L n фаза ноль: Цветовая маркировка проводов — Сам электрик

L N в электрике — цвета проводов в трехжильном кабеле

В подавляющем большинстве кабелей разная расцветка изоляции жил. Сделано это в соответствие с ГОСТом Р 50462-2009, который устанавливает стандарт маркировки l n в электрике (фазных и нулевых проводов в электроустановках). Соблюдения этого правила гарантирует быструю и безопасную работу мастера на большом промышленном объекте, а также позволяет избежать электротравм при самостоятельном ремонте.

Разнообразие расцветки изоляции электрокабелей

Цветовая маркировка проводов многообразна и сильно различается для заземления, фазных и нулевых жил. Чтобы не было путаницы, требования ПУЭ регламентируют какого цвета провод заземления использовать в щитке электропитания, какие расцветки обязательно надо использовать для нуля и фазы.

Если монтажные работы проводились высококвалифицированным электриком, который знает современные стандарты работы с электропроводами, не придется прибегать к помощи индикаторной отвёртки или мультиметра. Назначение каждой жилы кабеля расшифровывается знанием его цветового обозначения.

Углубляемся в тему

Питание потребителей осуществляется от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, являющегося важнейшей составляющей работы трансформаторной подстанции. Соединение подстанции и абонентов выглядит следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения трансформаторных обмоток, называемый нейтралью, наряду с тремя проводниками, представляющими собой выводы остальных концов обмоток. Выражаясь простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий – это ноль.

Между фазами в трехфазной энергетической системе возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение составляет 380 В. Дадим определение фазному напряжению — это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Электроэнергетическая система, в которой ноль соединен с землей, называется «система с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже для новичка в электротехнике: под «землей» в электроэнергетике понимается заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтрали следующий: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», при этом, нейтраль заземляют. Ноль выступает в качестве совмещенного нейтрального проводника (PEN). Такой тип соединения с землей характерен для жилых домов, относящихся к советской постройке. Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто зануляют, а отдельное соединение с землей не предусмотрено

Важно знать, что подключать одновременно защитный и нулевой проводник к корпусу щитка весьма опасно, потому как существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нулевого значения, что означает возможность удара током

К домам, относящимся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрено подведение тех же трех фаз, а также разделенных нулевого и защитного проводника. Электрический ток проходит по рабочему проводнику, а назначение защитного провода заключается в соединении токопроводящих частей с имеющимся на подстанции заземляющим контуром. В этом случае в электрических щитках на каждом этаже располагается отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и заземления. Заземляющая шина имеет металлическую связь с корпусом щитка.

Известно, что нагрузка по абонентам должна быть распределена по всем фазам равномерно. Однако, предсказать заранее, какие мощности будут потребляться тем или иным абонентом, не представляется возможным. В связи с тем, что ток нагрузки разный в каждой отдельно взятой фазе, появляется смещение нейтрали. Вследствие чего и возникает разность потенциалов между нулем и землей. В случае, когда сечение нулевого проводника является недостаточным, разность потенциалов становится еще значительнее. Если же связь с нейтральным проводником полностью теряется, то велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в фазах, нагруженных до предела, напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных, наоборот, стремится к значению 380 В. Это обстоятельство приводит к полной поломке электрооборудования. В то же время, корпус электрического оборудования оказывается под напряжением, опасным для здоровья и жизни людей. Применение разделенных нулевого и защитного провода в данном случае поможет избежать возникновения таких аварий и обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме, в которых даются определения понятиям фазы, нуля и заземления:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны. Если возникнут вопросы, задайте их нашим специалистам в разделе «электрику«!

Рекомендуем также прочитать:

Цвет жилы заземления

С 01.01.2011 цвет жилы заземления (или зануления) может быть только желто-зеленой. Эта цветовая маркировка проводов соблюдается и при составлении схем, на которых такие жилы подписываются латинскими буквами РЕ. Не всегда на кабелях расцветка одной из жил предназначена для заземления – обычно она делается если в кабеле три, пять или больше жил.

Отдельного внимания заслуживают PEN-провода с совмещенными «землей» и «нолем». Подключения такого типа все еще часто встречаются в старых зданиях, в которых электрификация проводилась по устаревшим нормам и до сих пор не обновлялась. Если кабель укладывался по правилам, то использовался синий цвет изоляции, а на кончики и места стыков надевались желто-зеленые кембрики. Хотя, можно встретить и цвет провода заземления (зануления) с точностью до наоборот – желто-зеленый с синими кончиками.

Заземляющая и нулевая жила могут отличаются толщиной, часто она тоньше фазных, особенно на кабелях, что применяются для подключения переносных устройств.

Защитное заземление является обязательным при прокладке линий в жилых и промышленных помещениях и регулируется стандартами ПУЭ и ГОСТ 18714-81. Провод нулевой заземляющий должен иметь как можно меньшее сопротивление, то же самое касается заземляющего контура. Если все работы по монтажу выполнено правильно, то заземление будет надежным защитником жизни и здоровья человека в случае появления неисправностей электролинии. Как итог – правильная пометка кабелей для заземления имеет решающее значение, а зануление вообще не должно применяться. Во всех новых домах проводка делается по новым правилам, а старые поставлены в очередь для ее замены.

Углубляемся в тему

Питание потребителей осуществляется от обмоток низкого напряжения понижающего трансформатора, являющегося важнейшей составляющей работы трансформаторной подстанции. Соединение подстанции и абонентов выглядит следующим образом: к потребителям подводится общий проводник, отходящий от точки соединения трансформаторных обмоток, называемый нейтралью, наряду с тремя проводниками, представляющими собой выводы остальных концов обмоток. Выражаясь простыми словами, каждый из этих трех проводников является фазой, а общий – это ноль.

Между фазами в трехфазной энергетической системе возникает напряжение, называемое линейным. Его номинальное значение составляет 380 В. Дадим определение фазному напряжению — это напряжение между нулем и одной из фаз. Номинальное значение фазного напряжения составляет 220 В.

Электроэнергетическая система, в которой ноль соединен с землей, называется «система с глухозаземленной нейтралью». Чтобы было предельно понятно даже для новичка в электротехнике: под «землей» в электроэнергетике понимается заземление.

Физический смысл глухозаземленной нейтрали следующий: обмотки в трансформаторе соединены в «звезду», при этом, нейтраль заземляют. Ноль выступает в качестве совмещенного нейтрального проводника (PEN). Такой тип соединения с землей характерен для жилых домов, относящихся к советской постройке. Здесь, в подъездах, электрический щиток на каждом этаже просто зануляют, а отдельное соединение с землей не предусмотрено

Важно знать, что подключать одновременно защитный и нулевой проводник к корпусу щитка весьма опасно, потому как существует вероятность прохождения рабочего тока через ноль и отклонения его потенциала от нулевого значения, что означает возможность удара током

К домам, относящимся к более поздней постройке, от трансформаторной подстанции предусмотрено подведение тех же трех фаз, а также разделенных нулевого и защитного проводника. Электрический ток проходит по рабочему проводнику, а назначение защитного провода заключается в соединении токопроводящих частей с имеющимся на подстанции заземляющим контуром. В этом случае в электрических щитках на каждом этаже располагается отдельная шина для раздельного подключения фазы, нуля и заземления. Заземляющая шина имеет металлическую связь с корпусом щитка.

Известно, что нагрузка по абонентам должна быть распределена по всем фазам равномерно. Однако, предсказать заранее, какие мощности будут потребляться тем или иным абонентом, не представляется возможным. В связи с тем, что ток нагрузки разный в каждой отдельно взятой фазе, появляется смещение нейтрали. Вследствие чего и возникает разность потенциалов между нулем и землей. В случае, когда сечение нулевого проводника является недостаточным, разность потенциалов становится еще значительнее. Если же связь с нейтральным проводником полностью теряется, то велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, при которых в фазах, нагруженных до предела, напряжение приближается к нулевому значению, а в ненагруженных, наоборот, стремится к значению 380 В. Это обстоятельство приводит к полной поломке электрооборудования. В то же время, корпус электрического оборудования оказывается под напряжением, опасным для здоровья и жизни людей. Применение разделенных нулевого и защитного провода в данном случае поможет избежать возникновения таких аварий и обеспечить требуемый уровень безопасности и надежности.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме, в которых даются определения понятиям фазы, нуля и заземления:

Надеемся, теперь вы знаете, что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны. Если возникнут вопросы, задайте их нашим специалистам в разделе «электрику«!

Рекомендуем также прочитать:

Расцветки для нулевого провода

Для «ноля» (или нулевого рабочего контакта) используются только определенные цвета проводов также строго определяемые электрическими стандартами. Он может быть синим, голубым или синим с белой полоской, причем независимо от количества жил в кабеле: трехжильный провод в этом плане ничем не будет отличаться от пятижильного или с еще большим количеством проводников. В электросхемах «нулю» соответствует латинская буква N – он участвует в замыкании цепи электропитания, а в схемах может читаться как «минус» (фаза, соответственно, это «плюс»).

Что такое обрыв нуля?

Для полноценного ответа на этот вопрос необходимо привести примеры штатной работы трехфазной схемы ввода электроснабжения. В качестве примера приведем упрощенный вариант с вводом для этажного распределительного щита.

Схема 1. Штатная работа системы

Как видно из рисунка, каждая из квартир на этаже запитана от отдельной фазы (L1 – L3) и общего нуля. Что формирует в бытовой сети каждой квартиры фазное напряжение 220 вольт (L1N=L2N=L3=220 В.). В данном случае используется схема питания TN-C-S, где задействована шина заземления PE, соединяемая в РУ здания с нулем. Приведенная система сбалансированная, поскольку ток нагрузки в фазных проводах суммируется через нулевую линию, что снижает вероятность перекоса фазных напряжений.

Заметим, что полностью исключить данное явление довольно сложно, поскольку сопротивление нагрузок на каждой фазе может различаться. К примеру, в квартире_1 включен кондиционер и стиральная машина, в квартире_2 хозяин запустил бойлер и электропечку, а в квартире_3 жильцы отсутствуют и все бытовые приборы отключены от сети. По итогу, в трехфазной системе питания возникнет несимметрия напряжений.

Теперь рассмотрим работу сети в нештатном режиме, когда происходит отгорание нуля.

Цвета для фазных проводов

Эти электропровода требуют особо осторожного и «уважительного» с собой обращения, так как они являются токоведущими, и неосторожное прикосновение может вызвать тяжелое поражение электрическим током. Цветовая маркировка проводов для подключения фазы достаточно разнообразна – нельзя применять только цвета смежные с синим, желтым и зеленым. В какой-то мере так гораздо удобнее запоминать каким может быть цвет провода фазы – НЕ синим или голубым, НЕ желтым или зеленым.

На электросхемах фазу обозначают латинской буквой L. Такая же разметка используется на проводах, если цветовая маркировка ни них не применяется. Если кабель предназначен для подключения трех фаз, то фазные жилы помечают буквой L с цифрой. Например, для составления схемы для трехфазной сети 380 В использовано L1, L2, L3. Еще в электрике принято альтернативное обозначение: A, B, C.

Настоятельно рекомендуется использовать одинаковую расцветку проводов, при ответвлении однофазной цепи от трехфазной.

Перед началом работ надо определиться, как будет выглядеть комбинация проводов по цвету и неукоснительно придерживаться выбранной расцветки.

Если этот вопрос был продуман еще на этапе подготовительных работ и учтен при составлении схем электропроводки, следует закупить необходимое количество кабелей с жилами необходимых цветов. Если все-таки нужный провод закончился, то можно пометить жилы вручную:

• кембриками обычными;
• кембриками термоусадочными;
• изолентой.

О стандартах цветовой маркировки проводов в Европе и России смотрите так же в этом видео:

Способы маркировки проводки при монтаже

Существуют различные способы маркировки кабелей. Это необходимо для корректного подключения и обеспечения безопасности, так как информации по цветовым оттенкам оболочки кабеля не всегда бывает достаточно. Поэтому на провода наносятся специальные символы, обозначающие марку кабеля, его назначение, связанный с ним объект; протяженность и др.

Виды маркеров:

• Кембрики. Бывают нескольких видов: термоусадочные или из ПВХ. Кембрик – это трубка, надеваемая на провод в месте соединения или повреждения изоляции.

• Термоусадочные трубки. Самые надежные и долговечные.

• Самоламинирующиеся. Это клейкая пленка с прозрачной оболочкой. Обеспечивает защиту провода даже при сильном загрязнении.

• Бирки. Изготовлены из полимеров в белом и желтом цветах.

• Стяжки.

• Флажки.

• Ярлыки. Применяются для тонких проводов.

• Гильзы и контейнеры.

• Кольца, клипсы. Удобны при коротких маркировках.

• Площадки PKH и POH.

Применение различных видов маркировок облегчает электрикам и простым людям работу с электросетью.

Ручная цветовая разметка

Применяется в тех случаях, когда при монтаже приходится использовать провода с жилами одинаковой расцветки. Также часто это происходит при работе в домах старой постройки, в которых монтаж электропроводки производился задолго до появления стандартов.

Опытные электрики, чтобы не было путаницы при дальнейшем обслуживании электроцепи использовали наборы, позволяющие промаркировать фазные провода. Это допускается и современными правилами, ведь некоторые кабели изготавливаются без цветобуквенных обозначений. Место использования ручной маркировки регламентировано нормами ПУЭ, ГОСТа и общепринятыми рекомендациями. Она крепится на концы проводника, там, где он соединяется с шиной.

Разметка двужильных проводов

Если кабель уже подключен к сети, то для поиска фазных проводов в электрике используют специальную индикаторную отвертку – в ее корпусе есть светодиод, который светится, когда жало устройства касается фазы.

Правда эффективной она будет только для двухжильных проводов, ведь если фаз несколько, то определить где какая индикатор не сможет. В таком случае придется отключать провода и использовать прозвонку.

Далее понадобится набор специальных трубок с термоусадочным эффектом или ленты для изоляции, чтобы разметить фазу и ноль.

Стандарты не обязывают делать такую разметку на электропроводниках по всей их длине. Допускается отметить её лишь в местах стыков и соединения нужных контактов. Поэтому, при возникновении необходимости нанести метки на электрокабели без обозначений, нужно заранее приобрести материалы, для их разметки вручную.

Число используемых расцветок зависит от применяемой схемы, но главная рекомендация все же есть – желательно использовать цвета, исключающие возможность путаницы. Т.е. не применять для фазных проводов синие, желтые или зеленые метки. В однофазной сети, к примеру, фазу обычно обозначают красным цветом.

Разметка трехжильных проводов

Если надо определить фазу, ноль и заземление в трехжильных проводах, то можно попробовать сделать это мультиметром. Прибор устанавливается на измерение переменного напряжения, а затем щупами аккуратно коснуться фазы (его можно найти и индикаторной отверткой) и последовательно двух оставшихся проводов. Далее следует запомнить показатели и сравнить их между собой – комбинация «фаза-ноль» обычно показывает большее напряжение, нежели «фаза-земля».

Когда фаза, ноль и земля определены, то можно наносить маркировку. По правилам, для заземления применяется провод цветной желто зеленый, а точнее жила с такой расцветкой, поэтому его маркируют изолентой подходящих цветов. Ноль, отмечается, соответственно, синей изолентой, а фаза любой другой.

Если же при профилактических работах выяснилось, что маркировка устарела, менять кабеля не обязательно. Замене, в соответствии с современными стандартами, подлежит только электрооборудование, вышедшее из строя.

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

Место расположения на оборудовании

В зависимости от типа электрического оборудования ГОСТом нормируется вариант маркировки и то место на корпусе, где должно находиться обозначение соединения с «землей»:

1. Значок заземления возле зажима/клипсы на щитке. Согласно пункту 6.4.6 ГОСТа Р 51778 от 2001 года, обозначение должно быть расположено у зажима. Дополнительно знаком помечается место подключения нулевого защитного проводника PE.
2. Знак «заземлено» рядом с соединением металлических частей корпуса и проводника PE. Вариант обусловлен требованиями правил безопасности 08-624-03. На корпусе может быть приклеена наклейка или выгравирован соответствующий символ прямо в металле.

Важно! Знак заземления наносится на поверхность электрического щита любым нестираемым способом. Само место соединения заземляющего кабеля и щитка зачищается от коррозии, а на подключаемой площадке удаляется часть краски.

Заземляющие проводники (заземлители)

Самым распространенным цветовым обозначением изоляции заземлителей являются комбинации желтого и зеленого цветов. Желто-зеленая раскраска изоляции имеет вид контрастных продольных полос. Пример заземлителя показан далее на изображении.

Однако изредка можно встретить либо полностью желтый, либо светло-зеленый цвет изоляции заземлителей. При этом на изоляции могут быть нанесены буквы РЕ. В некоторых марках проводов их желтый с зеленым окрас по всей длине вблизи концов с клеммами сочетается с оплеткой синего цвета. Это значит то, что нейтраль и заземление в этом проводнике совмещаются.

Для того чтобы при монтаже и также после него хорошо различать заземление и зануление, для изоляции проводников применяются разные цвета. Зануление выполняется проводами и жилами синего цвета светлых оттенков, подключаемыми к шине, обозначенной буквой N. Все остальные проводники с изоляцией такого же синего цвета также должны быть присоединены к этой нулевой шине. Они не должны присоединяться к контактам коммутаторов. Если используются розетки с клеммой, обозначенной буквой N, и при этом в наличии нулевая шина, между ними обязательно должен быть провод светло-синего цвета, соответственно присоединенный к ним обеим.

Классификация нейтралей линий электропередач

Назначение линий электропередач весьма разнообразно. А также разнообразна аппаратура для их защиты от утечек и коротких замыканий. В связи с этим нейтрали классифицируются на три вида:

• глухозаземленная;
• изолированная;
• эффективно заземлённая.

Если линия электропередач напряжением от 0,38 кВ до 35 кВ имеет небольшую длину, а количество подключенных потребителей велико, то применяется глухозаземленная нейтраль. Потребители трехфазной нагрузки получают питание, благодаря трем фазам и нулю, а однофазной — одной из фаз и нулю.

При средней протяженности линий электропередач напряжением от 2 кВ до 35 кВ и небольшим количеством потребителей, подключенных к данной линии, находят применение изолированные нейтрали. Они широко используются для подключений трансформаторных подстанций в населённых пунктах, а также мощного электрооборудования в промышленности.

В сетях, с напряжением 110 кВ и выше, с большой протяженностью линий электропередач, применяется эффективно заземлённая нейтраль.

Какое напряжение между фазами

В трёхфазной системе электроснабжения существуют два вида напряжений:

• Линейное. Измеряется между двумя фазами в трехфазной сети (линиями L1, L2 или L3). Обозначается Uл.
• Фазное. Между фазой L и нейтралью N. В формулах это напряжение обозначается Uф.

Согласно нормам, действующим с середины 60-х до 1993г, оно должно составлять 380 и 220В соответственно. Согласно ГОСТу 29322-92 (МЭК 38-83), введённому в действие 01.01.1993г. линейное напряжение составляет 400В, а фазное 230В.

По нормам этого документа допускаются отклонения от этих параметров, поэтому показания вольтметра могут колебаться от -10% до +10% от номинальных значений.

На самом деле напряжение в сети намного выше. В розетке имеется не постоянное, а переменное напряжение синусоидальной формы, и вольтметр измеряет действующее значение напряжения, которое в √2 меньше пикового значения.

Для расчёта мощности электроприборов достаточно знать именно действующее, но при определении параметров конденсаторов и изоляции необходимо учитывать пиковые величины, составляющие Uпф=325В и Uпл=566В.

Интересно! Линейное напряжение связано с фазным по формуле Uл=√3Uф.

Испытание цепи «фаза-нуль». Измерение сопротивления петли

Консультации и заказ:

(017) 350-77-64 городской
(029) 315-42-94 velcom

Заказать сейчас!

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью безопасность обслуживания электрооборудования при пробое на корпус обеспечивается отключением поврежденного участка с минимальным временем. При замыкании фазного провода на соединенный с нейтралью трансформатора (или генератора) нулевой провод или на корпус оборудования образуется контур, состоящий из цепи фазного и нулевого проводников. Это контур принято называть петлей «фаза-ноль». Рассчитать сопротивление контура L-N (или контура L-PE) достаточно сложно, поскольку существует множество факторов, которые учесть в расчетах очень сложно (таких как наличие переходных сопротивлений коммутационных аппаратов, наличие других путей тока аварийного режима — трубопроводов, металлоконструкций, повторных заземлений т.д.), — а при измерении они учитываются автоматически.

Характеристики устройств защиты и полное сопротивление петли «фаза-нуль» (в случае, когда сопротивлением в месте замыкания можно пренебречь), должны обеспечивать при замыкании на открытые проводящие части автоматическое отключение питания в пределах нормированного времени. Это требование выполняется при условии:

Z_S*I_A<=U₀

где Z_S — полное сопротивление петли «фаза-нуль»;
I_A — ток, меньший тока замыкания, вызывающий срабатывание устройства защиты;
U₀ — номинальное напряжение (действующее значение) между фазой и землей.

Измерения параметров петли производят в линиях, находящихся под напряжением.
Величину Z_S необходимо измерять для определения правильности используемой защиты.

Ожидаемый ток короткого замыкания, позволяющий выявить способность аппаратов защиты защитить цепь при коротком замыкании, рассчитывается по отношению к номинальному напряжению сети по формуле:

I_R = U_ном/R_S

Для электроустановок невзрывоопасных зон испытание цепи «фаза-нуль» должно проводиться при приемке линий в эксплуатацию и после подключения новых потребителей, но не реже одного раза в шесть лет.

Для электроустановок во взрывоопасных зонах проверка выполняется в соответствии с п.6.4.13 ТКП 181-2009.

Измерение параметров цепи «фаза-нуль» осуществляют специализированные организации, аккредитованные на проведение данного вида работ.

Рекомендуем посмотреть:

(017) 350-77-64 городской

(017) 250-20-22 городской

(029) 315-42-94 velcom

masterels2014@mail. ru

PHAZE ZERO

• Добавьте свой отзыв!

  Мы разработали невиданную ранее комбинацию оболочки и сердечника из GI-17 Solid и Velocity Core, превосходящую любую предыдущую итерацию в борьбе с тяжелой нефтью. Его цепкость была специально разработана для борьбы с густым, обильным маслом и созданием крена в середине полосы движения. Лучшие боулеры в мире славятся тем, что контролируют среднюю линию, и этот состав покрытия поможет именно в этом.

  Артикул: BBMTZJ16

  Цвет: Черный/Королевский/Вишня

  • Доступный вес
  • 12 фунтов 13 фунтов 14 фунтов 15 фунтов 16 фунтов

  Технические характеристики

  • 12 фунтов.

    Радиус вращения

    2,65

    Дифференциал

    0,035

  • 13 фунтов.

    

    Радиус вращения

    2,59

    Дифференциал

    0,045

  • 14 фунтов.

    Радиус вращения

    2,53

    Дифференциал

    0,050

  • 15 фунтов.

    Радиус вращения

    2,48

    Дифференциал

    0,051

  • 16 фунтов.

    

    Радиус вращения

    2,48

    Дифференциал

    0,051

  REACTA SKUFF

  ЧЕРНОЕ ПОЛОТЕНЦЕ ДЛЯ КАЧЕЛЕЙ

  Носки с логотипом Storm

  АРОМАТИЧЕСКАЯ СУМКА GRIP

  Электрооптические модуляторы, пояснения в энциклопедии RP Photonics; ЭОМ, ячейки Поккельса, фазовый модулятор, амплитудный, поляризационный, резонансный, широкополосный, плазмонный

  Электрооптический модулятор (ЭОМ) (или электрооптический модулятор ) — это устройство, которое можно использовать для управления мощностью (→ модуляторы интенсивности) фазу (→ фазовые модуляторы) или поляризацию света с помощью электрического управляющего сигнала. Обычно он содержит одну или две ячейки Поккеля и, возможно, дополнительные оптические элементы, такие как поляризаторы. Различные типы клеток Поккельса показаны на рисунке 1 и более подробно описаны в статье о ячейках Поккельса. Принцип работы основан на линейном электрооптическом эффекте (также называемом Эффект Поккельса ), т. е. изменение показателя преломления нелинейного кристалла под действием электрического поля пропорционально напряженности поля.

  Большинство EOM работают с лазерными лучами в свободном пространстве, но существуют также модуляторы с волоконной связью, в которых ячейка Поккельса помещается между двумя волоконными коллиматорами. Такие устройства обычно имеют вносимые потери около 4 дБ и могут работать только с ограниченными уровнями мощности, т.е. 50 мВт.

  Часто используемые нелинейные кристаллические материалы для ЭОМ представляют собой фосфат дидейтерия калия (KD ^* P = DKDP), титанилфосфат калия (KTP), борат бета-бария (BBO) (последний для более высоких средних мощностей и/или более высоких частот переключения), также ниобат лития (LiNbO ₃ ), танталат лития ( LiTaO ₃ ) и дигидрофосфат аммония (NH ₄ H ₂ PO ₄ , ADP). В дополнение к этим неорганическим электрооптическим материалам существуют также специальные поляризованные полимеры для модуляторов.

  Рисунок 1: Клетки Поккеля различных типов.
  Напряжение, необходимое для изменения фазы π, называется полуволновое напряжение ( В _π ). Для ячейки Поккельса это обычно сотни или даже тысячи вольт, так что требуется высоковольтный усилитель. Подходящие электронные схемы могут переключать такие большие напряжения в течение нескольких наносекунд, что позволяет использовать EOM в качестве быстрых оптических переключателей; такие драйверы должны обеспечивать значительные токи из-за электрической емкости ячейки Поккельса (которая должна быть минимизирована для быстрого переключения или модуляции). В других случаях достаточно модуляции с меньшими напряжениями, например. когда требуется только небольшая амплитудная или фазовая модуляция.

  Помимо описанных выше объемных модуляторов, существуют также модуляторы, в которых оптическое излучение ограничивается волноводом.

  Такие устройства могут быть реализованы, например. на ниобате лития (LiNbO ₃ ), который имеет значительные электрооптические коэффициенты. Из-за малых расстояний между электродами такие устройства могут работать при относительно низких электрических напряжениях, а также позволяют использовать достаточно высокие частоты модуляции.

  Типы электрооптических модуляторов

  Фазовые модуляторы

  Простейшим типом электрооптического модулятора является фазовый модулятор, содержащий только ячейку Поккельса, в которой электрическое поле (приложенное к кристаллу через электроды) изменяет фазовую задержку лазерного луча, проходящего через кристалл. Поляризация входного луча часто должна быть совмещена с одной из оптических осей кристалла, чтобы состояние поляризации не менялось.

  Для многих приложений требуется лишь небольшая (периодическая или непериодическая) фазовая модуляция. Например, это часто бывает при использовании ЭОМ для контроля и стабилизации резонансной частоты оптического резонатора.

  Резонансные модуляторы (см. ниже) часто используются, когда требуется синусоидальная модуляция фиксированной частоты, и делают возможной большую глубину модуляции при умеренном управляющем напряжении. Глубина модуляции в некоторых случаях может быть настолько велика, что в оптическом спектре генерируются десятки боковых полос ( гребенчатые генераторы , → частотные гребенки).

  Обратите внимание, что электрооптический модулятор не подходит для частотной модуляции или, точнее говоря, только для ограниченных кратковременных изменений частоты. Например, его нельзя использовать для генерации постоянного изменения оптической частоты оптического сигнала, поскольку это означало бы линейно увеличивающуюся фазовую задержку (без каких-либо ограничений на отклонение фазы).

  Модуляторы поляризации

  В зависимости от типа и ориентации нелинейного кристалла, а также от направления приложенного электрического поля фазовая задержка может зависеть от направления поляризации.

  Таким образом, ячейку Поккельса можно рассматривать как волновую пластину, управляемую напряжением, и ее можно использовать для модуляции состояния поляризации. Для линейной входной поляризации (часто ориентированной под углом 45° к осям кристалла) выходная поляризация обычно будет эллиптической, а не просто состоянием линейной поляризации с повернутым направлением. Со случайным управляющим сигналом можно реализовать поляризационный скремблер.

  Модуляторы амплитуды или интенсивности

  В сочетании с другими оптическими элементами, в частности с поляризаторами, ячейки Поккельса могут использоваться для других видов модуляции. В частности, амплитудный модулятор (рис. 2) основан на ячейке Поккельса для изменения состояния поляризации и поляризаторе для последующего преобразования этого состояния в изменение передаваемой оптической амплитуды и мощности.

  Рисунок 2: Электрооптический модулятор интенсивности, содержащий ячейку Поккельса между двумя поляризаторами.

  Альтернативный технический подход заключается в использовании электрооптического фазового модулятора в одном плече интерферометра Маха-Цандера для получения амплитудной модуляции. Этот принцип часто используется в интегральной оптике (для фотонных интегральных схем), где требуемая фазовая стабильность достигается гораздо легче, чем с объемными оптическими элементами.

  Оптические переключатели представляют собой модуляторы, в которых передача либо включается, либо выключается, а не изменяется постепенно. Такой переключатель можно использовать, например, в качестве селектора импульсов, выбирая определенные импульсы из последовательности ультракоротких импульсов, или в лазерах с резонаторным демпфированием (с ЭОМ опрокидыватель полости ) и регенеративные усилители.

  Температурные дрейфы; Устройства с тепловой компенсацией

  В конфигурациях, где используется индуцированный относительный фазовый сдвиг между двумя направлениями поляризации, тепловые воздействия могут создавать помехи. Они приводят к дрейфу рабочей точки, который, возможно, придется компенсировать автоматически регулируемым напряжением смещения. Для таких целей может использоваться дополнительная электроника, получающая необходимое напряжение смещения от некоторых оптических сигналов.

  Некоторые электрооптические модуляторы содержат две согласованные ячейки Поккеля в атермической конфигурации, где температурная зависимость фазового сдвига относительно в значительной степени компенсируется. Существуют также конфигурации с четырьмя кристаллами одинаковой длины, устраняющие как эффекты двойного лучепреломления, так и пространственное отклонение. В зависимости от материала и точных требований используются различные типы мультикристаллических конструкций.

  Резонансные и широкополосные устройства

  Для некоторых приложений требуется чисто синусоидальная модуляция с фиксированной частотой. В этом случае часто выгодно использовать электрическое (не механическое) резонансный электрооптический модулятор , содержащий резонансный LC-контур. Тогда входное напряжение устройства может быть существенно ниже, чем напряжение на электродах ячейки Поккельса. Высокое отношение этих напряжений требует высокого коэффициента Q LC-контура и уменьшает ширину полосы частот, в которой может быть достигнуто сильное усиление резонанса. Недостатком использования резонансного устройства является потеря гибкости: изменение резонансной частоты требует замены по крайней мере одного электрического компонента.

  Широкополосные модуляторы оптимизированы для работы в широком диапазоне частот, который обычно начинается с нулевой частоты. Широкая полоса модуляции обычно требует ячейки Поккельса с малой электрической емкостью и исключает использование резонанса.

  Модуляторы бегущей волны

  в гигагерцовом диапазоне часто используются интегральные оптические модуляторы бегущей волны. Здесь сигнал электропривода генерирует электромагнитную волну (СВЧ), распространяющуюся вдоль электродов в направлении оптического луча. В идеале фазовые скорости обеих волн согласованы (благодаря соответствующей конструкции электрода), так что возможна эффективная модуляция даже для частот, которые настолько высоки, что длина электрода соответствует нескольким длинам волн микроволн.

  Плазмонные модуляторы

  Плазмонные модуляторы представляют собой особый тип электрооптических модуляторов, использующих образование плазмонов (особый тип электромагнитного возбуждения) на металлических поверхностях, которые приводят к поверхностным плазмон-поляритонам (ППП). Они могут быть очень быстрыми при низком энергопотреблении.

  Важные свойства

  Перед покупкой электрооптического модулятора следует учитывать ряд свойств:

  • Устройство должно иметь достаточно большую открытую апертуру, особенно в случаях с высокой пиковой мощностью. Для равномерного переключения или модуляции по всей открытой апертуре требуется высокое качество кристалла и соответствующая геометрия электрода. Цена может существенно возрасти при увеличении размеров апертуры.
  • Для коммутации ультракоротких импульсов могут иметь значение эффекты керровской нелинейности и хроматической дисперсии, которые зависят от материала и длины кристалла, а также от радиуса пучка. (Значительных эффектов такого рода часто нельзя избежать, и поэтому их необходимо учитывать при проектировании, например, регенеративного усилителя.)
  • В зависимости от конструкции устройства поляризация входящего луча может сохраняться или не сохраняться на выходе.
  • Фазовый модулятор может генерировать нежелательную амплитудную модуляцию и наоборот. Это сильно зависит от дизайна.
  • Поскольку электрооптические материалы также являются пьезоэлектрическими, приложенное напряжение может вызывать механические вибрации, которые сами по себе могут влиять на показатель преломления посредством упругооптического эффекта. Вблизи определенных частот механического резонанса отклик модулятора может сильно измениться. Это может быть проблемой, особенно для широкополосных модуляторов. В коммутационных приложениях могут возникать нежелательные эффекты звонка . Такие эффекты сильно зависят от материала кристалла, размеров, ориентации и механической конструкции.
  • Как высокие средние оптические мощности, так и высокие частоты переключения могут вызвать тепловые проблемы. Термическая обработка и, следовательно, возможности мощности и частоты зависят от различных деталей конструкции.
  • Кристалл(ы) должны иметь высококачественные просветляющие покрытия, рассчитанные на требуемый диапазон рабочих длин волн, и, конечно же, хорошую прозрачность материала, чтобы минимизировать вносимые потери.
  • Отклоненные оптические лучи могут поглощаться устройством модулятора или (особенно для мощных устройств) покидать устройство в более или менее удобном месте и направлении.
  • Скорость переключения (время нарастания, время спада) зависит от свойств как модулятора (например, через его емкость), так и электронного драйвера.
  • Электрооптические модуляторы можно приобрести с оптоволоконным соединением, с различными типами разъемов и волокон (например, одномодовыми или многомодовыми).

  Обратите внимание, что также требуется надлежащее механическое крепление, часто со средствами для точного выравнивания модулятора в различных направлениях.

  Электронный драйвер

  Важно использовать электронный драйвер, который хорошо сочетается с EOM и подходит для конкретного применения. Например, для разных видов ЭОМ требуются разные напряжения возбуждения, и драйвер также должен быть рассчитан на заданную электрическую емкость ЭОМ. Некоторые драйверы подходят для чисто синусоидальной модуляции, тогда как широкополосные устройства работают в большом диапазоне частот модуляции. Многих проблем можно избежать, купив электрооптический модулятор вместе с электронным драйвером у одного и того же поставщика, поскольку тогда ответственность за общую производительность лежит на одном месте.

  Области применения

  Некоторые типичные области применения электрооптических модуляторов:

  • модуляция мощности лазерного луча, например. для лазерной печати, высокоскоростной цифровой записи данных или высокоскоростной оптической связи
  • в схемах стабилизации частоты лазера, напр. методом Паунда–Древера–Холла
  • Переключение добротности твердотельных лазеров (где EOM служит для блокировки резонатора лазера перед излучением импульса)
  • активная синхронизация мод (где EOM модулирует потери в резонаторе или оптическую фазу с двусторонней частотой или кратной ей)
  • коммутационные импульсы в селекторах импульсов, регенеративных усилителях и лазерах с резонаторным демпфированием

  Поставщики

  В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 45 поставщиков электрооптических модуляторов. Среди них:

  Thorlabs

  С введением серии высокоскоростных оптических модуляторов OM6N компания Thorlabs разработала и изготовила новую всеотражающую технологию на основе деформируемых зеркал для модуляции мощности лазера в диапазоне 700–1100 нм. Эта альтернатива Pockels или AOM вводит почти нулевую дисперсию для ультракоротких лазерных импульсов. Это решение расширяет существующую коллекцию деформируемых зеркал, адаптивной оптики и ЭО-модуляторов Thorlabs.

  ALPHALAS

  Электрооптические кристаллы, такие как LiNbO ₃ , LiTaO ₃ , кристаллы DKDP, BBO, KTP и RTP в сочетании с ВЧ драйверами доступны для фазовой или амплитудной модуляции. ALPHALAS имеет большой запас ячеек Поккельса и фазовых модуляторов для большинства стандартных длин волн лазера.

  Kapteyn-Murnane Laboratories

  KMLabs Eclipse представляет собой полуволновую ячейку Поккельса с высокой частотой повторения и блок драйвера, предназначенный для захвата лазерных импульсов на частоте до 20 кГц. Eclipse имеет минимальное окно 10 нс и около 90 % пропускной способности между 750 нм и 850 нм. Компактная конструкция KMLabs позволяет разместить драйвер вместе с оптическим блоком, что позволяет минимизировать длину высоковольтного кабеля и максимально увеличить скорость переключения. Источником высокого напряжения для Eclipse является внешний блок размером 19 дюймов (ширина) x 13 дюймов (глубина) x 3,5 дюйма (высота).

  ЭКСМА ОПТИКА

  ЭКСМА Оптика производит ячейки Поккельса KTP, KD ^* P и BBO для таких приложений, как модуляция добротности лазеров, сбор импульсов, сброс лазерного резонатора и ввод лазерных импульсов в и из регенеративных усилителей. Наши ячейки Поккельса могут поставляться с монтажными столиками, драйверами, блоками питания и электроникой для сбора импульсов.

  GWU-Lasertechnik

  Ассортимент электрооптических устройств GWU может удовлетворить даже самые высокие требования. Ячейки BBO или KD ^* P Pockels обеспечивают высокий коэффициент экстинкции, возможность быстрого переключения и высокий порог повреждения. Они могут быть сконфигурированы в гибком дизайне, либо со свободным пространством, либо с оптоволоконным соединением. Мы также предлагаем электронику водителя.

  iXblue

  iXblue предлагает самый полный ассортимент коммерческих электрооптических модуляторов LiNbO ₃ :

  • модуляторы интенсивности серии MXER-LN для диапазонов C и O
  • фазовые модуляторы MPZ-LN для диапазонов C и O
  • фазовые модуляторы ближнего инфракрасного диапазона NIR-MPX для области около 1064 нм
  • модулятор Маха-Цендера NIR-MX для 1-мкм спектрального диапазона
  • серия xx-MPX-LN-0.1 для длин волн от 780 нм до 2000 нм и низких частот модуляции
  • семейство MZ-LN для 1 310 нм до 1 550 нм с полосой модуляции до 70 ГГц
  • сертифицированные для использования в космосе серии FM-MX и FM-MPX
  • переключатели и скремблеры поляризации PSW-LN и PSC-LN

  Кроме того, мы предлагаем подходящие контроллеры смещения, аналоговые и цифровые драйверы. У нас также есть импульсные драйверы для генерации и формирования импульсов.

  См. нашу подробную брошюру о модуляторах.

  Вопросы и комментарии от пользователей

  Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

  Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

  Ваш вопрос или комментарий:

  Проверка на спам:

    (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

  Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

  См. также: электрооптический эффект, электрооптика, эффект Поккельса, ячейки Поккельса, драйверы ячеек Поккельса, датчики импульсов, нелинейные кристаллические материалы, оптические модуляторы, модуляторы интенсивности, фазовые модуляторы, сброс резонатора, регенеративные усилители, активная синхронизация мод, электроабсорбционные модуляторы, акустооптические модуляторы
  и другие статьи в категориях нелинейная оптика, фотонные устройства

  ---

  Автором этой энциклопедии является доктор Рюдигер Пашотта, основатель и исполнительный директор RP Photonics AG. Как насчет индивидуального курса обучения от этого выдающегося эксперта в вашем регионе? Свяжитесь с RP Photonics, чтобы узнать, как его технические консультационные услуги (например, дизайн продукта, решение проблем, независимые оценки, обучение) и программное обеспечение могут стать очень ценными для вашего бизнеса!

  Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.