соединение проводов и правила установки
При замене переключателя или установке нового следует разобраться, как соединить выключатель света с лампочкой. Схема подключения выключателя к лампочке имеет разные варианты исполнения, из которых можно выбрать наиболее удобный. Важна также правильная подготовка к монтажным работам.
Содержание
- Меры по обеспечению электробезопасности
- Инструмент для выполнения работ
- Рекомендуемые кабели и провода
- Применение разветвительной коробки
- Удаление изоляции с проводки
- Нюансы формирования скрутки
- Установка выключателя
- Разновидности бытовых выключателей
- Виды ламп для использования дома
- Способы запитывания лампочки через выключатель
- Простейшее подключение светильника
- Светильник один, выключателя два
- Ошибки и неисправности
Меры по обеспечению электробезопасности
Процесс подключения светильникаПеред тем как начать подключать устройства друг к другу и к электросети квартиры, нужно позаботиться о предотвращении травматических ситуаций и повреждения проводки.
Пошаговая последовательность:
- Обесточить ветку сети, где будут проводиться работы. Сделать это можно, выключив во входном щитке коммутатор нужной группы либо основной.
- Подготовить устойчивый стол, на котором будут проводиться манипуляции на большой высоте. Ввиду меньшей травмоопасности он больше подходит для этого, чем стремянная лестница.
- Возле щитка на время выполнения работ нужно поместить табличку-предупреждение «Не включать». Это особенно важно в случаях, когда местоположение щита располагает к высокой вероятности вторжения посторонних.
- Проверить отсутствие напряжения на обнаженных контактах электропроводки и приборов. Это легко сделать отверткой с индикатором. Перед обесточиванием следует проверить ее работоспособность от включенной сети. Можно использовать мультиметр.
Также можно проверить отсутствие напряжения наружной стороной кисти – кожа обязательно должна быть абсолютно сухой, не иметь ран и иных нарушений целостности.
Это место отличается высокой сопротивляемостью электротоку по сравнению с другими участками руки.
Это место отличается высокой сопротивляемостью электротоку по сравнению с другими участками руки.Инструмент для выполнения работ
Кусачки, плоскогубцыПотребуется подготовить инструментарий:
- плоскогубцы,
- хорошо заточенный нож,
- тонкую и обычную отвертки шлицевого типа,
- кусачки.
Хорошо, если удастся найти инструмент со специальными прорезями для удаления изоляционного материала с проводов. Также стоит иметь под рукой нарисованную схему подключения лампочки и продумать последовательность работ.
Рекомендуемые кабели и провода
Кабель ВВГ-нгНамереваясь выполнить прокладку осветительной сети и последующее подключение лампочки с нуля, лучше выбрать кабельные элементы ВВГнг с одинарными жилами из меди в 1,5 мм2, покрытые устойчивым к горению изоляционным материалом. Лучше всего соблюдать принятое соответствие расцветок кабелей их функциональному предназначению – так будет легче обслуживать сеть в будущем. Провод, предназначающийся для заземления, должен иметь желто-зеленую расцветку, рабочий нуль – синюю, а фазовый кабель – любую, отличную от этих двух.
Если в доме есть старая проводка из алюминия и нужно заменить фрагмент линии освещения, жилы кабелей тоже должны быть сделаны из этого металла – при контакте с медью внутри распредкоробки в месте скручивания оба провода будут окисляться. Подойдет вариант АППВ 1,5. Но если есть возможность сделать вместо крутки конфигурацию с зажимами, допустимо использовать и кабель из меди. Однозначно не стоит в этом случае использовать изделия с многопроволочными жилками.
Применение разветвительной коробки
Коробки распаячные для открытой проводкиПровода не идут от щита непосредственно к электрическому прибору или от переключателя к лампе. Отходящие и направляющиеся на прибор линии коммутируются в специальных распределительных коробках. Внутри такой конструкции обычно имеется свободное пространство, где предполагается формировать и размещать конструкцию из кабелей, принадлежащих нескольким линиям и соединенных друг с другом посредством скручивания. Для более надежного сцепления хвостовые участки целесообразно обваривать.
Провода из меди допускается только пропаивать.
Прежде чем укладывать оголенные контакты внутрь распредкоробки, надо покрыть их изоляционной лентой – это предотвратит соприкосновение металлических частей.
Вместо летны можно воспользоваться особыми зажимами для изоляции. Если у коробки есть винтообразные клеммы, они используются и в контактах. Традиционные зажимы можно использовать в том случае, если коробочное пространство достаточно велико для размещения объединенных ими кабельных окончаний.
Удаление изоляции с проводки
Техника удаления изоляции с проводкиНаружный слой изоляционного материала на оконечниках кабелей удаляют максимально острым ножом. Сначала нужно сделать продольный надрез на 3 см длины. Затем берут в руку кучку освободившихся кончиков проводков, а другой потягивают надрезанную рубаху, которая в процессе треснет самопроизвольно. Длина снятия должна быть максимальной, какую смогут вместить подстаканник для розетки, распредкоробка или корпус светильника.
Некоторый запас не является проблемой – он может быть полезен в будущем, если контакты подгорят. Рубаху аккуратно выворачивают внутренней стороной наружу и осторожно обрезают по кругу.
Жилы лучше всего зачищать специальным стрипперным устройством. При его отсутствии подойдут острый нож или кусающие поверхности пассатижей. Производить процедуру нужно максимально аккуратно, неглубоко вонзая рабочую поверхность инструмента в изоляционный материал. Необходимо следить, чтобы она не затрагивала проводниковый металл: в этом случае произойдет облом провода. Это может случиться как до начала монтажных работ, так и после.
Длина, на которую зачищают проводки, зависит от метода включения. Минимальна для винтовых клемм: зачастую в этом случае достаточно 7-10 мм. Скручивание с проводами осветительного устройства требует длины 20-30 мм. При расположении скруток в распредкоробке (особенно если их не планируют спаивать или делать сварку) нужна большая длина – 30-50 мм.
Нюансы формирования скрутки
Варианты соединения проводов способом скруткиДелая конфигурацию из пары проводков, их оголенные окончания укладываются крест-накрест.
Точка пересечения при этом должна располагаться возле места, где начинается изоляция. После этого концы сжимают пальцами и скручивают. В конце сжимают плоскогубцами.
Если число соединяемых проводов больше двух, с ними работают по такому же принципу. Если конфигурация получилась длинной, ее можно сложить вдвое и поджать инструментом, чтобы на обработку ушло меньше изоляционной ленты. Последнюю начинают класть от нижней кромки изоляции и спускаются вниз. Дойдя до концов голых хвостов, делают 2 добавочных оборота «про запас», загибают ее на скрутку для ее защиты и мотают второй ряд снизу вверх. Несколько оборотов обязательно должны покрывать заводскую изоляцию.
Установка выключателя
Накладной клавишный выключательУстройства бывают двух типов – предназначенные для наружной установки и для внутренней. Модели первого вида могут крепиться на разные типы поверхностей без добавочных приспособлений для изоляции. Вторые нуждаются в установке подрозетников в предварительно подготовленные округлые углубления.
Принято считать корректной такую посадку выключателя, когда свет включают, нажимая на верхнюю область клавиши, а выключают, используя нижнюю. В таком случае даже жилец маленького роста сможет быстро отключить светильник движением руки, направленным вниз.
На выключатель от распредкоробки должен идти проводок, служащий фазой. Главная задача устройства – прерывание цепи фазы, чтобы в выключенном состоянии на осветительном приборе не было напряжения. Если устройство переключателя позволяет, внутри него фазовый кабель соединяют с верхними контактами, а отходящие провода – с нижними.
Разновидности бытовых выключателей
Поворотный диммер для светодиодных лампПриспособления бывают с одной и двумя кнопками. Первый работает бинарно «включить-выключить» и предназначен для управления единственным светильником. Второй позволяет управлять парой самостоятельных осветительных цепей. Бывают выключатели, заточенные под три цепи.
По внутреннему устройству выделяются несколько разновидностей:
- диммеры – выполняют функции включения и отключения и контролируют степень яркости освещения посредством кнопки или рукоятки;
- устройства с парой или тройкой клавиш и ступенчатой регуляцией горения ламп;
- проходные приборы с единственной кнопкой, перекидывающие фазу между двумя кабелями – когда на один из них идет напряжение, от другого оно отрубается;
- перекрестные однокнопочные, в которых изменение положения кнопки позволяет подсоединить линии перекрестным способом вместо прямого;
- сенсорные – не снабжены рычажными механизмами, электричество подается и выключается при касании корпуса пальцами.
Есть устройства с датчиком, реагирующие на проходящего мимо жильца.
Виды ламп для использования дома
Внешний вид галогенных лампТрадиционными являются круглые лампочки накаливания с вмонтированной внутрь спиралью из вольфрама. Галогенные устройства отличаются от них тем, что в колбу вместо создания вакуума закачивается соответствующий газ. Это позволяет уменьшить габариты лампы и продлевает срок ее эксплуатации. Но устанавливать ее надо очень аккуратно, ни в коем случае не касаясь стекла руками.
Еще одна категория ламп – энергосберегающие. Они бывают люминесцентными и использующими в качестве осветительных элементов сгруппированные светодиоды. Второй тип может крепиться в стандартные закручивающиеся патрончики.
Способы запитывания лампочки через выключатель
Существует несколько вариантов схемы соединения лампы с переключателем: традиционная одноклавишная, с двумя кнопками, двумя выключателями и иные. Мастеру нужно подобрать наиболее подходящую для целей жильца и устройства домашней электросети.
Простейшее подключение светильника
Простейшая схема подключенияПростейшая электросхема – подсоединение светильника к устройству с одной кнопкой, выполняющему исключительно операции включения и вырубания света. Она подойдет для осветительного прибора с одной лампой. Для исполнения такой конфигурации понадобится пара проводов. Если прежняя проводка имеет только два торчащих наружу питающих кабеля, а обустраивать домашнюю сеть заново затруднительно, допустимо подсоединять и прибор с несколькими лампами. Но тогда при включении света будут загораться все лампочки сразу.
Можно для такой структуры использовать диммер с контролем яркости освещения, но его не получится использовать в комбинации с рядом типов лампочек (энергосберегающие, дневного света, устройства на светодиодах). Переключатель должен подходить для эксплуатации с осветительным прибором по критерию мощности.
Допустимо установить сенсорное устройство с бинарным функционированием, ограниченным включением и блокировкой освещения.
Такой выключатель тоже запитывается через пару проводов. Монтировать его нужно в подрозетник.Светильник один, выключателя два
Схема подключения двух проходных переключателейВладельцам протяженных коридоров часто требуется подключить два выключателя на одну лампочку, чтобы управлять осветительным прибором с двух концов прохода. Еще данная конфигурация применяется при движении по лестничному пролету или в просторных комнатах для управления светильником, не вставая с постели. Минус этого варианта — неопределенность положения кнопок включения-выключения.
Если установить третий однокнопочный выключатель на пространстве между этажами, реализуется независимое освещение лестничных пролетов. Тогда по нажатию кнопки предыдущий прибор будет выключаться, а следующий – включаться.
Ошибки и неисправности
Иногда после окончания монтажа обнаруживается, что лампа не загорается при включении света. В этом случае берут мультиметр (либо индикаторную отвертку) и проверяют, поступает ли сетевое напряжение к переключателю, прикладывая щупы либо последовательно касаясь отверткой концов, связанных с устройством.
Если питания нет, монтаж проводов в распредкоробке выполнен некорректно. Вероятно, они недостаточно хорошо скручены. Если реакция возникает только на одном из контактов выключателя – последний неисправен, на его место нужно установить новый.
При подозрении на проблемы в распредкоробке обесточивают линию и производят повторную скрутку проводков, соединяющих фазы переключателя и главной сети, с соблюдением требований безопасности. По окончании работ снова подают ток и проверяют функционирование.
Подключение лампы к выключателю – несложная процедура с точки зрения монтажных работ, к тому же имеющая несколько вариантов конфигурации. Пользователь может выбрать вариант, подходящий своим задачам.
Схема Подключения Лампочки Через Выключатель
Берем еще один отрезок провода, заключаем его в гофру и ведем к основной распределительной коробке.
Инструменты
Еще по теме: Какие технические требования для сопротивления изоляции
Особенности разводки проводов
Отрезок провода, предназначенный для потолка, заводим в гофру и ведем к стене с выключателем.
В первом варианте светильник гореть сможет только полностью. Не применяйте для изоляции скруток изоленту типа ПВХ — со временем она приклеится к контактам так, что при необходимости ее трудно будет убрать Если коробка снабжена винтовыми клеммами, контакты тогда выполняются с участием них.
Следите чтобы провода располагались только горизонтально и вертикально, чтобы перегибались под прямым углом.
Правда, потребуется небольшая переделка на клеммах самого светильника. После всех соединений места скрутки хорошенько изолируются и аккуратно укладываются.
Соединенные провода нужно запаять и заизолировать.
Одну только скрутку использовать нельзя, она должна выполняться вместе с другим методом пайка, зажимы. Хочется отметить, что разбирать, как подключать каждое устройство по отдельности не имеет особого смысла, так как все они имеют общую схему, используемую при монтаже одноклавишного выключателя к лампочке от розетки. Схема подключения выключателя от розетки Практически все выключатели можно подключать по обобщённой схеме к источнику света — электрической лампочке.
Выполняем монтаж выключателя своими руками Монтаж начинается с установки выключателя. Порядок подключения выключателя и светильника точно такой же, как было рассмотрено выше. Для этого нет нужды проверять каждое. При монтаже одноклавишного переключателя понадобятся двухжильный провод и устройство включения.
На ввод идет фазный провод из распределительной коробки или от розетки. Оставив хороший запас, провод можно отрезать. Горит, можно пользоваться.
Если на стене нет установленной распределительной коробки и проложенного провода, то придется тянуть его от общей распределительной коробки. Включение лампочки из разных мест Чтобы управлять светильником более чем из двух центров, дополнительно к проходным потребуются перекрестные одинарные выключатели.
Подготовка к подключению электроприборов
Подключение двух лампочек к одному переключателю. Перед монтажом нужно обесточить ремонтируемое помещение, для чего перевести автомат в распределительном щитке в нижнее положение.
Изоляционная лента для изолирования скруток. В случае его отсутствия, можно смело утверждать, что были допущены ошибки при соединении проводников с общей энергосистемой помещения. Это делается на входном электрическом щитке отключением общего или соответствующего группового коммутатора.
То есть выключатель разрывает рабочую жилу электропроводки.
Остальные два провода фазы, предназначенные для светильников, закрепляются в колодках в соответствии с клавишами выключателя и затягиваются болтами крепления. Устройство разрыва электрической цепи. Основные этапы работы: установить проходные выключатели, где они необходимы к каждому светильнику подсоединить один 3-х жильный кабель: ноль N , фаза L , защитный земля ведем провода необходимой длины от выключателей и светильников до распредкоробки учитываем то, что к выключателям подводят шесть контактов, то есть, два трехжильных кабеля в распредкоробке соединить их, руководствуясь схемами рис.
Укороченной скрутке требуется меньше изоленты. Берем еще один отрезок провода, заключаем его в гофру и ведем к основной распределительной коробке. Спасибо за внимание!
Рекомендуемые кабели и провода Для новой прокладки домашних электросетей освещения рекомендуется использовать кабели ВВГнг с однопроволочными медными, 1,5 кв. Дистанционный выключатель работает похожим образом, только вместо кнопки выключателя используется любой пульт ДУ который есть у вас дома.
Нулевой кабель соединяется в жилкой, идущей от лампочки. На картинке показаны различные схемы подключения ламп к выключателю Предварительно изучить принципиальную схему.
Концы провода выключателя соединяются с рабочей жилой общей сети и с рабочей жилой лампочки. В строениях из камня или бетона электрические провода прячут в штробах под слоем штукатурки. Итак, от распределительного щита к коробке подходит два провода — красный фаза и ноль синий. Уложить их в разъём цокольного углубления и гнезда выключателя и прижать отвёрткой.
Объяснение урока: Как работают переключатели
В этом пояснении мы научимся описывать, как работает переключатель в последовательной цепи, и выявлять проблемы при использовании переключателей.
Если вы когда-либо включали или выключали свет, вы пользовались выключателем.
Переключатель — это компонент, который можно добавить в цепь.
Давайте начнем с повторения того, что мы уже знаем о цепях и их компонентах.
Электрический заряд — это свойство, которым могут обладать частицы. Электричество – это энергия, возникающая в результате движения заряженных частиц.
Электрическая цепь — это путь, по которому может протекать электрический заряд.
Когда в цепь добавляется переключатель, мы можем использовать его для управления компонентами цепи. Мы можем включать и выключать компоненты, замыкая или размыкая цепь с помощью переключателя.
Определение: Выключатель
Выключатель — это компонент электрической цепи, который замыкает или размыкает цепь, включая и выключая компоненты.
Вот схема цепи с выключателем.
Не все переключатели выглядят одинаково, и их можно нарисовать разными способами.
Пример 1. Распознавание переключателя
Определите переключатель в показанной электрической цепи.
Ответ
Мы видим, что эта схема состоит из четырех различных компонентов: 1, 2, 3 и 4.
Компонент 1 — это батарея, которая обеспечивает электрическую энергию для схемы.
Компонент 2 — разомкнутый переключатель.
Компонент 3 представляет собой пару лампочек, которые загорятся, если цепь исправна (замкнута).
Компонент 4 — это провод, который используется для соединения всех компонентов вместе.
Итак, компонент 2 — это переключатель.
Многие электроприборы, которые мы используем в повседневной жизни, имеют встроенные выключатели, в том числе
- тостеры,
- пылесосы,
- телевизоры (пульт дистанционного управления),
- утюги,
- чайники.
Пример 2. Идентификация бытовых приборов, содержащих выключатели
Какие из следующих электроприборов имеют встроенный выключатель? Выбрать все, что подходит.
- Все вышеперечисленное
Ответ
переключение переключателя с выключенного на включенное и замыкание цепи.
Это также верно, когда вы включаете лампу или нажимаете кнопку питания на ячейке телефон. Значит, варианты Б и С тоже верны.
Итак, правильный ответ — вариант D: все вышеперечисленные электроприборы имеют встроенный в них переключатель.
Выключатель может быть разомкнут или замкнут.
Пример 3: Идентификация разомкнутых и замкнутых выключателей
Посмотрите на показанные схемы. В какой из цепей загорится лампочка?
Ответ
Мы видим, что переключатель в цепи А разомкнут.
Когда выключатели разомкнуты, цепь разрывается с разрывом, поэтому электрический заряд не может поток. Это значит, что схема не сработает, и лампочка не загорится.
Мы видим, что переключатель в цепи B замкнут.
Когда переключатели замкнуты, в цепи нет разрыва, поэтому может течь электрический заряд. Это означает, что схема сработает, и лампочка загорится.
Итак, лампочка в цепи B загорится.
Переключатели позволяют нам включать и выключать вещи, но почему это полезно?
Выключение электрических устройств с помощью выключателя, когда мы ими не пользуемся, может помочь нам
- сэкономить энергию и деньги, так как растрата электроэнергии стоит денег, а также вредна для окружающая среда;
- берегите себя, потому что если вы оставили горячий утюг включенным, когда не пользуетесь им, это может быть опасность и обжечь кого-либо.
Пример 4: Определение важности выключателей
Почему важно встраивать выключатели в электрические цепи? Выберите все, что применять.
- Для экономии электроэнергии, когда она нам не нужна
- Поскольку цепь не может нормально работать без выключателя
- Чтобы сделать электрические приборы более безопасными в использовании
- Выключатели не обязательно встраивать в электрические цепи.
Ответ
Отключение наших электроприборов с помощью выключателей позволяет нам экономить электроэнергию, поэтому
ответ А правильный.
Ответ B неверен, поскольку цепь может работать без выключателя. Минимум Компоненты, необходимые для создания рабочей цепи, — это батарея или элемент и провод.
Ответ C правильный, потому что отключение приборов с помощью выключателя может защитить нас. Например, оставив горячий утюг включенным, можно получить ожог. сами себя.
Ответ D неверен, так как важно, чтобы выключатели были встроены в электрические схемы.
Итак, правильные ответы — вариант А и вариант С: переключатели позволяют экономить электричество и сделать электроприборы более безопасными в использовании.
Знаете ли вы, что выключатель можно сделать из бытовых материалов?
Эта схема имеет переключатель, сделанный из металлической скрепки, металлических штифтов и куска картон.
Чтобы выключатель работал, он должен быть сделан из электрического проводника.
Как мы уже знаем, электрический проводник представляет собой материал, который позволяет электрическому заряду легко проходить через него. Все металлы и некоторые неметаллы проводят электричество.
Если переключатель сделан из электрического проводника, он позволяет передавать электричество через него, когда он замкнут.
Правило: Материал переключателя
Переключатель должен быть изготовлен из электрического проводника, чтобы электрический заряд мог проходить через него, когда он замкнут.
Пример 5: Выбор материалов для изготовления переключателя
Выключатели могут быть изготовлены из различных материалов, включая предметы домашнего обихода. Как вы думаете, какой из этих предметов может стать хорошим самодельным выключателем?
- Пластиковая ложка
- Металлическая вилка
- Деревянный карандаш
Ответ
Переключатель должен пропускать электрический заряд, когда он замкнут. Следовательно, переключатель должен быть изготовлен из материала, который позволяет электрическому заряду течь через него, также известного как электрический проводник.
Металл проводит электричество, а пластик и дерево — нет.
Итак, вариант Б — правильный ответ: только из металлической вилки получится хороший самодельный выключатель.
В этом объяснении мы научились описывать, как работает переключатель в последовательной цепи, и определять проблемы при использовании переключателей.
Вот краткое изложение всего, что мы узнали.
Ключевые моменты
- Выключатель — это компонент электрической цепи, который замыкает или размыкает цепь, включая и выключая компоненты.
- Многие электроприборы, которыми мы пользуемся каждый день, имеют встроенные выключатели.
- Выключатели могут быть разомкнуты или замкнуты:
- При разомкнутом выключателе в электрической цепи образуется разрыв, который разрывает поток электрического заряда, и лампочка не загорается.
- Когда выключатель замкнут, в электрической цепи нет разрыва, может течь электрический заряд, и лампочка загорается.
- Выключатели помогают нам экономить деньги и электроэнергию и оставаться в безопасности.
- Выключатели должны быть изготовлены из материала, проводящего электричество.
Учебное пособие по физике: требования к электрической цепи
Предположим, что вам дали маленькую лампочку, гальванический элемент и оголенный медный провод, и вас попросили найти четыре различных расположения трех элементов, которые привели бы к образованию электрической цепи. цепь, которая зажжет лампочку. Какие четыре устройства приведут к успешному зажиганию лампочки? И, что более важно, что общего у каждой из четырех схем, что привело бы нас к пониманию двух требований к электрической цепи?
Само по себе это занятие стоит того, и если оно не выполнялось ранее, следует попробовать его, прежде чем читать дальше. Как и во многих лабораторных работах, в фактическом участии в работе есть сила, которую нельзя заменить простым чтением о ней. Когда это задание выполняется в классе физики, можно сделать множество наблюдений, наблюдая за классом, полным студентов, стремящихся найти четыре расположения.
После нескольких минут попыток, нескольких здоровых смешков и случайных восклицаний о том, как сильно нагревается провод, паре студентов удается зажечь лампочку. В отличие от вышеупомянутых попыток, первая успешная попытка характеризуется созданием полной проводящей петли от положительной клеммы к отрицательной клемме, причем и батарея, и лампочка являются частью петли. Как показано на схеме справа, цоколь лампочки соединяется с положительным полюсом элемента, а провод проходит от ребристых сторон лампочки вниз к отрицательному полюсу элемента. Полная проводящая петля сделана с лампочкой, являющейся частью петли. Цепь существует, и заряд течет по всему проводящему пути, зажигая при этом лампочку. Сравните расположение ячейки, лампочки и провода справа с неудачным расположением, показанным выше. В попытке A провод не возвращается к отрицательному выводу ячейки. В попытке B провод образует петлю, но не возвращается к отрицательному выводу ячейки.
Как только одна группа студентов успешно зажжет лампочку, многие другие лабораторные группы быстро последуют ее примеру. Но тогда возникает вопрос, как еще можно расположить ячейку, лампочку и оголенный провод так, чтобы лампочка зажглась. Часто короткий урок анатомии лампочки побуждает лабораторные группы к быстрому открытию одного или нескольких оставшихся механизмов.
Лампочка представляет собой относительно простое устройство, состоящее из нити накала, опирающейся на два провода или каким-либо образом прикрепленной к ним.
Провода и нить накала представляют собой проводящие материалы, которые позволяют заряду течь по ним. Один провод подключается к ребристым сторонам лампочек. Другой провод подключается к нижнему основанию лампочки. Ребристая кромка и нижняя часть разделены изоляционным материалом, который предотвращает прямой поток заряда между нижней частью и ребром. Единственный путь, по которому заряд может пройти от ребристого края к нижнему основанию или наоборот, — это путь, который включает провода и нить накала. Заряд может либо войти в ребристую кромку, пройти через нить и выйти из нижнего основания; или он может войти в нижнее основание, пройти через нить и выйти через ребристый край. Таким образом, есть две возможные точки входа и две соответствующие точки выхода.
Успешный способ зажечь лампочку, как показано выше, заключался в том, чтобы поместить нижний цоколь лампочки на положительную клемму и соединить ребристый край с отрицательной клеммой с помощью провода. Любой заряд, который входит в лампочку через нижний цоколь, выходит из лампочки в том месте, где провод соприкасается с ребристым краем.
Тем не менее, нижняя часть не обязательно должна быть частью лампочки, которая касается положительной клеммы. Лампа загорится так же легко, если ребристый край поместить сверху положительной клеммы, а нижний цоколь соединить с отрицательной клеммой с помощью провода. Последние две схемы, которые приводят к зажжению лампочки, включают в себя размещение лампочки на отрицательном выводе ячейки либо путем контакта с ним ребристым краем, либо с нижним основанием. Затем провод должен соединить другую часть лампочки с положительным полюсом ячейки.
Требование замкнутого проводящего пути
Существуют два требования, которые необходимо выполнить для создания электрической цепи. Первый отчетливо демонстрируется вышеописанной активностью. Должен быть замкнутый проводящий путь, идущий от положительной клеммы к отрицательной клемме. Недостаточно просто замкнутой проводящей петли; сама петля должна простираться от положительного вывода до отрицательного вывода гальванического элемента.
Электрическая цепь похожа на водяную цепь в аквапарке. Течение заряда по проводам аналогично течению воды по трубам и по горкам в аквапарке. Если труба забита или сломана так, что вода не может полностью пройти через контур , то подача воды скоро прекратится. В электрической цепи все соединения должны быть выполнены из проводящих материалов, способных нести заряд. По мере продолжения эксперимента с ячейкой, лампочкой и проводом некоторые студенты изучают способность различных материалов нести заряд, вставляя их в свою цепь. Металлические материалы являются проводниками и могут быть вставлены в цепь, чтобы успешно зажечь лампочку. С другой стороны, бумага и пластик обычно являются изоляционными материалами, и их введение в цепь будет препятствовать потоку заряда до такой степени, что ток прекратится, и лампочка больше не загорится. Должна быть замкнутая проводящая петля от положительного к отрицательному выводу, чтобы установить цепь и иметь ток.
Поняв это первое требование к электрической цепи, становится ясно, что происходит, когда перестает работать лампочка накаливания в настольной или торшерной лампе.
Со временем нить накаливания лампочки становится слабой и ломкой, часто может порваться или просто ослабнуть. Когда это происходит, цепь размыкается и замкнутого проводящего контура больше не существует. Без замкнутого проводящего контура не может быть ни цепи, ни потока заряда, ни зажженной лампочки. В следующий раз, когда вы найдете сломанную лампочку в лампе, смело извлеките ее и осмотрите нить накала. Часто встряхивание снятой лампы вызывает дребезжание; нить накала, вероятно, упала с опорных стоек, на которых она обычно опирается на дно стеклянного шара. При встряхивании вы услышите, как нить ударяется о стеклянный шар.
Требование к источнику энергии
Второе требование к электрической цепи, которое является общим для каждой из успешных попыток, продемонстрированных выше, состоит в том, что должна быть разность электрических потенциалов между двумя концами схема. Чаще всего это достигается с помощью гальванического элемента, набора элементов (например, батареи) или какого-либо другого источника энергии.
В бытовых цепях энергия подается местной коммунальной компанией, которая отвечает за то, чтобы горячие пластины и нейтральные пластины в распределительной коробке вашего дома всегда имели разность электрических потенциалов около 110 Вольт для 120 вольт (в США). В типичной лабораторной работе гальванический элемент или группа элементов (например, батарея) используются для установления разности электрических потенциалов на двух концах внешней цепи около 1,5 В (один элемент) или 4,5 В (три элемента пакет). Часто проводят аналогии между электрическим контуром и водяным контуром в аквапарке или аттракционом на американских горках в парке развлечений. Во всех трех случаях есть что-то, что движется по полному циклу, то есть по контуру. И во всех трех случаях важно, чтобы схема включала участок, в котором энергия передается воде, каботажному судну или заряду для его перемещения в гору против естественного направления движения от низкой потенциальной энергии к высокой потенциальной энергии.
В аквапарке есть водяной насос, который перекачивает воду с уровня земли на вершину горки. Поездка на американских горках имеет цепь с приводом от двигателя, которая несет поезд горок от уровня земли до вершины первой капли. А в электрической цепи есть гальванический элемент, батарея (группа элементов) или какой-либо другой источник энергии, который перемещает заряд с уровня земли (отрицательный полюс) на положительный полюс. Постоянная подача энергии для перемещения заряда от клеммы с низкой энергией и низким потенциалом к клемме с высокой энергией и высоким потенциалом позволяет поддерживать непрерывный поток заряда.
Устанавливая эту разницу в электрическом потенциале, заряд может течь вниз по внешней цепи. Это движение заряда естественно и не требует энергии. Подобно движению воды в аквапарке или катанию на американских горках в парке развлечений, движение вниз по склону естественно и не требует энергии из внешнего источника. Именно разница в потенциале — будь то гравитационный потенциал или электрический потенциал — заставляет воду, каботажное судно и заряд двигаться.
Эта разность потенциалов требует ввода энергии из внешнего источника. В случае электрической цепи одним из двух требований для создания электрической цепи является источник энергии.
В заключение, есть два требования, которые должны быть выполнены для создания электрической цепи. Требования:
- Должен быть источник энергии, способный выполнять работу за счет заряда, чтобы переместить его из места с низким энергопотреблением в место с высоким энергопотреблением и, таким образом, установить разность электрических потенциалов на двух концах внешней цепи.
- Во внешней цепи должна быть замкнутая проводящая петля, которая тянется от положительной клеммы с высоким потенциалом к отрицательной клемме с низким потенциалом.
1. Если бы электрическую цепь можно было сравнить с водяной цепью в аквапарке, то …
.… положительная клемма аккумулятора аналогична ____.
… ток будет аналогичен ____.
… плата будет аналогична ____.
… разность электрических потенциалов аналогична ____.
Выбор:
А. давление воды
B. галлонов воды, стекающей по горке в минуту
С. вода
D. нижняя часть слайда
Е. водяной насос
F. верхняя часть слайда
.. батарея была бы аналогична ____.
2. Используя свое понимание требований к электрической цепи, определите, будет ли проходить заряд через следующее расположение элементов, лампочек, проводов и переключателей. Если потока заряда нет, то объясните почему.
 | |
Объяснение:
| Объяснение: |
Объяснение: | Объяснение: |
3. На схеме справа показана лампочка, подключенная к автомобильному аккумулятору на 12 В. Показаны клеммы + и -.
а. По мере того, как положительный заряд движется через батарею от D к A, он ________ (приобретает, теряет) потенциальную энергию и ________ (приобретает, теряет) электрический потенциал.б. Когда положительный заряд перемещается по внешней цепи от A к D, он ________ (приобретает, теряет) потенциальную энергию и ________ (приобретает, теряет) электрический потенциал. Точка наибольшей энергии во внешней цепи находится ближе всего к клемме ______ (+, -).
в. Используйте знаки >, < и =, чтобы сравнить электрический потенциал (В) в четырех точках цепи.
В А В В В С В D
Точка наибольшей энергии внутри батареи — это ______ (+, -) клемма.
4. В фильме « Танго и Кэш » Курт Рассел и Сильвестр Сталлоне сбегают из тюрьмы, спрыгнув с высокой стены по воздуху на высоковольтную линию электропередач. Перед прыжком Сталлоне возражает против этой идеи, говоря Расселу: «Мы собираемся поджариться». Рассел отвечает: «Вы не изучали физику в средней школе, не так ли.