Нулевой рабочий проводник это: Цветовая маркировка проводов и кабелей

Содержание

Цветовая маркировка проводов и кабелей

Нулевой и защитный проводники

В сетях переменного тока нулевой проводник может выполнять различные функции. В однофазной системе электроснабжения нулевой провод выполняет функцию присоединения к средней точке для образования фазного напряжения, в трёхфазных используется для обеспечения симметрии нагрузок. Наиболее редкими считаются нулевые проводники, выполняющие функцию уравнивания потенциалов, что может иметь место в схемах питания мостовых кранов и электрооборудования животноводческих хозяйств.

Нулевой проводник нельзя путать с проводом защитного заземления, называемым PE. Он также может быть совмещённым и выполнять дополнительно функцию уравнивания потенциалов, нейтрального провода, средней точки, а в особо раритетных сетях — также и фазного провода, по которому протекает рабочий ток. Последнее встречается на объектах жилого фонда, где используется трёхфазная схема электроснабжения 127/220 с соединением в треугольник, таким образом, отдельные потребители 220 В подключаются по двухфазной схеме и питаются линейным напряжением.

Как видно, защитный и нулевой проводники могут иметь разную схему соединений и выполнять отдельные функции на каждом участке сети. И если цветовое обозначение фазных силовых проводников допускает определённые вольности, то с цветом нейтрального (нулевого) и защитного заземлённого проводников всё категорически строго. Нейтраль обозначается исключительно синим цветом вне зависимости от совмещённых функций, провод защитного заземления — жёлто-зелёным. При этом если в схеме соединений защитный проводник перетекает в нулевой, маркировка должна меняться соответствующим образом. Также имеется рекомендация обозначать совмещённый защитный и нулевой проводник (PEN) жёлто-зелёной изоляцией и синими метками на концах жил.

Цвета проводов в электропроводке

Цветовая схема идентификации удобна не только для монтажа. Как правило, разные исполнители устанавливают и эксплуатируют электропроводку. Соблюдение стандартов предотвращает ошибки во время ремонтных работ, в процессе модернизации.

Следует помнить! Отечественные нормативы неоднократно менялись на протяжении последних десятилетий. В настоящее время применяют рассмотренную выше маркировку.

Цвет нулевого рабочего и нулевого защитного проводов

Варианты цветового оформления оболочек помогут узнавать целевое назначение проводников:

  • голубой – рабочий нулевой;
  • поперечные или продольные комбинации из желтых и зеленых полос – защитный нулевой;
  • основной синий с изменением на сочетание желтых и зеленых полос в местах соединения – совмещенный рабочий и защитный нулевой.

К сведению. Последний универсальный вариант может быть выполнен по обратной схеме. Основная часть линии создана из комбинации желтых и зеленых полос, в местах соединения применен синий цвет.

Зачем нужна цветовая маркировка

Цветовая маркировка проводов в электрике является необходимостью, поскольку это значительно облегчает коммутацию и чтение электрических схем. Если рассмотреть в качестве примера схему подключения простого выключателя освещения, то может показаться, что маркировка не обязательна, поскольку все просто и понятно.

Однако, если же мы возьмем в качестве примера схему подключения в сеть распределительного щитка с большим количеством дифференциальных автоматов и защитных устройств, то сразу заметим разницу.

Если бы не обозначение проводов по цвету, было бы очень сложно разобраться в том, какое устройство или кабель вышли из строя, и в какую цепь они включены.

Кроме того, когда провода окрашены в определенный цвет, значительно упрощается их монтаж, поскольку вероятность допустить ошибку и перепутать местами провода снижается. Если же мы, к примеру, перепутаем фазу и ноль при подключении устройств к электрическому щитку у себя в квартире, то это может привести к возникновению короткого замыкания, поломке оборудования или что еще хуже, поражению электрическим током.

Производители окрашивают провода кабелей в те или иные цвета не в случайном порядке, а согласно правилам электротехнических установок. В них точно описано, какая маркировка может использоваться для проводов в определенных условиях. Кроме того, 7 издание ПЭУ (от 2002 г.) предписывает идентифицировать кабели и провода согласно не только их цвету, но и символьным обозначениям.

На сегодняшний день в России принят единый стандарт цветовой идентификации проводов, согласно которому и должны выполняться все электротехнические работы с проводниками. Согласно этим требованиям, каждая жила проводов или кабелей должна иметь отдельный цвет. Чаще всего используют синий, зеленый, коричневый и серый, однако, при необходимости, применяются дополнительные цвета и оттенки. Рекомендуется делать маркировку различимой на всем протяжении проводника, но можно использовать и провода, у которых окрашен лишь край жилы. Для идентификации таких проводников на местах подключения устанавливаются цветные термоусадочные кембрики или изоляционная лента нужного цвета.

Ниже описано, какая маркировка применяется для отдельных типов проводов в зависимости от типа сети и оборудования.

Как проверить правильность маркировки и расключения

Все работы с электрикой нужно проводить в обесточенном помещении

Цветовая маркировка и является простой и удобной, но полностью полагаться на ее правильность не следует. К тому же со временем она может стереться, что затрудняет идентификацию провода. Сложность заключается и в старых проводах, которые были монотонными – белые или черные. Поэтому перед проведением работ следует проверить, за что отвечает каждая жила.

Важно перед электромонтажом обесточить помещение. Проводки на концах следует немного зачистить, и лишь потом проверять тестером

В ином случае можно получить удар электрическим током.

Проверка с помощью индикаторной отвертки

Определение фазового провода при помощи индикаторной отвертки

Для работы потребуется тестер. Это может быть мультиметр или индикаторная отвертка. Она внешне выглядит как обычная отвертка, но на конце имеется светодиодный индикатор. Ее рукоятки обязательно заизолированы. С отверткой работать проще – достаточно прикоснуться к каждой жиле, и если щуп попал на фазу, должен загореться светодиодный индикатор. Такой способ подходит для двухжильных проводов. Главный недостаток определения фазы индикаторной отверткой – риск ложного срабатывания. Она может отреагировать на наводки и показать наличие напряжения там, где его нет.

Купить устройство можно в любом строительном магазине. Оно стоит недорого и доступно каждому в отличие от профессиональных тестеров.

Проверка с помощью мультиметра

Проверка проводов при помощи мультиметра

Для трехжильного провода нужен мультиметр. Тогда можно идти путем исключения – найти точную фазу с помощью отвертки, а затем тестером определять землю и ноль.

Мультиметры бывают двух видов – цифровые и аналоговые. Разница заключается лишь в выведении информации, точности проверки и внутреннему механизму. Способ проверки от вида тестера не поменяется. Для домашнего мастера можно купить недорогой мультиметр с ограниченным функционалом.

Круговой переключатель нужно поставить в положение более 220 В. Затем нужно взять два щупа за изолированные рукоятки и аккуратно прикоснуться одним щупом к найденному фазовому проводу, а вторым – к оставшемуся проводнику. Если на экране загорелось 220 В или чуть больше, то найденный провод является нулем. С землей значение будет ниже. Алгоритм проверки аналогичный.

Определение заземления, нуля и фазы с помощью контрольной лампы

Использование контрольной лампы для поиска нулевой фазы

Подобный способ использовать не рекомендуется, так как тестер и индикаторная отвертка являются более точным и безопасным методом. Но в случае отсутствия инструментов можно провести следующие действия, выполняя все предельно аккуратно:

  • Вкрутить в патрон лампочку.
  • К клеммам патрона зацепить провода с зачищенной изоляцией.
  • Поочередно присоединить к проводам лампы проверяемые жилы.

Этот способ позволяет найти фазовый проводник. Если лампочка засветилась, то одна подключенная жила является фазой. В ином случае жилы нулевая и заземляющая.

Остальные народные способы проверки применять запрещено. Они небезопасны и могут привести к поражению электрическим током.

Цветовая маркировка фазы, нуля и земли

Для разводки и монтажа электросетей на бытовых и на промышленных объектах, используют многожильные кабели, каждый провод внутри которых окрашен в отличительный цвет. Это необходимо, как уже было сказано, для упрощения монтажа и обслуживания сети.

Так, к примеру, если ремонт сети будет проводить человек, который не занимался её прокладкой, по цвету провода, подключенного к приборам и источникам питания, он сразу поймёт рабочую схему. В противном случае возникнет необходимость пробивать ноль и фазу вручную, используя пробник. Этот процесс непрост даже при проверке новых проводов, а при необходимости ремонта старой проводки и вовсе превратится в испытание, поскольку раньше, в советское время, маркировка проводов не осуществлялась, и все они были покрыты черной или белой изоляционной оболочкой.

Согласно разработанным стандартам (ГОСТ Р 50462) и правилам электротехнического монтажа, каждый провод, находящийся в кабеле, будь то ноль, фаза или земля, должен иметь свой цвет, который говорит о его назначении. Одним из главных требований электротехнических установок является возможность быстро и точно определить функцию провода на любом его участке. Лучше всего для решения этой задачи подходит именно цветовая маркировка.

Представленная ниже маркировка проводов разработана для сетей и электроустановок переменного тока (трансформаторы, подстанции и т.п.) с глухозаземлённой нейтралью и номинальным напряжением не более 1 кВ. Этим условиям соответствует большая часть жилых и административных зданий.

Защитный и рабочий нулевой проводник

Ноль или нейтраль на электротехнических схемах обозначается буквой N и окрашивается на всем протяжении в голубой или синий цвет без дополнительных цветовых обозначений.

PE – защитный нулевой контакт или просто «земля», имеет характерную окраску из чередующихся вдоль провода линий зеленого и желтого цвета. Некоторые производители окрашивают ее в однородный желто-зеленый оттенок по всей длине, но принятый в 2011 году ГОСТ Р 50462-2009 запрещает обозначать заземление желтым или зеленым цветом по отдельности. В сочетании зеленый/желтый эти цвета могут использоваться только в ситуации, когда обозначают заземление.

У PEN-проводов, используемых в устаревших на сегодня системах TN-C, где «земля» и ноль совмещены, более сложная маркировка. Согласно последним утвержденным стандартам, основная часть провода на всем протяжении должна быть окрашена в синий цвет, а концы и места соединения – желто-зелеными полосками. Возможно также применение проводов с противоположной маркировкой – провод желто-зеленого цвета с синими концами. Встретить такой провод в зданиях современной постройки можно редко, так как от использования TN-C отказались ввиду риска поражения людей током.

  1. ноль (нулевой рабочий контакт) (N) – провод синего или голубого цвета;
  2. земля (нулевой заземляющий) (PE) – желто-зеленый;
  3. совмещенный провод (PEN) – желто-зеленый с синими метками по концам.

Фазные провода

В конструкции кабелей может встречаться несколько токоведущих фазных проводов. Правилами электротехнических установок требуется, чтобы каждая фаза была обозначена отдельно, поэтому для них принято использовать черный, красный, серый, белый, коричневый, оранжевый, фиолетовый, розовый и бирюзовый цвета.

Когда проводится монтаж однофазной цепи, подключенной к трехфазной электросети, необходимо чтобы цвет фазы ответвления точно соответствовал цвету фазного контакта питающей сети, к которому она подсоединена.

Кроме того, стандартом предписывается соблюдать цветовую уникальность всех используемых проводов, поэтому фаза не может иметь такой же цвет, как ноль или земля. Для кабелей без цветовой идентификации маркировка должна быть проставлена вручную — цветной изоляционной лентой или кембриками.

Чтобы не столкнуться с необходимостью покупки термоусадочных трубок или изоленты уже во время монтажа (и не усложнить схемы лишними обозначениями), следует определиться с тем, какая комбинация цветов будет использована во всех электрических цепях дома, и закупить нужное количество кабелей каждого цвета до начала работ.

Цвет фазного и нулевого провода в вводном кабеле

Питающие линии, идущие к дому, могут выполнятся в нескольких вариантах. Все зависит от типа кабеля. Если ввод однофазный выполнен:

  1. Проводом типа СИП, то фазная жила будет иметь цветную полосу (обычно желтую, зеленую или красную). Нулевая жила черная.
  2. Кабелем типа АВВГ или ВВГ, то нулевой проводник синий, белый, красный или зеленый — фазный.
  3. Кабелем типа КГ — фазный провод коричневый, нулевой – синий.

Если ввод трехфазный выполнен:

  1. Проводом типа СИП и имеется помимо двух основных цветов красного и зеленого, синий и черный провода — нулевой провод будет обязательно черный.
  2. Кабелем типа АВВГ или ВВГ нулевой проводник будет синий, а один из фазных помимо красного и зеленого будет черный или белый.
  3. Кабелем типа КГ нулевой – синий, коричневый и два черных – фазные проводники.

Кабельная продукция часто выпускается не по ГОСТу, а по техническим условиям. Поэтому даже в двухжильном СИПе с черной и синей жилой черный провод будет нулевым. В проводе черного цвета заложен стальной сердечник, который выполняет самонесущую функцию провода. Подключение ввода к дому от воздушных линий кабелем типа ВВГ и КГ не рекомендуются.

Электробезопасность

Переменное электричество напряжением 380В — 220В, является опасным фактором, так при не санкционированном прикосновение человека к оголенным проводам, или металлическим частям электрооборудования, которые могут находиться под этим напряжением, может закончиться тяжелым ожогом или смертельной травмой! Для этого ПУЭ дает ответ не только на вопросы: какого цвета провод заземления, или что такое РЕN, но для чего это нужно.

Чтобы максимально защитить человека, от возможного воздействия электротоком, были приняты системы электробезопасности, характеризующиеся одним или несколькими факторами, такими как:

  • заземление;
  • защитное зануление;
  • разделение сетей трансформатором.

Для обеспечения безопасной работы в действующих электроустановках до 1 кВ, применяются пять систем заземления: ТN-С, ТN-S, ТN-С-S, ТТ, IТ с разными способами заземления, зануления и разделения сетей. ПУЭ определяет каждую из систем как:

  1. ТN-С, где рабочий ноль N и заземляющий РЕ проводники совмещены в одном проводе РЕN. Характеризуется: применением кабеля с четырьмя жилами в трехфазной сети и двухжильным кабелем в однофазной. Это самое старое устройство электросетей, еще повсеместно встречается, по соображениям экономии, например, в уличном освещении.
  2. ТN-S, где рабочий N проводник и заземляющий РЕ разделены начиная от питающего трансформатора и до конечного потребителя. Такие сети изготавливают из пятижильных кабелей для трехфазной сети и трехжильных проводов в однофазной сети.
  3. ТN-С-S, где имеется один совмещенный РЕN проводник четырех жильного кабеля, от питающего трансформатора до группового щитка на вводе в здание, который далее разделяют на N и РЕ, соответственно на пяти и трехжильные проводки. Это наиболее распространённая система построения сетей электроснабжения зданий и сооружений.
  4. ТТ, где имеется только один рабочий N проводник, а заземляется только корпус электрооборудования. В такой системе используются четырех и двухжильные проводки соответственно. Так, устроены в основном воздушные линии электропередач.
  5. IТ, где от питающей электросети электроустановка отделена трансформатором и полностью изолирована от земли. Это самая безопасная система для человека, применяется для потребителей только специального назначения.

Таким образом, цвет проводов фаза и ноль, L и N в электрике поможет наглядно определить применяемую систему безопасности в данной электрической сети.

Как отличить ноль и «землю»

Ноль от заземления отличается тем, что по нему во время подключения нагрузки протекает электрический ток, а «землю» используют для защиты от поражения током, который по этому проводнику не протекает, и подсоединяют к корпусам приборов.

Провода «земля» и ноль можно отличить следующими способами:

  • При помощи омметра измеряют сопротивление на проводнике «земля» (которое обычно не превышает 4 Ом). Перед этим следует убедиться, что между точками измерений отсутствует напряжение.
  • Используя вольтметр, по очереди измеряют напряжение между фазовым проводником и двумя оставшимися проводами. При этом «земля» всегда обладает большим значением.
  • Если необходимо измерить напряжение между «земля» и каким-либо заземленным прибором (например, батареей центрального отопления или корпусом электрощита), то вольтметр совершенно ничего не покажет. А если такой же способ применить к нулю – возникнет небольшое напряжение.

Если проводка имеет всего 2 провода, то это всегда будет фаза и ноль.

Фаза, ноль и земля в электропроводке:

   Электрические сети переменного тока прокладывают теперь всегда многожильным проводом в изоляции, жилы разного цвета, это сильно облегчает процесс монтажа. Если разводку выполняет один монтажник, а в будущем обслуживание и ремонт сети будут проводить другие люди, они уже не будут вынуждены постоянно выявлять «фазу» и «ноль». Они просто сориентируются по цвету. Но в былые времена это являлось настоящей проблемой, ибо изоляция использовалась одноцветная — или белая, или черная. Теперь же выработан стандарт, и в соответствии с ГОСТом  «Идентификация проводников по цветам или цифровым обозначениям», жилы отдельные и в кабелях имеют строго регламентированные обозначения.

   Какой же расцветкой согласно ГОСТу должны обладать проводники в электрических установках переменного тока на напряжение до 1000 вольт и с глухозаземленной нейтралью, к коим относятся почти все жилые дома и административные здания?

   Нулевой рабочий проводник (N) имеет синюю маркировку. Для нулевого защитного проводника (PE) – желто-зеленая маркировка в виде полос вдоль или поперек жилы. Такая маркировка в названной комбинации цветов актуальна лишь для заземляющих проводников (для нулевых защитных). Когда нулевой рабочий проводник выполнен совмещенным с нулевым защитным (PEN), то по всей длине провода маркировка делается синим цветом, а в местах присоединений (на концах проводника) — желто-зеленые полосы, или наоборот: желто-зеленый проводник с синими концами.

   Так, нулевые провода маркируются следующими цветами:

   Фазные провода, в соответствии со стандартом ПУЭ, могут иметь маркировку одним из этих цветов: красный, черный, фиолетовый, коричневый, серый, розовый, оранжевый, бирюзовый, или белый.

   Цвета проводов

   Если однофазная электрическая цепь получена путем ответвления от трехфазной сети, то фазный провод полученной однофазной цепи должен обязательно совпадать цветом с исходным проводом трехфазной сети, от которой произведено ответвление.

   Провода маркируются так, чтобы цвета фазных проводов ни коим образом не совпадали цветом с нулевым проводником. А если применяется немаркированный кабель. То цветовые метки делаются на концах жил, в местах соединений, при помощи кембриков из термоусадки или цветной изолентой. Но для предотвращения лишней работы по изготовлению меток, достаточно изначально правильно выбрать цвет изоляции, выбрав кабель достаточной длины для своих нужд.

   Порой электрику в работе приходится сталкиваться с не очень приятными ситуациями. Когда проводка уже выполнена, и ни подключения в щитке, и провода не промаркированы. В этом случае человеку приходится тратить время и, используя пробник, выявлять «фазу», «ноль», и «заземление».

   Однако всегда следует помнить, что даже если не представляется возможности приобрести провод нужного цвета, можно конечно использовать провод любого цвета. Но тогда обязательно нужно пометить концы жил хотя бы цветной термоусадкой или цветной изолентой. И всегда помните, что при прокладке электропроводки необходимо быть осторожным и всегда соблюдать технику безопасности.

Для чего выполняется цветовая маркировка проводов

Сегодня монтаж электропроводки немыслим без применения проводников в цветной изоляции. Цветовая маркировка – не дань моде и не маркетинговый ход производителя, который, как кому-то может показаться, желает красочно преподнести свою продукцию.

На самом деле это острая необходимость. Во-первых, цветовая маркировка позволяет указать назначение каждого проводника в той или иной группе для облегчения их коммутации. Во-вторых, значительно снижается вероятность появления ошибки в ходе монтажа проводов и, как следствие, возникновение короткого замыкания во время пробного включения или поражение электрическим током в процессе обслуживания и ремонта сетей.

Определенные цвета выбраны не случайно. Все разнообразие расцветок сведено к единому стандарту – ПУЭ. В них указано, что жилы проводов следует идентифицировать по цветовым или буквенно-цифровым обозначениям.

В рамках этой публикации будет рассмотрена цветовая маркировка проводов. С принятием единого стандарта цветовой идентификации электрических проводников значительно облегчилась работа по их коммутации. Каждая жила, имеющая определенное назначение, обозначается уникальным цветом: коричневым, серым, желтым, зеленым, синим и т. д.

Цветовая маркировка обычно выполняется по всей длине проводника. Допускается также идентификация на концах жил и в точках соединений, для чего применяются цветные термоусадочные трубки (кембрики) или цветная изолента.

Рассмотрим, как выполнена цветовая маркировка проводов в сети трехфазного, однофазного и постоянного тока.

Цветовое обозначение силовых и других видов кабельной продукции

Маркировка цветом для СИП или ВВГ-проводов сводится к таким правилам:

  • Желто-зеленая расцветка будет обозначать заземление.
  • Ноль выдаст синий или голубой оттенок изоляционного материала.
  • Фазный проводник будет коричневого или черного цвета. Но правила устройства электроустановок допускают изменение цвета маркировки на красный, серый и даже фиолетовый оттенки.

В однофазных сетях, где имеется практика применения кабелей СИП, нулевой рабочий проводник может быть совмещен с заземляющим. В этом случае маркировка будет выглядеть как желто-зеленый провод с отметками голубого цвета, которые при монтаже проставляются с обоих концов линии.

Трехфазные сети с переменным током предполагают, что жилы СИП-кабеля будут иметь следующие цвета:

  • желтый, зеленый и красный для фаз А, В и С соответственно;
  • синий цвет отводится для выделения рабочей нулевой;
  • зелено-желтый колер обозначит заземление.

Когда кабель СИП применяется при монтаже ЛЭП, на нем дополнительно закрепляют бирки с информацией о назначении и параметрах. Эта маркировка позволяет ориентироваться и на объектах, где много однотипных проводов.

Благодаря тому, что сети переменного тока создаются с использованием проводов СИП, маркированных по цветам, упрощается не только работа на стадии монтажа. Цветовая маркировка облегчает обслуживание и ремонт сетей, способствует сокращению несчастных случаев. А неприятные последствия при поражении током могут быть и со смертельным исходом

Поэтому обозначение проводов СИП и других разновидностей по цветам – это необходимая мера предосторожности и грамотное решение, облегчающее труд монтажников и пользователей электрических сетей

Нанесение маркировки на проложенный кабель

Электрикам нередко приходится сталкиваться с ситуацией, когда необходимо провести ремонт электрического щитка или сети, а оборудование соединено так, что не понятно, где расположены фаза и ноль, а где – земля. Это происходит, когда монтаж системы производится человеком неопытным, без специальных знаний, у которого не только маркировка, но и расположение кабелей внутри щита выполнено неверно.

Еще одной причиной возникновения таких проблем является устаревшая и неактуальная квалификация электриков. Работа выполняется правильно, но в соответствии со старыми нормативами, поэтому для специалиста, пришедшего «на замену», возникает необходимость «пробивать» с помощью инструмента, где расположен ноль, а где фаза.

Спорить о том, кто виноват, и стоит ли кому-либо заниматься самостоятельным ремонтом, не имеет смысла, лучше определиться с тем, как нанести правильную и понятную маркировку.

Итак, действующими стандартами установлено, что цветовая маркировка на электрических проводниках не обязательно может быть размещена на всем их протяжении. Разрешается обозначить её лишь в местах соединения и подключения контактов. Поэтому, при необходимости разметки кабелей без обозначений, следует купить набор термоусадочных трубок или изоляционной ленты. Количество цветов зависит от конкретной схемы, но желательно приобрести стандартную «палитру»: ноль – синий, земля – желтый, а на фазы — красный, черный и зеленый. В однофазной сети, естественно, фаза обозначается одним цветом, чаще всего – красным.

Использование цветной изоленты или термоусадочных кембриков подойдет и для ситуаций, когда имеющийся провод не соответствует требованиям ПЭУ. К примеру, при необходимости подключения четырехжильного кабеля в трехфазную сеть с проводами белого, красного, синего и желто-зеленого цвета. Данные провода можно подключить в любом порядке, но обязательно поставить кембрики или намотки из изоленты с «правильными» цветами в местах подключения.

Кроме того, следует помнить об описанных выше проблематичных ситуациях во время монтажа нового узла, или подключения оборудования. Отсутствие четких и понятных обозначений может значительно усложнить дальнейшее обслуживание схемы даже человеку, производившему её установку.

Если вы обнаружили, что в вашем распределительном щите или сети используются обозначения проводов, не соответствующие текущим требованиями, не стоит торопиться заменять их. До проведения ремонта или демонтажа на проводку распространяются нормативы, которые действовали на момент её прокладки. Кроме того, если сеть правильно функционирует, замена не требуется. А при вводе в эксплуатацию новой (или переделанной старой) электрической сети придется учитывать и соблюдать все современные требования и правила.

Поделиться с друзьями:

Как разобраться с проводами в пучке

И сегодня не помешает знать, как определить провода в пучке или жилы в кабеле, если они одного цвета. Более того, провода могут где-то соединяться, и приходить в конечную точку уже другим цветом. Это неправильно, но в жизни случается, и соединять провода просто по цвету слишком рискованно. Поэтому прозванивать цепи после монтажа и ремонта надо обязательно.

Для этой цели изготавливают специальные кабельные тестеры, но они оправданы только при постоянном и частом использовании, на таких сложных объектах, как самолеты, ракетная техника, морские суда, электростанции и т. п. В домашних условиях или даже при выполнении электромонтажных работ на небольших производствах или строительстве можно обойтись простейшими приемами, которые дают вполне надежные результаты.

Для этого можно протянуть контрольный провод, но это далеко не всегда доступно. Часто все, что есть – это батарейка и контрольная лампочка. Чтобы однозначно определить в этом случае провода, в пучке должно быть не менее трех жил. Сначала на одном конце трассы замыкают все три провода. Если на другом конце все они звонятся, значит, все в порядке, обрывов нет. Затем на первом конце маркируется один из проводов, например, A, и эту жилу отключают.

На другом конце ищут провод, который перестал звониться с остальным пучком. Он и есть A, его также маркируют. Таким образом выбирается «опорный» провод. Затем на первом конце размыкают все провода и замыкают с A провод B, маркируют, на другом конце он, естественно, звонится с проводом A. Это B и его так же маркируют, как и на первом конце. Эту процедуру повторяют для всех остальных жил при необходимости.

Определить даже всего два провода однозначно можно при помощи батарейки и мультиметра. На одном конце батарейку подключают известными полюсами к проводам, а на другом конце мультиметр покажет полярность измеренного постоянного напряжения. Можно также использовать простой светодиод вместо мультиметра или любой диод с обычной лампочкой. Такая цепь будет работать только при правильной полярности, причиной чего является односторонняя проводимость, как обычного диода, так и светодиода.

Сейчас используются почти исключительно медные провода. Алюминий применяют только для воздушных линий. Все виды проводов производители окрашивают в любой из цветов, так что потребители могут выбрать цвета по каталогу.

Для бытовых потребителей это не столь важно. Однако никогда не должно быть неясностей по поводу того какого цвета провод заземления

Поэтому все многожильные провода и шнуры питания соответственно маркируют зеленым или желто-зеленым. Любой другой провод фаза или ноль и должен быть окрашен в подходящий цвет (ноль всегда синий).

Цвет нулевого проводника

Цветовая маркировка с использованием зеленого цвета проста. Этот колер обозначает нулевой проводник, но он «работает» в паре с другим оттенком. Если перед вами зелено-желтый полосатый провод – это ноль. Еще встречается комбинация из трех цветов.

В электрических сетях с глухозаземленной нейтралью желто-зеленый провод является нулевым защитным проводником. Ему соответствует и буквенное обозначение PE. Зелено-желтый полосатый проводник с голубыми метками на концах – это нулевой защитный и рабочий провод (PEN). Нулевой рабочий проводник (N) имеет чисто голубой цвет по всей длине, без желто-зеленых оттенков.

Так как комбинация желто-зеленого цвета может быть спутана с однотонными проводами этих же расцветок, их решено было не применять при маркировке. Идентифицировать нулевой провод можно по буквенно-цифровому коду 417-МЭК-5019. В этом случае отметка будет равноценна желто-зеленым полосам. Но подобная маркировка уместна только тогда, когда ноль хорошо отличим от остальных проводов формой или наличием оплетки.

Наличие альтернативы оставляет за желто-зеленым обозначением пальму первенства как за наиболее предпочтительным способом выделения проводов. При этом жесткому регламентированию при производстве подвергается способ нанесения цвета. На отрезке в 15 мм желтый или зеленый оттенки должны занимать от 30 до 70% поверхности провода. Оставшееся место отводится полосе контрастного оттенка.

Цвета проводов в однофазной сети

Разные цвета изоляции проводов становятся наиболее актуальны когда монтаж электрической проводки проводит один человек, а ремонт и обслуживание проводит другой. Основной задачей цветной маркировки является легкость и быстрота в определении назначения какого-то из проводов.

Цвета фазных проводов

Согласно ПУЭ фазные провода в однофазной электрической сети могут иметь следующий цвет изоляции – черный, красный, коричневый, серый, фиолетовый, розовый, оранжевый, белый, бирюзовый. Такая цветная маркировка довольно удобна – увидев провод с таким цветом изоляции становится понятно, что перед вами фаза (но все равно лучше перепроверить, так как на практике бывают случаи, когда маркировка не соблюдается).

Нулевой защитный проводник и нулевой совмещенный проводник

Нулевой защитный проводник (PE) имеет желто-зеленый цвет изоляции. Совмещенный же нулевой и рабочий проводник (PEN) имеет голубой окрас с желто-зелеными метками на конце или наоборот – желто-зеленый окрас с голубыми метками на конце.

Если у вас нет провода подходящего по цвету, то монтаж можно выполнить проводом любого цвета (кроме имеющего расцветку защитного PE проводника) пометив концы данного провода цветной изолентой или термоусадочной трубкой, которые имеют цвет, обозначающий назначение проводника. Также можно пометить концы проводника нужным цветом и в случае, когда монтаж уже выполнен проводником другого цвета.

Ниже показаны цвета, которыми обозначают фазные, нулевые, защитные и совмещенные проводники:

Расцветка проводов

Изоляцию ПВХ или полиэтиленовую можно окрасить в любой цвет, химики подобрали для этого все необходимые красители. Наиболее актуальна цветовая маркировка была сначала в телефонных кабелях, до сих пор существуют правила для подсчета пар и четверок по цвету. В них используется тонкая медная жила, покрытая пластиковой разноцветной изоляцией. Позднее стандарты на цвет пришли в силовую электротехнику.

Например, алюминиевые и медные шины в силовых шкафах раньше окрашивались в желтый, зеленый и красный цвета для обозначения фаз A, B и C

Чередование фаз очень важно во многих случаях, например, от этого зависит направление вращения электродвигателей

Существуют простые правила, позволяющие уверенно определить по цвету назначение проводника. Защитная земля (проводник PE) всегда окрашивается в желто-зеленый или желтый или зеленый цвет. Это цвет провода заземления – никакой другой не может быть такого цвета.

Нейтраль N (это общая точка соединения обмоток генератора соединенных по схеме звезда) всегда синего или голубого цвета. Все остальные цвета используются для маркировки фаз, при условии, что их нельзя спутать с проводами нуля и земли даже при плохом освещении. То есть, наиболее предпочтительны контрастные цвета:

Чаще всего фазный проводник в однофазной цепи обозначается коричневым цветом. Трехфазный трехжильный провод маркируют цветами: коричневый, черный, серый. Такие кабели подключают обычно к электромоторам на металлической раме при соединении обмоток треугольником (краны, погрузчики, оборудование в промышленности).

Несколько слов нужно сказать о цепях постоянного тока. В таких случаях применяют расцветку для обозначения полярности: плюс – предпочтительно коричневый (или красный), минус – серый. Если какой-либо из проводников цепи постоянного тока соединяется с нейтралью переменного тока, то для него используют синий цвет.

Цвета проводов в электрике должны соблюдаться во всех случаях (ГОСТ Р 50462 – 2009). Электрические провода находятся под напряжением и цветная маркировка повышает безопасность. Это никоим образом не отменяет остальные правила безопасности. Даже после снятия напряжения с цепи, следует использовать индикатор фазы, выпускаемый в виде небольшой отвертки.

Установочные провода (для монтажа электроустановок и аппаратуры) почти всегда расположены так, что обязательно требуют прозвонки перед подключением: либо их много в пучке, либо они идут неизвестно откуда. Многожильный кабель может быть использован для различных нужд не только для подачи питания, но и в схемах управления и автоматики.

Раньше установочные провода часто представляли собой белый провод из алюминия в котором не было разницы между фазой и нулем. При необходимости установить, например, кнопочную станцию с несколькими кнопками, возникали сложности с прозвонкой и частые ошибки. Иногда это обходилось слишком дорого.

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (РEN-проводники)

Читайте также

Рабочие лошадки вермахта

Рабочие лошадки вермахта Если проходимость стандартного грузовика «3,6–36S» по проселочным дорогам оценивалась как невысокая, то полноприводного «3,6–6700A» – как удовлетворительная (недостатком этого варианта грузовика все же были сдвоенные задние колеса, значительно

Заземляющие проводники

Заземляющие проводники Вопрос. Какими должны быть сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением выше 1 кВ?Ответ. Должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной

Защитные проводники (РЕ-проводники)

Защитные проводники (РЕ-проводники) Вопрос. Какие проводники могут использоваться в качестве защитных РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ?Ответ. Могут использоваться:специально предусмотренные проводники: жилы многожильных кабелей;изолированные или

Проводники системы уравнивания потенциалов

Проводники системы уравнивания потенциалов Вопрос. Какие проводники могут быть использованы в качестве проводников системы уравнивания потенциалов?Ответ. Могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, или специально проложенные проводники, или их

Размещение оборудования, защитные мероприятия

Размещение оборудования, защитные мероприятия Вопрос. Как может устанавливаться оборудование преобразовательного агрегата?Ответ. Трансформатор, регулировочный автотрансформатор, уравнительные реакторы, анодные делители и фильтровые реакторы, относящиеся к одному

Защитные меры безопасности

Защитные меры безопасности Вопрос. Как следует осуществлять защитное заземление металлических корпусов светильников общего освещения с лампами накаливания и с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, натриевыми со встроенными внутрь светильника пускорегулирующими

Защитные меры безопасности

Защитные меры безопасности Вопрос. Какая защитная мера безопасности должна осуществляться во всех помещениях?Ответ. Должно осуществляться присоединение ОПЧ светильников общего освещения и стационарных электроприемников (электрических плит, кипятильников, бытовых

Защитные меры безопасности

Защитные меры безопасности Вопрос. Как должны быть подключены к защитному заземлению подвижные металлические конструкции сцены (эстрады, манежа), предназначенные для установки осветительных и силовых электроприемников (софитные фермы, портальные кулисы и т. п.)?Ответ.

1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности

1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности Область применения. Термины и определенияВопрос 166. На какие электроустановки распространяется настоящий раздел ПУЭ?Ответ. Распространяется на все электроустановки переменного и постоянного тока до 1 кВ и выше и

Рабочие органы промышленных роботов

Рабочие органы промышленных роботов Рабочие органы промышленных роботов предназначены для захвата, удержания изделия и перемещения его при выполнении технологических операций. В соответствии с назначением все рабочие органы можно разделить на две группы: рабочие

1.3.1. СВЧ-установки и их рабочие камеры

1.3.1. СВЧ-установки и их рабочие камеры При любом назначении СВЧ электротермической установки она имеет структурную схему, приведенную на рис. 1.9. Рис. 1.9. Структурная схема СВЧ-установкиКак было замечено выше, основным генератором СВЧ-энергии является магнетрон. Из

6.1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, РАБОЧИЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ

6.1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, РАБОЧИЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ 6.1.1. Топливо Бензин. Для обеспечения надежной работы карбюраторных двигателей на всех режимах бензины должны обладать: высокой детонационной стойкостью; оптимальным фракционным составом; малым содержанием

6.1.3. Рабочие и специальные жидкости

6.1.3. Рабочие и специальные жидкости В зависимости от назначения и свойств жидкости делятся на охлаждающие, тормозные, амортизационные и пусковые.Гидравлические масла работают при больших перепадах температур (от —40 до +80 °C), давлениях 10–15 МПа, скоростях скольжения до

Нулевой защитный проводник — Справочник химика 21

    Нулевой защитный проводник [c.8]

    Защитное зануление — это преднамеренное соединение всех металлических частей электроустановок с глухозаземленной нулевой точкой (нейтралью) вторичной обмотки силового трансформатора. Такое соединение выполняется зануляющим проводником или нулевым защитным проводником. Защитное зануление применяется в сетях с глухозаземленной нейтралью для автоматического отключения поврежденного участка» сети в возможно короткое время. [c.153]


    В качестве нулевых защитных проводников должны быть, в первую очередь, использованы нулевые рабочие проводники. В качестве заземленных и нулевых защитных проводников могут быть использованы  [c.45]

    Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под [c.45]

    Занг/ле е — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Недопустимый термин Защитное зануление. [c.176]

    Нулевой защитный проводник — проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом. [c.176]

    Требования к магистралям заземления (зануления) заземляющим (нулевым) защитным проводникам, способам их прокладки, соединений и присоединений являются одинаковыми для системы защитного заземления и зануления (см. гл. 4). [c.36]

    Основной защитной мерой является преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. При таком электрическом соединении, если оно надежно выполнено, всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, при которой обеспечивается срабатывание защиты (предохранителя или автомата) и автоматическое отключение поврежденной установки от питающей сети. [c.43]

    Магистралью зануления называется нулевой защитный проводник с двумя или более ответвлениями. [c.43]

    В качестве нулевых рабочих проводников рекомендуется применять проводники с изоляцией, равноценной изоляции фазных проводников. Такая изоляция обязательна как для нулевых рабочих, так и для нулевых защитных проводников в тех местах, где применение неизолированных проводников может привести к образованию электрических пар и повреждению изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым проводником и оболочкой или конструкцией (например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках). Если в качестве нулевых рабочих и нулевых защитных проводников применяют кожухи и опорные конструкции комплектных шинопроводов и шины комплектных распределительных устройств (щитов, распределительных пунктов, сборок и т. п.), а также алюминиевые или свинцовые оболочки кабелей, то изоляция равноценная излучению фазных проводников не требуется. [c.44]

    Использование металлических оболочек трубчатых проводов, несущих тросов при тросовой электропроводке, металлических оболочек изоляционных трубок, металлических рукавов, а также брони и свинцовых оболочек проводов и кабелей в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников запрещается. [c.45]

    Использование нулевых защитных проводников линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, не разрешается. [c.45]


    При прокладке проводов в трубах допускается применять нулевые защитные проводники сечением I мм , если фазные проводники имеют такое же сечение. [c.46]

    Заземляющие и нулевые защитные проводники в электроустановках до 1000 В должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 8. Кроме того, в качестве заземляющих проводников могут быть использованы стальные конструкции (табл. 9). [c.46]

    В наружных установках заземляющие и нулевые защитные проводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок, фундаментов технологических установок и т. п. [c.46]

    Использование неизолированных алюминиевых проводников для прокладки в земле в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников не допускается. [c.46]

    В электроустановках до 1 кВ с заземленной нейт/ралью нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными. [c.46]

    Во влажных, сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой заземляющие и нулевые защитные проводники прокладывают на расстоянии от стен не менее 10 мм, при этом они должны быть предохранены от химических воздействий. В местах перекрещивания проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, их ввода в здание, а также, где возможны механические повреждения, проводники должны быть защищены. [c.46]

    Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников в местах прохода через стены и перекрытия выполняется, как правило, с их непосредственной заделкой. В этих местах проводники не должны иметь соединений и ответвлений. [c.46]

    В цепи заземляющих и нулевых защитных проводников установка разъединяющих приспособлений и предохранителей [c.46]

    Соединения заземляющих и нулевых защитных проводников между собой должны обеспечивать надежный контакт и выполняться посредством сварки. [c.47]

    Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические, общие технические требования ко II классу соединений. При этом должны быть предусмотрены меры против ослабления и коррозии контактных соединений. [c.47]

    Соединения заземляющих и нулевых защитных проводников должны быть доступны для осмотра, проводимого с целью определения целости и непрерывности заземляющей проводки, состояния ее соединений и т. д. Требования о доступности для осмотра не относятся к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубопроводам скрытой электропроводки, к находящимся в земле металлоконструкциям, а также к проводникам заземления, проложенным в трубах. [c.47]

    Стальные трубы электропроводок, короба, лотки и другие конструкции, используемые в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников, должны иметь соединеиия, соответствующие ГОСТ 10434-82, предъявляемым ко II классу соединений. Должен быть также обеспечен надежный контакт стальных труб с корпусом электрооборудования, в которые вводятся трубы и с соединительными (ответвительными) металлическими коробками. [c.47]

    Сопротивление цепи фаза — нулевой защитный проводник [c.65]

    Присоединение заземляющих и нулевых защитных проводников к частям оборудования, подлежащим заземлению или занулению, должно быть выполнено сваркой или болтовым соединением. [c.48]

    Заземление или зануление оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленному на движущихся частях либо частях, подверженных сотрясениям, вибрации, необходимо производить гибкими заземляющими или нулевыми защитными проводниками с помощью болтового соединения. При этом должны быть приняты меры против ослабления контакта (контргайки, контрящие шайбы и т. п.). Для обеспечения надежного соединения с помощью болтов поверхности тщательно зачищаются. [c.48]

    Каждый элемент электроустановки, подлежащий заземлению или занулению, должен быть присоединен к сети заземления или зануления с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или нулевой защитный проводник заземляемых или зануляемых частей электроустановки запрещается. Это вызвано тем, что при изъятии какого-либо элемента установки для ремонта или замены произойдет разрыв цепи заземления. [c.48]

    Измерение полного сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник способом амперметра — вольтметра. Этот способ применяют при отключенном испытуемом оборудовании. Измерение производится на переменном токе пониженного напряжения от трансформатора достаточной мощности. Для измерения делают искусственное замыкание одного из фазных проводов на корпус электрооборудования. После подачи напряжения в измерительную цепь измеряются ток / и напряжение 1/. Ток должен составлять 10—20 А. [c.65]

    В электроустановках напряжением до 1000 В с заземлением нейтрали для автоматического отключения аварийного участка нулевые защитные проводники должны быть выбраны так, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток короткого замыкания, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику. [c.158]

    Измерение сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник прибором типа М-417. Прибор типа М-417 предназначен для контроля сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник без отключения питающего источника тока в электроустановках 380 В частотой 50 Гц с заземленной нейтралью, шкала прибора проградуирована в Ом, что позволяет измерять падение напряжения, пропорциональное сопротивлению цепи фаза — нулевой защитный проводник. Прибор обеспечивает автоматическое отключение измерительной цепи от контролируемой сети в течение не более 0,3 с, сигнализацию при появлении на объекте напряжения, превышающего 36 В (сопротивление цепи фаза — нуль больше 2,0 м), сигнализацию обрыва заземляющей цепи пределы измерения прибора 0,1— [c.66]


    Для измерения сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник можно применять прибор МС-08. Он не пригоден для измерения сопротивления цепей, содержащих реактивные сопротивления. Поэтому для измерения сопротивления цепи [c.67]

    Измеритель тока короткого замыкания цепи фаза — нулевой защитный проводник типа ИПЗ-Т. Этот измеритель предназначен для проверки правильности уставок максимальных токовых защит от однофазных замыканий на землю в сетях с заземленной нейтралью 380/220 В. [c.70]

    При использовании в качестве заземляющих устройств металлических и железобетонных конструкций все металлические элементы этих конструкций должны быть соединены между собой, образуя непрерывную электрическую цепь, железобетонные элементы кроме того должны иметь металлические выпуски (закладные изделия) для присоединения к ним сваркой заземляющих или нулевых защитных проводников. [c.64]

    Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводами. [c.157]

    Цифровой измеритель токов КЗ цепи фаза — нулевой защитный проводник типа ИПЗ-Ц. Предназначен для определения тока однофазного короткого замыкания в промышленных сетях 380/220 В с заземленной нейтралью, необходимого при выборе плавких вставок и уставок автоматических выключателей за-пи1тных устройств. [c.71]

    ООО В вместо защитного заземления применяют зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Наличие зануления обеспечивает превращение случайного (аварийного) замыкания на корпус в однофазовое короткое замыкание, при котором срабатывает максимальная токовая защита, отключающая поврежденный участок сети. Устройство зануления, также как и защитного заземления, периодически контролируется внешним осмотром и измерением сопротивления заземленной нейтрали и повторных заземлений нулевого провода. [c.206]

    Защитным занулением называется преднамеренное металлическое соединение с глухозаземленной нулевой точкой (нейтралью) трансформатора в сетях переменного тока и с глухозаземленной средней точкой источника электроснабжения в трехпроводных сетях постоянного тока частей электроустановок,, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут случайно оказаться под таковым. Соединение это выполняют проводником, который называется зануляющим, или нулевым защитным проводником. При замыкании одной из фаз на корпусе электрооборудования, имеющего соединения нулевым защитным (зануляющим) проводником с глухозаземленной нейтралью трансформатора в сетях переменного тока или с глухозаземленной средней точкой в сетях постоянного тока, возникает однофазное короткое замыкание, которое вызывает срабатывание соответствующего защитного аппарата (предохранителя, автомата) и отключение поврежденного участка. Схема при- [c.367]

    Принципиальная схема зануления в сети трехфазного тока (рис. 4.1 и 4.2) включает в себя следующие элементы нулевой провод питающей сети, рабочее заземление источника питания, магистраль заземления и повторное заземление нулевого провода на вводе и в воздушных сетях (/ п). Назначение нулевого провода питающей сети в схеме зануления — создание цепи с малым сопротивлением для тока при замыкании фазы на корпус и превращение тока в однофазное короткое замыкание. Различают нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (рис. 4.2,6). Нулевой защитный проводник служит для соединения зануляемых частей оборудования с заземленной нейтралью источника тока, а нулевой рабочий проводник — для питания электроприемников фазным напряжением. Однако схемы с разделением нулевого проводника выполняют крайне редко. В большинстве случаев используют один нулевой проводник, одновременно выполняющий функции и рабочего и защитного (рис. 4.2,а). [c.43]


Нулевой защитный проводник | Все про ремонт квартиры

В этой статье речь пойдет о  заземлении в квартире , а именно, что такое система заземления квартиры и нулевой защитный проводник. Рассмотрим системы заземления  TN-C, TN-S, TN-C-S.

Как обозначается нулевой защитный проводник

Электропитание  квартиры осуществляется переменным током с напряжением, номиналом 220-230 Вольт.

  1. При этом один рабочий проводник является фазным (или просто «Фаза»), а второй  рабочий проводник является нулевым (иначе «рабочий ноль»). На схемах «Фаза» обозначается -L,»Ноль» обозначается-N. Такая электропроводка называется двухпроводная.
  2. Помимо двухпроводной электропроводки квартиры, применяется трехпроводная . Третий провод  является нулевым защитным проводом (или «Земля»), обозначается-PE. Цвет жилы заземления в кабеле желто-зеленый.

На схеме и приборах нулевой защитный проводник (ЗЕМЛЯ) обозначается так.

Назначение нулевого защитного проводника

Предназначен нулевой защитный проводник  для создания кратковременного тока короткого замыкания и срабатывания защитного отключения поврежденного электроприбора  от питающей сети, с целью обеспечения вашей  электробезопасности .

Система питания и система заземления

В жилых зданиях  электропитание осуществляется от электроустановок в которых нейтраль(Ноль) источника питания глухозаземленна, а открытые проводящие части электроустановки присоединены  к этой глухозаземленной нейтрали. Обозначается эта система электропитания-TN.

Система электропитания TN  для вашей квартиры может быть одной из трех видов.

1.Система заземления TN-C

с и с т е м а TN-С — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-C

Важно! Эта система электропитания применяется во всех старых домах. С 2007 года согласно ПУЭ (правила Устройства Электроустановок) схема проводки TN-C во вновь строящихся домах запрещена.

При серьезном ремонте квартиры необходимо перевести схему электропроводки TN квартиры на систему TN-C-S (смотри ниже).

2.Система заземления TN-S

с и с т е м а электропитания TN-S -это измененная система электропитания TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-S

Важно! Не путать на протяжении всей электропроводки квартиры проводники PE (Земля) и N (ноль).

3.Система заземления TN-C-S

с и с т е м а электропитания TN-C-S — это измененная система электропитания TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания.

Система электропитания квартиры TN-C-S

То есть  в квартире проводники PE (Земля) и N (Ноль) разделены, а в этажном щите совмещены и присоединены к одной клемме (смотри схему выше).

Эта схема заземления особенно актуальна при серьезном ремонте квартиры с системой питания  TN-C  и переходе электропроводки на систему электропитания TN-C-S.

Правила при монтаже трехпроводной  системы электропитания квартиры

  1. Нулевой защитный проводник  не должен прерываться никакими предохранителями и автоматами защиты.
  2. При наличии в щите УЗО (устройство защитного отключения) нулевой защитный провод(Земля) не должен нигде ,на линии электропитания,иметь контакта с N проводником(Ноль). В противном случае будет срабатывать УЗО (устройство защитного отключения).
  3. Нулевой защитный проводник   в квартире, должен иметь сечение равное сечению рабочих проводников.
  4. Нулевой защитный проводник  должен прокладываться в непосредственной близости от рабочих проводников.Иными словами в одном кабеле.
  5. Прокладка нулевого защитного проводника отдельно от рабочих проводов Запрещена!
  6. Нельзя использовать для заземления электропроводки квартиры коммуникации общего назначения(трубы отопления,водоснабжения, арматуру в стенах)
  7. Нельзя подключать нулевой защитный проводник  к независимым («чужим») шинам заземления. Если такие есть у вас на лестничной площадке.
  8. Сопротивление изоляции должно соответствовать данным таблице ниже:

Согласно ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей), Приложение 3; 3.1 (часть таблицы 37), минимально допустимые значения сопротивления изоляции электроустановок напряжением до 1000 В :

  1. Наименование элемента
  1. Напряжение мегомметра, В
  1. Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
Распределительные устройства, щиты и токопроводы 1000-2500 1,0
Электропроводки, в том числе осветительные сети 1000 0,5
Стационарные электроплиты 1000 1,0
Силовые кабельные линии 2500 0,5
Обмотки статора синхронных электродвигателей 1000 1,0

Специально для сайта: Все про ремонт квартиры

Другие статьи сайта близкие по теме

Назначение и зачем нужен нулевой провод

Все знают, что электрический ток протекает по замкнутой цепи. Электросеть розетки является частью глобальной сети, поэтому для нее работают все те же законы и определения. Работа домашних приборов возможна при подведении в них нескольких проводников: фазы и нуля. Необходимо более подробно разобрать, для чего нужен нейтральный провод, как он работает и чем он опасен.

Что такое нулевой проводник

Нулевой провод, или нейтральный провод — это проводник, который предназначен для питания различных электроприборов и подключен к глухо заземленной нейтрали трансформатора. Отбросив специальные термины и говоря простыми словами, это проводник, соединенный с той частью трансформатора или генератора электроэнергии, которая заземлена.

Рабочий и защитный нулевой провода

Если брать в расчет однофазную электрическую сеть, используемую практически во всех частных домах и квартирах, то для функционирования электроприборов в обязательном порядке нужны провода фазы и нуля. Нейтральный кабель просто соединяется с заземлением и в идеале должен обладать нулевым потенциалом, а это означает полное отсутствие напряжения.

Важно! Напряжения на нуле не будет лишь в том случае, если он соединен с землей. Если связь была нарушена человеком или другими внешними факторами, то в процессе работы того ли иного прибора на него будет подаваться фазное напряжение однофазной сети (220 В).

Схемы и чертежи обозначают нулевой проводник латинский буквой «N», но в старых советских схемах и учебниках было принято подписывать его цифрой «0». Физически изоляция провода обязана быть синего цвета. Это четко отражено в п. 1.1.30 «Правил устройства электроустановок».

По ПУЭ изоляция нулевого рабочего проводника должна быть синего цвета

Принцип работы нулевого проводника

Если рассматривать новостройки и квартирные строения старого типа, то передача электроэнергии и ее принципы будут существенно отличаться. Сети новых домов разрабатываются по типу TN-S:

  • электрический ток проходит от трансформатора или генератора со вторичной обмоткой, которая соединена типом звезда, когда все провода сходятся в одной нулевой точке;
  • другие концы проводов отведены к трем клеммам, которые также подключены к нулевой точке и соединяются по контуру заземления с подстанцией;
  • провод с высоковольтной характеристикой, если он обладает нулевым сопротивлением, разделяют на рабочий N (голубого цвета) и защитный PE (желто-зеленый).

Если говорить о старых домах, то в них используется система TN-C:

  • заземленный ноль располагают в специальной распределительной коробке;
  • фазу и ноль от генератора или трансформатора прокладывают к дому по подземным или надземным высоковольтным линиям;
  • кабеля соединяют в щитке ввода, что и образует три фазы с напряжением в 220 В или 380 В;
  • от щитка проводку разводят по квартирам и подъездам;
  • конечный потребитель получает электричество от проводника;
  • нагрузка устраняется с помощью подвода нуля (N).
Система заземления TN-S

Назначение нулевого проводника

Некоторые ошибочно думают, что ноль является только заземлением. На самом деле он выполняет функцию соединения нейтралей электроприборов в трехфазной цепи.

Во время подачи разных нагрузок на все фазы происходит их смещение, а точнее смещение нейтрали. Это нарушает симметрию напряжений. Одному потребителю электричества подается слишком большая величина, а другому — слишком маленькая и недостаточная. В первом случае электроустановки могут перегружаться и сгорать, а во втором — работать некорректно, сбоить и т. д.

К сведению! Основное предназначение нулевого проводника заключается в создании цепи для тока короткого замыкания. Она имеет слишком маленькое сопротивление, а значение тока должно быть таким, чтобы быстро реагировала защита, отключающая поврежденную электронику из сети.

Система заземления TN-C

Как правильно подключать нулевой проводник

Для подключения PE провода к домашней розетке следует с помощью проводника создавать ответвления от основной магистрали нуля защиты через установочную коробку. Чтобы подключиться к ней, рекомендуется пользоваться специальными видами соединителей от компаний Wago, Went или Scotchlok.

Способ предполагает соединение розеток и нуля с помощью ответвлений, а фазы и нуля с помощью шлейфов. Его схема изображена на картинке ниже. Разрыв нуля и фазы на нем не изображен для удобства восприятия.

Подключение по схеме

Чем опасен нулевой проводник

Нулевой проводник, если он подключен правильно, не имеет напряжения. Опасным он становится лишь при обрыве или повреждении. Провод может повредиться в результате короткого замыкания, механических воздействиях, а также из-за срока функционирования установки. В результате этого:

  • проводник сгорает в распределительном щитке, а его напряжение увеличивается до 380 В;
  • если обрыв происходит в доме, то остается только одна фаза, которая ничего не питает;
  • приборы могут начать бить током, ломаться и перегорать.
Сгоревший нулевой проводник

Таким образом, что роль нулевого проводника крайне важна. От правильности его установки и монтажа зависит не только корректность работы электрической техники, но и здоровье человека.

Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники

Переделка старой системы питания TN-C под соответствие с системой TN-C-S


Проводник РЕ дополнительно подключается к заземляющему устройству дома (выполняется повторное заземление).

Для того, чтобы перевести систему питания на более совершенную TN-C-S разделяют PEN проводник на PE — защитный и N – нейтральный. По своему принципу система TN-C-S заключается в том, что подходящий к дому проводник PEN на вводно-распределительном устройстве (ВРУ) разделяется на два раздельных и в таком виде подходит к конечному потребителю.

Розетка с заземляющими контактами

Конструкция розеток такова, что при включении сначала замыкаются заземляющие клеммы, а уже затем клеммы с фазным и нулевым проводниками. Нейтральный (нулевой проводник служит для передачи электрической энергии потребителю, а защитный для обеспечения безопасности.

Обозначения на схемах

На электрических схемах заземляющее устройство обозначается так:


Знак заземляющего устройства на схемах

В настоящее время существует пять способов соединения электрооборудования с заземляющим устройством. Каждая из таких систем имеет собственное обозначение. Все они показаны далее на изображении:


Системы заземления

Проводник PE на изображении выше обозначен желчным цветом. При этом в системе:

  • TN-C проводник PE выполняет роль рабочего проводника;
  • TN-S проводник PE сделан отдельно от рабочего по всей своей длине;
  • TN-C-S проводник PE, начиная от электрогенератора или трансформатора, частично до определенного места выполняет роль рабочего.

Смысловую нагрузку в обозначениях систем заземления несут буквы. Первые из них – T и N – обозначают:

  • T – оборудование заземлено независимо от разновидности нейтрали.
  • N – глухо заземленная нейтраль и оборудование соединены.
  • Последующие буквы обозначают:
  • S – рабочий и защитный проводники отделены друг от друга как два отдельных провода.
  • С – рабочий и защитный проводники совмещены в одном проводе.

С начала прошлого века широко применялась система TN-C. Заземление делалось на стороне генератора или трансформатора, питающего сеть. Но если рабочий, а соответственно, он же и защитный, РЕ провод по какой-либо причине отсоединялся или разделялся, для персонала удар током становился реальностью. Более дорогая система TN-S с отдельным РЕ проводником лишена этого недостатка. При этом становится возможным использование коммутаторов, основанных на дифференциальной защите контроля токов рабочего и РЕ провода. Это обеспечивает электросети наивысший уровень безопасности.

Вариант TN-C-S как бы промежуточный между двумя рассмотренными выше системами. До присоединения к шинам в здании провод РЕ выполняет роль рабочего проводника. Но дальше по всем помещениям прокладываются два провода – РЕ защитный и N рабочий. Однако по надежности этот вариант лишь немногим лучше TN-C. Если отгорит или повредится провод РЕ (он же рабочий, или РЕN) между зданием и питающим трансформатором (генератором) на стороне потребителей в здании на проводах РЕ появится фазное напряжение. Это наглядно показано далее:


Аварийная ситуация при обрыве провода РЕ

Для предотвращения таких аварийных ситуаций провод между источником питания и зданием необходимо дополнительно механически усилить или применить дополнительные заземления, которые при обрыве заменят установленные на подстанции. При этом эти заземления должны размещаться друг от друга не далее ста – двухсот метров, в зависимости от частоты грозовых часов, наблюдаемых в данной местности за год. Если их число менее сорока – выбирается большее расстояние, свыше – меньшее.

Особенности разделения PEN проводника

В частных домах и в городских квартирах в целях исключения воровства электроэнергии представители контролирующей организации вправе требовать, чтобы провод PEN был протянут до счетчика. И лишь после учетного прибора они разрешают разделять его на защитную шину PE и рабочую N. Такое подключение не противоречит требования ПУЭ, но гораздо естественней смотрится разделение, выполненное до счетчика.

Если сначала сделать разделение, а потом опломбировать вводной автомат, никаких возражений со стороны представителей «Энергосбыта» и инспекторов быть не может.

  • Как определить обрыв электропроводки в стене под штукатуркой
  • Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы
  • Виды и технические характеристики ответвительных коробок

Зачем гадать и переводить с иностранного буквенное обозначение систем распределения электроэнергии, когда расшифровка приводится в ПУЭ (см. п. 1.7.3). Причём, расшифровка буквы Т разная, зависит от того какая буква Т по счёту в аббревиатуре. Из той же расшифровки можно понять, что защитное заземление проводящих корпусов электрооборудования используется только в системах IT и TT. А это редко используемые системы, особенно система IT. В основном для питания потребителей используют систему TN (TN-C, TN-C-S, TN-S). Это система с глухозаземлённой нейтралью трансформатора, где проводящие электрический ток корпуса электрооборудования электрически присоединяются к глухозаземлённой нейтрали трансформатора, т.е. зануляются (выполняется защитное зануление; см. ПУЭ, п. 1.7.31). Защитное зануление никто ещё не отменял и его определение (что это такое) есть в ПУЭ. Вывод: в системах TN заземление корпусов не используется совсем в виду его бесполезности (при пробое изоляции на корпус не обеспечивает безопасный ток через человека). Основная мера защиты в системах TN это автоматическое отключение питания, которое как раз и обеспечивается защитным занулением. Дополнительная мера защиты – применение УЗО. Поэтому никаких договоров с соседями и устройств заземляющих контуров делать не надо, всё уже сделано как надо. Единственное, что можно сделать, это преобразовать систему TN-C (у кого такая) в систему TN-C-S. Но здесь также используется зануление.

{SOURCE}

Подключение PE проводника к розеткам

Чтобы подключить PE проводник к розетке правильно, вам необходимо сделать ответвление от магистрали защитного нуля через установочную коробку. Для обеспечения качественного соединения, вам потребуется использовать соединители, которые выпускает компания Wago, Went или Scotchlok. Благодаря использованию подобных соединений вы сможете подключить розетки к защищенному нулю ответвлением, а к фазе с помощью шлейфа. Увидеть этот вид соединения вы сможете на фото ниже.

Схема подключения PE проводника к розетке

Если изучить соединительное устройство более детально, тогда можно понять, что оно имеет небольшие габариты. Поэтому его можно будет спрятать в установочной коробке. Соединение проводов будет иметь следующий вид.

Подключение PE проводника с помощью соединительного зажима

Для монтажа соединителя, вам также потребуется предусмотреть величину свободного пространства между днищем установочной коробки и розеточным механизмом. Оно должно равняться или быть чуть больше толщины сжима с подключенными проводами.

Монтаж розетки с подключением PE проводника

Многие специалисты сообщают о том, что есть еще один способ коммутации нулевого защитного проводника к розеткам. Для этого, вам потребуется использовать дополнительную ответвительную коробку. Ее лучше всего устанавливать рядом с подключаемыми розетками.

арматура для монтажа розеток и выключателей.

Теперь о заземлении, заземлителе и заземляющем проводнике частного дома

Повторное заземление нейтрального проводника при воздушном запитывании дома можно произвести на опорном столбе или возле дома.

Заземление на опоре воздушной линии электропередач

При установке вводного устройства на бетонной опоре, от которой ответвляется питание дома, вполне оправдано, да и рекомендовано делать повторное заземление, используя естественные заземлители. В качестве естественного заземлителя можно использовать подземную часть самой опоры или ее молнезащитный контур (пункт 1.7.109-110,ПУЭ).

Важно! Делать повторное заземление на железобетонном столбе можно, только в том случае, если воздушная линия электропередач сделана изолированными, самонесущими проводами типа СИП. Так как они механически более прочные, чем провода без изоляции

Но все-таки если вы хотите более надежное, безопасное и независимое заземляющее устройство для дома лучше сделать его при помощи искусственных заземлителей.

Заземление дома искусственно сделанными заземлителями

Заземление дома это заземляющее устройство, которое состоит из следующих элементов: заземлителя и заземляющего проводника.

Заземлитель это проводник или несколько проводников соединенные между собой и имеющий контакт с землей. К заземлителю подключается заземляющий проводник, который аккуратно выводится возле дома и подключается к главной заземляющей шине (ГЗШ). Сечение заземляющего проводника должно быть не меньше сечения PEN проводника.

Заземлители могут исполняться в разных вариантах и быть разных типов.

  • По типу, заземлители можно разделить на: Вертикальный; Рядный; Контур заземления.
  • По виду заземлители можно описать как: Штырьевой, Модульно-штырьевой, Контурный и Фундаментный заземлители.

Кратко описать заземлители можно следующим образом:

Вертикальный заземлитель представляет из себя сборный медный или стальной стержень. Заземлитель забивается в грунт на глубину 15-40 метров. По-другому он называется заземлитель глубокого залегания. Самый современный тип заземления дома. Не требует больших землеройных работ. (Подробно о глубинном заземлении)

Рядный заземлитель. Это сборная конструкция, состоящая из отдельных металлических штырей забитых в грунт на глубину 3-4 метра и соединенных металлической полосой. Расстояние между штырями должно быть не менее 3метров. Штыри могут располагаться в ряд и в треугольник. Применяется только для вторичного заземления. (Подробно как сделать рядное заземлении)

Контур заземления делается вокруг дома в виде замкнутой конструкции. Конструкция контура заземления также предполагает вбивание штыре в грунт. Штыри располагаются по периметру фундамента на расстоянии 1 метра от него. Соединяются штыри заземлителя стальной полосой. Рекомендуется при двух молниеотводах с крыш и более одного ввода электропитания в дом. (Подробно о контурах заземления)

Фундаментный заземлитель делается на начальном этапе строительства дома. Заземлитель размещают в фундаменте дома. Из всех заземлителе фундаментный заземлитель, пожалуй, самый эффективный. (Подробно о фундаментном заземлении)

Важно! Какой бы заземлитель вы не использовали в устройстве заземления дома сопротивление, растеканию тока, заземлителя не должно превышать 10 Ом для линейного напряжения 380 вольт и 20 Ом для линейного напряжения 220 вольт при трехфазном электропитании. А при однофазном электропитании сопротивление растеканию тока не должно превышать 5 Ом для 380 вольт и 10 Ом для электропитания 220 вольт

(Подробно о замере сопротивления заземлителя)

А при однофазном электропитании сопротивление растеканию тока не должно превышать 5 Ом для 380 вольт и 10 Ом для электропитания 220 вольт. (Подробно о замере сопротивления заземлителя)

Читая строительные форумы я вижу, что многие обходятся без вторичного заземления в загородных домах. Считают достаточным заземление подводящей воздушной линии. Но все-таки руководствоваться нужно не только экономией, а и техникой безопасности для своей семьи и имущества.

Elesant.ru

Нормативные ссылки

  • ПУЭ,Правила устройства электроустановок,издание 7
  • ГОСТ 121.030-81,Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.

Другие статьи раздела: Электропроводка дома

  • 26 Правил электроснабжения и электропроводки деревянного дома. часть1, правила 1-7
  • 26 Правил электроснабжения и электропроводки деревянного дома. часть2, правила 8-13
  • 26 Правил электроснабжения и электропроводки деревянного дома. часть3, правила14-26
  • Анкерные зажимы и кронштейны
  • Арматура для СИП 2
  • Ввод кабеля из траншеи в дом
  • Вводное устройство. ВУ в частный дом
  • ВРУ. Вводно-распределительное устройство дома
  • ГЗШ. Главная Заземляющая Шина
  • Глубинный заземлитель

В каких случаях необходимо заземление?

Так зачем нужно заземление? Для наглядности стоит рассмотреть несколько примеров:

1. К примеру, в квартире установлена посудомоечная машина. Но по какой-то причине в определенный момент на корпусе появилась фаза, и корпус не заземлен. Но нейтраль линии электропередачи, которая ведет к дому и дает электричество — заземлена, также под заземлением краны и батареи.

Если надеты резиновые тапочки, то при соприкосновении никаких неприятных ощущений и даже малейшего удара не будет. Но вот если нет обуви, и при этом человек еще и схватился за кран, а вторая рука расположена на корпусе, то он становится проводником электрического тока, который подается через корпус на человека, и далее в землю на нейтраль, и на подстанцию.

2. Если посудомоечная машина заземлена? Что произойдет в такой ситуации? Если по каким-то причинам на корпусе появится ноль, то ток сразу уйдет в грунт. Хоть человек босой, хоть в тапочках, ничего не произойдет, заземление сработало, никакого поражения электрическим током все целы и невредимы. Один недостаток, посудомоечную машину нужно будет ремонтировать, но все равно это будет дешевле и лучше.

3. В помещении поломалась стиральная машина, и корпус оборудования находится под напряжением. При соприкосновении с корпусом в таком случае человек получит удар током. Вот зачем нужно заземление, тогда ток уходит в землю и с человеком все хорошо.

Дело в том, что сопротивление человеческой кожи намного выше, чем сопротивление провода, и тогда ток идет по пути наименьшего сопротивления, попадает в землю, и человек остается в целостности. Это один из наиболее простых примеров, который и показывает, зачем нужно заземление в доме или другой постройке. Без такой системы риск получить удар электрическим током возрастает.

Мнение эксперта
Евгений Попов
Электрик, мастер по ремонту

Стоит брать в расчет еще один момент, особенно для владельца частного дома это крайне важная информация. Даже если сооружение построено из натурального материала, количество электрической проводки остается тем же что и в многоэтажном жилом здании, но натуральный материал отлично воспламеняется. Именно исходя из этого, система заземления в частном доме может предотвратить возникновение неприятных ситуаций и пагубных последствий.

Наиболее страшным событием, которое может произойти – это пожар, он возникает вследствие короткого замыкания или выхода из строя электрооборудования. То есть если возникает сомнения и вопросы по поводу того, зачем нужно заземление в частном доме, нужно осознавать, что подобная система защищает не только от возгораний, но и предотвращает от удара электрическим током каждого члена семьи.

Мнение эксперта
Евгений Попов
Электрик, мастер по ремонту

Ситуации могут быть довольно жуткими, но они являются наглядным примером того, к чему может привести халатность и пренебрежение техникой безопасности. Как видно, иногда последствия могут быть действительно самыми серьезными и пагубными.

Подключение PE проводника к розеткам

Чтобы подключить PE проводник к розетке правильно, вам необходимо сделать ответвление от магистрали защитного нуля через установочную коробку. Для обеспечения качественного соединения, вам потребуется использовать соединители, которые выпускает компания Wago, Went или Scotchlok. Благодаря использованию подобных соединений вы сможете подключить розетки к защищенному нулю ответвлением, а к фазе с помощью шлейфа. Увидеть этот вид соединения вы сможете на фото ниже.

Схема подключения PE проводника к розетке

Если изучить соединительное устройство более детально, тогда можно понять, что оно имеет небольшие габариты. Поэтому его можно будет спрятать в установочной коробке. Соединение проводов будет иметь следующий вид.

Подключение PE проводника с помощью соединительного зажима

Для монтажа соединителя, вам также потребуется предусмотреть величину свободного пространства между днищем установочной коробки и розеточным механизмом. Оно должно равняться или быть чуть больше толщины сжима с подключенными проводами.

Монтаж розетки с подключением PE проводника

Многие специалисты сообщают о том, что есть еще один способ коммутации нулевого защитного проводника к розеткам. Для этого, вам потребуется использовать дополнительную ответвительную коробку. Ее лучше всего устанавливать рядом с подключаемыми розетками.

Системы заземления

Основой конструкции систем безопасности от удара током является схема включения обмоток электрической машины на электростанции или подстанции. Несмотря на то, что источником электроэнергии является электрический генератор, он отделен от потребителей целой системой электропередачи. Она состоит из трансформатора, проводников и дополнительного оборудования. Но поскольку электрогенератор трехфазный, вся последующая электросеть передачи электроэнергии также трехфазная. Но ее конфигурацию задают обмотки трансформаторов.

Для оптимального использования мощности каждой фазы, в том числе и с возможностью построения однофазных электросетей, обмотки трансформатора соединяются звездой. Из точки соединения всех трех обмоток исходит проводник, именуемый нейтралью. Существуют электрические сети, в которых она соединена с заземляющим устройством. В этом случае получается глухо заземленная нейтраль. Также существуют сети, в которых отсутствует специальное соединение с заземляющим устройством. В этом случае получается изолированная нейтраль.

Но ее изолированность условная. Существует емкость проводников относительно земли, а также эквивалентное сопротивление относительно земли прочих элементов электрической сети. Поэтому для изолированной нейтрали характерно сопротивление относительно земли с той или иной величиной. Когда электрооборудование присоединяется к электросети с напряжением до 1000 В с одной из двух типов нейтрали применяются дополнительные защитные проводники:

  • PE (от английских слов Protective Earth),
  • заземляющий,
  • уравнивания потенциалов.

Также используются рабочие проводники, предназначенные для прохождения токов нагрузки между потребителями и нейтралью:

  • нулевой нейтральный (N),
  • совмещенные нулевые защитный рабочий (PEN).


Так выглядит заземляющее устройство. Комбинация желтого и зеленого цветов изоляции обязательна только для провода РЕ и прочих защитных проводов

Обозначение фазы и нуля в электрике

В процессе самостоятельной установки и подключения электрооборудования (этом могут быть различные светильники, вентиляция, электроплитка и т.п.) можно заметить, что коммутационные клеммы обозначены буквами L, N, PE. Особое значение здесь имеет маркировка L и N. Кроме обозначения проводов в электрике по буквам, их помещают в изоляцию различного цвета.

Это значительно упрощает процедуру определения, где находится фаза, земля или нулевой провод. Чтобы устанавливаемый прибор смог работать в нормальном режиме, каждый из этих проводов должен быть подключен на соответствующую клемму.

Схема и способ разделения проводника на pe и n

Разделение проводника в частном доме и в квартире должно осуществляться по разным схемам. Владельцам частных домов повезло больше, так как замена защитной установки не требует каких-либо дополнительных затрат и усилий.

В квартире

В новостройках с системой заземления TN-C-S разделять провод необходимо по схеме, изображенной на рисунке.

Как видно разделение осуществляется в ГРЩ, от которого идут два отдельных провода: один – на этажный щит, а второй – в квартиры.

Многоэтажные дома старой постройки имеют определенную особенность: PEN-проводник в таких зданиях подключается поочередно – с этажа на этаж. Если в этажном щитке перегорит ноль, в квартире возникнет эффект второй фазы и многие элетроприборы окажутся под напряжением. Таким образом, помещение может стать крайне опасным местом.

В частном доме

В своем доме можно самостоятельно реконструировать систему заземления. Для этого не требуется каких-либо профессиональных навыков и денежных затрат.

Правила разделения проводника описываются в главе 1.7 и 7.1 ПУЭ. Следует выделить несколько основных моментов:

  1. Разделять проводник необходимо до вводного щитка.
  2. У проводов PE и N должно быть одинаковое сечение.
  3. Нельзя объединять нейтральный и защитный провода после точки расщепления.
  4. Использование общей шины для разъединения N и PE проводников запрещено (на фото пример того, как должно быть).

  1. На вводе необходимо сделать повторное заземление PEN проводника.

  1. В цепи PEN и PE проводников нельзя устанавливать коммутационные аппараты.

Зная эти правила, можно с легкостью и без последствий осуществить расщепление и модернизировать систему защиты частного дома. На приведенной ниже схеме изображен пример правильного подключения.

Основные требования к разделению PEN проводника

Все, что необходимо знать для грамотного выполнения таких работ, прописано в положениях ПУЭ. В частности про необходимость осуществления такого подключения говорится в пункте 7.1.13

Как подключение должно выглядеть на схеме, описано в пункте 1.7.135 – когда в каком-либо месте РЕН проводник разделен на нулевой и заземляющий провода в последующем их объединения не допускается.

После разделения шины считаются разными и должны быть соответствующим образом промаркированы – нулевая синим цветом, а PE помечается желто-зеленым.

Перемычка между заземляющей шиной и нулевой, делается из материала сечение не меньше чем сами шины от которых дальше идут провода PE и N. При этом шина защитного проводника PE может контактировать с корпусом трансформатора, а шина n отдельно устанавливается на изоляторах. PE шина должно быть заземлена – в идеальном варианте для неё должен быть отдельный контур (ПУЭ – 1.7.61).

При использовании устройств УЗО, ноль, использующийся для подключения электрооборудования, никак не должен контактировать с нолем, который приходит на вводной автомат и счётчик. По такому принципу подключаются все эти устройства.

Место разделения PEN проводника на PE и N провод, по ряду причин, осуществляется в ВРУ, который стоит на входе в многоквартирный или частный дом.

Провод PEN, который будет разделяться на рабочий ноль и заземление, должен иметь сечение не меньше 10 мм² если это медь, и 16 квадратов если это алюминий. В противном случае, делать разделение запрещено.

Почему нельзя разделять PEN проводник в этажном щите

Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:

Если принимать во внимание исключительно положения ПУЭ, то в них говорится что разделение проводов должно происходить на вводном автомате многоквартирного или частного отдельного дома.
Даже если квартирный щиток считать водным автоматом (что сделать довольно-таки проблематично), такое подключение будет неправильным согласно другому требованию, а именно – PE проводник должен быть повторно заземлен, чего в этажном щитке добиться невозможно.
Даже если исхитриться и подвести заземление к этажному щитку, то есть еще одно препятствие, грозящее большими штрафами. Дело в том что электрическая схема при строительстве дома утверждается в нескольких инстанциях и ее самовольное изменение это грубейшее нарушение всех существующих правил – по сути это изменение проекта по которому дом был подключен к сети

Такими делами должна заниматься исключительно организация обслуживающая этот дом или район.

Разумеется, если таковая организация и будет планировать какие-либо работы по разделению Pen проводника, то нет смысла возиться с каждым этажном щитком в отдельности. Самым оптимальным вариантом будет разделения его на вводном автомате, что и будет делаться.

Дополнительный довод в пользу разделения Pen проводника на одном автомате жилого дома является требование ПУЭ (п. 7.1.87) монтировать в этом месте система уравнивания потенциалов.

В любом другом месте ее делать запрещено, а это означает, что разделение PEN проводника в этажном щите в любом случае будет сделано без соблюдения всех необходимых правил и мер предосторожности. Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район

Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район.

Почему электрическое поле внутри проводника равно нулю?

В этом посте мы обсудим, почему электрическое поле внутри проводника равно нулю. Это очень простая, но важная концепция для понимания. Итак, мы начнем с нуля и будем двигаться дальше, чтобы объяснить это. Предположим, что проводник находится во внешнем однородном электрическом поле E . Направление электрического поля E показано на рисунке.

 

Прежде чем начать обсуждение, необходимо знать два момента.

1)      Отрицательные заряды движутся в направлении, противоположном направлению электрического поля.

2)      Положительные заряды движутся в направлении электрического поля.

Как известно, в проводнике много подвижных или свободных электронов, поэтому при нахождении проводника во внешнем электрическом поле электроны будут испытывать силу в направлении, противоположном направлению электрического поля Е, и начнут скапливаться на поверхности А дирижера. Поскольку электроны движутся в направлении, противоположном направлению электрического поля E , положительный заряд начнет накапливаться на противоположной стороне B проводника.Это накопление заряда на обеих поверхностях проводника A и B приведет к развитию электрического поля E’ внутри проводника, и это развитое электрическое поле E’ будет препятствовать дальнейшему потоку электронов к поверхности A. По мере накопления электронов увеличивается на грани А, напряженность электрического поля Е’ внутри проводника также будет увеличиваться и будет сильнее противодействовать потоку электронов. Но как только напряженность развиваемого электрического поля сравняется с напряженностью внешнего электрического поля E , внутри проводника не будет чистого электрического поля, приводящего в движение электроны, и, следовательно, дальнейшее накопление электронов прекратится.

Следовательно, в равновесии

Разработанное месторождение E’ = Внешнее месторождение E

Следовательно, результирующая сила на электронах = 0 и, следовательно, движение электронов отсутствует.

Таким образом, мы видим, что в состоянии равновесия напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю.

проводников

проводников
Далее: Граничные условия на Вверх: Электростатика Предыдущий: Закон Ома


Проводники Большинство (но не все) электрических проводников подчиняются закону Ома.Такие проводники называется омическим . Предположим, что мы прикладываем электрическое поле к омическому проводнику. Что будет случаться? Согласно уравнению (613), электрическое поле приводит в движение токи. Они перераспределяют заряд внутри проводника до тех пор, пока исходное электрическое поле компенсируется. В этот момент токи прекращаются течет. Можно возразить, что течения может продолжать течь по замкнутому циклу. По закону Ома это будет требуют ненулевой ЭДС, , действуя вокруг каждой петли (если проводник не является сверхпроводник , с ).Однако мы знаем, что в установившемся режиме
(617)

вокруг любой замкнутой петли. Это доказывает, что стационарная э.д.с. действовать вокруг замкнутый контур внутри проводника невозможен. Единственная другая альтернатива
(618)

внутри проводника. Это немедленно следует из уравнения Максвелла, , это
(619)

Таким образом, внутри тела нет электрических зарядов. проводник.Но как проводник может компенсировать приложенное электрическое поле? если он не содержит зарядов? Ответ заключается в том, что все заряды находятся на поверхность проводника. На самом деле обвинения лежат в пределах одного-двух атомных слоев поверхности (см. любой учебник по твердотельным физика). Разница в скалярном потенциале между две точки и просто
(620)

Однако если и лежат внутри одного и того же проводника то из уравнения(620) что разность потенциалов между и равен нулю. Это верно независимо от того, где и находятся внутри проводник, поэтому мы заключаем, что скалярный потенциал должен быть форма внутри проводника. Следствием этого является то, что поверхность проводника эквипотенциальная ( т.е. , постоянная) поверхность.
Рисунок 41:
Мало того, что электрическое поле внутри проводника равно нулю. Также возможно показать, что поле внутри пустой полости, лежащей внутри проводника, равно также ноль при условии, что внутри резонатора нет зарядов.Применим прежде всего закон Гаусса к поверхности, которая окружает полость, но лежит полностью в проводящем материале (см. рис. 41). Поскольку электрическое поле в проводнике равно нулю, отсюда следует, что нулевой чистый заряд заключен в . Это не исключает возможность распределения одинакового количества положительных и отрицательных зарядов на внутренней поверхности проводника. Впрочем, это легко исключить возможность использования стационарного соотношения
(621)

для любого замкнутого контура.Если внутри резонатора есть силовые линии электрического поля тогда они должны идти от положительного к отрицательному поверхностному заряду. Рассмотрим петля, которая охватывает полость и проводник, например, показано на рис. 41. При наличии силовых линий ясно, что линейный интеграл вдоль этой части петли лежащая внутри полости, отлична от нуля. Однако линейный интеграл из вдоль той части петли, которая проходит через проводящий материал очевидно ноль (поскольку внутри проводника).Таким образом, линейный интеграл от поле вокруг замкнутого контура не равно нулю. Это явно противоречит уравнение (621). Фактически из этого уравнения следует, что линейный интеграл электрического поля по любому пути, проходящему через полость, из одной точки на внутренней поверхности проводника к другому, равно нулю. Это может быть только в том случае, если электрический само поле равно нулю везде внутри резонатора. У этого аргумента есть одна оговорка. Электрическое поле внутри полости равно ноль, если в резонаторе нет зарядов.Если в резонаторе есть заряды, то наш аргумент терпит неудачу, потому что можно предусмотреть, что линейный интеграл электрического поля на многих различных путях через резонатор может быть равно нулю без полей вдоль этих путей, обязательно равных нулю (этот аргумент несколько неточным: мы улучшим его позже).

Мы показали, что если полость полностью окружена проводником, то никакая стационарное распределение зарядов снаружи всегда может создавать какие-либо поля внутри.Таким образом, мы можем защитить электрооборудование от паразитных внешних электрических полей. поместив его в металлическую банку. Используя рассуждения, подобные приведенным выше, мы также можем показать, что никакое статическое распределение зарядов внутри замкнутого проводника никогда не может создают поле вне проводника. Ясно, что экранирование работает в обе стороны!

Рисунок 42:
Рассмотрим небольшой участок на поверхности проводника.Предположим, что локальная поверхностная плотность заряда равна , и что электрическое поле сразу за пределами проводник есть. Обратите внимание, что это поле должно быть направлено обычное к поверхности проводника. Любой параллельный компонент будет закорочен поверхностными течениями. Другими словами, это то, что поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью. Мы знаем, что он всегда перпендикулярен эквипотенциальные поверхности, поэтому должны быть локально перпендикулярны к проводящей поверхности. Воспользуемся законом Гаусса,
(622)

где находится так называемый гауссовский дот (см.42). Это объем в форме коробочки для пилюль, два конца которого выровнены перпендикулярно поверхности проводника, с поверхностью, проходящей между ними, и чьи стороны касательны к поверхность нормальная. Ясно, что перпендикулярно сторонам ящика, поэтому стороны не дают вклада в поверхностный интеграл. Конец коробки, которая лежит внутри проводника также не вносит вклада, поскольку внутри проводника. Таким образом, единственный ненулевой вклад в поверхностный интеграл исходит из конца, лежащего в свободном пространстве.Этот вклад просто , где обозначает направленность наружу (от проводник) нормальный электрическое поле, а – площадь поперечного сечения ящика. Зарядка прилагается в поле просто , из определения поверхностной плотности заряда. Таким образом, закон Гаусса дает
(623)

как отношение между нормальным электрическим полем непосредственно вне проводника и плотность поверхностного заряда.
Рисунок 43:
Давайте посмотрим на электрическое поле, создаваемое листовым распределением заряда. немного внимательнее.Предположим, что плата за единицу площади равна . В силу симметрии мы ожидаем, что поле, генерируемое под листом, будет зеркальным отражением того, что над листом (по крайней мере, локально). Таким образом, если мы проинтегрируем закон Гаусса по дот площадью поперечного сечения , как показано на рис. 43, затем два конца оба вносят свой вклад поверхностному интегралу, где – нормаль электрическое поле, создаваемое над и под листом. Зарядка прилагается в таблетках. Таким образом, закон Гаусса дает симметричное электрическое поле

Итак, как мы получаем асимметричное электрическое поле проводящей поверхности, который равен нулю непосредственно под поверхностью ( i.е. , внутри проводника) и ненулевой непосредственно над ним? Очевидно, мы должны добавить во внешнее поле ( т.е. , поле, которое не генерируется локально листовым зарядом). То обязательное поле
(626)

как выше, так и ниже обвинительного листа. Полное поле есть сумма полей генерируется локально зарядовым слоем и внешним полем. Таким образом, мы получаем

что согласуется с уравнением(623).

Внешнее поле воздействует на лист заряда. Поле генерируется локально к сам лист, очевидно, не может оказывать силы (лист не может оказывать сила на себя!). Сила на единицу площади, действующая на поверхность проводник всегда действует наружу и определяется выражением

(629)

Таким образом, на любой заряженный проводник действует электростатическое давление. Этот эффект можно визуализировать, заряжая мыльные пузыри: электростатическое давление в конечном итоге приводит к их разрыву.Электростатическое давление также можно написать
(630)

где – напряженность поля непосредственно над поверхностью проводника. Обратите внимание, что, согласно приведенной выше формуле, электростатическое давление эквивалентно к плотности энергии электрического поля непосредственно вне проводника. Это не совпадение. Предположим, что проводник расширился в среднем расстояние , из-за электростатического давления.Электрическое поле исключено из области, в которую расширяется проводник. Объем этого региона , где — площадь поверхности проводника. Таким образом, энергия электрического поля уменьшается на величину , где – плотность энергии поля. Это уменьшение энергии может быть приписывается работе, которую поле совершает над проводником, чтобы заставить его расшириться. Эта работа равна , где сила, действующая на единицу площади поля на проводнике. Таким образом, из сохранения энергии, давая
(631)

Этот метод расчета силы по выражению для энергии система как функция некоторого регулируемого параметра называется принцип виртуальной работы и очень полезен.

Мы это видели электрическое поле внутри проводника исключено, но не снаружи, образуя сетку наружу сила. Мы можем объяснить это, сказав, что поле действует отрицательное давление на проводнике. Мы знаем, что если мы эвакуируем металлическую банку, то разница давлений внутри и снаружи в конечном итоге вызывает это взорвать . Точно так же, если мы поместим банку в сильное электрическое поле, то разница давлений внутри и снаружи в конечном итоге вызовет это взорвать .Насколько большое поле нам нужно, чтобы разность электростатических давлений такое же, как и полученное эвакуация бака? Другими словами, какое поле оказывает отрицательное давление в одну атмосферу ( т.е. , ньютонов на квадратный метр) на проводники? Ответ — поле напряженностью вольт на метр. К счастью, это довольно большое поле, поэтому нет опасности, что ваш автомобиль взорвется, когда вы включите стерео!



Далее: Граничные условия на Вверх: Электростатика Предыдущий: Закон Ома
Ричард Фицпатрик 2006-02-02

Нейтральный проводник — обзор

3.2.6 Применение представленного метода

Предложенный ранее метод компенсирует объективный недостаток необходимых данных об окружающих металлических установках за счет полевых измерений их совокупного влияния на величину испытательных токов в фазных проводах и в одном из нулевых проводов. рассматриваемой линии электропередач.

Безусловно, применение представленного метода предполагает уже существующую линию электропередач. Однако данные о фактическом значении понижающего коэффициента распределительной линии высокого напряжения или о распределении тока замыкания на землю на питаемой подстанции необходимы на этапе проектирования этой подстанции.Эту проблему можно преодолеть, используя тот факт, что, согласно схеме замещения на рис. 3.7, каждый из нулевых проводников линии оказывает кумулятивное индуктивное воздействие на все окружающие металлические установки. Это означает, что с учетом этого влияния полностью построенная линия не является обязательной. Вместо этого достаточно одного достаточно длинного одножильного кабеля. Это позволит проложить временную кабельную линию по поверхности грунта вдоль предполагаемой трассы планируемой линии питания ВН.Наилучшим подходом для этой цели является использование одножильного кабеля низкого напряжения (с металлической оболочкой), достаточно гибкого для различных практически возможных городских условий и обстоятельств. Также для моделирования условий замыкания на землю и получения соответствующей электрической цепи с токами I t и I 1 (рис. 3.8) необходим источник вспомогательного напряжения. Кроме того, с целью реализации заземлителя (фундамента здания) проектируемой подстанции, если таковые еще не существуют, можно использовать стальную арматуру в фундаменте одного из существующих зданий, ближайшего к проектируемой подстанции ВН.

Поскольку окружающие металлические сооружения находятся под постоянным наблюдением и имеют неизменное пространственное расположение, электрическая схема, образованная с использованием временной кабельной линии, практически не отличается от схемы замещения, представленной на рис. 3.7. Единственное отличие заключается в том, что в данном случае имеется только одна нейтральная жила (оболочка кабеля). Учитывая эту разницу, напряжение U a , ток t I t и все наведенные токи согласно эквивалентной схеме рис.3.7, связаны следующим уравнением:

(3.41)Ua=Z0It+Z01I1+∑n=2n=NZ0nIn.

Согласно уравнению. (3.41) значения токов I t и I 1 содержат суммарное действие всех, известных и неизвестных, окружающих металлических установок. Таким образом, когда соотношение между токами I t и I 1 получено соответствующими измерениями, все окружающие металлические установки могут быть заменены только одним эквивалентным нейтральным проводником.Затем можно определить фактический коэффициент уменьшения рассматриваемой линии ВН, рассматривая этот эквивалентный проводник как дополнительный нулевой провод и применяя процедуру расчета, аналогичную представленной в разделе 3.1.4.

Поскольку металлические сооружения в городских районах размещаются в основном под поверхностью почвы, определяемое влияние окружающих металлических сооружений будет несколько меньше в случае проектируемой кабельной (подземной) линии или несколько больше в случае проектируемой воздушной линии .Поскольку проводники ВЛ располагаются на большем расстоянии от окружающих металлических сооружений, значение радиуса эквивалентного цилиндрического проводника, представляющего окружающие металлические сооружения в случае этих линий, должно быть увеличено на среднюю высоту опоры. Из-за такой аппроксимации точность представленного метода несколько меньше на этапе проектирования будущих ВЛ.

Хотя существует несколько методов измерения удельного сопротивления грунта, ни один из них не может дать достаточно надежных результатов при применении в городских условиях.Причина кроется в том, что поверхности городских территорий уже покрыты/заняты зданиями, улицами, тротуарами и многими другими постоянно построенными объектами, а под землей уже существует множество известных и неизвестных металлических сооружений. Таким образом, мы вынуждены принять ориентировочное значение эквивалентного удельного сопротивления грунта, исходя из основных геологических характеристик рассматриваемой территории, и использовать его в необходимых расчетах. Здесь благоприятным обстоятельством является то, что собственные и взаимные импедансы согласно уравнениям(3.33) и (3.34), мало зависящие от эквивалентного удельного сопротивления грунта, и вполне точные данные относительно этого фактора не имеют практического значения. Достаточно знать, что в рамках возможных значений удельного сопротивления грунта предпочтение следует отдавать наименьшему из них, так как он дает окончательные результаты, несколько небезопасные.

Учитывая, что представленная аналитическая методика разработана на основе результатов натурных измерений, представленная методика учитывает влияние всех соответствующих факторов и параметров, в том числе тех, влияние которых очень мало.Таким образом, точность представленного метода зависит в основном от точности измерений испытательного тока в одном принятом фазном проводе и тока, наведенного в нейтральном проводе линии, который, в принципе, может быть выбран свободно, если рассматриваемая линия имеет большее количество нейтральных проводников ( рис. 3.7). Это означает, что представленный метод дает правильную оценку для любой, с точки зрения сложности и количества неизвестных релевантных данных, практической ситуации. В случае существующей линии ВН и если взаимные расстояния между фазными проводами слишком велики, необходимо выполнить необходимые измерения для каждого из фазных проводов с целью получения наибольшего (критического) значения фактического коэффициента снижения.

Некоторая неточность может также появиться вследствие индуктивного влияния близлежащих линий электропередач. Этого влияния можно эффективно избежать, используя испытательный ток несколько более высокой частоты, которую можно легко отличить от вездесущей частоты сети. Внесенная ошибка невелика и дает окончательные результаты, которые также немного безопасны.

Наконец, описанный метод позволяет получить значение понижающего коэффициента для любой практически возможной среды, если замыкание на землю происходит на самой питаемой подстанции.Однако для оценки критического термического напряжения, которое оболочка кабеля должна выдерживать без каких-либо повреждений, необходимо также определить распределение тока замыкания на землю в любой точке питающей кабельной линии ВН.

Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(BEDT-TTF)2I3

Введение

Поскольку Новоселов и др. [1] и Чжан и др. [2] экспериментально показали, что графен является нуль- щелевая система с безмассовыми частицами Дирака, такие системы очаровали физиков как источник экзотических систем и новой физики.В то же время квазидвумерный (2D) органический проводник α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 (БЭДТ-ТТФ=бис(этилендитио)тетратиафульвален) оказался новым типом безмассовых Дираковское фермионное состояние при высоких давлениях [3–6]. Первоначально этот материал рассматривался как узкозонный полупроводник [7–9]. В отличие от графена, это первый объемный (многослойный) бесщелевой материал с дисперсией энергии типа конуса Дирака. В этом обзоре мы описываем замечательные транспортные явления, характерные для электронов на энергетической структуре типа конуса Дирака в α-(BEDT-TTF) 2 I 3 при высоком давлении [5–8].

Органический проводник α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 относится к семейству ((БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 [10]. Все кристаллы этого семейства состоят из проводящие слои молекул BEDT-TTF и изолирующие слои анионов I 3 , как показано на рисунке 1 [10–13].Разница между ними заключается в расположении и ориентации молекул BEDT-TTF внутри проводящей плоскости, и это различие порождает вариации в явлениях переноса.Большинство членов этого семейства являются двумерными металлами с большими поверхностями Ферми, а некоторые из них являются сверхпроводниками со значениями T c в несколько кельвинов [11–13]. С другой стороны, α-(BEDT-TTF) 2 I 3 отличается от других кристаллов. Согласно зонному расчету эта система представляет собой полуметалл с двумя малыми поверхностями Ферми; один с электронным характером, а другой с дырочным характером [8].

Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано онлайн:
6 июля 2009 г.

Рис. 2 Температурная зависимость сопротивления при нескольких гидростатических давлениях [5, 8]. На вставке показано схематическое изображение расположения молекул BEDT-TTF в проводящем слое, если смотреть со стороны оси кристалла c , и картина заряда при атмосферном давлении. При температурах ниже 135 K слой молекулы BEDT-TTF образует горизонтальные полосы заряда для +1 e и 0 [15–18].(Из [5].)

Когда кристалл находится под высоким гидростатическим давлением выше 1,5 ГПа, переход металл-изолятор подавляется, и металлическая область расширяется до низких температур, как показано на рис. 2 [7, 19, 20 ]. Это изменение электронного состояния сопровождается исчезновением состояния зарядового упорядочения, как показал эксперимент комбинационного рассеяния света [18]. Обратите внимание, что в фазе высокого давления сопротивление практически постоянно между 300 и 2 К. Это выглядит как грязный металл с высокой плотностью примесей или дефектов решетки.В грязных металлах подвижности носителей малы и слабо зависят от температуры, поэтому сопротивление также не зависит от температуры. Однако в данном случае ситуация иная. Носители с очень высокой подвижностью ∼10 5 см Vs −1 обладают чрезвычайно большим магнитосопротивлением при низких температурах [5, 7, 8, 19], что свидетельствует о чистоте кристалла.

Чтобы прояснить механизм этих явно противоречивых явлений, эффект Холла был впервые изучен Мисимой и др. [20].Однако используемое ими магнитное поле в 5 Тл было слишком велико для исследования свойств носителей в пределе нулевого поля. Это связано с тем, что система носителей при низких температурах чувствительна к магнитному полю, и ее характер меняется даже в слабых магнитных полях ниже 1 Тл. 0,01 Тл. Они также исследовали магнитосопротивление и сопротивление Холла в зависимости от магнитного поля до 15 Тл и температуры от 0.5 и 300 К. Полученные ими экспериментальные результаты суммированы следующим образом:

  1. При давлении выше 1,5 ГПа удельное сопротивление практически постоянно в диапазоне от 300 до 2 К [5, 8, 20].

  2. В одном и том же диапазоне температур как плотность носителей (дырок), так и подвижность изменяются примерно на шесть порядков. При низких температурах ниже 4 К несущая система находится в состоянии с низкой плотностью около 8×10 14 см −3 и высокой подвижностью около 3×10 5 см 2 Vs − 1 [5, 8].

  3. Изменения плотности и подвижности компенсируют друг друга, что дает постоянное сопротивление [5, 8, 20].

  4. При низких температурах сопротивление и сопротивление Холла очень чувствительны к магнитному полю [5, 7, 8, 19]. Однако ни квантовые осцилляции, ни квантовый эффект Холла в магнитных полях до 15 Тл не наблюдались [5].

  5. Система представляет собой не металл, а полупроводник с чрезвычайно узкой энергетической щелью менее 1 мэВ [5, 7].

Однако механизм таких аномальных явлений не был выяснен до 2004 г., когда Кобаяши и др. выполнили расчет энергетических зон на основе анализа кристаллической структуры α-(BEDT-TTF) 2 I 3 при одноосной деформации Кондо и Кагошима [21] и предположили, что этот материал при высоких давлениях находится в бесщелевом состоянии [3, 4]. Согласно расчетам, дно зоны проводимости и верх валентной зоны контактируют друг с другом в двух точках (назовем их «контактными точками») в первой зоне Бриллюэна.Энергия Ферми расположена точно в точке контакта. В отличие от графена, где точки контакта расположены в точках высокой симметрии в пространстве k , положения точек контакта в настоящей системе не ограничены. На рис. 3 изображена энергетическая структура вокруг одной из точек контакта. Вблизи точки контакта существует линейная дисперсия энергии типа конуса Дирака (рис. 3). Она выражается следующим образом: где v F (φ) — скорость Ферми, а ± k o — положения двух контактных точек.Как показано на рисунке 3, настоящий конус Дирака наклонен и имеет сильную анизотропию. Следовательно, скорость Ферми v F (φ) зависит от направления вектора ( k k o

(b) Кристаллическая структура α-(BEDT-TTF) 2 I 3 , если смотреть вдоль оси a . (c) Кристаллическая структура вдоль оси c . (Из [5]). (b) Кристаллическая структура α-(BEDT-TTF) 2 I 3 , если смотреть вдоль оси a .(c) Кристаллическая структура вдоль оси c . (Из [5].)

При охлаждении он ведет себя как металл выше 135 К, где претерпевает фазовый переход в изолятор, как показано на рис. 2 [10]. В фазе изолятора ниже 135 К быстрое уменьшение магнитной восприимчивости указывает на то, что система находится в немагнитном состоянии со спиновой щелью [14]. Согласно теоретической работе Кино и Фукуямы [15] и Сео [16] и экспериментальному исследованию Такано и др. (ядерный магнитный резонанс) [17] и Войцеховски и др. (Раман) [18], этот переход происходит из-за несоразмерности заряда.При температурах ниже 135 К формируются горизонтальные полосы заряда для +1 e и 0, как показано на вставке к рисунку 2. Рис. 2. Температурная зависимость сопротивления при нескольких гидростатических давлениях [5, 8] . На вставке показано схематическое изображение расположения молекул BEDT-TTF в проводящем слое, если смотреть со стороны оси кристалла c , и картина заряда при атмосферном давлении.При температурах ниже 135 K слой молекулы BEDT-TTF образует горизонтальные полосы заряда для +1 e и 0 [15–18]. (Из [5].)

4), который выше обозначен как φd уравнение. Эти результаты подтверждены зонными расчетами из первых принципов [22]. Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(BEDT-TTF) 2 I 3 https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано онлайн:
6 июля 2009 г.

Рис. 3 (а) Зонная структура и (б) энергетические контуры вблизи точки контакта. Они рассчитаны с использованием параметров для p =0,6 ГПа в [4].Обратите внимание, что начало осей берется в точке контакта. (Из [6].)

Изображение системы с нулевой щелью улучшает понимание замечательных явлений переноса α-(BEDT-TTF) 2 I 3 , которые описаны и интерпретированы в этой статье.

Температурная зависимость плотности и подвижности носителей

Сначала обсудим температурную зависимость плотности и подвижности носителей в этом материале при высоких давлениях.

Для подробного количественного анализа мы обратимся к рис. 4, где подвижности электронов и дырок, μ e и μ h соответственно, представлены в зависимости от температуры вместе с плотностью носителей.Эти величины были выведены из экспериментальных данных на основе пяти предположений:

  1. Система является строго двумерной.

  2. Между проводящими слоями нет взаимодействия.

  3. Плотности электронов и дырок равны (собственный полупроводник).

  4. Энергия Ферми не зависит от температуры.

  5. Подвижности электронов и дырок изотропны относительно направления тока в проводящем слое.

Исходя из этих предположений плотность носителей и подвижности электронов и дырок определяли следующим образом. Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(BEDT-TTF) .org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано онлайн:
06 июля 2009 г.

Рис. 4 Температурная зависимость концентрации и подвижности носителей.Данные, нанесенные черными точками, представляют собой эффективную плотность носителей ( n эфф ) и подвижность (μ эфф ), оцененные по коэффициенту Холла и проводимости. Подвижность магнитосопротивления (μ M ) от 77 до 2 К показана квадратами □. Предполагая, что это простейшая двумерная система, мы можем разделить подвижность электронов (μ e ) и дырок (μ h ) из уравнений 2 e ·μ h .Реальная плотность ( n : синие треугольники) электронов и дырок, с другой стороны, рассчитывается как . (Из [6]). как μ eff = μ h − μ e и μ M 2 = μ h · μ e . μ эфф рассчитывается путем объединения коэффициента Холла R H с проводимостью σ (μ эфф = σ R H ).μ M , с другой стороны, определяется как M = (μ M B ) 2 в слабом магнитном поле, где M = Δρ 0 9 9293 /ρ 0 90 90 =(ρ( B )−ρ 0 )/ρ 0 — магнитосопротивление. Таким образом, используя экспериментальные значения µ эф и µ M , можно определить µ h и µ e . С другой стороны, плотность электронов и дырок ( n = n e = n h ) вычисляется как , где коэффициент R H как n эфф =1/ R H e .

Анализ проводился при температуре ниже 77 К. Выше этой температуры магнитосопротивление не может быть определено с достаточной точностью.

Рассмотрим температурную зависимость концентрации носителей. Между 77 и 2 К она уменьшается примерно на четыре порядка, как показано на рис. 4. Такое значительное уменьшение плотности носителей характерно для полупроводников. Однако температурная зависимость отличается от таковой для обычных полупроводников. В обычных полупроводниках с конечными энергетическими щелями плотность носителей экспоненциально зависит от обратной температуры.С другой стороны, данные на рис. 4 показывают степенную зависимость от температуры n T α , с α≃2. Эта температурная зависимость плотности носителей объясняется для двумерной бесщелевой системы с линейной дисперсией энергии следующим образом.

Плотность носителей определяется выражением где D ( E ) плотность состояний и f 0 ( E ) функция распределения Ферми. Для электронов на анизотропном конусе с дисперсией энергии, определяемой уравнением (1), , плотность состояний выражается как Здесь энергия E отсчитывается от точки контакта и составляет в среднем v F (φ ), определяемый формулой

Важно отметить, что в этой системе энергия Ферми E F находится в точке контакта и не перемещается с температурой.Следовательно, E F =0. Это связано с тем, что система представляет собой собственный полупроводник без преднамеренного легирования носителей. Симметрия энергетической структуры относительно точки контакта также играет важную роль в фиксации энергии Ферми. Таким образом, плотность носителей определяется как где c =1,75 нм — постоянная решетки вдоль направления, нормального к двумерной плоскости. Это соотношение n T 2 соответствует температурной зависимости носителей от 77 до 2 К.Среднее значение скорости Ферми оценивается как . Это значение хорошо соответствует результату, полученному из реалистических теорий [4, 23]. Таким образом, мы можем показать, что плотность носителей в этой системе подчиняется соотношению n ( T )∝ T 2 , что выражает плотность носителей двумерных бесщелевых проводников.

Другой характерной чертой бесщелевой системы является электронно-дырочная симметрия. Это связано с энергетической структурой конуса Дирака, симметричной относительно точки контакта.Мы можем видеть этот эффект на температурных зависимостях μ e , μ h на рис. по величине разница между µ h и µ e при каждой температуре не превышает 2 раз. Этот эффект, приписываемый электронно-дырочной симметрии, является еще одним свидетельством того, что система является проводником с нулевой щелью. Однако небольшое, но конечное расхождение указывает на то, что симметрия не совершенна.

Удельное сопротивление, не зависящее от температуры

Наиболее интересным явлением, наблюдаемым в этом материале, является зависимость электрического сопротивления от температуры. Это удивительно, потому что плотность носителей изменяется на четыре порядка между 77 и 2 К. Чтобы понять механизм этого аномального явления, мы обратимся к рисунку 5, на котором показано удельное сопротивление на слой (поверхностное сопротивление Ом Ом ). Обратите внимание, что проводящий слой этого материала окружен изолирующими слоями, как показано на рисунке 1, и поэтому каждый проводящий слой практически независим.Таким образом, для этой системы справедливо понятие «удельное сопротивление на слой». На этом рисунке показано, что поверхностное сопротивление очень слабо зависит от температуры, за исключением температуры ниже 7 К. Обратите внимание, что поверхностное сопротивление близко к квантовому сопротивлению, ч / e 2 = 25,8 кОм. Оно изменяется от значения, примерно равного квантовому сопротивлению при 100 К, до примерно 1/5 его при 7 К. Воспроизводимость данных проверялась на шести образцах. Такое поведение сопротивления является одной из характеристик бесщелевых полупроводников.Качественно это явление понимается следующим образом.

Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано на сайте:
06 июля 2009

Рис. 5 Температурная зависимость поверхностного сопротивления ( R S ). Обратите внимание, что данные включают систематическую ошибку в пределах 2, которая в основном возникает из-за сложности точного измерения размеров образца. На рисунке также нанесена температурная зависимость плотности носителей на слой ( n S ).(Из [6]). ) — функция Ферми в тепловом равновесии, а τ( E ) — время жизни рассеяния, которое предполагается зависящим от энергии носителей. Подставляя v x = v F cos(φ) и интегрируя по φ, получаем Затем заменяем v F τ(

9 E 9) на l 90 349 E 9 ( E ) и принять аргумент Мотта [24].В нем говорится, что длина свободного пробега носителя, подверженного упругому рассеянию, никогда не может быть короче длины волны носителя; таким образом l ( E ) k 1. При этом плотность рассеивающих центров велика, l ( E ) k ∼1. Подставив эти соотношения в приведенное выше выражение для σ xx и изменив переменную с k на E , выполняется интегрирование. Результат равен

. Многие реалистические теории предсказывают, что поверхностное сопротивление внутренних систем с нулевым зазором определяется как –27].Таким образом, наблюдаемое в этом материале постоянное сопротивление приписывается бесщелевой энергетической структуре.

Здесь мы упоминаем локализацию носителей в этой системе. Как показано на рисунках 4 и 5, плотность носителей при 2 К составляет всего 10 8 см -2 на лист (рисунок 5). Однако носители не локализованы, а мобильны с подвижностью до 10 5 см 2 против -1 (рис. 4). Это одна из характерных особенностей носителей на конусе Дирака.

Электронная система в магнитном поле

Одним из характерных свойств этого материала является то, что несущая система имеет крайне низкую плотность и высокую подвижность в области самых низких температур (рис. 4). Такая высокомобильная несущая система должна быть чувствительна к магнитному полю.

Магнитотранспортные явления α-(BEDT-TTF) 2 I 3 были впервые исследованы Ojiro et al . Они обнаружили аномально большое магнитосопротивление и нарастание большого холловского напряжения при низких температурах, когда магнитное поле приложено нормально к 2D-плоскости [7, 19].В этом разделе мы обсудим носители α-(BEDT-TTF) 2 I 3 в магнитном поле.

На рис. 6(а) представлена ​​температурная зависимость сопротивления в магнитных полях до 15 Тл при давлении 1,8 ГПа [5]. В отсутствие магнитного поля сопротивление уменьшается с понижением температуры до 10 К, где начинает увеличиваться. В магнитном поле сопротивление начинает увеличиваться при более высокой температуре. Вслед за этим подъемом появляется плечо, а затем ступенчатая плоская область.Например, при 1 Тл плечо находится при температуре около 6 К. При сильном магнитном поле другое плечо появляется при более низких температурах. На кривой для 10 Тл первое плечо находится при 15 К, а второе плечо около 2 К. На рис. 6(б) сопротивление изображено как функция магнитного поля при фиксированной температуре [5]. Отчетливо различимы двухступенчатые структуры. При 2 К сопротивление увеличивается с магнитными полями ниже 0,1 Тл и наблюдается последующее насыщение (верхняя часть рисунка).Уплощение кривой для 0,2 Тл образует первое плечо. Кривая снова начинает расти в поле от 3 до 4 Тл, а затем появляется второе плечо в поле от 8 до 10 Тл (основная панель).

Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано на сайте:
06 июля 2009

Рис. 6 (а) Зависимость сопротивления от температуры в магнитном поле до 15 Тл. (б) Зависимость сопротивления от магнитного поля до 0,5 К. Т показан на вставке. (Из [5].)

Эти экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с увеличением магнитного поля или уменьшением температуры система переходит из ‘ низкоомного ‘ состояния в ‘ промежуточного сопротивления ‘ состояния, а затем в ‘ высокоомное ‘ состояние как показано на рисунке 7, где границы между состояниями в плоскости B T изображены с использованием данных на рисунке 6.

Экспериментальное исследование органического бесщелевого проводника α-(БЭДТ-ТТФ) 2 I 3 https://doi.org/10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано на сайте:
06 июля 2009

Рис. 7 Схематическая диаграмма границ между состояниями « низкоомный », « промежуточный » и « высокоомный » в плоскости B T .

Наивная интерпретация описанных выше явлений состоит в предположении, что вблизи энергии Ферми существуют различные типы носителей и что явления переноса отражают характер носителей, дающих доминирующий вклад в перенос. Явления переноса в низкоомном состоянии можно отнести к несущей системе, связанной с конусом Дирака, как упоминалось выше. С другой стороны, каково происхождение двух других электронных систем? Судя по экспериментальным результатам, свидетельствующим о низкой подвижности, они будут иметь гораздо большую массу, чем у носителей на конусе Дирака.

Примечательно появление уровня Ландау в таком бесщелевом состоянии в точках контакта при приложении магнитного поля по нормали к проводящему слою [28]. Поскольку энергия этого уровня равна E F независимо от напряженности поля, функция распределения Ферми всегда равна 1/2. Это означает, что половина состояний Ландау, вырожденных в нулевой моде, занята. Вырождение Ландау пропорционально напряженности магнитного поля B , поэтому оно может быть большим в сильных магнитных полях.Недавно Осада указал, что этот эффект должен обнаруживаться во внеплоскостном сопротивлении в поперечном магнитном поле [29]. Поле, параллельное току, не действует на носители с силой Лоренца; таким образом, магнитное поле не влияет на движение носителей в направлении тока. Следовательно, проводимость в этом направлении пропорциональна концентрации носителей. Влияние магнитного поля проявляется только при изменении плотности носителей.

Для демонстрации появления нульмодовых носителей Ландау внеплоскостное удельное сопротивление этого проводника с нулевой щелью было исследовано в магнитном поле.На рис. 8 показана зависимость внеплоскостного магнитосопротивления от магнитного поля в нормальном к двумерной плоскости магнитном поле при температуре 4 К [30]. Удельное сопротивление увеличивается с магнитными полями ниже 0,2 Тл, а затем начинает уменьшаться. Падение удельного сопротивления большое. В поле 3 Тл удельное сопротивление составляет около 1/3 от сопротивления при 0,2 Тл. /10.1088/1468-6996/10/2/024308

Опубликовано в сети:
06 июля 2009 г.

были подобраны по формуле R zz ∝1/(| B |+ B 0 ) (красная сплошная линия), где B

3 = 902.7 T.

Мы считаем, что такое большое отрицательное магнитосопротивление может быть приписано нульмодовым носителям Ландау. Наличие нулевого уровня Ландау является одним из характерных свойств бесщелевых проводников с конусами Дирака. Чтобы понять влияние несущих нулевой моды Ландау, мы должны исследовать их количественно. Сначала рассмотрим энергию уровней Ландау в бесщелевых системах, выраженную как , где v F — скорость Ферми, а n — индекс Ландау [28].Среди уровней Ландау уровень с n =0 (нулевая мода) дает преобладающий вклад в явления низкотемпературного переноса, так как остальные уровни Ландау далеки от энергии Ферми. Например, при 1 Тл уровень Ландау с n =1 составляет около 30 К, когда v F =10 7 см с −1 , оцененное по температурной зависимости концентрации носителей. При этом при температурах ниже 30 К большая часть подвижных носителей находится на нулевом уровне Ландау.Такая ситуация известна как квантовый предел. Обратите внимание, что эти уровни Ландау согласуются с реалистической теорией Гербига и др. [23].

Внеплоскостное удельное сопротивление пропорционально концентрации носителей, которая в квантовом пределе определяется как D ( B )=1/2 · B 0 , где φ 0 = ч / е — квантовый поток. Множитель 1/2 — это функция распределения Ферми при E F . В умеренно сильных магнитных полях плотность носителей, индуцированных магнитным полем, может быть очень высокой.Изучая эффект Холла, плотность носителей нулевой моды была оценена как ∼10 12 см -2 в поле 3 Тл при 4 К [5]. Это значение примерно на 2 порядка превышает плотность термически возбужденных носителей при 4 К и в отсутствие магнитного поля составляет 10 8 см -2 . Плотность носителей в магнитном поле пропорциональна магнитному полю. Таким образом, это большое изменение плотности носителей можно будет обнаружить как изменение сопротивления.

Недавно Осада привел аналитическую формулу для внеплоскостного магнитосопротивления в многослойной фермионной системе Дирака [29]. Для магнитного поля, нормального к 2D-плоскости, формула может быть упрощена до поленезависимая постоянная в случае чистой системы, t c — энергия межслоевого переноса, B 0 — подгоночный параметр, зависящий от качества кристалла и C определяется формулой C =∫ρ 0 ( E )(−d f /d E )d E , используя спектральную плотность нулевого уровня Ландау ρ 3 ( 0 ) E ), что удовлетворяет ∫ρ 0 ( E )d E =1 [29].Обратите внимание, что только постоянная решетки c является параметром материала. Эта простая формула точно воспроизводит зависимость магнитосопротивления от магнитного поля в магнитном поле выше 0,5 Тл, как показано на рис. 8. Здесь B 0 принято за 0,7 Тл [30].

Ниже 0,2 Тл, с другой стороны, формула расходится с данными. Это связано с тем, что модель слишком упрощена. Формула основана на картине квантового предела, в которой рассматривается только нулевой уровень Ландау на уровне Ферми.Фактически, каждый уровень Ландау уширяется за счет рассеяния, уровень Ландау нулевой моды обязательно перекрывается с другими уровнями Ландау в слабых магнитных полях. В данной системе перекрытие между нулевой модой и другими уровнями Ландау должно быть достаточно малым в магнитных полях выше 0,2 Тл, и в результате при 4 К наблюдается отрицательное магнитосопротивление. Действительно, при 0,2 Тл энергия уровень Ландау n =1 около 12 К достаточно велик по сравнению с тепловой энергией 2 к В Т =8 К.

Таким образом, носители Ландау нулевой моды существуют в α-(BEDT-TTF) 2 I 3 при низких температурах, при высоких давлениях, в магнитном поле. Этот материал демонстрирует сильное отрицательное внеплоскостное магнитосопротивление. 6 и 7 предполагают, что эта область соответствует промежуточному сопротивлению, где первое плечо наблюдалось в плоскости магнитосопротивления. Количественное объяснение явлений магнитопереноса в плоскости (ρ xx и ρ xy ) этой системы будет опубликовано в другом месте.

Наконец, упомянем эффект Зеемана в этой системе, который не рассматривался в предыдущем обсуждении. Эффект Зеемана расщепляет энергию энергий Ландау E nLL на ±Δ E . При низких температурах, когда k B T < E , этот эффект уменьшает плотность носителей нулевой моды. Недавно Tajima et al [30] продемонстрировали, что внеплоскостное удельное сопротивление подчиняется экспоненциальному закону ) при температурах до 60 мК.Эта область представляет собой состояние высокого сопротивления на рисунке 7.

Выводы

Под высоким гидростатическим давлением α-(BEDT-TTF) 2 I 3 представляет собой собственный бесщелевой полупроводник с энергетической зоной типа Дирака. Плотность носителей, выраженная как n T 2 , является характерной чертой бесщелевой системы. С другой стороны, сопротивление остается постоянным от 2 до 300 К. Поверхностное сопротивление можно записать через квантовое сопротивление: / e 2 , где параметр g слабо зависит от температуры.В графитовых системах однослойный образец (графен) необходим для реализации состояния с нулевой щелью. С другой стороны, на примере настоящей системы было продемонстрировано, что объемные кристаллы могут демонстрировать двумерное поведение без зазора. Этот эффект можно наблюдать во внеплоскостном магнитосопротивлении. Наличие нулевого уровня Ландау является характерной чертой бесщелевой системы. Эффект вырождения Ландау, пропорциональный напряженности магнитного поля, приводит к большому отрицательному магнитосопротивлению.

α-(BEDT-TTF) 2 I 3 дает нам испытательный полигон для нового типа квазичастиц – безмассовых дираковских фермионов с анизотропной фермиевской скоростью. Параметр анизотропного конуса Дирака можно исследовать с помощью аналитической формулы для отрицательного внеплоскостного магнитосопротивления (рис. 8) Моринари и др. [31] и/или формулы для плоскостного магнитосопротивления (рис. 6) Гербига. и др. [32].

Рис. 3 (а) Зонная структура и (б) энергетические контуры вблизи точки контакта. Они рассчитаны с использованием параметров для p =0,6 ГПа в [4]. Обратите внимание, что начало осей берется в точке контакта. (Из [6].)

Данные, нанесенные черными точками, представляют собой эффективную плотность носителей ( n эфф ) и подвижность (μ эфф ), оцененные по коэффициенту Холла и проводимости.Подвижность магнитосопротивления (μ M ) от 77 до 2 К показана квадратами □. Предполагая, что это простейшая двумерная система, мы можем разделить подвижность электронов (μ e ) и дырок (μ h ) из уравнений 2 e ·μ h . Реальная плотность ( n : синие треугольники) электронов и дырок, с другой стороны, рассчитывается как . (Из [6].)

Рис. 5 Температурная зависимость поверхностного сопротивления ( R S ). Обратите внимание, что данные включают систематическую ошибку в пределах 2, которая в основном возникает из-за сложности точного измерения размеров образца.На рисунке также нанесена температурная зависимость плотности носителей на слой ( n S ). (Из [6].)

Рис. 6 (а) Зависимость сопротивления от температуры в магнитном поле до 15 Тл. (б) Зависимость сопротивления от магнитного поля до 0.5 К. На вставке показана область слабого поля ниже 1 Тл. (Из [5].)

Рис. 7 Схематическая диаграмма границ между состояниями ‘ низкоомное ‘, ‘ среднеомное ‘ и ‘ высокоомное ‘ в плоскости B T .

Рис. 8 Зависимость межслоевого сопротивления от магнитного поля при давлении около 1.7 ГПа при 4 К. Что касается отрицательного магнитосопротивления в полях выше 0,5 Тл, то данные аппроксимировались формулой сплошная линия), где B 0 =0,7 Тл.

Плавающий проводник — дополнительная документация SIMION 2020

Плавающий проводник — это проводник, который не имеет известного потенциала. подключением к электрическому заземлению или источнику питания.Скорее он изолирован (изолирован) от этих источников напряжения. Как проводник, он все еще имеет некоторый постоянный потенциал по всей поверхности, но вы можете не знать априори, какова эта потенциальная ценность. Этот потенциал не фиксируется на известном значении а скорее зависит от окружающих потенциалы или поле, как обычно рассчитываются по уравнению Лапласа (процесс SIMION Refine), который циклически зависит снова от потенциала плавающего проводник. Однако что вы знаете или должны знать о плавающий проводник — это полный заряд Q на нем (возможно, нулевой).Полный заряд плавающего проводника останется постоянным, если он электрически изолирован от всех источников заряда, например, если он удерживается на месте идеальным изолятором и отсутствием пучка заряженных частиц попадает в него.

Существует как минимум два способа расчета полей с плавающими проводниками в SIMION. В SIMION 8.1.1.0 или выше, который поддерживает диэлектрики, Плавающие проводники можно рассматривать как диэлектрический материал с большой (почти бесконечной) диэлектрическая постоянная. Другой способ, и единственный способ в ранних версиях, — установить поверхности на два произвольных потенциала, применить закон Гаусса, чтобы определить заряд на проводника при каждом потенциале, а затем найти потенциал, необходимый для генерировать необходимый заряд.Эти методы описаны ниже.

Примечание

Эта страница представляет собой сокращенную версию полной «Дополнительной документации» SIMION (файл справки). Следующие дополнительные разделы можно найти в полной версии этой страницы, доступной через меню «Справка > Дополнительная документация» в SIMION 8.1.1 или выше:

Моделирование с помощью стандартного решателя Лапласа

Процесс уточнения SIMION до версии 8.1.1.0 напрямую не обеспечивает Спецификация плавающих проводников. Однако, в SIMION все еще есть способ сделать этот расчет, по крайней мере, с тех пор версия 6.0:

  1. Смоделируйте систему с помощью массива потенциалов быстрой настройки (файл PA#). Сделайте плавающий проводник отдельным электродом быстрой регулировки.
  2. Уточнить PA.
  3. Быстро настройте неплавающие проводники на 0 В, а плавающие проводники на 1 В. Сохраните файл PA0 и рассчитайте общий заряд Q1 плавающего проводника при этих условиях, как описано в разделе «Расчет заряда и емкости».
  4. Повторите шаг № 3, но быстро отрегулируйте неплавающие проводники до соответствующих значений, а плавающий проводник — до 0 В.Рассчитанный общий заряд теперь будет называться Q2.
  5. Затем правильный потенциал Vf на плавающем проводнике находится путем решения Vf * Q1 + (1 В) * Q2 = Q. Это прямой результат закона Гаусса, учитывая, что фактическое поле представляет собой некоторую (неизвестную) линейную комбинацию двух вышеприведенные случаи (т. е. принцип суперпозиции или быстрая настройка SIMION). (*2) Быстро настройте плавающий проводник на этот потенциал.
  6. В качестве дополнительной проверки можно повторить расчет общего заряда с конечными потенциалами, чтобы убедиться, что общий заряд плавающего проводника соответствует ожидаемому.

Это продемонстрировано в SIMION. Пример: gauss_law в SIMION 8.0 (и еще более упрощенный в 8.1). Раньше было версия этого в SL Toolkit (до выпуска 8.0).

Пример показан на рис. 1. Это двухмерный планарный система параллельных пластин с плавающим проводником нулевого заряда посередине под углом 45 градусов. Параллельные пластины при 0 В и 1 В, и только по симметрии мы предсказываем плавающую провод должен быть на 0,5В.

Рис.59 Рисунок 1 : Настройка PA в Modify.

На самом деле с помощью программы «обгон» по периметру box2d(20,20, 80,80) получаем результаты интегрирования Q1 = 3,3517E-14 и Q2 = -1,6684E-14, а мы уже знаем, что Q = 0. Тогда решение линейного уравнения дает Qf = 0,498 В, примерно так, как мы ожидать. Результирующие потенциальные контуры с плавающим проводника, быстро адаптированного к этому напряжению, показаны на рис. 2.

Рис. 60 Рис. 2 : Просмотр потенциальных горизонталей в режиме просмотра.Примечание: существует тип вертикального симметрия по полю, так как заряд плавающего проводника (в центре) равен нулю.

Прочие примечания

Одно практическое замечание от Марка [*1] – при работе с заряженными частицы, плавающие поверхности проводника будут собирать частицы испускаемый источником. Этот захват заряда изменяет потенциал очень быстро, пока луч полностью не отразится. В большинстве случаев плавающий проводник, наконец, достигнет потенциала, близкого к потенциал источника излучения.В электростатических оптических системах следует помнить о захвате заряда на изолирующих поверхностях. Поэтому изолятор должен быть как можно дальше от оптики. «активные» элементы.

Также отмечено Франком [*2] — аналогичный подход использовался в моделирования магнитных экранов в SIMION. Для мю -> бесконечность материалов ( «мю-металлы» ), магнитный потенциал на поверхности постоянен. Так Подход SIMION к магнитным полям вполне естественен , если вы знаете какой потенциал поставить на ПА.Используя ту же логику выше, один можно задать потенциал так, чтобы интеграл Гаусса вокруг экрана PA равно нулю, и это единственный выбор, удовлетворяющий div B = 0,

.

Победители этапа 1 в области производства кабельных проводников

В пятницу, 8 октября 2021 г., подразделение по производству передовых материалов Министерства энергетики объявило победителей премии в области производства кабельных проводников. Чтобы побороться за этот приз, группы исследователей представили свои планы по разработке улучшенных электрических проводников для энергетических приложений в ближайшем будущем.Исследователи из лаборатории Паскуали-Ирвина в Университете Райса объединили усилия с DexMat и приняли участие в этом конкурсе под названием «Чистые углеродные проводники», предложив целенаправленные усилия по разработке проводников из углеродных нанотрубок с улучшенной проводимостью. Рады сообщить, что мы вошли в число десяти команд-победителей!

Недавнее исследование Университета Райса предполагает, что целенаправленные усилия по повышению проводимости волокна из УНТ могут привести к созданию проводников из УНТ с электропроводностью более 112% IACS (т.э., 112% проводимости меди при комнатной температуре) в ближайшие 5-10 лет. Кроме того, эти УНТ могут быть синтезированы с нулевыми выбросами парниковых газов посредством пиролиза метана с получением водородного топлива в качестве побочного продукта. DexMat предлагает недорогой, масштабируемый метод производства проводников из УНТ в жидкой фазе, и, сотрудничая с Университетом Райса, чтобы сознательно сосредоточиться на повышении электропроводности, мы верим, что команда Clean Carbon Conductors сможет однажды производить пряжу из УНТ с > 65 MS. /м Электропроводность.

Ниже вы можете посмотреть видео, которое мы прислали вместе с заявкой нашей команды на конкурс; в нем подчеркивается наш предложенный план по увеличению проводимости материалов CNT при работе в направлении энергии будущего с нулевым выбросом углерода!

Пожалуйста, следите за обновлениями, чтобы увидеть наш прогресс в испытании «Сделано в Америке», поскольку мы переходим ко второму этапу конкурса!

Приз по производству кабельных проводников возглавляет Управление передовых технологий Министерства энергетики США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии.Посетите страницу CABLE Prize на веб-сайте American-Made Challenges, чтобы узнать больше.

 

 

Электрический потенциал внутри проводника A равен нулю класс 12 по физике CBSE

Подсказка: Электростатическое поле внутри проводника равно нулю, поскольку заряды находятся только на поверхности проводника. Поскольку электростатическое поле определяется как отрицательный градиент электростатического потенциала, мы можем легко определить потенциал внутри проводника.

Используемая формула:
— Электростатическое поле определяется как, $E = — \dfrac{{dV}}{{dr}}$, где $V$ — электростатический потенциал, а $r$ — расстояние от заряда .

Полное пошаговое решение:
Шаг 1: На основании значения электрического поля $E$ определите электрический потенциал $V$ внутри проводника.
Проводник имеет бесплатные заряды. Но заряды будут распределяться так, что внутри проводника заряда не будет.Так как электрическое поле требует наличия заряда, электрическое поле внутри проводника будет равно нулю, т.е. $E = 0$ .

Теперь электростатическое поле можно выразить как $E = — \dfrac{{dV}}{{dr}}$ .

Внутри проводника имеем $E = — \dfrac{{dV}}{{dr}} = 0$

$ \Rightarrow V = {\text{constant}}$

Таким образом, электрический потенциал будет постоянным внутри проводника.

Таким образом, правильный вариант C.

Дополнительная информация: Применение нулевого электрического поля внутри проводника является электростатическим экранированием.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.