Электричество для чайников книга: Книги по электрике скачать бесплатно

Электротехника для начинающих – базовые основы общей электротехники.

Прежде чем становится электриком сначала необходимо познать теоретические основы работы электричества. Ведь, чем отличается электрик от обычного человека. А тем, что в силу теории, которая со временем подкрепилась практическим опытом, человек из обычного «незнайки» превращается в опытного электротехника, в полной мере способного разобраться не только в неисправных электрических устройствах, но и которому будет по силам сделать самодельный «девайс». Такому электрику можно поручить любое дело, связанное с его профессией, и он без особых трудностей легко справится с данной задачей.

Электротехника для начинающих представляет собой познавательный путь, постепенно проходя который у человека наращивается профессиональный опыт. Не думайте, что прочитав книгу общей теории электротехники можно сразу научится всё делать. Даже зная «как делать», люди в большинстве случаев, либо боятся начинать (зная об опасности электричества), либо делают настолько неловко и неаккуратно, что в последствии лучше эту работу переделать, для избежания аварийных последствий, связанных с качеством функционирования данного устройства, и потенциальной вероятности слабой электробезопасности.

Основы общей электротехники являются азами, рассказывающие ученику, что и как в общем работает. К примеру, человеку можно дать готовую инструкцию «что и как последовательно делать». Способный человек сможет по этому плану совершить определённую работу, и она будет вполне правильной. Но если такому человеку придётся столкнутся с делом, в котором имеются некоторые ранее неизвестные моменты (внезапно сломалось какое-либо электрическое оборудование и которое необходимо оперативно отремонтировать), то такая ситуация вызовет лёгкий ступор, суетливое поведение, и множество неверных и ошибочных действий (а это потеря времени, сил и нервов).

Электротехника для начинающих, а именно основы общей электротехники должны начинаться с простейших законов физики (раздел электрофикика). Начинающий обязан узнать, что такое вообще электричество, какие его свойства, какую опасность оно несёт в себе, меры защиты и предосторожности и т.д. Знания этого уже даёт общие представления об электрики, как таковой. Знакомя человека сначала с трудными для понимания специальными предметами (к примеру, автоматика, теория сигналов и т.д.) упускается главное, а именно усвоение базовых понятий на образном языке. В голове образуется «каша» из множество раздробленных знаний, что весьма трудно собрать в общую модель работы электричества даже умному.

Немаловажный фактор, сильно влияющий на качество обучения электротехники начинающих, это интерес и практика. Как вы думаете, что лучше усвоится начинающим, «сухая теория», или пошаговое обучение, при котором сначала даётся какое либо теоретическое знание в небольшой дозе, а за ним следует практическое закрепление (примерно как на уроках химии — рассказывали о взаимодействии веществ и показали на наглядном примере как оно работает). Даже собрав простейшую электрическую цепь, состоящую из источника питания, лампочки, переключателя, реостата, измерителей, человек сразу прочувствует что к чему, чем тоже самое просто нарисовать на доске и сухо рассказать о схеме.

P.S. Я бы вам советовал больше вникать в базовые принципы работы электричества, именно зная и хорошо понимая их далее более сложные понятия будут даваться намного легче и ясней. Старайтесь самостоятельно разобраться с принципами работы простейших схем и работы электрических компонентов. Ведь сложные схемы — это множество более мелких, простейших схем объединённых воедино.

Пара книг для знакомства с физикой электричества и магнетизма

Наверное, каждый из нас когда-то испытывал (а кто-то и до сих пор испытывает) трудности с пониманием и применением законов физики в области электричества и магнетизма. И вот, вырастают дети и начинают испытывать те же самые трудности… Всё с начала. Как же им помочь?

Есть ли вообще такой учебник, где всё это объяснено понятно и правильно? Работая над учебным онлайн-курсом по электронике, я в течение нескольких лет раздобыл и просмотрел сотни книг, претендующих на эту роль. Есть среди них много “так себе” книг, немало хороших, а есть и прямо-таки замечательные. Хочу порекомендовать вам две из них, на мой взгляд, самых лучших.

    

Для первоначального знакомства в любом классе отлично подходит книга Федора Вейткова “Летопись электричества“. Скачать её можно бесплатно, например, здесь. Автор, сам опытный и заслуженный инженер-электрик знакомит читателя с электрическими и магнитными явлениями примерно в том же историческом порядке, в котором они даются в школьной программе. Но он делает это очень художественно, увлекательно, раскрывая перед читателем всю детективность и драматичность истории исследования электромагнетизма. Год издания книги (1946), конечно, наложил свою специфику в виде цитат из Ленина-Сталина и выражений вроде “под сапогом царизма”, но этого там не так уж много, а заодно и дает повод для ведения с ребенком разговоров о политике и истории. Тем более что сам автор с большим уважением относится к творцам электротехники разных времен и народов, при этом раскрывая и многие заслуги отечественных ученых, о которых мало где написано.

После “Летописи” можно переходить к чуть более сложной, но, наверное, самой лучшей из популярных книг об электричестве. Её написал Георгий Бабат (1911-1960) – один из творцов советской электротехники, доктор технических наук, лауреат Сталинской премии, автор более сотни изобретений и многих научных идей. Помимо непосредственного развития отечественной электротехники, он, как человек,влюбленный в свое дело, проделал большую работу в плане её популяризации.

Книга “Электричество работает” издания 1964 года представляет собой сборник статей, излагающих в популярной форме важнейшие вопросы электротехники. Скачать ее можно бесплатно, например, здесь. Г.И. Бабат не просто как талантливый писатель рассказывает об электричестве и его применениях, а щедро делится своим практическим профессиональным опытом, со знанием дела объясняет многие неочевидные и таинственные вещи, старательно устраняет пробелы читателя в таких областях, без которых физику электричества не понять, но в учебниках они не затронуты: метрология, вариационное исчисление, механика колебательных систем и удара и т. п.

Важно и то, что читатель книги волей-неволей проникается образом мышления талантливого инженера, написавшего эту книгу. Этот автор также не устает приводить исторические примеры выдающихся достижений отечественных электротехников, что вдохновляет читателя на собственные идеи в этой области и рассеивает неконструктивный стереотип о том, что “все технологические новинки приходят из-за рубежа”. В общем, крайне рекомендую именно эти книги как способ взглянуть на электричество глазами человека, который понимает и любит этот предмет – не только детям, но и самим родителям.

Основы электротехники — начинаем путь в мир электричества

Электротехника — важная наука

На вопросы, связанные с получением и использованием энергии тока в практических целях, отвечает электротехника. Однако, описать доступным языком невидимый нам мир, где царствуют ток и напряжение, совсем непросто. Поэтому неизменным спросом пользуются пособия «Электричество для чайников» или «Электротехника для начинающих».

Что же изучает эта загадочная наука, какие знания и умения можно получить в результате её освоения?

Основы практической электроники для чайников

Когда человек начинает интересоваться электроникой и радиотехникой впервые, его глаза разбегаются от огромного количества практических и теоретических знаний. Перед новичком всплывают сотни схем, которые он не понимает, а также множество непонятных формул теории.

Чтобы правильно и качественно научиться понимать электронные схемы и электронику в целом, надо последовательно погружаться в теорию, изучая общие термины и базисные формулы, а затем применять эти данные в простейших практических экспериментах. Для такого погружения были разработаны специальные книги, которые последовательно знакомят с общим курсом предмета, постепенно углубляясь дальше.

В этом материале будет рассмотрена книга «Электроника для чайников», некоторые теоретические моменты и другие книги для изучения.

Схема, описывающая течение тока

Азы электроники для чайников

Книга «Электроника для чайников» содержит сотни микросхем и фотографий, позволяющих даже самому далекому от этого дела человеку разобраться в принципах электроники. Подробнейшие советы и инструкции по проведению опытов помогут разобраться, как функционируют те или иные электронные детали. Также материал содержит рекомендации по выбору важнейших инструментов для работы в этой области и их полные описания.

Важно! По мере ознакомления с каждой главой читатель постепенно погружается в предмет, который увлекает его все больше и больше. Теоретические знания закрепляются практикой путем сборки простейших, но интересных устройств.

Книга содержит следующие разделы:

• «Основы теории электрических цепей», в котором дается определение напряжению, силе тока, проводникам, рассеиваемой мощности.
• «Компоненты электросхем», где рассказывается о том, как простейшие элементы по типу резисторов, транзисторов, диодов и конденсаторов управляют током и задают его характеристики.
• «Электрические схемы универсального предназначения». Здесь будет рассказано, как использовать простейшие цифровые и аналоговые схемы в сложных устройствах.
• «Анализ электрических цепей», который познакомит с основными законами электроники и научит управлять силой тока и напряжением в электрической сети, научит применять эти закономерности на практике.
• «Техника безопасности и рекомендации по ней». Этот раздел обучит безопасной работе с электрическими цепями и током в целом, поможет защищать себя и свои приборы от поражения током.

Обложка книги «Электроника для чайников»

Начало изучения радиотехники начинающими

Перед тем, как изучать радиотехнику или электронику, нужно понять, зачем именно это нужно человеку. Если это увлечение на пару дней или месяцев, то лучше сразу бросить затею, поскольку, если относиться к электронике халатно и не соблюдать меры предосторожности, можно нанести сильный вред своему организму. Если данная сфера увлекала еще с детства, но не было времени начать заниматься, то сейчас самое время начать. Постепенное погружение подразумевает:

• Получение или закрепление теоретических знаний физики. Для начала достаточно будет школьных знаний по электрофизике, включающих подробное изучение закона Ома – основы всей электрики.
• Ознакомление с теорией. От более абстрактных вещей физики следует перейти к более осязаемым. Теория подразумевает точное и полное описание всех понятий, деталей, инструментов и приборов, которые будут использоваться на практике. Садиться и начать что-либо паять без теоретических основ не получится.
• Применение на практике. Логическое завершение теории, позволяющее закрепить весь изученный материал и применить его при создании конкретных схем или приборов.

Закон Ома

Напряжение и ток – понятия

Для работы любого электронного компонента требуется наличие электрического тока. Он создается электрическим потенциалом, то есть «напором» частиц. Самого потенциала недостаточно для течения тока. Нужен также проводник, способный пропустить его через себя. Если проводника нет, то потенциал уходит в воздух, который очень хорошо препятствует распространению тока.

Объекты, которые останавливают ток, называются диэлектриками, а позволяющие протекать через них – проводниками.

Помимо проводника, для  течения тока нужна разность потенциалов, возникающая в цепи. Аналогию можно провести с водопроводной трубой. Если с обеих ее сторон подается одинаковый напор, то каким бы сильным он ни был, вода не будет течь. Разность потенциалов называется напряжением. Оно обозначается буквой «U» и измеряется в  вольтах. Сила тока же обозначается «I» и измеряется в амперах.

Важно! По общей договоренности считают, что ток течет от плюса к минусу, но на самом деле это условность. Все дело в том, что отрицательные электроны были открыты уже после этой договоренности. В схемах и на практике никто не вспоминает, откуда и куда течет ток.

Наглядное определение напряжения

Источники напряжения и тока

Под источниками часто понимают элементы, которые питают цепь электромагнитной энергией. Эту энергию потребляют пассивные элементы, запасают накопительные и расходуют в активном сопротивлении.

Пример источника такой энергии – генератор постоянных, синусоидальных или импульсных сигналов различных форм. Для анализа электронных цепей удобно вводить идеализированные источники тока и напряжения, учитывающие основные свойства реальных источников.

Под источником напряжения понимается элемент цепи, обладающий двумя полюсами. Между этими полюсами образуется напряжение, которое задается некоторыми функциями от времени и не зависит тока в цепи. Этот источник в идеальном состоянии способен отдавать неограниченную мощность. Реальные же источники имеют внутреннее сопротивление, поэтому к ним сопротивление подключается последовательно.

Идеальный источник тока – это элемент цепи, через полюса которого протекает ток с заданной закономерностью изменения во времени. Он не зависит от напряжения между его выводами. Эта независимость означает, что внутренняя проводимость источника равно нулю, а внутреннее сопротивление бесконечно.

Реальный источник тока

Электроника на практике

ПЭ – это раздел электроники, на практике показывающий основные закономерности электричества. Именно в практической части изучается каждый элемент цепи отдельно и применяется на деле в совокупности с другими. С этим названием вышла и книга, в которой можно найти много интересных статей по электротехнике, сформулированных на общедоступном языке.

Материал включает в себя фотографии и опыты, к которым даны полные инструкции. Прочитав его, можно спокойно разбираться во всех электронных и радиотехнических терминах, овладеть пайкой и получить навыки дл чтения простых схем.

Важно! Прошло второе переиздание книги, в котором были отредактированы небольшие ошибки и опечатки, учтены пожелания читателей. Второе издание стало стоящим и полезным учебником для начинающих радиолюбителей.

Какие еще есть книги для изучения электроники

Помимо двух материалов, которые были рассмотрены в этой статье, есть также множество других. Они, возможно, более придутся по душе читателю. Среди них:

• Борисов В. Г. «Юный радиолюбитель».
• Ревич Ю. В. « Занимательная электроника».
• Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники в трех томах».

Обложка книги «Практическая электроника»

Таким образом, практическая электроника не сложна даже для начинающих. Подготовив себя теорией из книг и реализовав все примеры на практике, можно стать настоящим электронщиком.

rusenergetics.ru

Электричество для «чайников». Школа для электрика

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Электрическая Вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества

Дэвид Боданис (футуролог по основной специальности) открыл замечательную серию книг, популяризирующую известные и неизвестные тайны науки. Обыденные вещи, которыми мы пользуемся ежедневно, после рассказа Боданиса предстают в совершенно новом свете. А непонятные уравнения обретают полную загадок и неожиданных поворотов биографию, которая читается как увлекательный детектив.

Кажется, что он способен писать на любую тему, и это все равно будет читаться с большим интересом. И Боданис доказал этот тезис на практике неоднократно. Он уже написал про Вольтера и Эмили дю Шателе («Пылкие умы»), про электричество («Электрическая Вселенная») или про повседневный быт, рассмотренный через микроскоп («Тайный дом»)… Обо всем просто, остроумно и увлекательно — в книгах серии Galileo.

Дэвид Боданис родился в Чикаго, окончил Чикагский университет. Большую часть жизни живет в Европе — во Франции, затем в Лондоне. Работал бизнес-консультатнтом с такими фирмами, как BMW, Accenture, General Motors, Pfizer. Много лет он преподает в Оксфордском университете.

Боданис — автор научно-популярных книг, переведенных на 26 языков. В 2006 году Британское Королевское научное общество присудило Боданису премию за лучшую научно-популярную книгу года…

«Электрическая Вселенная» — драматическая история электричества, в которой и победы, и поражения, и герои, и злодеи. На страницах книги оживают истовый католик и открыватель электромагнетизма Майкл Фарадей, изобретатель и удачливый бизнесмен Томас Эдисон, расчетливый делец Сэмюэл Морзе, благодаря которому появился телеграф, и один из создателей компьютеров, наивный мечтатель Алан Тьюринг.

Это уже не биография. История электричества написана в жанре историко-политического детектива. Вы узнаете о том, как электроны добрались из атомов до привычных уже на каждой кухне электрических чайников и компьютеров.

И снова Боданис подводит нас к мысли, что прогресс в целом и развитие электротехники в частности — личная история людей. Сила, талант, жадность, наконец, многих выдающихся ученых приближала нас к современной зависимости от электричества. Параллельно вы узнаете — или вспомните, — что развитие телеграфной связи способствовало глобализации и вовлечению большого количества войск в военные конфликты, а появление электрического освещения — бурной ночной жизни.

Да и книга в целом не о научных изысканиях, а о нашей жизни во всех ее проявлениях. И этим, пожалуй, она и привлекает читателя. Сухие формулы всегда можно найти в учебнике. Сам Боданис говорит так: «с помощью этой книги я хотел приоткрыть дверь и показать, что там есть», имея в виду мир электричества. «Многие люди воспринимают его как данность, но электричество повсюду — в нашем мозгу, внутри нашей планеты, электричество питает нашу цивилизацию (обеспечивает ее энергией), электрические процессы происходят внутри Солнца».

По словам известного английского популяризатора науки, продюсера канала BBC 4 Саймона Сингха, книга Боданиса — это «технологическая одиссея, полная героев и злодеев, триумфа и трагедии, это подлинное научное приключение».

Очень хочется надеяться, что в этой увлекательной серии появятся книги и о российских ученых и их изобретениях. Тем более что нам действительно есть чем гордиться.

А пока будем ждать новые книги серии, которую и в руки взять приятно, и выпускать из рук не хочется.

Сказка про то, как электричество дошло до розеток

Издательство «КоЛибри» выпустило вторую книгу в серии «Galileo» — историко-научный триллер от Дэвида Боданиса: «Электрическая Вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества».

Подобно первой книге Боданиса, с которой познакомились российские читатели, книга по истории электричества написана в жанре историко-политического детектива и увлекательно рассказывает о том, как электроны добрались из атомов до наших чайников и компьютеров.

Герои и злодеи электричества

В изложении Дэвида Боданиса и прогресс в целом, и развитие электротехники в частности — это личная история людей. На страницах книги оживают Самуэль Морзе, Генрих Герц, Майкл Фарадей. По замыслу автора, сила мысли этих выдающихся людей на протяжении нескольких веков приближала электроны к нашим розеткам. Естественно, в каждой истории есть свои герои и злодеи. Так, например, всем известный человек и азбука Морзе просто как паук собрал несколько идей из разных источников и запатентовал свою идею в то время, когда над оформлением своей интеллектуальной собственности задумывались почти исключительно проходимцы. Впрочем, счастливым, судя по всему, его изобретение не сделало. А вот другие изобретения и новшества, такие как радар, трансатлантическая связь, пробивались в мир намного сложнее.

Электрическая метафизика

Рассказы о людях Боданис перемежает интересными рассуждениями о том, как то или иное открытие повлияло на развитие человечества. Например, развитие телеграфной связи способствовало глобализации и вовлечению большого количества войск в военные конфликты, а появление электрического освещения — бурной ночной жизни. Все это позволяет лучше понять, как за последние несколько веков развивалось человечество и причины этого.

Десерт к учебнику

В этой истории читатель не найдет ни одной формулы, ни глубокомысленного объяснения сложных физических явлений, и ни одного учебника по физике она заменить не может. Зато книга изобилует многочисленными интересными фактами, а также помогает понять, какие судьбы и истории на самом деле скрываются за двухбуквенными обозначениями единиц измерения Гц и Гн. Впрочем, книга Боданиса понравится не только изучающим электричество и магнетизм – она в первую очередь о жизни. А для тех, кто хочет ближе познакомиться и с личными историями ученых и изобретателей — героев книги, и с их работами, одним из самых интересных разделов станет «Руководство по дальнейшему чтению», в которой автор вкратце рассказал о литературе, которой пользовался при создании книги.

Радует то, что в России появился, хоть и не большой, но все же поток интересных просветительских книг. Осталось дождаться, когда за ручки и клавиатуры возьмутся российские авторы и расскажут не только о Менделееве и водке, но и о других интересных фактах отечественной истории и науки.

советов электрика: электричество в доме для чайников

В наши дни кажется, что есть «пустышки» на все мыслимые темы. Предпосылка этой популярной серии книг заключается в том, что если вы мало или ничего не знаете о теме, значит, вы «пустышка» – без обид.

Огромный успех этой серии книг подчеркивает тот факт, что большинство из нас – хорошие спортсмены и не обижаются на предположение, что мы, скажем, недостаточно разбираемся в какой-либо теме. И если и есть тема, которая всем известна и ценится, но и является источником глубокой тайны, то это электричество.

В «Experts In Your Home» наши местные электрики регулярно отвечают на вопросы наших клиентов, которые убедительно свидетельствуют о том, что в их кривой обучения электричеству было несколько пробелов. Но чаще всего настоящая «пустышка» в обмене – это нас , потому что мы неизменно впадаем в объяснение того, как электричество возникает в результате потока электрического заряда из одного места в другое и что электроны должны перемещаться вокруг атомов …

Видите? Мы уже потеряли вас, поэтому мы собираемся сделать резервную копию и рассмотрим, как электричество течет в ваш дом – то, о чем большинство из нас не задумывается, когда включаем лампу, включаем телевизор или подключаем вилку. зарядное устройство для сотового телефона.Большинство из нас ожидает, что электричество «появится» и не заработает, если только на нашем пути не возникнет сильная буря – сильный ветер или ледяной покров.

Дело в том, что бесперебойное электроснабжение зависит от «работы» многих взаимосвязанных элементов, прежде чем они достигнут электрической панели в вашем доме.

Вот как работает этот интересный товар:

• Электроэнергия на электростанциях вырабатывается огромными генераторами. Электростанции в основном используют уголь, но некоторые используют природный газ, воду и, все чаще, ветер.Электростанции разбросаны по всей стране и связаны через электрическую систему, которая широко известна как «электросеть». Эта связь – хорошая вещь, потому что, когда одна электростанция перегружена спросом, особенно в самые жаркие дни лета, другая соседняя электростанция может отправлять электроэнергию туда, где она необходима.
  
• Электрический ток проходит через трансформаторы, которые повышают напряжение, так что электричество может быть доставлено к месту назначения.
  
• Электрический заряд проходит по высоковольтным линиям электропередачи, протянутым вдоль башен, которые (давайте будем честными) не совсем известны своей способностью улучшать ландшафт. На вид они могут быть некрасивыми, но они необходимы.
  
• Электрический заряд поступает на подстанцию ​​благодаря напряжению, которое снижается, чтобы его можно было направить на меньшие линии электропередач.
  
• Заряд поступает на местные распределительные линии, где полюсные трансформаторы (иногда называемые «понижающими трансформаторами») снова снижают напряжение, чтобы обеспечить безопасность для домашнего использования. (Невооруженным глазом эти трансформаторы с верхушкой полюса – которые выглядят как крест и встречаются повсюду вдоль дорог – могут выглядеть более хрупкими, чем они есть на самом деле).
  
• В конце концов, электрический заряд поступает в ваш дом через «падение сервиса», проходя через счетчик, который «подсчитывает», сколько электроэнергии потребляет ваше домохозяйство. Этот счетчик помогает определить, сколько составляет ваш счет за электроэнергию каждый месяц.
  
• Долгое путешествие почти завершено, поскольку электричество течет к электрической панели в вашем доме, где автоматические выключатели защищают внутренние провода от перегрузки.
  
• Незаметное, но всегда присутствующее электричество проходит по сети проводов в вашем доме, проходя через розетки и выключатели света.

Если электричество все еще кажется вам загадочным, значит, вы не одиноки. В Experts In Your Home мы работаем с электричеством каждый день, но все равно удивляемся тому, как это научное чудо «работает». В следующий раз, когда вы будете искать местного электрика, обратитесь к одному из наших экспертов из Чико, Калифорния.

А пока загрузите наше БЕСПЛАТНОЕ руководство ниже, чтобы узнать, для каких электромонтажных работ вам следует нанять профессионала:

Понимание основ электричества, думая о нем как о воде

«Мы считаем, что электричество существует, потому что электрическая компания постоянно присылает нам счета за нее.Но мы не можем понять, как он перемещается по проводам ». – Дэйв Барри

Основные законы электричества сложны с математической точки зрения. Но использование воды в качестве аналогии предлагает простой способ получить базовое понимание.

Электричество 101 – напряжение, ток и сопротивление

Три основных компонента электричества – это напряжение, ток и сопротивление.

• НАПРЯЖЕНИЕ похоже на давление, которое проталкивает воду по шлангу. Он измеряется в вольтах (В).
• ТОК как диаметр шланга. Чем он шире, тем больше воды будет проходить через него. Он измеряется в амперах (I или A).
• СОПРОТИВЛЕНИЕ – это как песок в шланге, который замедляет поток воды. Он измеряется в омах (R или Ω).

Напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны. Если вы измените один из них в цепи, другие тоже изменятся. В частности, напряжение равно току, умноженному на сопротивление (V = I x R). Думая о воде, если вы добавите песок в шланг и сохраните давление на том же уровне, это будет похоже на уменьшение диаметра шланга … меньше воды будет течь.

Электричество 201 – постоянного и переменного тока, батареи и трансформаторы

Как электричество работает в электронике и электросети?

ПРЯМОЙ ТОК или постоянный ток аналогичен нормальному потоку воды в шланге – он течет в одном направлении, от источника до конца. Исторически сложилось так, что DC изначально защищал Томас Эдисон в знаменитых Текущих войнах конца 1800-х годов. DC проиграл войну за энергосистему, но нашел еще более захватывающую роль в современной электронике, такой как компьютеры, телефоны и телевизоры.

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК или переменный ток похож на воду, текущую по шлангу вперед и назад много раз в секунду. Аналогия с водой здесь немного нарушается, но переменный ток легко создается электрическими генераторами (также называемыми генераторами переменного тока). Никола Тесла и Джордж Вестингауз отстаивали AC над DC, и в конце концов они победили. В настоящее время кондиционер является мировым стандартом для подачи электроэнергии в дома и здания через сеть.

БАТАРЕИ

можно рассматривать как водяные насосы, которые перекачивают воду по шлангу, который по замкнутому контуру возвращается к батарее.Для определения емкости батарей используется множество показателей, и не все сразу логичны. Они включают ампер-часы и киловатт-часы. Батареи могут генерировать только постоянный ток.

ТРАНСФОРМАТОРЫ

похожи на удерживание большого пальца руки над концом шланга, чтобы вода расплескивалась дальше. Объем воды (мощность) остается прежним, но давление (напряжение) увеличивается с уменьшением диаметра (силы тока). Именно это и делают трансформаторы для воздушных линий электропередач. Электричество может перемещаться дальше с меньшими потерями, потому что сопротивление (песок) не препятствует подаче электричества (воды), когда сила тока ниже (шланг меньшего диаметра).Трансформаторы работают только с переменным током. Способность передавать электричество на большие расстояния – основная причина, по которой переменный ток превзошел постоянный ток столетие назад.

Электричество 301 – Энергетика

А теперь давайте продолжим использовать аналогию со шлангом, чтобы погрузиться в мутные воды схем (каламбур, извините).

МОЩНОСТЬ подобна объему воды, который – это , вытекающая из шланга, при заданном давлении и диаметре. Электрическая мощность измеряется в ваттах (Вт). А более крупные системы измеряются в киловаттах (1 кВт = 1000 Вт) или мегаваттах (1 МВт = 1 000 000 Вт).

ENERGY – это как измерение объема воды, которую протекает через шланг за период времени , протекает, как наполнение 5-галлонного ведра за минуту. Электроэнергию часто путают с электроэнергией, но это две разные вещи: мощность измерения мощности и реализация меры энергии. Электроэнергия измеряется в ватт-часах (Втч), но большинство людей более знакомо с измерением в своих счетах за электроэнергию, киловатт-часами (1 кВтч = 1000 ватт-часов).Электроэнергетические компании работают в более крупном масштабе и обычно используют мегаватт-часы (1 МВт-ч = 1000 кВт-ч).

Надеюсь, это станет полезным введением в основы электричества. Мы будем рады услышать ваши отзывы и предложения, поэтому оставляйте их ниже и оставляйте комментарии.

Рынки электроэнергии в США 101

Поскольку многие RTO работают на оптовых рынках, охватывающих несколько штатов, они регулируются FERC (за исключением ERCOT, Texas RTO). FERC осуществляет надзор за всеми оптовыми сделками с электроэнергией в двух крупных взаимосвязанных сетях: восточной и западной межсетевых соединениях.

В то время как регулируемые коммунальные предприятия основывают розничные ставки на регулируемой норме прибыли на инвестиции (как описано выше), нерегулируемые розничные коммунальные предприятия покупают электроэнергию по рыночным оптовым ценам, а затем продают эту электроэнергию потребителям по рыночным розничным ценам, учитывая конкуренцию со стороны другие розничные торговцы. RTO обычно имеют три типа рынков, которые определяют оптовые цены на эти услуги: рынки энергии, рынки мощности и рынки дополнительных услуг.

Энергетические рынки

Энергетические рынки – это аукционы, которые используются для координации производства электроэнергии на повседневной основе. На энергетическом рынке поставщики электроэнергии предлагают продавать электроэнергию, которую вырабатывают их электростанции, по определенной цене предложения, в то время как предприятия, обслуживающие нагрузку (сторона спроса), предлагают цену на эту электроэнергию, чтобы удовлетворить спрос своих потребителей на энергию. Количества на стороне предложения и заявки упорядочиваются в порядке возрастания цены предложения. Рынок « очищает », когда количество предложенной электроэнергии совпадает с объемом спроса, и производители получают эту рыночную цену за мегаватт-час произведенной электроэнергии.

RTO обычно управляют двумя энергетическими рынками: рынком на сутки вперед и рынком реального времени. Рынок на сутки вперед , который представляет около 95 процентов энергетических транзакций, основан на прогнозируемой нагрузке на следующий день и обычно происходит накануне утром, чтобы позволить генераторам подготовиться к работе. Остальные транзакции на энергетическом рынке происходят на рынке в реальном времени , который обычно запускается один раз в час и один раз каждые пять минут для учета изменений нагрузки в реальном времени, которые должны постоянно уравновешиваться с поставкой.

RTO используют энергетические рынки, чтобы решить, какие блоки отправлять или запускать, и в каком порядке. На рынке на сутки вперед МРК составляют список генераторов, доступных для отправки на следующий день, и упорядочивают их от наименее дорогих к наиболее дорогостоящим в эксплуатации. Например, поскольку ветряные электростанции работают без топлива, они могут предложить 0 долларов на энергетическом рынке и первыми отправить их. Диспетчерские установки по самой низкой цене позволяют рынку удовлетворять спрос на энергию по минимально возможной цене.В периоды высокого спроса оптовые цены соответственно растут, потому что необходимо отгрузить больше дорогостоящих устройств, чтобы удовлетворить электрическую нагрузку.

Базовые оптовые рыночные цены обычно отражают цену на электроэнергию, когда она может свободно протекать без ограничений по передаче через территорию RTO. Когда это невозможно, RTO учитывают перегрузку на линиях электропередачи, позволяя ценам отличаться в разных местах. В результате в регионах с высоким спросом и ограниченными электрическими ресурсами цены обычно выше, чем в регионах с избыточной выработкой по отношению к нагрузке.

Рынки мощности

Розничные торговцы электроэнергией требуются Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC), независимой организацией, которая обеспечивает надежность сети, для поддержки генерирующих мощностей, достаточных для удовлетворения прогнозируемой нагрузки, плюс резерв для поддержания надежности сети. Некоторые RTO проводят аукцион мощности, чтобы предоставить розничным торговцам возможность обеспечить свою потребность в мощности, а также дать производителям возможность возместить фиксированные затраты, то есть те затраты, которые не зависят от производства электроэнергии, и которые не могут быть покрыты только за счет энергетических рынков.

Аукцион на рынке мощности работает следующим образом: производители устанавливают свою цену предложения в размере, равном стоимости поддержания их станции в рабочем состоянии в случае необходимости. Как и на рынке энергоносителей, эти заявки располагаются от наименьшей к наибольшей. Как только заявки достигают необходимого количества, которое все розничные торговцы вместе должны приобрести для адекватного удовлетворения ожидаемого пикового спроса плюс резервная маржа, рынок «очищается», или предложение удовлетворяет спрос. На этом этапе генераторы, которые «очистили» рынок или были выбраны для предоставления мощности, все получают одну и ту же клиринговую цену, которая определяется ценой предложения последнего производителя, используемого для удовлетворения спроса.

Платежи производителям на рынке мощности, по сути, являются вознаграждением за то, что этот генератор может работать и обеспечивать электричеством, если это необходимо. Следовательно, если генераторы недоступны для работы в то время, когда они вызваны, они могут столкнуться с платой в соответствии с требованиями к производительности.

Рынок дополнительных услуг

RTO используют рынок дополнительных услуг для поощрения других атрибутов, которые не охватываются рынками энергии или мощности.Вспомогательные услуги обычно включают в себя функции, которые помогают поддерживать частоту сети и обеспечивать краткосрочное резервное питание в случае остановки генерирующего агрегата.

Как получить электричество в фургоне

Когда мы впервые начали думать о нашей электрической системе vanlife и покупать наши компоненты, у нас было много вопросов. Мы проводили исследования в Интернете, читали другие блоги и сообщения на форумах, посвященных фургонам, и смотрели видео на Youtube. Некоторые из них были очень полезны, но многие оставили нам еще больше вопросов.

Мы много узнавали о схемах и электрических системах, но мы также были поражены всеми новыми знаниями, которые приходили к нам со всех сторон.Электричество в фургоне – жизненно важная часть любого фургона, и мы хотели сделать это правильно.

Нам очень нужен был ресурс, который говорил нам: «Купите это». Подключите вот так. Вот диаграмма.

Этот пост – попытка сделать такой ресурс.

В этом посте мы подробно рассмотрим, что мы купили, как именно мы все подключили, и у нас даже есть изображения и схемы (ура)!

Для тех из вас, кто заинтересован в дальнейшем чтении, мы также включаем ссылки на сообщения в блогах и другие ресурсы, которые помогли нам на этом пути.

Мы хотим, чтобы этот пост был максимально точным и полезным, поэтому, если мы ошибаемся или вы хотите, чтобы мы что-то прояснили, дайте нам знать в комментариях!

Обязательный отказ от ответственности: В этом сообщении описывается, что мы сделали с нашей собственной системой на основе нашего собственного исследования, и мы надеемся, что вы найдете его полезным. При этом мы НЕ ЭЛЕКТРИКИ. Работа с электричеством в любом виде может быть опасной. Перед выполнением любых электромонтажных работ рекомендуется прочитать руководства для всех ваших компонентов и проконсультироваться с лицензированным электриком.

Мегаперечень всего, что мы использовали в нашей электрической установке

Все наши компоненты выложены. Контроллер заряда Renogy выглядит немного иначе, чем текущая модель, но функции и установка такие же.

Основные компоненты

Выбор обновления

Батарея Battle Born 100Ah LiFePO4 12V Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи

– лучший выбор для современных автофургонов. Они служат намного дольше, заряжаются быстрее и могут быть полностью разряжены без повреждений.Батареи Battle Born производятся в США и разработаны специально для мобильных и автономных жилых домов.

Наш рекомендуемый аккумулятор №1.

Проверить цену на Amazon

Мы получаем комиссию, если вы переходите по этой ссылке и совершаете покупку (без дополнительных затрат для вас).

Освещение, диммеры и розетки

Электропроводка и разъемы

Предохранители и выключатели

Если вы покупаете комплект солнечных батарей премиум-класса от Renogy, он должен поставляться с двумя предохранителями / держателями ANL 30A / 40A, а также встроенным предохранителем / держателем MC4.Вам все равно могут потребоваться дополнительные предохранители ANL для компонентов, для которых требуется предохранитель большего размера, например для инвертора или изолятора батареи.

Основные инструменты

Как заряжать аккумуляторы во время вождения

Есть еще один компонент, который, как мы обнаружили, жизненно необходимо иметь в дороге: , интеллектуальный изолятор батареи .

У нас есть интеллектуальный изолятор Keyline Chargers на 140 А в нашем фургоне, и он отлично зарекомендовал себя.

Примечание: Если у вас более новый автомобиль или вы пытаетесь зарядить аккумуляторную батарею LiFePO4, вам понадобится зарядное устройство DC-DC , подобное этому от Renogy ( обязательно используйте код купона GnomadHome на скидка 10% на покупку ).

Интеллектуальный изолятор аккумуляторной батареи позволяет заряжать вспомогательные аккумуляторные батареи от генератора автомобиля во время движения. Это отличное дополнение к солнечным батареям, особенно если вы проводите время в пасмурной или сильно засаженной деревьями среде, где на вас не так много солнца.

Бюджетная записка

Если у вас есть всего несколько сотен долларов, которые можно потратить на электрическую систему, мы рекомендуем начать с хорошей батареи, интеллектуального изолятора и инвертора. Вы всегда можете добавить солнечную батарею позже.

Прочтите этот подробный пост для получения дополнительной информации об изоляторах аккумуляторных батарей, о том, какие типы батарей и как их установить.

Для чего нужны все эти штуки?

Это довольно насыщенный список. Но не волнуйтесь, на самом деле все не так уж и сложно. Давайте разберемся с этим с высоты птичьего полета.

Солнце
Все начинается с Солнца. Солнце не только дает нам жизнь, но и постоянно передает нам энергию здесь, на Земле. Используя науку, мы можем преобразовать эту энергию в электричество для питания нашей жизни!

Панели солнечных батарей
Панели солнечных батарей поглощают солнечный свет, преобразуют его в электричество и отправляют на контроллер заряда.

Контроллер заряда
Контроллер заряда регулирует поток электричества от солнечных панелей и использует его для зарядки ваших батарей.

Батареи
Используемые нами батареи накапливают электричество при 12-вольтовом постоянном токе, от которого могут питаться ваши фонари, вытяжной вентилятор, холодильник, розетки USB / прикуривателя и все остальное, что работает от постоянного тока. В нашей системе электричество подается от батарей обратно к контроллеру заряда, который затем распределяет его наружу.

Инвертор
Если вы хотите запитать что-то вроде компьютера или другой сложной электроники, для которой требуется трехконтактная настенная розетка, вам также понадобится инвертор, который преобразует 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока (переменный ток ). Это связано напрямую с аккумулятором.

Это в основном то, что происходит в 12-вольтовой солнечной электрической системе фургона. Все остальное просто соединяет точки.

Сколько вам нужно электричества?

Хорошая идея – подумать о том, сколько электроэнергии вы будете использовать, когда решите, сколько солнечных панелей вам нужно и какого размера должны быть ваши батареи.Это может быть немного сложно, особенно потому, что вы многого не знаете о том, как вы его использовали, если никогда раньше не жили в фургоне.

Но, если вы хотите быть уверены в том, что у вас достаточно электроэнергии для повседневного использования, и при этом не платить больше, чем вам нужно, то лучше всего выполнить определение размера вашей системы.

Как определить размер вашей системы за 3 простых шага

Шаг 1. Рассчитайте количество электроэнергии, которое вы планируете использовать в ватт-часах (Втч).

Звучит немного пугающе, но на самом деле это довольно просто.

Во-первых, перечислите все устройства / устройства / компоненты, которые вы планируете использовать, а также количество ватт, потребляемых каждым из них (эта информация должна быть легко доступна в руководстве по эксплуатации компонента или в Интернете).

Затем подсчитайте, сколько часов вы планируете использовать каждый компонент. Умножьте ватт на часы, и вы получите ватт-часы!

Вт x Часы = Втч

Итак, если ваши фонари потребляют 5 Вт и вы включаете их на 5 часов каждый день, их потребляемая мощность составляет 25 Втч в день (5 Вт x 5 часов = 25 Втч).

Шаг 2. Определите необходимую емкость аккумулятора.

Для этого примера представим, что все ваши электрические компоненты используют 1200 Втч каждый день.

Емкость батареи измеряется в ампер-часах (ач), поэтому, чтобы определить, какой емкости должна быть ваша батарея, преобразуйте 1200 Втч потребляемой мощности в ач, разделив на напряжение системы (12 В).

1200 Втч / 12В = 100ач.

Исходя из этого расчета, вам потребуется 100 Ач батареи. Но это также зависит от типа батареи .

Видите ли, большинство типов аккумуляторов не должно разряжаться ниже примерно 50% (это касается обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, AGM и гелевых аккумуляторов). Если эти батареи ниже примерно 50%, вы рискуете сократить срок их службы и / или повредить их. Таким образом, на самом деле полезная емкость этих типов аккумуляторов составляет примерно половину (т. Е. 100 Ач батареи = 50 Ач полезной емкости).

Исключение составляют аккумуляторы LiFePO4 (литий-фосфат железа). Эти батареи дороже обычных, но вы можете разрядить их на 100% (они также легче, безопаснее и служат дольше, чем обычные батареи).

Итак, какой емкости батареи вам нужно, чтобы обеспечить 100ач использования в день?

• Обычные батареи (FLA, AGM или Gel): Емкость батареи 200 Ач покрывает 100 Ач использования, так как вы никогда не захотите разряжать эти батареи ниже 50%.
• Батареи LiFePO4 (литий-фосфат железа): Емкость батареи 100 Ач покрывает 100 Ач использования, так как эти батареи могут быть разряжены на 100%.

Конечно, эти цифры предполагают, что вы имеете дело с идеальными условиями зарядки и что вы никогда не превысите 100 Ач.Реальность всегда оказывается немного иной, поэтому, если у вас есть бюджет, неплохо было бы добавить немного подушки.

Шаг 3. Подсчитайте, сколько солнечных панелей вам нужно для полной зарядки батарей каждый день.

Солнечные панели измеряются в ваттах, поэтому мы снова будем использовать наши 1200 Вт потребляемой мощности. Давайте разделим это на среднее количество полного солнечного света в день, чтобы получить необходимое нам количество солнечных панелей (5 часов – хорошая общая оценка, хотя вы получите больше на юго-западе и летом и меньше на севере и зимой. , так далее.).

1200 Втч / 5 часов = 240 Вт. Итак, 240 Вт солнечных панелей теоретически должны полностью заряжать ваши батареи каждый день и соответствовать вашему энергопотреблению.

За исключением того, что так никогда не работает. Есть тень и облака, и меньше солнца зимой, и дни, когда вы потребляете больше энергии, чем другие. Что-то вроде трех 100-ваттных панелей было бы намного безопаснее.

Определение размера системы на основе бюджета

Подобрать правильную конфигурацию вашей системы может быть непросто, особенно если вы никогда раньше не жили в фургоне.Вы просто многого не узнаете о том, как в реальном мире используете электроэнергию в своем фургоне, и многого не сможете предвидеть, прежде чем отправиться в путь.

Другой метод – использовать бюджетный подход к вашей электрической системе и добавлять мощность по мере необходимости.

Если у вас ограниченный бюджет, вам не понадобится огромная и дорогая солнечная установка. Но если вы можете себе это позволить, наличие большой системы облегчит вашу жизнь и приведет к меньшим компромиссам в использовании электроэнергии.

Вот основные компоненты, которые мы рекомендуем для разных уровней бюджета:

Бюджет Barebones

Если у вас ограниченный бюджет, начните с хорошего инвертора, аккумулятора и изолятора аккумулятора, чтобы удовлетворить самые простые электрические потребности (зарядка телефонов / компьютеров, некоторые источники света). При необходимости вы всегда можете добавить солнечные батареи позже.

Среднечастотный бюджет

Эта среднечастотная установка поможет вам начать работу с правильного пути, с большей емкостью батареи и 200-ваттной солнечной батареей.Эта установка полностью расширяема, поэтому вы можете добавить больше панелей позже, если вам нужно.

Высокий бюджет

Если ваш бюджет позволяет, система такого размера должна покрыть большинство электрических потребностей (если вы не пытаетесь использовать переменный ток или электрический обогреватель). Емкость аккумулятора более 300 Ач, зарядное устройство постоянного и постоянного тока, инвертор 2000 Вт и 400 Вт солнечной энергии означают, что вам никогда не придется беспокоиться о подключении к электросети!

Максимальный бюджет

Лучшие в линейке (и более производительные) аккумуляторы LiFePO4 добавляют здесь серьезного обновления, а инверторное зарядное устройство мощностью 2000 Вт позволяет подключать их по мере необходимости (что может пригодиться в крайнем случае).

Выбор солнечных батарей и батарей

Теперь, когда вы знаете, какой размер системы вам нужен, пора выбрать фактические компоненты.

Что мы сделали с

Для нашей солнечной установки мы решили использовать 400-ваттный комплект Renogy для солнечных батарей с контроллером заряда 40A MPPT. В комплекты премиум-класса Renogy для солнечных батарей входит практически все, что вам нужно для установки солнечных батарей. Помимо панелей и контроллера заряда, в эти комплекты входят проводка, монтажные кронштейны, предохранители и модуль Bluetooth.Эти комплекты сложно превзойти по деньгам и простоте установки.

Комплекты солнечных батарей Renogy Premium

Все, что вам нужно, чтобы добавить солнечную батарею в ваш фургон. Включая солнечные панели, монтажные кронштейны, контроллер заряда MPPT, предохранители и проводку.

Введите код купона GnomadHome на 10% скидку на Renogy.com

Узнать цену на Renogy

Мы получаем комиссию, если вы переходите по этой ссылке и совершаете покупку (без дополнительных затрат для вас).

В качестве батарей мы выбрали две батареи VMAX 155ач (общая емкость 310ач). Эти батареи имеют очень толстые пластины внутри, что помогает повысить их надежность и долговечность. Если вам не нужны батареи такого размера, VMAX производит батареи AGM различных размеров, включая 125 Ач.

Примечание: Когда мы создавали нашу первоначальную систему еще в 2016 году, литиевые (LiFePO4) батареи были вне нашего ценового диапазона и не имели большого экономического смысла.Однако литиевые батареи становятся только лучше и дешевле, и если у вас есть на них бюджет, они легко подойдут. Они безопаснее, заряжаются быстрее и имеют вдвое большую полезную емкость. С тех пор мы устанавливали их в других фургонах и настоятельно рекомендуем.

Хотя мы купили комплект солнечной энергии на 400 ватт, мы смогли установить только три панели на крыше нашего фургона, но четвертую мы спрятали под кроватью.

Мы сделали складную раму из ПВХ для этой «дополнительной» панели, чтобы мы могли подпереть ее и подключить при необходимости.Это позволяет нам парковаться в тени в очень жаркие дни, продолжая заряжать батареи от солнца.

Наша система слишком велика? Мы так не думаем.

Наличие такого количества солнечной энергии позволяет нам быть на 100% отключенными от сети, и нам редко приходится слишком сильно беспокоиться о нашем энергопотреблении. Мы встречали в дороге людей с небольшими системами, которые регулярно беспокоятся о том, чтобы у них было достаточно сока, чтобы поддерживать работу холодильника.

И даже с такой большой системой в некоторых сценариях у нас заканчивается запас энергии. Если мы находимся в пасмурном климате или в сильно засаженных деревьями районах (или и там, и там) более пяти дней или около того, и если мы остаемся в одном месте и мало водим, то наши батареи начинают опускаться до 12,0 В. Диапазон 12,2В по утрам. Но из-за размера нашей системы мы можем дольше оставаться в одном месте, при любой погоде и окружающей среде, и при этом делать все, что нам нужно.

Можете ли вы обойтись меньшим? Абсолютно.

Если у вас мало средств, 200-ваттный комплект Renogy в сочетании с интеллектуальным изолятором батареи – отличное место для начала.Вы всегда можете добавить больше панелей позже.

Что бы вы ни выбрали, мы рекомендуем приобрести контроллер заряда MPPT вместо контроллера PWM. Контроллеры MPPT могут повысить эффективность ваших солнечных панелей. Предполагается, что они на 25-30% эффективнее ШИМ-контроллеров. Контроллеры MPPT изначально дороже, но они позволят вам значительно расширить вашу систему.

Базовая схема: что нужно знать

Слишком глубокое погружение в базовую электронику выходит за рамки этой статьи, но это определенно помогает визуализировать, как выглядит простая схема при проектировании вашей системы.

Вот схема основной цепи постоянного тока:

Замыкание переключателя замыкает цепь и позволяет электричеству течь между батареей и лампами. Здесь часто используется аналогия с водопроводной трубой. Если в трубе есть разрыв, вода не сможет течь.

Предохранитель – намеренно слабое место в цепи. Это для безопасности. Если через цепь протекает слишком большой ток, предохранитель «перегорает» и разрывает цепь.

«Заземление» в электросети фургона Life – это соединение с шасси автомобиля. Это тоже для безопасности. В нашей установке мы заземлили аккумулятор и инвертор.

Проектирование нашей системы (с отличной электрической схемой!)

При разработке нашей системы мы в значительной степени опирались на электрические схемы, которые мы нашли в Интернете, особенно на ту, что в этом посте Ван Дога Путешественника (в его электронной книге есть еще более подробные схемы).

Но все диаграммы, которые мы нашли, дали нам много частичной информации или только наполовину применительно к нашей системе, и привели к некоторой путанице с нашей стороны.

После всех наших исследований мы не смогли найти всеобъемлющую диаграмму, которая точно показывала бы, как все в нашей системе сочетается друг с другом. Итак, мы сделали один.

Мы настоятельно рекомендуем изобразить вашу систему, чтобы вы точно знали, как все должно подключаться. Простое рисование действительно помогает обдумать это и прямо в голове.

Убедитесь, что у вас есть провода и предохранители подходящего размера

Это может немного сбить с толку, если вы новичок в электромонтажных работах.Но важно сделать все правильно, если вы не хотите решать какие-либо проблемы с электричеством или безопасностью в будущем.

Ниже мы подробно расскажем, как рассчитать нужные сечения проводов, и дадим вам несколько советов по выбору правильных предохранителей для ваших цепей.

Выбор правильного сечения провода

Выбор правильного сечения проводов – важный шаг при любом электрическом монтаже. Если ваши провода слишком тонкие, это может быть серьезной угрозой безопасности. Если ваши провода слишком толстые, вы потратите больше, чем нужно, и с проводкой будет труднее работать.

Примечание: В Соединенных Штатах, размер проволоки измеряется в American Wire Gauge (или AWG). Манометры AWG могут отличаться от проволочных датчиков, используемых в других странах. Поскольку мы находимся в США, мы использовали провода, измеренные в AWG для наших электрической установки.

Провод размер, который вы выбираете, должен быть основан на количество тока, протекающего через проволоку и длина провода пробега . Вы хотите использовать размер провода, что это достаточно толстый, чтобы безопасно справиться с электрическим током, не испытывая слишком много падения напряжения.

Как определить максимальный ток, который будет проходить через ваши провода?

Максимальный ток ваших осветительных приборов, приборов и другой электроники должен указываться в технических характеристиках.

Для приборов постоянного тока это должно быть указано в амперах (максимальная сила тока). Если в характеристиках вашего компонента указано это в ваттах, разделите это число на напряжение системы (так разделите на 12 для системы 12 В постоянного тока).

Как определить длину участка провода?

Во-первых, вам нужно измерить расстояние, на которое будет проходить проводка.Затем удвойте.

Что ?! Удвоить это ?! Ага. При расчете размеров провода для систем постоянного тока длина провода соответствует общей длине как положительного, так и отрицательного провода.

Итак, если вы подключаете розетку, которая будет на расстоянии 5 футов от блока предохранителей, длина вашего провода будет фактически 10 футов – 5 для положительного провода и еще 5 для отрицательного провода, чтобы замкнуть цепь.

Хорошо, теперь, когда я знаю свой максимальный ток и длину провода, как мне определить, какой размер провода мне нужен?

Blue Sea Systems имеет на своем веб-сайте замечательный калькулятор «Мастер цепей», который может помочь вам определить правильный размер провода для того, что вам нужно.

Просто введите системное напряжение, максимальный ток, и общую длину проволоки. Калькулятор выплюнуть рекомендуемое сечение провода для Вас:

Мастер Blue Sea Systems Circuit проводная проклейки калькулятор

Мы также нашли эту информацию полезной автомобильный провод проклейки калькулятор из проволоки Barn, который показывает вам более подробно о том, что датчики будут или не будут работать, а также другие сведения, как падение напряжения для каждого.

Вот пример правильного выбора размера провода с помощью нашего Acegoo 12V светодиодных фонарей

У нас есть 12V электрической системы, поэтому мы будем использовать его в качестве нашей системы напряжения.

Напряжение системы = 12В

В соответствии с техническими характеристиками наших встраиваемых светодиодных фонарей Acegoo 12 В, они имеют максимальный ток 3 Вт на лампу. Чтобы преобразовать это значение в силу тока, мы разделим его на объем системы (3 Вт / 12 В = 0,25 А).

Каждая лампа подключается к переключателю индивидуально, поэтому нам нужен провод, способный выдерживать ток 0,25 А.

Максимальный ток = 0,25 А

Мы планировали установить каждый фонарь на расстоянии не более 6-10 футов от переключателя (мы предполагаем, что 10 футов будут безопасными).Чтобы получить общую длину провода, умножим 10 футов на 2, чтобы учесть как положительный, так и отрицательный провод.

Длина провода = 20 футов

Если вставить все эти числа в программу Circuit Wizard, то рекомендуемая толщина провода составляет 22 AWG. (В итоге мы использовали 18 AWG для большей безопасности).

Но это еще не все. Нам также нужно подключить диммер к блоку предохранителей. Поскольку у нас есть светодиодные фонари, подключенные к одному диммеру, нам нужно умножить световой ток на 6, чтобы получить максимальный ток:

Максимальный ток = 1.5А

Расстояние между диммером и блоком предохранителей составляет около 4 футов. Удвойте это, чтобы получить общую длину провода:

Длина провода = 8 футов

Если вставить эти числа в Мастер цепей, мы получим рекомендуемый калибр провода 18 AWG. (Мы закончили использовать здесь 14 AWG, опять же на всякий случай, и поэтому мы могли использовать ту же проводку для наших диммерных переключателей и розеток).

Вам нужно выполнить тот же расчет, чтобы получить правильные размеры проводов для всех ваших компонентов.В общем, проводка для таких вещей, как освещение, розетки, вентилятор, холодильник и другие компоненты постоянного тока, вероятно, будет между 12 AWG и 18 AWG.

Вам понадобится более толстая проводка для батарей, инвертора и заземляющих кабелей. Опять же, вам нужно рассчитать это самостоятельно, основываясь на максимальном токе, длине и рекомендациях производителя. Мы использовали в основном аккумуляторный кабель 4 AWG для аккумуляторов и более толстый кабель 2 AWG для подключения инвертора и заземления.

Выбор предохранителя правильного размера

Выбор предохранителей правильного размера для ваших цепей очень важен для безопасности.Предохранитель – это намеренно слабое место в цепи. Если ток в цепи когда-либо станет опасно высоким, предохранитель «перегорит», разорвав цепь и избавив вас от некоторых серьезных электрических проблем.

Для ваших электрических нагрузок (лампы, розетки, вентилятор, холодильник и т. Д.) Мы рекомендуем подключить все провода к автомобильному блоку предохранителей и собрать набор предохранителей.

Как правило, выбирайте предохранители, которые на больше максимального тока нагрузки вашей цепи, но на меньше номинальной силы тока вашей проводки.

Возвращаясь к нашему примеру со светодиодной лампой – общий максимальный ток нашей световой цепи составляет 1,5 А. Итак, мы переплавили эту цепь предохранителем на 2А . Это выше максимального тока наших фонарей, но намного ниже номинальной силы тока проводки 14 AWG, которую мы использовали.

Для более крупных предметов, таких как батареи и инвертор, вам может потребоваться предохранитель другого типа. Мы использовали держатели предохранителей ANL с соответствующими предохранителями для наших батарей и инвертора, а также встроенный патрон предохранителя MC4 для предохранения наших солнечных панелей.

Обязательно ознакомьтесь с руководствами для вашего солнечного контроллера заряда, инвертора и аккумуляторов на предмет рекомендуемых производителем размеров предохранителей.

Примечание. В комплекты премиум-класса Renogy для солнечных батарей входят предохранители / держатели ANL, а также встроенный держатель предохранителей MC4. Тогда вам просто понадобятся предохранители ANL большего размера для вашего инвертора. И, если вы используете код купона GnomadHome при оформлении заказа, вы получите 10% скидку на покупку !

Для резки и обжима проволоки

Как все эти провода подключаются друг к другу и к вашим компонентам? С обжимными коннекторами!

Мы использовали три типа обжимных соединителей для более тонкой проводки (22-10 AWG) в нашей конструкции фургона: кольцевые клеммы, быстроразъемные соединения с внутренней резьбой 1/4 ″ и соединители для стыкового сращивания.

Возьмите в руки универсальный инструмент для электриков, и вы сможете обжимать провода в кратчайшие сроки. Если вы хотите стать немного более серьезным, вы можете взять обжимной инструмент с храповым механизмом для серьезных обжимов, которые, как вы знаете, сильны.

Подробнее: Ознакомьтесь с этой статьей, чтобы ознакомиться с руководством по обжиму проводов.

Обжим кабеля аккумулятора

Обжим клемм на кабеле аккумулятора (8 AWG и толще) немного сложнее и требует специальных обжимных инструментов.

Самый простой тип обжима кабеля аккумулятора – это обжимной инструмент в виде молотка (мы использовали один из них для нашей сборки). Этот тип обжима недорогой, портативный и довольно простой в использовании, но его также легче обжать неправильно. Существуют также механические обжимные инструменты и гидравлические обжимные инструменты. Гидравлические обжимные инструменты должны дать вам наилучшие результаты, но они также громоздкие и дорогие, а это означает, что это может не иметь смысла, если вы используете его только для одной сборки.

Если вы не хотите возиться с обжимом собственного кабеля аккумулятора, вы можете купить готовые кабели аккумулятора различных размеров с уже прикрепленными кольцевыми клеммами.Обратной стороной является то, что вы потеряете некоторую гибкость в размещении электрических компонентов, и стоимость может быстро возрасти. Еще один вариант – заказать кабели нестандартной длины.

Соединяя точки: Пошаговая установка нашей электрической системы

Вот часть, в которой мы рассмотрим, как мы устанавливали все части нашей электрической системы. Между отрезанием и обжимом проводов, компоновкой и упорядочиванием компонентов, ошибками и выяснением ситуации по ходу весь этот процесс занял у нас несколько дней.

Крепление и подключение солнечных батарей

Важно: НЕ подключайте солнечные панели к контроллеру заряда, пока не будут подключены батареи.

Первое, что мы сделали, – это установили наши солнечные панели на крышу нашего фургона и соединили их параллельно с помощью соединителя Y-ответвления Signstek.

При параллельном подключении все положительные провода соединяются вместе, а все отрицательные провода – вместе.

Мы решили подключить наши панели параллельно по нескольким причинам:

• Parallel позволяет нам соединить три панели на нашей крыше и подключить нашу четвертую панель, когда мы захотим.
• Если панели соединены последовательно, если на одну из панелей попадет тень, это повлияет на электрическую мощность всей системы. Если панели соединены параллельно, оттенок будет влиять только на эту панель.

Параллельное и последовательное подключение имеют свои преимущества и недостатки. У Renogy есть отличное руководство по различиям.

После того, как мы установили наши панели, мы пропустили провода внутри фургона и пропустили их через какой-то кабелепровод к тому месту, где мы планировали разместить все наши электрические компоненты.

Установите контроллер заряда

Затем мы прикрепили наш контроллер заряда к стене внутри нашего фургона. Renogy рекомендует оставлять вокруг несколько дюймов свободного пространства для вентиляции.

Соедините батареи параллельно

Если у вас более одной аккумуляторной батареи 12 В, их параллельная проводка – лучший вариант для системы фургона. Для этого соедините положительные клеммы вместе, а затем подключите отрицательные клеммы. Для этого мы использовали аккумуляторный кабель 4-го калибра.

Заземлить батареи к шасси

Затем мы заземлили наши батареи на шасси автомобиля. Для заземления мы использовали провод 2-го калибра . Мы прикрутили кольцевой зажим непосредственно к раме автомобиля с помощью саморезов диаметром 1 ”и стопорных шайб, устойчивых к сотрясениям. Связь как скала.

Как правильно подключить батареи

Когда вы подключаете все к батареям, убедитесь, что вы делаете это на противоположных сторонах батарейного блока.Что это означает?

Подсоедините все положительные провода к положительной клемме одной батареи и подключите все отрицательные провода к отрицательной клемме другой батареи. Это позволит вашим батареям заряжаться и разряжаться с одинаковой скоростью и поможет сохранить их здоровье.

Посетите эту страницу, чтобы увидеть полезные схемы, показывающие, как соединить вместе блоки батарей разного размера как параллельно, так и последовательно.

Провод контроллера заряда к аккумуляторам

Для этого шага мы использовали оставшийся провод 8 AWG, который поставлялся с комплектом Renogy, при необходимости обжимая кольцевые клеммы.Сначала мы проложили провод 8 AWG от положительной клеммы аккумулятора на контроллере заряда к одной стороне переключателя включения / выключения, работающего в тяжелых условиях. Это позволит нам отключить соединение с батареей, если нам когда-нибудь понадобится.

Примечание: НЕ отсоединяйте аккумулятор, пока солнечные панели подключены к контроллеру заряда. Всякий раз, когда нам нужно отключить питание для работы системы, мы всегда сначала отключаем наши солнечные панели. Фактически, было бы неплохо установить второй выключатель для солнечных батарей.

Затем мы проложили еще один провод 8 AWG с другой стороны переключателя и подключили его к одной стороне встроенного держателя предохранителя. Предохранитель должен соответствовать номинальному току контроллера заряда (например, предохранитель на 20 А для контроллера заряда на 20 А. Мы использовали предохранитель на 30 А). Затем мы протянули провод 8 AWG от другой стороны держателя предохранителя к положительной клемме на нашей батарее.

Теперь, когда у нас был подключен положительный полюс, мы протянули провод от отрицательного полюса батареи и подключили его к отрицательной клемме батареи на контроллере заряда.

Как только мы сделали подключение, контроллер заряда включился. Захватывающе!

Обязательно используйте предохранители для солнечных батарей

Renogy рекомендует установить предохранитель между солнечными панелями и контроллером заряда. Самый простой способ сделать это – использовать встроенный предохранитель / держатель Renogy MC4, но любой тип встроенного предохранителя на 40 А также должен работать.

Примечание. В комплекты премиум-класса Renogy для солнечных батарей входят все предохранители, необходимые для подключения солнечной батареи, в том числе встроенный предохранитель / держатель MC4 и два предохранителя / держателя ANL.

Используйте код купона GnomadHome при оформлении заказа, чтобы получить 10% скидку на комплекты для солнечных батарей и многое другое на Renogy.com!

Подключение солнечных панелей к контроллеру заряда

Это было достаточно просто. Мы вставили положительный провод от солнечных панелей в положительную клемму солнечной батареи на контроллере заряда, затем проделали то же самое с отрицательным проводом. Теперь солнечные батареи заряжали батареи!

Подключите клеммы нагрузки к контроллеру заряда

Мы протянули провод 8 AWG от положительной клеммы нагрузки на контроллере заряда к положительной клемме на нашем блоке плавких предохранителей.

Затем мы протянули еще один провод 8 AWG от отрицательной клеммы нагрузки на контроллере заряда и подключили ее к отрицательной клемме на нашем блоке предохранителей.,

Чтобы получить провод 8 AWG, вы можете использовать оставшуюся проводку от солнечных панелей и обжать кольцевую клемму на одном конце.

Установка розеток оказалась намного проще.

Сначала мы просверлили отверстия и установили их на место.

Затем мы обжали быстроразъемные соединения на красный и черный провода и подключили их к задней части розеток.

Другой конец положительного провода мы прикрепили к блоку плавких предохранителей с помощью устройства быстрого отключения, а отрицательный провод прикрепили к отрицательной шине с помощью кольцевого зажима.

Вентилятор был самым простым.

При помощи стыковых соединителей обжали дополнительный провод на плюсовой / минусовой проводах, идущих к вентилятору. Затем мы подключили положительный провод к блоку предохранителей с помощью устройства быстрого отключения, а отрицательный провод подключили к общей шине с помощью кольцевого зажима.

Проволочные светильники, переключатели диммера и вентилятор

Затем мы подключили к системе наши светодиодные потолочные светильники, вентилятор и розетки. Мы использовали провод 18 AWG для светодиодных фонарей и провод 14 AWG для розеток и вентилятора.

Перед тем, как повесить потолок, мы прикрепили провода к светильникам и вентилятору с помощью скрученных соединителей и обмотали их изолентой, чтобы предотвратить ослабление соединения.

Затем мы промаркировали провода и пропустили их через кабелепровод в электрическую зону.Итак, все, что нам нужно было сделать сейчас, это соединить все воедино.

Мы подключили свет к переключателям яркости.

Мы установили один диммер спереди, управляющий набором из шести ламп, и еще один диммер в «спальне», управляющий двумя лампами.

У замечательного переключателя яркости, который мы использовали, есть три провода: положительный, отрицательный и заземляющий.

Используя скрученный соединитель, мы скрутили вместе провода положительного света, положительный провод от переключателя и еще один провод, идущий к блоку плавких предохранителей.

Затем мы скрутили вместе отрицательный световой провод и отрицательный провод выключателя.

Мы соединили «заземляющий» провод от переключателя с отдельным проводом, который подключается к отрицательной шине.

Вставьте плавкие предохранители в блок предохранителей

Добавление предохранителей в блок предохранителей замыкает цепь и обеспечивает защиту вашей системы. При проектировании системы вы должны основывать размеры предохранителей на максимальной силе тока цепи.

Например, если ваша цепь вентилятора потребляет 3А, вам нужно использовать предохранитель, максимально приближенный к 3А, но не допускающий попадания под него.

Нажмите на переключатель Aaaaannnndd ……

Вот тогда все должно включиться. Но для нас ничего не произошло. Пробовали включить вентилятор, включить свет – ничего.

Оказалось, что наш контроллер заряда отключал питание нагрузки. Если вы дойдете до этого момента и ничего не включится, проверьте настройки контроллера заряда!

После того, как мы установили правильные настройки, все заработало прекрасно. Свет включался и выключался, вентилятор включался, розетки заряжали наши телефоны.

Подключение инвертора к батарее

Мы установили наш инвертор снаружи перегородки, которая отделяет электрический шкаф от области хранения под скамейкой.

Инвертор подключается напрямую к батарее.

Сначала мы проложили провод от положительного полюса аккумуляторной батареи к выключателю, работающему в тяжелых условиях, чтобы при необходимости можно было отключить питание инвертора.

Затем мы проложили провод от переключателя к встроенному держателю предохранителя с предохранителем на 100 А.Мы использовали один из держателей предохранителей ANL от Renogy и заменили предохранитель на 30 А. Оттуда мы подключили провод от держателя предохранителя к положительной клемме на задней панели инвертора.

Отрицательный провод идет прямо от отрицательного полюса аккумуляторной батареи к отрицательному выводу на задней панели инвертора.

Наконец, мы заземлили инвертор на шасси фургона с помощью саморезов и стопорных шайб, устойчивых к сотрясениям.

Инвертор имеет обычные трехконтактные розетки на передней панели.Вы можете подключить свои устройства переменного тока непосредственно к этим розеткам или подключить удлинитель к удлинителю или розетке переменного тока в другом месте.

Если вы предпочитаете проводных розеток , вы можете отрезать один конец удлинительного шнура и подключить его к стандартной настенной розетке (положительной, отрицательной и заземленной), которую затем можно установить в розетке и прикрепить в любом месте. ты хочешь. Неповрежденный конец удлинителя подключается к инвертору для подачи питания.

Совет от профессионала: держите вещи в порядке!

Поверьте, ваша жизнь станет намного проще (и безопаснее), если не будет путаницы проводов под напряжением, разбросанных по всему полу вашего фургона.

Мы спрятали все наши электрические компоненты в отсеке под сиденьем нашей скамейки с откидной крышкой.

Мы использовали ½-дюймовые металлические стяжки (обернутые изолентой) от Home Depot, чтобы упорядочить толстые кабели аккумулятора, а также зажимы и стяжки меньшего размера для закрепления меньших проводов.

Это предохраняет провода от препятствий, а также снимает напряжение с электрических соединений, поэтому они с меньшей вероятностью расшатываются во время движения.

Замечательные ресурсы для дальнейшего чтения

Заключение

Это почти все, что мы сделали для установки электрооборудования.Мы постарались ответить на все вопросы, которые у нас возникли, когда мы только начали, и некоторые вопросы, которые у нас были вплоть до установки. Если есть что-то, что мы не осветили, или у вас есть вопрос, или у нас что-то не так, сообщите нам об этом в комментариях!

Мы невероятно взволнованы, чтобы в нашем фургоне появилась мощность – это определенно делает сборку фургонов поздно ночью намного проще!

Следите за обновлениями, когда мы приступим к созданию нашей потрясающей мебели. И не забудьте подписаться на нас в Instagram @gnomad_home и на Facebook в Gnomad Home.

Как работает электричество | HowStuffWorks

Люди настолько тесно связаны с электричеством, что практически невозможно отделить от него свою жизнь. Конечно, вы можете сбежать из мира пересекающихся линий электропередач и прожить свою жизнь полностью вне сети, но даже в самых уединенных уголках мира есть электричество. Если он не освещает грозовые тучи над головой или хрустит статической искрой на кончиках ваших пальцев, то он движется по нервной системе человека, оживляя волю мозга в каждом движении, вдохе и бездумном ударе сердца.

Когда та же таинственная сила наполняет энергией прикосновение любимого человека, удар молнии и гриль Джорджа Формана, возникает любопытная двойственность: мы принимаем электричество как должное в одну секунду и таращимся на его силу в следующую. Прошло более двух с половиной веков с тех пор, как Бенджамин Франклин и другие доказали, что молния – это форма электричества, но все еще трудно не вздрогнуть, когда особенно сильная вспышка освещает горизонт. С другой стороны, никто никогда не изображает поэзию над зарядным устройством для сотового телефона.

Электричество питает наш мир и наши тела. Использование его энергии – это одновременно область воображаемого колдовства и будничной повседневной жизни – от тоста Императора Палпатина за Люка Скайуокера до простого действия по извлечению диска «Звездных войн» из вашего ПК. Несмотря на то, что мы знакомы с его эффектами, многие люди не могут точно понять, что такое электричество – повсеместная форма энергии, возникающая в результате движения заряженных частиц, таких как электроны. Отвечая на вопрос, даже известный изобретатель Томас Эдисон просто определил его как «режим движения» и «систему вибраций».«

В этой статье мы постараемся дать менее скользкий ответ. Мы осветим, что такое электричество, откуда оно берется и как люди подчиняют его своей воле.

В качестве первой остановки мы путешествие в Грецию, где любознательные древние ломали голову над тем же феноменом, который поражает вас, когда вы дотрагиваетесь до металлического предмета после того, как шаркаете по ковру в холодный и сухой день.

Electric Power – learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 50

С большой силой…

Почему нам важна власть? Мощность – это измерение передачи энергии во времени, а энергия стоит денег. Батареи не бесплатны, и они тоже не выходят из электрической розетки. Итак, мощность измеряет, насколько быстро деньги уходят из вашего кошелька!

Кроме того, энергия … энергия. Он бывает во многих потенциально вредных формах – тепловом, радиационном, звуковом, ядерном и т. Д. – и чем больше мощность, тем больше энергии. Итак, важно иметь представление о том, с какой мощностью вы работаете, играя с электроникой.К счастью, когда вы играете с Arduinos, зажигаете светодиоды и вращаете маленькие моторы, потеря информации о том, сколько энергии вы потребляете, означает лишь выжигание резистора или плавление микросхемы. Тем не менее совет дяди Бена применим не только к супергероям.

рассматривается в этом учебном пособии

• Определение мощности
• Примеры передачи электроэнергии
• Вт, единица мощности в системе СИ
• Расчет мощности с использованием напряжения, тока и сопротивления
• Максимальная номинальная мощность

Рекомендуемая литература

Power – одно из наиболее фундаментальных понятий в электронике.Но перед тем, как узнать о мощности, возможно, вам стоит сначала прочитать несколько других руководств. Если вы не знакомы с некоторыми из этих тем, сначала подумайте о том, чтобы проверить эти учебники:

Что такое электроэнергия?

Есть много типов силы – физическая, социальная, супер, блокировка запаха, любовь – но в этом уроке мы сосредоточимся на электроэнергии. Так что же такое электроэнергия?

В общих физических терминах, мощность определяется как скорость , с которой энергия передается (или преобразуется) .

Итак, во-первых, что такое энергия и как она передается? Сложно сказать просто, но энергия – это в основном способность чего-то с до перемещать чего-то еще. Есть много форм энергии: механическая, электрическая, химическая, электромагнитная, тепловая и многие другие.

Энергия никогда не может быть создана или уничтожена, ее можно только передать в другую форму. Многое из того, что мы делаем в электронике, – это преобразование различных форм энергии в электрическую энергию и обратно.Освещение светодиодами превращает электрическую энергию в электромагнитную. Прядильные двигатели превращают электрическую энергию в механическую. Жужжание зуммеров создает звуковую энергию. Питание цепи от щелочной батареи 9 В превращает химическую энергию в электрическую. Все это формы передачи энергии .

6

Преобразованный тип энергии	Преобразованный
Механический	Электродвигатель
Электромагнитный	Светодиод
Тепло	Тепло	Резистор Ветер
Химическая батарея	Мельница

Пример электрических компонентов, передающих электрическую энергию в другую форму.

В частности, электрическая энергия начинается как электрическая потенциальная энергия – то, что мы с любовью называем напряжением. Когда электроны проходят через эту потенциальную энергию, она превращается в электрическую. В большинстве полезных цепей эта электрическая энергия преобразуется в другую форму энергии. Электрическая мощность измеряется путем объединения того, сколько электроэнергии передается, и того, как быстро происходит эта передача.

Производители и потребители

Каждый компонент в цепи потребляет или производит электроэнергии.Потребитель преобразует электрическую энергию в другую форму. Например, когда загорается светодиод, электрическая энергия преобразуется в электромагнитную. В этом случае лампочка потребляет энергии. Электроэнергия – это произведенной энергии, при передаче энергии на электрической энергии из какой-либо другой формы. Батарея, подающая питание на схему, является примером источника питания .

Мощность

Энергия измеряется в джоулях (Дж).Поскольку мощность – это мера энергии за установленный промежуток времени, мы можем измерить ее в джоулей в секунду . Единица СИ для джоулей в секунду – Вт , сокращенно Вт .

Очень часто перед словом “ватт” стоит один из стандартных префиксов SI: микроватты (мкВт), миливатты (мВт), киловатты (кВт), мегаватты (МВт) и гигаватты (ГВт) являются обычными в зависимости от ситуация.

875 µW

875 µW 9087

Имя префикса	Сокращенное обозначение префикса	Вес
Nanowatt	nW	10 -9
Microwatt
10 -3
Ватт	Вт	10 0
Киловатт	кВт	10 3
	Meg868
ГВт	ГВт	10 9

Микроконтроллеры

, такие как Arduino, обычно работают в диапазоне мкВт или мВт.Портативные и настольные компьютеры работают в стандартном диапазоне мощности. Энергопотребление дома обычно составляет киловатт. Большие стадионы могут работать в мегаваттном масштабе. А гигаватты нужны для крупных электростанций и машин времени.

Расчетная мощность

Электроэнергия – это скорость передачи энергии. Он измеряется в джоулях в секунду (Дж / с) – ватт (Вт). Учитывая несколько известных нам основных терминов, связанных с электричеством, как мы можем рассчитать мощность в цепи? Итак, у нас есть очень стандартное измерение, включающее потенциальную энергию – вольты (В), – которые определяются в джоулях на единицу заряда (кулон) (Дж / Кл).Ток, еще один из наших любимых терминов, связанных с электричеством, измеряет поток заряда во времени в амперах (А) – кулонах в секунду (Кл / с). Соедините их вместе и что мы получим ?! Власть!

Чтобы рассчитать мощность любого конкретного компонента в цепи, умножьте падение напряжения на нем на ток, протекающий через него.

Например,

Ниже представлена ​​простая (хотя и не полностью функциональная) схема: батарея на 9 В, подключенная через 10 Ом; резистор.

Как рассчитать мощность на резисторе? Сначала мы должны найти ток, проходящий через него. Достаточно просто … Закон Ома!

Хорошо, 900 мА (0,9 А) проходит через резистор и 9 В. Какая же тогда мощность подается на резистор?

Резистор преобразует электрическую энергию в тепло. Таким образом, эта схема каждую секунду преобразует 8,1 джоулей электрической энергии в тепло.

Расчет мощности в резистивных цепях

Когда дело доходит до расчета мощности в чисто резистивной цепи, знать два из трех значений (напряжение, ток и / или сопротивление) – это все, что вам действительно нужно.

Подставляя закон Ома (V = IR или I = V / R) в наше традиционное уравнение мощности, мы можем создать два новых уравнения. Первый, чисто по напряжению и сопротивлению:

Итак, в нашем предыдущем примере 9V ² /10 & ohm; (V ² / R) составляет 8,1 Вт, и нам никогда не нужно рассчитывать ток, протекающий через резистор.

Второе уравнение мощности можно составить исключительно с точки зрения тока и сопротивления:

---

Зачем нам нужна мощность, упавшая на резистор? Или любой другой компонент в этом отношении.Помните, что мощность – это передача энергии от одного типа к другому. Когда эта электрическая энергия, идущая от источника питания, попадает в резистор, энергия превращается в тепло. Возможно, больше тепла, чем может выдержать резистор. Это приводит нас к … номинальной мощности.

Номинальная мощность

Все электронные компоненты передают энергию от одного типа к другому. Требуется некоторая передача энергии: светодиоды излучают свет, моторы вращаются, аккумуляторы заряжаются.Другая передача энергии нежелательна, но также неизбежна. Эти нежелательные передачи энергии составляют потери мощности , которые обычно проявляются в виде тепла. Слишком большие потери мощности – слишком большой нагрев компонента – могут стать очень нежелательными для .

Даже когда передача энергии является основной целью компонента, все равно будут потери в другие формы энергии. Например, светодиоды и двигатели по-прежнему будут выделять тепло как побочный продукт при передаче другой энергии.

Большинство компонентов рассчитаны на максимальную рассеиваемую мощность, и важно, чтобы они работали ниже этого значения.Это поможет вам избежать того, что мы с любовью называем «выпустить волшебный дым».

Номинальная мощность резистора

Резисторы

– одни из наиболее известных виновников потери мощности. Когда вы понижаете напряжение на резисторе, вы также индуцируете ток через него. Чем больше напряжение, тем больше ток, тем больше мощность.

Вспомните наш первый пример расчета мощности, где мы обнаружили, что если 9V упадет на 10 & ohm; резистор, этот резистор рассеивает 8.1Вт. 8.1 – это лот ватт для большинства резисторов. Большинство резисторов рассчитаны на любую мощность от & frac18; Вт (0,125 Вт) до 1/2 Вт (0,5 Вт). Если вы уроните 8 Вт на стандартный резистор ½ Вт, приготовьте огнетушитель.

Если вы видели резисторы раньше, вы наверняка видели их. Сверху – резистор ½ Вт, ниже – Вт. Они не предназначены для рассеивания большого количества энергии.

Существуют резисторы, рассчитанные на большие перепады мощности. Они специально называются резисторами мощности .

Эти большие резисторы предназначены для рассеивания большого количества энергии. Слева направо: два 3Вт 22кОм; резисторы, два 5W 0.1 & Ом; резисторы, а 25W 3 & Ом; и 2 & Ом; резисторы.

Если вы когда-нибудь обнаружите, что выбираете номинал резистора. Также помните о номинальной мощности. И, если ваша цель – что-то нагреть (нагревательные элементы – это, по сути, действительно мощные резисторы), постарайтесь свести к минимуму потери мощности в резисторе.

Например

Номинальная мощность резистора

может иметь значение, когда вы пытаетесь выбрать номинал для токоограничивающего резистора светодиода.Скажем, например, вы хотите зажечь сверхяркий красный светодиод диаметром 10 мм на максимальной яркости, используя батарею 9 В.

Этот светодиод имеет максимальный прямой ток 80 мА и прямое напряжение около 2,2 В. Таким образом, чтобы подать на светодиод 80 мА, вам понадобится 85 Ом; резистор сделать так.

6,8 В на резисторе упало, а прохождение 80 мА через него означает потерю мощности 0,544 Вт (6,8 В * 0,08 А). Полуваттный резистор это не очень понравится! Он, наверное, не расплавится, но станет горячим .Не рискуйте и выберите резистор 1 Вт (или сэкономьте электроэнергию и используйте специальный драйвер светодиода).

---

Резисторы, безусловно, не единственные компоненты, для которых необходимо учитывать максимальную номинальную мощность. Любой компонент, обладающий резистивным свойством, будет производить тепловые потери. Работа с компонентами, которые обычно подвергаются воздействию высокой мощности – например, регуляторами напряжения, диодами, усилителями и драйверами двигателей – требует особого внимания к потерям мощности и тепловым нагрузкам.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знакомы с концепцией электроэнергии, ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по теме!

• Как обеспечить питание вашего проекта – Вы знаете, что такое «мощность». Но как сделать это в своем проекте?
• Light – Свет – полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.
• Что такое Arduino – Мы много говорили об этой Arduino в этом уроке. Если вы все еще не понимаете, что это такое, ознакомьтесь с этим руководством!
• Диоды – преобразуют ли они переменный ток в постоянный или просто зажигают светодиодный индикатор питания, диоды – особенно удобный компонент для питания проектов.
Резисторы
• – самые основные электронные компоненты, резисторы необходимы практически в каждой цепи.
• MP3 Player Shield Music Box – Поговорим о передаче энергии! В этом проекте сочетаются электричество, движение и звук, чтобы создать музыкальную шкатулку на тему «Доктор Кто» .

Хорошо изучать основную теорию автомобильного электрооборудования

АВТО ТЕОРИЯ

В электрических системах нет ничего сложного. Основная теория электричества проста и понятна, если вы немного терпеливы и любопытны. Итак, мы начнем с нескольких определений. Вооружившись пониманием следующих шести терминов, вы быстро научитесь «думать как электрон».Не торопитесь и перечитывайте их, пока полностью не поймете концепцию:

Электрон: Основная единица электричества. Думайте об этих маленьких парнях как о «пулях», летящих по проволоке. Именно движение электронов управляет устройствами, которые делают нашу жизнь – и наши автомобили – такими удобными и удобными.

Напряжение: Это сила (или давление, если хотите) электричества в проводе. Если вы думаете о своем садовом шланге как о проводе, давление воды будет эквивалентно напряжению.Старые автомобили работают от систем на шесть вольт, а новые (большинство 1956 года и позже) используют системы на двенадцать вольт. Во всех руководствах автомобилей указано напряжение системы.

Ток: Это движение электронов в проводе, выраженное в единицах, называемых ампер. Чем больше скорость движения по проводу, тем больше количество ампер. Думайте об этом как о скорости воды, выходящей из садового шланга. Когда вы затягиваете форсунку, вода вырывается все быстрее и быстрее.

Сопротивление: Это ограничение движения электронов по проводу или цепи. Единица сопротивления называется ОМ , и вы можете думать об этом как о перегибе в том садовом шланге. Чем выше сопротивление, тем больше тока должно протекать, чтобы преодолеть его. Чем больше тока проходит через область с высоким сопротивлением, тем горячее становится провод, что в конечном итоге выходит из строя. Коррозия, ослабленные клеммы и провода слишком маленького диаметра – три очень и очень распространенных причины сопротивления.

ВАЖНЫЙ ФАКТ! Высокое сопротивление является причиной ВСЕХ электрических неисправностей, за исключением обрыва проводов и отсутствия заземления – и то, и другое будет обсуждено позже.

Вт: Единица мощности в электричестве и произведение А x Вольт. Почему это важно? Потому что разработчикам схем необходимо знать величину тока, требуемую для данного устройства (такого как вентилятор, рог, свет и т. Д.), Чтобы определить, какой диаметр провода использовать.Пример: 50-ваттный стоп-сигнал, работающий от 12 вольт, потребляет 4,1 ампера (4,1 ампера x 12 вольт = 50 ватт). Диаметр провода должен быть достаточно большим, чтобы пропускать ток без нагрева и оплавления его изоляции.

ВАЖНЫЙ ФАКТ! Это единственная формула, которая вам действительно понадобится, чтобы понять основы электричества, будь то в вашей машине или в вашем доме.

Заземление: Все электрические устройства должны быть частью цепи .То есть электроны должны течь от источника питания через устройство к земле. В автомобилях металлическое шасси – это земля (поэтому отрицательный провод аккумулятора прикреплен болтами к двигателю или раме), а источником питания является положительный провод на аккумуляторе. Без заземления есть только ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ цепь. Электроны не будут течь – и, следовательно, ничего не будет работать – если цепь не заканчивается заземлением. Примечание. В некоторых легковых и грузовых автомобилях используются электрические системы «положительного заземления», в которых положительный провод от аккумулятора подключается к раме, а отрицательный провод идет к жгуту электропроводки.Это никоим образом не затрудняет подключение или устранение неполадок; все, что требуется, – это помнить, что система противоположна нормальным системам.

СТОП! НЕ ЧИТАЙТЕ ДАЛЬШЕ, ПОКА ВЫ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ПОНИМАЕТЕ ВСЕ УСЛОВИЯ, ПЕРЕЧИСЛЕННЫЕ ВЫШЕ!

Готовы продолжить? Хорошо, давайте начнем с того факта, что все автомобили работают от электрических систем постоянного тока (DC), в отличие от переменного тока (AC), который работает в вашем доме. DC – это «однопроводная» система. То есть поток электричества всегда проходит от источника тока через устройство, а затем на землю.Он может делать это через любое количество подключений и через другие устройства, но отследить путь несложно, если вы всегда задаете вопрос:

«Откуда идет энергия и есть ли путь к земле?»

Для практических целей поток электричества теперь считается от положительного (напряжение, обозначенное знаком плюс +) до отрицательного (заземление, обозначено знаком минус -). Следовательно, «отрицательная» клемма аккумулятора вашего автомобиля подключена к металлическому каркасу автомобиля (в некоторых старых автомобилях – в основном иностранных – использовались системы «положительного заземления», но это больше не используется).

Время инструмента!
Для измерения напряжения, сопротивления, направления тока и других электрических параметров вам понадобится мультиметр. Это устройства, которые существуют уже много лет и доступны в магазинах электроники и даже в большинстве домашних центров. Недорогие (30 долларов или около того), достаточно качественные счетчики – это все, что нужно среднему любителю, так что не тратьте слишком много денег. Все эти измерители могут измерять постоянный, переменный ток, сопротивление и даже небольшой ток. Измерители в этом ценовом диапазоне полностью способны точно измерить компоненты вашего автомобиля, а также вашу бытовую систему, и вы можете выбрать аналоговый или цифровой тип, в зависимости от того, хотите ли вы читать циферблат или просто отображать числа.После покупки прочтите инструкции и потренируйтесь измерять с ним напряжение и сопротивление. Часовая практика должна сделать вас экспертом. Когда вы привыкнете использовать мультиметр, вы быстро оцените его огромную универсальность.

Аккумулятор:
Поскольку источником электричества в автомобиле является аккумулятор, давайте посмотрим, как он работает:

Аккумулятор – это электрохимическое устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую.В автомобилях используются «свинцово-кислотные» аккумуляторы.
В свинцово-кислотной батарее положительная (+) клемма состоит из пластин из диоксида свинца, а для отрицательных пластин – пористого мягкого свинца. Все пластины располагаются поочередно и погружаются в раствор серной кислоты и воды. Оксид свинца положительной пластины представляет собой соединение свинца и кислорода. Серная кислота представляет собой соединение водорода и сульфатного радикала (SO4), поэтому химическое обозначение кислоты – h3SO4.

С химической точки зрения, когда аккумулятор подключен к внешней нагрузке (устройству, использующему электричество), он начинает разряжаться.При этом свинец в положительной пластине соединяется с сульфатом кислоты, образуя сульфат свинца (PBSO4) на положительной пластине. Кислород в положительной пластине соединяется с водородом из кислоты с образованием воды (h3O), которая снижает концентрацию кислоты в электролите. Кроме того, чистый свинец в отрицательной пластине соединяется с сульфатом, образуя сульфат свинца и делая положительные и отрицательные пластины более похожими по химическому составу. Электроны высвобождаются во время этой реакции, создавая электрический ток с определенным напряжением (2 вольта на элемент, с 6 элементами в 12-вольтовой батарее, описанной ниже).

Напряжение аккумулятора зависит от химической разницы между двумя материалами пластин и концентрации кислоты. Поскольку пластины стали более похожими по химическому составу, а концентрация электролита стала слабее, выходное напряжение становится все слабее и слабее, пока батарея не разрядится или не разрядится.

Однако аккумулятор можно перезарядить, пропустив через него электрический ток в направлении, противоположном разрядке. Химические реакции во время цикла зарядки обратны тем, которые происходят во время разряда.Когда батарея заряжается, положительные пластины снова становятся диоксидом свинца, отрицательные пластины снова становятся чистым свинцом, и электролит возвращается к своей надлежащей концентрации. Цикл заряда-разряда можно повторять снова и снова, пока усталость и эрозия электродов и коррозия положительных пластин не вызовут в конечном итоге поломку.

С механической точки зрения батареи состоят из нескольких «ячеек», каждая из которых содержит положительную и отрицательную пластины. Один элемент будет производить два вольта, поэтому ваша 12-вольтовая батарея для повышения эффективности состоит из шести ячеек, сгруппированных вместе в одном корпусе.Ячейки соединены «последовательно», или положительный с отрицательным, с положительным на отрицательный; и так далее. Когда вы подключаете что-то последовательно, вы складываете напряжение каждой ячейки, чтобы получить общую выходную мощность батареи.

Так почему такая большая и тяжелая вещь, как батарея, вырабатывает только 12 вольт? Что ж, это ток (помните?), Который работает, и все эти пластины, погруженные в эту кислоту, способны производить впечатляющее количество ампер, по крайней мере, на короткое время. Типичная батарея выдает 500-1000 ампер, и весь этот ток нужен для работы стартера, не говоря уже о других вещах.

Батареи не могут обеспечить достаточный ток обычно только по нескольким причинам:

1. Электролит и пластины «изнашиваются». Срок службы батареи (36 месяцев, 48 месяцев и т. Д.) Определяется толщиной и количеством пластин, и вы получаете то, за что в этом отношении платите. Со временем аккумулятор изнашивается и не может удерживать заряд. Чтобы проверить это, попросите сервисную станцию ​​протестировать ячейки гигрометром (устройством, измеряющим удельный вес) или купите его себе (это дешево).Если гигрометр показывает, что батарея разряжена и не держит заряд, замените ее.

2. Наиболее частая неисправность аккумуляторов – ослабленные или корродированные кабельные соединения. В любом случае причина отказа – ВЫСОКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ! (помните, плохое механическое соединение означает, что ток не может проходить практически полностью). Если кабели ослаблены, тщательно их затяните. В случае появления коррозии удалите их и очистите напильником или наждачной бумагой (очистите кабельные разъемы и клеммы!) Рекомендуется очищать соединения не реже одного раза в год.

3. Перезарядка через внешние зарядные устройства или неисправный регулятор убивает батареи, выделяя столько тепла (из-за протекания тока), что вода в электролите выкипает. В некоторых случаях аккумулятор взрывается. Конечно, неправильное подключение соединительных кабелей может привести к полному короткому замыканию с катастрофическими последствиями (полное замыкание – это когда весь ток от источника напряжения подключается непосредственно к земле, не проходя через какое-либо устройство или сопротивление. В случае батареи, это было бы эквивалентно соединению обеих клемм вместе, вызывая сильный ток через пластины, который, в свою очередь, вызывает сильный нагрев, затем кипение и, наконец, аккумулятор взорвется).

В части II наших автомобильных электрических систем мы объясним, как работают генераторы и генераторы переменного тока.

data-matched-content-ui-type = “image_card_stacked” data-matched-content-rows-num = “3” data-matched-content-columns-num = “1” data-ad-format = “autorelaxed”>

.