Виды соединения проводников

При решении задач принято преобразовывать схему, так, чтобы она была как можно проще. Для этого применяют эквивалентные преобразования. Эквивалентными называют такие преобразования части схемы электрической цепи, при которых токи и напряжения в не преобразованной её части остаются неизменными.

Существует четыре основных вида соединения проводников: последовательное, параллельное, смешанное и мостовое.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – это такое соединение, при котором сила тока на всем участке цепи одинакова. Ярким примером последовательного соединения является старая елочная гирлянда. Там лампочки подключены последовательно, друг за другом. Теперь представьте, одна лампочка перегорает, цепь нарушена и остальные лампочки гаснут. Выход из строя одного элемента, ведет за собой отключение всех остальных, это является существенным недостатком последовательного соединения.

При последовательном соединении сопротивления элементов суммируются. 

Параллельное соединение

Параллельное соединение – это соединение, при котором напряжение на концах участка цепи одинаково. Параллельное соединение наиболее распространено, в основном потому, что все элементы находятся под одним напряжением, сила тока распределена по-разному и при выходе одного из элементов все остальные продолжают свою работу.

При параллельном соединении эквивалентное сопротивление находится как:

В случае двух параллельно соединенных резисторов

В случае трех параллельно подключенных резисторов:

Смешанное соединение

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Сначала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного участка цепи, а затем прибавим к нему оставшееся сопротивление R₃. Следует понимать, что после преобразования эквивалентное сопротивление R₁R₂ и резистор R₃, соединены последовательно.

 

Итак, остается самое интересное и самое сложное соединение проводников.

Мостовая схема

Мостовая схема соединения представлена на рисунке ниже.

Для того чтобы свернуть мостовую схему, один из треугольников моста, заменяют эквивалентной звездой.

И находят сопротивления R₁, R₂ и R₃. 

Затем находят общее эквивалентное сопротивление, учитывая, что резисторы R₃,R₄ и R₅,R₂ соединены между друг другом последовательно, а в парах параллельно. 

На этом всё! Примеры расчета сопротивления цепей тут.

Просмотров: 19300

Соединение проводников — ElectrikTop.ru

Ни одну электрическую схему нельзя построить без узловых точек, в которых проводники объединяются, прерываются или подключаются к источникам ЭДС или конечным потребителям. Физически они исполняются в виде клеммных, распределительных или распаечных коробок. Сегодня мы расскажем вам о том, как соединить провода в распределительной коробке в соответствии с ПЭУ, ведь этот вопрос далеко не праздный – из-за неисправных контактов в электропроводке происходит подавляющее большинство пожаров.

Почему греются контакты

Каким бы надежным внешне не казалось соединение электрических проводов, оно всегда будет местом физического разрыва и, как следствие, изменения величины сопротивления, величина которого в зависимости от размеров вычисляется по формуле:

R = p * l / S

Величина p – коэффициент удельного сопротивления для определенного материала, для алюминия он равен 2,8, а для меди – 1,7*10². Литера l – это длина проводника, а S – его сечение. Суммарная площадь соприкосновения проводников и есть их сечение в месте разрыва.

Количество тепла, выделяемое при прохождении тока через проводник, исчисляется по формуле Джоуля –Ленца:

Q = R * I²

Из нее ясно, что чем менее плотно соединяются проводники, тем больше сопротивление места их контакта и количество выделяемого тепла. При этом соединение алюминиевых проводов будет греться больше медных при прочих равных условиях – площади соприкосновения и силе тока. А контакт разнородных металлов усугубит положение из-за возникновения эффекта термохимической пары.

Поэтому при соединении проводов надо стремиться сделать как можно большей площадь их соприкосновения и избегать контакта алюминия с медью. Обратите внимание, что сила сжатия решающего значения не имеет.

Способы соединения проводников

Какие способы соединения проводов существуют? Принципиально их всего три:

1. Механическая скрутка.
2. Соединение металлом-посредником – пайка, сварка.
3. Механический обжим – непосредственной деформацией, а также усилием, которое создается метрической резьбой или пружиной.

Скрутил и забыл?

Скрутка проводов – простейший и наиболее широко распространенный способ их соединения. Однако правилами эксплуатации электроустановок он не признается легитимным. И даже не упоминается в них. Причина этого не в малой механической прочности, а в способности самопроизвольно ослабляться из-за вибрации, которую порождает переменный ток. Пятьдесят колебаний в секунду способны за несколько лет расшатать что угодно. Это как вода, которая точит камень. И чем больше сила тока, тем процесс идет быстрее.

Поэтому этот способ категорически не рекомендуется использовать в клеммных коробках, через которые подается напряжение на потребителей, мощность которых более 2 кВт – стиральные машины, электродвигатели и нагревательные приборы. Но он вполне приемлем для осветительных линий, поскольку площадь контакта довольно большая.

Практические недостатки:

• Требуется зачистка провода на значительную – 5-6 см длину.
• Очень сложно скрутить более трех жил.
• Соединение разнородных (как по физическим размерам, так и по химическому составу) материалов остается неплотным независимо от прилагаемых усилий.
• То же самое можно сказать про многожильные электрические шнуры.
• В распределительных коробках трудно разместить более трех скруток. Они укладываются вплотную друг к другу. Поэтому лучше использовать матерчатую изоляцию, которая не плавится.

Пайка и сварка

Фактически являются способом улучшения качеств скрутки, они предотвращают ее ослабление.

О том, как паять провода, написаны целые трактаты, вряд ли есть смысл дублировать их здесь. Однако стоит отметить, что в силовых цепях место спайки должно быть продолжительным – не менее 1 сантиметра. Припой имеет свойство молекулярной адгезии к материалам, на который он наносится, поэтому прочность соединения равна сопротивлению олова на разрыв. Однако это правило верно лишь при температуре не более 20 ⁰

С. По мере приближения к точке плавления олова она ослабляется. Поэтому этот способ лучше не применять в цепях с токами свыше 25 ампер.

Сварка производится специальным аппаратом с угольным электродом, имеющим углубление на конце. В результате на конце скрутки появляется шарик расплавленного материала.

Соединение получается надежным, но неразборным. Изолируется оно как обычная скрутка – диэлектрической лентой (на пластиковой или матерчатой основе), а также пластиковыми термоусадочными трубками.

Механический обжим

Пучок из 4-5 проводников одного диаметра надежно соединяется с помощью металлической гильзы или обрезка трубки. Чтобы ее смять, используются специализированные клещи для обжима проводов. Но не будет большой беды, если вы используете обычные пассатижи – их губки, а не секатор у основания шарнира. Длина трубки 2-3 см, обжать лучше по всей длине. Сила деформации должна быть дозирована, иначе вы перекусите провода. Трубка изолируется таким же способом, что и скрутка.

 

В магазинах электротоваров можно приобрести наконечники для проводов под опрессовку. Они используются для одинарных жил, которые в последующем будут крепиться на клеммные линейки. Состоят из деформируемой части (трубки, ушек) и наконечника, который может быть круглым или плоским (с отверстием, без него или в виде вилки). Опрессовка проводов – это самый надежный способ их соединения, если они многожильные или различаются по сечению. Плоский наконечник значительно увеличивает площадь контакта, его обязательно надо использовать, если токи в цепи превышают 25 ампер. Например, при подключении электродвигателей мощностью более 1,5 кВт.

Соединительные зажимы

Электротехнической промышленностью выпускается несколько серий пружинных зажимов, существенно облегчающих монтаж и соединение проводов – для этого не требуется никакого инструмента.

Зажимы Wago серии 222 имеют зажим-клипсу для каждого контактного гнезда. С их помощью можно соединять провода разного сечения и материала, поскольку непосредственного контакта между собой они не имеют. Производитель гарантирует электрическую прочность соединения при токах до 32 А.

Однако площадь контакта пластины с проводом невелика поэтому лучше ограничиться их применением на маломощных участках электрической схемы. Тем более, что такие клипсы для проводов очень популярны, что провоцирует на массовое производство некачественных подделок.

Колпачки СИЗ (соединительный изолирующий зажим) используются для упрочения скрутки проводов и заменяет пайку или сварку. Они накручиваются сверху, а удержание обеспечивает коническая спиральная пружина с острыми краями. С их помощью очень легко сгруппировать цепи разного назначения по цветам.

Клеммные линейки и шины

Клеммная линейка состоит из диэлектрического основания и ряда металлических контактов (клемм), не имеющих электрического соединения между собой. Клемма может быть плоской, фасонной (уголок) или в виде трубки. На ее концах есть зажимы, основой которых является винт с метрической резьбой.

Во всех распределительных коробках из магазина вы найдете такое приспособление с двумя или тремя клеммами в виде трубки. Они разделены диэлектриком из полиэтилена. Контакт обеспечивается прижимом жилы к трубке винтом. Сечение провода должно точно соответствовать диаметру трубки. Иначе площадь соприкосновения будет мала, и соединение будет греться.

Нередки случаи, когда такая линейка сплавляется в единый комок. Использовать ее для высоконагруженных цепей не стоит. При приложении слишком большого усилия к винту его резьба может быть сорвана, но вы этого не заметите. Как и то, что случайно почти переломили провод. В результате вы получите скрытый неплотный контакт, склонный к перегреву.

Лучшее по качеству соединение дают клеммные линейки с крепежом, имеющим прижимные шайбы. Их основанием является тугоплавкий текстолит или другой подобный диэлектрик.

Если вам требуется запитать от одной фазы несколько независимых линий, то лучше всего использовать сплошные металлические шины с несколькими точками крепежа. Обычно их называют «нулевыми», но это не является препятствием для того, чтобы пропустить по ним электрический ток. Закрепите в распределительной коробке две таких шины на расстоянии 4-5 см друг от друга. К одной подведите фазу, а к другой – ноль. После этого вы сможете без особого труда вывести из этой точки несколько независимых линий.

Такие детали имеют большое сечение и выполнены из латуни, у них малое электрическое сопротивление, в них гасятся любые вихревые и паразитные токи, поэтому они практически не нагреваются. Несколько отверстий и массивный болт для каждого обеспечивают надежный контакт разнокалиберных по сечению и материалу проводников. Если вы не знаете, как соединить медный и алюминиевый провод, то используйте металлическую шину с резьбовым крепежом. Большим плюсом их применения является и то, что изоляция проводов не требуется, их роль играет пространственное расположение шин.

Отнеситесь к соединению проводов при монтаже электрических линий со всей серьезностью. Надежные контакты существенно снижают количество потребляемой электроэнергии и являются залогом пожарной безопасности.

Последовательное и параллельное соединение — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Последовательное соединение проводников. Параллельное соединение проводников.

Последовательное и параллельное соединения в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включённых проводников.

При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же: I=I1=I2=⋯=In{\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}=I_{2}=\cdots =I_{n}} (так как сила тока определяется количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника, и если в цепи нет узлов, то все электроны в ней будут течь по одному проводнику).

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника питания, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: U=U1+U2+⋯+Un{\displaystyle U\mathrm {=} U_{1}+U_{2}+\cdots +U_{n}}.

Резисторы[править | править код]

R=R1+R2+⋯+Rn{\displaystyle R=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}}

Катушка индуктивности[править | править код]

L=L1+L2+⋯+Ln{\displaystyle L=L_{1}+L_{2}+\cdots +L_{n}}

Электрический конденсатор[править | править код]

1C=1C1+1C2+⋯+1Cn{\displaystyle {\frac {1}{C}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_{n}}}}.

Мемристоры[править | править код]

M=M1+M2+⋯+Mn{\displaystyle M=M_{1}+M_{2}+\cdots +M_{n}}

Выключатели[править | править код]

Цепь замкнута, когда замкнуты все выключатели. Цепь разомкнута, когда разомкнут хотя бы один выключатель. (См.также Логическая операция И).

Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил тока в отдельных параллельно соединённых проводниках: I=I1+I2+⋯+In{\displaystyle I\mathrm {=} I_{1}+I_{2}+\cdots +I_{n}}

Напряжение на участках цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U=U1=U2=⋯=Un{\displaystyle U\mathrm {=} U_{1}=U_{2}=\cdots =U_{n}}

Резисторы[править | править код]

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению (то есть общая проводимость 1R{\displaystyle {\frac {1}{R}}} складывается из проводимостей каждого резистора 1Ri{\displaystyle {\frac {1}{R_{i}}}})

Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находится общее (искомое) сопротивление.

Доказательство

Для двух параллельно соединённых резисторов их общее сопротивление равно: R=R1R2R1+R2{\displaystyle R={\frac {R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}}.

Если R1=R2=R3=…=Rn{\displaystyle R_{1}=R_{2}=R_{3}=…=R_{n}}, то общее сопротивление равно: R=R1n{\displaystyle R={\frac {R_{1}}{n}}}.

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление будет меньше наименьшего из сопротивлений.

Катушка индуктивности[править | править код]

1Ltotal=1L1+1L2+⋯+1Ln{\displaystyle {\frac {1}{L_{\mathrm {total} }}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{L_{n}}}}

Электрический конденсатор[править | править код]

Ctotal=C1+C2+⋯+Cn{\displaystyle C_{\mathrm {total} }=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}}.

Мемристоры[править | править код]

Mtotal=M1‖M2‖⋯‖Mn=(M1−1+M2−1+⋯+Mn−1)−1{\displaystyle M_{total}=M_{1}\|M_{2}\|\cdots \|M_{n}=\left(M_{1}^{-1}+M_{2}^{-1}+\cdots +M_{n}^{-1}\right)^{-1}}

Выключатели[править | править код]

Цепь замкнута, когда замкнут хотя бы один из выключателей.

• Батареи гальванических элементов или аккумуляторов, в которых отдельные химические источники тока соединены последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения тока).
• Регулировка мощности электрического устройства, состоящего из нескольких одинаковых потребителей электроэнергии, путём их переключения с параллельного на последовательное соединение. Таким способом регулируется мощность конфорки электрической плиты, состоящей из нескольких спиралей; мощность (скорость движения) электровоза, имеющего несколько тяговых двигателей.
• Делитель напряжения
• Балласт
• Шунт

• Перышкин А. В. Учебник для общеобразовательных учреждений 10 класс. М.: 2011. С.121
• Перышкин А. В. Учебник для общеобразовательных учреждений 8 класс № 42

Способы соединения проводов — 3agorod.ru

Выполняя электромонтажные работы, следует иметь в виду, что от качества соединений проводов во многом зависит надежность всей электросистемы. Соединения нужно выполнять с особой тщательностью, поскольку они входят в число важнейших элементов любой электрической сети.

В тех местах, где проводники касаются друг друга, образуются соединения, по которым возможно прохождение электрического тока. В этих случаях в зонах контакта обязательно будет возникать переходное сопротивление. На его величину могут влиять такие параметры, как фактическая площадь соприкосновения материалов, их свойства, температура и усилие сжатия в области контакта.

Значение переходного сопротивления всегда превышает значение сопротивления при применении сплошного проводника с аналогичными свойствами. Если соединение выполнено некачественно, переходное сопротивление может существенно увеличиться. Качество соединений в ходе эксплуатации, как правило, ухудшается под влиянием различных внутренних и внешних причин. В результате переходное сопротивление может стать слишком большим, что приведет к перегреву проводов и риску возникновения пожара.

Необходимо помнить, что температура является одним из главных факторов, от которых зависит переходное сопротивление. Ток, проходящий через кабель, повышает его температуру, и вследствие этого сопротивление в месте контакта увеличивается. Кроме того, при нагревании контакта контактирующие поверхности начинают активно окисляться, и из-за возникающей оксидной пленки сопротивление еще больше возрастает.

Существуют различные способы выполнения электрических соединений. В каждой конкретной ситуации наиболее предпочтительным считается тот метод, благодаря которому сопротивление в зоне контакта будет минимальным в течение длительного времени. При помощи простого скручивания или обычного наложения проводов крайне сложно добиться качественного контакта. На поверхности проводников имеются микроскопические неровности, поэтому при использовании этих способов провода соприкасаются не всей своей площадью, а лишь отдельными точками. В результате переходное сопротивление в области контакта проводников значительно увеличивается.

Величина переходного сопротивления во многом зависит от того, в каком состоянии находятся контактные поверхности проводов. Чтобы добиться надежного соединения проводников, их поверхности необходимо тщательно зачистить и обработать. Изоляция с жил снимается на необходимую длину при помощи ножа или специального инструмента. Оголенный участок жилы нужно зачистить до блеска наждаком и обезжирить уайт-спиритом или ацетоном. Провод следует разделывать на такую длину, чтобы ее хватило на оконцевание или ответвления, с учетом нюансов того или иного способа соединения.

При обжиме проводников площадь их соприкосновения увеличивается, что дает возможность существенно уменьшить значение переходного контактного сопротивления. Применение обжимных втулок позволяет добиться необходимой степени сжатия проводников. При этом пластические деформации, приводящие к разрушению проводников, будут сведены к минимуму.

В Правилах устройства электроустановок сказано, что соединения, оконцевания и ответвления проводников следует производить следующими способами: опрессовка, пайка, сварка или при помощи болтового и винтового зажима. Чтобы переходное контактное соединение в таких соединениях было стабильно низким, при выполнении монтажных работ необходимо пользоваться соответствующими материалами и инструментами. Такой метод соединения, как скрутка, в данных Правилах не упоминается. Однако, по мнению многих опытных электриков, при условии правильного выполнения скрутка позволяет добиться качественного и надежного соединения с низким переходным сопротивлением. Таким образом, качественная скрутка может считаться одним из этапов соединения проводников методом сварки, пайки или СИЗ.

У каждого из вышеперечисленных способов соединения есть свои плюсы и минусы. Необходимо заранее решить, каким способом будут производиться соединения, и подобрать соответствующие инструменты, оборудование и материалы. Соединяя фазные, нулевые и заземляющие провода, следует обращать внимание на цвета изоляционного покрытия. Как правило, красный или коричневый цвет изоляции соответствует «фазе», голубой или синий – «нулю», а желто-зеленый – «земле».

При непосредственном контакте меди и алюминия происходит образование гальванической пары. В результате последующей электрохимической реакции начинается постепенное разрушение алюминия. Именно поэтому алюминиевые и медные провода обязательно должны соединяться между собой посредством болтовых приспособлений или специальных клеммников.

Сварка проводов

Самый долговечный, монолитный и качественный контакт получается при соединении проводов сваркой. С течением времени разрушаются даже паяные соединения, поскольку на границе между металлом проводов и более рыхлым припоем неизбежно возникает повышенное переходное сопротивление. В случае со сваркой ситуация другая: соединение состоит из монолитного однородного металла, и значение переходного сопротивления в месте контакта получается минимальным. Кроме того, сварные соединения отличаются повышенной прочностью.

Сварка электропроводов обычно происходит при помощи специальных инверторных мини-аппаратов. Они легки и компактны, поэтому мастер при необходимости (например, находясь на стремянке) может работать, повесив такой аппарат на плечо. При сварке проводников применяют электроды из графита, покрытые медным составом. Благодаря сравнительно низкой температуре и небольшой силе тока процесс сварки не сопровождается брызгами раскаленного металла и слепящей дугой. В этих условиях меры безопасности упрощаются, а электромонтажник может работать не в маске, а в защитных очках. Перед сваркой провода зачищают и скручивают, а после окончания процесса на остывшее соединение надевают термоусадочную трубку или наматывают изоляционную ленту.  

Пайка проводов

При пайке металлические провода соединяются между собой третьим, более легкоплавким металлом. Этот способ проще и доступнее, чем сварка, поскольку он не столь пожароопасен и им можно пользоваться, не обладая профессиональными навыками и специальным оборудованием. Несмотря на то, что перед пайкой металл зачищается, его поверхность вскоре может вновь покрыться оксидной пленкой. Чтобы этого избежать, после зачистки оголенную часть провода обрабатывают флюсом, который улучшает текучесть припоя и повышает качество пайки.

В процессе пайки концы проводов разогреваются и покрываются припоем – сплавом свинца и олова. Застывшее соединение получается неразъемным, прочным и характеризуется высокой электропроводностью. Чтобы качественно пропаять контактное соединение, его тщательно залуживают, а после этого скручивают и обжимают. Для получения качественного пропаянного контакта следует, прежде всего, позаботиться о правильности выполнения скрутки. На ровной поверхности пайки не должно быть наплывов, загрязнений и пор.

Основной инструмент для осуществления пайки – паяльник. Выполняя электромонтаж в быту, вполне можно обойтись обычным стержневым паяльником мощностью до 40 Вт, в котором установлен терморегулятор или регулятор мощности. Медные жилы небольшого сечения перед пайкой обрабатывают канифолью со спиртом или паяют припоем с канифолью внутри. На готовое спаянное соединение надевается термоусадочная трубка или наносится несколько слоев изоленты.

Среди опытных электромонтажников распространен следующий, довольно остроумный метод пайки. В стержне паяльника просверливают отверстие диаметром 6-8 мм на глубину до 30 мм и заливают в него припой. Разогретый паяльник становится лудильной мини-ванночкой для быстрой и качественной пайки нескольких соединений. Перед пайкой в «ванночку» добавляется канифоль, а затем туда же погружается скрученное соединение.

Клеммники

Еще один популярный способ соединения проводников состоит в применении клеммников. Надежное соединение в данном случае достигается путем затягивания болта или винта. Основные преимущества этого способа – надежность и возможность разъединения контакта. Существует две категории клеммников – соединительные и проходные.

При помощи соединительного клеммника можно соединить между собой несколько одноименных проводов. Как правило, эта разновидность клеммников применяется в распределительных щитах и коробках. Используя проходной клеммник, можно создать несколько надежных соединений в ограниченном пространстве. Такой вид соединения удобен при сращивании проводов, подключении светильников и других электроприборов.

Чтобы получить надежное соединение проводов, состоящих из многопроволочных жил, с клеммниками часто используют различные виды специальных наконечников. Их крепят к проводам при помощи опрессовки или пайки. Винтовые клеммники нежелательно применять для соединения алюминиевых проводов, поскольку мягкий металл при затяжке винтами деформируется, а это снижает качество контакта.

В последние годы все чаще соединение проводов производится при помощи самозажимных клеммников различных видов. Сечение проводов, которые можно соединять такими устройствами, не должно превышать 2,5 кв.мм. Таким образом, они подходят для применения в электрических цепях с максимальной нагрузкой 5 КВт. Каждый клеммник может быть использован для одновременного соединения восьми проводов, однако его габариты больше, чем у скрутки, поэтому его не всегда бывает удобно разместить в ограниченном пространстве.

Клеммники крепятся к поверхности винтами или монтируются на рейку. Сам процесс монтажа с использованием самозажимного клеммника предельно прост: конец провода следует зачистить и вставить в гнездо, где он зафиксируется при помощи пружины. Недостаток данного вида соединения состоит в слишком малой площади эффективного контакта. При большой силе тока пружины нагреваются и становятся менее упругими, поэтому эти приспособления подходят лишь для сетей с небольшими нагрузками.

В некоторых конструкциях клеммников проводник фиксируется специальным рычажком. Такие устройства легко разбираются и обеспечивают хорошее прижимание и качественный контакт проводов.

Колпачки СИЗ

Не менее популярны и такие приспособления для стыковки проводников, как СИЗы (соединительные изолирующие зажимы). Данное устройство состоит из пластикового корпуса с конической пружиной внутри. Концы соединяемых проводов (длиной по 10-15 мм) зачищаются и складываются в общий пучок, на который до упора накручивается зажим. Надежный контакт обеспечивается пружиной, обжимающей провода.

Для правильного и надежного соединения необходимо подобрать колпачок соответствующего номинала. СИЗы разных цветов удобно применять для обозначения «земли», «фазы» и «нуля». Зажимы не рассчитаны на большие нагрузки, однако они не нуждаются в дополнительной изоляции и существенно ускоряют процесс монтажа.

Опрессовка проводов

Применение данного способа обеспечивает высокое качество соединения проводников. Гильзы, которые используются при опрессовке, подвергаются местному вдавливанию или сплошному обжатию. Благодаря этому между жилами кабеля и стенками гильзы возникает надежный электрический контакт. При сплошном обжатии гильза, как правило, приобретает шестигранную форму.

Чтобы правильно выполнить соединение опрессовкой, следует подобрать специальную медную гильзу подходящей длины и диаметра. В случае необходимости вместо гильзы можно воспользоваться обычной трубкой из меди. Зачищенные концы проводов нужно соединить в пучки и опрессовать. Готовое неразъемное соединение защищается при помощи термоусадочной трубки или изоленты.

Чтобы уменьшить трение и обезопасить медные провода от повреждения, перед опрессовкой на них желательно нанести густую смазку на основе вазелина. Если соблюдать технологию, вся смазка будет выдавлена из зоны контакта и заполнит оставшиеся пустоты, поэтому ее присутствие никак не повлияет на переходное сопротивление.

Распространенным инструментом для опрессовки являются пресс-клещи в комплекте с матрицами и пуансонами. Матрица представляет собой неподвижную скобу, которая противостоит давлению гильзы. Пуансоном называется подвижная часть пресс-клещей, с помощью которой гильза подвергается местному вдавливанию. При работе с различными сечениями проводов можно пользоваться регулируемыми или сменными пуансонами и матрицами. Для монтажа в домашних условиях вполне достаточно небольших пресс-клещей с фигурными губками.

• Электробезопасность

  Наличие электрического тока невозможно определить без непосредственного прикосновения к токоведущему проводнику или без специальной техники. Это объясняется тем, что электричество не имеет ни цвета, ни запаха. Одновременно с этим, воздействие электротока на человеческий организм может быть смертельно опасным.

• Монтаж электроустановочных устройств

  Для того чтобы эксплуатация электроустановочных устройств была безопасной их нужно правильно устанавливать. В случае с наружной проводкой вся проводка, подходящая к розеткам и выключателям, должна прокладываться по негорючему основанию. Если проводка скрытая, то эти изделия устанавливаются в специальную коробку, выполненную

• Монтаж проводки в частном доме

  Для измерения таких величин, как мощность, напряжение и сила тока используются электроизмерительные щипцы. Они применяются в тех случаях, если проводник покрыт изоляцией и не имеет разрывов. Инструмент работает на основе принципа

• Инструменты электрика

  Подготовительный этап работ завершен, сделаны все необходимые расчеты. Теперь можно заняться подбором материалов, инструментов и устройств, которые будут применяться в дальнейшей работе – выключателей, розеток, проводов, защитных устройств и многого другого. Помимо этого, необходимо решить

Конспект «Закон Ома. Соединение проводников»

«Закон Ома для участка цепи.
Соединение проводников»

---

---

В предыдущем конспекте «Электрическое сопротивление» был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать: I = U/R. Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

Закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Два основных типа соединения проводников: последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде.  При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I₁ = I₂ = I.

Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений: R₁ + R₂ = R. Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U₁ = I*R₁, U₂ = I*R₂. В таком случае общее напряжение равно U = I (R₁ + R₂). Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике: U = U₁ + U₂.

Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

Для последовательного соединения проводников справедливы законы: 

1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Параллельное соединение проводников

Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U₁ = U₂ = U.

При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I = I₁ + I₂.

В соответствии с законом Ома   I = U/R,   I₁ = U₁/R₁,   I₂ = U₂/R₂. Отсюда следует: U/R = U₁/R₁ + U₂/R₂, U = U₁ = U₂,  1/R = 1/R₁ + 1/R₂  Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г, то их общее сопротивление равно: R = г/2. Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

Для параллельного соединения проводников справедливы законы:

1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Смешанное соединение проводников

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Существует и 4-й вид соединения проводников — мостовое, которое является самым сложным.

---

---

---

Конспект урока по физике в 8 классе «Закон Ома. Соединение проводников».

Следующая тема: «Работа и мощность электрического тока».

 

Способы соединения проводов и кабелей в электрике

Способы соединения проводов и кабелей

Содержание статьи

Еще не так давно основным способом соединения электрических проводов была скрутка, которая не отличалась надежностью и долговечностью в использовании. К тому же, при работе с алюминиевым и медным проводом, скрутка остается одним из самых небезопасных способов соединения.

Имея различное сопротивление, медный и алюминиевый провод при скрутке сильно нагревается, что грозит возникновением пожара. Кроме того, медь и алюминий быстро окисляются, поэтому назвать скрутку долговечным и безопасным соединением, нельзя.

Да и к тому же, на сегодняшнее время существуют более современные способы соединения электрических проводов. В магазинах и на рынке можно приобрести специальные быстрозажимные клеммы для соединения кабелей, ну а можно использовать и другие, не менее популярные варианты. О том, какие виды соединения проводов бывают, и какие из них самые безопасные, читайте в строительном журнале samastroyka.ru.

Способы соединения проводов и кабелей

На сегодняшнее время существует достаточно много способов соединить провода вместе. Можно обеспечить достаточно надежное соединение и кабелям из различных металлов, например, из алюминия и меди. Рассмотрим самые популярные виды соединения кабелей и проводов, которые успешно применяются как профессиональными электриками, так и обычными мастерами.

Пайка — пожалуй, один из самых надежных и безопасных способов соединения проводов в электрике. Пайка обеспечивает максимально устойчивое соединение, сопротивление которого близко к сопротивлению проводников. Вследствие этого, место пайки практически не нагревается, оно обеспечивает хороший контакт и отличную электропроводность. К сожалению, пайка проводов возможно не во всех случаях, и тогда приходится прибегать к различным другим способам соединения электрических кабелей.

Клеммы — клеммное соединение проводов считается одним из самых современных на сегодняшний день. Это очень простой, но эффективный способ соединить два провода вместе, зажав их специальным зажимом или болтами в корпусе клеммы. Диаметр клеммной колодки может быть различным, поэтому её, как правило, хватает с лихвой для осуществления стандартных мероприятий связанных с монтажом электропроводки.

Следует заметить, что существуют различные виды клемм для соединения проводов. Особой популярностью пользуются самозажимные клеммники WAGO. Они дают возможность быстрого соединения кабелей сечением до 3 мм², выдерживая при этом, достаточно большие токи, до 24 А. Это самый быстрой способ соединения проводов и кабелей, который получил сегодня наибольшее применение в электрике.

Болтовое соединение проводов

Простой и эффективный способ соединить два провода, причем они могут быть выполнены из разных металлов, меди и алюминия, например. При болтовом соединении проводов, место контакта не нагревается, не окисляется, и не поддаётся коррозии, если оно надежно защищено от внешних отрицательных факторов.

Чтобы соединить два провода данным способом, потребуется всего один болт, четыре шайбы и две гайки. Провода, чтобы они не соприкасались и не окислялись, во время болтового соединения разделяются шайбами. В конце, чтобы укрепить и увеличить надежность, соединение притягивается двумя гайками, одна из которой служит в качестве контргайки от раскручивания.

Как соединить алюминиевый и медный провод

Скрутку при соединении алюминиевого и медного провода использовать не рекомендуется по целому ряду серьезных причин. Во-первых, такое соединение будет сильно нагреваться, что грозит возгоранием, во-вторых, оно будет окисляться, что в итоге приведёт к потере контакта.

Для соединения алюминиевых проводов с медными, наилучшим вариантом считаются клеммы, зажимы или рассмотренный выше, болтовой способ соединения. При этом существует одно главное правило, медный и алюминиевый кабель, не должны соприкасаться в процессе эксплуатации: для этих целей, как раз и служит болт, клемма или другое приспособление.

Не менее эффективно себя показали в работе при соединении медных и алюминиевых проводов вместе — обжимные гильзы. Причем их можно сделать и своими руками, например из кондиционерных трубок. Обрезав трубки, длиной по 3-5 см, в них вставляют с двух сторон зачищенные концы проводов, после чего они обжимаются с помощью пассатижей.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Виды соединения проводов: плюсы и минусы

Каким способом соединить провода?

Виды соединений проводов мы рассматривали уже не раз, но вновь и вновь возвращаемся к этому вопросу. Ведь именно качественные контактные соединения являются залогом надежной работы любой электрической сети, а сами электрики частенько называют электротехнику наукой о контактных соединениях. Поэтому в нашей статье мы рассмотрим все возможные варианты соединения проводов, их особенности, преимущества и недостатки.

Соединение проводов типа скрутка

Одним из самых распространенных соединений является обычная скрутка проводов. Это не удивительно, ведь для ее реализации не надо никаких особых приспособлений или инструментов. Некоторые даже умудряются ее выполнить просто своими руками.

Варианты соединения проводов способом скрутки

• На данный момент существует богатое разнообразие типов скруток для самых различных вариантов проводов. Скруткой соединяют между собой одножильные провода, соединяют многожильные провода и даже одножильные с многожильными. Скруткой можно выполнить любое соединение, но вот только встает вопрос качества такого соединения.
• Проконтролировать его практически невозможно. Ведь тут крайне важно усилие, которое действует между проводами после такого соединения. А нормировать его практически невозможно, так как для разных по материалу, сечению и типу изготовления проводов оно должно быть различным. Да и поведение таких соединений в процессе эксплуатации определить сложно.

Скрутка проводов может привести к пожару

• В связи с этим соединения типа скрутка было решено запретить, как недостаточно надежные. Конечно, это не привело к полному исчезновению данного типа соединения проводов, и еще есть немало его приверженцев, но если вы хотите создать действительно качественное соединение, то от скруток лучше отказаться.

Разрешенные способы соединения проводов

Но существует богатое разнообразие соединений, которые не только обеспечивают должную надежность, но и гарантируют свое качество в процессе эксплуатации. Согласно п.2.1.21 ПУЭ допускаются следующие виды соединения проводников — сваривание, опрессовка, пайка или сжимы. Сжимы могут быть винтовыми или болтовыми. Давайте рассмотрим каждый из этих видов соединений отдельно.

Из этого видео Вы узнаете о способах соединения проводов.

Сварка проводов

Одним из лучших вариантов в плане надежности контактного соединения является сварка проводов. С ее помощью допускается выполнять соединения не только проводов небольшого сечения, но и высоковольтных линий, термических установок и практически любого оборудования.

Сварка проводов

• Для сварки проводов применяют специальные сварочные трансформаторы с напряжением вторичной обмотки от 9 до 36В. Заводские изделия данного типа обычно представлены сварочниками инвентарного типа, которые достаточно легки и просты в обращении. Мощность таких изделий обычно не превышает 800Вт.

Сварочник для проводов

• Но учитывая, что цена таких заводских изделий достаточно высока, можно использовать и самодельный аппарат. Для его создания потребуется лишь трансформатор с соответствующими параметрами.
• Главной особенностью сварочника для проводов является электрод. Он должен быть выполнен из графита. И если в заводских изделиях представлен угольный электрод специальной формы с углублением, то в самодельных изделиях часто используют графитовый стержень от обычной батарейки.

Электроды для сварки проводов

• Вторичный ток сварочного аппарата регулируется в зависимости от типа свариваемых проводов. Обычно он колеблется в пределах 60 А для проводов сечением в 1-1,5 мм² и может достигать значений в 100А и более для проводов сечением в 16 мм².

Процесс сварки проводов

• Сваривать можно любые провода одинакового материала изготовления. А вот выполнить сварку алюминиевого и медного провода у вас вряд ли получится. Это связано с разными температурами плавления у этих металлов.

На фото сварка алюминиевых проводов

• Если вам необходимо сварить медный одножильный и многожильный провод, то эту операцию придется выполнять в два действия. Сначала сваривают между собой жилы многожильного провода, а уже затем происходит сварка одно- и многожильного провода.

Сварка многожильных проводов

• В целом такой вид соединения считается одним из самых надежных и долговечных. Но необходимость специального оборудования, которое нельзя назвать дешевым, сильно тормозит развитие сварочного способа соединения проводов.

Опрессовка проводов

Такие виды соединений проводников, как опрессовка, так же относятся к одним из наиболее качественных. Опрессовкой выполняют соединения проводов небольшого сечения, соединение высоковольтных линий и электрооборудования в термических установках. В отличие от сварки оно более доступно, но также требует наличия специального инструмента.

Кримпер	Обжимной инструмент для опрессовки проводов называется кримпер. Его основная задача сжать специальную прессовочную гильзу с таким усилием, которое обеспечит надежное соединение проводов.  Существует несколько видов кримперов.
Кримпер гидравлический	Прежде всего, кримперы разделяются по способу создания необходимого усилия. Это могут быть ручные или гидравлические устройства. Ручной инструмент обычно применяется для обжимки проводов сечением до 16 мм2. Для проводов большего сечения обычно применяют гидравлический инструмент, способный обеспечить большее усилие сжатия.
Кримпер с набором губок	Для бытового использования обычно применяются ручной инструмент. Он может иметь несколько губок для обжима проводов разного сечения. Обычно таковых до четырех. Более продвинутые модели имеют возможность смены губок под соответствующее сечение провода. Такой вариант более многофункционален. Для такого инструмента крайне желательно, чтобы регулировка могла осуществляться в широком диапазоне сечений.
Опрессовка стык в стык	Также для опрессовки необходимы расходные материалы, которые называются гильзы. Существует два вида гильз: для соединения проводов стык в стык и для соединения методом нахлеста. Большее распространение для соединения проводников небольшого диаметра получили гильзы второго типа.
Гильзы для опрессовки внахлест	Для соединения внахлест существует четыре вида гильз. Это медные, алюминиевые, медно-алюминиевые и изолированные жилы. Из названия в принципе понятны их различия.
Варианты прессовки проводников	Соединять методом опрессовки можно любые провода, любых сечений. Причем возможен вариант соединения алюминиевых проводников с медными. Единственным недостатком такого соединения являете их неразборность. В связи с этим в местах контактных соединений следует обеспечивать достаточный запас провода.

Соединение методом пайки

Следующим вариантом соединения проводников, который допускает инструкция, является пайка. Данный метод применяется преимущественно в низковольтных сетях, для небольших по сечению проводников.

Его применение для соединений высоковольтных линий и в термических установках не допускается. А для соединения силовых проводов не приветствуется в связи с тем, что при больших температурах нагрева данное соединение может потерять свои свойства.

Соединение проводов методом пайки

• Для соединения проводов методом пайки нам не обойтись без паяльника. Много рассказывать о этом устройстве мы не будем, думаю он знаком всем, кто хоть немного знаком с электротехникой.

Паяем провод

• Для пайки проводов нам так же необходим расходный материал – это флюс и припой. В качестве них могут использоваться различные материалы, что отчасти зависит от материала паяемых проводов.

Пайка многожильных проводов

• Процесс пайки не так сложен, но имеет свои особенности. В первую очередь это связано с многожильными проводами, в которых для качественного соединения необходимо обработать флюсом каждый провод по отдельности.  Это значительно усложняет процесс.
• Также свои особенности имеет и пайка алюминиевых проводов. Ведь они покрыты слоем оксида алюминия, который перед пайкой следует удалить. Для этого обычно используют тинол, которым натирают алюминиевый провод, а затем обжигают горелкой, как это показано на видео. Данная манипуляция на незначительное время удаляет оксидную пленку. Но она образуется вновь достаточно быстро, поэтому пайку необходимо выполнять в очень сжатые сроки.

Пайка алюминиевых проводов

• Вообще, главной проблемой пайки является ее длительность. Поэтому при монтаже силовых цепей, когда нам необходимо выполнять десятки соединений применять ее достаточно хлопотно. В то же время такой индивидуальный подход к каждому соединению позволяет создавать контактные соединения высокого качества, что является главным преимуществом пайки.

Сжимные соединения

Наиболее популярными и распространенными являются разнообразные сжимные соединения. Ведь для них не нужен специальный инструмент.

При этом они обеспечивают достаточное качество соединения и, что самое важное, в отличие от всех остальных допустимых методов, являются разборными. То есть их легко можно разобрать и выполнить подключение повторно.

Соединение проводов болтом и гайкой

• Самое простое соединение проводников под один болт выполняется при помощи болта и гайки. Для этого с проводников снимают изоляцию, оборачивают вокруг болта и зажимают гайкой. Для надежности между шляпкой болта и гайкой лучше установить шайбы соответствующего диаметра.
• С помощью такого соединения можно соединять многожильные, одножильные и многожильные с одножильными проводниками одного материала. Для соединения медных и алюминиевых проводов таким способом следует применять специальную смазку, которая препятствует попаданию влаги между проводниками.

Последствия установки стальной шайбы между медным и алюминиевым проводом

Обратите внимание! На некоторых сайтах вы найдете предложение установить между медным и алюминиевым проводом стальную шайбу, которая исключит процесс электролиза между ними. Это так, электролиз между материалами происходить не будет, но вот нагрев в следствии появление в цепи материала с высоким сопротивлением увеличится. И если через такое соединение будут протекать существенные токи, такая шайба вполне может привести к пожару.

Зажимные клеммники

• Но именно болтовое соединение проводов, в последнее время используется все реже, ведь сейчас на рынке представлено богатое разнообразие клеммников самого разнообразного исполнения. Это и винтовые клеммы, и зажимные, и пружинные. Каждый из этих вариантов имеет свои плюсы и минусы, которые мы уже не раз рассматривали в других разделах нашего сайта. Поэтому возвращаться к этому вопросу вновь не имеет никакого смысла.

Винтовые клеммники

• Отдельно отметим только то, что соединения многожильных проводов винтовыми клеммами должны выполняться при помощи специальных наконечников, которые исключают обрыв части жил при зажиме. Либо для этих целей должны использоваться клеммы со специальными плоскими зажимными площадками.

Наконечники для защиты многожильных и алюминиевых проводников

Обратите внимание! При зажиме винтовыми клеммами проводов из алюминия так же следует пользоваться такими наконечниками. Это связано с тем, что алюминий материал достаточно мягкий и при зажиме может просто продавиться.

• Что касается вопроса соединения медных и алюминиевых проводов, то обычно этот вопрос для винтовых клемм не стоит. Ведь они выполняются из латуни, которая препятствует процессу электролиза между этими материалами.

Вывод

Соединения проводов и виды подключения могут применяться самые разные. Главное, чтобы они обеспечивали должный уровень контакта и долговечность.

Поэтому при выборе типа соединения проводов учитывайте не только удобство монтажа, но и условия, в которых предстоит работать соединению. И тогда ваши контакты не доставят вам никаких проблем и через десятки лет.