Автоматический выключатель на работе в вашем доме

Часто не задаваясь вопросом о том, как работает то или иное устройство, мы пытаемся подобрать достаточно сложное оборудование для своей электропроводки. Но хотя бы поверхностно, не вникая в нюансы все же надо представить принцип работы для правильного выбора. Попробуем совсем просто рассказать суть работы автоматического выключателя, и для чего он нужен.

Как работают выключатели

Сеть распределения электроэнергии поставляет электроэнергию от электростанции к вашему дому. Внутри вашего дома электрический заряд движется в большой цепи, состоящей из множества меньших схем. Один конец цепи, фазный (иногда называют горячий) провод, ведет к электростанции. Другой конец, называемый нейтральным проводом , ведет к земле . Поскольку фазный провод подключается к источнику электроэнергии, а нейтральный провод подключается к электрически нейтральному источнику (земля), возникает разница потенциалов или напряжение в цепи - заряд перемещается всякий раз, когда цепь замкнута. Ток называется переменным током , потому что он быстро меняет свое направление.

Сеть распределения электроэнергии обеспечивает электропитание при постоянном значении напряжения 220-240 В (120 и 240 вольт в Соединенных Штатах). Сопротивление (и, следовательно, ток) изменяется в электрической сетке дома, в зависимости от подключаемой нагрузки (подключаемых электроприборов). Различные лампочки и любые электрические приборы обладают определенным сопротивлением, все их вместеназывают  нагрузка . Это сопротивление заставляет работоть прибор. Например, лампочка имеет внутри нить накаливания, которая очень устойчива к протекающему заряду. Заряд должен много работать, чтобы продвигаться в этой электроцепи, нагревает нить, заставляя ее светиться.

При монтаже проводки горячий провод и нейтральный провод не касаются напрямую. Заряд, проходящий через цепь, всегда проходит через прибор, который действует как резистор. Таким образом, электрическое сопротивление в приборах ограничивает, сколько заряда может проходить через цепь (с постоянным напряжением и постоянным сопротивлением, ток также должен быть постоянным). Приборы предназначены для поддержания тока на относительно низком уровне в целях безопасности. Слишком много заряда, протекающего через цепь в определенное время, нагревает провода устройства и проводку здания до небезопасных уровней, что может привести к пожару.

Это обеспечивает бесперебойную работу электрооборудования большую часть времени. Но иногда что-то соединяет фазную проводку непосредственно с нейтральным проводом или что-то еще, ведущее к земле. Например, двигатель вентилятора может перегреться и расплавиться, сжимая фазные и нейтральные провода вместе. Или кто-то может вбить гвоздь в стену , случайно проколов одну из линий электропередач. Когда фазный провод подключается непосредственно к земле, в цепи существует минимальное сопротивление, поэтому напряжение толкает большой заряд через провод. Если это будет продолжаться, провода могут перегреться и возникнет огонь.

Задача автоматического выключателя состоит в том, чтобы отключить цепь, когда текущий скачок превышает безопасный уровень.

Необходимость автоматического выключателя

Автоматический выключатель является абсолютно необходимым устройством в современном мире и одним из наиболее важных механизмов, обеспечивающих безопасность в вашем доме. Всякий раз, когда через электропроводку в здании протекает слишком много тока, эти простые устройства  «вырезают», отключают электроэнергию, пока кто-нибудь не сможет решить возникшую проблему. Без автоматических выключателей (или альтернативных предохранителей) бытовая электроэнергия была бы нецелесообразной из-за высокого потенциала пожаров и другого хаоса, который возникал бы каждый раз в результате простых проблем с электрической проводкой и сбоев оборудования.

Электричество определяется тремя основными атрибутами:

• Напряжение
• Текущий ток
• Сопротивление

Напряжение - это «давление», которое вызывает электрический заряд. Ток - это «поток» зарядов  - скорость, с которой заряд движется через проводник, измеряемый в любой конкретной точке. Проводник обеспечивает определенную степень сопротивления этому потоку, который изменяется в зависимости от состава и размера проводника.

Напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны - вы не можете изменить одно, не меняя другого. Ток равен напряжению, деленному на сопротивление (обычно записывается как I = v / r ). Это делает интуитивно понятным смысл: если вы увеличиваете давление, воздействуя на электрический заряд, или уменьшаете сопротивление – тем больше количество заряда будет протекать по проводникам. И наоборот, если снижаете давление или повышаете сопротивление -  тем меньше заряда будет течь.

Выключатели и предохранители контролируют электрический ток, и  отключают питание, когда уровни тока становятся слишком высокими. Как мы видим, автоматический выключатель - невероятно простое решение потенциально опасной проблемы.

Конструкция выключателя

Простейшим устройством защиты цепи является предохранитель, или плавкий предохранитель. Предохранитель представляет собой тонкий провод, заключенный в корпус, который подключается к цепи. Когда цепь замкнута, весь заряд протекает через провод предохранителя - плавкий предохранитель испытывает тот же ток, что и любая другая точка вдоль схемы. Предохранитель предназначен для разрушения, когда провод в нем нагревается выше определенного уровня допустимого уровня - если ток поднимается слишком высоко, он сжигает провод. Разрушение предохранителя разрывает цепь, прежде чем избыточный ток может повредить проводку здания.

Сложность  с плавкими предохранителями заключается в том, что они работают только один раз. Каждый раз, когда предохранитель сработал - сгорел, его необходимо заменить его новым. Автоматический выключатель делает то же самое, что и предохранитель - он разрывает цепь, как только ток поднимается на небезопасные уровни, но вы можете использовать его снова и снова.

Выключатель состоит из простого переключателя, соединенного с биметаллической пластиной и с электромагнитом. На приведенной ниже фотографии показана типичная конструкция автоматического выключателя.

Фазный провод в цепи соединяется с двумя концами переключателя через внутренний проводник в автоматическом выключателе. Когда переключатель установлен в положение включения, электричество может течь от нижней клеммы, через электромагнит, до подвижного контакта, поперек к неподвижному контакту и к верхней клемме.

Электричество намагничивает электромагнит. Увеличение тока усиливает магнитную силу электромагнита, а уменьшение тока снижает магнетизм. Когда ток переходит на небезопасные уровни, электромагнит уже не может удерживаться взводным мханизмом, что позволяет отключить металлический рычаг, подключенный к рычагу переключения. Все сцепление сдвигаются, наклоняя движущийся контакт от неподвижного контакта, чтобы разрушить, разъединить  контур. Электричество отключается.

Нажмите выключатель, чтобы опять включить переключатель. Если авария устранена, то автоматический выключатель опять нормально включится.

Биметаллическая пластина конструкции работает по тому же принципу, за исключением того, что вместо подачи напряжения на электромагнит, высокий ток нагревает пластину и сгибает тонкую полоску , чтобы убрать, разорвать  контакт.

Вся проводка в доме проходит через центральную панель выключателей в квартирном щитке или в шкафу. Типичная центральная панель включает в себя около дюжины выключателей, ведущих к различным схемам в доме. Одна схема может включать в себя все розетки в гостиной, а другая может включать все нижнее освещение. Более крупные приборы, такие как центральная система кондиционирования или холодильник , обычно находятся в их собственной цепи.

ТОВ ""АСТ-Светотехника"" является официальным партнером компаний Lapp Kabel, ABB, Eaton, Schneider Electric, Legrand и Hager в Украине. Товарные запасы низковольтного оборудования (а также других товаров) этих брендов постоянно поддерживаются на складе Киеве. Оптовым покупателям предоставляются скидки. Заказать и купить низковольтное оборудование и другую продукцию можно по телефонам: (044)593-98-18 или +38 (097)439-63-35