• 20.10.2018

Виды автоматы: Типы автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Содержание

Типы автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Автоматическими выключателями называются устройства, задача которых состоит в защите электрической линии от воздействия мощного тока, способного вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгоранием. Возрастание силы тока может быть вызвано слишком большой нагрузкой, что происходит при превышении суммарной мощностью устройств той величины, которую кабель может выдержать по своему сечению – в этом случае отключение автомата происходит не сразу, а после того, как провод нагреется до определенного уровня. При КЗ ток возрастает многократно в течение доли секунды, и устройство тут же реагирует на него, мгновенно прекращая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какими бывают типы автоматических выключателей и их характеристики.

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

  • Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.
  • Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
  • Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Существует еще одна разновидность автоматов для защиты электросети – дифференциальные. Мы не рассматриваем их отдельно, поскольку такие устройства представляют собой обычные автоматические выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы расцепителей

Расцепители являются основными рабочими компонентами АВ. Задача их состоит в том, чтобы при превышении допустимой величины тока разорвать цепь, тем самым прекратив подачу в нее электроэнергии. Существует два основных типа этих устройств, отличающихся друг от друга по принципу расцепления:

  • Электромагнитные.
  • Тепловые.

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически моментальное срабатывание автоматического выключателя и обесточивание участка цепи при возникновении в нем сверхтока короткого замыкания.

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, втягивающимся внутрь под воздействием тока большой величины и заставляющим срабатывать отключающий элемент.

Основная часть теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Когда через автомат проходит ток, превышающий номинальную величину защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, изгибаясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время на срабатывание теплового расцепителя зависит от величины проходящего по пластине тока перегрузки.

Некоторые современные устройства оснащаются в качестве дополнения минимальными (нулевыми) расцепителями. Они выполняют функцию выключения АВ, когда напряжение падает ниже предельного значения, соответствующего техническим данным устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только отключать, но и включать АВ, даже не подходя к распределительному щиту.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость аппарата.

Количество полюсов

Как уже было сказано, автомат защиты сети имеет полюса – от одного до четырех.

Подобрать для цепи устройство по их числу совсем несложно, достаточно лишь знать, где используются различные типы АВ:

  • Однополюсники устанавливают для защиты линий, в которые включены розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазный провод, не захватывая нулевого.
  • Двухполюсник нужно включать в цепь, к которой подсоединена бытовая техника с достаточно высокой мощностью (бойлеры, стиральные машинки, электрические плиты).
  • Трехполюсники монтируются в сетях полупромышленного масшатаба, к которым могут подключаться такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
  • Четырехполюсные АВ позволяют защитить от КЗ и перегрузок электропроводку с четырьмя кабелями.

Применение автоматов различной полюсности – на следующем видео:

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

  • A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
  • B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
  • C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
  • D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Для защиты цепей с различными параметрами надо устанавливать аппараты с соответствующими возможностями.

 

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Заключение

Автоматический выключатель, характеристики и виды которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, которое обеспечивает защиту электрической линии от повреждений мощными токами. Эксплуатация сетей, не защищенных автоматами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное – правильно подобрать тип АВ, который подойдет для конкретной сети.

Виды торговых автоматов — какие бывают торговые вендинговые аппараты

20 век в России характеризуется приходом новых экономических явлений, таких как становление различных видов бизнеса, которые в последующем плотно укоренились в экономике страны. Таким перспективным новшеством в бизнесе и являлся вендинговый бизнес. Вендинг принес большие прибыли его начинателям и стабильно высокие доходы большинству из продолжателей. Вендинг-бизнес сегодня – это успешный вид экономической деятельности, развивающий большими темпами по всему миру.

Наше время – это время высоких технологий и самые предприимчивые приспосабливаются использовать этот ресурс с целью заработка. Постепенно приходит осознание, что большую часть повседневной рутины могут выполнять машины, а главное — выполнять качественно, в срок, быстро и не требуя за это никаких денег. Автоматизация интегрировалась во все сферы человеческой деятельности.

К началу  21 века автоматы заменили человеческий ресурс во многих направлениях: сервис, товары, услуги. Наступило время автоматизированных продаж. Уже ни для кого не секрет, торговые автоматы в развитых странах приносят их владельцах миллионы прибыли. Общий мировой оборот через торговые автоматы составляет десятки и сотни миллионов долларов.

Каждый день в мире появляются тысячи торговых автоматов, ведь все, что может продавать человек – может продавать и  автомат. Кроме того, в отличие от обычного продавца, торговые автоматы исполнительны, не воруют, не  нуждаются в отдыхе и готовы работать 24 часа. Вендинговые аппараты ежеминутно обслуживают тысячи покупателей по всему миру. 

Торговые автоматы

 

Все, что может продавать человек, может продавать и автомат. Торговые автоматы подразумевают автоматизированную торговлю, т.е. без участия человека и различаются по направленности реализуемого товара.

 

Кофейные автоматы занимают особое положение в вендинг бизнесе и являются наиболее популярными.  Их отличительная черта в том, что вложенные средства окупаются довольно быстро и в кротчайшие сроки автоматы начинают приносить прибыль.  Более подробно тема кофейных автоматов раскрыта в разделе «Тип: кофейные автоматы» .

Торговые автоматы по продаже напитков представлены сегодня на рынке вендингового оборудования в своем многообразии. Автоматы данной направленности реализуют напитки как в упаковке, так и на разлив, как горячие напитки, так и прохладительные. К торговым автоматам, приготавливающим прохладительные напитки, относятся автоматы газированной воды. Для приготовления газированных прохладительных напитков, «газировки», используются специальные сиропы. Рекомендуется использоватьНатуральные сиропы ГОСТ 28188-89. От качества и вкуса сиропов напрямую зависят  продажи. Именно «тот самый вкус» газировки, определенный ГОСТом, возвращает  покупателя к автомату снова и снова.

Торговые автоматы по продаже еды набирают популярность. На сегодняшний день у людей уже сформировалось определенное доверие к торговым автоматам, а в комбинации с простотой использования (требуется всего лишь дважды коснуться пальцами и получить нужный товар) и востребованностью товара, люди все охотнее пользуются автоматами по продаже еды. Одним из самых актуальных торговых автоматов данной направленности являются обедоматы.  Обедомат  – это ультрасовременная столовая, явление широко популяризированное на западе. Еда в обедоматах свежая, горячая и всегда есть в наличии. Один обедомат полностью заменяет одну привычную столовую. Новые столовые, образованные с помощью обедоматов, называются венд кафе или венд-столовыми. Подобные торговые автоматы небольших размеров, но по своему ассортименту не уступают привычным местам общепита.

Снековые торговые автоматы реализуют такие популярные товары как шоколадки, чипсы, сухарики, вода, семечки и многое другое. Снековые аппараты окупаются дольше, чем, к примеру, кофейные. В связи с этим ставить снековые автоматы поодиночке не рентабельно. Снековые автоматы рекомендуется устанавливать рядом с кофейными автоматами. Это легкообъяснимый факт — выпить чашечку кофе – приятное дополнение к времяпровождению, а выпить чашечку кофе с плиткой шоколада – еще приятнее. К популярным снековым торговым автоматам относят автоматы: CM6367, SM(MINI) и SM2 .

Автоматы по продаже средств гигиены делятся на несколько видов:

Средства личной гигиены будут востребованы всегда, поэтому автоматы данной направленности являются незаменимыми условиями для комфортного пребывания в определенных местах.  Учитывая специфику товаров каждого автомата по продаже средств личной гигиены, нужно правильно подобрать места установки автоматов.  В настоящее время эта ниша вендинг бизнеса быстро развивается, появляется новое оборудование и новые решения.

 

Автоматы по продаже мелкого штучного товара или механические автоматы  реализуют мелкие игрушки, жевательные резинки, шарики-прыгуны и многое другое. Особенно состоит в простейшем механическом устройстве. Главное преимущество этих автоматов – простота в использовании и невысокая стоимость. Механическим торговым автоматам не требуется электричество,  продажи разрешается осуществлять без контрольно-кассового аппарата, мобильны и удобны при смене места установки. Подобное вендинговое оборудование можно встретить в любом месте, преимущественно там, где есть дети.

Копировальные автоматы предназначены для предоставления услуг ксерокопирования в режиме самообслуживания. Копировальный автомат отличается высокой скоростью выполнения операции копирования и быстрой готовностью к работе после подачи питания. Благодаря этому можно достичь существенного объема продаж на хорошей точке даже с одним аппаратом.

Современные торговые автоматы реализуют практические любой вид товара. К настоящему моменту почти не осталось такого товара, который нельзя было бы продать через автомат. Постепенно предприниматели приходят к тому, что необходимость использовать человеческий ресурс в местах точечных продаж уже не рентабельно и не эффективно. На смену привычной торговли приходят автоматизированная. И уже в ближайшем будущем автоматизированная торговля станет основным и единственным видом продаж. 

виды приборов, классы, технические характеристики

Автоматы электрические — удобные и практичные средства, которые позволяют защитить электрооборудование и пользователя от внезапных коротких замыканий. Что они собой представляют, какая есть классификация, как их выбрать, какие есть типы автоматических выключателей? Об этом и другом далее.

Общие характеристики

Автоматический электрический выключатель является коммутационным устройством, которое пропускает через свою структуру ток, имеющий номинальную силу. Во время необходимости делает отключение цепи, к примеру, при коротком замыкании или при повышении потребляемой мощности. В настоящее время есть однофазный, двухфазный и трехфазный прибор, отвечая на вопрос, какие существуют автоматы электрические разновидности. Отличаются они друг от друга числом тех элементов, которые разъединяют ток.

Как выглядит

Предназначен аппарат, для того чтобы защищать электрическую цепь, чтобы не происходили перегрузки и токи с коротким замыканием. Его можно многократно использовать. Срабатывает он стабильно всегда.

Обратите внимание! Главный параметр электроавтомата — число пропускания номинального тока, токовой энергии, которая нужна, чтобы нормально работали бытовые электрические приборы. В частном доме и городской квартире ставится автомат на 6-63 ампера. Специалистами рекомендуется разбитие электросети в домашних условиях на пару контурах и установку каждого на собственный выключатель.

Предохранение электрооборудования от сверхтока как основное предназначение

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

  • однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
  • токоограничивающим и нетокоограничивающим;
  • выкатным и стационарным;
  • селективным и неселективным;
  • ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть.

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Как выбрать

Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.

Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования.

Определение мощности автомата

Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.

Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались.

Таблица мощности бытовых приборов и инструментов

Расчет номинальной мощности автомата

Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.

Вычисление номинального тока

Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.

Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения.

Таблица сечения проводника

Определение время-токовой характеристики

Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.

Таблица пускового тока

Особенности маркировки

На каждом автомате прописываются все характеристики. Имеет на своем корпусе маркировки нагрузки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе.

Популярные производители

Сегодня лучшие автоматические выключатели выпускает компания марки АВВ, Legrand, Schneider Electric, General Electric, CHINT Electric и DEKraft.

Бренд Legrand

В целом, электрические автоматические выключатели — профессиональное оборудование, благодаря которому можно минимизировать риски при отключении света и коротком замыкании. Имеют классификацию по числу полюсов, время-токовому параметру, номинальному току, отключающей способности. Выбрать несложно, принимая во внимание мощность, номинальный ток, токовую характеристику и маркировку. Как правило, пользователи рекомендуют останавливать свой выбор на популярных брендах.

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

Автоматы электрические выполняют функцию защиты проводки от перегрузок, замыканий, аварий, которые могут возникнуть при скачках напряжения. Чтобы не случилась чрезвычайная ситуация, необходимо в квартирах, частных домах, гаражах, дачах и хозяйственных постройках устанавливать электрические автоматические выключатели. Когда случаются перегрузки или скачки, то прибор реагирует и работает неодинаково. В той или иной ситуации происходит срабатывание отдельных частей устройства, в то время как другие части продолжают работать, обеспечивая безопасность жилища.

Принцип работы защитного автомата

Выключатель имеет компактные, небольшие размеры, устройство помещено в пластмассу из термостойких материалов. На одной стороне —лицевой — установлена рукоятка, позволяющая включать и выключать прибор, на другой — сзади — фиксатор-защелка, который крепится на специальную DIN-рейку. Снизу и сверху расположены винтовые клеммы.

Принцип работы выключателей зависит от состояния сети и протекания тока по проводке. Когда прибор электрического выключателя находится в нормальном режиме, то через автомат проходит ток, показатели которого могут быть равны или меньше установленного номинального значения. Напряжение от внешней сети идет на верхнюю клемму с неподвижным контактом. Отсюда ток поступает на замкнутый подвижный контакт, а далее переходит на катушку соленоида, которая является гибким медным проводником. Уже отсюда ток идет на тепловой расцепитель, с которого поступает на нижнюю клемму. Именно она подключена к сети.

Таблица номиналов автоматов по току

Штатный ток, который проходит по проводке, может быть больше или меньше установленных значений. На их основании составлена классификация времятоковых характеристик для расцепителей в устройствах. Каждый вид в государственном стандарте отмечен латинской буквой, а допустимое превышение следует искать по формуле коэффициента — k=I/In.

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

Тип время тока Значение
А Допустимое троекратное превышение, которое является максимальным
В От 3 до 5
С Превышение больше штатного возможно в 5-10 раз
D Превышение возможно в 10-20 раз
К От 8 до 14
Z Превышение разрешено в пределах 2-4 раз больше нормы

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

Тип Характеристика Виды цепей
А Защита на отрезке АВ активируется, когда коэффициент будет равен 1,3. Отключение тока происходит в течение 60 мин. Если ток будет и дальше увеличиваться, то время отключения сокращается ровно в два раза. Электромагнитная защита со скоростью 0,05 сек. сработает, если номинал превысит в 2 раза. Не подвержены кратковременным перегрузкам, применяются в промышленных масштабах, а не быту.
В Штатный номинал может быть превышен в 3-5 раз. Активация соленоида происходит, если перегрузка возрастет в 5 раз. Тогда обесточивание произойдет в течение 0,015 сек. Термоэлемент отключится в течение 4 сек. уже при троекратном превышении. Характерны для цепей без высоких пусковых токов.
С Перегрузка происходит чаще, чем при других видах, допустимые показатели выше нормы — в 5 раз. Как только произойдет превышение штатного режима, автоматически отключиться термоэлемент. В бытовых сетях, где часто присутствует нагрузка разного типа.
D Превышение штатной нормы происходит в 10 раз, после чего отключается термоэлемент, и в 20 раз — для соленоида. Используется для того, чтобы защитить пусковые устройства, по которым проходит высокий ток.
К Отключение соленоида произойдет, если ток превысит показатели в 8 раз. Такие приборы надо ставить на цепи, имеющие индуктивную нагрузку.
Z Характерно небольшое превышение — от 2 до 4 раз. Используется, чтобы подключать электронные приборы.
MA Термоэлемент не применяется, чтобы отключить нагрузку. Устанавливается на устройствах с электрическими двигателями.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Одним из главных показателей, по которому осуществляется выбор автоматического выключателя, является мощность нагрузки. Это позволяет рассчитать нужное значение тока для устройства, его защиты от перепадов напряжения. Расчет проводится по номинальному току, поэтому рекомендуется выбирать по мощности отдельных участков. Во внимание стоит принимать меньшие или номинальные показатели расчетных токов. Допустимый ток электропроводки будет больше, чем номинальная мощность выключателя.

Необходимо учитывать и такой показатель, как времятоковая характеристика устройства. Основным параметром для определения номинального показателя мощности является сечение провода. Допустимое значение тока, которое указывается на автоматическом выключателе, должно быть немного меньше, чем максимальный ток для сечения провода. Выбирают устройство по наименьшему сечению провода, который проложен в проводке.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Если автомат не будет соответствовать сетевой мощности и нагрузке, тогда он не будет защищать проводку от того, что сила тока и напряжение резко возрастет или упадет.

Сечение кабеля для сетевой нагрузки должно точно соответствовать мощности аппарата. Если мощность по разным участкам будет по сумме больше, чем номинальная величина, то станет увеличиваться температура. Из-за этого может произойти плавление изоляционного слоя кабеля. В результате чего начнется возгорание электрической проводки. Также, если сечение кабеля не будет отвечать нагрузке, то будут наблюдаться следующие явления:

  • Задымление.
  • Запах горелой изоляции.
  • Возникает пламя.
  • Выключатель не будет отключаться от сети, поскольку номинальные показатели тока по проводке не будут превышать допустимые нормы.

Процесс плавления изоляционного слоя через время спровоцирует короткое замыкание. Далее произойдет отключение автоматического выключателя, огонь способен в это время охватить весь дом.

Защита слабого звена электроцепи

Правила устройства электроустановок гласят, что выключатель для электрической сети обязан максимально защитить самый слабый участок или же содержать такой номинал тока, который будет полностью соответствовать параметру установок, которые включены в сеть. Чтобы подключить провода к сети, необходимо, чтобы их поперечные сечения имели суммарную мощность всех подключенных аппаратов.

Соблюдение подобных правил способно защитить квартиру или дом от возникновения аварии из-за слабого участка электропроводки. Игнорировать описанные требования нельзя, поскольку владелец жилья способен потерять не только прибор автоматического выключения тока, но и квартиру.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Данный параметр можно рассчитать по следующей формуле: I=P/U, где:

  • I — показатель/величина номинального тока.
  • Р — суммарная мощность всех установок, которые включены в цепь. В расчет берутся лампочки и другие устройства, потребляющие электричество.
  • U — напряжение тока в сети.

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

Вид подключения Однофазное в киловаттах Трехфазное (треугольник) в киловаттах Трехфазное (звезда) в киловаттах
U, B

Автоматическое,

в амперах

220 380 220
1 Ампер 0,2 1,1 0,7
2 0,4 2,3 1,3
3 0,7 3,4 2
6 1,3 6,8 4
10 2,2 11,4 6,6
16 3,5 18,2 10,6
20 4,4 22,8 13,2
25 5,5 28,5 16,5
32 7,0 36,5 21,1
40 8,8 45,6 26,4
50 11 57 33
63 13,9 71,8 41,6

Используя таблицу 3, можно легко рассчитать, сколько киловатт нагрузки способен выдержать конкретный вид номинального тока. Выбирать надо четко по указанным значениям, чтобы напряжение и вид подключения точно совпадали и соответствовали друг другу. Это поможет избежать превышения нагрузки и возможных аварий.

Недопустимые ошибки при покупке

Покупка автоматического выключателя не проводится каждый день. Поэтому к выбору устройства надо отнестись внимательно, чтобы не устроить дома пожар, замыкание проводки. Во время покупки нельзя допускать следующие виды ошибок:

  • Правильно выбрать автомат по мощности электрической проводки в многоквартирном или частном доме. Многие потребители делают совсем все наоборот — ориентируются на мощность эксплуатируемых электроприборов. Это неправильно, поскольку электропроводка может не выдержать, начать плавиться.
  • Расчет номинала АВ по номинальному току надо делать по средним показателям. Так проводка точно выдержит нагрузку тока.
  • Для дачи или гаража номинал АВ должен быть мощнее, поскольку используемая техника в таких местах имеют большую мощность, чем в квартире.
  • Устройства надо покупать только у проверенных производителей, чтобы все технические характеристики были точными и качественными, не угрожали безопасности жилья и жильцов.
  • Приобретать автоматические выключатели надо только в специализированных магазинах, не пользоваться услугами посредников. Это исключает риск приобретения подделок и некачественной продукции.

Покупка автоматов электрических — не очень сложная задача. Следует придерживаться вышеперечисленных рекомендаций, чтобы избежать ошибок в выборе такого устройства для дома. Рекомендуется приобретать автоматический выключатель с человеком, который разбирается в электричестве, специальной технике, видах сечения, мощности устройства, напряжениях тока в сети и фазах.

типы, виды, назначение — Vendoved

Подробная типологическая классификация торговых автоматов встречалась мне лишь однажды, в каком-то советском учебном пособии, предназначенном для техников, обслуживающих автоматы. С тех пор, несмотря на то, что количество видов торговых автоматов растет лавинообразно, никаких попыток систематизации (кроме представления в виде неполных каталогов по типам продаваемого товара) не было предпринято.

Попробуем это исправить и классифицировать современные виды вендинговых автоматов, разделив их по типам, видам и предназначению. Одни и те же автоматы могут входить в разные группы, в зависимости от типологического признака.

Первый типологический признак, наиболее популярный и часто используемый:

По виду реализуемого товара или услуги:

1. торговые автоматы для продажи напитков
Сюда отнесем кофейные автоматы, баночные автоматы, автоматы по продаже газированной воды в розлив, автоматы по продаже свежевыжатого сока, кваса. Более редкие виды аппаратов: для продажи кислородных коктейлей, молочных коктейлей, чайные торговые аппараты и прочие.

2. автоматы по продаже еды
Это, в первую очередь, снековые автоматы, а также автоматы для продажи горячей еды, пиццы, попкорна, сахарной ваты, конфет, жвачки и другие вендинговые машины, предлагающие покупателю готовые к употреблению продукты питания.

3. торговые автоматы для продажи непродовольственных товаров
Через торговые автоматы можно продавать все, что не запрещено законодательством, однако прижилось в нашей стране не слишком большое количество аппаратов этого типа. Это линзоматы, автоматы по продаже живых цветов и еще несколько видов. В мировой практике вендинга этот список, конечно, значительно шире: от автоматов по продаже медикаментов, зоотоваров до промо-автоматов по продаже автомобилей.

4. торговые автоматы для реализации услуг
Эта категория автоматов долгое время была представлена исключительно платежными терминалами, но в последнее время набирают обороты и другие «услужники» — автоматические «ксероксы», вендинговые массажные кресла, автоматы для зарядки мобильных устройств, фотоавтоматы для печати фотографий из соцсетей, информационные киоски. Из экзотических – маникюрные автоматы.

5. развлекательные автоматы-аттракционы
Львиная доля таких машин приходится на «детский» вендинг. Это разнообразные вендинговые качалки, кран-машины для вытаскивания мягких игрушек и т.д.

По степени готовности товара можно выделить автоматы:

1. для готовых к употреблению товаров
В качестве примера, возьмем снековые автоматы, автоматы по продаже напитков из кег (кваса, лимонада).

2. для товаров, которые изготавливаются в автомате в процессе продажи
В этой группе — практически все автоматы по приготовлению напитков (кофейники, чайники, газвода, свежевыжатые соки), а также автоматы для приготовления еды. Такие автоматы обычно предполагают в своей конструкции нагревательное оборудование (бойлер, печь), или холодильное оборудование (сатуратор, холодильник и т.д.).

По консистенции товара:

1. торговые автоматы по продаже жидких товаров в розлив
Это автоматы по продаже любых напитков, а также технических жидкостей (к примеру, незамерзайки).

2. по продаже штучных товаров (снеки, кондоматы, по продаже бахил и т.д.)

По месту установки вендингового автомата:

1. для работы в помещениях
Большинство торговых автоматов не являются антивандальными и не рассчитаны на уличные условия эксплуатации. Кроме того, сама конструкция автомата не позволяет использовать его в плохих погодных условиях и при уличном диапазоне температур. Одним из способов установить обычный торговый автомат на улице является использование специального уличного бокса. Чаще всего такие боксы-короба используют для уличной установки кофейных и снековых автоматов.

2. для уличной установки
Группа автоматов, изначально разрабатываемых для установки в условиях низких или высоких температур. Они не боятся ветра, снега, дождя и прочих природных неудобств. Это автоматы для продажи газированной воды в розлив, для продажи питьевой воды, молока, технических жидкостей на азс, некоторые модели платежных терминалов и другие менее популярные виды торговых автоматов.

По конструкции:
1. напольные (большинство существующих автоматов, обычно шкафного типа)

2. навесные (отличаются от напольных компактным размером. Обычно они навешиваются на стену или, для экономии места, на обычный торговый автомат (на кофейный, например). Примеры настенных вендинговых аппаратов: кондоматы, навесные платежные терминалы)

По потреблению электричества:
1. электрические
2. механические (не требуют подключения к сети)

По наличию функции выдачи сдачи:
1. с выдачей сдачи
Обычно автоматы с выдачей сдачи оснащены платежной системой в полном комплекте (купюроприемник+монетоприемник), сдача выдается мелочью.

2. без выдачи сдачи
Классический пример – терминалы оплаты. Деньги вносятся купюрами, сдача не выдается, хотя терминалы с выдачей сдачи, время от времени, все же встречаются, обычно они оснащены и монетоприемниками.

По возможности работы автоматов «в спарке»:
1. отдельностоящие
Сюда относятся привычные одиночные торговые автоматы (кофейные, снековые, линзоматы и т.д.)

2. комбинированные
Наиболее распространенные торговые автоматы этого вида: кофе+снек. Спарка размещается на одном арендном месте и представляет собой минибуфет, работающий от одной платежной системы.

По размеру торгового автомата:
1. большие вендинговые автоматы-магазины (редкий гость на российских вендинговых выставках, в дикой природе практике российского вендинга не встречается)

2. автоматы стандартного размера (большинство моделей)

3. мини-автоматы (некоторые модели кофематов, большинство навесных видов вендинговых машин)

По способам выдачи штучных товаров:
1. спиральные (товар выдаются в нижний лоток по спирали)
2. с лифтовой подачей (товар при помощи лифта и ленты транспортера доставляется к окошку выдачи)
3. барабанные
Товар размещается в отдельной секции на вращающихся платформах, покупатель забирает купленную вещь сам. Это наиболее редкий вид выдачи. Увидеть и оценить работу вендингового оборудования с барабанной выдачей можно при знакомстве с торговыми автоматами по продаже живых цветов (в Москве и МО встречаются, к примеру, в сети магазинов Перекресток).

По виду интерфейса:
1. кнопочные
2. с использованием технологии touch-screen (имею сенсорный экран)

А на десерт сегодня видео автомата-магазина:

Автоматические выключатели, типы, расцепители и принцип действия ВА

Выключателями называют обширный класс коммутационных аппаратов, способных соединять, разъединять и служить проводниками в электрических цепях в условиях протекания рабочих и аварийных токов.

Именно способность коммутировать повышенные токи, возникающие при отклонениях условий работы электрических сетей от нормального режима, отличает выключатели от других коммутирующих устройств, среди которых:

  • разъединители, предназначенные для коммутации только токов холостого хода;
  • выключатели нагрузки, способные разрывать номинальный рабочий ток электроустановки.

Назначение

Таким образом, технические свойства, которыми обладают автоматические выключатели (краткое обозначение ВА), позволяют использовать их в следующих целях:

  • коммутирование электрических цепей;
  • защита электроустановок путём их автоматического отключения при возникновении аварийного значения тока.

ВА используются в электрических сетях и электроустановках всех уровней напряжения, однако, общепринятый термин «автоматические выключатели» подразумевает низковольтные аппараты, работающие в условиях до 1000 вольт.

Часто встречаемые производители: ABB, IEK, Schneider-Electric, Legrand.

Те автоматы, что функционируют в сетях более высокого напряжения, называть «автоматическими» не принято что, конечно же, не вполне логично. Уровень автоматизации работы оборудования высокого напряжения обычно выше, чем низковольтного. Но главное не путаться в терминологии, чтобы понимать, о чём идёт речь.

Габариты на примере ABB (мм) в зависимости от числа полюсов. Размеры могут отличаться от других производителей, например, высота бывает 80, 88, 90, 104 мм.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Отличие от прочих коммутационных устройств

Может возникнуть вопрос, в чём заключается отличие автоматического выключателя от других коммутационных аппаратов, не способных коммутировать значительные токи. Дело в том, что коммутация токовых нагрузок, а именно их отключение, сопровождается возникновением электрической дуги. Причём, чем больше значение тока, тем сильнее дуговой разряд при отключении контактов. Горение дуги происходит в ионизированном воздушном пространстве, то есть, воздух становится электропроводящим. В зависимости от разрываемого тока и напряжения сети, дуговой разряд в промежутке определённой величины может вообще не погаснуть после отключения контактов.

Примером может служить дуговая электрическая сварка, где установив между электродом и деталью требуемый зазор, дугу можно поддерживать постоянно. Кроме этого, горящая в разрыве контактов электрическая дуга ионизирует окружающее пространство и вызывает междуфазное короткое замыкание в случае многополюсных коммутационных аппаратов.

Но это относится только к разъединителям. Автоматический выключатель оборудован специальными дугогасительными камерами, типовая конструкция которых содержит ряд параллельно расположенных пластин, они разделяют дугу на отдельные участки, где та и затухает. Также предусмотрен путь отвода образующихся при горении дуги газов. Персональной дугогасительной камерой оборудован каждый полюс автомата, что препятствует распространению ЭД на контакты соседних фаз.

Типы ВА (полюса и четыре группы)

Классифицировать типы автоматических выключателей можно по нескольким признакам, остановимся на некоторых из них.

Число полюсов: 1p, 2p, 3p и 4p

Данная характеристика показывает, какое количество независимых электрических цепей может коммутировать автомат. По этому параметру ВА делятся на однополюсные (обозначение 1p), двухполюсные (2p), трёхполюсные (3p) и четырёхполюсные (4p).

Каждый из полюсов представляет собой обособленный механический контакт, имеющий два вывода для подключения внешних электрических цепей. Иногда полюса называют главными цепями, т.е. это цепи контактов, предназначенных для коммутации токов защищаемой нагрузки.

Количество полюсов (1п, 2п, 3п, 4п) каждого выключателя можно определить без труда.

Понятие главных полюсов или цепей было введено, т.к. некоторые разновидности автоматов имеют до нескольких вспомогательных контактов. Эти контакты не предназначены для коммутации силовой электрической нагрузки и не оборудованы устройствами дугогашения. Есть еще вспомогательные контакты (называемые также блок-контактами), они работают в цепях сигнализации и блокировки.

Время-токовая характеристика

В зависимости от особенностей электрической цепи, автоматический выключатель должен обладать соответствующими свойствами защит. Значение токов короткого замыкания является характеристикой питающей сети, а не подключаемой нагрузки. Нагрузку одной и той же номинальной мощности и напряжения можно подключить к мощным шинам подстанции, либо к длинной линии электропередачи, на большом удалении от источника питания. СтабЭксперт.ру напоминает, что в первом случае ток короткого замыкания будет иметь максимальное значение, во втором, из-за влияния сопротивления линии электропередачи может быть значительно снижен. Таким образом, при выборе подходящего автоматического выключателя недостаточно учитывать только характеристики нагрузки, нужно иметь расчётные значения токов короткого замыкания в месте предполагаемой установки.

Читайте еще: наглядная схема и поключение УЗО?

Деление на группы A, B, C, D

Для работы в различных сетях выпускаются автоматические выключатели, обладающие различными время–токовыми характеристиками. По этому признаку, в соответствии с ГОСТ Р 50345-99, все автоматы делятся на четыре группы — «A», «B», «C» и «D». К аппаратам каждой из этих групп предъявляются свои требования в части защитных характеристик. Рассмотрим их подробнее.

К расцепителям автоматов с характеристикой типа «A» предъявляется одно требование: при протекании токов, превышающих номинальное значение в 5 раз, его отключение должно происходить за время, меньшее 0,1 с.

Например, выключатель рассчитан на номинальный ток 25 ампер, то есть, Iном = 25А. При токе 5*Iном= 125А, время срабатывания расцепителя должно быть меньше 0,1 с.

Что касается автоматов с характеристиками «B», «C» и «D», существуют как общие для всех трёх групп, так и индивидуальные требования. Они нормируют время отключения при различных уровнях превышения номинального тока:

  • при токе 1,13 Iном, то есть, превышающем номинальное значение на 13%, автоматы с номиналом до 63 ампер должны работать до отключения не менее одного часа, выключатели на ток свыше 63 ампер, соответственно не менее двух часов;
  • ток 1,45 Iном должен приводить к отключению автоматов с номиналом до 63 ампер менее, чем за один час, автоматов свыше 63 ампер – менее, чем за два часа;
  • при превышении номинального тока на 155% (2,55 Iном), автоматические выключатели до 32 ампер отключаются в течение времени от 1 до 60 секунд, автоматы более 32 ампер — от 1 до 120 с.

Характеристики отключения каждой из групп, выглядят следующим образом:

  • тип «B» отключается более, чем за 0,1 секунду при троекратном превышении номинального тока и менее, чем за 0,1 сек. при десятикратном;
  • отключение выключателей типа «C» — более 0,1 сек. при 5*Iном, менее 0,1 сек. при 50 Iном;
  • автомат типа «D» не должен срабатывать ранее 0,1 сек. при десятикратном увеличении номинального тока.

Выключатели с выдержкой времени

Автоматические выключатели, оснащённые механизмом установки времени срабатывания вне зависимости от значения тока, называются селективными. Соответственно аппараты, не обладающие этим качеством относятся к неселективным. Рассмотрим, что такое селективность и зачем она нужна.

Селективность — это одно из основных качеств, которым должна обладать защита. Селективность заключается в необходимом и достаточном объёме защитных отключений повреждённого участка сети. Это означает, что в случае повреждения оборудования (например, короткого замыкания), защита должна отработать так, чтобы отключенным оказался только повреждённый сегмент схемы. Всё остальное оборудование должно при этом по возможности оставаться в работе. Какое отношение к этому имеет выдержка времени выключателя, покажем на примере.

Предположим, на вводе питания секции 0,4 кВ установлен выключатель «1». От этой секции питаются несколько отходящих линий через линейные выключатели. Пусть на одной из отходящих линий установлен выключатель «2».

Теперь предположим, что в самом начале этой линии произошло короткое замыкание. Какой выключатель должен быть отключен защитами, чтобы выделить только повреждённый участок? Конечно же, «2». Но ведь ток короткого замыкания в этой ситуации протекает через два выключателя – «1» и «2» (короткое замыкание подпитывается от источника через выключатель ввода «1»). Каким же образом обеспечить отключение только выключателя «2», ведь значение тока, протекающего через эти выключатели практически одинаково. Вот здесь и приходит на помощь возможность установления искусственной задержки времени отключения на автомате ввода «1». При этом защита просто не успевает сработать, так как линейный выключатель «2» отключит ток короткого замыкания без выдержки времени.

Далее:

Виды дифавтоматов – в чем отличие между ними, и какие встречаются

В настоящее время выпускают огромное количество видов дифавтоматов на любой вкус. Чтобы выбрать среди них оптимальный вариант для конкретной электросети, нужно иметь представление об их классификации по функциональным возможностям. Это значительно облегчит выбор устройства. Пропустив их через сито нескольких наиболее важных характеристик, можно сильно сократить список подходящих приборов.

По типу сети и току утечки

Дифференциальные автоматы по типу контролируемой электрической сети делятся на однофазные напряжением 220 В и трехфазные с линейным напряжением 380 В, соответственно, разделяются на двухполюсников для однофазных и четырехполюсников для трехфазных сетей.

В зависимости от тока утечки, возникающего в контролируемой сети, дифавтоматы, как и УЗО, подразделяются на следующие категории.

Тип АС. Дифференциальный автомат этого вида реагирует на синусоидальный переменный ток утечки, который может появиться мгновенно или нарастать постепенно.

При превышении порогового значения тока отключения он срабатывает, разрывая защищаемую линию. На корпусе дифавтомата должно быть обозначение АС или символ переменного тока в рамке.

Тип А. Отличие устройства этой категории от первого типа состоит в том, что оно реагируют на мгновенное возникновение или постепенное увеличение переменного и постоянного (пульсирующего) тока утечки. При достижении значения уставки, дифавтомат срабатывает.

На его корпусе должно быть изображение буквы А или символа синусоиды и пульсирующего тока в рамке. Различия сказываются на цене. Эти дифавтоматы значительно дороже устройств первого типа из-за необходимости дополнительного контроля, пульсирующих токов.

Они имеют наибольшее распространение и рекомендуются в большинстве случаев. Это связано с большим количеством бытовой техники имеющей именно такого рода токи утечки. Некоторые производители прямо указывают на этот тип защитных приборов, для своих устройств.

Тип В. Дифавтоматы этого вида срабатывают при наличии переменного, постоянного или выпрямленного тока утечки. Независимо от того, как происходит превышение порогового значения, мгновенно или постепенно. Обычно используется на промышленных объектах.

На корпусе указываются символы постоянного, переменного и пульсирующего токов в рамке, как и в УЗО (кстати, на западе из принято называть дифреле).

В европейских странах тип АС практически не применяется. В России допускается применение всех типов устройств.

По току мгновенного расцепления

По время-токовой характеристике дифавтоматы, также как и автоматические выключатели делятся на несколько классов. Каждая категория указывает, во сколько раз ток мгновенного расцепления должен быть больше номинального, чтобы прибор сработал. По российскому ГОСТ Р 50345-99 этих категорий три:

  1. вид В. Приборы этой категории мгновенно срабатывают при превышении контролируемого тока в 3-5 раз по сравнению с номинальным током;
  2. вид С. Устройство с таким обозначением срабатывает в случае превышения номинального тока в 5-10 раз;
  3. вид D. Дифференциальный автомат относящийся к данному классу среагирует при токах превышения номинала в 10-20 раз.

На корпусах устройств буквы с обозначением вида электромагнитного расцепителя по току мгновенного расцепления стоят перед цифрами обозначающими значение номинального тока. То есть, если на приборе написано С16, значит номинальный ток равен 16 А, а мгновенного расцепления 80-160 А.

В европейском союзе имеются приборы дополнительного типа А. В устройствах данного вида ток мгновенного срабатывания в 2-3 раза больше номинального тока.

Есть еще несколько типов (K, Z), которые установили сами производители. Здесь уже лучше обратиться к инструкции по эксплуатации на данный тип устройства, возможно, это будет именно тот прибор, который Вам нужен.

По времени срабатывания

По задержке времени срабатывания дифавтоматы бывают селективные и мгновенного действия. Первые обычно устанавливаются на вводе электрощита. Их основная функция – защита от пожара при нарушениях изоляции электропроводки.

Имеют значения отключающего тока 100 мА, 300 мА, 500 мА. Время задержки отключения составляет 0,15-0,5 секунды. Дифавтоматы мгновенного действия имеют значения отключающего тока в пределах 6-30 мА. Срабатывание происходит за сотые доли секунды, быстродействующие реагируют через тысячные доли.

Номинальная отключающая способность

По номиналу отключения дифавтоматы, также как и автоматические выключатели делятся на несколько видов. На корпусе устройства в прямоугольнике стоит число 3000, 4500, 6000 или 10000. Оно указывает, какой ток короткого замыкания в амперах выдержит дифавтомат без нарушения работоспособности при дальнейшем применении.

Приборы с максимальным значением применяют в производственных помещениях, мастерских. Устройства со значением 6000 А обычно используют в зданиях с новой электропроводкой, способной кратковременно выдержать большие токи.

В сельской местности обычно применяют приборы со значением 4500 А, там проводка похуже и линии электроснабжения послабее.

По токоограничению

Как бы быстро ни срабатывали расцепители, но это происходит за какое-то конечное время. Механическое размыкание контактов приводит к возникновению электрической дуги, пока расстояние между контактами не станет настолько большим, что дуга уже не сможет формироваться.

Класс токоограничения показывает, за какой интервал времени происходит размыкание контактов с момента начала размыкания и до гашения дуги.

Этот параметр очень важен для длительного и безопасного функционирования электропроводки. Чем меньше время размыкания, тем меньше страдают провода электросети от токов короткого замыкания.

Смысл токоограничения дифавтомата заключается в отключении защищаемой линии раньше, чем короткое замыкание наберет полную силу. Здесь он работает, как автоматический выключатель. Это позволяет защитить изоляцию от чрезмерного нагрева проводов и возгорания.

Выделяют 3 класса:

  • устройства 1 класса имеют время гашения дуги в дугогасительгой камере более 10 мс;
  • приборы 2 класса осуществляют гашение электрической дуги за 6-10 мс;
  • устройства 3 класса токоограничения производят это за 2,5-6 мс.

Чтобы определить класс, надо взглянуть на переднюю панель корпуса дифавтомата. Он виден в прямоугольной рамке под значением номинальной отключающей способности. Первый класс никак не обозначают.

Другие различия

Дифавтоматы различаются и по климатическому исполнению. На передней панели устройства внутри изображения снежинки указывается нижняя рабочая температура. Приборы подразделяются и по номинальной частоте контролируемой сети. Разновидности дифавтоматов на этом не заканчиваются.

Ко всему прочему дифференциальный автомат подразделяется на два вида: электронный и электромеханический. Первые компактнее, но имеют один недостаток, при отсутствии питающего напряжения на электронной плате они не работают. Это может произойти при обрыве нулевого провода.

В этот момент происходит перераспределение токов и необходимо срочно отключить электросеть, но электронный дифавтомат не поможет. Здесь справятся только второй (электромеханический) тип устройства, который не нуждается в дополнительном питании, чем отличается от первых, ему достаточно токов утечки.

Чисто внешне приборы отличить очень трудно. Самый простой способ использовать батарейку типа «Крона». При подключении к устройству в обход дифференциального трансформатора, электромеханический дифавтомат должен сработать, а электронный нет.

Стоит ли выбирать

Разобравшись с классификацией дифавтоматов по различным характеристикам, можно приступать к выбору необходимого для данной цепи устройства. Но на этом выбор прибора не заканчивается.

Теперь важно понять, а нужен ли автоматический выключатель дифференциального тока вообще, а может, стоит заменить его на два различных прибора: автоматический выключатель и устройство защитного отключения.

Этот вопрос возникает у многих специалистов. На первый взгляд применение дифавтомата несет только благо: экономится место в электрическом щите, упрощается монтаж. Но есть и несколько моментов заставляющих задуматься перед выбором.

Первое, цена дифавтомата больше стоимости автоматического выключателя и устройства защитного отключения. Это справедливо, если сравнивать приборы одного производителя.

Второй момент связан с тем, что при срабатывании дифавтомата невозможно понять причину отключения. Было ли это короткое замыкание или пробой изоляции. Соответственно и дальнейшие действия тоже становятся неясными.

И третье, все когда-нибудь выходит из строя. В случае с дифавтоматом, придется менять весь прибор. В случае с двумя устройствами, достаточно заменить один.

Кстати, чем сложнее устройство, тем менее оно надежно. Только учтя все преимущества и недостатки, можно сделать правильный выбор.

простая машина | Определение, типы, примеры, список и факты

Простая машина , любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это простейшие известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. К простым машинам относятся наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт.

простые машины

Шесть простых машин для преобразования энергии в работу.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Наклонная плоскость состоит из наклонной поверхности; он используется для подъема тяжелых тел. Самолет предлагает механическое преимущество в том, что сила, необходимая для перемещения объекта вверх по склону, меньше поднимаемого веса (без учета трения). Чем круче наклон или наклон, тем больше требуемая сила приближается к фактическому весу. Выражаясь математически, сила F , необходимая для перемещения блока D вверх по наклонной плоскости без трения, равна его весу W, , умноженному на синус угла, который наклонная плоскость образует с горизонталью (θ).Уравнение: F = W sin θ.

наклонная плоскость

В этом представлении наклонной плоскости D представляет блок, который нужно переместить вверх по плоскости, F представляет силу, необходимую для перемещения блока, а W представляет вес блока. Выражаясь математически и предполагая, что плоскость не имеет трения, F = W sin θ.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Принцип наклонной плоскости широко используется — например, на съездах и обратных дорогах, где небольшая сила, действующая на некотором расстоянии вдоль склона, может сделать большой объем работы.

Рычаг — это стержень или доска, которая опирается на опору, называемую точкой опоры. Сила, направленная вниз, действующая на один конец рычага, может передаваться и увеличиваться в направлении вверх на другом конце, позволяя небольшой силе поднять тяжелый вес.

рычаги

Два примера рычагов (слева) Лом, поддерживаемый и свободно вращающийся на опоре f , умножает направленную вниз силу F , приложенную в точке a , так что он может преодолевать нагрузку P , оказываемую масса породы в точке b .Если, например, длина a f в пять раз равна b f , сила F будет умножена в пять раз. (Справа) Щелкунчик — это, по сути, два рычага, соединенных штифтом в точке опоры f . Если a f в три раза больше b f , сила F , приложенная рукой в ​​точке a , будет умножена в три раза на b , легко преодолевая прочность на сжатие P в двух словах.

Британская энциклопедия, Inc.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Все древние люди использовали рычаг в той или иной форме, например, для перемещения тяжелых камней или в качестве палки для копания при обработке земли. Принцип рычага использовался в свейпе, или шадуфе, длинном рычаге, поворачиваемом около одного конца с платформой или емкостью для воды, свисающей с короткой руки, и противовесами, прикрепленными к длинной руке. Мужчина мог поднять вес в несколько раз превышающий его собственный, потянув за длинную руку.Говорят, что это устройство использовалось в Египте и Индии для подъема воды и подъема солдат через стены еще в 1500 году до нашей эры.

shadoof

Shadoof, центральная Анатолия, Турция.

Noumenon

Клин — это объект, сужающийся к тонкой кромке. Если толкать клин в одном направлении, создается сила в боковом направлении. Он обычно делается из металла или дерева и используется для раскалывания, подъема или затягивания, например, для закрепления головки молотка на рукоятке.

клин

Клин для колки древесины.

Шекспир

В доисторические времена клин использовался для раскалывания бревен и камней; топор — это тоже клин, как и зубья пилы. С точки зрения механической функции винт можно рассматривать как клин, обернутый вокруг цилиндра.

Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (оси). В своей ранней форме он, вероятно, использовался для подъема грузов или ведер с водой из колодцев.

Его принцип действия лучше всего объясняется устройством с большой шестерней и маленькой шестерней, прикрепленными к одному и тому же валу.Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне для поворота вала, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Усиление силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W, : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R, : r ).

колесно-осевые агрегаты

Двухколесные и осевые агрегаты (A) Если большая шестерня и маленькая шестерня прикреплены к одному и тому же валу или оси, силы F , приложенной с радиусом R к большой шестерне, достаточно преодолеть большую силу W на радиусе r на малой шестерне, поворачивая ось.(B) В конструкции барабана и троса, способной поднимать грузы, большой барабан радиусом R может использоваться для поворота маленького барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования большого барабана для поворота небольшого барабана с двумя радиусами, а также блока шкива. Когда сила F применяется к веревке, намотанной вокруг большого барабана, веревка, намотанная вокруг маленького двухрадиусного барабана, наматывается с d (радиус r 1 ) на D (радиус r 2 ).Усилие W на радиусе блока шкивов P легко преодолевается, и прикрепленный груз поднимается.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Если большая и маленькая шестерни заменяются барабанами большого и малого диаметра, обернутыми веревками, колесо и ось становятся способными поднимать вес. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, и оператор тянет веревку на большом барабане. В этой конструкции механическое преимущество состоит в том, что радиус большого барабана делится на радиус малого барабана.Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования небольшого барабана с двумя радиусами: r 1 и r 2 , а также блока шкива. Когда к большому барабану прикладывается сила, веревка на маленьком барабане наматывается на D и выходит из d.

Мерой усиления силы, доступной в системе шкив и канат, является отношение скоростей или отношение скорости, с которой сила прилагается к канату ( V F ), к скорости при котором груз поднимается ( V W ).Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разницу радиусов меньших барабанов D и d. Выраженное математически уравнение: V F / V W = 2 R / ( r 2 r 1 ). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это соотношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, сделав два меньших барабана D и d примерно одинакового радиуса.

Винт | компонент машины | Britannica

Винт , в машиностроении, обычно круглый цилиндрический элемент с непрерывным спиральным ребром, используемый либо как крепежный элемент, либо как модификатор силы и движения.

Подробнее по этой теме

ручной инструмент: Винтовой инструмент

Хотя Архимеду приписывают изобретение винта в 3 веке до нашей эры, его винт был не сегодняшним крепежом, а на самом деле…

Хотя пифагорейский философ Архит из Тарента (V век до нашей эры) является предполагаемым изобретателем винта, точная дата его первого появления в качестве полезного механического устройства неясна. Хотя изобретение водяного винта обычно приписывают Архимеду (3 век до н. Э.), Существуют свидетельства того, что подобное устройство использовалось для орошения в Египте в более раннее время. Шнековый пресс, изобретенный, вероятно, в Греции в I или II веке до нашей эры, использовался со времен Римской империи для глажки одежды.В I веке нашей эры деревянные винты использовались в прессах для вина и оливкового масла, а также использовались резаки (метчики) для нарезания внутренней резьбы.

На рисунке, который показывает основные типы винтов и головок винтов в современном использовании, колпачковые и крепежные винты используются для зажима деталей машины вместе, либо когда одна из деталей имеет резьбовое отверстие, либо вместе с гайкой. Эти винты растягиваются при затягивании, и создаваемая растягивающая нагрузка зажимает детали вместе. Крепежные винты имеют различные типы головок, большинство из которых имеют шлицы под отвертку.Они изготавливаются меньшего размера, чем болты и винты с головкой под ключ.

Винты и головки винтов

Винты и головки винтов (A) Винт с головкой, (B) крепежный винт с овальной головкой, (C) установочный винт с полой головкой, (D) саморез, (E) с плоской головкой шуруп для дерева, (F) крепежный винт с головкой Phillips, (G) винт с растяжкой.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Установочный винт на рисунке входит в резьбовое отверстие в одном элементе; при затягивании чашеобразное острие вдавливается в сопрягаемый элемент (обычно вал) и предотвращает относительное движение.Установочные винты также бывают с коническими и цилиндрическими точками, которые подходят к соответствующим отверстиям, и с шлицевыми и квадратными головками.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Шпилька — это стержень с резьбой на обоих концах. Он постоянно ввинчен в один элемент и зажат гайкой на другом конце.

Саморезы образуют или нарезают сопрягаемую резьбу в таких материалах, как металлы, пластмассы, стекловолокно, асбест и пропитанная смолой фанера, когда они забиваются или вкручиваются в просверленные или полые (литые) отверстия.Саморез на рисунке образует резьбу, перемещая материал рядом с пилотным отверстием так, чтобы он обтекал винт. Самонарезающие винты имеют режущие кромки и полости для стружки, которые создают стыковку резьбы за счет удаления материала.

Шурупы по дереву бывают самых разных диаметров и длин; при использовании больших размеров просверливаются пилотные отверстия, чтобы избежать раскалывания древесины. Стяжные шурупы — это большие шурупы по дереву, которые используются для крепления тяжелых предметов к дереву. Головки бывают квадратными или шестиугольными.

Винты, изменяющие силу и движение, известны как винты с приводом. Шуруповерт преобразует крутящий момент (крутящий момент) в тягу. Тяга (обычно для подъема тяжелого предмета) создается поворотом винта в неподвижной гайке. Используя длинный стержень для поворота винта, небольшое усилие на конце стержня может создать большую осевую силу. Столы для заготовок на станках линейно перемещаются по направляющим винтами, которые вращаются в подшипниках на концах столов и сопрягаются с гайками, закрепленными на станине станка.Подобное преобразование крутящего момента в усилие может быть получено либо путем вращения фиксированного в осевом направлении винта для приведения в движение фиксированной во вращении гайки вдоль винта, либо путем вращения фиксированной в осевом направлении гайки для пропускания винта, фиксированного во вращении, через гайку.

Колесо и ось | машина

Колесо и ось , основной компонент машины для усиления силы. В своей ранней форме он, вероятно, использовался для подъема грузов или ведер с водой из колодцев. Его принцип работы демонстрируется большой и малой шестернями, прикрепленными к одному и тому же валу, как показано позицией A на рисунке.Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне для поворота вала, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Усиление силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W, : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R, : r ).

колесно-осевые агрегаты

Двухколесные и осевые агрегаты (A) Если большая шестерня и маленькая шестерня прикреплены к одному и тому же валу или оси, силы F , приложенной с радиусом R к большой шестерне, достаточно преодолеть большую силу W на радиусе r на малой шестерне, поворачивая ось.(B) В конструкции барабана и троса, способной поднимать грузы, большой барабан радиусом R может использоваться для поворота маленького барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования большого барабана для поворота небольшого барабана с двумя радиусами, а также блока шкива. Когда сила F применяется к веревке, намотанной вокруг большого барабана, веревка, намотанная вокруг маленького двухрадиусного барабана, наматывается с d (радиус r 1 ) на D (радиус r 2 ).Усилие W на радиусе блока шкивов P легко преодолевается, и прикрепленный груз поднимается.

Британская энциклопедия, Inc.

Подробнее по этой теме

простая машина: колесо и ось

Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (оси). Вероятно, в самой ранней форме это было так…

Для подъема грузов колесо и ось имеют барабаны большого и малого диаметра с намотанными на них тросами вместо шестерен. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, и оператор тянет веревку на большом барабане. В этой конструкции механическое преимущество состоит в том, что радиус большого барабана делится на радиус малого барабана. Повышение механического преимущества может быть достигнуто за счет использования небольшого барабана двух диаметров, r 1 и r 2 , и блока шкива P, как показано на рисунке B на иллюстрации.При подъеме груза канат наматывается на барабан D и с барабана d.

Мерой увеличения силы, доступного с системой, является отношение скоростей или отношение скорости ( V F ), с которой оператор тянет канат на F , к скорости, с которой вес Вт поднят ( В Вт ). Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разницу радиусов барабанов D и d.Выраженное математически уравнение: V F / V W = 2 R / ( r 2 r 1 ). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это соотношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, если шкивы D и d будут иметь примерно одинаковый радиус. См. Также блок и подкат.

7: Простые машины — AP Physics 1 Онлайн

Что такое простая машина?


Демонстрация: тема

  • К концу этого раздела студенты должны уметь:

Простая машина — это механическое устройство, которое изменяет направление и / или величину силы . В общем, их можно определить как простейшие механизмы, использующие рычаги (также называемые механическим преимуществом) для увеличения силы.Обычно этот термин относится к шести классическим простым машинам, которые были определены учеными эпохи Возрождения:

Простая машина использует одну приложенную силу для выполнения работы против одной силы нагрузки. Игнорирование трения
потерь, работа, проделанная с грузом, равна работе, сделанной
приложенная сила. Машина может увеличить количество выходного усилия,
за счет пропорционального уменьшения расстояния, пройденного
нагрузка. Отношение выходной мощности к приложенной силе называется механическим преимуществом .

Веб-сайт (COSI): Анимация Simple Machines

Раздаточный материал / Практические навыки: тема

Активность: тема
Лаборатория / Виртуальная лаборатория (PhET): тема


Механическое преимущество


    К концу этого раздела студенты должны уметь:
    • Определить механическое преимущество .
    • Отличите идеальное механическое преимущество от реального.
    • Выполните расчеты IMA и AMA.

Механическое преимущество

— мера увеличения силы
достигается с помощью инструмента, механического устройства или машинной системы. Идеально,
устройство сохраняет потребляемую мощность и просто распределяет силы
против движения, чтобы получить желаемое увеличение выходной силы.

Идеальное механическое преимущество

Идеальное механическое преимущество

(IMA), или

теоретическое механическое преимущество

,
является механическим преимуществом устройства при условии, что его
компоненты не гнутся, нет трения и износа.Это
рассчитывается с использованием физических размеров устройства и определяет
максимальная производительность, которую может достичь устройство.

Идеальное механическое преимущество — это соотношение силы или усилия,
из машины относительно силы или усилия, приложенного к машине, или

Фактическое механическое преимущество

Фактическое механическое преимущество (AMA) — механическое
преимущество определяется физическим измерением входа и выхода
силы.Фактическое механическое преимущество учитывает потери энергии из-за
прогибу, трению и износу.

AMA машины рассчитывается как отношение измеренной выходной силы к измеренной входной силе,

Веб-сайт (Гиперфизика): тема

Раздаточные материалы / Практические навыки: тема
Действие: тема
Лаборатория / Виртуальная лаборатория (PhET): тема


Механический КПД


  • К концу этого раздела студенты должны уметь:

Механический КПД измеряет эффективность машины
в преобразовании энергии и мощности, которые вводятся в устройство, в
выходная сила и движение.Эффективность измеряется как отношение
измеренная производительность к производительности идеальной машины:

Демо: тема

Веб-сайт (Гиперфизика): тема

Раздаточные материалы / практические навыки: тема
Деятельность: тема
Лаборатория / виртуальная лаборатория (PhET): тема

6 видов простых машин

Работа выполняется путем приложения силы на расстоянии. Эти шесть простых машин создают большую выходную силу, чем входную; соотношение этих сил составляет механическое преимущество машины.Все шесть перечисленных здесь простых машин использовались в течение тысяч лет, а физика, лежащая в основе некоторых из них, была количественно определена греческим философом Архимедом (ок. 287–212 до н. Э.). В сочетании эти машины можно использовать вместе, чтобы получить еще большее механическое преимущество, как в случае с велосипедом.

Рычаг

Рычаг — это простой механизм, состоящий из жесткого объекта (часто какого-либо стержня) и точки опоры (или оси). Приложение силы к одному концу жесткого объекта заставляет его вращаться вокруг точки опоры, вызывая увеличение силы в другой точке вдоль жесткого объекта.Существует три класса рычагов, в зависимости от того, где находятся входная сила, выходная сила и точка опоры по отношению друг к другу. Самый ранний рычаг использовался в качестве весов к 5000 г. до н.э .; Архимеду приписывают высказывание: «Дайте мне место, чтобы встать, и я сдвину землю». Бейсбольные биты, качели, тачки и ломы — все это типы рычагов.

Колесо и ось

Колесо — это круглое устройство, которое прикреплено к жесткому стержню в его центре. Сила, приложенная к колесу, заставляет ось вращаться, что может использоваться для увеличения силы (например, путем наматывания веревки вокруг оси).В качестве альтернативы сила, прилагаемая для вращения оси, преобразуется во вращение колеса. Его можно рассматривать как тип рычага, который вращается вокруг центральной точки опоры. Самая ранняя известная комбинация колеса и оси была игрушечной моделью четырехколесной повозки, сделанной в Месопотамии около 3500 г. до н. Э. Колеса обозрения, шины и скалки — это примеры колес и осей.

Плоскость наклонная

Наклонная плоскость — это плоская поверхность, установленная под углом к ​​другой поверхности. Это приводит к тому, что вы выполняете такой же объем работы за счет приложения силы на большем расстоянии.Самая основная наклонная плоскость — это пандус; для подъема по пандусу на более высокую отметку требуется меньше усилий, чем для подъема на эту высоту по вертикали. Никто не изобрел наклонную плоскость, поскольку она встречается в природе, но люди использовали пандусы для строительства больших зданий (монументальная архитектура) еще в 10–8500 годах до нашей эры. В «Плоском равновесии» Архимеда описываются центры тяжести различных геометрических плоских фигур.

клин

Клин часто считают двойной наклонной плоскостью (обе стороны наклонены), которая перемещается, чтобы оказывать силу по длине сторон.Сила перпендикулярна наклонным поверхностям, поэтому она раздвигает два объекта (или части одного объекта). Топоры, ножи и стамески — все клинья. Обычный «дверной клин» использует силу на поверхностях для обеспечения трения, а не для разделения предметов, но по сути это все равно клин. Клин — самая старая простая машина, созданная нашими предками Homo erectus , по крайней мере, 1,2 миллиона лет назад для изготовления каменных орудий.

Винт

Винт — это вал, имеющий на своей поверхности наклонный паз.При вращении винта (приложении крутящего момента) сила прикладывается перпендикулярно канавке, тем самым преобразуя вращательную силу в линейную. Он часто используется для скрепления предметов (как крепежный винт и болт). Вавилоняне в Месопотамии разработали винт в 7 веке до нашей эры, чтобы поднимать воду из низко расположенного тела в более высокое (орошение сада из реки). Эта машина позже будет известна как винт Архимеда.

Шкив

Шкив — это колесо с канавкой по краю, куда можно поместить трос или трос.Он использует принцип приложения силы на большом расстоянии, а также натяжение веревки или кабеля, чтобы уменьшить величину необходимой силы. Сложные системы шкивов могут использоваться для значительного уменьшения усилия, которое необходимо приложить изначально для перемещения объекта. Простые шкивы использовались вавилонянами в 7 веке до нашей эры; первый сложный (с несколькими колесами) был изобретен греками около 400 г. до н. э. Архимед усовершенствовал существующую технологию, сделав первый полностью реализованный блок-снаряд.

Что такое машина?

Слово «машина» («machina») на греческом языке впервые употребил древнегреческий поэт Гомер в 8 веке до н.э., который использовал его для обозначения политических манипуляций. Считается, что греческий драматург Эсхил (523–426 до н. Э.) Использовал это слово в отношении театральных машин, таких как « deus ex machina » или «бог из машины». Эта машина была краном, который выводил на сцену актеров, играющих богов.

Источники и дополнительная информация

  • Баутиста Пас, Эмилио и др.«Краткая иллюстрированная история машин и механизмов». Дордрехт, Германия: Springer, 2010. Печать.
  • Чеккарелли, Марко. «Вклад Архимеда в механику и конструкцию механизмов». Теория механизмов и машин 72 (2014): 86–93. Распечатать.
  • Хондрос, Томас Г. «Архимед Жизни Работы и Машины». Теория механизмов и машин 45.11 (2010): 1766–75. Распечатать.
  • Писано, Рафаэле и Данило Капеччи.«Об архимедовых корнях в механике Торричелли». Гений Архимеда: 23 века влияния на математику, науку и технику. Ред. Пайпетис, Стефанс А. и Марко Чеккарелли. Материалы международной конференции, состоявшейся в Сиракузах, Италия, 8–10 июня 2010 г. Дордрехт, Германия: Springer, 2010. 17–28. Распечатать.
  • Уотерс, Шон и Джордж А. Аггидис. «Обзор более 2000 лет: возрождение винта Архимеда от насоса к турбине». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 51 (2015): 497–505.Распечатать.

Simple Machines: Facts (Science Trek: Idaho Public Television)

См. 10 самых популярных вопросов

Давным-давно человеку нужно было переместить что-то тяжелое. Он или она взял длинную палку и воткнул ее под край тяжелого предмета, а затем надавил на другой конец палки. И была изобретена первая простая машина. Простые машины — это просто так. Самая простая форма использования чего-то одного, чтобы достичь чего-то быстрее или лучше.Инструмент. Они были созданы первыми, и мы используем их до сих пор.

Есть 6 основных простых машин; рычаг, колесо и ось, наклонная плоскость, клин, шкив и винт. Некоторые из этих простых машин связаны друг с другом. Но у каждого из них есть своя цель в мире работы.

А что такое работа? Работа — это количество энергии, необходимое для перемещения объекта. Чем дальше вы его переместите, тем больше потребуется работы. Работа измеряется в Ньютонах.Подробнее об этом позже. Сначала давайте подробно рассмотрим каждую из 6 простых машин.

Рычаг

Рычаг — это длинный инструмент, такой как шест или стержень, который помещается под какой-либо предмет, чтобы поднять его. Рычаг более эффективен в сочетании с точкой опоры. Точка опоры — это еще один объект, возможно, камень, которым крепится длинный инструмент. Это дает длинному шесту что-то, на что можно упасть. Расположение точки опоры помогает определить, насколько хорошо рычаг будет выполнять работу. Чем ближе точка опоры к поднимаемому объекту, тем легче человек может поднять этот объект.Чем длиннее рычаг, тем выше можно поднять объект. Посчитайте — все дело в расстоянии между объектом, точкой опоры и рычагом.

Рычаги вокруг нас. Примеры рычагов: дверные ручки, когти молотка (для удаления гвоздей), ломы, выключатели света, открывалки для бутылок и петли.

Колесо и ось

Колесо всегда считалось главным изобретением в истории человечества. Но это действительно не сработало бы так хорошо, как если бы не ось.Ось — это стержень или шест, расположенный в центре колеса, который позволяет колесу вращаться вокруг него. Затем колесо вращается по уравновешенному кругу, чтобы использовать его в качестве транспорта на велосипеде или для поворота стрелок часов. Шестерни представляют собой форму колеса и оси.

Колеса находятся там, где все вращается по кругу, например, электрический вентилятор, мотор, вращающаяся дверь, карусель и любое колесо — на машине, на вашем скейтборде или на велосипеде.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость — это просто пандус.Один конец выше противоположного. Это позволяет вещам переходить от низкого уровня к более высокому. Или наоборот. Для перемещения объекта вверх по пандусу требуется такой же объем работы, но с меньшими усилиями, чем для перемещения его по вертикали. Гравитация облегчает перемещение объекта по наклонной поверхности, чем по ней.

Пандусы используются в скейт-парках, пандусах для инвалидных колясок, а также для загрузки и выгрузки тяжелого оборудования из кузова грузовиков. Но модифицированная версия пандуса также встречается на лестницах, эскалаторах, лестницах, пешеходных дорожках и даже в желобах, используемых для сброса почты в почтовый ящик.

Клин

Некоторые люди могут рассматривать клин как просто наклонную плоскость, хотя на самом деле это две наклонные плоскости. Однако использование клина на самом деле отличается по своей природе. Клин используется для разделения объекта. Это нужно, чтобы что-то разрезать, порвать или сломать пополам. Клин также можно использовать, чтобы держать вещи вместе или предохранять их от движения.

Некоторыми примерами клиньев, которые используются для разделения, могут быть лопата, нож, топор, кирка, пила, игла, ножницы или ледоруб.Но клинья также могут удерживать предметы вместе, как в случае скоб, нажимных булавок, кнопки, гвоздя, дверного упора или прокладки.

Шкив

Шкив на самом деле представляет собой версию колеса и оси, которая соединена с тросом, цепью или другим шнуром, что позволяет перемещать что-либо вверх и вниз или назад и вперед. Шкив можно комбинировать с другими шкивами, чтобы уменьшить объем работы, необходимой для подъема огромных грузов или их опускания. Это также может сделать перемещение чего-либо, например флага по шесту, удобным для выполнения с земли.Он изменяет направление силы, необходимой для выполнения работы. Я дергаю за веревку, но флаг поднимается.

Шкивы используются в оконных жалюзи и драпировках, чтобы перемещать их вверх и вниз или назад и вперед. Шкивы также используются на судах для подъема и опускания парусов, в промышленности для подъема и опускания тяжелых грузов или на подъемных кранах для перемещения строительного оборудования. Лифты также используют шкивы для перемещения автомобиля вверх и вниз с этажа на этаж.

Винт

Винт действительно скрученная наклонная плоскость.Он позволяет перемещаться из более низкого положения в более высокое, но в то же время перемещает его по кругу. Благодаря этому он занимает меньше места по горизонтали. В некоторых случаях винт также может удерживать предметы вместе.

Некоторые примеры использования винта: крышка банки, дрель, болт, лампочка, краны, крышки для бутылок и шариковые ручки. Круглые лестницы также представляют собой винтовые ступени.

Винт также используется в устройстве, известном как винтовой насос.Огромный винт опускается в воду, и, поворачивая винт, вода перемещается вверх по скрученному валу и поднимается туда, где это необходимо. Винтовые насосы часто используются в сельском хозяйстве, например на фермах, и для орошения.

Измерительные работы

Работа — это количество энергии, необходимое для перемещения объекта. Человек может толкаться о кирпичную стену, пока не вспотеет. Но если они не сдвинули стену — даже немного — они не работали. Но в то же время, если вы сдвинете компьютерную мышь хотя бы на часть дюйма, вы сделали работу.Работа в научном смысле. Не пытайтесь убедить своих родителей или учителей, что вы проделали много работы, играя в видеоигры.

Работу можно измерить. Он измеряется расстоянием, на которое сила перемещает объект. Сэр Исаак Ньютон был очень известным ученым, прекрасно понимавшим взаимосвязь между силой и движением. По этой причине измерение известно как Ньютон. Он обозначается с большой буквы N. Термин
Джоуль часто используется для измерения работы в ньютонах на метр.Если для перемещения любого объекта на 1 метр требуется 1 Ньютон, то это эквивалентно джоуля.

Существуют специальные инструменты для измерения силы, необходимой для перемещения объекта. Они известны как измерители силы. Они используют пружину и крюк, чтобы определить, какое усилие требуется, чтобы сдвинуть объект вверх по наклонной плоскости. Действительно очень просто в использовании.

Составные машины

Простые машины могут быть объединены в составные машины. Многие из наших повседневных инструментов и предметов, которые мы используем, на самом деле представляют собой сложные машины.Ножницы — хороший тому пример. По краям лезвия клинья. Но лезвия объединены с рычагом, чтобы два лезвия соединялись для резки.

Газонокосилка сочетает в себе клинья (ножи) с колесом и осью, которая вращает ножи по кругу. Но это еще не все. Двигатель, вероятно, работает в сочетании с несколькими простыми механизмами, а ручка, которую вы используете, чтобы толкать газонокосилку по двору, представляет собой рычаг. Так что даже что-то сложное можно разбить на простейшие машины.

Оглянитесь вокруг — можете ли вы понять, из каких простых машин изготавливаются консервный нож, ручная точилка для карандашей, дозатор льда в холодильнике или степлер? Но будьте осторожны. В наши дни функционирование многих вещей зависит от электроники и световых волн, а не из простых машин. Но даже тогда вы можете быть удивлены. Поворотный стол в вашей микроволновой печи — это колесо и ось. Крышка ноутбука соединяется с площадкой с помощью шарнира или рычага.

Простые машины могут быть простыми, но они просто повсюду.

Несколько слов о Rube

Рубе Голдберг был известным художником-карикатуристом, который жил между 1883 и 1970 годами. Его жизнь была потрачена на создание произведений искусства и скульптур, но наиболее известными его работами были его «изобретения». Эти изобретения представляли собой серию простых машин, собранных сложным образом для выполнения чего-то очень простого, но для этого потребовалось много шагов. Конкурсы проводятся уже много лет со времен г.Гольдберг первым создал свои уникальные идеи. На конкурсах люди пытаются придумать новые способы включения света или запустить тостер, используя эти комбинации простых машин, чтобы поразить судей и аудиторию их уникальным способом выполнения этих простых задач.

Машины Руба Голдберга интересно смотреть и строить. Посетите этот сайт, чтобы повеселиться — посмотрите, сможете ли вы определить каждую из простых машин, работающих вместе, в этой анимации гаджета Руба Голдберга, разработанного, чтобы вытащить этого парня из постели по утрам.Кликните сюда.

Для получения дополнительной информации о жизни Рубе Голдберга и его творчестве щелкните здесь.

Типы простых машин, встречающихся в вашем доме

Большинство машин, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни, сложны. Однако если разбить их на мельчайшие части, вы останетесь с простыми механизмами: колесами, рычагами, клиньями и винтами. Простые машины увеличивают, распределяют или изменяют направление силы, облегчая перемещение, резку и привязку предметов.

Наклонные плоскости: вверх и вниз

Наклонная плоскость — это плоская поверхность, начальная и конечная точки которой находятся на разной высоте и функционируют, распределяя работу на большое расстояние.Некоторые примеры наклонных плоскостей в вашем доме — это пандусы и лестницы. Большинство труб, которые можно найти на кухне и в ванной комнате, также представляют собой наклонные плоскости, работающие под действием силы тяжести для транспортировки воды и отходов.

The Cutting Wedge

••• Изображение ножа Даниэля Густавссона с Fotolia.com

Клин — это наклонная плоскость, которая движется. Клинья широкие у основания и доходят до тонкой точки, предназначенной для раздвигания предметов. Вилки, ножи, терки для сыра и овощечистки используют острые клинья для резки и бритья пищи.Металлические гвозди, топоры, открывалки для писем и канцелярские кнопки также являются примерами этого типа простой машины.

Turn of the Screw

••• открывалка для бутылок 2 изображение от askthegeek с Fotolia.com

Винт представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг оси. Винты облегчают работу, поднимая и опуская предметы, а также удерживая их вместе. Помимо металлических винтов, эта машина также входит в состав крышек для банок, лампочек, открывалок для бутылок и сверл.

Рычаг и точка опоры: множитель силы

••• девушки на качелях, изображение Тэмми Мобли из Fotolia.com

Рычаг — это палка или плоскость, которая вращается в центральной точке, называемой точкой опоры. Качели, щипцы, ножницы и кусачки для ногтей — все это примеры этой простой машины. Рычаг и точка опоры позволяют вам воздействовать на объекты большей силой, чем вы могли бы с помощью одних только мышц; например, ручная тележка позволяет поднимать тяжелую мебель. Однако рычаги обычно входят в состав более сложных устройств. Например, в ножницах используются два рычага (каждая ручка) и три клина, чтобы удерживать ручки вместе и для каждой кромки лезвия.

Шкив: Power Lifter

••• жалюзи. изображение от guiney с Fotolia.com

Шкив — это система, в которой используется колесо и веревка для изменения направления силы, что позволяет вам поднимать объект, потянув его вниз, а не поднимая. Шкивы используются во многих типах машин и могут использоваться для перемещения мелких и крупных объектов. Шторы для окон, универсальные тренажеры и старинные колодцы используют шкивные системы. Флагштоки также опираются на шкивы, позволяющие людям на земле подвешивать предметы намного выше их досягаемости.

Колесо и ось: катящиеся вдоль

••• изображение гондола Клаудио Кальканьо с сайта Fotolia.com

Как рычаг, колесо вращается вокруг точки опоры; в данном случае ось.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.