Текст книги "Электричество дома и на даче"

Основными световыми величинами являются световой поток, освещенность и сила света.

Окружающие нас предметы излучают лучистую энергию, представляющую собой распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания. Одной из основных характеристик электромагнитных колебаний является длина волны, которая может быть от долей миллиметра до нескольких сотен и даже тысяч метров. Человеческий глаз воспринимает сравнительно небольшой диапазон этих волн. Излучения в диапазоне волн, воспринимаемые человеческим глазом в виде цветных пятен света, называются оптической областью спектра электромагнитных колебаний. Излучения с длиной волн, находящихся за пределами оптической области спектра электромагнитных колебаний, не воспринимаются зрением человека. Каждой длине волн соответствует определенный цвет, вследствие чего с изменением длины волн меняются и цвета, которые воспринимает глаз человека.

Световым потоком– это мощность излучения, которая оценивается по световому ощущению, производимому на глаз человека. Единицей измерения светового потока F служит люмен (лм).

Освещенность– это величина светового потока, приходящаяся на единицу поверхности. Об интенсивности освещения судят по плотности, с которой световой поток распределяется по освещаемой поверхности. Единицей освещенности является люкс (лк). Освещенность Е определяется отношением величины светового потока F, упавшего на поверхность, к ее площади S:

Е = F/S.

Освещенность поверхности будет равна 1 лк, если на каждый 1 м² ее площади упадет световой поток в 1 лм, т. е. 1 лк = 1 лм/1 м².

Сила света– термин, служащий для характеристики распределения светового потока источника, определяет плотность светового потока в заданном направлении. Некоторые источники света излучают световой поток неравномерно, т. е. с различной интенсивностью в разных направлениях.

За единицу силы света принята кандела (кд), которая является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону.

Электрическими источниками света служат лампы накаливания, люминесцентные лампы низкого давления и ртутные лампы высокого давления.

Наиболее распространены электрические лампы накаливания. Принцип их действия основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через ее нить, в энергию видимых излучений, воздействующих на органы зрения человека и создающих у него ощущение света, близкого к белому.

Этот процесс происходит при нагреве нити лампы до 2600–2700 °C. Нить лампы не перегорает, так как температура плавления вольфрама, из которого сделана нить, значительно выше (3200–3400 °C) температуры накала нити, а также вследствие того, что из колбы лампы удален воздух либо колба заполнена инертными газами (смесью азота, аргона, ксенона), в среде которых металл не окисляется.

Срок службы ламп накаливания колеблется в широких пределах, поскольку зависит от условий работы, в том числе от стабильности номинального напряжения, наличия или отсутствия механических воздействий на лампу (сотрясения, вибрации), температуры окружающей среды и др. Средний срок службы ламп накаливания общего назначения составляет 1000–1200 ч.

При продолжительной работе лампы накаливания ее нить под воздействием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшается в диаметре и, наконец, перегорает.

Чем выше температура нагрева нити накала, тем больше света излучает лампа, но при этом интенсивнее протекает процесс испарения нити и сокращается срок службы лампы. В связи с этим для ламп накаливания устанавливается такая температура накала нити, при которой обеспечиваются необходимая светоотдача лампы и определенная продолжительность ее службы.

Вакуумными называют лампы накаливания, из внутреннего объема (колбы) которых удален воздух.

Лампы с колбами, заполненными инертными газами, называют газополными.

Газополные лампы при равных условиях имеют большую светоотдачу, чем вакуумные, так как газ, находящийся в колбе под давлением, препятствует испарению нити накала, что позволяет повысить ее рабочую температуру. Недостатком газополных ламп является некоторая дополнительная потеря в них тепла нити накала через конвекцию газа, заполняющего внутреннюю полость колбы.

С целью снижения тепловых потерь газополные лампы заполняют газами с низкой теплопроводностью. Другое направление сокращения тепловых потерь – это уменьшение размеров и изменение конструкции нити накала: ее выполняют в виде плотной винтообразной моноспирали или двойной спирали (биспирали).

Недостаток ламп накаливания – низкая светоотдача: только 2?4 % потребляемой ими электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, воспринимаемых глазом человека; остальная часть энергии переходит преимущественно в тепло, излучаемое лампой.

Широкое применение в осветительных электроустановках предприятий, учреждений, учебных и лечебных заведений получили люминесцентные лампы, которые представляет собой герметически закрытую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Люминофорами называются химические вещества, в которых под действием внешних факторов (электрического разряда и др.) возникает свечение, или люминесценция. Из трубки удаляется воздух и вводится небольшое количество газа (аргона) и определенное количество ртути. Внутри трубки в ее стеклянных ножках укреплены биспиральные электроды из вольфрама, соединенные с двухштырьковыми цоколями, служащими для присоединения лампы к электрической сети. При подаче к лампе напряжения между ее электродами в парах ртути возникает электрический разряд, и лампа начинает излучать свет. Чтобы обеспечить более интенсивное излучение электронов, электроды люминесцентных ламп покрывают активирующими веществами (оксидами стронция, бария или кальция).

Световой поток, излучаемый люминесцентными лампами, не одинаков по цвету. В зависимости от цветности излучаемого лампой светового потока различают:

♦ лампы дневного света (ЛД);

♦ белого света (ЛБ);

♦ холодно-белого света (ЛХБ);

♦ тепло-белого света (ЛТБ) и др.

При выполнении работы, требующей точного определения цветовых оттенков, например в типографии при изготовлении цветных репродукций, в художественной мастерской, на текстильном или швейном предприятии и т. д., применяют лампы ЛДИ, предназначенные для правильной цветопередачи.

Люминесцентные лампы низкого давления являются газоразрядными электрическими источниками света.

Люминесцентные лампы низкого давления изготовляют на напряжение 127 В мощностью 15 и 20 Вт; на напряжение 220 В мощностью 30, 40, 80 и 125 Вт. Срок службы и нормальной работы люминесцентных ламп – около 5000 ч при условии нечастых включений, стабильности номинального напряжения и обеспечения оптимальной окружающей температуры (15–25 °C).

Широкое применение в современных осветительных электроустановках промышленных предприятий находят дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления. Эти лампы выпускаются с двумя и четырьмя электродами.

Четырехэлектродная ДРЛ состоит из резьбового цоколя, колбы (баллона) и кварцевой горелки. Внутри горелки находится определенное количество ртути и газ аргон. В концы горелки впаяны активированные основные и дополнительные электроды из вольфрама, а внутренняя поверхность колбы покрыта тонким слоем люминофора.

При подаче напряжения к электродам лампы в парах ртути высокого давления происходит электрический разряд, сопровождаемый интенсивным излучением света, в спектре которого отсутствуют оранжево-красные лучи, что делает лампу непригодной для освещения, поэтому состав люминофора, покрывающий внутреннюю поверхность колбы, подобран так, что под воздействием ультрафиолетовых лучей спектра он излучает оранжево-красный цвет, который, смешиваясь с основным световым потоком лампы, образует свет, воспринимаемый человеческим глазом как белый с легким зеленоватым оттенком.

Четырехэлектродные ДРЛ отличаются от двухэлектродных наличием двух дополнительных электродов, подключенных к основным электродам через добавочные сопротивления. Это облегчает зажигание лампы: при подаче напряжения к лампе между основным и ближайшим дополнительным электродами возникает тлеющий разряд, под действием которого пары ртути ионизируются, способствуя разряду между основными электродами. ДРЛ с цоколем диаметром 40 мм выпускают мощностью 250-1000 Вт.

Значительно экономичнее ламп накаливания газоразрядные источники света (люминесцентные лампы и ДРЛ) – их светоотдача и срок службы в несколько раз превосходят светоотдачу и срок службы ламп накаливания.

Для присоединения источников света к электрической сети, управления ими и обеспечения требуемых режимов работы освещения служат приборы осветительных электроустановок, к которым относят патроны, выключатели, переключатели, штепсельные розетки и вилки, стартерные устройства для пуска люминесцентных ламп и др.

По назначению, конструкции и способу установки различают патроны подвесные, арматурные с ниппелем или ниппельной шейкой, подвесные полугерметические с металлическим ушком, потолочные и стенные. В соответствии с размерами цоколей ламп патроны бывают с резьбой 14, 27 и 40 мм.

Переключатели и выключатели однополюсные на напряжение до 250 В и на токи до 10 А предназначаются для коммутации электрических цепей осветительных электроустановок переменного тока частотой 50 Гц. Выключатели и переключатели однополюсные защищенного и герметического исполнений для открытой и скрытой установки должны выдерживать не менее 20 тыс. отключений. С целью повышения коммутирующей способности и износоустойчивости контактные части современных выключателей и переключателей выполняют из металлокерамики, что позволяет выдерживать свыше 200 тыс. отключений.

Рис. 43. Подключение выключателя

Выключатели и переключатели классифицируются на клавишные выключатели для скрытой и наружной установки, поворотные герметические выключатели, переключатели для скрытой установки и др.

Однофазные и трехфазные электроприемники (переносные лампы, бытовые электроприборы, электрифицированный инструмент и т. п.) с номинальными токами до 10 и 25 А на напряжения до 250 и 380 В к электрической сети присоединение при помощи штепсельных соединений, которые состоят из двух основных элементов: розетки и вилки.

Штепсельные розетки выпускаются с круглыми и плоскими контактами. Применение плоских контактов позволяет создать более надежное контактное соединение, сократить расход меди и почти вдвое по сравнению с круглыми увеличить срок службы.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных применяют двух– и трехполюсные штепсельные розетки с заземляющим контактом, к которому присоединяется проводник сети заземления для подключения переносных электроприемников к электрической сети напряжением выше 36 В.

Электрические провода сечением до 2,5 мм² могут присоединяться к контактным зажимам двухполюсных штепсельных розеток на токи до 10 А, провода сечением до 16 мм² —к трехполюсным розеткам на токи до 25 А.

Осветительную арматуру условно разделяют на арматуру для ламп накаливания, ртутных ламп и для люминесцентных ламп в зависимости от источника света.

Арматура светильников для ламп накаливания и ртутных ламп состоит из корпуса и закрепленного в нем патрона. К корпусу закрытых подвесных светильников прикрепляют снизу защитное стекло для предохранения лампы от загрязнений и механических повреждений, а сверху устанавливают ушко для подвешивания светильника к опорной конструкции. Горловина корпуса тяжелых светильников, устанавливаемых жестко на трубе, выполняется в виде патрубка с внутренней резьбой 3/4». Некоторые типы светильников снабжаются специальным устройством – бюгелем, имеющим два сальника для раздельного уплотненного ввода проводов питающей сети и крюк для подвески.

Существует большое разнообразие конструкций светильников, отличающихся светотехническими характеристиками.

Чаше всего арматура светильника для люминесцентных ламп представляет собой металлический корпус, в котором смонтированы пускорегулирующие устройства, ламподержатели, стартеродержатели и соединительные провода. Светильник присоединяется к питающей электрической сети при помощи зажимов, расположенных под одним из колпачков узла подвески. К корпусу арматуры обычно прикреплен отражатель, на котором в зависимости от конструкции светильника есть экранирующая решетка, защитное стекло или рассеиватель.

По конструкции, светотехническим показателям и характеристикам светильники должны соответствовать условиям работы и окружающей среды, отвечать требованиям безопасности, быть удобными в обслуживании.

Недостатком люминесцентных ламп и ДРЛ, включаемых в сеть переменного тока, являются периодические изменения их светового потока с частотой, равной удвоенной частоте тока питающей сети. Эти изменения светового потока, не воспринимаемые глазом человека в результате инерции зрения, весьма опасны, когда лампы применяют для освещения движущихся предметов. При пульсации светового потока искажается восприятие действительной скорости и направления движения предметов. Например, освещаемые люминесцентными лампами и ДРЛ детали машины или обрабатываемые предметы, вращающиеся с определенной частотой, могут показаться неподвижными и даже вращающимися в противоположную сторону. Поэтому при освещении помещений, в которых имеются станки и механизмы с вращающимися частями, применяются схемы включения люминесцентных ламп и ДРЛ, при которых устраняются нежелательные и опасные пульсации светового потока.

При монтаже выключателей следят, чтобы включение производилось нажатием верхней части клавиши или верхней кнопки. Выключатели устанавливаются в рассечку фазного провода, что позволяет быстро обесточить электросеть при коротком замыкании, а также обеспечивает электробезопасность при замене ламп, патронов и ремонте участка проводки от выключателя до светильника. Штепсельные розетки подключают параллельно магистральным проводам сети.

При открытой проводке выключатели и розетки должны устанавливаться на прокладках из токонепроводящего несгораемого материала (текстолит, гетинакс, асбоцемент и др.) толщиной не менее 10 мм (подрозетники), которые могут быть конструктивной частью самих электроустановочных изделий.

На сгораемых основаниях на деревянные подрозетники необходимо устанавливать дополнительно прокладку из асбеста толщиной 2-3 мм, что обеспечит защиту от загорания подрозетника при неисправности контактного соединения в выключателе или штепсельной розетке. Выключатели и розетки брызгозащищенного исполнения могут крепиться непосредственно на стене либо на стальной скобе. Ввод проводов или кабелей через сальниковое уплотнение выполняется снизу.

При скрытой электропроводке выключатели и штепсельные розетки устанавливают в металлические коробки, вмазанные в стену алебастровым раствором. Чтобы закрепить выключатель или розетку в коробке, с них снимают декоративную крышку, присоединяют провода, немного вывинчивают винты из пластинок распорных скоб и вдвигают выключатель или розетку в коробку. При вворачивании винтов лапки устройства раздаются и прочно закрепляют выключатель или розетку в коробке. Винты заворачивают до упора поочередно, не допуская перекоса, с таким усилием, чтобы не расколоть основание. После закрепления основания выключателя или штепсельной розетки на них закрепляют декоративные крышки.

Люстры подвешивают на крюках. Подвеска светильников на проводах запрещается. Крюк в потолке должен быть изолирован с помощью поливинилхлоридной трубки для предотвращения появления опасного потенциала в металлической арматуре бетонных плит или стальных труб электропроводки при нарушении изоляции в светильнике.

Если крюк крепится к деревянному перекрытию, изолировать его не надо.

Для установки крюка в пустотелой плите проделывают отверстие, вводят в него детали крепления и фиксируют их. В сплошных железобетонных перекрытиях светильник подвешивают к шпильке, которую пропускают насквозь через все перекрытие. Можно применить и другие способы крепления.

Приспособления для подвеса светильников должны испытываться на прочность в течение 10 минут усилием (нагрузкой), равным пятикратной массе светильника. Детали крепления подвеса при этом не должны повредиться.

Светильники заряжаются медными гибкими проводами с сечением жил не менее 0,5 мм² внутри зданий и 1 мм² для наружной установки и соединяются с проводами сети при помощи зажимной колодки.

Глава 3
Электричество в быту

Бытовые электроприборы и устройства хозяйственного назначения

Прежде чем покупать машину, нужно выбрать для нее место. У нас это обычно ванная, кухня или коридор.

Ванная комната не годится из-за постоянной влажности. Проникая в корпус машины, пар портит ее механические и электрические детали. На кухне в непосредственной близости от продуктов питания стиральная машина становится неиссякаемым источником вредной химии. Коридор удален от коммуникаций – водопровода и канализации.

Как правило, ассортиментный ряд стиральных машин у каждого производителя включает три основных размерных типа: стандартные, узкие и малогабаритные. Стандартной принято считать стиральную машину высотой 85 см, шириной 60 и глубиной 58 см. Их устанавливают в помещениях большой площади, в 3–5 см от стены. Для установки стиральной машины на кухне или в коридоре подходят узкие машины глубиной около 32 см. В небольшие помещения впишутся малогабаритные машины 67x50x40. Их легко установить под раковиной, которая к тому же надежно прикроет машину от воды.

Максимальная загрузка барабана определяется с учетом состава семьи. Одиноким людям и небольшим семьям подойдут компактные стиральные машины с максимальной загрузкой 3 кг (австрийская Evronova, шведская Electrolux, итальянская Candy); семье из 4?6 человек – 5 кг; семье из 7 человек и больше – 6–7 кг (ARDO, Merloni (марки Ariston, Indesit), ВЕКО, Bosch/Siemens, Candy, Electrolux (марки AEG, Electrolux, Zanussi), Euronova, Kaiser, LG, Samsung, Maytag, Otsein).

Сегодня наиболее популярны машины барабанного типа стандартного размера с фронтальной загрузкой. По мнению экспертов, такие машины надежнее узких и компактных. Объяснение этому простое: чтобы уменьшить размер агрегата, разработчикам модели приходится уменьшать количество деталей, укорачивать соединения и т. д. Все это отражается на качестве стирки и надежности машины, т. е. на самых важных для потребителя параметрах.

Класс качества указывается в инструкции. Маркировку А и В имеют стиральные машины с наилучшими показателями; С, D и Е – со средними; F, G – с низкими. Что это значит на практике? Почти все машины стирают одинаково, т. е. обеспечивают нормальное качество стирки. Есть малочисленная группа стиральных машин, класс стирки которых выше «одинакового». Это стиральные машины фирм Miele и Electrolux. Чтобы приобрести продукцию этих производителей, надо располагать суммой не менее 1 тыс. долларов США. Все остальные машины отличаются друг от друга только программами.

Стиральная машина состоит из бака, двигателя и программного устройства, задающего режимы стирки. Все это оборудование не такое уж дорогое, фактически покупатель платит за брэнд компании, собравшей машину, и дизайн. Стирка зависит от выбранного цикла и уровня воздействия моющего средства. Например, если стирать изделие из хлопчатобумажной ткани по программе «шерсть», качество стирки будет снижено почти вдвое. Разные результаты дает также стирка белья одинаковой загрязненности, но с использованием разных стиральных порошков

Что представляет собой показатель надежности стиральных машин? Прежде всего надо обратить внимание на то, где машина собрана. По мнению большинства специалистов, средняя машина итальянской сборки служит 5–8 лет, немецкой – 10–15 корейской – не менее 5 лет, китайской – 3–5. Рекордсменами по продолжительности безупречной службы считаются машины австрийской и шведской сборки – они могут прослужить от 15 до 20 лет.

Для оценки надежности немаловажен такой параметр, как вид сборки – ручная (в том числе докрутка отдельных болтов и гаек) или автоматическая. На заводах турецкой фирмы ВЕКО сборка осуществляется автоматами от начала до конца, что заметно уменьшает стоимость, но и сокращает срок службы машины. На заводах компаний ASKO и Bosch сборку доводят до кондиции (подтягивают или ослабляют крепления и т. д.) вручную.

Австрийские машины Evronova на две трети собираются вручную.

Однако качество стирки ручная сборка нисколько нe повышает.

До недавнего времени считалось, что чем больше программ стирки заложено в машину, тем она лучше и престижнее. Сейчас оценки изменились и наблюдается прямо противоположная тенденция: в моделях машин нового поколения всего 3–4 программы стирки (для разных видов белья – льна и хлопка, синтетики, шерсти и шелка). Выбрав на панели управления одну из программ, потребитель задает температуру, скорость отжима и число полосканий, а электронный мозг машины следит, чтобы установки соответствовали типу ткани. В случае ошибки машина вносит необходимые коррективы.

В последнее время производители стиральных машин отказываются от использования поворотных механических регуляторов и заменяют их кнопками. Это увеличивает срок эксплуатации машины, поскольку уменьшает число движущихся частей и механических узлов.

Сегодня пользуется популярностью электронная система Fuzzy logic (иногда ее называют Fuzzy control или Dialogic). Если в машине установлена эта система, то при стирке будет использоваться именно то количество воды, которое необходимо для данной порции белья. Система измерит температуру поступающей воды, исходя из этого вычислит продолжительность стирки с учетом времени подогрева воды до нужной температуры.

Нельзя оставить без внимания слабые стороны любых стиральных машин. Так, главная опасность для электронной начинки стиральных машин в России – напряжение в сети; оно прыгает в довольно широких пределах – 150–280 вольт, что негативно отражается на системе электронного программирования: машина начинает сбоить («забывает» отжать или прополоскать белье и т. п.) и ломается. Чтобы избежать преждевременной поломки, следует подключать стиральную машину к сети через стабилизатор или систему «Пилот».

Вторая беда хороших стиральных машин – водопроводная вода. По европейским стандартам наша вода слишком жесткая. По этой причине первым в стиральной машине обычно ломается нагревательный элемент, так как на нем образуется накипь. Так что вместе с моющим средством для смягчения воды в машину надо засыпать специальные препараты.

Многие стиральные машины можно одновременно подключать к трубопроводам горячей и холодной воды, что позволяет сохранять нагревательный элемент, уменьшать время стирки и экономить электроэнергию. Понятно, что для этого необходима бесперебойная подача горячей воды круглый год, чего у нас не бывает. Кроме того, качество горячей воды очень низкое, так что желательно подключать ее через фильтр, стоимость и установка которого, увы, превысит экономию по всем другим статьям за много лет.

Среди потребителей бытует мнение, что западные нормы подачи воды для качественной стирки в наших условиях недостаточны. Это мнение ничем не оправдано. Специалисты в этом случае единодушны: нет смысла перепрограммировать количество подаваемой в бак воды. Увеличение количества воды ведет к более быстрому износу термостата и увеличению продолжительности стирки.

Из-за качества воды у нас не приживаются пузырьковые стиральные машины, которые рассчитаны исключительно на мягкую воду.

Оптимальной скоростью вращения барабана при отжиме выстиранного белья считается 600-1000 оборотов в минуту. При таком режиме ткань изнашивается меньше. Необходимо учитывать, что для разных видов тканей необходимы разные скорости отжимов. Все современные машины снабжены функцией, позволяющей регулировать число оборотов.

Стиральные машины со встроенной сушкой предлагают сейчас почти все производители. При их использовании отпадает необходимость вывешивать белье на балконе или в другом месте. Кроме того, если возникает необходимость в срочной стирке, то не более чем через три часа выстиранную вещь можно использовать.

Наличие в машине сушки не отменяет процесс глажения. Выстиранные вещи рекомендуется немного недосушивать и сразу гладить.

Сушка в машине ведет к более быстрому изнашиванию белья. Волокна ткани прогреваются неравномерно, в каких-то местах вещь пересушивается и ткань истончается. Но на популярность стиральных машин с сушкой это обстоятельство не влияет – у нас на них приходится около 11 % спроса. На Западе этот показатель выше – 20 %. Кроме того, можно купить и отдельную машину для сушки, например Bosch TWL 5400. Стоит это изделие как новая стиральная машина – около 600 долларов США.