8. Elektrické prístroje

Obsah

    Linky
  1. Spájacie
  2. Spínacie
  3. Istiace
  4. Ochranné
  5. Rozvádzače

Linky

  1. http://elektronika-me-hobby.michal-kolesa.cz/
  2. Motorové spúšťače: http://www.aplik.sk/sk/Produkty/Motorove-spustace.alej
  3. Elektrické prístroje NN a VN: http://ssjh.sk/dexorix/zae-84.html
  4. Elektroinštalácia: http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektroinstalace
  5. Ističe - ukážka: http://www.e-hess.sk/?hess=produkt&url=istic-e6000e

Kontaky stykom prenášajú prúd. Jeden kontakt je pevný a druhý pohyblivý. Kontaky sa opotrebúvajú opaľovaním oblúkom a mechanickým oderom. Oblúk vzniká pri vypínaní väčších prúdov. Pred oblúkom chráni zhášacia (deionizačná) mriežka a chladenie.

1. Spájacie

Zásuvka je súčiastka určená na pripojenie elektrických spotřebičov k elektrickej sietí alebo inému zdroju prúdu. Zásuvka tvorí nepohyblivú čásť zásuvkového spojenia. Protikusom je vidlica (zástrčka). Zásuvka je pevne spojená so stenou budovy, rozvadzača alebo stroja. Vidlica je súčasťou pohyblivého prívodu (káblu) k inému elektrickému zariadeniu, alebo je priamo čásťou tohto zariadenia (zásuvkový adaptér). Spojka je pohyblivá zásuvka, montovaná na predlžovací kábel a možno do nej zasunúť vidlicu. Prívodka je zabudovaná napevno do steny, alebo stroja, má ale kolíky ako vidlica a možno na ňu nasunúť spojku na konci predlžovacieho prívodu. Rozbočnica rozvetvuje obvod, vytvára viac prípojných miest. Svorky spájajú časti obvodu napevno. Môžu ich aj rozvetvovať.

Zapojenie sieťových zásuviek, L - je fáza, N - nulak, PE - ochranný vodič, PEN - uzemnený nulak:

2. Spínacie

Spínač alebo vypínač je súčiastka určená na spojenie alebo rozpojenie elektrického okruhu. Vyhotovenie môže mať ako mechanické, elektromagnetické, elektronické hydraulické alebo tlakovzdušné zariadenie.

Odpájač sa používajú na zapájanie a odpájanie elelktrických obvodov bez zaťaženia a na viditeľné odpojenie elektrického zariadenia od napätia. Používa sa v stave, keď bol obvod už predtým vypnutý vypínačom. Ide o bezpečnostnú funkciu pri práci na vypnutom (odpojenom) elektrickom zariadení. Vyhotovenie môže mať nožové, rotačné, sklápacie a nožnicové (pantografické).

Prepájač sa podobá nožovým odpájačom; možno nimi oddelene spínať dva rôzne nazaťažené elektrické obvody.

Stýkač je to diaľkovo ovládaný prístroj určený pre časté a krátkodobé spínanie väčších prúdov, motorov. Musí zapínať 8-12 násobok menovitého prúdu a vypínať 6-8 násobok menovitého prúdu.

3. Istiace

- chránia obvody pred skratom a preťažením.

Ističe sú samočinné istiace prvky chrániace obvod pred nadprúdom. Istič má menovitý prúd, po jeho presiahnutí odpojí kontakty. Menovité prúdy sú odstupňované, napríklad 1, 2, 3, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63 A. Istič má 2 spúšte ktoré odpájajú kontakty: 1. Elektromagnetická spúšť reaguje hneď (desatiny sekundy) na skrat a je tvorená elektromagnetom. 2 Tepelná spúšť reaguje s oneskorením (minúty) na malé nadprúdy a je tvorená bimetalom. Okrem hlavných kontaktov istič má aj vedľajšie (opaľovacie) kontakty, ktoré šetria hlavné kontakty pred oblúkom. Oblúk je zhášaný v zhášacej komore (deionizačnej mriežke), do ktorej opaľovacie kontakty ústia. Vypínací prúd ističa je vyšší ako menovitý, možno ho nastaviť. Charakteristiky ističov sú označené písmenami: B - pre ochranu vedení, C - pre zariadenia všeobecne, D - pre zariadenia s vysokými prúdovými nárazmi. Napríklad označenie ističa C 20 znamená menovitý prúd 20 A a chrakteristiku C.

Poistky chránia obvod pred naprúdom. Obsahujú tavný drôtik, ktorý sa pri určitom prúde pretaví a takto rozpojí obvod. Tavný drôtik sa nesmie opravovať, prepálenú poistku treba vymeniť. Podľa času vypnutia sa poistky delia na: pomalé S (slow), normálne T (time), rýchle F (fast).

Výhoda poistiek je že sú malé, lacné a okamžite vypínajú pri nižšom prúde ako ističe. Výhodou ističa je opakované zapnutie obvodu, netreba kupovať nové poistky, a možnosť nastaviť vypínací prúd.

4. Ochranné

- chránia obvod a ľudí pred nebezpečným prúdom a prepätím.

Prúdový chránič - vypína ak prúd tečie mimo elektrický obvod. Pre ochranu ľudí má byť citlivosť 0,03 A, vypne za 0,2 s.

Zvodič prepätia má za účel odviesť vysoké napätie, obvykle z blesku, do zeme. Obsahuje iskriská alebo varistory. Funkčnosť varistoru je signalizovaná svetlielkom. Časť s varistorom je vymeniteľná. Pri údere blesku sa môže v elektroinštalácii indukovať nebezpečné napätie, je to takzvaný nepriamy úder blesku.

Triedy zvodičov:

  1. zvodič bleskového prúdu
  2. zvodič prepätia
  3. obmedzovač prepätia

Spúšťač elektromotra - obsahuje stýkač, ktorým sa zapína a vypína elektromotor. Obsahuje aj istič, ktorý chráni elektromotor pred skratom, preťažením a behom na 2 fáze. Možno zvoliť veľkosť prúdu spúšťača. Jemný spúšťač elektromotora obsahuje elektroniku na obmedzenie záberových prúdov pri spúšťaní. Záberové prúdy možno obmedziť aj frekvenčným meničom. Ide o drahé prístroje (aj s displejom). Funkcie teda sú - zapínanie, istenie a obmedzenie rozbehového prúdu elektromotora.

5. Elektrické rozvádzače

Rozvádzač je konštrukčný celok, na ktorom sa sústreďujú všetky elektrické prístroje podľa potrieb ovládaného zariadenia. Napríklad domový rozvádzač obsahuje poistky, ističe, schodiskový časovač a elektromer. Konštrukčne môže byť rozvádzač v ráme, môže mať predný panel s prístrojmi alebo dvierka. Vysokonapäťové rozvádzače môžu byť na posuvnom podvozku, aby sa uľahčil prístup k nim.

PrílohaVeľkosť
PrudovyChranic.png90.94 KB
ZvodicBleskovehoPrudu.jpg39.88 KB

2. Elektrické prístroje

1. Vodiče

Elektrické káble obsahujú:

  • vodiče - dôty pre pevné káble, alebo lanká pre pohyblivé káble
  • izolácie - lak, PVC, PE
  • výstuž - oceľový drôt
  • elektromagnetické tienenie - medená alebo hliníková rúrka alebo úplet odtieni vysokofrekvenčné žiarenie a nízkofrekvenčnú elektrickú (NF) zložku, krútenie vodičov potlačí NF magnetickú zložku a presluch medzi káblami.

Prierez vodiča musí byť dostatočný aby sa v danom prostredí uchladil a neroztavila sa alebo nezhorela izolácia. Vodič musí odolať maximálnemu povolenému prúdu aj krátkodobému skratu.

Farebné značenie vodičov

Holé vodiče:

  • krajný (fázový): oranžová s doplnkovým označením čierne priečne pruhy = poradie fázy
  • stredný (neutrálny): svetlomodrý
  • ochranný: zelenožltý

Izolovaný v striedavej sústave

  • fáza: čierny, hnedý, šedý
  • stredný (neutrálny): svetlomodrý
  • ochranný: zelenožltý

Izolovaný v jednosmernej sústave

  • kladný pól: červený
  • záporný pól: tmavomodrý
  • stredný (neutrálny): svetlomodrý
  • ochranný: zelenožltý

2. Ochranné zariadenia

Poistky sú určené na jednorázové prerušene obvodu, ak ním tečie niekoľkokrát o pár desiatok percent väčší ako povolený po dobu niekoľkých minút, až po niekoľkokrát väčší prúd po dobu zlomku sekundy. Obsahujú tavný drôtik, ktorý sa prechádzajúcim veľkým prúdom roztaví. Poistky sa nesmú opravovať, vymieňajú sa. Poistky sa používajú tam, kde nedochádza často k nadprúdom alebo je k dispozícii malý priestor, napríklad v osobnom aute.

Ističe fungujú rovnako ako poistky, ale možno ich znova zapnúť a majú väčšie rozmery. Používajú sa tam, kde sa naprúd vyskytuje častejšie, napríklad v domácnostiach. Hodnota povoleného prúdu je vyznačená na ističi, spolu s rýchlosťou reakcie, pre domácnosti je to B.

Príklad1: V domácnosti je zásuvkový istič na 16 A. Spočítajte prúd, ktorý by sa zo zásuviek odoberal po pripojení všetkých spotrebičov v domácnosti.
elektrická rúra: 10 A rýchlovarná konvica: 10 A
práčka: 10
vysávač: 3 A
televízor: 1 A
počítač: 1 A
spolu: 35 A

Prúdový chránič odpája obvod ak prúd tečie mimo obvod. Má malý vypínací prúd, pre ochranu ľudí 0,03 A, pre stroje 0,1 A.

Zvodič prepätia

Rozbehové zariadenia elektromotorv

3. Elektrické siete

a) Vodiče a napätia na transformátore v zapojení hviezda:

Označenie vodičov: L1, L2, L3 - fázy, N - vyrovnávací vodič = nulak

Označenie napätí: Uf - fázové napätie, medzi fázou a nulakom. Uz - združené napätie, medzi dvoma fázami

b) Typy sietí:

Siete majú transformátor zapojený do hviezdy. Obsahujú 3 fázy: L1, L2, L3. Jednotlivé typy sietí sa líšia zapojením spoločného bodu transformátora.

Okrem siete IT majú všetky siete spoločný bod transformátora uzemnený.

TNC má zo spoločného bodu vyvyedený kombinovaný vodič PEN, ktorý má funkciu neutrálneho N aj ochranného PE vodiča.

TNS má zo spoločného bodu vyvedené dva vodiče, neutrálny N a ochranný PE.

TN-C-S má zo spoločného bodu vyvedený 1 vodiče PEN, ktorý sa ďalej, napríklad v dome, rozvetvuje na samostatné vodiče N a PE. Ide o kombináciu sietí TNC a TNS.

TT má vyvedený len vodič N. Vodič PE je uzemnený a nie je spojený s N.

IT má izolovaný uzol. PE je uzemnený.

c) Zapojenie zásuviek

1-fázové zásuvky:

2-vodičové zapojenie sa nachádza v starších budovách, fáza sa dávala vľavo a nulak vpravo, aby správne fungovala ochrana osôb. V novostabnách musí byť 3 vodičový rozvod so samostatným ochranným vodičom. Istia sa pracovné vodiče, ochranný vodič nesmie byť istený ani nijak prerušený.

3-fázové zásuvky:

4. Ochrany

Ľudí zabíja prúd nad 0,1 A po dobu nad 1 sekundu, a škodí im silné elektromagnetické pole. Vodiče sa rýchlo prehrejú a poškodí sa ich izolácia, ak nimi tečie prúd niekoľkokrát vyšší ako je povolený.

1) Ochrana ĺudí pred nebezpečným dotykom

a) Opatrenia

  • Izolácia spotrebičov a káblov zabráni nebezpečnému dotyku.
  • Vodivé pospájanie kovových krytov a konštrukcií zabráni vzniku rozdielu napätía medzi nimi.
  • Poloha mimo dosah ľudí zabráni nebezpečnému dotyku.

b) Prístroje - vyhodnocujú nežiadúci prúd a zareagujú. Prúd sa uzatvára podľa typu siete, cez ochranný vodič alebo cez zem.

  • Ističe alebo poistky: Ochranný vodič je pripojený na kovovú kostru. Ak sa na kostru dostane fázové napätie, tak nastane skrat a ten vypne prístroj. Ak prúd tečie cez zem, musí byť uzemnenie dostatočne kvalitné, aby vznikol dostatočne veľký prúd. Ochrana nemusí fungovať, ak je prerušené vodivé spojenie medzi pospájanými chránenými časťami, naopak s uzemnením môže vzniknúť nebezpečný rozdiel napätí.
  • Prúdový chránič vypne, ak prúd nad 0,03 A tečie mimo obvod. Uzemnenie nemusí byť kvalitné.
  • Bleskoistky zvedú vysoké napätie.
  • Dopytový odpojovač vypne napätie, ak sa neodoberá žiaden prúd. Tým sa dočasne odstráni nebezpečné napätie aj pole.

2) Ochrana káblov:

  • Ističe alebo poistky vypnú ako bolo popísané. Ochrana funguje aj pri prerušení pospájania kovových častí.
  • Kovová trúbka zabráni vysokofrekvenčnému rušeniu dátových káblov.
  • Rôzny počet krútení na meter zabráni rušeniu medzi jednotlivými pármi vodičov v dátovom kábli.
  • Feritová rúrka na vodiči zabráni VF vyžarovania do kábla z prístroja.

3) Tienenie - zabráni vyžarovaniu elektromagnetického poľa.

  • Kovová trubička, doska alebo náter odtieni vysokofrekvenčné žiarenie, a elektrickú zložku nízkofrekvenčného poľa. Pre nízke frekvencie musí tienenie uzemnené, a nesmie byť spojené s neutrálnym vodičom. Magnetické NF tienenie sa realizuje špeciálnymi feromagnetickými zliatinami.
  • Krútenie vodičov obmedzí magnetickú zložku poľa.

Príklad 1: Aký odpor musí mať uzemnenie, aby sa cez neho vypol istič na 16 A pri napätí 230V?
R = U : I = 230 V : 16 A = 14 Ohmov.
Odpoveď: Uzemnenie musí mať odpor menší ako 14 Ohmov.

Príklad 2: Aký odpor musí mať uzemnenie, aby sa cez neho vypol prúdový chránič na 0,03 A pri 230 V?
R = U : I = 230 V : 0,03 A = 7667 Ohmov.
Odpoveď: Uzemnenie musí mať odpor menší ako 7 kiloOhmov.

Príklad 3: Cesta poruchového prúdu cez poistky, vodič PE, PEN, alebo zem.

Príklad 4: Domová inštalácia

Príklad 5: Svorkovnica pre osvetlenie

Meracie prístroje

Voltmeter má veľký vstupný odpor, aby neovplyvňoval merané napätie. V multimetri má spoločnú svorku s ohmmetrom.

Ampérmeter ktorý meria priamo, má malý vstupný odpor, aby neovplyvňoval meraný prúd. Zapája sa medzi prerušený vodič obvodu. V multimetri má samostatnú svorku. Nesmie sa zapojiť na zdroj napätia, lebo vznikne skrat a prístroj sa poškodí. Kliešťový ampérmeter meria prúd nepriamo, kliešte prístroja sa uzatvoria okolo meraného vodiča.

Wattmeter

Osciloskop

Chyby merania

PrílohaVeľkosť
Zapojenie3fazovychZasuviek.png15.91 KB
SietPriklad1.png15.44 KB
ZapojenieSvorkovniceSvetla.png13.23 KB