Важным преимуществом электрической энергии является возможность её передачи от источника к потребителям на большие расстояния по проводам.
Это интересно. В начале ХIХ века академик В.В.Петров предложил изолировать электрические провода. Он рекомендовал использовать для этого сургуч и воск. Впервые для передачи электроэнергии металлические провода с резиновой изоляцией применили русские инженеры П.Л.Шиллинг (1786-1837) и В.С.Якоби (1801-1874).
Электрические провода бывают без изоляции (голые) и с изоляционным покрытием.
Участок провода, по которому проходит электрический ток, называется токоведущей жилой. Жилы бывают однопроволочными и многопроволочными (рис.1). Их делают из меди и алюминия – металлов, обладающих хорошей электропроводностью. Для изготовления особо прочных проводов применяют стальную проволоку. Многопроволочные медные жилы используют, если необходим мягкий, гибкий провод.
Наряду с проводами в электротехнике находят широкое применение всевозможные электроизоляционные материалы (диэлектрики). К ним относятся сухая древесина, стекло, пластмассы, фарфор, бумага, картон, сухая ткань, резина, дистиллированная вода, воздух, минеральное масло, краски, лаки, окислы металлов и др.
Изоляторы в электротехнике нужны так же, как и проводники, поскольку нельзя использовать электрический ток без надёжной изоляции. Изоляторы ограждают человека от поражающего действия электрического тока при случайном прикосновении к оголённым проводам и другим токоведущим элементам электрической цепи. Кроме того, изоляторы защищают провода от коррозии и предотвращают соприкосновение токоведущих жил разных проводов, приводящее к короткому замыканию. При коротком замыкании электрический ток в цепи идёт по короткому пути и пути наименьшего сопротивления, в обход потребителя. В этом случае в цепи возникает ток большой силы, что может вывести из строя соединительные провода и источник. Например, батарейка карманного фонарика быстро разрядится, а сам провод может сгореть. Вот почему так важно изолировать электрические провода.
При выполнении электротехнических работ для изоляции мест соединения проводов друг с другом и их оголённых участков используют изоляционную ленту и изолирующие ПХВ трубки – кембрики.
По назначению провода разделяют на установочные, монтажные и обмоточные. Каждому из них присвоена своя марка. Для выбора нужного провода пользуются специальными справочниками, в которых даётся расшифровка марки провода и область её применения.
Марки проводов имеют буквенно-цифровое обозначение, указывающее на основное назначение провода, конструктивное исполнение, материал исполнения и размер сечения жилы. Буквенные обозначения расшифровываются так: Ш – шнур, П – провод, Б – бытовой, Р – резиновая изоляция, В – изоляция полихлорвиниловая, Г – гибкий, Д – двойной, О – изолированные жилы заключены в общую оплётку из хлопчатобумажной нити или оболочку. Буква А в начале марки означает, что жила алюминиевая. Отсутствие буквы А указывает на то, что жила – медная.
Число жил, площадь их поперечного сечения указывается цифрами после буквенного обозначения марки провода. Например, ПР 2х1,5 где цифра 2 обозначает число жил, а 1,5 – площадь поперечного сечения жилы в квадратных миллиметрах.
Установочные провода используют для выполнения различных электропроводок. Например, для выполнения проводки по потолку и стенам здания открытым способом или под штукатуркой – скрытой проводки. Установочные провода имеют разную конструкцию и площадь поперечного сечения жил, чаще всего от одного до четырёх изолированных друг от друга медных или алюминиевых жил площадью сечения от 0,5 до 500 мм2. В качестве изоляции для проводов используют резину, полиэтилен, полихлорвинил (ПХВ), шёлк, лак и другие материалы.
Для бытовых нужд выпускают шнуры с двумя или тремя медными жилами в ПХВ изоляции. Шнуром называется провод с особо гибкими изолированными жилами, заключёнными в хлопчатобумажную или лавсановую оплётку.
Шнур марки ШБПВ используют для присоединения к электрической сети светильников, радиоаппаратуры, холодильников и других электроприборов, не потребляющих электроэнергию большой мощности.
В электронагревательных приборах используют шнуры марки ШРБО, ШБВВП с прочной оболочкой из резины или полихлорвинила. Шнуры для утюгов имеют тканевую оплётку, которая предотвращает оплавление изоляции проводов при соприкосновении с нагретой частью (ШР).
Монтажные провода применяют для внутреннего монтажа электрических приборов и аппаратов. Жила таких проводов должна обладать повышенной гибкостью, так как при выполнении монтажных работ провода приходится сильно изгибать. По этой причине жилы монтажных проводов выполняются из мягкой медной проволоки площадью поперечного сечения от 0,05 до 6 мм2. Количество жил в монтажном проводе обычно не более трёх. Эти жилы легко паять.
В качестве изоляции в монтажных проводах капроновые, лавсановые, стекловолоконные нити, которые покрывают полиэтиленовой или поливинилхлоридной оболочкой.
Обмоточные провода применяются для изготовления компактных обмоток электрических машин, аппаратов, электроприборов и поэтому имеют малую толщину изоляционного слоя. Жилы таких проводов делают из меди, алюминия и материалов с большим удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром и др.).
При создании электрических цепей важно правильно выбрать соединительные провода. В бытовых условиях нельзя использовать первый попавшийся провод, так как его электрическое сопротивление может оказаться чрезмерно большим. Изоляция каждого провода должна соответствовать напряжению, под которым будет находиться провод, а сечение жилы провода должно соответствовать проходящему по ней току. Все необходимые данные можно найти в электротехнических справочниках. В таблице 1 приведены значения допустимых токов нагрузки для нескольких широко применяемых марок установочных изолированных проводов.
На рисунке 2 показано устройство проводов и шнуров, применяемых при сборке электрических цепей с напряжением 12 В, и для присоединения к источнику электроэнергии бытовых и осветительных электроприборов.
Для проверки («прозвонки») исправности провода или шнура используется самодельный пробник (рис.3) или тестер проводимости. Концы провода присоединяются к штырям вилки пробника. Зажжённая лампочка указывает на отсутствие разрыва в электрической цепи – провод целый. Если лампочка не горит, значит, есть разрыв в цепи и провод необходимо заменить на новый или отремонтировать.
Источники информации:
1. Учебник «Технология» 8 класс. Под ред. В.Д.Симоненко, М., «Вентана-Граф», 2011
2. Учебник «Технология» 8 класс. В.Д.Симоненко, А.А.Электов и др., М., «Вентана-Граф», 2016
3. Учебник «Технология» 5 класс. Е.С.Глозман и др. М., «Просвещение», 2021