Формула для расчета   I = P / V

Пример.

Допустим, в дачном деревянном доме, состоящем из прихожей, кухни, гостиной, ванной и туалета, а так же холла, двух спален, кабинета, планируется тринадцать светодиодных ламп ≈ по 30 Вт, двадцать розеток. Кроме того, предполагается пользование электро чайником мощностью 1600 Вт, микроволновкой мощностью 1000 Вт, холодильником мощностью 400 Вт. Компьютер 250 и три телевизора по 300 Вт. При таком энергопотреблении к дачному деревянному дому достаточно подвести напряжение 220 В. Считаем потребляемый ток из сети 20,64 А. При подсчете стандартное потребление не превышает 25 Ампер.

• Р = (30*13) + 1600 + 1000 + 400 + 250 + (300*3) = 4540 Вт.
• I = 4540 / 220 ≈ 20,64 + 10% ≈ 22,7 Ампер.

Как правило, в большинстве домов максимальное потребление не доходит до 25 А. Но, если вы предполагаете в дальнейшем пользование дополнительными приборами значительной мощности, можно ориентироваться на 25 А и более.

От этого параметра отталкиваются, когда выбирают необходимые материалы. Но нужно считать с некоторым запасом. То есть при токе потребления 16 А нельзя использовать предохранитель с таким же пороговым значением. Оно должно быть больше, чем расчетное.

Определяем сечение кабеля.

Зная значение силы тока, определяем сечение кабелей. Выбирают провода для деревянного дома, руководствуясь теми же требования, что и для конструкций из других – менее горючих материалов – кирпича, бетона. Если сечение провода не соответствует нагрузкам, возможны короткое замыкание и даже пожар. Так, при расчетном токе 16,5 А и планируемой закрытой разводке необходим кабель сечением минимум 2 кв. мм. Для 25 Ампер – 4 кв. мм. Кабель подбирается в зависимости от групп распределения и в соответствии с планируемой нагрузкой:

• при подключении розеток используется медный – сечением 2,5 кв. мм. Мощность общая не может превышать 4,6 кВт;
• для осветительных приборов берется – сечением 1,5 кв. мм. Мощность группы не может быть больше 3,3 кВт;
• для приборов большой мощности – с сечением 4 кв. мм. Учтите, что приборы с большим уровнем потребления мощности подключаются только в отдельную розетку. Категорически запрещено соединять эту розетку еще с какой-то группой.

Медь или алюминий?

Для деревянного дома настоятельно рекомендуется только медный кабель. И вот почему. У медного кабеля, если сравнивать его с алюминиевым, лучшая проводимость. Медная начинка выдерживает большую нагрузку по сравнению с алюминиевой того же сечения. У медного кабеля большая химическая стойкость, большая механическая прочность. Да и служит он дольше алюминиевого, хотя и стоит подороже.

Кабель для ввода электричества в дом.

Для электропроводки внутри дома подойдет кабель марки ВВГнг(А) или ВВГ– Пнг(А). Буквы ВВГ означают винил, винил, голый. Это говорит о том, что присутствует изоляция на каждом проводнике и есть общий слой изоляции. Голый означает, что он без дополнительной брони. Цифровой код после марки означает количество жил, площадь сечения.

Для ввода электричества по воздуху применяют кабель марки СИП-4 или СИП-2а. Во втором случае в кабеле есть необходимая для заземления несущая нулевая жила. СИП – это кабель с многопроволочными алюминиевыми жилами, которые изолированы светостабилизированным полиэтиленом. Благодаря этому кабель стоек к солнечным лучам. Не страшна ему непогода.

Для ввода кабеля под землей подходят марки ВБбШв или в полиэтиленовой изоляции ПвБШв. Это бронированный медный кабель.

На пальцах. В нашей ситуации внутри дома на освещение пойдет кабель с медной начинкой сечением от 0,75 до 1,5 кв. мм, на розетки, в которые не предусмотрено включение приборов большой мощности, – 2,5 кв. мм, на розетки, рассчитанные для подключения приборов большой мощности, – 4 кв. мм. К дому электричество подводим кабелем СИП-2 с сечением 16 кв. мм.

По этажам или виду?

Всех энергопотребителей условно можно распределить по нескольким группам. Деление произвольное, как удобно вам, например, по этажам дома или по виду энергопотребителей. Так, по виду потребителей это:

• освещение;
• розеточная группа;
• силовая группа, куда относятся стиральная машина, бойлер, котел.

Каждую из них, будь то линия электропроводки осветительных и отдельных групп, групп розеток, необходимо подвести к внутреннему распределительному щитку. Именно с него начинается электроснабжение дома, если вводной распределительный щит расположен на улице.

Без автоматов, УЗО не обойтись

Для группы или розетки нужно предусмотреть отдельный автоматический выключатель. Его мощность должна соответствовать сечению проводящего провода. Делается это, чтобы автоматический выключатель разомкнул цепь раньше, чем начнет тлеть провод и плавиться изоляция. То есть автовыключатель защищает провода, кабели, электроприборы от последствий нештатных ситуаций. Для групп освещения мощность автомата – 10‒16 А, для отдельной группы, а также индивидуальной розетки ‒ 16, 25, 32 А. Количество автоматических выключателей может быть различным.

Можно поделить всю электросеть дома на определенные зоны. Допустим, отдельно выделить зону кухни, ванной или нескольких комнат. Можно поставить автоматы на группы. Например, на все розетки, к которым не предусмотрено подключение бытовых электроприборов большой мощности. Номинальную мощность автоматов рассчитывают по каждой зоне или группе отдельно. Чем меньше номинальная мощность, тем выше безопасность при пользовании бытовой техникой.

На пальцах. В нашей ситуации достаточно поставить два автомата по 16 А отдельно на все розетки, отдельно – на все лампочки и отдельно на розетку, куда будут подключаться приборы большой мощности.

Использование в электропроводке деревянного дома УЗО – устройства защитного отключения – обязательно. УЗО защищают от тока утечки человека и животных. Этот выключатель дифференциального тока мгновенно сработает, когда произошла утечка электрического тока. Чаще всего в домах применяются УЗО с порогом срабатывания не более 30 мА. Во влажных помещениях – 15 или даже меньше – 10 мА. Для групп выключателей и сети освещения – УЗО на 16 мА, на розетки – на 20 мА. Применяются и так называемые противопожарные УЗО. Они срабатывают при токе утечки в 300–500 мА. Такой ток утечки может привести к возгоранию.

Выбираем светильники.

Определившись с кабелем, УЗО, автоматическими выключателями, самое время подумать о светильниках. Они должны быть безопасными, работать без скачков напряжения. Наиболее популярны и гармоничны в деревянных домах светильники с элементами, выполненными из натуральных материалов. Это:

• светильники с деревянными элементами;
• керамическими абажурами;
• из ткани;
• люстры с ковкой.

Неплохо будут смотреться в интерьере из дерева рефлекторные или галогеновые лампы, вертикальные и горизонтальные шинные системы.

Выбирая приборы освещения, следует заранее подумать, как будет проложена внутренняя электропроводка в деревянном доме. Тем более электропроводка по деревянному потолку, где в основном и располагаются осветительные приборы. Хотя кардинально этот вопрос можно было решить и раньше.

Наружная или скрытая?

Возможно три варианта, как провести электропроводку в деревянном доме:

Но есть свои нюансы при этом. Наружная электропроводка – самый легкий способ подвести электричество. Для соблюдения правил монтажа проводки провода закрепляют в кабель-каналах либо в фарфоровых изоляторах. Такой вид проводки не всегда вписывается в интерьер, а чаще всего даже портит его, так как обыграть наружную электропроводку, сделав ее частью интерьера, достаточно сложно, хотя и возможно. Кабель-каналы подбираются в таких случаях под цвет стен помещения.

При скрытой электропроводке кабель закладывают в металлические трубы, обязательно заземляют. Именно в металлические. Полиэтиленовые подчас очень нравится грызунам. Особенность такого вида проводки – ее не видно. Она не нарушает гармонии деревянного дома. А если соблюдены все необходимые правила монтажа электропроводки в деревянном доме, то и безопасна на все сто.

А вот беспроводная технология в деревянном доме применяется редко.

Подводим кабель.

Как сделать электропроводку в деревянном доме самому так, чтобы результат радовал долгие годы? После теоретического этапа по составлению плана, принципиальной схемы, подсчетов, чего сколько необходимо, и приобретения материалов пора приступить к части чисто практической – непосредственно монтажу.

Ввод кабеля по воздуху.

Первый вопрос, который необходимо решить при этом, – ввод кабеля в строение. Для этого есть два способа:

• воздушный;
• подземный.

Наиболее надежным считается подземный. Кабель полностью скрыт, так как располагают его на глубине не менее 80 см. Проход через фундамент, ввод в строение осуществляется в металлических толстостенных гильзах. Подземный ввод кабеля больше применяется при новом строительстве. В уже построенный дом легче провести кабель воздушным путем.

Причем не только легче, но и дешевле. Для этого используется провод сечением не менее 16 мм. У него высокопрочная оболочка, сделанная из сшитого полиэтилена. Такой провод устойчив к инфракрасному излучению, не страшны ему температурные перепады. Внутрь дома такой кабель не заходит. Проводящую линию с внутренней линией скрепляют специальными соединительными герметичными жимами. Они дают надежный контакт, исключают окисление и возгорание. Для отрезка от подключения линии к домовой стене до вводного распредустройства используется уже другой – ВВГнг. Там, где он проходит сквозь стены, перекрытия, его упаковывают опять же в металлические гильзы.

Ввод кабеля под землёй.

Защитный автомат устанавливается при этом одним из двух способов:

• установить защитный автомат перед входом кабеля в здание. Порог срабатывания при этом выбирается выше, чем у установленного на вводном распредустройстве;
• приборы учета расходуемой электроэнергии, автомат устанавливаются вообще вне дома – на внешнюю стену строения или на столб внешней электролинии, от которой дом будет запитываться.

Какой из способов подойдет – решать вам исходя из трудозатрат, материальных затрат.

Устанавливаем распределительный щит.

Электрощит.

Линия ввода в дом приводит к распределительному щиту. Он представляет собой щит из металла или пластика и оснащен специальными местами для крепления счетчика потребляемой электроэнергии, если он не вынесен наружу, Din-рейкой для автоматических выключателей, УЗО, шинами и контуром заземления. Его размер зависит от количества устанавливаемых на него модулей. Сколько ставить автоматов и УЗО, вы уже просчитали, когда составляли план и принципиальную схему.

Распределительный щит монтируют только в вертикальном положении. Делается это на расстоянии 1,2–1,5 м от пола. Хорошо, если под щитком будет негорючая поверхность. В деревянном доме такую можно обустроить в подсобном помещении. Задняя часть щитка крепится к стенке саморезами. На Din-рейку устанавливают УЗО, счетчик, автоматы. Все модули располагают по убыванию силы тока. Это более удобно, впоследствии позволяет выполнять подключение быстрее.

Делаем разметку.

Разметка электропроводки.

Прежде чем непосредственно приступить к монтажу проводки, необходимо сделать разметку – разметить на стенах основные линии проводов от распредщитка до потребителей энергии, разметить все повороты, ответвления, проходы через стены. При разметке необходимо соблюдать ряд правил:

• провода на стене нужно монтировать только параллельно или перпендикулярно полу;
• горизонтальные участки должны проходить на 20 см ниже потолка. Это снизит вероятность повредить проводку;
• на поворотах проводки необходимо соблюдать угол в 90 градусов;
• если провод должен пройти через перекрытия, путь от соединительной коробки до потребителя энергии должен быть кратчайшим.

Размечать трассу можно с помощью специального шнура, а можно пойти и по пути наименьшего сопротивления – использовать для этого мел, уголь, краску, даже цветные карандаши.

Делая разметку, размечайте места разветвления проводки, спуски проводов к выключателям осветительных приборов, розеткам. В таких местах вы расположите соединительные коробки. При планируемом монтаже скрытой электропроводки отмечайте на стене места для установочных коробок, в которых будут размещены выключатели и розетки.

Стандартные требования к размещению выключателей – на высоте 1,5 или 0,5–0,8 м от пола. Расстояние от выключателя до дверного косяка независимо от его материала должно быть более 0,1 м. Высота расположения розеток может быть любой. Главное здесь – удобство. В районе столов розетки должны находиться выше крышки. Для кухонного стола расстояние – не менее 0,9 м, что вызвано как удобством, так и безопасностью.

Для разметки места расположения потолочного светильника, который планируется повесить в центре комнаты, проведите линии, соединяющие противоположные углы комнаты. Точку их пересечения с помощью отвесов перенесите на потолок. Затем разметьте линию, которая соединит светильник с местом подключения.

От щитка – к точкам подключения.

Следующий шаг – непосредственно прокладывание кабеля от щитка распределения до точек подключения энергопотребителей, то есть разводка электропроводки. В деревянном доме при выполнении такой работы необходимо неукоснительно соблюдать некоторые правила.

Главное – не допускать использование скруток. Часть кабеля от диавтомата до точки потребления должна быть из цельного куска, для чего сначала нужно нанести разметку на стену. Затем рулеткой замерить расстояние, а только потом отрезать необходимое количество провода с запасом 15–20 см. Когда же без соединения кабеля не обойтись, обычные скрутки использовать категорически запрещено. Тогда применяют клеммные колодки или пружинные клеммы.

Как уже говорилось, для прокладки внутренней электропроводки есть два способа. Менее затратный по силам и деньгам – устройство наружной электропроводки. Главное правило здесь – провода никогда не прикасаются к деревянным поверхностям. Самый простой вариант, когда проводник с сечением до 6 кв. мм крепится на стену специальными клипсами-скобами из негорючего пластика. Желательно, чтобы кабель был с медной жилой, у которой двойная и даже тройная оплетка. Если у кабеля обычная изоляция, такая проводка кладется на негорючую прокладку.

Более эстетично выглядит кабель, проложенный в подходящих по размеру полимерных кабель-каналах. Такие каналы могут быть для одного провода, могут – для нескольких. Можно подобрать подходящие к интерьеру помещения кабель-каналы.

Возможно размещение проводов в металлической гофротрубе. Ее диаметр до 2 см. Для прокладки применяются клипсы. Они позволяют оставить расстояние между стеной и кабелем. Гофра чаще применяется там, где необходим поворот провода. Для прямых участков идет металлическая либо полимерная труба. Кстати, все металлические элементы необходимо для безопасности заземлять.

Монтаж скрытой электропроводки в деревянном доме – задача трудоемкая. И опять же необходимо соблюдать ряд правил, которые диктуются нормами безопасности. Это:

• размещение электропроводки в трубе преимущественно стальной, металлической гофре. Причем внутренняя поверхность их должна быть оцинкована. Если кабель голый, без дополнительной защиты, прокладывать его категорически запрещается;
• при горизонтальном прокладывании трубы ее размещают с уклоном. Делается это, чтобы конденсат стекал в нижнюю часть уложенной трубы. Иногда в местах, где часто скапливается влага, просверливают несколько отверстий, небольших по диаметру;
• участки трубы на поворотах изготавливают из элементов на резьбе, которые соединяются сваркой или пайкой;
• в местах соединения кабелей устанавливаются только металлические распределительные коробки.

Монтируем розетки, выключатели.

Подрозетники

Исключительно из металла в деревянном доме – это одно из основных требований – изготавливаются подрозетники, которые должны быть заземлены. Розетки, выключатели устанавливают в коробки, выполненные из металла, под которые необходимо высверлить в дереве гнезда по нужному размеру. Место входа трубы в коробку герметизируют. На выходе трубы из коробки устанавливают заглушку, которая выполнена из пластика. То есть труба и коробка должна представлять единое целое.

И не забыть о заземлении.

Только тогда обеспечивается непрерывность цепи металлической конструкции по всему дому, и тогда будет достаточно заземления лишь на распределительном щите. А заземление сети в деревянном строении необходимо как ни в каком другом, так как предохраняет элементы цепи от перегрева и возможного искрения, то есть обеспечивает пожарную и электрическую безопасность. Если же есть разрывы, необходим дополнительный заземляющий провод. Его соединяют с помощью пайки с каждой коробкой и трубой. Этот вариант требует гораздо больше сил, потому лучше все-таки добиться непрерывности цепи металлической конструкции по всему строению.

Заземление дома.

Правильная электропроводка в деревянном доме – гарантия безопасности, долгих лет ее службы, отсутствия необходимости все переделывать.

Как делать правильно электрику в каркасном доме?

Автор karkas На чтение 7 мин.

Сегодня дом без электрической проводки нельзя назвать полноценным домом.

Поэтому вопрос о проводке рано или поздно стоит перед каждым, кто занимался самостоятельным строительством каркасного дома.

Существует несколько вариантов, которые удобны и безопасны, и мы рассмотрим каждый из них.

Однако следует знать, что электрика и все, что связано с ней, это достаточно опасно, и не все работы можно выполнять своими руками.

Одна ошибка может не только привести к пожару в доме, пусть даже не сразу, а через какое-то время, но и стать угрозой для вашей жизни.

Электрика в каркасном доме: схема

Схема разводки электрики в каркасном доме

Деревянные каркасные дома представляют собой легкое строение, основой которого является каркас из бруса.

Этот каркас по технологии каркасного строительства утепляется минеральной ватой или пенопластом, после чего со стороны помещения прокладывается пароизоляционная мембрана.

Со стороны улицы утеплитель надежно защищен от влаги гидроизоляционной пленкой.

С двух сторон эти слои стены закрываются щитами. Таким образом, в каркасном здании мы получаем многослойную стену с наполнителем из утепления, гидроизоляции и пароизоляции.

Скрытая проводка в деревянном доме

Самый простой способ сделать электропроводу, это провести провода по поверхностям стены, потолка или пола.

Однако этот способ, несмотря на легкость претворения в жизнь, имеет один существенный недостаток.

Провода, идущие по стене, даже если они скрыты в специальные короба, выглядят не очень эстетично. Они превращают жилой дом в подобие технического помещения.

Если в каркасном доме выполнена современная отделка, к примеру блок хаусом, открытая проводка портит весь декоративный вид и сводит все старания хозяев по внутренней отделки на нет.

Открытая проводка в каркасном доме

Поэтому, если вы не хотите, чтобы провода пролегали на виду, их можно скрыть в стене. Такая электрика носит название скрытой.

Провода прокладываются в стене еще во время возведения, однако данный способ значительно сложнее и дороже.

1. Во-первых, вам необходимо заранее определиться с месторасположением розеток, включателей, счетчиков в доме.
2. Во-вторых, скрытая проводка гораздо сложнее ремонтируется – чтобы добраться до нее, придется разобрать всю стену.

Кроме того, все провода в каркасном здании, идущие в стене, должны быть скрыты в специальные кожухи, и в местах прохода между стенами, перекрытиями, внутренними перегородками место прохода должно быть укреплено металлическими кольцами.

Это делается для того, чтобы усадка дома, если она произойдет, не повредила, не деформировала и не разорвала провода.

Некачественная проводка может заметно сократить срок службы «каркасника».

Провода в коробах по стене

Электрика в каркасном доме: как сделать правильно

Если Вы решили сделать скрытую или открытую проводку своими руками, обратите внимание на то, что деревянные дома сами по себе отличаются повышенной пожароопасностью.

Прокладка проводов в деревянном доме требует определенных условий, поэтому даже если вы умеете установить розетку и можете отличить ноль от фазы, еще не факт, что вы потянете самостоятельное устройство электрики во всем доме.

Разводка электрики в частном доме

Нарушение правил монтажа и эксплуатации силовых кабелей, как показывает опыт, является самой частой причиной пожаров в каркасном доме, особенно если электричество проводилось своими руками.

И даже если вы решили вызвать электриков для устройства скрытой проводки – проконтролируйте по возможности их работу.

На что следует обратить внимание?

1. Необходимо минимизировать риск возгорания проводов и передачу огня деревянным конструкциям. Для этого используются гофрированные рукава, в которые прячется вся электрика. Также можно использовать металлические трубы и другие материалы, которые не дадут огню перейти на стену.
2. Провода, которые используется при скрытой проводке в стене каркасного дома, должны иметь запас физической прочности и запас потребительской суммарной мощности. Следует учитывать пиковые нагрузки и проверять мощности на каждом конкретном участке разводки.
3. Состояние проводки должно полностью быть безопасно для людей, живущих в доме, включая детей. Также проводка должна быть безопасна на всем протяжении и для домашних животных.

Введение проводов в жилой деревянный дом

Безопасность электропроводки во многом зависит от соблюдения всех правил безопасности, а начинать надо с правильного введения проводов внутрь дома.

Существует два способа введения проводов:

• воздушный
• подземный

При воздушном способе провода идут от столбов по воздуху и проникают в дом, как правило, в чердачном помещении.

Что для проведения такой проводки необходимо знать?

1. Во-первых, провода должна быть надежно защищены, желательно, чтобы они шли в металлической трубе.
2. Во-вторых, место входа в дом, как правило, располагается среди сырых досок чердака, а значит это место повышенной пожарной опасности.

Чтобы избежать возгорания, в первую очередь надо укрепить провод на месте запуска его в дом специальной гильзой.

Воздушный способ проводки электричества к дому

В старых домах можно увидеть, что место входа электропроводки укреплено куском резинового шланга. Однако этот способ, несмотря на дешевизну, является крайне опасным.

Резина содержит в себе материалы, которые крайне легко возгораются – например, некоторый процент такого углерода, как сажа.

Со временем появляется участки электропроводимости, и повышается вероятность возгорания.

Подземный способ заводки кабеля в каркасный дом считается более безопасным, так как провода залегают под землей и не подвергаются внешним механическим воздействиям.

Они не могут быть оборваны ветром, что в нашем климате встречается часто, не могут быть повреждены падающим деревом или веткой.

Подземный ввод кабеля в дом через фундамент

Столб с кабелем должен располагаться на глубине около метра, минимум 0,8 м. Это место должно быть обозначено табличками, чтобы исключить повреждение провода под землей во время земляных работ.

Провода впускают в каркасном доме через фундамент, и также место их входа укрепляют гильзой из металла. Естественно, провода должны быть защищены трубкой из огнеупорного пластика.

Металлическая не подойдет, так как в земле из-за влажности может возникнуть ржавчина.

Подземную проводку проще класть во время строительства. Если дом уже возведен, то гораздо проще и дешевле сделать воздушную.

Важно: Не пытайтесь начать работу на линиях электропередач самостоятельно. Это крайне опасно, поэтому все работы на столбах и у распределителей лучше доверить специалистам.

При проведении воздушной проводки важно соблюдать следующие параметры:

• расстояние от земли до проводов должно быть не более 15 метров
• расстояние между столбами-опорами не должно быть более 15 метров
• расстояние между последним столбом и домом должно быть не более 10 метров
• запуск проводов в дом должен быть на высоте не менее 2,75 метра

Провода, которые идут от столба к дому, должны иметь сечение 16мм, это обеспечивает срок их работы 25 лет.

Они также носят название СИП-провода, имеют прочную оболочку, устойчивую к перепадам температур и инфракрасному излучению.

Однако такие провода в дом не заводятся, так как по стандарту в деревянные дома проводка делается только из медных проводов.

При этом кабели с алюминиевой токопроводной частью запрещены в применении в каркасных домах.

Схема подводки СИП кабеля

Обратите внимание на кабель ВВГнг, который отключается повышенной пожарной безопасностью.

Провода в доме необходимо заключать в гофру, которая имеет огнеупорные свойства.

Электрика в каркасном доме от входа в дом до счетчика

Про то, как сделать проводку от входа в дом до счетчика, пишут мало, однако не стоит забывать, что это одно из самых проблемных мест электропроводки.

Дело в том, что этот участок абсолютно не защищен автоматикой от короткого замыкания или перегрузок. Поэтому часто именно в этом месте начинаются проблемы.

Счетчик в доме

Чтобы избежать возгорания и повреждения проводки, можно воспользоваться двумя вариантами решения проблемы:

1. Можно всю проводку на данном участке спрятать в металлическую трубу. Однако если участок более двух с половиной метров, это становится проблемным. Провод такой длины затолкать в трубку практически невозможно. При чем необходимо помнить о том, что на протяженности провода могут быть повороты, и это усложнит использование металлической трубы.
2. Второй вариант немного дороже, но предпочтительнее. Перед входом проводов в каркасный дом можно установить защитный автомат, поместив его в герметичный бокс от осадков. Порог его срабатывания выставляем слегка больше, чем у основного автомата защиты. Основной АЗ ставится на ВРУ. Дополнительный автомат защиты чаще всего крепится прямо к фасаду здания.

Распределительный щиток в каркасном доме

Кабель в доме идет прямо к распределительному щитку. При расчете мощности учитываются индивидуальные данные каждой зоны.

Далее выполняется открытая или скрытая разводка кабеля.

Электрика в каркасном доме своими руками: видео

как провести своими руками, схемы разводки, фото

В процессе сборки каркаса потолочной отделки параллельно приходится думать и искать наилучшие варианты прокладки проводки под натяжным потолком. Делать сразу все. Можно, конечно, сделать эскиз или план укладки будущей электрики под натяжным потолком, и это правильно, так как помогает набросать смету и учесть требования по прокладке провода в квартире. Но лучше всего использовать план, как вспомогательное средство, а конкретные решения по разводке жил между светильниками принимать, что называется, по месту.

Выводы к светильникам только через контактные коробки

Можно ли делать проводку в квартире под натяжным потолком

Монтировать электропроводку в запотолочном пространстве можно и нужно. Важно только, чтобы проводку кабеля под натяжным потолком делал работник, одинаково хорошо знающий правила монтажа электричества и особенности сборки несущего каркаса. Только в этом случае можно избежать неприятных ситуаций, например, когда рабочие пробили проводку при монтаже натяжных потолков.

Монтаж проводки жгутами поможет не запутаться

Существует два варианта прокладки провода:

• Скрытый монтаж, или заделка жгута в толщу чернового потолка. Вариант не самый удачный, но к нему вынужденно приходится обращаться, когда высота запотолочного пространства слишком мала для полноценного поверхностного монтажа;
• Схема наружной укладки в защитной оболочке или трубе. Данный вариант крепления проводки к потолку под натяжной потолок оказывается наиболее безопасным и менее трудоемким в реализации.

Первая схема дает возможность использовать естественные возможности потолочного перекрытия. Разумеется, штробить ниши в бетонной плите никто не будет, но заложить провод в защищенной оболочке в промежуток между балками в частном доме вполне реально. Правда, линии укладки все равно приходится маркировать на черновом потолке, чтобы в дальнейшем знать, где и как уложен провод.

Второй вариант хорош тем, что вся разводка остается на поверхности перекрытия. Зачастую мастера, чтобы не гадать и вспоминать, как и что было уложено за виниловой пленкой или тканью, предпочитают сделать фото проводки под натяжным потолком. Будет хорошим дополнением к составленной хозяевами схеме укладки.

Все пересечения и повороты под прямым углом, коробки коммутации проводов приходится прятать за натяжным потолком

Преимущества и недостатки монтажа проводки под натяжным потолком

Если быть точным, то идея укладки электропроводки в запотолочном пространстве выглядит не совсем удачной. Особенно, если принять во внимание, что все натяжные потолки изготовлены из огнеопасного винилового пластика, а между каналом с электропроводами и тонкой тканью или виниловой пленкой имеется воздушный промежуток шириной в 3-7 см. Можно возразить, ведь укладывают проводку под штукатурку, и проблем, как правило, не бывает.

Важно! Если возникла проблема с проводкой под слоем гипсовой штукатурки, то можно услышать по характерному звуку или даже определить наощупь место, где из-за плохого контакта греется стена.

Если коробка греется, значит где-то плохой контакт

Услышать, как трещит проводка под натяжным потолком, можно лишь случайно или уже на этапе возникновения очага возгорания. Тем более что по совету «специалистов» практически всегда кабели загоняют в гофрированную трубу-канал, от которого проку почти никакого, только усложняет процесс ремонта и обслуживания электросети.

Главным недостатком данного варианта является то, что другим способом подвести электроэнергию к светильникам или электрическим устройствам, смонтированным за натяжным потолком, невозможно. Поэтому остается лишь одно — постараться сделать проводку максимально надежной, чтобы исключить необходимость снимать натяжной потолок при ремонте или проверке оборудования.

Важные преимущества укладки провода за натяжным декором

Главным плюсом укладки кабеля за потолком являются хорошие показатели безаварийности. Нужно лишь выполнить основные требования:

• Обеспечить защиту провода, подключенного к сети 220В;
• Грамотно выполнить разводку электропроводки;
• Обеспечить надежное соединение контактов и подключение к распредкоробкам и светильникам.

Если все это сделать правильно, то о наличии электропроводки под натяжным потолком, возможных повреждениях, неисправностях и восстановлении контактов можно забыть лет на двадцать, до следующего капитального ремонта дома или квартиры.

В запотолочном пространстве за натяжным полотном нет факторов, которые могли бы стать причиной повреждения проводки. После установки виниловой пленки или ткани между черновым и декоративным мягким потолком образуется изолированное пространство, в которое не проникает свет, тепло, воздух, и главное — оно полностью закрыто от людей.

По нормативам жгуты проводов укладывают в трубах, а коробку можно вынести из под натяжного потолка на стену

Правила разводки электрики по потолку под натяжным потолком

Существует достаточно большое количество нормативных актов и документов, регламентирующих способ и порядок планирования будущего освещения. Если пытаться учесть все нормативы, то даже самая простая разводка под точечные светильники под натяжной потолок затянется на недели. Достаточно будет выполнять требования основного документа – «Правил устройства электроустановок», или, по-другому, «ПУЭ-7».

Коротко основные требования сводятся к следующему:

• Проводку в жилом помещении над горючим материалом необходимо либо прятать в металлическую трубу, либо делать из электропровода с негорючей защитной оболочкой. Обычно такой провод в маркировке имеет приставку «нг-LS», например, ВВГнг-LS;
• Все элементы проводки делят на группы по зонам расположения на потолке или по характеру включения;
• Каждую группу проводов объединяют в жгуты, а точки соединения жгутов собирают в распределительных коробках;
• Сами коробки должны располагаться в доступных для ревизии и ремонта местах.

Последнее требование выполнить достаточно сложно. Наиболее рациональным местом для установки распределительной коробки будет точка объединения нескольких жгутов в один, более мощный, обычно это место на потолке. Если скрыть коробочку за виниловой пленкой, то не будет возможности использовать для прозвонки отдельных веток проводки.

Более грамотным решением будет все же использование распредкоробки, но установить ее нужно будет не за натяжным потолком, а на стене. При этом часть кабелей и проводов можно будет просто закрыть декоративным коробом.

Проводку кладут по центральной линии плит, подальше от стыков

Где лучше располагать проводку под натяжным потолком

Сразу можно сказать, что нельзя монтировать жгуты электропроводки в щели между плитами, это все равно, что уложить кабель на гильотинные ножницы. Плиты перекрытия, особенно в новых домах, могут «играть» в процессе усадки до 5 лет. Концы арматуры и острые края на стыках бетонных плит перебили не одну проводку под натяжной потолок.

Линии, вдоль которых укладываются жгуты проводки, размечаются на перекрытиях только после сборки подвесов и багетов. Обычно это центральная линия потолка или плиты, находящейся в ближе всех к центру помещения.

В доме лучше прокладывать кабеля под натяжным потолком вдоль стены

Схема проводки для натяжных потолков

При большом количестве потолочных светильников план разводки проводов на потолочной поверхности нужен, как воздух. Обычно делают главную схему разводки для позиционирования жгутов и два-три вспомогательных эскиза, на которых указывается комплектация проводов по каждому жгуту.

С появлением точечных, встроенных и управляемых светильников количество жгутов может легко достигать 5-6 штук, при этом каждый такой набор может комплектоваться 4-5 проводами.

Готовые жгуты проводов лучше тоже маркировать цветными красками

Поэтому, чтобы не запутаться в проводке, каждый жгут помещают в гофрированную трубу, а на концах делают отметки маркером — для какого конкретно светильника предназначена та или иная жила. Проводка под натяжным потолком в гофре упрощает монтаж, прозвонку и, при необходимости, ремонт электросети.

Как подготовиться к монтажу электропроводки под натяжным потолком

Чем больше объем работ, сделанный на этапе подготовки, тем проще и быстрее выполняется установка кабеля на потолочной поверхности. После того как была собрана основная часть каркаса натяжного потолка, становится ясным, где и как можно проложить проводку без ущерба конструкции и перерасхода электропроводки.

Если провод будет укладываться на потолок без гофра, то на бетонное основание нашивается подкладка из негорючего материала. Пучок проводов притягивается лентой из стеклоткани, и по мере продвижения будут делаться ответвления к закладным под светильники.

Крепление проводки на потолке к металлической ленте

Как провести проводку под натяжным потолком своими руками

Использование пластиковых коробов считается не самым удобным решением, хотя их использование допускается при условии, что сама проводка собрана на основе кабелей ВВГнг-LS или их аналогов. Короб можно применять для низковольтного телефонных и компьютерных сетей, тем более что они всегда укладываются транзитом через натяжной потолок и выводов не имеют.

Короб поможет вывести общий жгут проводов из запотолочного пространства на стену к распредкоробке. В этом случае потребуется лишь в месте вывода подклеить рамкой край натяжных потолков, чтобы обойти короб под проводку.

Как сделать проводку под натяжным потолком на деревянное основание

Чаще всего укладку силовых проводов на перекрытии из дерева выполняют в гибком металлорукаве. Это тот же гофр, но изготовленный из металлической ленты. Подобное решение имеет смысл, если кабеля оборудованы негорючей оболочкой. Для обычных проводов нужно будет делать обмотку из стеклоткани, или еще хуже — укладывать проводку в стальные трубы.

Металлорукав предохраняет жилы только от механического повреждения, например, при прокладывании сети между отдельными конструкциями из бруса и досок.

Самый простой способ заключается в том, чтобы установить поверх дерева металлический профиль, по которому нашивают полоски из огнестойкого гипсокартона. На собранной негорючей подкладке укладывают жгуты проводки, после чего фиксируют провода хомутами из негорючего и непроводящего материала.

Важно! Все соединения и точки сращивания должны быть установлены в эбонитовых коробках.

Подвешивание проводки на металлическом профиле под деревянным потолком

Как проложить проводку под натяжным потолком на металлическое основание

В процессе укладки проводов зачастую приходится решать проблему провисания проводки. Один из способов предполагает использование металлического потолочного профиля, шириной 38 или 60 мм. Кроме того, металлическая рейка одновременно используется в качестве закладной основы для крепления потолочных подвесных светильников.

Для того чтобы уложить проводку на металл, достаточно одеть ее в пластиковый гофр, после чего пучки проводов перевязываются полипропиленовыми хомутами и подвешиваются к профилю.

Если высота запотолочного пространства невелика, а вес жгутов проводки значительный, то пучки проводов можно закрепить на металлических ленточных подвесах.

Как сделать проводку под натяжным потолком на железобетонное основание

Примерно две трети всех виниловых и тканевых облицовок устанавливается на бетонные перекрытия. Так как бетон, в отличие от древесины, хорошо держит влагу, не деформируется и не дает усадку даже через несколько десятков лет, то процесс монтажа существенно упрощается. Нет необходимости делать компенсационные петли, как в случае с деревянным потолком, или подвешивать проводку на диэлектрических петлях, как в случае металлического основания. Большую часть работ можно выполнить еще на этапе подготовки.

Первоначально, до обустройства проводки над натяжным потолком, бетон нужно «подлечить» — затереть дыры и стыки между плитами. Далее выполняется разметка. Можно использовать размеры со схемы, но чаще всего измеряют рулеткой «вживую» расстояние между точками установки светильников, поворотами и центральной линией укладки жгутов. Приходится учитывать тот факт, что в строительных работах проводка укладывается по прямым линиям с поворотами под прямым углом.

Проводку можно собирать из жгутов в гофре и открытых проводов

Далее необходимо сформировать жгуты. Для этого собирают в пучок необходимое количество проводов. Длина данного участка проводки выбирается на 30-40 см больше, чем теоретический размер по схеме. Этот запас необходим для подрезки контактов и подключения к светильникам на натяжном потолке.

Следующим этапом нужно затянуть проводку в гофру. Для этого используют тонкую стальную проволоку, ее пропускают через трубу, привязывают к концу жгута, и таким способом протягивают кабели через пластиковый чехол. На боковой поверхности гофра вырезают отверстия, через которые вытягивают провода ответвления.

После того как каркасная основа натяжного потолка будет собрана, нужно закрепить жгуты на бетон. Для фиксации используют полипропиленовые хомуты. Потребуется лишь засверлить в бетонной плите отверстие под пробку и саморезом прикрутить пластиковое полукольцо. Завершающим этапом защелкиваем гофр с проводкой и цветным маркером отмечаем на распредкоробке клеммы для подключения электричества.

Как под натяжным потолком поменять проводку

Чаще всего приходится ремонтировать и менять кабели, уложенные в гофровый рукав, со скрученными и срощенными жилами. Иногда мастера пытаются экономить на проводке и, вместо одного цельного провода, выполняют скрутку из двух кусков.

Со временем такой контакт нарушается, и один-два светильника на натяжном потолке начинают периодически гаснуть без видимых причин. Если через 1-2 часа освещение натяжной облицовки восстанавливается, значит, диагноз подтвержден.

Заменить можно жгут целиком или только одну скрученную жилу, чаще выбирают второй вариант. Для этого обесточивают освещение в комнате или в квартире, раскрепляют контакты на дефектной жиле и привязывают к концу, свисающему с натяжного потолка, тонкую стальную струну. Провод вытягивают небольшими переходами, а к струне крепят новую жилу и обратно затягивают в гофр.

Затягивание нового кабеля

Такая замена возможна лишь для медной проводки, при условии наличия в разводке не более одного поворота под прямым углом. В остальных случаях приходится вытаскивать весь жгут или демонтировать гофр целиком.

Техника безопасности при монтаже электрики в натяжных потолках

При вдумчивой и аккуратной работе проблем с электрическим током практически не бывает. Основное требование техники безопасности при установке и подключении проводки на натяжном потолке сводится к обязательному выполнению двух типов проверок:

• Перед тем как коснуться оголенного контакта, его всегда проверяют индикатором фазы;
• Подключать и проверять проводку для каждого фонаря отдельно. Если нет уверенности в правильной коммутации на щите, тупо перекручиваем все, от начала до конца, по всем жилам в жгуте.

Специалисты также советуют особо уделять внимание способу зачистки концов проводки, делать это нужно не ножом, а специальными кусачками, иначе при подключении освещение натяжного потолка исчезнет, и определить, где переломилась жила, будет практически невозможно.

Заключение

Конструктивно проводка под натяжным потолком не сложнее и не проще других видов подключения электрических цепей бытового пользования. В любом случае, даже будучи полностью уверенными в правильности монтажа и коммутации контактов, перед запуском освещения натяжного потолка, как минимум, должна выполняться двойная проверка, иначе придется снимать полотно и в поисках контакта разбирать жгуты по отдельности.

Электропроводка в деревянном доме своими руками

Электропроводка в деревянном доме должна не только выполнять свои функции, но и быть безопасной, поэтому к качеству ее выполнения предъявляются повышенные требования. Можно выполнить электропроводку в деревянном доме своими руками, однако при этом следует соблюдать все правила монтажа.

Делаем электропроводку в деревянном доме своими руками

Работы необходимо разбить на несколько этапов:

• Составление проекта и расчет общей мощности оборудования;
• Выбор кабелей, электроаппаратуры, монтажных элементов по расчетной нагрузке;
• Ввод в дом и подключение вводного автоматического выключателя,  счетчика электроэнергии, монтаж распределительного щита;
• Прокладка кабелей, разводка их по точкам;
• Монтаж розеток, выключателей, осветительной аппаратуры;
• Монтаж заземления и УЗО;
• Испытания и проверка.

Проект электроснабжения дома

Для того чтобы правильно спроектировать электропроводку, необходимо установить общую мощность электрооборудования. Последовательность проведения работ по проектированию:

1. Начертить план дома и указать расположение всех осветительных приборов, розеток, оборудования с индивидуальным подключением.
2. На чертеже необходимо указать максимальную мощность приборов с учетом пусковых токов электродвигателей.
3. Осветительная аппаратура подключается к отдельным группам электропитания, количество этих групп зависит от размеров дома и мощности осветительных приборов. Обычно для небольшого дома все светильники можно подключить к одной группе.
4. Необходимо также предусмотреть освещение дворовой территории, причем, если дом используется как дача для временного проживания, целесообразнее подключить освещение двора на отдельный автоматический выключатель – таким образом, можно будет обесточить дом на время отъезда, не отключая внешнего освещения.
5. Мощные бытовые электроприборы подключают к отдельной группе электропитания, через отдельный автоматический выключатель. К таким приборам относятся водонагреватели и электрокотлы, а также электрические печи, плиты, конвекторы – всё оборудование с большой потребляемой мощностью.  Для таких электроприборов необходимо прокладывать отдельный кабель.

По каждой группе необходимо рассчитать максимальную потребляемую мощность, просуммировав все электроприборы, которые могут быть включены в сеть одновременно. Также необходимо посчитать общую мощность всей нагрузки для выбора вводного автоматического выключателя.

Схема кухонной электропроводки

Выбор кабелей и аппаратуры

При проектировании электроснабжения для выбора кабеля проводят сложные расчеты, но для выполнения электропроводки в деревянном доме своими руками достаточно воспользоваться таблицей. По каждой группе электропитания выбирают сечение кабеля, соответствующее потребляемой мощности.

Таблица которая поможет выбрать провода для электропроводки

Для проводки чаще всего выбирают медный кабель марки ВВГнг-LS или NYM. Первый отличается более низкой ценой, а второй – дополнительным слоем изоляции и большей надежностью, а также удобством при разделке. Алюминиевый кабель также можно использовать, но при этом увеличивается его сечение, кроме того, жилы алюминиевого кабеля более ломкие при перегибах, следовательно, он менее надежен.

Для подключения розеток необходим трехжильный кабель с заземляющим проводом – часть бытовых приборов требует обязательного защитного заземления. Для освещения по ПУЭ также необходимо использовать заземление, но на практике часто пренебрегают этим правилом. Однако если вы планируете установить мощные светильники, например, прожектор для освещения двора, настоятельно рекомендуется выполнить всю проводку по правилам.

Проводка в деревянном доме может выполняться как внешней – в кабель-канале, так и скрытой в том случае, если внутренняя отделка подразумевает обшивку стен. Внутреннюю проводку обязательно выполняют в трубах или металолорукаве, в противопожарных целях и для защиты от случайного повреждения при сверлении отверстий, например.

Выбор розеток и выключателей производят по нескольким параметрам: 

• По току, на который они рассчитаны;
• По типу установки: для скрытой или для внешней проводки;
• Блоки розеток выбирают по количеству мест, а выключатели – по количеству клавиш. Иногда бывает удобно соединить несколько выключателей в один блок, например, выключатели расположенных рядом ванной комнаты и туалета.

Ввод электропитания и вводного автомата

Выбор вводного кабеля производят по максимальной мощности всего электрооборудования дома. Следует обратить на это особое внимание при реконструкции электропроводки. Поменяв все кабели и увеличив номинал автоматических выключателей, нельзя забывать про вводной кабель. Его сечение может оказаться недостаточным, и при большой нагрузке произойдет возгорание. Вводной кабель меняют, как правило, с привлечением энергоснабжающей организации одновременно с установкой и опломбированием счетчика.

Вводный автоматический выключатель должен резервировать групповые автоматы и отключать дом от электропитания в случае короткого замыкания, но не срабатывать при максимальной возможной нагрузке. В случае если дом запитан от трехфазной сети, устанавливают трехполюсный автоматический выключатель. Для однофазной сети – однополюсный или двухполюсный, куда заводят фазу и ноль.

Автоматический выключатель

Выбор номинала и типа автоматического выключателя для однофазной сети:

1. Необходимо вычислить суммарную мощность всех электроприборов и вычислить максимальный ток по формуле I_НОМ = P / U·cosϕ.  Полученное значение I_НОМ – расчетный номинальный ток сети, его умножают на коэффициент 1,1 и получают номинальный ток расцепителя автоматического выключателя. Как правило, на вводе в дом устанавливают автоматические выключатели с номиналом не более 25 А.
2. Для выбора типа автомата необходимо знать минимальный ток короткого замыкания. Для однофазной сети ~220В расчет тока короткого замыкания можно производить по упрощенной формуле I_КЗ = 3260·S/L, где S – сечение провода в мм², L – длина кабеля, м. При этом расчет ведется для самой протяженной группы с минимальным сечением кабеля.
3. Далее нужно определить кратность тока короткого замыкания номинальному, то есть вычислить I_КЗ /  I_НОМ. Полученное значение определяет характеристику выключателя. В частных домах чаще всего применяют автоматические выключатели с характеристикой С.

Автоматический вводной выключатель устанавливают обычно после счетчика. Возможна установка до счетчика, но в этом случае обязательным условием является его опломбирование.

Автоматические выключатели групп электроснабжения, счетчик электроэнергии, а также и вводной автомат и УЗО устанавливают в распределительный щиток. Корпус металлического щитка обязательно заземляют. Аппаратуру устанавливают на DIN-рейку, после чего производят монтаж проводом в соответствии со схемой.

Прокладка кабеля, установка розеток и выключателей

Перед прокладкой кабеля необходимо определиться с трассой, установить распределительные коробки и разметить места установки розеток, выключателей и осветительных приборов. Кабель выбранного сечения прокладывают в соответствии с планом укладки одним из указанных ниже способов.

Прокладку кабеля в металлорукаве или трубе выполняют в том случае, если планируется полная обшивка внутренних стен, иначе проводка будет выглядеть неэстетично. Применять для скрытой проводки пластиковую гофротрубу нельзя, так как есть возможность случайного ее повреждения, что может привести к возгоранию внутри перекрытий, быстро ликвидировать которое очень сложно.

Технология прокладки кабеля в трубе: 

1. Готовят кабельную трассу, выполняя штробы. В местах соединения кабелей устанавливают открытые распределительные коробки с таким расчетом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ даже после обшивки стен.
2. Проходки через стены выполняют с помощью металлических гильз с заглушками. Под розетки и выключатели устанавливают специальные металлические гильзы.

   Использование металлических гильз с заглушками позволит предотвратить возгорание по причине замыкания

3. Трубы для кабельной трассы выбирают с таким условием, чтобы их внутренний диаметр был заполнен не более чем на 40%. Для прокладки кабеля лучше использовать медные трубы: они недешевы, но легко поддаются гибке, резке и обработке срезов. Срезы необходимо зачистить и отшлифовать их края, чтобы не повредить оболочку кабеля заусенцами и острыми кромками. Трубы крепят к стенам с помощью хомутов, к металлическим гильзам их крепят с помощью развальцовки медной трубы внутри гильзы.

   Образец крепления проводки к потолку

4. Кабель протягивают через трубы и сразу проверяют изоляцию его жил к корпусу трубы – это позволит выявить возможные повреждения изоляции о края труб еще во время прокладки кабеля.
5. Разделывают кабель, при этом в распределительных коробках оставляют запас длины не менее 20 см – это позволит впоследствии сделать перемонтаж при необходимости. Жилы кабеля в распределительных коробках соединяют на скрутку и изолируют колпачками СИЗ.

   Изолирование проводки колпочками СИЗ

6. Разделывают кабели и подключают их к выключателям, розеткам и групповым атоматическим выключателям. При этом соблюдают цветовую маркировку проводов.

Внешнюю прокладку кабеля выполняют в кабель-канале, выполненном из самозатухающего пластика. Кабель-канал бывает различных размеров, и представляет собой короб, закрывающийся крышкой с защелкой. Цвет кабель-канала может быть как белый, так и имитирующий деревянную фактуру, поэтому он вполне эстетично выглядит на бревенчатых стенах.

Кабель канал для прокладки внешней электропроводки

Технология  прокладки кабеля в кабель-канале:

1. Размечают трассу прокладки кабеля и выбирают размер кабель-канала, соответствующий количеству кабелей и их сечению. Снимают крышку с кабель-канала и крепят короб к деревянной поверхности на саморезы с шагом в 50 см.
2. Устанавливают распределительные коробки в местах соединения кабелей.
3. Розетки и выключатели при таком способе прокладки кабеля используют только для внешней проводки. Снимают крышки, основание розетки или выключателя крепят к стене саморезами.
4. Укладывают кабели в кабель-канал, закрывают короб крышкой. Запас кабеля при этом можно уложить в кабель-канал, если позволяет место.
5. Соединяют концы кабеля в распределительных коробках согласно схеме. Разделывают кабель и подключают его к розеткам, выключателям, автоматам.

   Кабель канал – отличный способ который позволяет спрятать электропроводку

Заземление и УЗО

Заземление необходимо по условиям эксплуатации большинства бытовых приборов, если их корпус выполнен из металла. В частном доме заземление можно выполнить самостоятельно.

Для заземления понадобится три металлических штыря или уголка длиной 3 метра, а также обрезки уголка длиной около метра, которыми необходимо соединить штыри. Технология выполнения заземления такова:  выкапывают траншею в форме равностороннего треугольника со стороной 1 метр и глубиной не менее 30 см, по углам траншеи в землю вбивают трехметровые штыри или уголки, соединяют их между собой короткими отрезками с помощью сварки. В одном из углов выполняют отверстие, и с помощью болта и гайки крепят заземляющий проводник, который выводят в распределительный щиток и присоединяют к заземляющей шине. К этой же шине присоединяют все заземляющие жилы кабелей – они имеют желто-зеленую изоляцию.

Заземление в частном доме

УЗО – устройство защитного отключения – необходимо для защиты человека от поражения электрическим током в случае утечки тока на металлический корпус бытовой техники или при повреждении изоляции. УЗО реагирует на несоответствие токов, выявляя даже самую малую утечку. УЗО имеет два параметра, по которым его выбирают: номинальный ток и ток утечки.

Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше, чем ток автоматического выключателя в данной цепи. Ток утечки – в зависимости от типа помещения и подключаемого оборудования. Так, для ванной комнаты необходимо УЗО с током утечки 10 mA, а для остальных помещений достаточно значения этого параметра 30 mA. Схема подключения УЗО приведена на рисунке.

Схема подключения устройства защитного отключения

Испытания электропроводки

После монтажа необходимо вызвать специалистов электролаборатории, чтобы они произвели весь необходимый комплекс замеров: сопротивление изоляции, сопротивление заземляющего проводника и петли «фаза-ноль», выполнили прогрузку автоматов и проверку УЗО. После испытаний вам будет выдан протокол, который позволит подтвердить правильность выполнения электромонтажных работ перед энергоснабжающей организацией – протокол может понадобиться при опломбировании счетчика электроэнергии.

Испытание электропроводки

Схему электропроводки со всеми поправками и замечаниями рекомендуется наклеить на внутреннюю поверхность стенки распределительного щитка – это обеспечит наглядность в случае возникновения неисправностей электропроводки. На схеме необходимо указать, какой автоматический выключатель питает каждую группу и что к ней подключено.

Электропроводка в деревянном доме, выполненная с учетом всех рекомендаций, вполне безопасна и прослужит длительное время.

Fun с MaKey MaKeys для детей всех возрастов — 12 разработчиков Xmas

Makey Makeys — развлечение для всей семьи и отличный способ заинтересовать молодых людей программированием. Кажется немного странным писать учебник о том, как их использовать, так как на самом деле это невероятно легко, так что считайте это скорее источником вдохновения.

Что такое MaKey MaKey?

MaKey MaKey — это печатная плата, построенная на основе Arduino, она позволяет вам легко превратить все, что проводит электричество (даже очень слабый ток), в ключ, кнопку или геймпад.По умолчанию он работает с клавишами со стрелками, пробелом и левой кнопкой мыши, что позволяет вам играть в целый ряд потрясающих игр без какого-либо программирования. Переверните доску, и вы найдете клавиши W, A, S, D, F, G и «мышь вверх», «мышь вниз», «мышь влево», «мышь вправо», «щелчок правой кнопкой мыши» и «щелчок левой кнопкой мыши». ‘. Также есть 6 выходов для использования платы в «режиме Arduino». В режиме Arduino он может делать все, что может делать Arduino, например вращать двигатели или включать светодиоды. Если вы хотите использовать другой набор ключей или иным образом изменить поведение вашего MaKey MaKey, вы можете просто перепрограммировать его, используя среду Arduino.Передняя часть приспособлена для удобного обрезания аллигатора, к задней части можно получить доступ с помощью перемычек (или английских булавок / канцелярских скрепок).

Все вводы!

Из коробки у вас есть доступ к 18 различным входам (6 спереди и 12 сзади), и одновременно можно нажать до 6. Если вам посчастливилось иметь более одного MaKey MaKey, вы можете подключить их к компьютеру сразу несколько! Все, что вам нужно, это порт USB. (У меня было только 3, поэтому я мог протестировать только до этого числа, дайте мне знать, если вы сделаете больше).

И поскольку все, что вам нужно, это порт USB, вы даже можете использовать MaKey MaKey со своим Raspberry Pi: D Это отлично подходит для создания мини-игр в стиле аркадных карт, так как вам не нужно помещать туда огромный компьютер: D

Итак, приступим. Подключите MaKey MaKey к выбранному компьютеру с помощью кабеля USB. Он должен работать из коробки, вы можете игнорировать любые всплывающие сообщения. (Например, Mac попросил меня настроить клавиатуру, но в этом нет необходимости, я просто закрыл окно).

Проверьте свою плату, чтобы убедиться, что она работает

Откройте текстовый редактор, поместите курсор в начало документа, коснитесь полосы «земли» одной рукой, а затем коснитесь «пробела» другой рукой. Вы видите, как движется курсор?

Привет, мир!

Привет, мир MaKey MaKey’s — это банановое пианино. Аллигатор закрепляет передние входы (клавиши со стрелками, пробел, левый щелчок) на некоторых бананах, подключите его к простой программе, которая говорит: «если нажата стрелка вверх, играй C, если правая стрелка нажата, играй D» и т. Д.Я использовал эту простую программу Scratch (которая, кстати, является отличным способом научить детей программированию).

Но не стоит отказываться от бананов! Вдохновленные Теорией забавы, мы превратили некоторые лестницы в клавиши пианино. Мы использовали медный провод, чтобы выровнять лестницу, и заземлили рельс. Извините за плохое качество видео, снятое на мой мобильный телефон, но вы должны уловить идею.

Изготовление собственных вещей

Все проводит электричество до тех пор, пока вы пропускаете через них достаточно высокое напряжение, но для целей MaKey MaKey вот несколько идей о том, что использовать.

Обычные предметы домашнего обихода, проводящие электричество:

• Фрукты (на самом деле большая часть еды)
• Вода (и все, что с высоким содержанием воды, например люди и домашние животные)
• Некоторые растения (если они не слишком сухие, моя рождественская елка отлично подойдет)
• Металл (медная проволока, фольга, монеты)
• Пластилин
• Карандаш графитовый
• Снеговики (состоящие в основном из воды и моркови, снеговики — отличные триггеры. Вам решать, хотите ли вы счастливого снеговика, поющего рождественские гимны, или, возможно, еще каких-то зловещих снеговиков в стиле Доктора Кто, которые говорят: «Не разговаривайте с ними, они глупо, тебе больше никто не нужен, я могу помочь тебе, когда кто-то подойдет к ним, хе-хе).

Вещи, не проводящие электричество

• Пластик
• Поддельные елки
• Sugru
Лего
• Картон
• Дерево
• Бумага
• Шпон
• Стекло

Стоит отметить, что все, что не проводит электричество, можно заставить проводить электричество с помощью медной проволоки или токопроводящей краски, такой как эта от Bare Conductive. Я тестировал токопроводящую краску на лего, и она работает!

Камера для домашних животных

Самой популярной вещью, которую я использовал свой MaKey MaKey для этого Рождества, была простая камера для домашних животных.Я использовал фотобудку на своем компьютере, но вы можете использовать любую программу для работы с фотографиями, которую хотите, если она запускается нажатием клавиши. У меня была установка для работы с левым щелчком мыши. Я положил на пол лист фольги, который затем был соединен с землей. Затем я подключил зажим из кожи аллигатора к левой кнопке мыши и к стеклянной чаше, которая была помещена на фольгу. Я наполнил миску кошачьим молоком (также можно использовать воду). Поскольку стекло не проводит электричество, эта установка не замыкает цепь.Однако кошки проводят электричество, и когда они подходят, наступают на заземленную фольгу и засовывают язык в молоко, срабатывает фотокабина.

Как видно из слайд-шоу, камера для домашних животных была популярна среди собак и людей в моей семье: P

А теперь развлекайтесь и, пожалуйста, ответственно поиграйте в бананы 🙂

Где купить MaKey MaKeys

MaKey MaKey можно купить в Sparkfun в США, Firebox в Великобритании или даже на Amazon.
MaKey Форумы MaKey

КАК ПРИБЫТЬ? Тело человека проводник электричества

Почему нас поражает ток, когда мы соприкасаемся с электричеством? — спрашивает читатель Сангпал Мешрам.

Не прикасайтесь к электрической розетке мокрыми руками. Держите фены подальше от раковин и ванн. И никогда, никогда не вставляйте металлическую вилку в тостер, чтобы отклеить тост.

Почему все предупреждения? Во всем виноваты крошечные электроны, бегущие по медному проводу.

Как и все материи, медный провод, идущий к розеткам в вашем доме, состоит из атомов.У атомов есть центр (ядро), состоящий из частиц, называемых протонами и нейтронами. Нейтроны не заряжены электрически. Но протоны есть, и их заряд положительный.

Положительные протоны удерживают электроны, которые имеют отрицательный заряд, роясь вокруг ядра в своего рода облаке. В конце концов, противоположности притягиваются. Каждый обычный атом меди имеет 29 электронов, вращающихся вокруг ядра. А миллионы и миллионы атомов меди составляют даже небольшой отрезок медной проволоки.

Почему медь? В таких металлах, как медь (или алюминий), электроны могут легко вырваться из тисков ядра и блуждать, как кочевники, от атома к атому. Когда провод подключается к работающей электрической цепи, свободные электроны атомов меди начинают дрейфовать в определенном направлении. Престо: электрический ток.

А вот и шокирующая деталь: этот поток электронов, прыгая от атома к атому, также может перескакивать с проводов тостера на вилку в руку.Почему? Как медь и другие металлы, человеческое тело также является хорошим проводником.

Последние бизнес-новости LI в вашем почтовом ящике с понедельника по пятницу.

Нажимая «Зарегистрироваться», вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности.

Обычная вода, содержащая растворенные минералы и соли, также проводит электричество. Вот почему спасатели приказывают всем выходить из бассейна, когда собираются грозовые тучи, вспыхивают молнии и гремит гром.

Материалы, в которых нет блуждающих электронов, называются электрическими изоляторами. Мы можем смело дотрагиваться до шнура включенной лампы, потому что провод внутри изолирован пластиком вокруг него.

Хорошие изоляторы, в которых нет блуждающих электронов, включают стекло, пластик и резину.

Так что дотрагивайтесь до розетки снаружи сухими руками, и вы вряд ли получите шок, поскольку ваша кожа не будет соприкасаться с проводкой в ​​стене.Но если у вас мокрые руки, вода может выскользнуть в водосток. Ток может течь через воду в мокрую руку. Результат — болезненный или опасный шок.

Что вызывает чувство легкого шока? Тело работает на собственном электричестве, а крошечные токи питают наши мышцы. Мышцы в вашей руке реагируют на проникающий ток, сокращаясь, создавая ощущение подергивания и жужжания.

Кэти Воллард.Специально для Newsday

Как человеческое тело использует электричество

Автор Amber Plante

Электричество есть везде, даже в человеческом теле. Наши ячейки предназначены для проведения электрических токов. Электричество требуется нервной системе, чтобы посылать сигналы по всему телу и в мозг, позволяя нам двигаться, думать и чувствовать.

Итак, как клетки контролируют электрические токи?

Элементы нашего тела, такие как натрий, калий, кальций и магний, обладают определенным электрическим зарядом.Почти все наши клетки могут использовать эти заряженные элементы, называемые ионами, для выработки электричества.

Содержимое клетки защищено от внешней среды клеточной мембраной. Эта клеточная мембрана состоит из липидов, которые создают барьер, через который только определенные вещества могут проникнуть внутрь клетки. Мало того, что клеточная мембрана действует как барьер для молекул, она также действует как способ для клетки генерировать электрические токи. Покоящиеся клетки заряжены отрицательно внутри, тогда как внешняя среда заряжена более положительно.Это происходит из-за небольшого дисбаланса между положительными и отрицательными ионами внутри и снаружи клетки. Клетки могут достичь разделения зарядов, позволяя заряженным ионам входить и выходить через мембрану. Поток зарядов через клеточную мембрану — это то, что генерирует электрические токи.

Клетки контролируют поток определенных заряженных элементов через мембрану с помощью белков, которые находятся на поверхности клетки и создают отверстие для прохождения определенных ионов. Эти белки называются ионными каналами.Когда клетка стимулируется, это позволяет положительным зарядам проникать в клетку через открытые ионные каналы. Затем внутренняя часть клетки становится более положительно заряженной, что вызывает дополнительные электрические токи, которые могут превращаться в электрические импульсы, называемые потенциалами действия. Наши тела используют определенные модели потенциалов действия, чтобы инициировать правильные движения, мысли и поведение.

Нарушение электрического тока может привести к болезни. Например, чтобы сердце могло перекачивать кровь, клетки должны генерировать электрические токи, которые позволяют сердечной мышце сокращаться в нужное время.Врачи могут даже наблюдать эти электрические импульсы в сердце с помощью аппарата, называемого электрокардиограммой или ЭКГ. Нерегулярные электрические токи могут помешать правильному сокращению сердечных мышц, что приведет к сердечному приступу. Это всего лишь один пример, показывающий важную роль электричества в здоровье и болезнях.

Список литературы
CrashCourse. «Нервная система, часть 2 — Действие! Потенциал! Ускоренный курс A&P №9 ». Видео на YouTube, 11:43. 2 марта 2015 г. https://www.youtube.com / watch? v = OZG8M_ldA1M.
Основы анатомии и физиологии. «Каналы с ограничением по напряжению и потенциал действия». McGraw-Hill Co., Видео. 2016. http://highered.mheducation.com/sites/0072943696/student_view0/chapter8/animation__voltage-gated_channels_and_the_action_potential__quiz_1_.html.
Нельсон, Дэвид Л. и Майкл М. Кокс. 2013. Принципы биохимии Ленингера, 6-е изд. Книга. 6-е изд. Нью-Йорк: W.H. Фриман и Ко. Doi: 10.1016 / j.jse.2011.03.016.

Проведение электрического тока к телу человека и через него: обзор

Эпластика.2009; 9: e44.

Опубликовано в Интернете 12 октября 2009 г.

Raymond M. Fish

^a Исследовательская лаборатория биоакустики и отделение хирургии, Университет Иллинойс, Урбана-Шампейн,

Лесли А. Геддес

^b Школа биомедицинской инженерии Велдона, Университет Пердью, Вирджиния Лафайет, штат Индиана

^a Исследовательская лаборатория биоакустики и отделение хирургии, Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн,

^b Школа биомедицинской инженерии Велдона, Университет Пердью, W Lafayette, Ind

Это статья открытого доступа, в которой авторы сохраняют авторские права на работу.Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Abstract

Цель: Цель данной статьи — объяснить, каким образом электрический ток проходит через тело человека и как это влияет на характер травм. Методы: Эта междисциплинарная тема объясняется путем первого обзора электрических и патофизиологических принципов.Есть дискуссии о том, как электрический ток проходит через тело через воздух, воду, землю и искусственные проводящие материалы. Также обсуждаются сопротивление кожи (импеданс), внутреннее сопротивление тела, путь тока через тело, феномен отпускания, разрушение кожи, электрическая стимуляция скелетных мышц и нервов, сердечная аритмия и остановка, а также утопление при поражении электрическим током. После обзора основных принципов обсуждается ряд клинически значимых примеров механизмов аварий и их медицинских последствий.Темы, связанные с высоковольтными ожогами, включают замыкания на землю, градиент потенциала земли, ступенчатый и контактный потенциалы, дуги и молнии. Результат: Практикующий врач будет лучше понимать электрические механизмы травм и их ожидаемые клинические эффекты. Выводы: Существует множество типов электрических контактов, каждый из которых имеет важные характеристики. Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь врачу понять, как и почему происходят конкретные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы могут возникнуть.

В этой статье объясняется, каким образом электрический ток проходит через человеческое тело и как это влияет на характер травм. Эта междисциплинарная тема объясняется в части A путем сначала обзора электрических и патофизиологических принципов, а затем в части B путем рассмотрения конкретных типов несчастных случаев. Есть дискуссии о том, как электрический ток проходит через тело через воздух, воду, землю и искусственные проводящие материалы. Обсуждаются сопротивление кожи (импеданс), внутреннее сопротивление тела, путь тока через тело, феномен расслабления, разрушение кожи, электрическая стимуляция скелетных мышц и нервов, сердечная аритмия и остановка, а также утопление при поражении электрическим током.После обзора основных принципов в части B обсуждается ряд клинически значимых примеров механизмов аварий и их медицинских последствий. К темам, связанным с ожогами высоким напряжением, относятся замыкания на землю, градиент потенциала земли, ступенчатые потенциалы и потенциалы прикосновения, дуги и молнии. . Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь понять, как и почему происходят определенные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы могут возникнуть.

ЧАСТЬ A: ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И КАК ЭТО ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С ТЕЛОМ ЧЕЛОВЕКА

Поражение электрическим током определяется как внезапная резкая реакция на электрический ток, протекающий через любую часть тела человека. Удар электрическим током — смерть от поражения электрическим током. Первичное поражение электрическим током — это повреждение тканей, вызванное прямым воздействием электрического тока или напряжения. Вторичные травмы, такие как падения, являются обычным явлением. Если не указано иное, эта статья относится к токам и напряжениям 60 (или 50) Гц переменного тока (среднеквадратичное значение). Кроме того, под сопротивлением мы на самом деле подразумеваем величину импеданса. Высокое напряжение относится к среднеквадратичному значению переменного тока 600 В или более.

Очень малые количества электрического тока вызывают серьезные физиологические эффекты.

Ток означает количество электричества (электронов или ионов), протекающего в секунду.Ток измеряется в амперах или миллиамперах (1 мА = 1/1000 ампера). Количество электрического тока, протекающего через тело, определяет различные эффекты поражения электрическим током. Как указано в таблице, различные величины тока вызывают определенные эффекты. Большинство эффектов, связанных с током, возникает в результате нагревания тканей и стимуляции мышц и нервов. Стимуляция нервов и мышц может привести к проблемам, начиная от падения из-за отдачи от боли до остановки дыхания или сердца. Чтобы вызвать физиологические эффекты, требуется относительно небольшой ток.Как показано в таблице, для отключения автоматического выключателя на 20 А требуется в тысячу раз больше тока, чем для остановки дыхания.

Таблица 1

Расчетное влияние переменного тока 60 Гц ^*

Сопротивление кожи защищает тело от электричества

Тело имеет сопротивление току.Более 99% сопротивления тела прохождению электрического тока приходится на кожу. Сопротивление измеряется в Ом. Мозолистая, сухая рука может иметь сопротивление более 100000 Ом из-за толстого внешнего слоя мертвых клеток в роговом слое. Внутреннее сопротивление тела составляет около 300 Ом по отношению к влажным, относительно соленым тканям под кожей. Сопротивление кожи можно эффективно обойти, если есть повреждение кожи от высокого напряжения, порез, глубокое истирание или погружение в воду (таблица). Кожа действует как электрическое устройство, такое как конденсатор, в том смысле, что пропускает больший ток, если напряжение быстро меняется.Быстро меняющееся напряжение будет приложено к ладони и пальцам руки, если он держит металлический инструмент, который внезапно касается источника напряжения. Этот тип контакта даст намного большую амплитуду тока в теле, чем это могло бы произойти в противном случае. ²

Таблица 2

Способы значительного снижения защитного сопротивления кожи

Напряжение

Напряжение можно рассматривать как силу, проталкивающую электрический ток через тело .В зависимости от сопротивления будет течь определенный ток при любом заданном напряжении. Именно ток определяет физиологические эффекты . Тем не менее, напряжение действительно влияет на результат поражения электрическим током несколькими способами, как описано ниже.

Разрыв кожи

При напряжении 500 В или более высокое сопротивление внешнего слоя кожи выходит из строя. ³ Это значительно снижает сопротивление тела току. В результате увеличивается сила тока, протекающего при любом заданном напряжении.Области разрыва кожи иногда представляют собой раны размером с булавочную головку, которые легко не заметить. Они часто являются признаком того, что в тело может проникнуть большой ток. Можно ожидать, что этот ток приведет к повреждению глубоких тканей мышц, нервов и других структур. Это одна из причин, по которой при высоковольтных повреждениях часто возникают серьезные повреждения глубоких тканей, а не ожоги кожи.

Электропорация

Электропорация (повреждение клеточной мембраны) происходит из-за приложения большого напряжения к длине ткани.Это могло произойти при 20 000 В из рук в руки. Электропорация также может происходить при напряжении 120 В, когда конец шнура питания находится во рту ребенка. В этой ситуации напряжение невелико, но вольт на дюйм ткани такое же, как и в случае, когда высокое напряжение прикладывается от руки к руке или с головы до ног. В результате электропорации даже кратковременный контакт может привести к серьезным травмам мышц и других тканей. Электропорация — еще одна причина возникновения глубоких повреждений тканей.

Нагрев

При прочих равных, тепловая энергия, передаваемая тканям, пропорциональна квадрату напряжения (увеличение напряжения в 10 раз увеличивает тепловую энергию в 100 раз).

Переменный и постоянный ток

Мембраны возбудимых тканей (например, нервных и мышечных клеток) будут передавать ток в клетки наиболее эффективно при изменении приложенного напряжения. Кожа чем-то похожа тем, что пропускает больше тока при изменении напряжения. Следовательно, при переменном токе происходит непрерывное изменение напряжения с 60 циклами изменения напряжения в секунду. При использовании переменного тока, если уровень тока достаточно высок, будет ощущение поражения электрическим током, пока сохраняется контакт.Если есть достаточный ток, клетки скелетных мышц будут стимулироваться настолько быстро, насколько они могут реагировать. Эта скорость меньше 60 раз в секунду. Это вызовет тетаническое сокращение мышц, что приведет к потере произвольного контроля над мышечными движениями. Клетки сердечной мышцы будут получать 60 стимуляций в секунду. Если амплитуда тока достаточная, произойдет фибрилляция желудочков. Сердце наиболее чувствительно к такой стимуляции в «уязвимый период» сердечного цикла, который происходит во время большей части зубца T.

Напротив, при постоянном токе ощущение шока возникает только тогда, когда цепь замкнута или разорвана, если только напряжение не относительно высокое. ⁴ Даже если амплитуда тока велика, это может не произойти в уязвимый период сердечного цикла. При переменном токе длительность разряда более 1 сердечного цикла определенно даст стимуляцию в уязвимый период.

Как связаны ток, напряжение и сопротивление

Закон Ома выглядит следующим образом:

На рисунке показаны источник напряжения и резистор.Например, сопротивление 1000 Ом, подключенное к источнику электроэнергии на 120 В, будет иметь значение

. Напряжение вызывает прохождение тока ( I ) через данное сопротивление. Несколько круговой путь тока называется цепью.

Токовый путь (-а)

Электроэнергия течет из (как минимум) одной точки в другую. Часто это происходит от одной клеммы к другой клемме источника напряжения. Соединение между выводами источника напряжения часто называют «нагрузкой».«Нагрузкой может быть что угодно, проводящее электричество, например лампочка, резистор или человек. Это показано на рисунке.

Чтобы проиллюстрировать некоторые важные моменты, эту схемную модель можно применить к автомобилю. Например, отрицательная клемма автомобильного аккумулятора подключена («заземлена») к металлическому шасси автомобиля. Положительный вывод подключается к красному кабелю, состоящему из отдельных проводов, идущих к стартеру, фарам, кондиционеру и другим устройствам. Электрический ток проходит по множеству параллельных путей: радио, стартер, свет и многие другие пути тока.Ток в каждом пути зависит от сопротивления каждого устройства. Отсоединение положительного или отрицательного полюса батареи остановит прохождение тока, хотя другое соединение не повреждено.

Применение модели к человеческому телу

На примере автомобиля легче понять ток, протекающий в человеческом теле. Человек, получивший удар электрическим током, будет иметь (как минимум) 2 точки контакта с источником напряжения, одна из которых может быть заземлением. Если либо соединение отключено, ток не будет протекать.Аналогия также объясняет, как ток может проходить по множеству параллельных путей, например, через нервы, мышцы и кости предплечья. Сила тока в каждом автомобильном приборе или типе ткани зависит от сопротивления каждого компонента.

Рисунок развивает модель еще дальше. Он показывает аккумулятор и фары на велосипеде. Ржавые контакты на положительной и отрицательной клеммах аккумуляторной батареи. Общее сопротивление, через которое напряжение должно протекать, равно сопротивлению двух ржавых контактов в дополнение к сопротивлению фар. Чем больше сопротивление, тем меньше ток . Ржавое соединение аналогично сопротивлению кожи, а фара аналогична внутреннему сопротивлению кузова. Общее сопротивление тела равно внутреннему сопротивлению тела плюс 2 сопротивления кожи .

Ржавые контакты добавляют сопротивление току. Фары аналогичны внутреннему сопротивлению кузова, а ржавые соединения аналогичны сопротивлению кожи. Общее сопротивление тела равно внутреннему сопротивлению тела плюс 2 сопротивления кожи.

На рисунке изображен человек, подключенный к источнику напряжения. Есть соединения с левой рукой и левой ногой. «Общее сопротивление тела» человека складывается из очень низкого (приблизительно 300 Ом) внутреннего сопротивления тела плюс 2 сопротивления при контакте с кожей. Сопротивление контакта с кожей обычно составляет от 1000 до 100000 Ом, в зависимости от площади контакта, влажности, состояния кожи и других факторов. Таким образом, кожа обеспечивает большую часть защиты тела от электрического тока.

Схема человека, подключенного к источнику напряжения.

Высоковольтный контакт

Высоковольтные (≥600 В) контакты иногда кажутся парадоксальными. Птица удобно сидит на высоковольтной линии электропередачи. Но человек в рабочих ботинках, стоящий рядом с грузовиком, погибает при прикосновении к его стороне, потому что приподнятое навесное оборудование грузовика касалось линии электропередачи. Высокое напряжение разрушает электрические изоляторы, включая краску, кожу и большую часть обуви и перчаток. Специальная обувь, перчатки и инструменты считаются защитными при определенных уровнях напряжения.Эти элементы необходимо периодически проверять на наличие (иногда точного размера) разрывов изоляции. Изоляция может оказаться неэффективной, если на поверхности предмета есть влага или загрязнения.

Как отмечалось выше, для протекания тока требуются 2 или более точек контакта, находящихся под разным напряжением. Многие электрические системы подключены («заземлены») к земле. Опорные конструкции часто бывают металлическими, а также физически находятся в земле.

Рабочий был электрически подключен к линии электропередачи через металлические части своего грузовика.Высокое напряжение (7200 В) было достаточно высоким, чтобы пройти через краску на грузовике и его обуви. Птица не находилась достаточно близко к земле или чему-либо еще, чтобы замкнуть цепь на землю. Есть птицы с большим размахом крыльев, которые действительно получают удар током, когда перекрывают разрыв между проводами и конструкциями, находящимися под разным напряжением.

ЧАСТЬ B: ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА

Шаговый и контактный потенциалы

Земля (земля) под нашими ногами обычно находится под напряжением 0 В.Линии электропередач и радиоантенны заземляют путем соединения их с металлическими стержнями, вбитыми в землю. Если человек идет босиком по земле с расставленными ногами, между двумя ступнями должно быть напряжение 0 В. Это нормальное состояние нарушается, если проводник высоковольтной линии электропередачи достигает земли или если молния ударяет по земле.

Напряжение от воздушных линий электропередачи может достигать земли несколькими способами. Линия может порваться или отсоединиться от своих изолированных опор и вступить в контакт с самой землей или с конструкциями, которые сами связаны с землей.Опорные провода (растяжки) могут отсоединяться от своих соединений у земли и становиться под напряжением, когда они соприкасаются с линией электропередачи. В этом случае растяжка под напряжением находится под высоким напряжением. Если растяжка контактирует с землей, напряжение на земле в точке контакта и вокруг нее больше не равно 0 В.

Когда провод под напряжением контактирует с землей напрямую или через проводник, это называется замыканием на землю. Уменьшение напряжения на расстоянии от точки контакта с землей объекта, находящегося под напряжением, называется градиентом потенциала земли .Падения напряжения, связанные с этим рассеянием напряжения, называются потенциалами земли.

На рисунке показана типичная кривая распределения градиента напряжения. Этот график показывает, что напряжение уменьшается с увеличением расстояния от заземляющего объекта. Слева от заземленного объекта, находящегося под напряжением, есть разница напряжений между двумя ногами человека, называемая ступенчатым потенциалом. Справа есть разница в напряжении между рукой человека и двумя ногами, называемая потенциалом прикосновения.Также существует ступенчатый потенциал между двумя ногами человека справа. (Рисунок и этот раздел являются модификациями части правил OSHA [Standards-29 CFR].)

Ступенчатые и сенсорные потенциалы. Фактические цифры могут варьироваться в зависимости от типа почвы и влажности, а также других факторов.

Мгновенное горение, нагрев электрическим током или и то и другое.

Дуги высокого напряжения связаны с прохождением электричества по воздуху. В некоторых случаях дуга не касается человека. В этой ситуации от тепла дуги могут возникнуть серьезные ожоги (мгновенный ожог).Также возможны ожоги от горящей одежды и других веществ. Ожоги также могут быть вызваны прикосновением к предметам, которые термически горячие, но не находятся под напряжением.

Дуги высокой энергии могут вызывать взрывные ударные волны. ⁵ Тупая сила травмы, которая возникает в результате, может бросить человека, разорвать барабанные перепонки и ушибить внутренние органы.

Если электрическая дуга или провод под напряжением контактирует с человеком и через него проходит электричество, может возникнуть травма из-за электрического тока, протекающего через тело, в дополнение к механизмам повреждения, упомянутым выше.

Клинически важно определить, повлекло ли высоковольтное повреждение электрический ток, протекающий через тело. Ток, протекающий через тело из-за высокого напряжения, может привести к возникновению условий, за которыми необходимо следить с течением времени. Эти состояния включают миоглобинурию, коагулопатию и компартмент-синдромы. Несколько клинических и связанных с электрическим контактом проблем могут помочь определить, протекал ли ток через тело. Во-первых, для протекания электрического тока через тело требуется как минимум 2 точки контакта.При высоком напряжении это обычно ожоги на всю толщину. Они могут быть размером с булавочную головку, а иногда их может быть несколько из-за искрения. Если проводник, например кусок проволоки, соприкоснулся с кожей, это может привести к ожогу из-за формы соприкасающегося объекта.

Горение от вспышки без тока через тело, напротив, имеет тенденцию быть диффузным и относительно однородным. Мгновенные ожоги на , иногда на меньше полной толщины, тогда как ожоги от высоковольтных контактов будут на всю толщину.

Так называемые входные и выходные раны

Часто бывает всего 2 контактных ожога, которые обычно называют входными и выходными ранами.Эти термины относятся к тому факту, что электрический ток исходит от источника напряжения, входит в тело в одной точке, протекает через тело в другую точку контакта, где он выходит из тела и возвращается к источнику напряжения (или земле). Эта терминология несколько сбивает с толку, если учесть, что переменный ток меняет направление много раз в секунду. Терминология также может вводить в заблуждение, потому что она напоминает пулевые ранения, которые иногда имеют небольшие входные и более крупные выходные ранения. При поражении электрическим током размер раны будет зависеть от таких факторов, как размер и форма проводника, геометрия пораженной части тела и влажность.Аналогия с огнестрельными ранениями также вводит в заблуждение, поскольку не всегда имеется выходное ранение от пули, потому что пуля остается застрявшей в человеке. Таким образом, 2 отдельных ожога третьей степени предполагают протекание тока через тело. Диффузный ожог неполной толщины не предполагает протекания тока через тело.

Помимо особенностей, связанных с контактом, существуют клинические признаки, которые могут помочь определить, был ли ток через глубокие ткани. Например, можно ожидать, что высоковольтный контакт с рукой, связанный с током, протекающим в руку, будет вызывать твердость и нежность предплечья.При пассивных и активных движениях пальцев может возникнуть боль, а в руке может возникнуть сенсорная недостаточность.

Молния

Молния обычно сверкает над поверхностью тела, что приводит к удивительно небольшим повреждениям у некоторых людей. Влажная кожа и очень короткие электрические импульсы побуждают электрический ток проходить по поверхности тела. Тем не менее, молния иногда травмирует людей из-за протекания тока в теле, тупой механической силы, эффекта взрыва, который может разорвать барабанные перепонки и ушибить внутренние органы, а также интенсивный свет, который может привести к катаракте.

Контакт с проводниками

Низкое напряжение (

Влияние ударов низкого напряжения указано в таблице. Приведенные текущие уровни зависят от конкретного пути тока, продолжительности контакта, веса, роста и телосложения человека (особенно мускулатуры и костных структур) и других факторов. Эффекты, которые возникают в каждом конкретном случае, сильно зависят от нескольких факторов, связанных с тем, как осуществляется контакт с источником электричества. Эти факторы включают в себя путь тока, влажность, отсутствие возможности отпустить и размер областей контакта.

Путь тока

Если путь тока проходит через грудную клетку, постоянные тетанические сокращения мышц грудной стенки могут привести к остановке дыхания. Далзил, ⁶ , проводивший измерения на людях, сообщает, что токи, превышающие 18 мА, стимулируют грудные мышцы, так что дыхание останавливается во время шока.

Другой эффект, возникающий при трансторакальном пути тока, — это фибрилляция желудочков. Трансторакальные пути тока включают руку в руку, руку к ноге и от передней части груди до задней части груди.Эксперименты на животных показали, что порог фибрилляции желудочков обратно пропорционален квадратному корню из продолжительности тока.

Явление отпускания при низком (

Фактором, который имеет большое значение для травм, полученных при низковольтном разряде, является неспособность отпустить. Сила тока в руке, которая заставляет руку непроизвольно сжимать руку, называется отпускающим током. ⁷ Если, например, пальцы человека обхватить большой кабель или ручку пылесоса под напряжением, большинство взрослых смогут отпустить его с током менее 6 мА.При 22 мА более 99% взрослых не смогут отпустить. Боль, связанная с отпусканием тока, настолько сильна, что молодые мотивированные добровольцы могли терпеть ее всего несколько секунд. ⁷ При прохождении тока в предплечье стимулируются мышцы сгибания и разгибания. Однако сгибательные мышцы сильнее, и человек не может добровольно расслабиться. Практически во всех случаях неспособности отпускать руки используется переменный ток. Переменный ток многократно стимулирует нервы и мышцы, что приводит к тетаническому (устойчивому) сокращению, которое длится до тех пор, пока продолжается контакт.Если это приводит к тому, что субъект ужесточает хватку за проводник, результатом является продолжение электрического тока через человека и снижение контактного сопротивления. ⁸

При использовании переменного тока возникает ощущение поражения электрическим током, пока сохраняется контакт. Напротив, с постоянным током возникает только ощущение шока, когда цепь замкнута или разорвана. Пока контакт поддерживается, ощущения шока не возникает. Ниже 300 мА постоянного тока (среднеквадратичное значение) явление отпускания отсутствует, потому что рука не зажата непроизвольно.Когда ток проходит через руку, возникает ощущение тепла. Замыкание или разрыв цепи приводит к болезненным неприятным ударам. При токе более 300 мА отпускание может быть невозможно. ⁴ Порог фибрилляции желудочков для разряда постоянного тока длительностью более 2 секунд составляет 150 мА по сравнению с 50 мА для разряда 60 Гц; для разрядов короче 0,2 секунды порог такой же, как и для разрядов 60 Гц, то есть примерно 500 мА. ⁴

Мощность обогрева также увеличивается, когда человек не может отпустить.Это связано с тем, что плотный захват увеличивает площадь кожи, эффективно контактирующую с проводниками. Кроме того, со временем между кожей и проводниками накапливается высокопроводящий пот. Оба эти фактора снижают контактное сопротивление, что увеличивает протекающий ток. Кроме того, нагревание сильнее, потому что продолжительность контакта часто составляет несколько минут по сравнению с долей секунды, необходимой для того, чтобы отказаться от болезненного раздражителя.

Неспособность отпустить приводит к увеличению тока в течение более длительного периода времени.Это увеличит повреждение из-за нагрева мышц и нервов. Также будет усиление боли и частота остановки дыхания и сердца. Также может быть вывих плеча с травмой связок и сухожилий, а также переломы костей в области плеч.

Явление отпускания для высокого (> 600 В) контакта

Несколько разных результатов могут произойти, когда человек схватится за провод, подающий из рук в руки напряжение 10 кВ переменного тока. Такой контакт занимает более 0,5 секунды, прежде чем большая часть клеток дистального отдела предплечья подвергнется тепловому повреждению.Однако в течение 10–100 миллисекунд мышцы на пути тока сильно сократятся. Человека можно стимулировать, чтобы он сильнее сжимал провод, создавая более сильный механический контакт. Или человека может оттолкнуть от контакта. Какое из этих событий произойдет, зависит от положения руки относительно проводника. Большинство очевидцев сообщают, что жертвы отталкиваются от проводника, возможно, из-за общих мышечных сокращений. В таких случаях время контакта оценивается примерно в 100 миллисекунд или меньше. ^{9 (стр. 57)}

Контакт с погружением: утопление электрическим током

Клинические проблемы

Утопление или близкое к утоплению может быть результатом попадания электричества в воду. Состояния, требующие лечения почти утопления, вызванного электричеством, в основном такие же, как и условия, связанные с неэлектрическим утоплением. Эти состояния включают повышение миоглобина, которое может привести к почечной недостаточности (обнаруживаемой по повышению креатинкиназы [КФК] и анализу мочи), респираторному дистресс-синдрому у взрослых, гипотермии, гипоксии, электролитным нарушениям и аритмиям, которые включают желудочковую тахикардию и фибрилляцию желудочков.Считается, что уровни креатинкиназы и миоглобина в неэлектрических случаях почти утопления связаны с жестокой борьбой, а также иногда с длительной гипоксией и электролитным дисбалансом. Электричество в воде может стимулировать мышцы достаточно сильно, чтобы вызвать у человека сильную мышечную боль во время и после того, как он или она почти утонул. Это еще больше увеличит уровни КФК и миоглобина по сравнению с теми, которые были бы результатом неэлектрического почти утопающего стола. Уровень креатинкиназы иногда повышается в течение дня или более под влиянием проводимого лечения, продолжающейся гипоксии или гипотонии и других состояний, которые могут повлиять на продолжающийся некроз тканей.

Таблица 3

Почему погружение в воду при очень низких напряжениях может быть фатальным

Воздействие электрического тока

Многие определения воздействия электрического тока на людей были сделаны Далзилом. ¹⁰ Для любого данного эффекта, такого как столбнячные сокращения мышц, существует диапазон текущих уровней, которые вызывают эффект в зависимости от индивидуальных особенностей субъектов. Например, ток, необходимый для возникновения тетанических сокращений мышц предплечья («отпускающий» ток), может составлять от 6 до 24 мА (среднеквадратичное значение переменного тока 60 Гц) в зависимости от пациента.Следовательно, текущие уровни, перечисленные в публикациях, могут быть максимальными, средними или минимальными уровнями, в зависимости от обсуждаемых вопросов. С точки зрения безопасности часто подходят значения, близкие к минимальным.

Как указано в таблице, Dalziel ⁷ обнаружил, что 10 мА может вызывать тетанические сокращения мышц и, следовательно, потерю мышечного контроля. Кроме того, Smoot and Bentel ¹² обнаружили, что 10 мА тока было достаточно, чтобы вызвать потерю мышечного контроля в воде. Они проводили измерения в соленой воде и не сообщали о приложенных напряжениях.

Таблица 4

Механизмы смерти при утоплении электрическим током

Общее сопротивление тела в воде

Общее с учетом мер безопасности сопротивление тела от руки к ноге в воде считается равным 300 Ом. ^{13 — 15} Smoot ^{11 , 16} измерил полное сопротивление тела 400 Ом с погружением.Во многом это связано с внутренним сопротивлением тела. Таким образом, погружение устраняет большую часть сопротивления кожи.

Соленая вода обладает высокой проводимостью по сравнению с человеческим телом, поэтому поражение электрическим током в соленой воде является относительно редким явлением. Это связано с тем, что большая часть электрического тока проходит по внешней стороне тела.

Если есть разница напряжений, например, между одной рукой и другой, то через тело будет протекать электрический ток. Сила тока равна напряжению, деленному на общее сопротивление тела.

Какое напряжение в воде может быть смертельным?

В таблице указаны значения силы тока, необходимые для возникновения фибрилляции желудочков и других смертельных состояний. Общее сопротивление тела в воде составляет 300 Ом. Таким образом, известны необходимый ток и сопротивление, которое он должен испытывать. Таким образом, можно рассчитать необходимое напряжение. Для фибрилляции желудочков расчет выглядит следующим образом:

Требуемое напряжение = Ток × Сопротивление

Для того, чтобы вызвать фибрилляцию желудочков, необходимое напряжение составляет:

Напряжение = 100 мА × 300 Ом = 30 В

Рисунки для других механизмов смерти указаны в табл.

Электрический контакт, связанный с водой, часто происходит двумя способами. Эти механизмы могут происходить в ваннах, бассейнах и озерах. Первый механизм контакта заключается в том, что человек в воде выходит из воды и контактирует с токопроводящим объектом, находящимся под напряжением. Например, человек чувствует себя хорошо, сидя в ванне. Сопротивление контакта его руки с объектом под напряжением за пределами ванны может быть достаточно высоким, чтобы защитить его или ее, особенно если его или ее рука не мокрая, а площадь контакта небольшая.

Второй механизм контакта включает человека в воде, находящегося в электрическом поле из-за проводника под напряжением, который находится в воде. Например, электрический нагреватель, подключенный к тёплому проводу розетки 120 В переменного тока, падает в воду. Заземленный слив находится близко к плечам человека, а обогреватель — у его или ее ног. Это дает разницу напряжений 120 В переменного тока от плеч до ступней. При общем сопротивлении тела 300 Ом протекает 360 мА, что более чем в 3 раза превышает величину, необходимую для фибрилляции желудочков.

В озерах, прудах и других водоемах источник электроэнергии может генерировать ток в воде. Местоположение напряжений в воде можно измерить. В воде могут присутствовать напряжения из-за того, что корпус лодки, подключенной к береговому источнику питания, находится под напряжением. В воде также могут присутствовать напряжения из-за находящихся под напряжением проводников в воде, которые пропускают электрический ток в воду.

Может существовать электрический градиент (или поле), аналогичный описанной выше ситуации для ступенчатого и касательного потенциалов.Ситуацию сложнее проанализировать в воде, потому что человек в воде принимает разные позы и ориентации в трех измерениях (вверх, вниз и в стороны — север, юг, восток и запад). Трансторакальное напряжение и напряжение на конечностях будут меняться по мере движения человека в зависимости от ориентации (направления) электрического поля.

Измерения потери мышечного контроля в воде

Измерения, аналогичные измерениям Smoot и Bentel ¹² , были выполнены с одобрения институционального наблюдательного совета Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.Металлические пластины помещали внутрь резиновых контейнеров. Металлические пластины были плоскими на дне контейнеров. Сверху на каждую металлическую пластину помещали резиновый коврик с отверстиями. (Изолированный) провод заземления источника питания был подключен к одной пластине, а напряжение переменного тока 60 Гц от источника питания было подключено к другой пластине. Испытуемый стоял, опираясь на каждый резиновый коврик по одной ноге, как показано на рисунке. Таким образом, субъект контактировал с электрическим током в основном через воду, контактирующую с ногами через отверстия, а также через воду, контактирующую с ногами выше.Эта траектория потока между ногами имитировала ситуации рукопашного боя и рукопожатия, которые могут возникнуть у пловцов в воде. Эта установка сводила к минимуму ток через грудную клетку. В исследовании участвовал всего 1 предмет.

Установка для измерения напряжения и тока в воде.

Свежая (не соленая) вода с проводимостью 320 мкм / см наполняла каждое ведро до уровня около бедра. Было обнаружено, что электрически индуцированные сокращения мышц сильно меняются положением ног в воде.

Первоначальные испытания показали, что при 3,05 В (среднеквадратичное значение переменного тока 60 Гц) между пластинами протекал ток 8,65 мА, что приводило к непроизвольному сгибанию колена на 90 °. Это сгибание нельзя было преодолеть произвольным усилием. Колено можно было произвольно сгибать дальше, но оно не выпрямлялось больше, чем на 90 °. Непроизвольное резкое сгибание произошло, когда нога была поднята (сгибанием бедра) так, чтобы бедро было горизонтальным, а колено находилось на уровне воды. Это похоже на ситуацию во время плавания.Контроль над мышцами постепенно восстанавливается, когда ступня опускается на дно ведра (путем разгибания бедра в нейтральное положение) и нога становится вертикальной. Общее сопротивление корпуса рассчитывается следующим образом:

При 4,05 В протекает ток 12,6 мА. Колено было согнуто на 135 °, то есть пятка находилась рядом с ягодицами. Это нельзя было преодолеть добровольными усилиями. Опять же, это произошло, когда нога была поднята так, чтобы колено было на уровне воды, аналогично ситуации, когда кто-то плывет.Меньшее нарушение мышечного контроля было отмечено в других положениях ног. Контроль над мышцами постепенно восстанавливается, когда ступня опускается на дно ведра и нога становится вертикальной. Сопротивление составит 4,05 В / 12,6 мА = 332 Ом.

Текущие уровни, измеренные в этих экспериментах, согласуются с уровнями, о которых сообщают Dalziel, ⁷ Smoot, ¹¹ и NIOSH, ¹ , как указано в таблицах и. Общее сопротивление системы (вода плюс предмет) близко к 300 Ом, что часто упоминается в литературе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существует множество типов электрических контактов, каждый из которых имеет важные характеристики. Понимание того, как электрический ток достигает и проходит через тело, может помочь врачу понять, как и почему произошли конкретные несчастные случаи и какие медицинские и хирургические проблемы могут возникнуть.

Благодарности

Авторы благодарят Энди Фиша за иллюстрации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Субботняя наука: электрическое тесто | Детский музей Индианаполиса

Скорее всего, вы в какой-то момент своей жизни играли с пластилином, пластилином или пластилином. Это весело, он бывает разных цветов, и вы можете делать все, что захотите. Приложив немного усилий, вы даже можете использовать пластилин Play-Doh для проведения электричества! Не волнуйтесь; никто не будет шокирован. Мы будем использовать маленькие батарейки, чтобы все было в безопасности.Для этого проекта вы можете использовать обычный пластилин Play-Doh, но если у вас его нет, вы можете следовать рецепту, который мы вам дадим. Вы также должны приготовить второй вид теста, специальное «изолирующее тесто», которое не будет проводить электричество, прежде чем вы сможете подключать свет и моторы к вашему Play-Doh. Пусть взрослые помогут вам на кухне в отличном занятии в дождливый день!

Чтобы немного упростить , мы разделим его на три части: как приготовить токопроводящее тесто, как приготовить изолирующее тесто и как использовать их для изготовления электрических цепей.

Проводящее тесто

Материалы :

• 1 стакан воды
• 1 ½ стакана муки
• ¼ чашка соли
• 3 столовые ложки винного камня
• 1 столовая ложка растительного масла
• Краситель пищевой
• Горшок среднего размера
• Ложка поваренная
• Разделочная доска

Процесс:

1. Смешайте в кастрюле водную соль, винный камень, растительное масло и 1 стакан муки.Добавьте несколько капель любого пищевого красителя.
2. Поставьте кастрюлю на плиту на средний огонь и непрерывно помешивайте. В конечном итоге ваша тестовая смесь закипит и станет крупной. Продолжайте помешивать, пока в середине кастрюли не начнет формироваться шар.
3. Выньте мяч ложкой. Присыпьте разделочную доску небольшим количеством муки и выложите на нее тесто. Он будет очень горячим, поэтому дайте ему постоять несколько минут, пока он не остынет достаточно, чтобы его можно было трогать.
4. Когда оно остынет, замесите тесто, медленно добавляя оставшиеся ½ стакана муки, пока оно не достигнет нужной консистенции.

Изоляционное тесто

Материалы:

• 1 ½ стакана муки
• ½ стакана сахара
• 3 столовые ложки растительного масла
• ¼ — ½ стакана дистиллированной воды (действительно важно использовать дистиллированную воду, а не воду из-под крана).

Процесс:

1. Смешайте сахар, 1 стакан муки и масло в большой миске.
2. Добавьте 1 столовую ложку дистиллированной воды и перемешайте ее с полученной смесью.Повторяйте это, пока он не станет влажным и тестообразным. Вы не можете использовать всю воду.
3. Выньте смесь из миски и медленно месите ее, добавляя оставшуюся муку, пока она не станет твердой.

Цепи для теста

Материалы:

• Тесто проводящее
• Тесто изоляционное
• Батарейки АА
• Батарейный блок AA с выходящими проводами (выводами)
• светодиодов, крошечные моторчики, вентиляторы и все, что вы можете придумать.Посетите Radio Shack и сходите с ума!

Процесс:

1. Выровняйте два куска токопроводящего теста и один кусок изоляционного теста примерно одинакового размера.
2. Сделайте бутерброд из изоляционного теста в середине. Мы добавили пищевой краситель в проводящее тесто, чтобы было легче отличить эти два типа.
3. Аккумуляторная батарея должна иметь два вывода: черный и красный. Убедитесь, что пластик не находится на концах проводов и видно немного металла.Не касайтесь металла двух выводов вместе и не прикасайтесь к нему руками.
4. Вставьте батарейки в аккумуляторный блок.
5. Проденьте металлический провод красного провода в один из кусочков проводящего теста, а затем проткните металлический провод черного провода на другой кусок.
6. Для начала возьмем небольшой светодиод. Обратите внимание, как из его дна торчат две разные металлические проволоки. Как и в случае с аккумулятором, поместите один в один кусок токопроводящего теста, а один в другой.Если все подключено правильно, загорится!
7. Любой светодиод, мотор, вентилятор или другая классная электронная штуковина с двумя проводами можно подключить таким же образом. Попробуйте другие вещи!
8. Когда вы освоите основы, проявите творческий подход к глине. Пока между двумя кусками проводящей глины есть изоляционная глина, нет предела! Хотите сделать единорога со светящимся светодиодом вместо рога? Действуй!

Сводка

Здесь много чего происходит.Прежде всего, у нас есть два разных вида теста. «Проводящее тесто», через которое может проходить электричество, и «изолирующее тесто», через которое оно не может проходить. Они оба тесто, так почему же один из них дружелюбен к электричеству, а другой — нет? Все дело в выбранных нами ингредиентах.

В вашем проводящем тесте есть три ингредиента, которые помогают проводить электричество: соль, винный камень и обычная старая водопроводная вода. Когда соль и сливки зубного камня смешиваются с другими веществами, они распадаются на крошечные кусочки, называемые ионами.Соль распадается на ионы натрия и хлора, а крем зубного камня выделяет ионы калия. Эти ионы, смешанные с тестом, позволяют электричеству проходить через него. Думайте об этом, как будто электричество прыгает от иона к иону внутри теста. Водопроводная вода, как и большая часть воды, также содержит ионы.

В вашем изоляционном тесте («изолирующий» означает, что энергия, такая как электричество, не может проходить через что-либо), не содержит ни одного из этих ингредиентов. Мука не распадается на ионы, как и сахар.Однако самый важный ингредиент — это дистиллированная вода. Дистиллированная вода очень и очень чистая. В нем вообще нет ионов. Если вы попытались выпить немного, пока готовили тесто, вы могли заметить, что на вкус он очень отличается от воды, которую мы обычно пьем. Ионы в обычной воде придают ей привычный вкус. Поскольку в вашем изоляционном тесте нет ионов, электричество не может проходить через него.

Но зачем это вообще нужно? Почему бы просто не взять большой кусок токопроводящего теста и не подключить к нему аккумулятор и светодиод? Разве это не сработает? Вы можете попробовать, если хотите, но, вероятно, у вас не будет большого успеха.

Теперь мы вышли из области химии в область электротехники. Чтобы получить те результаты, которые нам нравятся, от нашего электричества, оно должно течь по так называемой цепи. Представьте схему как электрическую петлю («цепь» и «круг» имеют одно и то же корневое слово. Она должна выходить из одного из проводов на аккумуляторной батарее к тому, что мы хотим включить, а затем обратно в батарейный блок через другой провод.Когда он протекает в этом полном цикле, у нас есть замкнутая цепь, и светодиоды загораются, или вентилятор вращается, или все, что мы хотим, происходит (если есть достаточно энергии.)

Если мы просто подключим аккумулятор и светодиод к одному большому куску проводящего теста, электричество будет течь, хорошо, прямо через это тесто и обратно в аккумуляторную батарею, даже не касаясь светодиода. Это вызовет то, что мы называем коротким замыканием, потому что электричество отскочило обратно к батарее, прежде чем оно добралось до того, что мы хотели, чтобы оно включилось. Нам нужно дать электричеству два пути, чтобы течь вниз: один к светодиоду, а другой от светодиода обратно к батареям.Вот почему нам нужно изолирующее тесто посередине: чтобы убедиться, что электричество не протекает между двумя комками токопроводящего теста и не создает короткое замыкание.

Чтобы увидеть этот вид короткого замыкания в действии, вы можете провести небольшой эксперимент: когда у вас есть рабочая цепь с двумя видами теста, возьмите небольшой кусок токопроводящего теста и сделайте из него мостик. Соедините его с обоими кусочками токопроводящего теста. Что происходит с объектом, который вы подключили?

Хотите больше субботней науки? Смотрите все наши домашние занятия в блоге или на Pinterest.

Какие материалы лучше всего проводят статическое электричество?

Нет никаких сомнений в том, что у вас был опыт работы со статическим электричеством. Тот раздражающий «шок», который вы чувствуете, когда идете по ковру и касаетесь дверной ручки, например. Или то, что не менее раздражает, когда ваши волосы быстро снимают с головы шерстяную шапку. Но что такое статическое электричество и почему оно вызывает подобные явления?

В этом разделе вы узнаете не только о статическом электричестве, но и об очень интересном эксперименте со статическим электричеством, который вы можете провести с помощью простого устройства, которое вы сделаете под названием электроскоп.Вы будете использовать электроскоп для обнаружения электрического заряда.

Итак, в чем, похоже, проблема?

Проблема, которую вы попытаетесь решить, заключается в том, насколько хорошо одни объекты отдают свои электроны другим объектам. Вы спросите, как это связано со статическим электричеством?

В чудесном мире науки существует протонов , нейтронов и электронов . Протоны и нейтроны — это крошечные частицы, содержащиеся в ядре атома.

Протоны и нейтроны — крошечные частицы, содержащиеся в ядре атома. Электроны — еще более мелкие частицы, которые вращаются вокруг ядра.

Атом, если вы помните, — это наименьшая возможная часть объекта. Например, серебряный слиток можно разделить пополам, затем снова пополам, и снова, и снова, и снова, пока не останется кусок настолько мал, что, если бы его нужно было разделить, он больше не был бы серебром. Этот самый последний кусок называется атомом.

В середине каждого атома находится ядро. Вот где торчат протоны и нейтроны.С другой стороны, электроны даже меньше протонов и нейтронов и вращаются вокруг ядра атома.

Электрические заряды

Протоны, нейтроны и электроны сильно отличаются друг от друга. В рамках этого эксперимента их отличия друг от друга связаны с их электрическими зарядами.

Протоны имеют положительный (+) заряд. Электроны имеют, как вы догадались, отрицательный (-) заряд, а нейтроны, как следует из их названия, не имеют заряда.Когда атом содержит одинаковое количество протонов и электронов, у него нет общего заряда, но он нейтрален. Это потому, что положительный заряд протона равен отрицательному заряду электрона. Вместе одно отменяет другое.

В то время как протоны и нейтроны плотно прилипают друг к другу в ядре атома, электроны подобны свободным духам, которые не могут оставаться на месте. Они перемещаются вокруг ядра, а иногда и вовсе выходят из строя и переходят к другому атому.

Когда это происходит, электрический заряд атома выходит из равновесия. Помните, что нейтральный атом должен содержать одинаковое количество протонов и электронов. Когда электроны перепрыгивают с корабля и переходят к другому атому, баланс теряется.

Атом, который теряет электроны, имеет положительный заряд, потому что он содержит больше протонов, чем электронов. У атома, который набирает электроны, больше отрицательных частиц, чем положительных, поэтому он имеет отрицательный заряд.

Чтобы немного сбить с толку, атом, который имеет положительный или отрицательный заряд, больше не называется атомом.Теперь он известен как ион.

Некоторые материалы очень плотно удерживают свои электроны, не позволяя электронам хорошо проходить сквозь них. Эти материалы известны как изоляторы. Материалы, которые позволяют электронам легко проходить сквозь них, называются проводниками. Ткань — хороший изолятор, а металлы — хорошие проводники.

Электроны и статическое электричество

Важно понимать, что перемещение электронов с места на место не является чем-то необычным.Это происходит постоянно, когда два предмета трутся друг о друга. При сильном контакте между двумя объектами происходит перенос большого количества электронов и нарастание заряда. Статическое электричество , попросту говоря, не что иное, как дисбаланс положительных и отрицательных зарядов.

Следующая идея, которую необходимо понять, состоит в том, что противоположные заряды притягиваются, в то время как одинаковые заряды отталкиваются друг от друга. Когда вы снимаете шляпу с головы, и ваши волосы делают это странное, прямолинейное движение, это происходит из-за правила притяжения и отталкивания.

Электроны, которые были в ваших волосах, стираются на шляпе. Когда вы снимаете шляпу, электроны уходят с ней, оставляя на волосах только положительный заряд. Каждый волосок пытается уйти от своего заряженного соседа, что приводит к тому, что он расплывается. Статическое электричество — это дисбаланс положительных и отрицательных зарядов.

Хорошо, хватит объяснений. Пора переходить к делу. В этом проекте научной ярмарки вы попытаетесь выяснить, какие объекты наиболее охотно высвобождают свои электроны, что приводит к возникновению заряда.Помните, что некоторые объекты (изоляторы) не отдают электроны так же легко, как другие (проводники).

Если хотите, можете использовать заголовок этого раздела «Какие материалы лучше всего проводят статическое электричество?» как название вашего проекта. Или вы можете назвать свой проект одним из предложенных ниже названий:

• Как перенос электронов меняет заряд?
• Статическое электричество
• Использование электроскопа для обнаружения электрического заряда

Как только вы поймете концепцию статического электричества, вы сможете думать о повседневных применениях этого проекта.

В чем смысл?

Теперь вы знаете, почему ваши волосы встают дыбом, когда вы снимаете шерстяную шапку с головы. И что?

Понимание электрических зарядов важно по многим причинам. Это поможет вам понять, как устроен мир и почему происходят определенные события.

Вы когда-нибудь замечали, что разряды статического электричества происходят в основном зимой? И что даже если вы не снимаете шляпу с головы, ваши волосы будут немного развеваться, когда на улице холодно?

Это связано с тем, что зимой воздух обычно очень сухой.Летний воздух обычно более влажный, а это означает, что он содержит больше влаги. Что происходит, так это то, что вода в летнем воздухе помогает электронам быстрее удаляться от вашего тела. Вода — хороший проводник.

Поскольку электроны покидают ваше тело, вы не накапливаете большой заряд. Однако зимой, когда электроны остаются на вашем теле, вы накапливаете отрицательный заряд. Итак, когда вы идете по ковру, электроны с ковра перемещаются по вашему телу и накапливаются на нем. Когда вы касаетесь дверной ручки, электроны прыгают от вас к металлической ручке (помните, что металл — хороший проводник), вызывая у вас шок.

Заряженные объекты излучают невидимые электрические силовые поля, которые их окружают. Сила этих полей зависит от многих факторов. Еще в 1780-х годах ученый по имени Чарльз Кулон описал и исследовал эти силовые поля. Формула, которую он придумал для определения силы полей, называется законом Кулона.

В этом эксперименте вы будете использовать созданный вами электроскоп, чтобы определить, какие объекты лучше всего накапливаются и проводят электрические заряды. Элемент управления, который вы будете использовать, — это незаряженная алюминиевая фольга, а переменные, которые вы будете использовать, будут другими обычными объектами, которые обычно находятся в доме.

Что, по вашему мнению, будет?

Теперь вы должны иметь базовое, но хорошее представление о том, как возникает статическое электричество и что происходит, когда оно возникает. Однако прежде чем вы решитесь выдвинуть гипотезу, вам нужно понять, как работает эксперимент.

В этом эксперименте вы проверите, насколько хорошо определенные объекты переносят электроны, используя алюминиевую фольгу в качестве детектора.

Во время эксперимента вы будете переносить электроны от одного объекта к другому, протирая гибкой пластиковой линейкой разные материалы.Линейка будет служить проводником электронов на алюминиевой фольге.

Когда вы протираете линейкой различные предметы, она либо забирает электроны с объекта, либо передает часть своих электронов на объект. Если линейка улавливает электроны из материала, о котором она трется, у нее будет отрицательный заряд. Если линейка испускает электроны, она будет иметь положительный заряд.

Чтобы придумать гипотезу, отважитесь предположить, какие материалы, по вашему мнению, с наибольшей вероятностью будут переносить электроны на линейку.Есть ли у вас подозрение, что одни могут сделать это более эффективно, чем другие?

Давай, сделай свой лучший вывод. Тогда приступим к эксперименту.

Материалы, которые вам понадобятся для этого проекта

Электроскоп — это устройство, обнаруживающее электрический заряд. Есть много типов электроскопов, некоторые сложные модели, которые вы можете купить у научного поставщика, и некоторые простые, которые вы можете изготовить самостоятельно.

Для изготовления простого электроскопа вам понадобится всего четыре материала.Это:

• Одна маленькая чашка (стеклянная или бумажная)
• Одна пластиковая трубочка для питья с гибким концом
• Лента
• Алюминиевая фольга

Для эксперимента вам понадобятся другие материалы, упомянутые в предыдущем разделе. :

• Гибкая пластиковая линейка
• Шерсть
• Шелк
• Хлопок
• Газета
• Ковровое покрытие

Если у вас нет материалов, указанных выше, смело заменяйте то, что есть под рукой.Отчасти прелесть этого эксперимента в том, что вам, вероятно, не придется ничего покупать. Если вы это сделаете, то получите то, что вам нужно, не дороже одного-двух долларов.

Этот эксперимент будет лучше всего работать в прохладный и сухой день, а не в теплый и влажный. Проведение его в доме в день, когда включено тепло, даст вам благоприятные условия.

Проведение эксперимента

Перед тем, как вы начнете реальный эксперимент, вам необходимо собрать свой электроскоп.Не волнуйтесь — для «сборки» электроскопа не требуется никакого строительства.

Электроскоп.

Выполните следующие действия:

1. Поместите соломинку в небольшую чашку. Гибкая часть соломки должна быть вверху, а соломка должна быть изогнутой.

2. Отрежьте две небольшие полоски алюминиевой фольги примерно 2 ¹ / ₂ дюйма (6 см) в длину и ¹ / ₂ дюйма (1 см) в ширину.

3. Закрепите полоски лентой на изогнутой части соломинки так, чтобы они располагались рядом, но не соприкасались.Они должны свисать прямо с изогнутого плеча соломинки.

Теперь ваш электроскоп готов, и вы можете переходить к следующим этапам эксперимента.

4. Потрите линейкой кусок шерсти, а затем поднесите линейку к алюминиевой фольге, не касаясь ее. Натирание линейки шелком удалит электроны с линейки, придав ей положительный заряд. Однако шерсть переносит электроны на линейку, что приводит к отрицательному заряду. Вы можете протестировать любой материал, чтобы узнать, отдает ли он электроны.

5. Запишите свои наблюдения, отмечая, какой материал вы использовали, и реакцию, которую вы наблюдали с полосками фольги.

6. Повторите шаги 4 и 5 с каждым из других материалов. Обратите внимание, какие материалы приводят к притяжению алюминиевой фольги к линейке, а какие заставляют фольгу и линейку отталкиваться друг от друга. Помните, что нейтральные полоски фольги сначала могут притягиваться к заряженной линейке, а затем в течение секунды или двух отталкивать линейку. Это могло произойти из-за того, что полоски фольги улавливали электроны от линейки, и оба заряда имели одинаковый заряд.

7. Повторите весь эксперимент трижды, но оставляйте между повторениями по часу, чтобы полоски фольги приобрели некоторую устойчивость. Постарайтесь, чтобы условия эксперимента были одинаковыми для каждого испытания.

Обязательно ведите точные записи о том, что вы наблюдаете с каждым материалом.

Отслеживание своего эксперимента

Вы можете использовать следующую таблицу, чтобы отслеживать свои наблюдения. Или вы можете создать свою собственную похожую диаграмму, если хотите.

Электроскопические наблюдения.

Собираем все вместе

После того, как вы протестируете различные материалы, чтобы увидеть, какие из них проводят статическое электричество лучше всего, вы получите хорошее представление о том, какие материалы выделяют электроны, а какие принимают электроны.

Внимательно проверьте свои наблюдения, чтобы увидеть, какие материалы лучше всего реагируют с алюминиевой фольгой.

Дальнейшие исследования

Если вам понравился этот проект, вы можете провести еще много экспериментов, чтобы изучить статическое электричество и перенос электронов.

Веселым экспериментом было бы испытание коврового покрытия, найденного в разных комнатах вашего дома. Посмотрите, как линейка, натертая о ковер в одной комнате, взаимодействует с алюминиевой фольгой по сравнению с линейкой в ​​других комнатах.

Еще один забавный эксперимент — посмотреть, сможете ли вы создать достаточно статического электричества на воздушном шаре или другом объекте, чтобы «согнуть» воду. Просто включите воду, чтобы она текла из крана очень тонкой струйкой.

Потрите воздушный шар о шерстяной свитер, мягкую игрушку или другой пушистый предмет и поднесите его к струе воды.Вода, которая является нейтральной, будет притягиваться к заряженному воздушному шару и будет «наклоняться» к нему.

Понимание проводимости воды для детей

Когда мы думаем об электричестве, мы обычно представляем себе провода в наших домах или огромные электрические кабельные линии на открытом воздухе. Но знаете ли вы, что воду также можно использовать для проведения электричества? На самом деле это очень мощный дирижер! Температура воды играет большую роль в том, насколько хорошо она проводит электричество. Горячая вода в целом проводит лучше.Одна из причин, по которой мы можем захотеть оценить электропроводность воды, — это найти количество растворенных в ней твердых веществ, таких как соль. Когда вы добавляете соль в теплую воду, она растворяется. Происходит химическая реакция, поэтому твердые частицы соли превращаются в положительные и отрицательные ионы. Эти ионы помогают переносить электричество в воду. Имейте в виду, что добавление соли в воду будет работать только до определенного момента, а после этого добавление соли уже не будет иметь большого эффекта.

Эксперимент с электричеством в соленой воде

Ученые используют особые инструменты, когда работают с водой и электричеством.Тем не менее, вы можете сделать свой собственный комплект дома, используя всего несколько простых вещей и указаний ниже. Будьте очень осторожны, когда экспериментируете с электричеством и просите родителей или учителя присматривать за вами. Благодаря этому занятию вы воочию увидите, как вода может проводить электричество.

Материалы

Перед началом эксперимента соберите все следующие предметы.

• Упаковочная или малярная лента
• Одна батарея 9 В
• Электронный зуммер (можно найти в местном магазине электроники)
• Две деревянные палочки для мороженого
• Алюминиевая фольга
• Соль
• Большая миска с холодной чистой водой
• Большая миска с теплой чистой водой

Метод

1. Для начала плотно оберните алюминиевой фольгой две деревянные палочки, чтобы они были полностью закрыты.
2. Затем возьмите зуммер и найдите на нем красный и черный провода.
3. Используйте клейкую ленту, чтобы прикрепить красный провод к положительной части батареи (где отображается знак +), а черный провод к отрицательной части (знак -).
4. Добавьте несколько ложек соли в таз с теплой водой и перемешайте, пока вся соль не растворится.
5. Теперь пора проверить, работает ли зуммер. Сделайте так, чтобы две деревянные палочки соприкасались друг с другом. Если зуммер издает звук, значит, он работает. Если шума нет, убедитесь, что провода плотно закреплены изолентой и фольга покрывает все стержни.
6. Это самое интересное! Поместите только концы палочек в миску с соленой водой. Они не должны касаться друг друга. Зуммер издает звук?
7. Выньте палочки из воды и вытрите насухо. Теперь поместите их в таз с чистой водой. На этот раз есть какой-нибудь звук?

Результаты

Если вы выполнили эксперимент правильно, вы обнаружите, что зуммер издает звук в соленой воде, но не в чистой. Почему это? Соль в воде растворилась и распалась на иона .Ион — очень маленькая частица; на самом деле это атом, который имеет положительный или отрицательный заряд. Это означает, что это помогает воде вести себя так, как если бы это был провод, соединяющий красный и черный провода зуммера.

Как вы теперь видите, именно соль изменила воду. В чаше с чистой водой не было соли или ионов, поэтому она не могла проводить электричество. Связь, которую вы создали с батареей, зуммером, палками и водой, называется схемой .Поскольку вода является таким хорошим проводником, мы должны быть предельно осторожны, если рядом с источником воды есть подключенная электроника. Поскольку наши тела содержат много воды, это означает, что люди также являются хорошими проводниками электричества! Однако это очень опасно, если мы проводим электричество, и это может очень сильно повредить нам или даже убить нас. По этой причине ни в коем случае нельзя прикасаться к машинам, проводам или розеткам мокрыми руками.

Теперь, когда вы знаете все о воде и проводящем электричестве, можете ли вы придумать, как мы могли бы использовать ее в реальном мире? Как вы думаете, можно ли его использовать для экономии ресурсов или уменьшения загрязнения?

Дополнительные ресурсы

Ознакомьтесь с этими интересными ресурсами ниже, чтобы узнать больше о том, как вода проводит электричество!