Говоря максимально простым языком, электрический ток — это поток электронов, несущихся от источника тока через токопроводники и возвращающийся к источнику. Источником тока может быть что угодно: огромная электростанция, небольшой домашний электрогенератор, простая батарейка для фонарика. Проводники обычно состоят из металлопровода, хотя большинство жидких веществ, газов и твёрдых материалов и даже ваккум могут проводить электричество. Лучшие электропроводники — золото и серебро, но из‑за своей высокой себестоимости в качестве электропроводки они применяются редко. Наиболее часто используемые проводниковые материалы — это медь и алюминий, причём алюминий все‑таки используется чаще.
Электроцепь может быть сложной или очень простой. Любое устройство, включённое в сеть, действует в электропотоке. Любая неполадка в сети повлечёт за собой приостановку подачи электроэнергии. Все устройства, задействованные в сети, перестанут работать. Если у вас все ещё нет чёткого понимания о действии электросети, давайте сравним её с системой полива сада. Клапан позволяет потоку воды выбрасываться наружу. Если клапан закрыт, поток воды прекращается. В открытом состоянии водный насос позволяет водному потоку проходить по шлангу, контролируемому системой орошения. Если отсоединить шланг или перекрыть кран, вода прекратит течь к вашей системе полива.
Примерно то же самое происходит в электросети. Выключатель чем-то сродни крану вашей системы полива — во включённом состоянии он позволяет электропотоку идти по проводам. Перекроем выключатель — прекратится подача электроэнергии. Повреждение в сети похоже на то, что у вашей системы орошения сада отрезали шланг для подачи воды. При повреждении проводки в одном месте повсюду на линии проводки прекращается подача электроэнергии. Как часто это будет происходить, зависит от вашего заземления проводки и сопутствующего оборудования — не забывайте о важности заземления. Качественно заземлённая проводка в экстренных ситуациях повреждений. сети пошлёт высвободившуюся электроэнергию в землю. Недобросовестно сделанная проводка или полностью отсутствующее заземление чревато для вас ударом тока (ваше тело становится отличным проводником тока) и самыми страшными последствиями.
Электроток лучше проходит через проводники большого диаметра. Чем больше диаметр провода, тем меньше сопротивление электропотока. Чем меньше диаметр провода, тем больше сопротивление. Снова можно провести аналогию с напором воды в трубах. Через трубу диаметром 4 фута легко проходит поток в 1000 галлонов воды в минуту. Но не советую пробовать пустить тот же напор воды через трубу в 1 дюйм. Труба маленького диаметра будет препятствовать потоку и создавать сильное сопротивление. То же самое происходит с электропотоком.
Сопротивление в электросети создаёт повышение температур. В некоторых случаях это даже может быть хорошо. Скажем, ваш тостер работает по принципу контролируемого электросопротивления. Специальный змеевик препятствует электропотоку, создавая прогревание и прожаривая ваш хлеб.
Бесконтрольное сопротивление в электросети может иметь для вас тяжёлые последствия и стать причиной воспламенений и поломки оборудования. Сопротивление регулируется проводами необходимого размера, предохранителями и выключателями в сети. Предохранители и выключатели работают по одному принципу: чрезмерный перегрев вынужает их перекрыть электропоток. Это основы безопасности проводки.
Некоторые материалы не являются проводниками электричества абсолютно или до какой‑то степени. Стекло, пластик, фарфор, резина, винил, древесина, бумага так хорошо противостоят току, что используются в качестве изоляционных материалов. Изоляторы имеют высокую степень сопротивления и используются для защиты людей от электрического тока и уменьшения токов утечки. Проводники имеют низкую сопротивляемость и используются в качестве переносчиков электроэнергии.
Виды электропроводки и их использование
Существуют три основных вида электропроводов: неметаллический кабель, металлический кабель и изоляционная труба. Первые два типа чаще всего можно встретить в жилых помещениях. Они изолированы и соответствуют нормам безопасности. Сертификация лаборатории по технике безопасности США и лейбл на проводе, обозначающий факт прохождения контроля лаборатории, показывают, что данное оборудование обладает необходимой степенью безопасности и отвечает требованиям, предъявляемым к данному типу провода. Не рекомендую использовать провода без знаков прохождения тестов лаборатории. Вне зависимости от типа провода, который вы используете, всегда проверьте соответствие данного типа кабеля для электросистем вашего региона.
Все электропровода должны иметь по крайней мере 2 ветки, одну белую и одну чёрную. Чёрная ветка — проводящая, белая — нейтральная, пригодная для любых проводок. В некоторых кабелях есть третья дополнительная «горячая» ветка кабеля–проводника электричества, красная, а может быть и четвёртая, голый провод, не готовый к потоку тока. Это провод для заземления, используемый специально для открытого электричества в случае повреждения.
Большинство проводов, используемых в жилых помещениях, — неметаллические, состоящие из 2 или 3 веток. Обычно кабель Romex обладает пластиковой оболочкой серого или желтовато–коричневого цвета. Самые распространённые в нашей стране кабели из неметаллических материалов — кабели типа NM, NMC и UF. Кабель типа NM используется для внутренней проводки. Кабель типа NMC примерно такой же по качеству, однако может также использоваться для уличной проводки, под землёй и в сырых помещениях. Двухцелевой кабель NMC очень популярен у электриков. Кабель UF был специально разработан для подземного конденсированного использования и используется в оборудовании для освещения на улице. Неметаллический кабель дешёв и лёгок в использовании. Минусами такого кабеля можно считать то, что изоляция и открытые, легкодоступные провода могут быть легко повреждены. Гибкий бронированный кабель ВХ вложен в гальваническую оболочку, защищающую его от повреждений, обычных для неметаллических кабелей. Вполне обычный для использования в жилых помещениях, бронированный кабель почти не используется для уличной проводки из‑за высокой вероятности коррозии. Так же, как и неметаллические кабели, он чаще всего состоит из 2 или 3 проводов–проводников и провода для заземления. К двум основным недостаткам такого кабеля можно отнести достаточно высокую стоимость и уязвимость для проникновения влаги.
Изоляционная труба считается наиболее прочной и безопасной проводной системой. Провода находятся внутри полой изоляционной трубы и соединяют электрокоробки. Изоляция укрывает все части провода, и электропроводка проходит внутри неё. Эта система безопасна потому, что изоляционная труба — естественный заземлитель сама по себе, может использоваться и на улице, и внутри помещений в любых типах проводки и для любого оборудования. Но вместе с тем это и наиболее дорогая система проводки.
Провода различают по номерам или толщине. Провод 18 номера или размера — самый маленький, а номер 3/0 (его ещё называют «трехнулевым») — самый большой. Провод может быть жёстким, состоящим из одной ветки, или многожильным, состоящим из нескольких маленьких проводов, перекрученных вместе до необходимого размера диаметра. С одножильным проводом работать легче, зато многожильный провод значительно гибче. Номер 14 по системе размеров нашей страны считается самым маленьким. Хотя его и можно использовать для любой внутренней домашней проводки, его крайне трудно достать. Если вам требуется размер 14, можно заменить его на более ходовой — 12–й, в сочетании с 10–м алюминиевым. Самый широкий одножильный провод — № 8. Все размеры от 6–го и ниже состоят из нескольких переплетённых проводов.
По размеру провода можно также судить и о проводной способности сети. Минимальный размер провода, используемый для сети в 15 ампер — номер 14. Проводка линии с нагрузкой в 20 ампер потребует минимум 12 размер провода. Для 30–амперной нагрузки следует брать провод № 10 и так далее. Перед установкой сети обязательно сверьтесь с местными кодами размеров и нагрузкой проводки дома.
Работая с электропроводкой, не забывайте об основных правилах: всегда тщательно скрещивайте концы проводов и заземляйте места соединений. Ещё и ещё раз подчёркиваю необходимость заземления. Соединения вне соединительных звеньев нарушают технику безопасности и несут в себе потенциальную угрозу ударов током и возгораний. Снимая изоляционную оболочку и оголяя провода, оставляйте достаточный «хвостик» для соединения. Обычно требуется не менее 6–8 дюймов. Изоляционная шайба должна быть оголена примерно на 1 дюйм.
