2.1. Електроинсталациони материјали

..

Увод

До кућних потрошача струја се доводи далеководима високог и ниског напона. Прикључак домаћинства на електричну мрежу ниског напона може бити изведен ваздушним и кабловским (подземним) преносом.

За овај део мреже и бројило, која је прва ставка у електричној инсталацији домаћинства, задужена је елктродистрибуција која домаћинство снабдева струјом и наплаћује ту услугу. Сав остали део кућне инсталације одржава власник домаћинства, а колико је елемената имати инсталација зависи од величине домаћинства, потреба итд.

Ова лекција управо се односи на електроинсталационе елементе и прибор који мора садржати свако домаћинство, а саставни су део електричне инсталације свих стамбених и других објеката високоградње.

Електроинсталациони елементи

Сви електроинсталациони елементи су стандардизовани, тако да се без разлике могу куповати производи било ког светског произвођача.

У свету постоје само два стандарда струје, а да је једина разлика у фреквенцији струје и да кроз далеководе ниског напона у САД тече струја фреквенције 60 Hz (херца), а у осталом делу света је 50 Hz.

На скоро сваком електричном уређају на декларацији (најчешће метална плочица смештана на полеђини уређаја) се може прочитати да може радити на напон од 220/380 V, при фреквенцији од 50/60 Hz, итд. Углавном се на овим декларацијама разликују једино подаци везани за снагу уређаја, и то нас углавном једино и занима кад је читамо, јер од снаге уређаја зависи и његова потрошња.

Електроинсталациони елементи који чине електричну инсталацију било ког објекта високоградње су:

  • проводници,

  • инсталационе цеви и кутије,

  • сијалица и сијалично грло,

  • прекидачи,

  • прикључнице,

  • утикачи,

  • натикачи.

Проводници

Са гледишта електротехнике постоје само три врсте материјала: проводници, изолатори и полупроводници.

Проводници су материјали који проводе струју.

Сви метали су проводници струје јер имају вишак слободних електрона.

Изолатори су материјали који не проводе струју.

Код ових материјала сви електрони су чврсто везани у атомима молекула, или слободних електрона има тако мало да не могу провести струју. У изолаторе спадају гума, пластика, дрво, керамика итд.

Полупроводници су материјали који могу да се понашају и као проводници и као изолатори, што зависи од спољашњих фактора.

Овим материјалима се деловањем неке спољашње физичке величине (сила, притисак, температура, итд.) може мењати проводност. Од полупроводничких материјала највише се користе силицијум и германијум, (више у лекцијама из електронике).

Иако су сви метали проводници, у пракси се само два материјала користе за израду проводника кућних инсталација, и то они који имају највећу проводност ( јединица за електричну проводност је Сименс, у част великог Немачког проналазача Вернера Вон Сименса, који је пронашао електричну локомотиву и смислио како електрифицирати пруге), односно најмању електричну отпорност, а то су бакар и алуминијум.

Злато и сребро су бољи проводници од бакра и алуминијума, али су ови материјали прескупи за израду проводника, и користе се као проводници само у деловима електронских уређаја, где су њихови пречници микроскопских димензија, као, на пример, у интегрисаним колима.

Врсте проводника

Проводници кућних инсталација праве се од бакра или алумијума.

Сваки проводник који је део неке кућне инсталације, или електричног уређаја, мора бити изолован. За изолацију проводника користе се разни материјали, најчешће гума, пластика, PVC, а у сврху заштите често су обложени и текстилним материјалима, па и челичним нитима.

Проводници који се користе за израду индуктивитета(намотаја ротора и статора, соленоида, трансформатора и електромагнета) изоловани су лаком*, па се зову и локовани проводници.

* Ученици често забораве да скину слој лака са крајева лакованог проводника, услед чега им функционалност добро урађеног рада пропадне. Лак са лакованог проводника скида се ватром (упаљачем рецимо, или шмирглом).

Употребом лемилице избегава се операција скидања лака на крајевима проводника, јер топлота при лемљењу скине слој лака.

Проводници се разликују по дебљини изолације и по дебљини жице, односно, стандардно по површини попречног пресека жице.

За струје већег интезитета потребан је проводник веће површине попречног пресека, а за веће напоне већа и дебља изолација (ваздушни далековод високог напона, између осталог, није изолован и зато што би га јако велика дебљина изолације учинила претешким, односно стубови далековода би били преоптерећени.)

Проводници се деле и према броју жила, а у кућним инсталацијама потребни су најчешће двожилни, трожилни, и петожилни проводници.

Двожилни проводник потребан је за инсталацију сијаличног грла и монофазних прикључница (једна жила нула, друга жила фаза).

Трожилни проводник потребан је за инсталацију монофазних шуко прикључница ( једна жила нула, друга фаза, а трећа проводник уземљења).

Петожилни проводник потребан је за инсталацију трофазних прикључница ( нула, три фазе и уземљење).

Производе се и једножилни проводници који се појединачно разводе као нуле или фазе, што успорава поступак уградње инсталације.

Дакле, вишежилни проводници у себи садрже више изолованих једножилних проводника који су још обложени изолацијом која их уједно држи састављене, чиме се поступак развођена проводника и њихова уградња убрзава.

Проводници се деле и према броју жица на једножичне и многожичне.

Једножичан проводник састоји се само од једне жице пуног пресека, а многожичан има велики број танких жица које су обмотане једна око друге (као канап).

Једножични проводници су крти и при вишеструком савијању лако пуцају, али су саставни део електричне инсталације домаћинства. Уграђују се у зидове и облажу малтером и тако непомични и заштићени нису изложени никаквим оптерећењима у смислу савијања и увијања. Вишежични проводници су због своје конструкције еластични и савитљиви, па се користе као проводници свих мобилних кућних електричних уређаја.

Инсталационе цеви и кутије

Инсталационе цеви намењене су заштити проводника који се укопавају у зид и облажу малтером. То су заправо шупље пластичне цеви које се укопавају у зид а њихови завршеци су на боковима инсталационих кутија. Након постављања цеви и кутија пороводници се гурају кроз шупљину цеви и развлаче кроз објекат.

Инсталационе кутије су ваљкасте или коцкасте пластичне кутије које се стране имају стањене ободе за лакше бушење рупа у њима, а кроз које треба проводнике увући у простор кутије. На свом горњем делу имају пластични поклопац који се може по потреби скинути.

Инсталационе кутије су места гранања проводника и у њима се налазе струјни чворови. Проводници у кутији су повезани специјалним спојницама или простим увртањем огољених крајева. Поклопац на кутију омогућава приступ чворовима у било ком тренутке након завршетка инсталације.

Инсталационе кутије су лако уочљиве на зиду сваког објекта јер њихов поклопац штрчи ван зида, односно поклапа се са површином зида.

Њиховим уочавањем може се отприлике утврдити положај проводника у самом зиду, а обично се налазе тачно изнад прикључница или прекидача.

Никад се не сме бушити рупа у зиду испод уоченог поклопца кутије, или у равни са кутијом.

Због чињенице са се проводници данас праве тако да имају дебели слој пластичне изолације и да су повезани као двожилни, трожилни, итд, инсталационе цеви се готово више и не користе.

Сијалица и сијалично грло

Сијалично грло је саставни део сваке електричне инсталације домаћинства а служи за прикључење сијалице на електричну мрежу.

Сијалично грло се састоји из два дела који се растављају завртњем. У горњем делу грла налазе се контакт завртњи за нулу и фазу.

При инсталацији грла фазу увек треба причврстити на дно грла, а нулу на завртањ грла.

Сијалица ће светлети како год повезали проводнике, али ће у случају повезивања фазе на грло завртња сам завртањ бити под напоном и када је сијалица искључена, а завртањ се налази одмах испод изолације коју придржавамо када завијамо или одвијамо сијалицу, и у случају оштећења изолације може доћи до струјног удара у тренутку када ухватимо грло.

Изолација грла прави се од бакелита а за сијалице већих снага користи се и керамика.

Сијалица је електрични уређај који електричну енергију претвара у светлосну, жарењем ужарене светлеће нити. Да би сијалица светлела светлећа нит прави се од материјала велике електричне отпорности, најчешће волфрама.

Приликом протицања струје кроз светлећу нит она се усија услед великог електричног отпора који пружа усмереном кретању електрона и одаје светлост чије дејство стаклени балон сијалице још увећава.

Уједно, стаклени балон служи и као изолација и заштита светлеће нити.

Сијалица на дну има месингани завртањ помоћу којег се причвршћује за грло.

Прву сијалици направио је Томас Алва Едисон (САД).

Зато сијалице носе ознаку Е-14;Е-27;Е-40.

Сијалице се праве разних стандардних величина и снага, најчешће од 60 и 100 W.

За осветљење просторија користе се и неонске светиљке, а као реклама су неизбежне.

На првој неонској светиљци која је засветлела у САД (и уопште) није писало ни Coca Cola, ни Ford, ни Мarlboro, нити неки сличан јако изрекламиран бренд.

Писало је "Zmaj", јер је прву овакву светиљку направио Никола Тесла, а писало је Змај јер се Тесла дивио песницима*, а Ј.Ј.Змају као највећем његова рода (његово лично мишљење, а свако има право на своје) посветио је и своју прву неонску светиљку.

*Наводно је, Тесла, у тренутку кад му се разјаснила мистерија о идеји о којој је дуго размишљао, али коју није могао да спроведе у дело, тј. како да конструише генератор, или мотор, наизменичне струје, шетајући парком у Будимпешти рецитовао Гетеа, јер је имао фотографско памћење и знао је Фауста напамет, а онда је у пола стиха клекао на земљу и почео штапом цртати у песку и прашини делове машине и показивати га свом пријатељу очевицу: "Гледај! Гледај како се окреће мој мотор! Направио сам чудо! Направио сам чудо!" (види филм на крају лекције о генераторима)

Теслин пријатељ није био изненађен таквим понашањем, пошто му је већ помогао саветовањем физичких вежби да изађе из тешке нервне кризе која је претила да пређе у потпуни слом живаца, у време кад Тесла, преоптерећен сталним читањем, размишљањем и маштањем, више није могао ни да спава ни да мисли, пошто је чуо све звукове увеличано, па му је зујање комарца у глави одзвањало као пуцање топова, али је вероватно био изненађен када је касније имао прилику да објашњава и дочарава новинарима, писцима, и својим унуцима, како је био једини сведок тако великог и значајног светског и историјског догађаја.

Прекидачи

Прекидачи служе за отварање и затварање струјног кола потрошача.

Прекидачи у домаћинствима обично се уграђују у зид просторије одмах поред улазних врата и служе за паљење и гашење сијалице. Такође, сваки уређај (потрошач) у оквиру домаћинства има свој прекидач смештен негде на кућишту уређаја.

Прекидач мора бити инсталиран на фази да уређај не би и приликом искључења био под напоном.

Прекидачи се називају и микропрекидачи зато што у делићу секунде (микоросекунда) отварају и затварају струјно коло.

Материјал за израду прекидача је бакелит, а у свом саставу садржи и металне контакте (најчешће од месинга) и контакт завртње помоћу којих се фазни проводник причвршћује за контакте.

Такође, узидни прекидачи имају и два велика завртња (виде се споља) који завртањем шире велике металне канџе које служе за причвршћивање целог тела прекидача за отвор у зиду.

Одвртањем ових завртњева прекидач се може заменити у случају оштећења.

Сви прекидачи имају исту намену а деле се према броју полова и начину активирања.

Према броју полова прекидачи могу бити једнополни, двополни(за лустере) и трополни (за купатила).

Према начину активирања могу бити притисни (најчешћи случај), обртни, потезни, прекретни, итд.

Специјану врсту прекидача чине тастери.

Тастери су прекидачи који затварају струјно коло само када на њих делујемо, а при престанку деловања они аутоматски отварају струјно коло под дејством опруге.

У домаћинствима се користе на фази кола електричног звона.

Прикључнице, утикачи и натикачи

Прикључнице су елементи кућне инсталације и помоћу којих се сви потрошачи у домаћинству прикључују на електричну мрежу.

Израђују се од бакелита а у њима се налазе метални контакти и контакт завртњи за везивање проводника.

Као и прекидачи, узидне прикључнице имају један а чешће два велика завртња (виде се споља) који завртањем шире велике металне канџе које служе за учвршћивање прикључнице за отвор (кутију) у зиду.

Одвртањем ових завртњева прикључница се може заменити у случају оштећења.

Сем узидних прикључница, по потреби се увек могу набавити и проводници са већим бројем прикључница (продужни кабл) који се налазе на трожилном проводнику са утикачем, преко којег се он повезује са прикључницом на зиду.

Такође, постоје и прикључнице без проводника, такозване Т прикључнице које омогућавају да се од једне зидне прикључнице добију две.

За инсталацију рачунара потребно је набавити продужни кабл са шест прикључница и аутоматским осигурачем(1. монитор; 2. кућиште; 3. звучници; 4. штампач; 5. скенер, итд).

Прикључнице се деле на монофазне и трофазне а прикључнице на које се може инсталирати уземљење називају се шуко.

Шуко прикључнице, поред контактних завртњева за нулу и фазу имају и контактни завртањ за проводник уземљења, а на први поглед се разликују од обичних по металним пипцима који штрче са горње и доње стране прикључнице.

На ове пипке належу металне плочице шуко утикача.

У случају квара уређаја проводник преко плочица утикача и пипака шуко прикључнице, те проводника уземљења одводи струју до металних клинова закопаних у земљу негде у близини објекта, чиме се смањује могућност струјног удара.

За инсталацију монофазних шуко прикључница потребни су трожилни проводници, а трофазних петожилни.

Обична монофазна прикључница захтева двожилни проводник.

Утикачи и натикачи

Утикачи служе за повезивање потрошача (телевизора, пећи, штедњака и свих других електричних апарата) и прикључнице.

Како постоје монофазне и трофазне прикључнице тако постоје и монофазни и трофазни утикачи.

Шуко утикач се разликује од обичног утикача по металним плочицама са стране, и садржи трожилни проводник, а обичан двожилни.

Утикачи нису део кућне инсталације у смислу набављања и уградње јер њих добијамо уз купљени електрични уређај. Утикачи се увек инсталирају на вишежичне проводнике.

Натикачи се налазе на другом крају проводника са утикачем и гурају су у одређено место у самом електричном уређају.

Увек је боље купити уређај који има предвиђено место за натикач, јер се такав уређај лакше транспортује, пошто се проводник може скинути. Но, многи уређаји немају натикач, већ су жиле проводника утикача својим другим делом чврсто спојене (залемљене) за струјна коло уређаја.

Као и прикључнице и утичнице, могу бити монофазни и трофазни, обични и шуко.

Преузми или одштампај лекцију ради припреме часа или учења