Для чего нужен автомат дифференциальный: Дифференциальный автомат

Для чего нужен автомат дифференциальный: Дифференциальный автомат

Содержание

Для чего нужен дифференциальный автомат


Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 185 Опубликовано
Обновлено

В бытовой электротехнике слово «автомат » подразумевает тип устройства, автоматически отключающего напряжение при перегрузках, или коротком замыкании (КЗ) в сети. Применяется с самого начала возникновения электротехники для защиты сетей и электроприборов. В последние десятилетия массовой популярности набрали устройства защитного отключения (сокращённо УЗО) от поражающего действия электричества.

Но непонимание пользователями, а иногда и электриками отличий и предназначения данных защищающих средств, приводило к случаям установки УЗО без защитных автоматов, вследствие чего возникали
пожары, так как данное устройство не выключается даже при КЗ и горит, устраивая при этом пожар и задымление в электрощитовой.

Производители электротехнических защитных приборов быстро откликнулись на эту распространённую ошибку и создали комбинированный электрозащитный прибор, заключающий в себе автомат, защищающий от сверхтоков, и устройство защиты от поражения в одном модуле, называемый дифференциальным автоматом, который также называют дифавтоматом, дифференциальным выключателем, автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ).

Внешний вид дифавтомата

Некоторые характеристики

Дифференциальный автомат применяется для:

  •  защиты от перегрузок по току и КЗ;
  •  предотвращения поражения электричеством при случайном прикосновении к оголённому проводу, или неисправном оборудовании, повлёкшим появление напряжения на корпусе;
  •  недопущения пожароопасной утечки при пробое изоляции.

Дифавтомат является модульным устройством, монтируемым на дин рейку, имеет четыре клеммы для однофазной сети, и восемь для трёхфазной. В независимости от производителя, данным устройствам характерны такие общие черты:

  •  корпус из тугоплавкого негорючего пластика;
  •  маркированные контактные зажимы (клеммы) для подключения входящих и выходящих проводников;
  • рычажок включения – выключения напряжения. В некоторых устройствах их может быть два;
  •  кнопка «Тест » для ручной проверки надёжности устройства;
  •  опционально сигнальный маячок, показывающий тип срабатывания – от перегрузки или утечки;

3-х фазный и 1 фазный дифавтомат

Соответственно им присущи такие обозначения:

  • логотип изготовителя, серийный номер;
  • максимальный ток короткого замыкания, А;
  • рабочее напряжение, В;
  • буква, означающая времятоковую характеристику автомата защиты;
  • номинальный ток отключения In, А;
  • дифференциальный ток утечки IΔn , мА;
  • электрическая схема внутреннего устройства прибора;
  • маркировка клемм.

Характеристики дифавтомата

Устройство и принцип работы диффавтомата

Дифференциальный автоматический выключатель, одновременно выполняющий функции автоматического выключателя и УЗО, состоит из:

  1. электромагнитного реле для защиты от сверхтоков и КЗ;
  2. теплового расщепителя для отключения при длительном превышении номинального тока In;
  3. датчика дифференциального тока, для выключения цепи при возникновении в ней утечек.

В случае превышения допустимых для каждого устройства параметров, они механически воздействуют на защёлку подпружиненного отключающего механизма, имеющего гаситель дуги.

Электромагнитный и тепловой расщепители идентичны аналогичным частям отдельного автомата защиты по току. Подробно их работа описана в соответствующих разделах, коротко следует отметить важные особенности:
При большом токе, многократно превышающем In , практически моментально срабатывает электромагнитное реле, выдёргивая защёлку и выключая дифференциальный автомат.

Тепловое реле, выполненное в виде биметаллической пластины, давящей на задвижку отключающего механизма по мере её нагревания токами, превышающими In , производит выключение в периоде от секунды до нескольких минут, в зависимости от время-токовой характеристики, обозначаемой латинскими буквами, аналогично обычным автоматам защиты. Такое конструктивное решение позволяет выдерживать большие импульсные нагрузки, не размыкая цепь.

Внутренности УЗО

Дифференциальный автоматический выключатель срабатывает при выявлении разницы (по-английскиdifferent) токов, протекающих в фазовом и нулевом проводе, которые в идеальной системе должны совпадать. Образно эту картину можно представить в виде некоего количества электронов, протекающих сквозь входной фазный проводник, разветвляясь на отдельных потребителей и производя в них работу, снова стекающихся в нулевом проводнике, и ни один не должен потеряться.

Наполовину разобранный дифавтомат

Потери подразумевают поток электронов в землю через тело человека, причиняющий поражающее действие, или через плохую изоляцию, что является пожароопасным. В случае утечек, ток нулевого провода будет меньше, ввиду того, что часть носителей заряда потерялась в пути.

Наглядная схемы срабатывания дифавтомата в сети

Измерение разницы тока, протекающего в фазном и нулевом проводе, является принципом работы УЗО, а его объединение с автоматическим выключателем позволило скомбинировать дифференциальный автомат. Данную разницу измеряет датчик дифференциального тока, выполненный в видеторроидального трансформатора, в котором две первичные обмотки включены разнонаправлено в цепи фазы и ноля соответственно, а третья вторичная обмотка подключается к исполнительному устройству.

В штатном режиме работы системы электропитания, при равенстве токов первичных обмоток, создаваемый ими магнитный поток является взаимно скомпенсированным. При утечке, ток в нулевом проводе будет меньшим, баланс магнитных потоков нарушится, и во вторичной обмотке возникнет ток, заставляющий сработать устройство защиты.

 

Смертельным для человека является электрический ток всего 0,1 А, или 100мА. Соответственно, для защиты должен применяться дифавтомат с IΔn<100мА. Наиболее популярными являются значения IΔn=30мА.

Ток свыше 100 мА при напряжении 220В считается способным выделить достаточное количество теплоты для возгорания изоляции в месте её пробоя, поэтому дифференциальный автомат, имеющий такое значение IΔn , применяется для обеспечения пожарной безопасности больших объектов.

В случае использования трёх проводной сети с заземляющим проводником РЕ, при электрическом пробое на корпус изоляции в неисправном приборе, дифавтомат отключится немедленно. Если данная неисправность произойдёт в устройстве, включённом в двухпроводную сеть, и металлический корпус будет под напряжением, то при касании его человеком, сквозь него пройдёт ток больше IΔn , вызывающий срабатывание защиты очень быстро, поэтому поражение будет минимальным, пострадавший отделается шоком.

некоторые типы дифавтоматов

Чтобы дифференциальный автомат надёжно работал, и не было ложных срабатываний, нужен правильный монтаж данного оборудования. Нужно запомнить правило: входной и выходной ноль – совершенно разные понятия, выходящий нулевой провод нигде не должен контактировать с землёй или любыми другими нейтральными проводниками. В ином случае устройство будет срабатывать при подключении любой нагрузки.

Что такое дифавтомат, для чего применяют, схемы, как подключить

Из статьи вы узнаете, что такое дифавтомат и для чего применяют, какие бывают, устройство и принцип действия устройства, принципиальная схема, расшифровка обозначений на корпусе, как подключить.

Безопасность – это важно

При проектировании и прокладке низковольтной электрической сети одной из главных задач для специалистов является защита от коротких замыканий и обеспечение максимального уровня безопасности.

Для ее решения применяются специальные устройства, одним из которых является дифференциальный автомат (дифавтомат).

Ниже рассмотрим следующие вопросы:

  • Что это за изделие?
  • Для чего применяют, и какие виды дифавтоматов бывают?
  • Из каких элементов он состоит, и как работает?
  • Как расшифровать обозначения и подключить дифавтомат?
  • В чем причины срабатывания?

Определение дифавтомата

Дифференциальный автомат — защитное устройство, которое устанавливается в низковольтной сети для обеспечения ее комплексной защиты.

В одном аппарате объединяется две функции — автоматического выключателя (отсечки) и УЗО.

Благодаря расширенным возможностям, изделие пользуется широким спросом в быту и на производстве.

Сфера применения

Дифавтомат применяется для решения следующих задач:

  • Защиты определенного участка сети от протекания повышенных токов, возникающих в случае КЗ или перегрузки.
  • Предотвращения пожара или попадания людей под действие напряжения из-за появления утечки, возникающей по причине некачественной изоляции проводов или выхода из строя бытовых приборов.

В первом случае дифференциальный автомат работает как автоматический выключатель, а во втором — как УЗО (устройство защитного отключения).

Какие виды бывают?

Дифференциальный автомат — универсальный аппарат, который может с легкостью применяться в одно-, так и трехфазных сетях.

В первом случае используются изделия с двумя полюсами, а во втором — с четырьмя.

Читайте также:

Конструктивные особенности, принцип действия и схема дифавтомата

Рассматривая обозначение устройства по ГОСТ, несложно выделить конструктивные элементы защитного аппарата.

К основным стоит отнести:

  • Дифференциальный трансформатор;
  • Группа расцепителей (тепловой и электромагнитный).

Каждый из элементов выполняет определенные задачи. Рассмотрим их подробнее.

Дифтрансформатор — устройство с несколькими обмотками, число которых напрямую зависит от количества полюсов.

В его задачу входит сравнение нагрузочных токов в каждом из проводников. В случае расхождения показателей появляется ток утечки, который направляется в пусковой орган.

Если параметр выше определенного уровня устройство отключает электрическую цепь посредством разделения силовых контактов дифавтомата.

Для проверки работоспособности предусмотрена специальная кнопка, чаще всего подписываемая, как «TEST». Она подключена через сопротивление, которое подключается двумя способами:

  • Параллельно одной из существующих обмоток;
  • Отдельной обмоткой на трансформатор.

После срабатывания кнопки пользователь искусственно формирует ток небаланса. Если дифавтомат исправен, он должен отключить цепь. В противном случае делаются выводы о неисправности аппарата.

Следующий элемент дифавтомата — электрический расцепитель. Конструктивно он имеет вид электрического магнита с сердечником.

Назначением элемента является воздействие на отключающий механизм. Срабатывание электромагнита происходит при увеличении нагрузочного тока выше установленного уровня.

Чаще всего это бывает при появлении КЗ в низковольтной сети. Особенность расцепителя заключается в срабатывании без выдержки времени. На отключение питания уходят доли секунды.

В отличие от электромагнитного, тепловой расцепитель защищает не от КЗ в цепи, а от перегрузок. В основе узла лежит биметаллическая пластинка, через которую протекает нагрузочный ток.

Если он выше допустимого значения (номинального тока дифавтомата), происходит постепенная деформация этого элемента. В определенный момент пластина из биметалла постепенно изгибается.

В определенный момент она воздействует на отключающий орган защитного устройства. Задержка времени теплового расцепителя зависит от тока и температуры в месте установки. Как правило, эта зависимость имеет прямо пропорциональный характер.

На кожухе дифавтомата прописывается нижний предел (указывается в мА). Кроме тока утечки, указывается и номинальный ток расцепителя. Более подробно о маркировке аппарата поговорим ниже.

Как расшифровать обозначения на корпусе?

Выше уже отмечалось, что на корпусе дифференциального автомата можно найти всю необходимую информацию.

Изучив основные параметры, легче принимать решение — подходит ли прибор под решения конкретных задач.

К наиболее важным обозначениям стоит отнести:

  • АВДТ — аббревиатура, сокращенный вариант полного названия («автоматический выключатель дифференциального тока»).
  • С25 — номинальный параметр тока. Здесь C — характеристика зависимости времени и тока, а 25 — предельный ток дифавтомата, превышение которого недопустимо.
  • 230 В — номинальное напряжение, при котором допускается применение аппарата (для бытовой сети).
  • In 30mA — параметр тока утечки. При достижении 30 мА работает УЗО.
  • Специальный знак, который подтверждает наличие функции УЗО и тип АВДТ. По наличию обозначения делается вывод о способности дифференциального автомата реагировать на постоянный или переменный пульсирующий ток.

Также на корпусе защитного изделия нанесена принципиальная схема. Обычному обывателю она может ничего не рассказать, поэтому на нее не обязательно обращать внимание.

Также на внешней части устройства предусмотрена кнопка «ТЕСТ», необходимая для периодического контроля исправности устройства в части УЗО. Об особенностях проверки с помощью этого элемента мы уже говорили выше.

Как подключить устройство?

Перед тем как подключить дифавтомат, стоит разобраться с типом электрической проводки.

Здесь возможны следующие варианты:

  • Тип сети — однофазная или трехфазная. В первом случае номинальное напряжение составит 220 Вольт, а во втором — 380.
  • Наличие заземления — существуют сети с заземлением или без него.
  • Место для монтажа. Чаще всего АВДТ устанавливается в квартире, но возможен монтаж на каждую отдельную группу проводников.

С учетом рассмотренных условий необходимо определиться, как подключать защитный аппарат. Стоит помнить, что дифавтомат может иметь ряд конструктивных отличий.

Рассмотрим основные способы подключения в щитке:

  1. Простейший вариант. Популярный способ — установка одного дифференциального автомата, который защищает всю цепочку. При выборе такого варианта желательно покупать дифавтомат с большим номинальным током, чтобы учесть нагрузку всех потребителей в квартире. Главный минус схемы заключается в сложности поиска места повреждения при срабатывании защиты. По сути, проблема может скрываться на любом из участков проводки.В приведенной схеме видно, что «земля» идет отдельно и объединяется с шиной заземления. К ней же подключаются все проводники (PE) от электрических приборов. Ключевое значение имеет подключение «нуля», который выведен из дифавтомата. Его объединение с другими «нулями» электрической сети запрещено. Это объясняется разницей величин токов, проходящих по каждому из нулевых проводников, из-за чего дифференциальный автомат может срабатывать.
  2. Надежная защита. Это улучшенный вариант подключения защитного аппарата, благодаря применению которого удается повысить надежность сети и упростить задачу поиска повреждения. Особенность заключается в монтаже отдельного дифавтомата на каждую группу проводов. Следовательно, защитный аппарат будет работать только в той ситуации, когда проблема возникнет на контролируемом участке цепи. Другие участки продолжат работать в обычном режиме. В отличие от прошлой схемы, найти неисправность в случае КЗ, появления утечки или перегрузки в сети много проще. Но имеется и недостаток — большие финансовые затраты, связанные с необходимостью покупки нескольких дифавтоматов.
  3. Схема без заземления. Рассмотренные выше варианты подключения дифавтомата подразумевают наличие защитной «земли». Но в некоторых домах или на дачном участке контур заземления отсутствует вовсе. В таких сетях применяется однофазная сеть, где присутствует только фаза и «ноль». В этой ситуации защитный аппарат (АВДП) подключается по другому принципу. Если у вас в низковольтной сети также нет «земли», перед установкой дифавтомата желательно полностью поменять проводку в доме. В противном случае в сети может быть ток утечки, из-за которого будет срабатывать УЗО.
  4. Схема для 3-х фазной сети. В случаях, когда требуется монтаж дифференциального аппарата в цепи тремя фазами (например, в современной квартире, в доме или в гараже), требуется соответствующий АВДП. Принципа построения здесь такой же, как и в прошлом случае. Разница в том, что на входе и на выходе нужно подключать четыре жилы.

По каким причинам может сработать дифавтомат?

В процессе эксплуатации защитного устройства важно понимать, в каких случаях оно может сработать.

С учетом этих нюансов стоит принимать решение о причине проблемы (короткое замыкание, ток утечки и прочие).

Рассмотрим каждый из вариантов более подробно:

Срабатывание без нагрузки.

В старых домах с плохой проводкой имеют место серьезные проблемы с изоляцией.

Последняя изношена и высок риск появления токов утечки, величина которых может меняться с учетом многих параметров — наличия рядом животных уровня влажности и так далее.

В такой ситуации АВДП может срабатывать ложно.

Причиной проблемы может быть:

  • Поврежденная изоляция;
  • Наличие скруток;
  • Просчеты в расположении распредкоробок;
  • Электрофурнитура.

Для выявления причины требуется ревизия проводки. Начинать необходимо с диагностики места повреждения.

Например, если дифавтомат выбивает при включении лампочки, проблему необходимо искать в осветительной цепи.

Если АВДП срабатывает после подключения какого-то либо устройства в розетку, стоит убедиться, что это устройство исправно.

При замыкании «нуля» и «земли».

Если по какой-либо причине провода N и PE касаются друг друга, высок риск срабатывания дифференциального автомата. Распространенные места замыканий — в распредкоробке или в коробе под розетку.

Читайте по теме — эффективные способы защиты электроприборов с помощью специальных устройств.

Логика срабатывания построена на принципе действия устройства. Если «ноль» и «земля» объединены, ток разделяется между двумя проводниками. Соответственно, в дифтрансформаторе нет равенства токов, и он воспринимает этот факт, как утечку.

С проблемой часто сталкиваются начинающие мастера, которые не имеют должного опыта в вопросе обслуживания дифавтомата.

  1. В момент включения нагрузки. Если АВДП работает при подключении нагрузки, проблему необходимо искать в изоляции. Использовать проводку при такой неисправности небезопасно, поэтому рекомендуется вызвать специалиста и разобраться с проблемой. Если же ее игнорировать, высок риск попадания под напряжение кого-либо из членов семьи или возникновения пожара.
  2. При скачках напряжения. Логика дифавтомата построена таким образом, что отключение может происходить в случае повышения напряжения. Правда, такой опцией обладают не все устройства, а только имеющие электронную схему. Кроме того, защита может работать при КЗ внутри потребителя, ведь дифавтомат умеет отключаться при таком виде аварии.

Читайте по теме — как действует электрический ток на организм человека.

Итоги

Дифференциальный автомат — полезное устройство, способное защитить от КЗ и токов утечки в низковольтной сети.

Для его правильного применения важно знать правила подключения и эксплуатации, а также особенности диагностики неисправности в случае срабатывания аппарата. Полезно почитать — как выполнять монтаж электропроводки в деревянном доме.

УЗО против дифавтомата – что лучше?

← Дешевле, но лучше? Да, это реально!   ||   Распределительные щиты Univers с силовыми и слаботочными модулями →

УЗО против дифавтомата – что лучше?

Оговоримся сразу, что название было задумано другое — «Решение электрической схемы на УЗО или дифавтоматах – что лучше?», и оно звучит правильнее. Но поскольку запросы в поисковиках задаются именно такие, как в названии во главе, решили его не менять.

Итак, УЗО защищает жизнь человека при его прикосновении к токоведущим частям на которых имеется фазное напряжение. УЗО в момент прикосновения должно отключиться, сохранив человеку жизнь. Кроме того, протекание тока через не предназначенные для этого материалы может привести к возгоранию. В зданиях с ветхой электропроводкой пожары от повреждения изоляции случаются довольно часто. Тогда УЗО выполняет противопожарную функцию. Помним, что УЗО не защищает от перегрузки и короткого замыкания, для такой защиты УЗО устанавливают с одним автоматом или группой автоматических выключателей. С другой стороны, дифавтомат – это и есть УЗО и автоматический выключатель в одном корпусе. И он защищает линию от перегрузки, короткого замыкания и утечки тока. И, поскольку дифавтомат выполняет больше защитных функций линии, получается – это лучшее решение по сравнению с УЗО. Когда мы сравниваем одно УЗО и один дифавтомат так и есть.

Однако когда мы сравниваем УЗО с группой автоматических выключателей и группу дифавтоматов для группы линий, сравнение уже не в пользу дифавтомата. Почему? Потому что становится актуальной стоимость решения. А оно лучше у УЗО с группой автоматов. Автоматический выключатель значительно дешевле дифавтомата, а УЗО можно поставить общее не на один автомат, а на группу. При том, что функционал решения будет таким же, как в случае с группой дифавтоматов.

Как работает УЗО

На схеме УЗО изображен человек, который прикосновением к токоведущему проводнику создал ток утечки. Сразу возникла разница между входящим и выходящим током, и когда эта разница достигает 30 мА, дифференциальный трансформатор формирует сигнал на расцепитель, который отключает линию, и сохраняет человеку жизнь.

Следующая схема отображает наглядную разницу в подключение УЗО и группы автоматических выключателей и подключения группы дифференциальных выключателей.

Итак, по стоимости первое решение (на УЗО) будет ниже, чем второе, т.к. дифавтомат – дорогое устройство.

    Кроме того есть другие различия:
  • Занимаемое место. Первое решение на схеме на УЗО занимает меньше места – 5 стандартных мест против 6 стандартных мест с дифавтоматами.
  • Ремонтопригодность. Замена автоматического выключателя значительно дешевле замены дифференциального выключателя.
  • Оперативная диагностика. В случае срабатывания одного из узлов схемы на УЗО, мы сразу видим причину отключения: сработало УЗО – утечка тока, автоматический выключатель – перегрузка или короткое замыкание. Большинство же дифавтоматов к сожалению не имеют индикатора причины своего отключения.
  • Подключение. В дифавтомате соединения установлены уже внутри корпуса. Остается только подключить входящие и отходящие линии. В решении с УЗО и группой автоматов необходимо еще коммутировать приборы между собой.
  • Надежность. Известно, чем проще устройство, тем оно надежнее работает. В этом отношении дифавтомат проигрывает.
  • Принцип конструкции. УЗО и дифавтоматы выпускаются двух видов конструкции: электромеханическое и электронное. Однозначно преимущество у электромеханического, поскольку оно продолжает работать при обрыве нуля.
  • Функционал. Об этом редко кто задумывается. Чем УЗО может отличаться от УЗО, кроме класса производителя и конструктива? Типом «А» и типом «АС». Тип «А» — современная разработка, она «видит» все цифровые электронные электроприборы и следит за их безопасностью и защищает человека от утечек, которые могут исходить от них. Тип «АС» способен отработать утечку в проводке, розетках и удлинителях лишь до блоков питания ваших любимых гаджетов. Так что тип «А» однозначно лучше и полноценнее в защите жизни.
  • Мы считаем, что решение на УЗО и группе автоматических выключателей рациональнее и правильнее применять при распределении тока по четырем и более линиям. Если линий меньше, несколько дифавтоматов станут простым и однозначным решением по защите цепи. Самое главное, правильно подключить все приборы и обеспечить надежную защиту от пожара или удара током.

    Что лучше УЗО или дифференциальный автомат



    Устройство защитного отключения (УЗО) – отключит электричество, если вы коснетесь рукой оголенного провода, если изоляция кабеля начнет «пробивать». Но оно совершенно не защитит проводку от короткого замыкания или перегрузки для этого нужен автоматический выключатель (автомат). Дифавтомат объединяет в себе функции узо и автомата. Что выбирать, узо + автомат или дифавтомат и как их отличить?

    Как отличить УЗО от дифавтомата

    1. Прямое указание производителя. Иногда прямо на корпусе пишется «Дифавтомат» или «УЗО»
      Надпись дифавтомат
      Надпись УЗО

    2. Маркировка. Если присутствует маркировка на русском языке, например у производителей IEK и EKF, то буквы «ВД» (выключатель дифференциальный) говорят о том, что перед вами УЗО, а буквы «АВДТ» (автоматический выключатель дифференциального тока) или «АД» (автомат дифференциальный) – дифавтомат.
      Буквы АВДТ, значит дифавтомат
      ВД — значит УЗО

    3. Сила тока. На лицевой части корпуса самые большие цифры показывают номинальный ток. Если перед этими цифрами нет букв, то перед вами УЗО. Буквы «А», «В», «С» и «D» перед силой тока указывают на тип теплового и электромагнитного расцепителя, значит перед вами дифавтомат.
    4. Схема. УЗО и дифавтомат на корпусе иногда имеют схему. В бо́льшей части они похожи, но в дифавтомате дополнительно находится тепловой и электромагнитный расцепитель.
      Схема на дифавтомате
      Схема УЗО

    Подключение



    В распределительном щитке УЗО подключается вместе с однолинейным автоматическим выключателем (автоматом) по предложенной схеме:

    Схема подключения УЗО и автомата в щитке

    В такой схеме, в случае утечки электричества (например если пробила изоляция в стиральной машине) срабатывает УЗО, а если случается короткое замыкание или перегрузка, срабатывает автомат. Несколько преимуществ такого подключения:

    1. Отдельное устройство всегда выполняет функции лучше, чем комбинированное, следовательно связка УЗО + автомат всегда будет надежнее работать, чем дифавтомат.
    2. К одному УЗО можно подключить несколько автоматических выключателей. Например по этой схеме: В ней каждый из автоматов сработает при коротком замыкании или перегрузе, а УЗО сработает, если в сети появилась утечка.
    3. При срабатывании видно, что стало причиной отключения – перегруз/короткое или утечка. Соответственно, найти причину неисправности становится гораздо легче.

    Дифавтомат содержит в одном корпусе автомат и УЗО. В связи с этим у него только одно достоинство – он занимает меньше места в щитке, да и то, только в случае, если вы решитесь подключить всю комнату на один автомат.

    Что лучше УЗО + автомат или дифавтомат, посмотрим на схеме

    Рассмотрим типичную задачу для подключения в квартире. Подключение кухни:

    • Контур розеток;
    • Контур освещения;
    • Проточный водонагреватель;
    • Электроварочная панель;
    • Электродуховка;
    • Кондиционер.

    Под каждый из этих контуров в щитке необходимо оборудовать отдельный автомат. Также обязательно защитить кухню от утечек, т.к. это комната, в которой используется вода и существует вероятность затопления сверху.

    Подсчитаем места, занятые на DIN-рейке в варианте использования УЗО + автоматы:

    УЗО с автоматами

    А теперь решим ту же задачу с использованием дифференциальных автоматов:

    Дифавтоматы на рейке

    Как видно из схемы, на самом деле дифавтомат в реальных условиях занимает места больше, чем УЗО + автомат.

    Стоимость

    Давайте подсчитаем, сколько денег придется потратить на приведенные выше схемы. Для удобства используем стоимость оборудования от ABB:

    Подсчет стоимости оборудования УЗО+автоматы

    Теперь такие же подсчеты сделаем для использования дифавтоматов:

    Подсчет стоимости дифавтоматов

    Получается, что использовать дифавтоматы в три раза дороже, чем связку УЗО + автоматы.

    Замена

    Какой бы ни была надежной техника – со временем она ломается. В случае с УЗО, автоматами и дифавтоматами – ремонтировать сами устройства нет смысла – их меняют целиком. В случае поломки автомата, стоимость замены будет 2.15$ + услуги электрика.

    Внутри корпуса дифавтомата находится такой же электромагнитный и температурный автомат. В пределах одного производителя качество деталей идентичное, следовательно вероятность поломки автоматического выключателя за 2.15$ такая же, как и дифавтомата за 31$. Следовательно, преимущество, опять же, за связкой УЗО + автомат.

    Что выбрать, УЗО или дифференциальный автомат?

    Получается, что дифавтомат имеет два преимущества перед связкой УЗО + автомат:

    1. Дешевле;
    2. Экономит место на DIN-рейке ;

    Но эти преимущества проявляются только при формировании простой схемы, где используется только один выключатель в щитке. Что случается очень редко. В остальных случаях использовать связку автомат + УЗО лучше дифференциального автомата.

    Видео. Преимущества УЗО и дифавтоматов.

    В ролике наглядно показаны отличия подключения УЗО+автомат и дифавтомата, рассказаны плюсы и минусы обоих решений.



    Как выбрать розетку скрытой проводки, практические советы.

    Устанавливаем розетку в ванную комнату правильно

    Схема подключения двухклавишного проходного выключателя – особенности, а также последовательность осуществления работ

    Монтаж наружной розетки своими руками, подробная инструкция

    Дифференциальный автомат — что это такое?

    Прибор, предназначенный для отключения электропитания в сети при появлении в ней нарушений, способных привести к выходу из строя проводки и подключенной к ней аппаратуры, в электрике называется автоматическим выключателем (АВ). Это устройство обычно называют проще – автоматом. Одной из его разновидностей является устройство защитного отключения, которое обесточивает линию при обнаружении утечки тока, тем самым предотвращая поражение людей электричеством при касании кабеля. Особенность УЗО такова, что его нельзя ставить без АВ, защищающего линию от КЗ и перенапряжения. Чтобы не подключать к линии два защитных прибора, был создан дифференциальный автомат – прибор, сочетающий в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

    Особенности и назначение дифавтомата

    Если об обычных электрических автоматах известно практически всем, то, услышав слово «дифавтомат», многие спросят: «А это что такое?» Если говорить упрощенно, дифференциальный автоматический выключатель – это устройство защиты цепи, отключающее питание при любых неполадках, способных привести к повреждению лини или поражению людей током.

    Аппарат состоит из нескольких основных частей:

    • Пластиковый корпус, устойчивый к плавлению и возгоранию.
    • Один или два рычага подачи и отключения питания.
    • Маркированные клеммы, к которым подключаются входящие и выходящие кабели.
    • Кнопка «Тест», предназначенная для проверки исправности прибора.

    В последних моделях этих автоматов устанавливается также сигнальный индикатор, позволяющий дифференцировать причины срабатывания. Благодаря ему можно определить, из-за чего отключился прибор – из-за утечки тока или по причине перегрузки линии. Такая функция облегчает поиск неисправности.

    Наглядно про устройство дифавтомата на видео:

    Автоматические защитные выключатели дифференциального тока могут устанавливаться и в однофазных, и в трёхфазных линиях. Они предназначены для:

    • Защиты электросети от сверхтоков КЗ и чрезмерного напряжения.
    • Предотвращения утечки электротока, которая может привести к пожару или поражению электричеством людей и домашних животных.

    Выключатель дифференциального тока для бытовых линий с одной фазой и рабочим напряжением 220В имеет два полюса. В промышленных сетях на 380В устанавливается трехфазный четырехполюсный дифференциальный автомат. Четырехполюсники занимают в распределительном щитке больше места, поскольку вместе с ними устанавливается блок дифференциальной защиты.

    Внешний вид дифавтомата

    При взгляде на УЗО и дифференциальный АВ можно заметить, что они очень похожи по конструктивному исполнению и размерам. Даже кнопка «Тест» имеется на обоих аппаратах. Но это не значит, что они полностью одинаковы. Устройство защитного отключения не является самостоятельным прибором и не должно, как было сказано выше, монтироваться в цепь без защитного автоматического выключателя. Дифавтомат же объединяет в себе УЗО и АВ, поэтому в установке дополнительных аппаратов не нуждается.

    Чтобы не путать УЗО и дифференциальный защитный выключатель, большинство отечественных производителей маркируют свою продукцию соответствующей аббревиатурой – УЗО или АВДТ. Импортные приборы можно различить по другим признакам. Например, номинал тока устройства защитного отключения обозначается цифрой и буквой «А» (Ампер) после нее – например, 16А. Токовый номинал дифавтомата пишется по другому: впереди ставится латинский литер, соответствующий характеристике встроенных расцепителей. После него идет цифра, означающая величину номинального тока – к примеру, С16.

    Работа дифференцированного АВ при утечках электротока

    Защита от утечек обеспечивается реле, входящим в состав дифавтомата. Когда параметры линии в норме, на него воздействуют равномерные магнитные потоки, и элемент не препятствует подаче тока к потребителям. При пробое изоляционного слоя возникает утечка, в результате которой нарушается равномерность потоков, и реле вызывает срабатывание автомата.

    Защита от перегрузок и короткого замыкания

    Теперь поговорим о том, как работает дифференциальный защитный автомат при возникновении в цепи короткого замыкания и при значительном росте напряжения. В этих случаях его принцип действия аналогичен тому, по которому функционирует обычный автоматический выключатель.

    В составе АВДТ имеется два расцепителя, работающих независимо друг от друга. Каждый из них предназначен для обесточивания сети при появлении разных нарушений.

    На видео внутреннее устройство дифавтомата:

    Защиту от перегрузок линии обеспечивает тепловой расцепитель, роль которого выполняет пластина из двух металлов с разным коэффициентом расширения (биметаллическая).

    Когда напряжение в цепи превышает величину номинального, пластинка начинает нагреваться, что приводит к ее изгибанию в сторону отключающего элемента. Касаясь его, она вызывает срабатывание АВ.

    От сверхтоков короткого замыкания сеть защищена электромагнитным расцепителем, который представляет собой соленоид с сердечником. При резком росте силы тока, свойственной КЗ, возникает электромагнитный импульс. Под его воздействием в течение долей секунды расцепитель вызывает срабатывание выключателя и прекращение подачи электроэнергии в линию.

    Когда неисправность будет устранена, прибор можно снова включить вручную. Следует, однако, помнить, что если параметры сети после отключения АВ нормализовались очень быстро, устройству нужно дать немного времени на полное остывание. Если включать нагретый аппарат, это отрицательно повлияет на срок его службы.

    Порядок установки

    Монтаж АВДТ осуществляется на DIN-рейку. При подключении нужно быть очень внимательным, чтобы не перепутать порядок подсоединения кабелей. В бытовых однофазных линиях входной проводник подключается к клемме под номером 1, а выходной вставляется в зажим под номером 2. Подключение нулевого провода производится к клемме, обозначенной буквой N. Входные кабели подсоединяются к верхней части прибора, а выходные – к нижней.

    Подключать выходы к линии можно напрямую. Если же параметры сети не отличаются стабильностью, или вы хотите обеспечить максимально высокий уровень защиты, следует установить дополнительные АВ.

    Нулевые провода от автоматов должны подсоединяться к изолированной нулевой шине. Во избежание выхода устройства из строя или его некорректной работы нужно проследить, чтобы выходной нулевой кабель не контактировал с другими проводниками или с корпусной частью электрического щита.

    Наглядно про подключение дифавтомата на видео:

    Заземление АВДТ

    Заземлять нулевой кабель следует только перед прибором дифференциальной защиты. Неправильное подключение приведет к тому, что дифавтомат будет отключаться даже при подаче незначительной нагрузки.

    Если несколько дифференциальных автоматов подключены параллельно, то менять местами нулевые проводники на их выходах или подключать их к общей нулевой шине нельзя. Это также приведет к сбою в работе устройств.

    Ноль АВДТ следует подсоединять в паре со своей фазой. Использовать его в качестве нулевого проводника для аппаратов с другим источником фазы нельзя.

    Чтобы не перепутать нули, рекомендуется пользоваться промаркированными кабелями.

    Для перемычек и соединений необходимо использовать проводник, сечение которого соответствует сетевой нагрузке.

    Если автомат оборудован индикатором неисправности, то причина срабатывания будет ясна сразу. При отсутствии «маячка» причину сбоя придется искать методом «научного тыка». Если АВДТ начал срабатывать после подключения в сеть дополнительной нагрузки, то, скорее всего, прибор неисправен или при его подсоединении была допущена ошибка.

    Заключение

    В этом материале мы рассказали о том, что такое дифавтомат, для чего он нужен и по какому принципу работает, а также разобрались с важными нюансами его подключения. Если вы собираетесь устанавливать АВДТ самостоятельно, перед этим тщательно изучите порядок монтажа, а во время работы строго соблюдайте технику безопасности.

    Дифавтомат, автомат или УЗО – что выбрать

    Защита бытовой техники, да и домашней электросети в целом от перегрузок, токов утечки и короткого замыкания становится сегодня все более актуальным вопросом. Объясняется это просто. Количество бытовой техники у населения с каждым годом увеличивается. Более того, растет и потребляемая мощность. Поэтому неудивительно, что обустройство нового жилья начинается с монтажа электросети и подбора защитных устройств.

    Вплоть до конца 1980-х годов роль защитных устройств сети выполняли фарфоровые предохранители, именуемые в народе «пробками». Чуть позже появились предохранители-автоматы. Но на сегодняшний день в большинстве случаев используются дифференциальные автоматы и устройства защитного отключения (УЗО). Хотя в домах со старыми счетчиками предохранители с «жучками» можно встретить и сегодня.

    УЗО и дифавтомат отличаются по своим функциям и возможностям, но далеко не все понимают между ними разницу. Внешне они очень похожи. Поэтому есть смысл разобраться в данном вопросе. Тем более, что часто выбор устройства зависит от конкретной ситуации и однозначно сказать, какой вариант лучше, не всегда возможно.

    Отличие УЗО от дифференциального автомата по функциональному назначению

    Оба эти прибора являются защитными устройствами. УЗО срабатывает, если в сети, которую оно защищает, токи в фазном и нулевом проводах неодинаковы, то есть появляется ток утечки. Эта ситуация опасна тем, что владелец может получить удар током, если прикоснется к поврежденному оборудованию.

    Но если одновременно включить все имеющиеся в доме электроприборы, то есть умышленно создать перегрузку, УЗО не сработает. А проводка, если нет других устройств защиты, может сгореть вместе с УЗО.

    Вывод: УЗО не защищает сеть от перегрузки и короткого замыкания. В то время как многие думают, что, установив в сети УЗО, они обезопасят себя от любых неприятностей.

    Дифференциальный автомат – это устройство, совмещающее в себе автоматический выключатель и УЗО. Другими словами, дифференциальный автомат способен защитить проводку в доме и от коротких замыканий, и от перегрузок, а также и от токов утечки. Применяя вместо УЗО дифавтомат, владелец дома, по сути, гарантированно защитит себя от выше описанных неприятностей.

    Вывод: основное отличие дифавтомата от УЗО состоит в том, что дифавтомат защищает сеть и от коротких замыканий, и от утечки тока и от перегрузок.

    Однако есть еще некоторые обстоятельства, способные повлиять на выбор устройства. Это может быть наличие свободного места на DIN- рейке электрического щитка. Тем более, что УЗО, независимо от модели, должно быть защищено от перегрузки или короткого замыкания еще и автоматическим выключателем. Для него тоже нужно найти место. Если свободного места для монтажа на щитке нет, то вопрос отпадает сам собой.

    Если основная задача – защитить стиральную машину или, к примеру, бойлер, то установки дифавтомата может быть вполне достаточно. Главное – правильно подобрать его технические характеристики в соответствии с нагрузкой.

    Если же нужно защитить от повреждения целую линию, включающую в себя группу розеток, светильников и тому подобного, то использование УЗО будет более рациональным решением. Объясняется это достаточно просто – если нагрузка на сеть со временем возрастет (например, при подключении новых приборов), то дифференциальный автомат будет регулярно отключаться при перегрузке, и его придется сменить с расчетом на больший номинальный ток. А в случае, если установлено УЗО, сменить придется только автоматический выключатель.

    Нельзя не упомянуть и ценовые нюансы. Если защита участка проводки, состоящая из УЗО и автоматического выключателя, по какой-либо причине вышла из строя, то замене подлежит только одно из этих устройств. Но, если (независимо от причины) из строя вышел дифференциальный автомат, менять его придется полностью, что более накладно.

    В случае, если УЗО по каким-либо причинам вышел из строя, питание квартиры или дома можно (хотя и очень не рекомендуется) временно восстановить путем установки перемычки между выключателем и нагрузкой. Если же проблема возникла с дифавтоматом, то восстановить питание возможно только, если у вас имеется в наличии резервный дифавтомат или автоматический выключатель.

    Почему они отключаются?

    Выбирая устройство защиты сети нужно понимать, что для УЗО и для дифавтомата причины отключения могут быть различны. УЗО может отключиться только в том случае, если в сети вашего жилья появился ток утечки. Если отключился автомат защиты УЗО, это значит, что, либо имеет место перегрузка сети, либо короткое замыкание. А вот если отключился дифавтомат, то определить причину поможет специальный механический индикатор, который есть у большинства таких устройств. Он срабатывает только при наличии тока утечки.

    Как отличить по внешнему виду

    Как уже было сказано выше, внешне УЗО и дифавтомат достаточно похожи, как по форме, так и по размерам. Поэтому, лучше будет, если с покупкой вам поможет опытный электрик, раз уж вы решили выбирать эти устройства самостоятельно. Тем не менее, некоторые азы знать будет не лишним.

    Наиболее простой способ различить устройства – это маркировка по току. Если на корпусе прибора нанесена только сила тока (например, 12 А или 16 А), то перед вами УЗО. Но если перед число стоит еще и латинская буква (обычно это В, С или D, и означает она ток мгновенного срабатывания), то вы держите в руках дифференциальный автомат. Некоторые производители просто пишут на корпусе название устройства, но, к сожалению, это встречается не часто.

    Важные нюансы:

    • Подключение одного УЗО к группе автоматов следует рассматривать как вариант экономного решения.
    • Порог срабатывания УЗО может быть разным. Если речь идет о защите приборов, имеющих контакт, например, с водопроводом (бойлер, стиральная или посудомоечная машина) или газопроводом (плита), то следует выбирать УЗО с током срабатывания 0,01 А. Для других устройств можно обойтись УЗО с током срабатывания 0,03 А.

    Автоматические выключатели

    Как было сказано выше, автоматические выключатели часто работают в одной системе с УЗО. По своей сущности автоматический выключатель – это устройство, способное проводить ток определенной силы при нормальном состоянии цепи, то есть при отсутствии перегрузки.

    В случае перегрузки или короткого замыкания автоматический выключатель отключает подачу тока, но в отличие от простого предохранителя или пробки автомата, рассчитан он на значительное число циклов срабатывания. Монтируются автоматы на специальных щитах или в шкафах и закрепляются на DIN-рейках. Кроме того, имеются модели, способные реагировать и на другие нарушения в работе сети, например, на резкое снижение напряжения.

    Выбор дифавтомата для домашних электросетей

    Сегодня мы с вами поговорим об устройстве, в котором сосредоточился весь диапазон защиты от электрического тока в домашних условиях. Это дифференциальный автомат, в котором сосредоточены функции обычного автомата и УЗО, обеспечивающие защиту от токов перегрузки, КЗ (короткого замыкания), а также от токов утечки, что особенно важно для предотвращения поражения током человека.

    Удобен такой прибор тем, что упрощает монтаж электрических сетей в доме, экономит пространство в распределительном щите.

    Что же следует учесть при его выборе?

    1. Фазность сети и номинальное напряжение. Трехфазной сети соответствует дифференциальный автомат на четыре полюса, куда подключаются фазы и нулевой проводник. Для однофазной сети следует приобрести дифавтомат на два полюса. В первом случае значение напряжения соответствует 380В, во втором — 220В.

    Технические характеристики дифференциальных автоматов, в принципе, ничем не отличаются от характеристик УЗО и обычных автоматов. Чтобы вам было легче разобраться с ними при покупке, рассмотрим сразу их буквенное и цифровое отображение на передней панели прибора.

    2. Номинальный ток нагрузки, измеряемый в амперах, который дифференциальный автомат проводит через себя длительное время. Это стандартные значения, установленные на уровне 16, 20, 25 , 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

    3. Время-токовая динамическая характеристика, которая показывает, насколько быстро срабатывает автомат при токах короткого замыкания, обозначается буквами B, C и D, ее можно увидеть перед цифрой номинального тока нагрузки на передней панели. Именно наличие этой буквы является визуальным отличием дифференциального автомата от УЗО.

    Время-токовая характеристика определяет, на сколько зависит время срабатывания автомата от силы протекающего через него тока. Иными словами буквы B, C и D указывают, при каком токе электромагнитный расцепитель автомата мгновенно срабатывает. Значения: B = 3-5, C = 5-10, D = 10-20. Например, рассмотрим автоматы одинаковые по номинальному току нагрузки (16А), но с разными время-токовыми характеристиками — B16 и C16. Это означает, что у В16 диапазон тока, при котором срабатывает автомат, равен 16(3-5) = 48-80А, а у С16: 16(5-10) = 80-160А. То есть, при токе, например, 100А первый диффавтомат отключится мгновенно, второй — не сразу.

    Оба варианта пригодны для использования в квартирах, частных домах и административных зданиях, где особо мощные моторы не используются. Но для бытовых разводок все же чаще используют дифавтомат C, например, для розеточной цепи — С16 или С25, для освещения — C6 или C10. Для вводных квартирных или домовых расцепителей — С50, С63.

    Дифавтоматы D применяют в производственных сетях, где к питанию подключены электромоторы и другие мощные механизмы с большими пусковыми токами.

    Еще один способ отличить УЗО от дифференциального автомата: посмотреть схему. На схеме УЗО отсутствуют тепловой и электромагнитный расцепители, тогда как на дифавтомате они обозначены.

    4. Номинальный отключающий дифференциальный ток — это характеристика принадлежит УЗО, входящего в состав автомата. Она обозначается буквой «дельта» и значением тока утечки в миллиамперах. Например, для розеток и освещения применяют дифавтоматы на 10-30 мА, для ввода — 100-300 мА.

    5. Типы встроенного УЗО. Как известно, классификация УЗО по типам такова: тип АС — срабатывающие на переменный ток утечки, тип А — на постоянный ток устройств с электронными преобразователями (телевизоры, компьютеры, стиральные машины и так далее). Такая классификация характерна и для УЗО в дифференциальных автоматах. Отсюда следует, что свой выбор автомата для домашних сетей следует остановить на дифавтомате с УЗО типа А.

    На передней панели автомата еще указывается напряжение, на которое рассчитан автомат, например, 230В, и напряжение отключения Uоткл. 265В. А также максимальный ток, при котором автомат разомкнет цепь.

    Кнопка тест существует для проверки работоспособности дифавтомата, воспользуйтесь ею при установке прибора.

    Если в распределительном щите мало места, вы можете воспользоваться обычными автоматами-выключателями для линий освещения и электроплиты. Но на общий вход, на кабель штепсельных розеток, а также в сетях, в составе которых есть защитный нулевой проводник PE, следует установить дифавтомат или УЗО, это является требованием ПУЭ. Защитное заземление предназначено для спасения человеческой жизни. Если оно не предусмотрено, то защита от токов утечки не является эффективной.

    Как защищен дифференциальный автомат от обрыва «нуля»?

    Как мы знаем, дифференциальный автомат совместил в себе простой автоматический выключатель и УЗО. Действия обычного автомата не вызывает вопросов, а вот чтобы срабатывало УЗО, то есть дифференциальная защита, нужна подача электропитания. Это происходит, если все проводники — фазный и нулевой — находятся в порядке. Если пропадает «фаза», то ток утечки не возникнет и проблем не будет, но если оборван «нулевой» провод, то «фаза» становится причиной утечки, при этом, УЗО не сработает, поскольку в сети отсутствует напряжение.

    Возникает ситуация, которую желательно исключить. Для этого используется реле напряжения, которое включается в состав дифференциального автомата в виде блока защиты от обрыва «нуля». Наличие реле на схеме, которая есть на шильдике прибора, тоже является отличительной чертой дифавтомата от обычного автомата. Если приобретён дифференциальный автомат без такого блока, советую установить реле напряжения на входе для контроля.

    Производители. Дифференциальные автоматы можно приобрести, как от европейских, так и от отечественных производителей, но, при этом, придерживаться проверенных брендов, а не вестись на чрезмерно низкую стоимость.

    Посудите сами, дифференциальный автомат — это устройство в доме, на котором лежит функция защиты от утечки тока, а значит, защита здоровья и жизни человека, к тому же, эта функция не ничем не дублируется.

    Поэтому, такое устройство, вне всякого сомнения, должно быть качественным. В каталоге нашего интернет-магазина вы сможете познакомиться с продукцией немецких, российских и китайских производителей. Это компании AВВ, IEK, о которых я коротко расскажу, чтобы развеять ваши сомнения.

    Немецкая электротехническая продукция АBB авторитетна во всём мире. В ассортименте всегда есть устройства защиты от утечки тока — автоматические дифференциальные выключатели, применяемые в быту и на промышленных предприятиях. Изделия изготавливаются из высококачественного материала с применением новых технологий. Технические характеристики всегда высоки и соответствует нормам. Отсюда с уверенностью можно сказать о надежности автоматических выключателей, которые призваны защищать человека.

    Принцип модульности, который используют производители, сделает ваш выбор практичным, поскольку на DIN-рейку вы сможете установить нужное число приборов, которые можно подключить и отдельно, и в группе.

    Группа IEK — это ведущие российские производители, электротехническая продукция которых в 2014 году стала лауреатом рейтинга «Марка №1» в России. Продукция долговечна, с оптимальной ценой, ее ассортимент постоянно расширяется, поэтому компании-разработчики используют производственные мощности не только России, но и других стран, в том числе Китая, где в последние десятилетия налажено самое современное производство электротехнических приборов.

    Удачных вам покупок!

    Ваш Кузьмич

    Счет до совершенства: механизм различий | Бенджамин Родс | #TechIsATool

    Ошибка человека, это не совсем новая концепция. Я уверен, что все мы знаем о небольших ошибках, которые совершаем каждый день. Некоторые из них могут ошибаться во время набора или, возможно, мы забыли написать что-то в списке покупок. Некоторые ошибки представляют гораздо большую опасность, например, остановка на знаке остановки или соблюдение ограничения скорости.

    Из всех ошибок, которые мы делаем, особенно серьезных ошибок, связанных с жизнью или смертью, математика обычно не задействована, но в 19 веке все было по-другому.

    Как упоминалось несколько недель назад в моей статье о человеческих компьютерах кометы Галлея, люди часто вычисляли сложные математические функции, которые открывали новые возможности для большей части человечества. Их расчеты были опубликованы в математических таблицах, используемых для земледелия и посадки, разведки и исследований, а также для навигации, особенно в открытом море. Только были частые ошибки. Все эти таблицы основывались на человеческих компьютерах или расчетах, произведенных человеком. Поскольку люди склонны к этому, ошибки часто накапливались в хорошо известных математических уравнениях и находили свое отражение в опубликованных таблицах и руководствах.

    Когда эти уравнения неверны, корабли могут отклоняться от курса на несколько миль. Ошибки такого типа часто приводили к жизненным или смертельным ситуациям.

    В 1822 году один человек решил, что пришло время для решения. Он представил машину, которая могла бы каждый раз идеально вычислять математические уравнения. Изобретателем был Чарльз Бэббидж, а его изобретением была разностная машина (Garfinkel and Grunspan 42).

    Чарльз Бэббидж родился в 1791 году в богатой семье.Его отца часто считали хулиганом, возможно, подталкивая Чарльза к достижению большего и стремлению к все более высоким целям (Музей истории компьютеров, «Чарльз Бэббидж и…»). Он учился в Кембриджском университете и быстро стал блестящим математиком и изобретателем («Чарльз Бэббидж»). В отличие от многих современных изобретателей, Бэббидж был широким, многопрофильным изобретателем, создавшим такие устройства, как часы, спидометры и даже локомотив для ловли коров. Однако Чарльз Бэббидж оставил свой след в истории как один из первых компьютерных пионеров.Его первым начинанием в мире вычислений стала Difference Engine, первый в мире цифровой компьютер с автоматическими вычислениями («Difference Engine»).

    Чарльз Бэббидж задумал свою разностную машину как устройство, обеспечивающее людям простой способ выполнять математические вычисления и строить сложные таблицы, используемые в основном для морской навигации и астрономических открытий.

    Каждый расчет, выполненный с помощью разностной машины, будет на 100% безошибочным (Garfinkel and Grunspan 42).

    Это была высокая цель, но Бэббидж привык к высокой цели.Он приступил к проектированию машины. Разностная машина была разработана по принципу, известному как метод разности для решения полиномиальных функций (Парк, «Какая разница…»).

    Поскольку я математик, я не буду пытаться сбить вас с толку, объясняя сложную математическую операцию, которую я сам не совсем понимаю. Просто известно, что разностная машина работает с дискретными цифрами (1, 2, 3 и т. Д.), Что делает ее цифровым устройством, первой цифровой вычислительной машиной, когда-либо изобретенной («Разностная машина.»). В отличие от некоторых будущих разработок, Difference Engine никогда не работал с двоичными числами.

    Такая машина была невероятно сложной и состояла из более чем 25 000 отдельных деталей, включая несколько распределительных валов, шестерни, кривошипы, колеса и множество других механических деталей. Машина должна была иметь вес четыре тонны, , высотой более восьми футов и длиной более одиннадцати футов («Двигатели»). Каким бы огромным и сложным ни было устройство, им было просто управлять.Оператор вводил начальные значения и один раз повернул рукоятку, проблема была решена. Результат будет отображаться в колонке вращающихся шестерен, напечатан на листе бумаги и запечатлен в виде стереотипа для легкого переноса в печатный станок (Infinite Retina: Стратегия пространственных вычислений, «Демонстрация…»).

    Разностная машина также была автоматическим калькулятором, что означало, что она могла сохранять результат одного вычисления и использовать его в качестве значения для другого вычисления (Гарфинкель и Грюнспан 42).

    Разностная машина была гигантом, но и бюджет тоже стал проблемой. Чарльз Бэббидж начал с обращения к британскому правительству за финансированием («Разностная машина»). Британская корона согласилась на один из первых государственных грантов на исследования, и у Бэббиджа были его деньги.

    Следующим шагом был поиск квалифицированного механика. Бэббидж не обладал навыками для обработки таких сложных деталей и, что еще хуже, не существовало формального процесса изготовления точных шестерен и механических деталей (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация…»).В конце концов, Бэббидж нашел инженера Джозефа Клемента, который согласился построить разностную машину в соответствии с планами Бэббиджа («Двигатели»). Чарльз Бэббидж даже построил пыленепроницаемую и пожаробезопасную мастерскую, в которой можно было проверить устройство («Разностная машина»).

    В процессе строительства возникли проблемы. Финансирование Бэббиджа не хватало, и устройство оказалось даже сложнее, чем предполагалось изначально. В конце концов случилось неизбежное. В 1832 году Джозеф Клемент отказался продолжать работу, пока ему не выплатили дополнительную плату.Проект был остановлен, и правительство официально прекратило финансирование в 1842 году («Двигатели»).

    Короче проект провалился.

    Однако в 1840 году Чарльз Бэббидж начал разработку разностной машины №2. Это новое устройство могло вычислять числа, во много раз большие, чем №1, и использовало только одну треть частей, необходимых для разностной машины №1 («Двигатель»). К сожалению, эта вторая разностная машина также так и не была завершена.

    Многие пришли к выводу, что Бэббидж слишком опередил свое время и что такое устройство было невозможно построить в 19 веке. Биограф Энтони Хайман заметил: «Бэббидж работал сам по себе, далеко опережая современные мысли. Ему нужно было не только разработать дизайн, но и разработать концепции, конструкцию и даже инструменты для изготовления деталей. Он… стоит особняком: великая исконная фигура вычислительной техники »(Хайман, как процитировал Парк,« Какая разница… »).

    Чарльз Бэббидж умер в 1871 году, так и не увидев ничего большего, чем небольшая демонстрационная модельная функция («Чарльз Бэббидж.»).

    Можно было бы подумать, что его смерть положила конец Разностной машине, но это не так.В 1985 году куратор Лондонского музея науки представил план разностной машины Чарльза Бэббиджа. Он хотел знать, действительно ли будет работать двигатель, если устройство будет построено и закончено. После раунда финансирования, очень похожего на собственный путь Бэббиджа 130 лет назад, расчет половины разностной машины был завершен в 1991 году, как раз к 200-летию Чарльза Бэббиджа (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация …» ).

    Хотя эта современная игра могла быть вычислена, она не была закончена, по крайней мере, не в соответствии с оригинальным дизайном Бэббиджа.Чарльз Бэббидж сделал все возможное, чтобы свести к минимуму ошибки, даже человеческие. Результат вычисления отображался в последнем столбце раздела вычислений движка, однако, если он был написан человеком, человек мог перевернуть цифры или сделать другие ошибки. Поэтому Бэббидж разработал секцию, которая печатала результат на бумаге, как на печатном станке, а затем штамповала результат на мягком гипсе, из которого лепить свинцовый шрифт. После запуска результат можно было многократно переносить на бумагу без какого-либо вмешательства человека или возможных ошибок (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация…»).

    Чтобы закончить установку в Лондонском музее науки, щедрый благотворитель Натан Мирволд, бывший технический директор Microsoft, предложил профинансировать завершение.

    У него была только одна просьба, чтобы Лондонский музей науки также построил ему вторую разностную машину для его частной коллекции (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация…»).

    Музей согласился, и разностная машина, серийный номер №1, была закончена в 2002 году. Двигатель Натана был закончен в 2008 году.В целом, потребовалось семнадцать лет, чтобы закончить одну машину от планов до первого расчета (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация…»). Но аппарат заработал! До тех пор, пока машина не была сломана и не заклинивала, она работала безупречно и давала точные результаты в 100% случаев (Infinite Retina: Spatial Computing Strategy, «Демонстрация…»).

    The Difference Engine — потрясающая машина. Многие из его частей можно напрямую преобразовать в части в наших современных компьютерах, хотя они намного меньше и гораздо менее механические (Грэм-Камминг, «Давайте построим…»).Тем не менее, интересно узнать, что большая часть наших сегодняшних компьютеров основана на изобретении, разработанном более 150 лет назад. Разностная машина — четырнадцатая важная веха в истории вычислительной техники.

    Разностный двигатель №2, разработанный Чарльзом Бэббиджем, построенный Музеем науки

    Купить это изображение в качестве отпечатка

    Купить

    Лицензируйте это изображение для коммерческого использования в библиотеке изображений «Наука и общество»

    Лицензия

    Купить это изображение в качестве отпечатка

    Купить

    Лицензируйте это изображение для коммерческого использования в Science and Society Picture Library

    Лицензия

    Купить это изображение в качестве отпечатка

    Купить

    Лицензируйте это изображение для коммерческого использования в библиотеке изображений «Наука и общество»

    Лицензия

    Купить это изображение в качестве отпечатка

    Купить

    Лицензируйте это изображение для коммерческого использования в библиотеке изображений «Наука и общество»

    Лицензия

    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение

    Разностный двигатель № 2, разработанный Чарльзом Бэббиджем, 1847-1849 гг., Двигатель, построенный Музеем науки, завершен в июне 1991 г.
    Собрание группы Музея науки
    © Попечительский совет Музея науки

    Разностная машина № 2, спроектированная Чарльзом Бэббиджем, 1847-1849 гг., Двигатель, построенный Музеем науки, завершен в июне 1991 г.
    Коллекция группы музея науки
    © Попечительский совет Музея науки

    Разностный двигатель № 2, разработанный Чарльзом Бэббиджем, 1847-1849 гг., Двигатель, построенный Музеем науки, завершен в июне 1991 г.
    Собрание группы Музея науки
    © Попечительский совет Музея науки

    Разностная машина № 2, спроектированная Чарльзом Бэббиджем, 1847-1849 гг., Двигатель, построенный Музеем науки, завершен в июне 1991 г.
    Коллекция группы музея науки
    © Попечительский совет Музея науки

    Разностный двигатель № 1 | Коллекция Музея науки

    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение
    Используйте это изображение

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина No.1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    , Коллективная коллекция Музея науки, коллекция
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    , Коллективная коллекция Музея науки,
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    Коллективная коллекция музея науки,
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина No.1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    , Коллективная коллекция Музея науки, коллекция
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    Коллективная коллекция музея науки,
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    Коллективная коллекция музея науки,
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина No.1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    , Коллективная коллекция Музея науки, коллекция
    © Попечительский совет Музея науки

    Часть счетной машины Бэббиджа, разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж,
    Коллективная коллекция музея науки,
    © Попечительский совет Музея науки

    Разностная машина Чарльза Бэббиджа №1, 1830-е гг. Впечатление от гравюры Б. Х. Бэббиджа.Чарльз Бэббидж (1791–1871)
    Коллективное собрание Музея науки
    © Попечительский совет Музея науки, Лондон

    Различие между разностной машиной и аналитической машиной

    Различие между разностной машиной и аналитической машиной

    1. Аналитическая машина:
    Аналитическая машина Это полностью управляемый универсальный компьютер, который включает в себя автоматический механический цифровой компьютер. Любой из расчетных наборов программируется с помощью перфокарт.Он также включает в себя встроенную память и управление потоком программ, а также ALU. Это первая общая механическая компьютерная система, в которой выполняются или выполняются любые другие конечные вычисления.

    2. Механизм разницы:
    Механизм разности слов происходит от латинского метода разделения разности. Механизм разности — это тип автоматических механических калькуляторов, которые разработаны или разработаны для вычисления или табулирования полиномиальной функции.Он может вычислять способом табулирования полиномиальных функций с использованием небольших наборов коэффициентов.

    Разница между разностной машиной и аналитической машиной:

    Аналитическая машина Разностная машина
    Он может выполнять 4 основных математических операции. Он может выполнять только одну математическую операцию.
    Он может выполнять сложение, вычитание, умножение и деление. Он может выполнять только функцию сложения.
    Это компьютерная система общего назначения. Тип простого механического компьютера.
    Это специально управляемая машина. Он создан в виде таблицы механических функций.
    Это тип автоматического механического цифрового компьютера. Он включает материальное выражение любой неопределенной функции.
    Он может выполнять любые наборы вычислений перед ним. Выполняется для вычисления полиномиальных функций.
    В этом механизме он не предназначен для табулирования результатов для конкретной функции Он предназначен для табулирования результатов конкретной функции.
    Он содержит память и хранилище, равное ЦП. Он включает в себя другие операции, выполняемые операцией сложения.
    Основные арифметические операции в нем не зависят друг от друга. Он может выполнять различные вычисления, которые не может выполнить аналитическая машина.
    Он медленнее по скорости. Он быстрее по скорости.
    Аналитическая машина не была построена из-за ее механической сложности. Разностные машины построены.
    Это очень подробный и технический характер. Очень впечатляет по своей природе.
    Это не дает много общего обзора конструкций общего назначения. Помогает в решении различных типов сложных задач.

    Разностный двигатель № 2 — Лондон, Англия

    «Я хочу, чтобы эти расчеты были выполнены паром».

    Кембриджский математик Чарльз Бэббидж был настоящим дитя раннего машинного возраста, которого с раннего возраста очаровывали автоматы, выставленные в знаменитом механическом музее Лондона. В своих мемуарах он писал, что еще в детстве «Моим неизменным вопросом при получении новой игрушки была мама, а что внутри?»

    Повзрослев, Бэббидж был вдохновлен на создание того, что в 1822 году стало считаться первым примером компьютера, из-за разочарования при обнаружении постоянных ошибок в математических таблицах, рассчитываемых человеком.Но, хотя он был богатым и влиятельным, а его замыслы были требовательными, ему так и не удалось завершить вычислительную машину при жизни. К счастью, он оставил после себя множество заметок, диаграмм и частичных машин, которые позволили современным машинистам взять на себя эту задачу, выпуская две современные викторианские вычислительные машины.

    Его первая разработка, известная как Difference Engine # 1, была масштабной и требовала около 25 000 деталей в эпоху нестандартных инструментов и оборудования.

    Бэббидж был математиком и изобретателем, членом престижного Королевского общества, но не машинистом.Поэтому ему приходилось полагаться на навыки других, чтобы сделать свои машины реальностью. Это могло быть основной проблемой, поскольку ограничения в технологии изготовления точных инструментов той эпохи были проблемой; его проблемы, похоже, были связаны как с его вспыльчивым характером, так и с любыми другими факторами.

    Единственный физический двигатель, который Бэббидж видел в своей жизни, была небольшая часть этого первого двигателя, экспериментальная концепция, построенная для него в 1832 году Джозефом Клементом, мастером-машинистом. Споры по поводу оплаты и личные конфликты положили конец их отношениям.Построенный за невероятную сумму в 17 500 фунтов стерлингов на государственные деньги, он стал колоссальным провалом.

    Хотя это и не та машина, которую он намеревался увидеть построенной, Бэббидж успешно использовал это маленькое устройство, чтобы продемонстрировать надежность своих общих концепций. Эта небольшая часть двигателя все еще существует и выставлена ​​в Музее электростанции в Сиднее, Австралия.

    В 1833 году Бэббидж встретил юную Аду Лавлейс, дочь поэта лорда Байрона, который в 17 лет был блестящим молодым математиком.Она будет первой, кто поймет, что машина способна манипулировать не числами, а другими вещами.

    Его второй проект был его самой передовой концепцией. Разработанная для выполнения сложных вычислений и работы на пару, аналитическая машина была действительно предшественницей современного компьютера. К сожалению, он так и не был построен. Небольшая часть этой машины, построенная его сыном Генри в 1910 году, выставлена ​​в Лондонском музее науки.

    Машина, которой он наиболее известен, — это его разностная машина №2, все еще простая вычислительная машина, но значительно улучшенная за счет меньшего количества деталей.Но Бэббидж умер в 1871 году, так и не увидев, как его мечты осуществились. Он похоронен на кладбище Кенсал-Грин.

    Хотя рабочие прототипы были опробованы во время и после жизни Бэббиджа, полностью функциональная разностная машина № 2 была построена Лондонским музеем науки только в 1991 году в ознаменование 200-летия со дня рождения Бэббиджа. Строительством руководил куратор Дорон Суэйд, который написал книгу «Разностная машина: Чарльз Бэббидж и поиски создания первого в мире компьютера » о 17-летнем проекте создания двигателя.Команда музея работала на основе своей коллекции документов Бэббиджа и 20-страничного чертежа машины, исправляя лишь несколько незначительных ошибок в первоначальном дизайне.

    В результате получился 2,6-тонный латунный станок, который не только красив по функциям, но и по форме, особенно когда оживают многие его вращающиеся части.

    Разностная машина № 2 1991 года выставлена ​​в Лондонском музее науки вместе с половиной мозга Бэббиджа. Другая половина находится в Музее Хантера в Лондоне.

    В 2008 году в Музее компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния, была представлена ​​вторая версия Difference Engine # 2, также построенная Лондонским музеем науки. Финансируемый миллионером Microsoft Натаном Мирвольдом, движок технически предоставлен музею в долгосрочную ссуду и может в какой-то момент быть перемещен в очень шикарную гостиную в Кремниевой долине.

    Любимые изобретения

    IV: машина Бэббиджа

    В начале нашей истории ученым, инженерам и мореплавателям приходилось полагаться на человеческий расчет для выполнения сложных математических функций.Команды математиков или «людей-калькуляторов» должны были создать безошибочные таблицы уравнений и данных. Проблема заключалась в том, что человеческие калькуляторы были несовершенными. Человеческий расчет оказался неэффективным и неточным методом табулирования данных.

    В 1822 году у гениального математика и изобретателя Чарльза Бэббиджа было видение, которое навсегда изменило игру. Разочарованный человеческой ошибкой, Бэббидж разработал разностную машину для автоматизации процесса вычисления математических функций.Движок был разработан для расчета чисел методом конечных разностей. Большим преимуществом этого метода является то, что он использует только сложение и устраняет необходимость умножения и деления, которые сложнее реализовать механически. Этот процесс разбивает сложную задачу, подверженную человеческой ошибке, на небольшие фрагменты, которые можно запрограммировать так, чтобы исключить почти все ошибки в расчетах.

    Хотя Бэббидж отвечал за разработку разностной машины, потребовалось еще 153 года, прежде чем она была построена.В 2002 году механический калькулятор был построен в точном соответствии с оригинальными чертежами Бэббиджа. И за это мы должны поблагодарить нашего соучредителя Натана Мирвольда. Мирвольд не только профинансировал часть механизма вывода Лондонского музея науки для работающей разностной машины № 2, но также является владельцем разностной машины № 2, благодаря чему механический калькулятор, представленный в нашем фойе, является одним из двух единственных в мире. Мир.

    Трудно представить мир без представления Чарльза Бэббиджа о механическом калькуляторе.Без Бэббиджа мы бы отправили наших детей в класс алгебры с человеческими калькуляторами в этот школьный сезон? Чарльз Бэббидж был способен разбить всю сложность нашей вселенной на управляемые части. Он принадлежит к группе мыслителей, которые открыли вычислимую природу нашего мира и служат источником вдохновения для многих из нас на IV каждый раз, когда мы идем по фойе IV Lab и мельком мельком увидим дифференциальную машину № 2.

    Чтобы узнать больше о любимых изобретениях И.В., ознакомьтесь с нашей публикацией о шифровальных машинах и пожарных рукавах.

    Кем был Чарльз Бэббидж? | ИНСТИТУТ ЧАРЛЬЗА БАББАЖА

    Вычислительные машины английского математика Чарльза Бэббиджа (1791–1871) являются одними из самых знаменитых икон в доисторические времена вычислений. Разностная машина №1 Бэббиджа была первым успешным автоматическим калькулятором и остается одним из лучших образцов точной инженерии того времени. Бэббиджа иногда называют «отцом компьютеров». Международное общество Чарльза Бэббиджа (позднее Институт Чарльза Бэббиджа) взяло его имя в честь его интеллектуального вклада и его связи с современными компьютерами.

    Биография

    Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в семье лондонского банкира Бенджамина Бэббиджа. В юности Бэббидж сам был учителем алгебры, которую он страстно любил, и хорошо разбирался в континентальной математике своего времени. Поступив в 1811 году в Тринити-колледж в Кембридже, он оказался далеко впереди своих учителей по математике. Бэббидж стал соучредителем Аналитического общества для продвижения континентальной математики и реформирования математики Ньютона, которую затем преподавал в университете.

    В свои двадцать лет Бэббидж работал математиком, в основном в области вычисления функций. Он был избран членом Королевского общества в 1816 году и сыграл видную роль в основании Астрономического общества (позже Королевского астрономического общества) в 1820 году. Примерно в это же время Бэббидж впервые заинтересовался вычислительной техникой, которая стала его основным источником энергии. страсть на всю оставшуюся жизнь.

    В 1821 году Бэббидж изобрел разностную машину для составления математических таблиц.Завершив его в 1832 году, он придумал идею более совершенной машины, которая могла бы выполнять не только одну математическую задачу, но и любые вычисления. Это была аналитическая машина (1856 г.), которая была задумана как универсальный манипулятор символов и имела некоторые характеристики современных компьютеров.

    К сожалению, от прототипов вычислительных машин Бэббиджа мало что осталось. Критические допуски, необходимые для его машин, превышали уровень технологий, доступных в то время. И хотя работа Бэббиджа была официально признана уважаемыми научными учреждениями, британское правительство приостановило финансирование его разностной машины в 1832 году и после мучительного периода ожидания завершило проект в 1842 году.Остались только фрагменты прототипа разностной машины Бэббиджа, и хотя он посвятил большую часть своего времени и большое состояние созданию своей аналитической машины после 1856 года, ему так и не удалось завершить ни один из своих нескольких проектов для нее. Шведский печатник Джордж Шойц в 1854 году успешно сконструировал машину, основанную на разработках для разностной машины Бэббиджа. Эта машина печатала математические, астрономические и актуарные таблицы с беспрецедентной точностью и использовалась правительствами Великобритании и США.Хотя работу Бэббиджа продолжил его сын, Генри Прево Бэббидж, после его смерти в 1871 году аналитическая машина так и не была успешно завершена и запустила лишь несколько «программ» с досадно очевидными ошибками.

    Бэббидж занимал кафедру математики Лукаса в Кембридже с 1828 по 1839 год. Он сыграл важную роль в создании Ассоциации развития науки и Статистического общества (позднее Королевского статистического общества). Он также попытался реформировать научные организации того периода, призывая правительство и общество дать больше денег и престижа научным усилиям.На протяжении всей своей жизни Бэббидж работал во многих интеллектуальных областях, типичных для своего времени, и внес вклад, который обеспечил бы его славу независимо от Различия и Аналитических Машин.

    Previous PostNextNext Post

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.