Схема, соединяющая светодиод с батареей, представляет собой микрокосм типичной бытовой схемы.
Представьте, что светодиод питается от батарейки типа D. Вы подключаете одну клемму аккумулятора к одной из клемм светодиода медным проводом, и ничего не происходит. Однако при подключении другой пары клемм проводом другой длины лампочка загорается. Выполняя это второе соединение, вы замыкаете цепь и позволяете электричеству течь по полному пути.
Электрические цепи в вашем доме работают по тому же принципу, но с некоторыми ключевыми отличиями. Среди наиболее важных - напряжение в вашем доме выше, источник питания никогда не заканчивается, а ток не постоянный (DC), как в аккумуляторе, а переменный (AC). Но какая бы форма тока ни обсуждалась, электрическая цепь - это путь проводки, идущий от источника питания через провода к устройствам, на которые подается питание, и обратно к источнику питания. Цепь - это, по сути, замкнутая петля электрического тока. Каждый раз, когда вы включаете или выключаете настенный выключатель или каждый раз, когда вы включаете и включаете лампу или другой прибор, вы либо замыкаете, либо прерываете эту цепь.
Электрический щит
Если ваш дом «подключен к сети», ваша электроэнергия поступает от электростанции, которая работает круглосуточно и без выходных, производя электроэнергию для вас и ваших соседей. Электроэнергия поступает в ваш дом по линиям электропередачи и понижается до 240 вольт с помощью трансформатора, прежде чем поступать на ваш главный электрический щит. Панель - это центр управления электричеством в вашем доме, и все цепи в доме берут начало и возвращаются оттуда.
Электрический щит - это центр управления всеми цепями в доме.
Так же, как светодиод должен быть подключен к положительному и отрицательному полюсам батареи, прежде чем он загорится, панель управления должна иметь два соединения с генераторной станцией, прежде чем электричество начнет течь. Станция вырабатывает переменный ток за счет вращения катушки индуктивности, а электрический сигнал меняет направление 60 раз в секунду, поэтому бессмысленно обозначать положительный и отрицательный полюса, как вы это делаете с постоянным током. Вместо этого провод, ведущий от станции к вашему дому, является «горячим» проводом, а тот, который замыкает цепь обратно к генерирующей станции, является «нейтральным» или «обратным» проводом.
Внутри панели пара горячих проводов, идущих от трансформатора, соединяется с парой латунных шин, а один нейтральный провод, подключенный к хромированной шине, замыкает цепь, возвращаясь обратно к трансформатору. Напряжение каждой горячей шины относительно обратной шины составляет 120 вольт. Все 120-вольтовые цепи в доме, которые питают свет и розетки, подключаются к одной из латунных шин и к нулевой шине. Кроме того, они подключаются к третьей шине, которая соединена с заземляющим стержнем. Заземление позволяет безопасно замыкать цепь в случае скачка напряжения или какой-либо другой неисправности. Это предотвращает электрические аварии и пожары.
Цепные провода имеют цветовую маркировку
Черный провод горячий, а белый провод нейтральный.
При установке электрической цепи необходимо установить автоматический выключатель для этой цепи. Прерыватель - это защитное устройство, которое можно отключить вручную, чтобы отключить питание цепи. Он срабатывает, когда короткое замыкание или какая-либо другая неисправность вызывает скачок тока. Панели сконструированы таким образом, что прерыватель защелкивается в предназначенном для него гнезде, а когда он на месте, он контактирует с одной из латунных шин.
Горячий провод цепи подключается к автоматическому выключателю, а обратный провод подключается к нулевой шине. Кроме того, каждая цепь имеет заземляющий провод, который подключается к шине заземления. Национальный электрический кодекс определяет белый цвет нейтрального провода, а по соглашению горячий провод может быть либо черным, либо красным. В цепях на 120 вольт горячий провод почти всегда черный. Заземляющий провод обычно из оголенной меди, но может быть и зеленым изолированным проводом.
Некоторые бытовые электроприборы работают от сети 240 вольт. Цепь на 240 вольт создается с помощью двухклавишного выключателя, который контактирует с обеими шинами одновременно. Поскольку напряжение между каждой горячей шиной и обратным проводом составляет 120 вольт, напряжение между двумя горячими шинами составляет 240 вольт.
Примечание: Номинальные значения 120 и 240 вольт являются средними. На практике линейные напряжения могут варьироваться. Для целей данного обсуждения 120-вольтовые устройства относятся к устройствам с номинальным напряжением от 110 до 125 вольт, а 240-вольтовые устройства могут относиться к номинальному напряжению в диапазоне от 230 до 250 вольт.
Для автоматического выключателя на 240 вольт принято подсоединять красный провод к одной из клемм двухклавишного комплекта, а черный - к другой. Поскольку эти два провода составляют полную цепь, обратный провод не требуется, если цепь также не подает питание на 120-вольтовое устройство, например часы на плите.
Работа с электричеством
Всегда проверяйте, чтобы убедиться, что питание отключено перед выполнением электромонтажных работ.
Каждый выключатель в электрощите управляет цепью в доме, и на одну цепь может быть установлено несколько устройств. Например, все розетки в гостиной могут быть на одной цепи. Цепь освещения может питать светильники в нескольких смежных помещениях. Электрические нормы требуют, чтобы некоторые приборы и светильники обслуживались их собственными «выделенными цепями», которые не обслуживают другие розетки, источники света или приспособления. Например, на кухне основные бытовые приборы, такие как холодильник, микроволновая печь, посудомоечная машина и измельчитель мусора, должны иметь собственные выделенные цепи.
Ремонт и другие соображения могут привести к некоторым загадочным конфигурациям, таким как освещение в спальне, имеющее общий контур с наружными розетками или розеткой для стиральной машины. Чтобы избежать путаницы, важно проиндексировать свою панель, определив, какими устройствами управляет каждый выключатель, и пометив их на дверце панели. Вы можете сделать это, выключив выключатель и отметив, какие устройства потеряли питание.
При подключении устройства важно сначала отключить выключатель, управляющий цепью, и дважды проверить его с помощью тестера напряжения, прежде чем прикасаться к каким-либо клеммам или проводам. При подключении учитывайте стандартные цветовые коды. Горячие клеммы всегда латунные, нейтральные клеммы хромированные или серебристые, а клеммы заземления зеленые. Поскольку провода имеют цветовую маркировку, вы всегда знаете, какой провод к какой клемме подключить, чтобы замкнуть цепь и подать питание на устройство. Это всегда белый провод к хромированному/серебристому проводу, оголенная медь к зеленой клемме и черный или красный провод к латунной клемме.