Ящик пандоры; Открытие ток течёт не от плюса к минусу, а от фазы к нулю

Течение токов в цепи как перемещение частиц от плюса к минусу или наоборот

Электрический ток – одно из основных благ цивилизации, без которого жизнь современного человечества была бы невозможна. Применяемый во всех областях современного мира (от простого электрочайника, встречающегося на кухни почти любой домохозяйки до мощной дуговой электроплавильной печи) он делает жизнь людей более удобной и простой. В то же самое время очень мало из тех, кто пользуется многочисленными электроприборами, задумывается над природой данного явления. В частности, не все понимают, что оно собой представляет, на протекании каких процессов основывается, какое направление течения заряженных частиц в проводниках и электрических цепях.

Для того чтобы разобраться в том, как течет ток, необходимо понять его физическую сущность, основанную на атомарно-молекулярной теории строения материи, узнать, какие условия необходимы для его возникновения и существования, какие виды токов бывают, и какими характеристиками они обладают.

Физическая сущность течения тока в цепи

Наличие тока в цепи обусловлено направленным перемещением заряженных частиц. В твердых телах течение тока создается движением отрицательно заряженных электронов, в газах и жидкостях – положительными ионами. В таких широко распространенных веществах, как полупроводники, электрический ток возникает при движении частиц – электронов и «дырок» (положительно заряженных частиц, представляющих собой атомы с недостающим количеством электронов на внешних уровнях).

Основными условиями возникновения и существования электрического тока являются:

  • Наличие носителей зарядов – перемещающиеся по проводнику, газу или электролиту частицы;
  • Создаваемое определенным источником питания электрическое поле – без данного силового поля движение свободных носителей зарядов будет хаотичным, не имеющим определенного направления;
  • Замкнутая цепь – направленное движение зарядов возможно только в замкнутых цепях. Так, например, состоящий из источника питания ключа (переключатель) и лампочки накаливания ток будет протекать только тогда, когда ключ, располагающийся в разрыве проводника между одним из полюсов питания и лампой, находится во включенном состоянии, позволяя носителям заряда перемещаться по замкнутой цепи от отрицательного полюса батареи к положительному.

Электрический ток и поток электронов

Разобравшись в том, что в большинстве случаев носителями электрических зарядов являются электроны, необходимо понять, почему они движутся. Для этого необходимо заглянуть в микромир частиц – атомов и понять их строение, физические процессы, происходящие с ними.

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него множества электронов, количество которых зависит от суммарного заряда ядра. Электроны передвигаются по определенным траекториям – орбиталям (уровням). При этом те из них, которые располагаются ближе всего к ядру, удерживаются им очень сильно и не участвуют в химических реакциях и физических процессах. Те частицы, которые находятся на внешних уровнях, являются активными и определяющими способность того или иного атома к химическому взаимодействию и образованию свободных зарядов. Их называют валентными.

Активность и способность атомов к отщеплению свободных электронов зависят от количества частиц на внешних уровнях. Так, у одних веществ многочисленные электроны удалены от ядра, поэтому срываются со своих орбиталей и начинают устремляться к другим атомам, в результате чего наблюдается перемещение свободных зарядов. При подаче электрических потенциалов (напряжения) движение электронов становится направленным, появляется электрический ток. Поэтому твердые тела (например, металлы) с большим количеством свободных электронов являются проводниками.

У диалектиков частицы, способные переносить электрический заряд, отсутствуют – у них мало электронов на внешних уровнях, поэтому они не могут срываться, переходя сначала в хаотичное, потом и в направленное движение.

Промежуточное положение между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники, электропроводность которых зависит от внешних факторов (температуры, освещенности и т.д.).

Электрический ток в параллельной цепи

В электрических схемах предусмотрены параллельные и последовательные соединения элементов. При параллельном соединении, например, резисторов, напряжение одинаково для каждого из них, а сила тока, протекающего через каждый элемент, пропорциональна его сопротивлению. Чтобы определить величину тока через каждый компонент при параллельной комбинации их соединения, используют закон Ома.

Вид цепи и напряжение

В зависимости от направления протекания тока и особенностей напряжения, различают два вида электрических цепей:

  • Цепи постоянного тока;
  • Цепи переменного тока.

Напряжение цепей постоянного тока является работой, совершаемой электрическим полем в ходе перемещения пробного плюсового заряда из точки A в точку Б. Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах. В таких цепях принято считать, что ток идет от плюса к минусу (от плюсового полюса к минусовому).

На заметку. В реальности ток течет не от плюса к минусу, а, наоборот, от минуса к плюсу. Сформировавшееся ошибочное представление о направлении течения именно от плюса не стали изменять и оставили для удобства понимания физической сущности данного явления.

Для цепей переменного тока характерны такие виды и значения напряжения, как:

  • мгновенное;
  • амплитудное;
  • среднее значение;
  • среднеквадратическое;
  • средневыпрямленное.

Напряжение в таких цепях – это достаточно сложная функция времени. Грубо говоря, ток в них течет от фазного провода, проходит через нагрузку и частично уходит в нулевой (течет от фазы к нулю)

Читайте также:  Промышленный пылесос своими руками — стружкоотсос, для мастерской по дереву, для гаража, пневмопылес

Виды токов: постоянные и переменные

В зависимости от изменения направления протекания заряженных частиц, различают следующие виды токов:

  • Постоянный – формируется движением заряженных частиц в одном направлении. Его основные характеристики (сила тока, напряжение) имеют постоянные значения и не изменяются во времени;
  • Переменный – направление перемещения зарядов при таком виде движения заряженных частиц периодически меняется. Количество изменений направления движения за единицу времени, равную одной секунде, называется частотой тока и измеряется в Герцах. Так, например, значение данной характеристики в обычной бытовой электрической цепи равно 50 Гц. Это означает, что в течение 1 секунды движущиеся по цепи электроны меняют свое направление 50 раз, вызывая тем самым такое же количество изменений напряжения в фазном проводе от 220 до 0 В.

Двунаправленное перемещение зарядов

Наряду с упорядоченным движением носителей зарядов (электронов), в проводниках наблюдается также незначительный обратный процесс – условное перемещение положительных зарядов, потерявших отрицательные частицы атомов. Вместе с основным током данное явление получило название двунаправленное перемещение зарядов. Особенно оно ярко проявляется при протекании электричества через электролиты (явление электролиза).

Значение перемещения электронов в электрической схеме

Понимание того, как идет в цепи ток, необходимо при составлении такого графического изображения расположения электронных деталей, как схема. Важно понимать, откуда течет ток, для того чтобы правильно располагать на схеме, затем соединять различные радиоэлектронные элементы. Если для таких радиодеталей, как конденсатор, резистор, полярность подключения не имеет значения, то полупроводниковый транзистор,

диод необходимо размещать на схеме и затем запитывать, учитывая направление движения тока, иначе они и собираемое с их использованием устройство, электронный блок не будут правильно функционировать.

Таким образом, знание физической сущности направления течения заряженных частиц в проводнике, электролите, полупроводнике позволит любому человеку не только расширить свой кругозор, но и применять его на практике при монтаже электропроводки, пайке различных электронных блоков и схем. Также подобная информация поможет разобраться в том, почему произошла поломка того или иного электроприбора, как ее устранить и предотвратить в будущем.

Видео

Полярность автомобильного аккумулятора: прямая и обратная

Аккумуляторная батарея — важнейший элемент каждого автомобиля. От нее зависит уверенный старт мотора двигателя, и она занимается питанием электрических компонентов автомобиля, когда не поступает энергия от генератора. Автомобильная аккумуляторная батарея является, чаще всего, расходным элементом, ресурс которой ограничен. Большинство водителей не знают, какие химические процессы проходят в аккумуляторах, и чем они отличаются друг от друга, тогда как отличий масса.

У каждого автомобильного аккумулятора сверху имеются две клеммы, которые служат для подключения к электросети автомобиля. Но подключение нужно выполнить правильно, а для этого необходимо знать, что бывают аккумуляторные батареи разных полярностей.

Что такое полярность аккумулятора, какая бывает

Под полярностью аккумуляторной батареи понимается расположение элементов для подключения клемм (токовыводящих) на крышке корпуса устройства. При покупке нового аккумулятора нужно уделить внимание его полярности, чтобы при подключении устройства к бортовой сети не возникло проблем.

В обычных автомобильных магазинах можно найти аккумуляторные батареи прямой и обратной полярности. Перед тем как идти в магазин и покупать аккумулятор, важно выяснить, батарея какой полярности требуется конкретно для вашего автомобиля.

Прямая полярность аккумуляторной батареи часто называется “российской”. Дело в том, что на старых моделях автомобилей ВАЗ используются именно батареи прямой полярности, которые были разработаны еще в СССР. У аккумуляторной батареи прямой полярности слева находится “плюс”, а справа “минус”.

Обратная полярность аккумуляторной батареи имеет противоположное расположение выводов для подключения клемм. То есть, слева находится “минус”, а справа “плюс”. Такой тип батарей называют “европейским”.

Важно: Батарея прямой полярности обозначается цифрой “1”, а батарея обратной полярности цифрой “0”.

Стоит отметить, что помимо прямой и обратной полярности аккумуляторной батареи также бывают и другие варианты. Например, есть “американская” полярность, которая отличается нахождением выводов для подключения клемм к аккумулятору не на крышке, а на боковой части батареи.

Как определить полярность аккумулятора

Выше было рассмотрено, чем отличается прямая и обратная полярность на аккумуляторе. Исходя из этих данных, можно сделать простой вывод, что для определения полярности батареи достаточно повернуть батарею к себе лицом, после чего посмотреть, какой вывод находится слева, а какой справа. Если слева “плюс”, то полярность прямая, а если “минус”, то обратная.

Что будет, если неправильно определить полярность

Если ошибиться в определении полярности аккумуляторной батареи и подключить клеммы к неправильным выводам АКБ, это чревато серьезными проблемами. Неправильное подключение приведет к серьезным проблемам: перегорание элементов электросети, короткое замыкание, выход из строя стартера и так далее.

Обратите внимание: При неправильном подключении аккумулятора сгорят не все электрические приборы в сети. Дело в том, что некоторые из них не восприимчивы к перемене полярности, например, лампы будут гореть, как при правильном подключении, так и при неправильном.

В современных автомобилях производители делают все возможное, чтобы водители не перепутали при подключении “плюс” и “минус” батареи. Выводы аккумулятора для подключения клемм отличаются друг от друга по размеру. В Европе “плюс” имеет диаметр 19,5 мм, а “минус” диаметр 17,9 мм. Это общепринятый европейский стандарт, которому следуют все производители аккумулятора. Вместе с тем, отличаются по размерам и клеммы, то есть “натянуть” клемму на неправильный вывод не получится.

Читайте также:  Оригинальный пикап Toyota Tundra стал главной звездой автошоу

Кроме того, как известно, у каждого современного автомобиля имеется специальное место для установки и крепления аккумулятора. Клеммы подводятся с двух сторон, и чаще всего они не имеют “дополнительной длины”. Это также ограничивает шанс того, что водитель подключен “минус” к “плюсу”, а “плюс” к “минусу”. Провода банально не смогут дотянуться.

Как подключить аккумулятор неправильной полярности

Бывают критические ситуации, когда автомобиль требуется запитать от аккумулятора другой полярности. Например, автомобиль заглох на шоссе, и у него сел аккумулятор. У водителя имеется в багажнике аккумулятор другой полярности. Чтобы от него запитаться, когда провода не дотягиваются, потребуется пойти на некоторые ухищрения.

Важно подключить к плюсовому выводу аккумулятора плюсовую клемму. После того как это будет сделано (например, для этого можно уложить саму батарею на бок), остается подключить “минус”. Поскольку “минус” является массой, можно просто нарастить провод. Для этого нужно взять кусок провода большого сечения, после чего открутить стандартный провод с клеммой, и на его место вкрутить удлиненный.

Важно: Наращивать можно только минусовой провод, подобный трюк с плюсовым небезопасен.

Что будет если перепутать клеммы аккумулятора. Установленный на машине, а также при зарядке

Вопрос от читателя:

«Доброго дня Сергей у меня крик души! Недавно купил японскую праворульную машину, не суть какую, главное что у нее был дохлый АКБ, решил поменять, при покупке не обратил внимание что новый аккумулятор хоть и подходит по размерам но имеет другую полярность (плюсы и минусы в разных местах), в общем подсоединил неправильно! Даже на искры как то не обратил внимания. В общем только после того как стало пахнуть палеными проводами опомнился и отсоединил клеммы! Сейчас поставил клеммы правильно, пришлось наращивать плюсовой провод. Машина вроде бы запустилась и работает, но сейчас мучают сомнения! Что вообще может быть машине, если перепутать клеммы аккумулятора? Подскажите, что можно посмотреть? Заранее спасибо, Альберт»

Да, вопрос интересный читайте дальше…

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

  • 8 основных последствий
  • Что будет если перепутал клеммы при зарядке?
  • Что будет если перепутал клеммы при «прикуривании»?

Действительно вы правы Альберт, существуют аккумуляторы с обратной полярностью (про них можете почитать здесь). НО многие обыватели про это не знают, и если не внимательно отнестись к процессу замены аккумулятора то можно попасть в такую ситуацию как ВЫ. То есть перепутать клеммы аккумулятора. Нужно отметить что ничего хорошего это не несет! Если последствий нет, вы быстро опомнились — то считайте что вам просто повезло! Однако зачастую последствия самые «плачевные», сегодня я собрал — 8 самых распространенных поломок, а также в конце расскажу что будет если перепутать клеммы при зарядке вашей батареи.

8 основных последствий

НУ что начнем, для начала я постараюсь описать последствия неправильного подключения клемм именно на машине, а уже затем перейдем к зарядке.

Замыкание

Самое безобидное что может произойти, ну сгорит пару — тройку предохранителей, это решаемо, причем достаточно легко (читаем вот эту статью). Если честно, то я немного не понимаю, как вы вообще смогли перепутать клеммы аккумулятора. Ведь это чистой воды замыкание — искр и электрических щелчков должно быть много. Также провода нагреваются – плавятся. Возможно даже от клемм или от проводов начнет идти дым — нужно быстро включить мозг и отсоединить клеммы. От вашей реакции здесь много чего зависит, если сделаете все действительно быстро, то можно обойтись даже без перегоревших предохранителей.

Пожар

Если неправильно, подсоединить аккумулятор на долгое время то самое страшное что может случиться — это пожар! Средний по мощности аккумулятор дает примерно 55 — 60 Ампер, это достаточно сильный ток. Мелкие провода очень быстро расплавятся, загорится их оплетка — как понимаете, рядом бензин и масло, все это может вспыхнуть за считанные секунды. Особенно быстро загорается пластик в салоне автомобиля, поэтому — опять же будьте внимательны! Ибо если перепутали клеммы — то есть большая вероятность спалить свой авто, в прямом смысле этого слова.

Сам АКБ

Для батареи автомобиля также нет ничего хорошего, если вспомнить устройство — то внутри есть пластины, плюсовые и минусовые, которые находятся внутри в электролите. Каждая из пластин держит свой заряд, и если вы путаете минус и плюс, то это заставляет вашу батарею работать в другом порядке — то есть начинается так сказать переполюсовка — минусовые элементы хотят стать плюсовыми и наоборот! Если не вдаваться подробности, то аккумулятор это быстро не убьет (в том случае если она у вас новая), но замыкание для нее очень не нужное испытание — если будет продолжаться долго, то скорее всего плюсовые пластины осыпятся, что понизит мощность, и батарея уже не сможет «стартануть» двигатель. Опять же повторюсь, что 2 — 3 минуты скорее всего не сделают ничего плохого, но в том случае если это новый АКБ, для старой это может быть фатально!

Читайте также:  Смазка для подшипников велосипеда

Электронный блок управления

Известен еще как блок ЭБУ (электронный блок управления). Если очень сильно не повезет, то можно спалить и его! А это уже очень неприятно, без него автомобиль будет практически парализован – завестись не сможете, работать ничего не будет – от стеклоочистителей до поворотных огней! Ведь это по сути мозг вашей машины, он контролирует все процессы. Если сгорела плата, то ничего не поделаешь — нужна замена, а это ой как не дешево. Посмотрите видео как это происходит.

Предохранители

Если повезло, то сгорят предохранители, таким образом защитив систему от неправильного подключения аккумулятора. Если после правильного подключения все заработало (автомобиль завелся), то проверьте все электрические функции автомобиля, могут выгореть и другие предохранители, взяв нагрузку на себя — это фары, печка, поворотные и основные огни и т.д. Просто меняем, вот пример.

Генератор

Также может пострадать и генератор. Однако это вещь дорогостоящая, поэтому обычно его защищают — устанавливают в цепь диодный мост, как раз от таких случаев — (если перепутать провода) так вот он просто выгорает, нужно будет менять! Сделать самому это не так-то просто, поэтому едем на СТО. При его повреждении, заряд не будет идти на АКБ, будет постоянно гореть лампа аккумулятора. Так что если зарядка не идет, то нужно смотреть генератор.

Сигнализация

Может погореть и сигнализация, не путать со штатными замками! При подключении на СТО используются специальные устройства (триггеры) которые работают только со своими полюсами, если перепутать клеммы, то это их «убьет». Если не работает сигнализация, едем проверять — ремонтировать, скорее всего это из-за того что перепутали провода.

Провода

Частично могут оплавиться провода, причем не только аккумуляторные, но и другие на которых есть нагрузка. Так что проверяйте провода, по необходимости замените или заизолируйте.

Это основные моменты. Однако хочу вас немного успокоить, на современных автомобилях система автомобиля защищена от переполюсовки! Во многих блоках стоят диоды, также могут быть диоды даже на самих клеммах аккумулятора, борются они как раз с таким неправильным подключением. Сгорит один предохранитель, который питает этот диодный мост и все!

Так что Альберт, если у вас все работает, считайте вам повезло! В следующий раз будьте внимательны, выбирайте батарею правильно! В течении нескольких дней понаблюдайте за зарядкой АКБ.

Что будет если перепутал клеммы при зарядке?

Если речь идет о зарядке дома через зарядное устройство, то нужно отметить что вашему аккумулятору скорее всего ничего не будет! В 95% случаев сгорит само устройство, ведь в нем стоит предохранитель, который от неправильного напряжения — просто сгорит, тем самым защитив и батарею, и сам «зарядник». Вам нужно будет поменять в нем предохранитель, после чего постараться правильно поставить провода для зарядки. У моего друга бывало такое, ничего страшного — после того как опомнился подсоединили провода к клеммам, ничего не происходило, то есть приборы на заряднике были по нулям и сила тока, и вольтаж. Однако если у вас дешевый Китайский зарядник, то он может полностью погореть, ничего не поделаешь нужно будет покупать новый!

Что будет если перепутал клеммы при «прикуривании»?

Здесь последствия могут быть самыми плачевными для обоих автомобилей. Тут получается как бы двойной удар по системе авто и по проводам, с одной стороны ваш еще не совсем дохлый аккумулятор, с другой бодрый, да еще бывает многие и при заведенном двигателе подключают — а это означает что еще и генератор. Получается адская смесь — даже сложно представить что будет, но искры будут валить просто как от фейерверка, замыкание будет 100%, если не отсоедините провода в течении 1 — 2 минут начнут плавится и просто загорятся, а дальше как на этой фотке.

Если подвести итог, то получается — что последствия после такого «перепутывания» не очень хорошие, ребята если сами не понимаете в авто, лучше доверить дело профессионалам! И еще раз — внимание и только внимание, если перепутали, но вовремя «скинули», то возможно что ничего страшного не случится!

НА этом все, читайте наш АВТОБЛОГ.

(25 голосов, средний: 4,60 из 5)

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector