Что значит современное заземление?

О том, что для стабильной работы любого электрооборудования и безопасности человека необходимо наличие надежного заземления, уже давно всем ясно. Но не все знают как это сделать и порой прибегают к “дедовским” способам.

Между тем, время идёт вперед и некогда популярные способы заземления сменяются новыми, более современными. Так, например, стальные уголки, использующиеся в качестве заземления в основном на дачах, уже давно потеряли свою популярность и ушли в прошлое. Обычные трубы или арматура из черной стали, несмотря на свою доступность, все меньше притягивает внимание владельцев дач, частных домов и коттеджей. Их выбор все чаще падает в пользу материалов, произведенного промышленным способом с единственной целью —  стать эффективным и долговечным заземлением.

Действительно, в  наше время уже не нужно заниматься раскопками траншей и треугольников; брать в аренду или покупать сварочный аппарат специально для установки заземления в загородном доме. Уже давно существуют готовые комплекты, которые содержат в себе все необходимые комплектующие и не требуют ни сварных работ, ни “археологических” раскопок на участке.

Например, популярный среди владельцев частных домов и дачников комплект Заземление в частном доме ZANDZ ZZ-6, который представляет из себя готовый набор комплектующих для организации рабочего / защитного заземления:

4 штыря из омедненной стали,

1 нагель для монтажа кувалдой,

1 зажим для подключения заземляющего проводника.

Установка заземления

Для монтажа требуется только ручная кувалда. Не требуется нанимать бригаду или звать помощников — весь процесс установки занимает по времени не больше часа с учётом небольших перерывов в погружении штырей. Монтаж производится таким образом:

готовится небольшая яма глубиной 0,5 метров и диаметром 0,2 метра;

в яму вертикально устанавливается первый штырь со вставленным в отверстие нагелем;

с помощью кувалды наносятся удары по нагелю, тем самым загоняя штырь в землю;

из погружённого в грунт штыря вынимается нагель, а в отверстие вставляется второй штырь;

в отверстие во втором штыре снова вставляет нагель;

с помощью кувалды в землю загоняется второй штырь. Таким образом погружаются все 4 штыря. При монтаже место соединения двух штырей надёжно запрессовывается благодаря уплотняющим втулкам, которые входят в комплект поставки;

последний штырь необходимо оставить на уровне 20 см над землей. К нему с помощью болтового зажима подключается заземляющий проводник, которым нужно запастись заранее. Проводник подводится к щиту на главную шину заземления.

На этом монтажные работы окончены, заземление готово.

Фотографии взяты и видеоролика «Монтаж заземлителя ZANDZ кувалдой Ссылка

Источник - https://electrohobby.ru/chto-znach-sovr-zazeml-khw.html

Чем опасны реле (электромагнитные), работающие в электронных схемах, и для чего ставят диод параллельно катушке.

Как вы думаете, может ли кратковременный импульс напряжения, допустим, в 500 вольт вывести из строя микросхему, транзистор, диод или любой другой полупроводник, рассчитанный на работу с низким напряжением? А может ли обычное низковольтное реле генерировать подобные импульсы высокого напряжения? На оба вопроса ответ ДА. И в этой статье давайте с вами разберемся как именно это может происходить и какими способами можно от этого защититься.

Итак, возьмем самое обычное низковольтное реле, рассчитанное на напряжение питания 12 вольт.

Как мы знаем любое электромагнитное реле содержит в себе медную катушку, на выводы которой и подается рабочее напряжение. Поскольку мы рассматриваем проблему отрицательного влияния реле на электронные схемы, в которых они работают, то и тип тока у нас будет постоянный. Для новичков стоит рассказать, какие процессы происходят на катушке, при подаче на нее питающего напряжения. Итак, для примера мы берем катушку, рассчитанную на 5 вольт постоянного тока. Подаем на нее питание (эти самые 5 вольт). И при прохождении тока через обмотку этой катушки вокруг нее постепенно начинает образовываться электромагнитное поле. В этом поле накапливается некоторое количество энергии. Чем сильнее будет это электромагнитное поле, тем больше энергии будет оно содержать.

При этом стоит учитывать (новичку), что сразу после подачи напряжения на катушку ток в ней не будет равен номинальному, рабочему (зависящее от активного сопротивления катушки). В начальный момент после подачи питания катушка будет пытаться усиленно сопротивляться прохождению тока по ней, и ее сопротивление будет иметь реактивный характер (будет больше активного). Для наглядности посмотрите на графики, что имеются на рисунке ниже.

В начале при подачи напряжения на катушку ток на катушке равен 0 и постепенно начинает увеличиваться, доходя до величины, что ограничена активным сопротивлением катушки. В то же время напряжение в начальный момент на концах катушки будет максимальным, и постепенно оно будет уменьшаться. В это время, пока ток нарастает, происходит накопление энергии в электромагнитном поле катушки.

Но вот то, что происходит после отключения питания от катушки как раз и представляет опасность для электронных схем. Дело в том, что на втором графике хорошо видно, как меняется величина напряжения на концах катушки, когда мы резко обрывает ток питания (момент отключения питания показан вертикальной пунктирной линией). Дело в том, что ранее накопленная энергия в магнитном поле стремится высвободится, и в силу процесса, называемого возникновение ЭДС самоиндукции на концах катушки возникает резкое увеличение напряжения. Это короткий по времени импульс (доли секунды) имеет величину напряжения в десятки, а то и в сотни раз больше, чем напряжение питания этой катушки. К тому же, это напряжение уже будет иметь противоположную полярность (плюс и минус поменяются местами). Величина тока в этот момент времени будет постепенно уменьшаться.

Чтобы наглядно оценить на сколько сильно может увеличиваться напряжение на концах катушки реле после снятия с нее напряжения питания можно собрать очень простую схему, что представлена ниже на рисунке.

В данной схеме мы будем с помощью кнопки B1 периодически подавать и снимать напряжение с катушки реле. Поскольку я ранее уже сказал, что ЭДС самоиндукции имеет противоположную полярность, то диод VD1 через себя будет пропускать именно напряжение всплеска, который нам нужно будет оценить с помощью вольтметра V. Для сглаживания импульсов, что будут получаться при периодическом нажатии кнопки и чтобы получить более точные значение всплеска напряжения в схеме имеется конденсатор C1. Величина емкости данного конденсатора наиболее оптимальна и подобрана опытным путем. Данной схемой можно проверять любые катушки (не только катушки реле) на величину ЭДС самоиндукции.

К примеру, я взял обычное электромагнитное реле, рассчитанное на постоянный ток и величину напряжения питания 12 вольт. Далее я его подключил к данной схеме проверки величины ЭДС самоиндукции. На схему подал питание 12 вольт и периодически начал нажимать на кнопку B1 (с частотой примерно 5 Гц). В результате вольтметр мне показал величину напряжения, доходящую аж до 180 вольт. Причем стоит учесть, что это не максимальное значение, поскольку часть электрической энергии расходуется на заряд конденсатора и частично успевает разряжаться через вольтметр. Думаю многие со мной согласятся, что и напряжения в 180 вольт, да еще и противоположной полярности, вполне может хватить, чтобы пробить маломощный электронный компонент. Следовательно, при отключении питания от реле без дополнительных защит мы получаем большую вероятность выхода из строя электронных устройств, схем и т.д.

И теперь о том, как обычно защищаются от таких высоковольтных всплесков напряжения, возникающие по причине явления ЭДС самоиндукции катушек. А самой простой и эффективной защитой является установка дополнительного диода, который ставится параллельно выводам катушки реле. Рисунок ниже.

Поскольку диод может пропускать постоянный ток только в одном направлении, то при нормальной полярности работы в схеме диод себя никак не проявляет. Он заперт и через него ток не течет (во время работы катушки реле). Но вот когда питание с катушки реле снимается, и образуется ЭДС самоиндукции обратной полярности, то тут то диод и начинает работать. Он эту противоположную полярность просто пропускает через себя, полностью гася возникший высоковольтный импульс. В итоге напряжение ЭДС самоиндукции не превышает величины в 0,6 вольта (величина падения напряжения в открытом состоянии диода). Так что в свои схемы, где есть реле, не забывайте дополнительно впаивать защитный диод параллельно выводам катушки реле.

Источник - https://electrohobby.ru/chem-opasni-rele-bvp.html

Как сделать простую защиту от переполюсовки – неправильного, перепутанного подключения плюса и минуса источника питания

Бывают случаи, когда приходится подключать источник питания постоянного тока к тому или иному электронному устройству не через разъемы, а напрямую проводами. Если разъем питания изначально имеет строго определенную полярность, которую можно изменить только лишь перепаиванием проводов. То в случае подключения питания к нагрузке проводами с крокодилами или всевозможными зажимами легко можно случайно перепутать полярность подключения. И вместо минуса на схему подать плюс, а вместо плюса минус. Естественно, в большинстве случаев электронное устройство после такого неправильного подключения скорей всего выйдет из строя (если в нем изначально отсутствует защита).

Чтобы обезопасить свои электронные схемы, устройства, приборы от переполюсовки (перепутанной полярности питания) можно собрать простую схему защиты, которая представлена ниже на рисунке.

Схема защиты содержит всего один полевой МОП транзистор. Данный вариант схемы может работать с напряжением от 5 до 20 вольт. Данное ограничение по напряжению связано с особенностями характеристик полевых МОП транзисторов с изолированным затвором. А именно, как известно, подобные полевики имеют среднее пороговое напряжение своего открытия именно величину 4 вольта (напряжение, что прикладывается между затвором и истоком). Если напряжение меньше 4 вольт, то полевик будет закрыт. Если больше 4 вольт, полевик уже вполне способен через свой канал исток-сток проводить электрический ток. Следовательно, чтобы изначально при правильной полярности транзистор четко нам на своем выходе выдавал напряжение, минимальным рабочим напряжением мы будем считать 5 вольт.

Верхним пределом по напряжению для данной схемы можно считать величину 20 вольт. Поскольку именно такое напряжение считается пределом безопасного напряжения, прикладываемое к управляющим выводам транзистора. Если напряжение между затвором и истоком будет более 20 вольт, то уже появляется большая вероятность пробоя полевого транзистора и выхода его из строя. В таких случаях можно дополнить имеющуюся схему и увеличить предел максимального безопасного напряжения управления. Рисунок доработанной схемы представлен ниже.

Тут мы просто принудительно ограничиваем величину управляющего напряжения полевого транзистора обычным параметрическим стабилизатором, собранного на стабилитроне и резисторе. То есть, допустим мы стабилитрон в схеме поставим на 12 вольт. При этом, как мы знаем, при работе напряжение на стабилитроне не поднимется выше напряжения стабилизации. Все лишнее напряжение будет уже оседать на резисторе R1. Следовательно, если мы даже и превысим порог в 20 вольт, то с 12 вольтовым стабилитроном на управляющих выводах полевика всегда будет 12 вольт.

Ну, и теперь о том, как и почему полевой МОП транзистор позволяет нам сделать простую защиту от переполюсовки. Изначально (если на них не подается управляющее напряжение) такие полевые транзисторы закрыты. Через канал сток-исток ток не протекает, даже если на вход подается напряжение и на выходе есть нагрузка. Чтобы полевик открылся мы между его затвором и истоком должны приложить напряжение, величиной более 4 вольт. Как это условие выполнено, то на канале исток-сток резко уменьшается сопротивление. Причем у подобных полевых транзисторв оно может быть весьма маленьким. Допустим у транзистора IRFZ44 сопротивление открытого канала исток-сток равно 0,028 Ома. Следовательно, это нам позволяет пропускать относительно большие токи без особого нагрева детали. Максимальный ток этого полевика равен до 50 ампер. Максимальное рабочее напряжение может быть до 60 вольт постоянного тока (при условии использовании схемы со стабилитроном).

В схеме мы используем N-канальный транзистор. И это значит, что для открытия полевика мы должны на затвор подавать плюс, а на исток минус. Только при такой полярности транзистор сможет нормально открыться. Если же на N-канальный полевик подать напряжение противоположной полярности, то транзистор просто не откроется. Следовательно, через рабочий канал исток-сток ток не пройдет и нагрузка не включится. Как я чуть ранее упомянул, использование именно полевого МОП транзистора (имеющего очень маленькое сопротивление в открытом состоянии) позволяет практически без потерь осуществлять защиту от переполюсовки. И даже при больших токах, допустим при 10 амперах, данный транзистор не будет особо нагреваться, а это значит, что у схемы защиты высокий КПД.

В предлагаемой схеме защиты от неправильной, ошибочной полярности подключаемого источника питания использовать можно практически любой полевой МОП транзистор с изолированным затвором. Разве что при выборе обращайте внимание на максимальный ток и на минимальное сопротивление открытого канала исток-сток (должно быть как можно меньше). Транзистор IRFZ44 отлично подходит для наших задач, да и стоит он практически копейки.

Эту схему логично устанавливать в саму нагрузку, которую нужно защищать от случайной переполюсовки. Поскольку в противном случае, когда схему вы решите поставить со стороны источника питания, это устройство защиты вам будет бесполезно. Ведь, когда вы перепутаете плюс и минус, и это будет уже после схемы защиты, то потенциально защищаемая схема нагрузки окажется все равно под напряжением противоположной полярности. Следовательно, нагрузка все равно выйдет из строя. Так что будьте с этим повнимательней.

Некоторые начинающие могут подумать, что теоретически выводы исток и сток можно поменять местами (тем самым мы напряжение источника питания будем подавать на выход схемы, а его снимать для нагрузки со входа схемы). Да, полевой транзистор при этом также будет отрываться и проводить через себя ток. Но защитную функцию он потеряет. То есть, ток будет через него проходить при правильной полярности, через сам открытый канал исток-сток. Но ток будет проходить и при неправильной полярности. И это будет происходить через паразитный диод, который имеют все подобные полевые транзисторы. На схеме он нарисован внутри самого полевика. Так, что схема защиты от переполюсовки полностью работоспособна только лишь в том варианте, которые нарисован выше.

Другим моментов, о котором могут возразить новички, будет то, что для защиты от переполюсовки можно использовать всего один обычный диод. Да, это так. Но стоит учесть, что в любом случае при прямом подключении диода мы на нем будем иметь падение напряжения не менее 0,6 вольт. Следовательно, чем больше тока нагрузка будет потреблять, работая при малом напряжении, тем большие потери мы будем иметь. Большая часть электрической энергии будет тратится на нагрев диода. Полевой же транзистор имеет очень маленькое сопротивление открытого канала исток-сток. И тут потери будут минимальными. Так что я бы все же вам советовал использовать схему именно на полевике, для защиты своих электронных устройств от случайной переполюсовки.

Источник - https://electrohobby.ru/zash-ot-perepolus-na-polev-vnz.html