять напряжение относительно нулевого проводника, то есть относительно нуля, то у нас будет фазное напряжение 220 В. Получается, к нам в дом заходит ОДНА фаза и НОЛЬ. Куда деваются другие фазы? Они равномерно распределяются между жильцами дома или вашего района. То есть к вашему соседу может придти другая фаза, но тот же самый ноль.