До електротехнічних виробів відносять: вироби для передачі і розподілу електричної енергії — проводи, шнури та кабелі; установочні вироби — ізолятори, втулки, розетки, патрони, вимикачі, запобіжники; кріпильні вироби — дюбелі, шурупи тощо.
Проводи, шнури та кабелі. Згідно з державним стандартом проводом називається виріб, у якого одна або кілька ізольованих струмопровідних жил, на які нанесено захисні неметалеві покриття. Неізольовані проводи застосовують для повітряних ліній електропередач.
Шнуром називається провід з особливо гнучкими ізольованими струмопровідними жилами, кожна перерізом не більше 1,5 мм2.
Кабелем називається електротехнічний виріб з однієї або кількох ізольованих струмопровідних жил у герметичній металевій або неметалевій оболонці.
Жила — це один або кілька скручених дротів-провідників електричного струму.
Проводи поділяють на ізольовані і неізольовані, захищені і незахищені. Для повітряних ліній електропередач застосовують алюмінієві, сталеалюмінієві, мідні, бронзові і стальні неізольовані (голі) проводи.
Ізольовані проводи мають тільки алюмінієві і мідні струмопровідні жили. Ізоляцією струмопровідних жил є гума і пластмаса. Позначаються вони буквами і цифрами. Буквами позначають матеріал проводу, характер його ізоляції та кількість жил. Цифри показують величину напруги, при якому застосовується провід даної марки (ПР – 380, ПР - 500).
В марках літери означають: Б — паперова або бавовнянопаперова ізоляція; Э — емальований; Л — лакостійка емаль; В — емаль вініфлекс; О — один шар ізоляції; Д — два шари ізоляції; К — капронова пряжа, Ш — шовкова пряжа; Т — теплостійка ізоляція; С — обплетення із скляної пряжі.
Якщо перед маркою проводу стоїть літера А (наприклад АПБ, АПСД і ін.), то це означає, що провід алюмінієвий. Літера А може стояти в кінці марки, наприклад, ПЭА, ПЭВА з тим самим значенням.
ПРД (мал.1, в.) (П – провід, Р – резинова ізоляція, Д – двохжильний ). Застосовують його для проводки на роликах у сухих опалюваних приміщеннях при напрузі до 220 В.
ШР — шнур з двома мідними жилами (мал.1,а), кожна з яких поверх гумової ізоляції має обплетення з бавовняної пряжі. Він досить гнучкий, бо його жили скручені з 19 і більше дротинок кожна. Його застосовують для освітлювальної проводка й на роликах напругою до 220 В, а також для різних переносних електричних побутових приладів.
ШРПС — шнур (мал.1, б.) з двома мідними жилами в гумовій ізоляції, переносний (П), середній (С). Обидві ізольовані жили містяться в спільній гумовій оболонці, яка захищає їх від можливих механічних пошкоджень. Використовують його при напругах 220 і 380 В для різних переносних електричних побутових приладів.
ПР — мідний провід одножильний (мал.1, г) з суцільною жилою, вкритий гумовою ізоляцією і обплетений бавовняною пряжею, яка просочена протигнильним розчином. Проводи цієї марки прокладають лише нерухомо на роликах, ізоляторах та в захисних трубах.
ПРГ – провід мідний гнучкий в гумовій ізоляції (мал.1, д)обплетений просоченою бавовняною пряжею. Жила цього проводу скручена з декількох дротин.
Як установочні проводи з мідними жилами і пластмасовою ізоляцією використовують марок ПВ (В — полівінілхлорид), ППВ, ПГВ.
ПВ — одножильний мідний провід (мал.2, а) з суцільною жилою у полівінілхлоридніїй ізоляції. Розрахований на напругу до 660 В і використовується для освітлювальних і силових мереж всередині приміщень, всередині труб, в неспалимих пустотілих каналах, у вологих приміщеннях.
ППВ — провід плоский стрічковий (мал. 2, б)з мідними суцільними жилами (2 або 3), укладеними паралельно і вміщеними в полівінілхлоридну ізоляцію. Використовують як і провід ПВ.
Установочні вироби— це лампові патрони, вимикачі, штепсельні розетки і вилки, відгалужувальні коробки, ролики, втулки і кріпильні деталі —дюбелі, шурупи, скоби тощо.
Патроном називається електротехнічний виріб або пристрій, який служить для приєднання електричних ламп до електромереж живлення.
Найбільш поширені різьбові патрони в пластмасовому або фарфоровому корпусі.
В залежності від конструкції лампові патрони бувають: прямі стельові, скісні настінні, підвісні (мал.3). Прямі стельові патрони використовують для нерухомої їх установки на стелях. Настінні скісні патрони закріплюють на вертикальних стінах. Підвісні патрони використовують у підвісних і переносних світильниках.
За будовою всі патрони дуже схожі. На мал.4 подано будову підвісного лампового патрона. Всередині нижньої частини пластмасового (є ще фарфорові) корпусу 7 вставлена розвальцьована стальна гільза з різьбою, в яку закручується цоколь лампи розжарювання. У верхній частині корпусу 7 є різьба для з'єднання з голівкою 2. На фарфоровому вкладиші 4 знизу є два електричні контакти, один бічний 5, штампований з латунної жерсті, другий — центральний 6 з бронзової жерсті у вигляді зігненої пружної пластинки, яку можна відгинати для утворення надійного з'єднання з центральним контактом лампочки.
Для вмикання і вимикання електричних кіл – застосовуються вимикачі. У побутовій техніці застосовують вимикачі різних конструкцій на напругу 250 В і струми від 1 до 6 А. Це перекидні, прохідні, кнопочні та інші вимикачі.
Перекидний вимикач (мал. 5) застосовують для захованої проводки, монтуючи його в коробці діаметром 68 — 70 мм та глибиною до 40 мм. Вмикання і вимикання кола забезпечується хитним механізмом, який складається з бакелітового клавіша 3, стальної осі 5, стальної пластини з віссю 6, пружини 7, фігурного рухомого електричного контакту 8. Рухомий латунний контакт 8 міститься в пазах двох стійок пластмасового корпусу 9 і може коливатись навколо своїх відігнутих кінців. Пружина 7 стиснута між рухомим контактом 8 і клавішем 3. Якщо натиснути на кінець клавіша, він, обертаючись на осі 5, що міститься в стойках корпусу 9, примушує через пружину поставити рухомий контакт в одне з крайніх положень, при цьому пружні нерухомі бронзові контакти 17 будуть з'єднані або роз'єднані. У з'єднаному положенні контактів на клавіші буде видно червону мітку 4.
Закріплення корпусу 1 в коробці забезпечується лапками 11, які змінюють своє положення при обертанні гвинта 12.
Кінці струмоведучих проводів кріплять до пластинок 13 з допомогою гвинтів 15. Під гвинти ставлять дві шайби 16: плоску — до петельки проводу для його захисту від пошкодження І пружинну — для запобігання самовикручування гвинта.
Закривається корпус кришкою 2, яка кріпиться до корпусу двома гвинтами. Деякі вимикачі такого типу випускають із збільшеним клавішем (одним або двома), які виконують одночасно роль кришки.
Штепсельні розетки і вилки — це пристрої для тимчасового приєднання до електричної мережі споживачів електричного струму. Штепсельні розетки і вилки бувають однофазні і трифазні. До штепсельної розетки проводами підводиться відповідна напруга. До штепсельної вилки проводом приєднують споживачі. Коли штирі штепсельної вилки вставити у гнізда розетки, утворюється штепсельне з'єднання. Однофазна штепсельна розетка на 6 А і 250 В подана на мал. 6. Фазний і нульовий проводи приєднують до клем 2 гвинтами 3. Між латунними гніздами 5 завжди існує фазна напруга сітки. Для створення пружності на штепсельні гнізда надягають напівкільцеві стальні пластинчаті пружини 9, які забезпечують надійний контакт з штирями штепсельної вилки. Скоба 6 обмежує глибину входу корпуса 1 в монтажну коробку. Гвинтом 10 скріплюють скобу з корпусом і водночас піднімають лапки 7, які, спираючись в монтажну коробку, надійно утримують корпус. Закривають корпус кришкою 8 центральним гвинтом. Штепсельні вилки на 6 А І 250 В зображені на мал. 7.
Джерелами електричного світла є лампи розжарення, люмінесцентні лампи низького тиску і ртутні лампи високого тиску (мал.8). За способом перетворення електричної енергії на світлове випромінювання їх поділяють на дві групи: теплові (лампи розжарювання) і газорозрядні (люмінесцентні, ртутні).
В сучасних лампах розжарювання використовується нитка з вольфраму, температура плавлення якого близько 3400 °С. В розжареному стані температура нитки становить 2500—2700 °С, що забезпечує світлове випромінювання енергії. Захист від згоряння нитки забезпечується викачуванням повітря з колби або, ще краще, наповненням колби інертним газом — криптоном, або сумішшю інертних газів азоту, аргону і ксенону.
Лампи розжарення загального призначення випускаються на стандартні напруги 127 і 220 В. Промисловість випускає лампи на напругу 135 і 230—240 В для користування в місцях, де напруга тривалий час буває вище номінальної (поблизу трансформаторної підстанції).
Лампи потужністю 15 і 25 Вт виготовляються вакуумні, з різьбовим цоколем діаметром 27 мм. Лампи потужністю 40—100 Вт виготовляють газонаповненими, стандартні потужності ламп: 15, 25, 40, 60, 75, 100 Вт. Лампи потужністю вище 100 Вт виготовляють газонаповненими з спіральною ниткою розжарювання із стандартними потужностями 150, 200, 300, 500, 1000, 1500 Вт. Для ламп потужністю 500 Вт і більше різьбовий цоколь має діаметр 40 мм. Середній термін служби ламп розжарювання загального призначення 1000—1200 годин при номінальній напрузі сітки.
Люмінесцентна лампа (мал. 8,б) низького тиску складається а циліндричної скляної трубки 13, яка запаяна з обох кінців, з нанесеним шаром люмінофору з внутрішньої сторони. З обох кінців трубки розміщені електроди 3, виготовлені з вольфрамового дроту у вигляді подвійної спіралі, яка вкрита шаром оксидів барію, кальцію і стронцію для полегшення розряду. З лампи викачано повітря і заповнено газом аргоном з краплею ртуті. Тиск в лампі встановлюють незначний, тому вони називаються лампами низького тиску. При подачі імпульсу підвищеної напруги на попередньо підігріті електроди в лампі відбувається розряд в парах ртуті. Напругу до лампи підводять до штиревих контактів, розміщених у цоколях 1. За кольором випромінювання випускають лампи: денного світла (ЛД), денного світла покращеної світловіддачі (ЛДЦ), хол одно-білого світла (ЛХБ), білого світла (ЛБ) і теплобілого світла (ЛТБ).
Запобіжники (мал. 9.)призначені для захисту електричних кіл від перевантажень і коротких замикань. Принцип дії запобіжника простий. При проходженні струму через-запобіжник Його плавка вставка нагрівається і при певних струмах перегорає, при цьому коло струму розривається. Щоб дуга не пошкодила обладнання і не створювала небезпеки для обслуговуючого персоналу, плавкі вставки вміщують, наприклад, в фарфорові трубки. Під впливом тепла дуги підвищується тиск повітря в трубці, внаслідок чого газ разом з парами металу видувається і деіонізується. Деякі запобіжники випускають з фібровими трубками, в які вміщують плавку вставку. При перегоранні плавкої вставки фіброва трубка виділяє газ, тиск в трубці підвищується і дуга деіонізується.
Є запобіжники, в яких плавка вставка знаходиться в середовищі кварцового піску, який швидко охолоджує дугу і деіонізуе її. Для плавких вставок найчастіше використовують цинк, алюміній і мідь.
Застосовують також плавкі вставки, в яких посередині напаяно олов'яну кульку. При нагріванні атоми олова проникають в мідну вставку, утворюючи сплав, температура плавлення якого нижча за мідь і тому саме в цьому місці плавка вставка розплавляється.
Плавку вставку запобіжника для двигуна розраховують так:
1. Визначають струм плавкої вставки Ів за формулою
Ів = Іп/α.
де α — коефіцієнт запасу, який враховує характер пуску двигуна (легкий або важкий пуск) і приблизно дорівнює 2,5.
2. Визначають пусковий струм двигуна Іп, який, наприклад, для трифазних асинхронних двигунів лежить в межах
Іп = (5 — 8) Іном
де Іном — номінальний струм двигуна.
Беручи з паспорта двигуна значення потужності Рпот у кіловатах, напругу Uном у вольтах і соs φ, обчислюють номінальний струм.
Іном = Рпот /( Uном × соs φ)
Відповідно до обчисленого струму вставки Ів вибирають для даного запобіжника плавку вставку (дод. А.)
ІНСТРУКЦІЙНА КАРТА № 1. Визначення видів
Проводів та шнурів
Обладнання:пронумеровані зразки проводів і шнурів.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Отримати у викладача дослідні зразки проводів.
2. Вивчити будову ізоляції отриманих проводів, визначити із яких шарів вона складається.
3. Зрізати з проводу ізоляцію, вивчити конструкцію жил. Заміряти за допомогою штангенциркуля (або мікрометра) діаметр жили, розрахунком визначити площу поперечного перерізу жили і проводу.
4. На основі проведених досліджень визначити:
¾ марку проводу;
¾ призначення проводу.
5. Результати досліджень занести до звітної таблиці:
№ п/п
зразка
Марка проводу
Число жил, їх діаметр
Площа поперечного перерізу (мм2)
Характеристика ізоляції
Призначення
проводу
6. Дати відповідь на контрольні питання :
¾ Назвіть матеріали, які особливо гарно проводять електричний струм?
¾ Які якості міді роблять її дуже придатною для виготовлення проводів?
¾ Перерахуйте позитивні та негативні властивості алюмінію, які враховують при виготовленні проводів ?
¾ З якою метою проводи покривають зверху ізоляційним матеріалом?