Давайте разберемся почему падает напряжение в сети. Вы наверное ни раз обращали внимание когда тускнеет свет, особенно ламп накалывания или электрический чайник закипает дольше обычного. Это вызвано пониженным напряжением сети. Обычно говорят, что кто-то из соседей включил мощную нагрузку, например сварочный аппарат. Чтобы лучше понять сущность этого явления рассмотрим схему (рис. 1) с источником питания U ип = 9 В к клеммам 1-2 которого подключен регулируемый резистор (потенциометр), сопротивление которого установлено 10 Ом .

Рис. 1 – Схема, поясняющая работу идеального источника напряжения

Ток нагрузки Iн, который протекает через резистор Rн определяется по закону Ома и равен

Посмотрим еще раз внимательно на схему (рис. 1) Как бы не изменялось сопротивление нагрузки R н напряжение на клеммах 1-2 , к которым подключена нагрузка всегда будет равно напряжению источника питания U 12 = U ип . Изменятся будет только ток нагрузки I н пропорционально изменению сопротивления нагрузки R н . Таким образом сопротивление на нагрузке не зависит от величины самой нагрузки, а сам источник питания является идеальным источником напряжения. Если бы в природе существовали такие источники, то напряжение никогда бы не просаживалось, даже при коротком замыкании цепи.

Теперь рассмотрим процессы в реальном источнике напряжения. Реальный источник напряжения отличается от идеального наличием внутреннего сопротивления R вн (рис. 2) .

Рис. 2 – Обозначение реального и идеального источников напряжения

Рис. 3 – Схема с реальным источником напряжения

Величина внутреннего сопротивления источника напряжения имеет малое значение и на практике часто пренебрегается. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем больше реальный источник по своим свойствам приближен к идеальному.

Следует заметить, что на холостом ходу напряжение на зажимах U 12 всегда равно напряжению источника питания U ип независимо от величины внутреннего сопротивления R вн (рис. 4) . Это поясняется тем, что при разомкнутой цепи ток в ней не протекает и следовательно отсутствует падение напряжения на внутреннем сопротивлении.

Рис. 4 – Схема реального источника питания на холостом ходу

Теперь подключим нагрузку к клеммам 1-2 (рис. 5) и посмотрим как изменится на них напряжение.

Величину внутреннего сопротивления принимаем равной 1 Ом , а сопротивление нагрузки 10 Ом (рис. 5) .

Рис. 5 – Схема с реальным источником питания и нагрузкой 10 Ом

Определим ток нагрузки по закону Ома

Rвн равно

Теперь найдем напряжение на нагрузке, т. е. на клеммах 1-2 U12. Оно определяется по II закону Кирхгофа:

Как видно, с подключением нагрузки, равной 10 Ом , напряжение просаживается на 0,8 В (рис. 6) .

Рис. 6 – Схема распределения падений напряжения на нагрузке

Теперь увеличиваем нагрузку, так, чтобы сопротивление ее равнялось внутреннему сопротивлению источника питания R н = R вн = 1 Ом (рис. 7) .

Рис. 7 – Схема с реальным источником питания и нагрузкой 1 Ом

Iн равен

Падение напряжения на внутреннем сопротивлении равно:

Напряжение на нагрузке, оно же на клеммах 1-2 равно

Т. е. напряжение просело в 2 раза (рис. 8) !

Рис. 8 – Схема распределения падений напряжения на нагрузке

Отсюда можно сделать следующий вывод: с увеличением нагрузки повышается падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника напряжения, в результате этого снижается напряжение на нагрузке.

Почему падает напряжение в сети 220 В, 50 Гц

Аналогичные процессы протекают и в сети 220 В, 50 Гц. Только первичным источником напряжения служит не розетка, а подстанция, т. е. трансформатор, а вы и ваши соседи питаетесь параллельно от его вторичных обмоток (рис. 9) .

Рис. 9 – Упрощенная схема питания потребителей напряжение промышленной частоты

Поэтому если вы увеличите нагрузку, то напряжение упадет не только у вас, но и у ваших соседей. Либо когда сосед подключит нагрузку большой мощности, напряжение просядет как у него, так и у вас.

Чтобы убедится в сказано выше можно проделать небольшой опыт, для которого понадобится источник питания (любая батарейка либо крона), вольтметр (мультиметр) и несколько сопротивлений различного номинала.

Вначале измерим напряжение кроны на холостом ходу (рис. 10) . Как видна из рисунка оно равно 8,50 В (крона уже немного севшая).

Теперь подсоединим к кроне резистор сопротивлением 10 кОм (рис. 11) . Как видно, напряжение источника питания уже немного «просело» и равно 8,12 В .

Чем сильнее разряжена батарейка, тем больше будет просаживаться напряжение при подключении одной и той же нагрузки.

Как мы увидели, практика полностью совпадает с теорией. Такие простые опыты дают глубокие понимания базовых процессов, протекающих как в электрике, так и в электронике, что позволит в дальнейшем с большей легкость освоить более сложный материал. Теперь Вы понимаете почему падает напряжение в сети.

Перейти на страницу.

Причины понижения напряжения в сети могут быть различные. В этой статье мы остановимся на основных причинах, приводящих к низкому напряжению.

Основные причины снижения напряжения в сети

Всегда ли в нашей сети - 220? Вопрос, конечно, риторический, очень часто напряжение в сети не соответствует нормативам и является пониженным или повышенным.
Приводим список основных причин низкого напряжения:

• низкое напряжение в линии ЛЭП
• недостаточная мощность трансформатора, установленного на подстанции
• перекос напряжения по фазам на линии от трансформатора до дома
• проблемы в распределительном щитке, малое сечение проводов в разводке.

Подробнее о причинах низкого напряжения и методах решения данной проблемы

Падение напряжения в линии ЛЭП

Одной из глобальных причин понижения напряжения является недостаточная мощность электрогенерации и электротрансформации в регионе. Недостаточное финансирование электрической отрасли с одной стороны и бурный рост потребления электроэнергии в последние годы с другой стороны приводит к проблемам с качеством электроснабжения.
Повлиять на решение данной проблемы мы практически не можем, единственное решение в этой ситуации - покупка и установка повышающего стабилизатора напряжения.

Низкая мощность распределительного трансформатора или неправильная его настройка

Часто бывает так. К одному трансформатору было подключено определенное количество потребителей и проблем с качеством электроэнергии не было. Потом к этому же трансформатору или подстанции подключаются еще новые дома, и мощность его оказывается недостаточной, это приводит к понижению напряжения во всей подключенной сети. Такое явление часто наблюдается в дачных поселках, и напряжение в 180, 170, 160 и даже 150 Вольт там не редкость.
Какие есть методы решения?. Наиболее правильный - замена трансформатора на более мощный. Но для этого нужно иметь общее решение всех потребителей и финансовые возможности. Индивидуально решить проблему в этом случае можно путем установки повышающих стабилизаторов напряжения на весь дом или нужную группу приборов.

Перекос фаз в распределительной сети, вызывающий снижение напряжения, и методы решения

Причиной снижения напряжения на входе в дом может быть неравномерное распределение потребителей в распределительной сети или «перекос фаз». Как правило, такое явление наблюдается в сельской местности, в дачных поселках и частном секторе. Дома в таких сетях подключаются к электросети по мере строительства новых объектов индивидуально. Часто при этом подключение идет по принципу «так удобно монтеру» или «этот провод ближе». В результате на одной «фазе» или одном «плече» сети потребителей оказывается больше, чем на других. Напряжение в этой части электросети будет ниже.
Исправить ситуацию путем повышения значения напряжения на питающем трансформаторе не получится, так как этот приведет к повышенному (или опасно высокому) значению напряжения на других участках этой электросети. Правильное решение - устранить неравномерность распределения потребителей, переключится на питание от другой фазы сети. Но часто это бывает не возможно физически. Второй вариант решения проблемы - установка стабилизатора напряжения на входе в дом.

Проблемы в домашней сети, приводящие к понижению напряжения и методы их устранения

Первое, что нужно сделать, если у Вас низкое напряжение в розетке, - это выяснить является ли проблема внутренней или внешней.
Первое. Самое простое - узнать, есть ли проблемы с электропитанием у соседей. Второе. Отключить автоматы в распределительном щите и измерить напряжение на входе в доме. Если напряжение низкое - то проблема во внешней сети. Если напряжение на входе в дом нормальное, то проблема в доме.
Приводим список частых проблем в электросети дома или квартиры:

• снижение напряжения может быть вызвано плохими контактами на входе в распределительный щит или плохими контактами в самом распределительном щите;
• снижение напряжения может быть вызвано плохими контактами в комнатных распределительных коробах и на самих розетках;
• снижение напряжения может быть вызвано неправильным выбором сечения провода в разводке.

Если выявить точную причину самостоятельно не получилось, следует обратиться за помощью к профессиональному электрику.

Как поднять напряжение с помощью стабилизаторов

Существует два основных способа решить проблему низкого напряжения.
Первый способ - установка большого мощного стабилизатора на входе в дом. Такой стабилизатор должен иметь большую мощность, большой диапазон входного напряжения и высокую надежность. Мы рекомендуем стабилизаторы напряжения SKAT ST мощность от 3,5 кВт до 12 кВт.
На следующем видео представлены возможности стабилизатора SKAT ST-12345.

Второй способ - установка локальных стабилизаторов для питания отдельных электроприборов. Такие стабилизаторы должны иметь достаточную мощность, большой диапазон входного напряжения, компактный размер и высокую надежность. Мы рекомендуем стабилизаторы напряжения SKAT ST мощность от 1,5 кВт до 3 кВт.
На следующем видео представлены возможности стабилизатора SKAT ST-2525.

Выводы: для решения проблемы низкого напряжения в доме необходимо установить причины этого явления, попытаться устранить проблемы в сети, использовать стабилизаторы напряжения.

Из-за чего происходит падение напряжения в электросети.

Статья предназначена для тех кто ничего не понимает в электричестве (аналогия с водопроводом).
Среди ученых уже давно есть мнение что в природе существует всего один закон, по которому все в этом мире взаимодействует, и с помощью которого можно описать все процессы - абсолютный закон природы. Но пока его еще не открыли, и к его пониманию подходят с разных сторон - химия, математика, физика со множеством направлений, и открыто масса законов и правил, которые являются всего лишь следствием абсолютного закона.
Множество людей пугает электричество, потому что они не знают и не понимают его.
Но почти все ежедневно пользуются водопроводом, и не считают это чем то сверхъестественным и страшным, так как понимают как он устроен и работает.
Исходя из всего вышесказанного мы можем провести параллель между электросетью и водопроводом, так как это разновидность одного и того же процесса, но описывается пока еще разными законами и правилами.

Начнем с приведения аналогий

На картинке представлена типичная электросеть поселка

И аналогичная ей водопроводная система

Итак, как видно из рисунков, все сети последовательного исполнения. И чем дальше от распределительной точки, тем меньше напряжения/давления доходит до потребителя. Так делается для существенной экономии кабелей/труб. Все сечения/диаметры рассчитаны с таким учетам, что бы ко всем потребителям приходило одинаковое напряжение/давление. И когда сеть новая, то так и происходит. Но со временем сети изнашиваются - трубы засоряются, появляются протечки, снимаются регуляторы давления; ухудшается проводимость проводов, появляются скрутки, перегрузка сети. И в конечном итоге получаем сильное падение напряжения/давления, такая ситуация и показана на рисунках.
На ТП начинают повышать напряжение. Чтобы последним потребителям дошло хоть что то. При этом у первых потребителей начинают выходить из строя электроприборы из-за высокого напряжения. В таких ситуациях может помочь только стабилизатор напряжения.
При высоком напряжении он сбрасывает лишнее в сеть, как редуктор. При пониженном напряжении стабилизатор выкачивает напряжение из сети как насос.
В современных многоэтажных домах, в каждой квартире устанавливается редуктор давления на 2 атм. Вследствие этого на первых этажах нет перерасхода воды и сильной потери давления в трубах и до последних этажей доходит нужное давление. Если здание более 11 этажей, то устанавливают дополнительно насосы повышающие давления для верхних этажей.
В старой или длинной электросети, также необходимо устанавливать стабилизаторы напряжения каждому потребителю для выравнивания дисбаланса в сети. Но этим занимаются уже сами потребители.

Почему происходит падение давления в трубах:

1. Трубы засоряются, на стенках появляется нарост, соответственно уменьшая диаметр трубы. При отключении и включении воды наросты в трубах откалываются и скапливаются в изгибах, тем самым создавая сопротивление току воды.

2. Врезка труб большего диаметра чем рассчитано. Из-за этого происходит резкое падение давления во всей системе.

3. Включение всех кранов одновременно

Почему происходит падение напряжения в электросети:

1. Воздушные электросети прокладываются из алюминиевого провода без изоляции. С течением времени у алюминия, если по нему пропускают ток, ухудшаются проводимые свойства, разрушается кристаллическая решетка, увеличивается сопротивление.

2. Местные электрики, как правило, при соединении проводов используют обычную скрутку, а не болтовое крепление, что добавляет сопротивление току.

3. При перегрузке сети. Сечение проводов ограничивает ток который по ним можно пускать:

Медные жилы проводов и кабелей

Алюминиевые жилы проводов и кабелей

В случае превышения допустимого тока, провода начинают греться. При повышении температуры металла его сопротивление току увеличивается.
Расчет падения напряжения достаточно простой:

Закон Ома U = I * R

1. I = Uит/(R1+R2+R) = 8.15 А

2. U1 = I * R1 = 8,15 В

3. U2 = I * R2 = 8,15 В

4. U = I * R = 203 В

Как видим падение напряжения из-за скруток и сопротивления проводов, в данном случае составило 16,3 В. Сопротивление скруток зависит от их качества и количества. Сопротивление проводов зависит от температуры и его длины.

Удельное сопротивление меди при 20о - ρ = 0,018 Ом *мм 2 /м
Удельное сопротивление алюминия при 20о - 0,028 Ом *мм 2 /м

Получим сопротивление провода от ТП до потребителя. Сечение алюминиевого провода 16 мм 2 , расстояние 1 км.

Сопротивление провода R = 0,028 * 1000 / 16 = 1,75 Ом

С учетом того что на ТП выходное напряжение настраивают 240В - 260В, то даже если вы находитесь за 2 км от неё к вам доходит нормальное напряжение 220В, если все соединения проводов выполнены качественно. Но как только сеть перегружают сопротивление проводов резко увеличивается. Особенно это сильно заметно в дачных поселках, где стоят маломощные ТП, а потребителей огромное количество. Днем напряжение в сети может опускаться до 100В у конечных потребителей, а ночь подниматься до 260В.
Для приборов где есть электронные схемы такое напряжение губительно. Для современных электромоторов, насосов, компрессоров, холодильников такое напряжение так же не допустимо. С целью экономии материалов они выполняются рассчитанными на напряжение 220-230В ± 5%, без двойного запаса прочности, как раньше. И в условиях плохого напряжения они просто сгорают.
В особо плачевных ситуациях не поможет даже стабилизатор напряжения.