Известно, что ток делится на переменный и постоянный.
Сильная сторона переменного тока – простота преобразования напряжения и возможность создания мощных электродвигателей.
Постоянный ток имеет свою емкую область использования: он применяется в разнообразном электронном оборудовании. Соответственно, правильная по полярности подача создающего его напряжения на различные дискретные и интегральные электронные компоненты является необходимым условием обеспечения их работоспособности.
Электродвигатели постоянного тока легко реверсируются, т.е. вращение их вала изменяется на противоположное простой переполюсовкой источника питания.
Соответственно, при нарушении полярности двигатель вращается не в том направлении, а электронные приборы не будут работать или даже выйдут из строя.
Как определить полярность проводов?
При работе с постоянным напряжением необходимо обязательно контролировать правильность подключения создающего его источника. Далеко не во всех случаях источники имеют маркировку своих выводов, т.е. указанную задачу необходимо решить уже в процессе работы. Применяемые для этого способы делятся на основные группы, которые можно условно обозначить как:
- приборные;
- визуальные;
- индикаторные.
Вариантов внутри каждой группы довольно много. Далее рассмотрим только наиболее популярные из них.
Определение полярности мультиметром
Данный способ относится к приборным и является наиболее информативным, так как кроме полярности указывает еще фактическое напряжение источника.
Мультиметр (часто в просторечии называется тестером) переключается в режим измерения напряжения. Вне зависимости от его исполнения (более старый аналоговый и современный цифровой) прибор имеет две клеммы, обозначаемые как «+» и «-». При подключении положительного вывода проверяемого источника к клемме «+» (напрямую или через штатный провод) цифровой прибор показывает положительное напряжение, а у аналогового стрелка отклоняется вправо. Соответственно, в противном случае на индикаторе цифрового устройства видим минус, а стрелка аналогового тестера ложится на левый упор.
Определение полярности визуальными способами
Определить полярность источника постоянного напряжения без измерительных приборов можно двумя визуальными способами, в основу которых положены химические реакции.
В первом случае разрезается сырая картофелина и в срез одной из ее половинок на расстоянии 2-3 см друг от друга втыкаются два провода источника. После подачи напряжения через такую импровизированную нагрузку начинает протекать ток. В районе плюсового провода через примерно 5-10 минут формируется довольно неяркое, но, тем не менее, неплохо заметное визуально зеленоватое пятно.
Второй способ основан на проведении электролиза в небольшой емкости. В нее наливается некоторое количество воды и погружаются провода с зачищенными концами, который выполняют функции электродов. Сопутствующее электролизу выделение пузырьков водорода происходит на минусовом проводе. Эффект проявляется сильнее в том случае, если емкость изготовлена из пластика, керамики или стекла, т.е. из неметаллического материала.
Другие способы, например, помещение концов проводов в пламя свечи, когда на минусовом проводе начинается интенсивное осаждение сажи, используются достаточно редко.
Индикаторные методы определения полярности
Индикаторные методы могут быть отнесены к группе визуальных, но в отличие от «химической» ветви дают результат намного быстрее, хотя требуют применения специальных компонентов и более глубоких знаний в электротехнике.
В качестве индикатора полярности может быть использован вентилятор системы охлаждения компьютерного процессора. При его наличии можно воспользоваться тем, что он приводится в действие электродвигателем постоянного тока. Для решения задачи достаточно подключить источник к черному и красному проводам. Если крыльчатка начала вращаться, то к красному проводу подключен плюс источника.
Во втором случае применяется светодиод. Известно, что этот компонент имеет всего два вывода и излучает свет при протекании через него прямого тока. По справочнику определяются выводы катода и анода, после чего к диоду через соединенный последовательно маломощный балластный резистор подключается проверяемый источник. Последовательность соединения (сначала резистор, а потом диод или наоборот) значения не имеет.
Номинал резистора рассчитывается как R = (U – 2)/I, где U – напряжение источника в Вольтах, а величина I берется из справочника и устанавливается равной примерно 70% от максимально допустимого прямого тока. Например, для 12-вольтового источника при предельном токе 50 мА в качестве балластного берется резистор с сопротивлением, равным или отличающимся не более чем на +/-20% от значения
R = (12 – 2)/ (0,7*50*10-3) = 300 Ом.
При подключении источника к рассматриваемой цепочке плюсом к аноду светодиода последний будет светиться. В противном случае излучения не будет.
Обозначение и особенности задания полярности проводов
Цветовые обозначения полярности проводов
Помощью в определении полярности может оказать также цвет изоляции проводов источника. В сетях постоянного ток общепринято, что к плюсовой клемме источника постоянного напряжения подключается провод с оболочкой (изоляцией) красного (горячего) цвета, а минусу поставлен в соответствие черный цвет. С учетом обозначения положительного вывода через крест это правило запоминается по фразе «Красный крест».
Особенности полярности проводов в схемах постоянного тока
В электрической схеме могут использоваться провода с изоляцией других цветов, что необходимо для правильного подключения различных потребителей. В этой ситуации потребуется индивидуальная проверка мультиметром каждого из таких проводов. В качестве базового всегда берется провод черного цвета. Напряжение на остальных проводах должно быть обязательно положительным.
Некоторые разновидности электронных схем, например, собранные с использованием операционных усилителей, могут питаться от биполярного источника, т.е. на них может подаваться как положительное, так и отрицательное напряжение. Главным отличительным признаком питающего их источника является наличие у него трех выходов, причем напряжение на двух «горячих» проводах относительно земли (черный провод) равно по величине и отличается только знаком.
