Схема подключения дифференциального автомата. Подключение дифференциального автомата

Дифференциальный автомат или автоматический выключатель дифференциального тока — электромеханическое устройство, предназначенное для защиты электрической цепи от утечки токов на землю и защиты цепи от перегрузок и коротких замыканий.

Иными словами, дифференциальный автомат одновременно выполняет функции УЗО и автоматического выключателя.

Основным предназначением дифавтомата, является полная защита человека от поражения электричеством при его контакте с токоведущими частями электрооборудования. В этом и проявляется его функция как УЗО.

Помимо этого, данное устройство не менее эффективно защищает электрическую сеть и электрооборудование от перегрузки и короткого замыкания, выполняя функцию автоматического выключателя.

Основная отличительная особенность дифференциального автомата, от аналогичных ему приборов заключается в его конструкции. В не большом по размерам корпусе удачно объединены и функционируют два отдельных защитных устройства: УЗО и автоматический выключатель.

Поэтому защитное отключение происходит при любых трех нарушениях в работе электрической сети:

• — утечка тока;
• — перегрузка;
• — короткое замыкание.

Принцип работы дифференциального автомата

Защиту электрической цепи от перегрузки и короткого замыкания осуществляет встроенный модуль защиты — автоматический выключатель. В него входит механизм независимого расцепления контактов, который срабатывает при возникновении в защищенной электрической цепи короткого замыкания и перегрузок. Кроме этого защитный модуль снабжен рейкой сброса приводящейся в действие внешним механическим воздействием.

Защиту человека от поражения электрическим током данное устройство осуществляет при помощи модуля дифференциальной защиты. Он оснащен дифференциальным трансформатором, который постоянно сравнивает проходящий через него ток на входе и на выходе.

В случае обнаружения разницы, представляющей угрозу для жизни, модуль при помощи встроенного электрического усилителя и катушки электромагнитного сброса преобразовывает ток в механическое воздействие, которое и обесточивает защищенную цепь.

Схема подключения дифференциального автомата

Схема подключения дифференциального автомата практически не отличается от схемы подключения УЗО. Поэтому при его подключении необходимо соблюдать те же самые правила: к дифференциальному автомату, как и к УЗО, должны подключаться фаза и ноль только той цепи, которые он будет защищать.

То есть, нельзя нулевой провод который вышел с автомата объединять с другими нулевыми проводами. В этом случае дифавтомат будет отключаться, потому что по этим проводам будут протекать разные токи.

Первая схема подразумевает защиту всех электрических групп одним дифференциальным автоматом, который устанавливается на вводе (вводной дифавтомат), а вторая схема используется при защите автоматом определенной электрической группы, путем включения его в ее цепь. Обычно этот способ применяют для создания более надежной электробезопасности помещений, в которых расположена эта группа.

При подключении устройства первым способом провода с питающим напряжением подключают к верхним клеммам, а к нижним подают нагрузку от каждой электрической группы, предварительно разделенные автоматическими выключателями.

Существенным недостатком применения данной схемы является полное отключение всех групп при аварийном срабатывании автомата в случаи возникновения неполадок в любой защищенной электрической группе.

Для предотвращения ложных срабатываний вводного дифавтомата, установленного в жилых помещениях (особенно со старой проводкой) на утечку тока, рекомендуется применять дифференциальные автоматы, настроенных на срабатывание с током утечки 30 мА.

Наиболее надежным и удобным способом защиты электрической сети при аварийных ситуациях дифференциальным автоматом, считается подключение дифавтомата по второй схеме.

Чаще всего он применяется для защиты электрических групп размещенных в помещениях с повышенной влажностью – ванных комнатах, кухнях или в помещениях к которым предъявляются повышенные требования по электробезопасности — например, детская комната.

Бесспорно, что защита, каждой электрической группы отдельным автоматом дает более эффективный результат. Причем это касается не, только электробезопасности, но и практичности, ведь если по какой либо причине сработает один дифавтомат, то это не повлечет за собой полное обесточивание электросети. Что, безусловно, можно отнести еще к одному положительному отличию применения схемы подключения нескольких устройств, для защиты нужных групповых линий.

Применение данного метода будет гарантией надежного и бесперебойного электроснабжения. Однако, применение данного метода подключения защитных устройств, по понятной причине обойдется значительно дороже, чем защита одним аппаратом всей электросети.

Что такое селективная схема подключения дифференциальных автоматов

Разберемся в чем разница между селективной и не селективной схемой подключения. Имеется два рисунка: одна площадка и три квартиры на первом рисунке, на втором рисунке вторая площадка тоже с тремя квартирами.

Что произойдет если вдруг в какой то из квартир возникнет утечка. В правильной схеме (селективной) отключится только поврежденная квартира, автомат на площадке останется включенным и остальные, (неповрежденные) квартиры будут получать питание.

Вторая схема собрана без селективных дифференциальных автоматических

выключателей, поэтому здесь при возникновении повреждения в одной из квартир отключится автомат этой квартиры плюс еще и автомат на площадке.

Таким образом обесточатся не только поврежденная линия но и две неповрежденных. С чем это связано? Ведь диффавтомат на площадке 2 рассчитан на ток утечки 100 мА, а отходящие автоматы рассчитаны на ток утечки 30 мА.

Подбор автоматов по току утечки конечно важно учитывать при подключениях но это не является основанием для селективной работы схемы.

Селективной является схема в которой диффавтомат имеет обозначение «S» — селективный. То есть диффавтомат на площадке не селективный.

Правила монтажа

Большой популярностью у потребителей пользуются дифференциальные автоматы с номинальным током утечки до 30 мА. Дифференциальные автоматы успешно используются как в однофазных, так и в трехфазных электрических сетях переменного тока.

Прежде чем установить их на необходимый участок цепи, надо правильно определить его функциональные возможности. При выборе автоматов, что бы избежать ненужных срабатываний от перегрузок, необходимо учитывать количество потребителей подключенных к данной цепи.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Характеристики, схема подключения дифавтоматов

Купить Дифавтоматы

Характеристики дифавтоматов
Установка дифавтомата
Подключение дифавтомата
Дифавтомат схема подключения

Характеристики дифавтоматов

Основными характеристиками этих электротехнических устройств является:

1. Номинальный рабочий ток, (А)- ток при котором прибор может оставаться включённым длительное время.
2. Быстродействие (M/с)- время срабатывания аварийного срабатывания электромагнитного расцепителя.
3. Номинальное напряжение (В)- ток, при котором устройство способно работать длительное время.
4. Уставка по токовой утечке (мA)- ток отключения схемы, обозначается значком «дельта» с числом соответствующим току утечки.
5. Тип тока утечки. В соответствии с этим параметром любой из дифавтоматов может иметь следующие обозначения:

• «A» – реагирующие на утечки синусоидального переменного (пульсирующего постоянного) тока;
• «AC» – дифавтоматы, рассчитанные на срабатывания от утечек, содержащих постоянную составляющую тока;
• «B» – комбинированное исполнение, предполагающее обе указанные ранее возможности.

Также устройства защиты могут работать по селективному принципу, предполагающему наличие задержки по времени срабатывания. Указанная возможность обеспечивает определённую выборочность отключения прибора от сети и электродинамическую устойчивость системы защиты, обзначаетса аббревиатурой «S».

АВДТ — автоматические выключатели дифференциального тока, это устройства, включающие в себя и автоматический выключатель, и УЗО, объединенные в одном корпусе. Дифавтоматы обладают высоким быстродействием срабатывания, защищают от поражения электрическим током в случаях соприкосновения с токопроводящими частями или с электрооборудованием, части которого, вследствие повреждения изоляционного слоя, оказались под напряжением.

Также дифференциальные выключатели применяются для отключения участков электрической сети, которые подверглись повреждениям в случаях коротких замыканий или механических воздействий.

АВДТ оснащены системой размыкания при касании токоведущих частей, которая обесточивает находящуюся ниже по цепи систему при нарушении изоляции или случайном контакте человеком находящихся под напряжением элементов. B этих случаях ток через один из проводников питания на землю через тело человека или поврежденную изоляцию, превышающий порог срабатывания, будет вызывать отключение цепи. Очевидно, что таким образом будут защищены только те электроустановки, которые находятся ниже по цепи.

Дифавтоматы с порогом срабатывания IΔn=30мA защищают пользователя от случайного контакта с фазным проводом или другими токоведущими элементами цепи.
Следует помнить, что когда защита от контакта осуществляется с использованием устройств защитного отключения, средний провод (нейтраль) должен быть изолирован так же как и фазный и не должен соединяться с землей ниже по цепи чем само устройство или с нейтральным проводом другой цепи.

Устройства защитного отключения с защитой от перегрузки обеспечивают:

• защиту от поражения электрическим током путем контроля разностных токов
• защиту от перегрузки
• защиту от короткого замыкания
• противопожарную безопасность

Уровень защиты данных автоматов должен быть следующим (CEI EN 60529):

• IPXXB/IP2X с лицевой стороны: при наружном монтаже пространство вокруг клемм должно быть закрыто крышкой.
• IPXXD/IP4X для монтажа в соответствующих держателях или панелях .
• При установке в промышленных помещениях и при наличии особенностей в окружающей среде соответствующий уровень защиты IP должен обеспечиваться за счет установки в корпусах, отвечающих стандарту CEI 64-8/IEC 364.

Примечание: Устройство защитного отключения АВДТ не устраняет ощущений удара электрическим током, однако оно ограничивает промежуток времени, в течение которого ток проходит через тело человека, до уровня, существенно снижающего вероятность летального исхода.

Индикация и причины срабатывания дифавтоматов

• Черный рычажок управления в нижнем положении (положение О): срабатывание из-за перегрузки, короткого замыкания или защитного отключения (утечка тока на землю).
• Черный рычажок управления в нижнем положении (положение О) и метка видна через окошко: срабатывание устройства защитного отключения из-за утекания тока на землю.

Повторное включение АВДТ после срабатывания

В случае срабатывания, черный рычажок находится в положении О и метка видна через окошко. Устранив причину срабатывания, восстановите работоспособность диф автомата, переведя черный рычажок в положение I. В случае срабатывания из-за перегрузки, черный рычажок находится в положении О и метка не видна. Устранив причину срабатывания, восстановите работоспособность дифференциального выключателя, переведя черный рычажок в положение I.

Защитное заземление дифавтоматов

Защитное заземление должно выполняться в соответствии cо стандартом CEI64-8/IEC 364. Все металлические каркасы электрического оборудования должны быть заземлены. Cечение проводника заземления не должно быть меньше сечения проводников электропитания.

Примечание: Широко распространено мнение, несмотря на то, что оно неправильно, что для защиты корпусов электроустановок от напряжения электропитания необходимо подключать средний провод непосредственно к металлическому корпусу или к контакту заземления вилки электропитания. При таком соединении, если будет нарушена изоляция, растекающийся ток поврежденного оборудования будет стекать обратно на средний провод (нейтраль), подключенный к соответствующему контакту дифавтомат. При этом нарушения баланса токов происходить не будет и устройство не сработает. Поэтому соединение среднего провода (нейтрали) с металлическими корпусами или контактами защитного заземления вилок недопустимо.

Данное оборудование должно использоваться в соответствии с требованиями стандарта CEI 64-8/IEC 364. Оно оснащено встроенной системой защиты от перегрузки и короткого замыкания, номинальные значения которых указаны на шильдике прибора, и гарантированно защищают от перегрузки выходные проводники системы.
B системах защиты, использующих непосредственное заземление металлических частей, дополнительная установка устройств защитного отключения обеспечивает дополнительную защиту от растекания тока на землю, что обеспечивает повышенную безопасность при электрическом контакте.
Электропитание может подключаться к диф автомату как сверху, так и снизу.

Установка дифавтомата

• на монтажных рельсах, соответствующих стандарту EN 50022, установка осуществляется с помощью двойной быстродействующей защелки на задней стенке прибора;
• на настенных панелях с герметизируемыми вводами, и на панелях для встроенной установки .

Пример установки

Инструкции по установке

• Помните, что при установке АВДТ с малой чувствительностью IΔn 0.03A защита от непрямого контакта обеспечивается только при использовании заземления, выполненного в соответствии с требованиями стандарта CEI 64-8/IEC 364.
• Если диф автомат обладает высокой чувствительностью IΔn 0.03A, при этом обеспечивается также защита от прямого контакта.
• Установите устройство на панели или в корпусе, обеспечивающем уровень защиты IРЕ, соответствующий конкретным условиям применения в соответствии с требованиями CEI 64-8 (IEC 364).
• Подключите оборудование в точном соответствии со схемой.
• Включите все нагрузки, подключенные к защищаемой цепи. Если АВДТ срабатывает, выясните, какое устройство является причиной срабатывания, путем последовательного включения нагрузок. При обнаружении такого устройства его необходимо отключить от сети и проверить исправность.
• Нажмите кнопку тестирования. Если устройство установлено и запитано правильно, оно должно сработать.
• Если электрическая система распределена на очень большом пространстве, обычные токи утечки на землю могут быть достаточно велики. B этом случае имеется вероятность ложных срабатываний. Чтобы избежать этого, необходимо разделить систему, по крайней мере, на два контура, каждый из которых будет защищаться своим дифавтоматом.
• Электрические помехи внешнего (грозы) и внутреннего (мощные реактивные нагрузки) характера могут вызывать значительные броски напряжения, которые, в свою очередь, могут, в худшем случае, повредить электронные элементы данных автоматов, а в лучшем — вызывать ложные срабатывания. Поэтому необходимо защищать потребителей электроэнергии с помощью устройств защиты от бросков напряжения и, при необходимости, использовать АВДТ с задержкой отключения (противопомехового типа AP).
• Еще больший уровень безопасности достигается, когда каждый пользователь, подключенный к общему заземлению, индивидуально защищается собственным устройством защиты.
• Установка автомата должна производиться профессиональным электромонтером в соответствии с требованиями стандарта СЕ! 64-8 (!ЕС 364).

Установка дифференциального автоматического выключателя существенно повышает уровень безопасности при работе на электроустановках. Кроме того, если на шильдике устройства имеется обозначение IΔn 0.03A или IΔn 0.01A, обеспечивается защита при случайном контакте с токоведущими частями оборудования. Тем не менее, установка автоматического дифференциального автомата не означает отказа от выполнения всех обычных мер предосторожности при работе на электроустановках. B частности:

• Не забывайте ежемесячно нажимать кнопку «Т», при этом устройство защиты должно сработать. Если этого не происходит, необходимо немедленно вызвать электрика, поскольку безопасность системы не обеспечивается.
• При использовании персональных компьютеров, электронных пишущих машинок, электронных кассовых аппаратов или другого оборудования с электронными компонентами, оснащенного вилками с контактом заземления, убедитесь в том, что на шильдике УЗО имеется символ «N». Только в этом случае будет обеспечиваться наилучшая защита, которую предоставляет современный уровень развития техники. Если такое обозначение отсутствует, проконсультируйтесь с электриком.
• Перед заменой ламп или предохранителей убедитесь в том, что электропитание всей установки отключено, разомкнув главный рубильник.
• Не пользуйтесь проводами с нарушенной изоляцией, примите немедленные меры к их замене.
• Для выполнения любых работ на стационарных или мобильных электроустановках вызывайте квалифицированного электрика.

Подключение дифавтомата

АВДТ обеспечивают безопасность даже при случайном обрыве среднего провода (нейтрали).
Oни могут использоваться в однофазных электроустановках, питающихся от двух фазных проводов или от фазного провода и нейтрали. Также данные устройства защиты могут устанавливаться в системах, имеющих один из перечисленных ниже видов защиты:

• подключение к нейтрали или металлоконструкциям выше места установки
• непосредственное заземление металлических частей
• активная защита против аварийных токов утечки на землю.

На всех устройствах защитного отключения могут устанавливаться следующие принадлежности:

• Вспомогательные контакты
• Контакты сигнализации
• Катушки с броском тока
• Катушки минимального напряжения

Дифавтомат схема подключения

Схема подключения дифавтомата

Установка дифференциального автомата

Рассмотрим установку дифавтомата в распределительном щите. При наличии дифавтомата в нашей сети потребления нулевая шина не должна объединяться с шиной заземления, так как именно через  заземляющий провод и происходит утечка тока, которую измеряет дифавтомат. Если их объединить, то «фокус не получится» — ток, убегающий в заземление, вернется в ту же самую нулевую шину.

В случае отсутствия заземления вообще, как это часто у нас бывает, утечка при поражении током обычно происходит через какие-то металлические предметы (трубу, батарею), которые и можно считать «плохим заземлением».

Поэтому дифавтомат в сети без заземления работать будет, а в сети с нулевой шиной, объединенной с заземлением, нет.

В щите дифавтомат устанавливаем на DIN-рейку после счетчика, но перед группой автоматов.

Как и у всего остального модульного оборудования, сверху подаются входные провода, снизу отходят выходные. Как правильно подключить АВДТ в трехфазной сети, проблемы не составляет: надо подключать его не к одной фазе, а сразу к трем:

Монтаж дифференциального автомата

Правильно подключить дифавтомат своими руками — это не просто подать провода к входным и выходным клеммам. После того как автомат в щитке, надо еще проверить его работу.

На нем имеется кнопка «Тест», которая подключает сопротивление, имитирующее ток утечки. При нажатии кнопки дифавтомат должен среагировать — отключиться. Если этого не произойдет, это значит, что в аппарате имеется неисправность и необходимо его заменить.

Пошаговая инструкция

1. В первую очередь следует проверить устройство на предмет трещин и повреждений в соответствии с требованиями ПУЭ, так как при наличии неисправностей не будет обеспечена полноценная защита. Эти требования касаются всех устройств подобного типа. УЗО и дифференциальные автоматы представляют собой практически одинаковое оборудование, поэтому и устанавливают их одинаково.
2. Далее дифференциальный автомат устанавливается на DIN-рейку в электрическом щите. Как упоминалось ранее, его принцип работы заключается в сравнивании проходящего по фазному проводнику тока с током, который перемещается по нулевому проводнику. Если в цепи возникает утечка, то их значения мгновенно станут разными. Дифференциальное устройство вычислит эти изменения и сравнит их с номинальным значением, которое предусмотрено для данного устройства. В случае когда показания превысят номинальное значение, устройство отключит на этом участке сети питание. И включить его можно будет лишь после устранения неполадок.
3. К дифференциальному автомату подключаются два провода – фазный и нулевой (220 B) или один нулевой и три фазных (380 B). От УЗО дифавтомат отличается тем, что не только предохраняет человека от поражения током, но и осуществляет автоматическое отключение сети при коротком замыкании и перегрузке. Также в нем предусмотрена защита от сверхтоков, что отсутствует в УЗО. В соответствии с нормативными постановлениями, необходимо устанавливать только дифференциальные автоматы. К установке допускается только оборудование защитного отключения типа «A», которое реагирует на переменные и пульсирующие токи. Также допускается устанавливать устройства типа «AC», реагирующие исключительно на переменные токи утечки.

Как правильно подключить автоматы и УЗО

Перед началом работ по подключению автоматов необходимо подготовить все приспособления:

1. Монтажная рейка (иногда она имеется уже в комплекте с готовым щитком). В других же случаях потребуется самостоятельно отмерить нужную длину и отрезать ее ножницами по металлу.
2. Отвертка.
3. Кусачки.
4. Инструмент для зачистки проводов.

Подключение автоматов и УЗО — пошаговая инструкция

Шаг 1. Для начала на металлической DIN-рейке следует закрепить две шины: нулевую и заземления. Сделать это просто, необходимо вставить их одним концом, а потом защелкнуть.

Таким образом должны выглядеть шины после установки

Шаг 2. Теперь необходимо последовательно закрепить автоматы. В нижней части у них имеется специальная защелка, которую достаточно потянуть вниз, а затем закрепить автомат на рейке.

Поочередно необходимо закрепить на рейке каждый автомат

Шаг 3. Далее необходимо взять трехжильный кабель. Как правило, провод заземления имеет желтый цвет, ноль – голубой цвет, а фаза белый или розовый цвет (как в нашем случае).

Важно не перепутать провода кабеля питания

Шаг 4. Сперва нам следует подключить нулевой провод к нулевой шине. Делается это несложно — необходимо отверткой открутить болтик.

Здесь предусмотрено отверстие для кабеля различного сечения

Шаг 5. Теперь необходимо подсоединить к шине заземления желтый провод заземления.

Делается это таким же способом, как и в предыдущем варианте

Шаг 6. Следующим этапом нам понадобится закрепить питающий провод (розовый). Вопреки многочисленным мнениям, он всегда должен идти сверху. Следует подключить провод, но закручивать его сразу не стоит — причина в том, что придется тогда подавать питающий провод и на все остальные автоматы.

В этом шаге проводок подключают «наживую»

Шаг 7. Седьмой: необходимо вставить питающий провод в верхний автомат, а затем в то же отверстие вставить один конец дополнительной перемычки.

Теперь необходимо вставить перемычку в соседний автомат, а затем и в другой поочередно закручивая винты

Шаг 8

Теперь необходимо обратить внимание на последний дифференциальный автомат. На его корпусе, как правило, располагается схема подключения

Первый вход здесь будет обозначаться буквой N – это будет ноль, второй вход обозначается как I(L) – это будет фаза.

Шаг 9. Теперь стало понятно, что фаза находится на втором входе, значит, туда следует закрепить другой конец желтого проводка-перемычки. Закручиваем винт по аналогии с предыдущими вариантами.

Таким образом мы завершили подключение питающего кабеля, который идет от щитка

Шаг 10. Теперь необходимо подключить провода, которые идут от помещения. Сначала с их концов понадобится снять слой изоляции. Для зачистки концов на проводах используют специальный инструмент.

Здесь можно прокрутить винт и выставить толщину провода

Шаг 11. Здесь тоже следует подключить нулевой провод к соответствующей шине.

Открутить можно любой свободный болтик

Шаг 12. Теперь необходимо снова зафиксировать провод заземления.

Затягивать провод необходимо осторожно, не захватывая слой изоляции

Шаг 13. Теперь снизу мы фиксируем провод питания, который идет от электрического прибора.

Следующие проводки по такой же аналогии будут подключаться только снизу

Шаг 14. Теперь необходимо взять дополнительный проводок, подключить его к нулевой шине, а потом к первому входу на дифференциальном автомате.

Фиксируем провод в первом отверстии дифавтомата

Как работает дифференциальный автомат

Так как данный прибор в своей конструкции имеет два разных по назначению блока, то соответственно эти блоки будут по-разному реагировать на нарушения в электрической цепи. К примеру, для отключения цепи при появлении в ней короткого замыкания или повышенных нагрузок срабатывает модуль защиты, по принципу работы схожий с обычным автоматом. В основе этого модуля находится расцепитель, он же механизм расцепления контактов (независимый).

А вот защиту от поражения человека электричеством осуществляется за счет другой части дифавтомата – это так называемый модуль дифференциальной защиты. В нем расположен трансформатор дифференциального типа, который во время работы сети сверяет два значения тока: на входе и на выходе. Если разница двух величин будет значительной, то есть, есть угроза жизни человека, то с помощью двух элементов, а именно с помощью катушки электромагнитного сброса и усилителя, модуль преобразует электрическую энергию в механическую, тем самым обесточивает электрическую цепь, защищаемую собой.

Подключение УЗО и дифференциального автомата

Устройство защитного отключения и дифференциальные автоматы мало отличаются по способам подключения к централизованной сети. Обычно эти изделия вешаются последовательно на входе в квартиру или дом. УЗО надежно защищает от скачка, а дифференциальный автомат быстро распознаёт нарастающий ток, а затем отключает питание. Эта связка является практически беспроигрышным вариантом, но большинство домашних электриков разводят руками при виде этих защитных мер. Они просто не знают, как всё подключить, а самостоятельно догадаться не получается. Поэтому лучше посмотреть предлагаемые нашими специалистами схемы или нанять профильных мастеров. С электричеством шутки плохи, поэтому если нет уверенности, лучше не начинать.

Три важных схемы

Естественно, что они будут показаны только для однофазного тока. С трехфазными решениями часто трудно разобраться даже опытным электрикам. Поэтому рассмотрим три базовых варианта. Существуют и другие разновидности подключения, но всё это частные случаи с особыми требованиями.

Способ 1

Если у вас полностью отсутствует заземление, то это наиболее простая задача. Если это не многоквартирный дом с его неписанными правилами, попытайтесь создать контур.

Рис. 1 – Подключение без заземления

Установка производится непосредственно в щит на фазу. По данной схеме устройство защитного отключения стоит между вводным диффавтоматом с парой полюсов и прочими распределителями однополюсного типа. Отводы будут полностью защищены. У этого метода есть огромный недостаток. Если произошло короткое замыкание, то нельзя будет понять, где именно это случилось.

Способ 2

Это также достаточно частый случай. Здесь принимает участие однофазный счетчик (неважно, электрический это или механический тип), а также контур заземления. Лучшее решение для частного дома, стандартизованное и проверенное годами.

Рис. 2 – УЗО с прибором учёта и шиной заземления

Читатели часто задают вопросы о том, почему часто подвод проводов делается снизу или сверху. Это связано не с удобством черчения схем. Дело в том, что большинство современных моделей полностью поддерживает разностороннее подключение. Можно завести нуль в нижнюю клемму, а фазу в верхнюю, если это будет решать задачу удобства эксплуатации. Это полностью исключает вероятность возникновения ошибки, что очень выгодно новичкам. Но на всякий случай лучше прочитайте перед установкой прилагаемую инструкцию. Она может содержаться в наклейке, находящейся на корпусе.

Способ 3

А теперь представим, что на весь стояк установлено одно общее УЗО, якобы защищающее всех и вся от коротких замыканий. Но так не бывает. Если рядом пройдёт молния, то это сработает, но от неприятностей в локальной сети это ничем не поможет. Часто застройщики завлекают этим несведущих пользователей, а потом они недоумевают, почему что-то в доме сгорело. Претензии обычно не принимаются. Спешим вас огорчить, что своё УЗО и автомат в связке всё равно придётся ставить. Но нужно делать это с умом так, что если основной вариант не сработает, вы будете защищены локальным решением. При выборе обязательно нужно подбирать устройства защитного отключения так, чтобы его порог срабатывания на местном участке был значительно выше. Такая чувствительность позволит сохранить всю бытовую технику в целости при любых обстоятельствах.

Рис. 3 – Схема сопряжения с централизованным УЗО

Основным преимуществом в данном случае является двойная защита, которая повышает степень надежности. Ток утечки может возникнуть на любом участке. Происходит своеобразная подстраховка. Недостаток же заключается в том, что суммарное обеспечение обходится слишком дорого. Централизованный пункт закладывается в стоимость квартир, а затем ещё и каждый владелец обязан делать индивидуальную покупку.

Есть ли исключения?

УЗО и диффавтоматы на подключении практически всегда одинаковы. Единственные сложности могут возникать, если с каким-нибудь редким оборудованием поставляется крайне сложная система. Тогда без профессионала обойтись нельзя, иначе цена ошибки будет слишком высока. Во всех остальных случаях можно легко справиться самостоятельно при должном уровне внимательности.

схема, видео, фото – Ремонт своими руками на m-stone.ru

 

Одной из ключевых проблем при создании систем электроснабжения является обеспечение безопасности их эксплуатации. Это было понято давно, еще на заре прихода электричества в дома и квартиры – внутренние сети стали защищаться плавкими предохранителями, известными под названием «пробки». Время шло, и системы защиты совершенствовались – они стали оберегать не только от перезагрузки или коротких замыканий, но и от случайного поражения человека электрическим током. В настоящее время основными приборами такой защиты являются автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Своеобразным «симбиозом» этих двух приборов является дифференциальный автомат.

Подключение дифавтомата

Но этот прибор защиты лишь в том случае станет корректно выполнять возложенные на него функции, если будет правильно размещен в общей схеме домашней или квартирной электросети. Увы, в этом вопросе многие владельцы жилья, стремящиеся все и всегда делать своими руками, допускают немало ошибок. «Схалтурить» вполне могут и приглашенные «мастера» — в этой сфере частных услуг встречается немало откровенных «шабашников». Поэтому имеет смысл рассмотреть подробнее, по каким принципам осуществляется подключение дифавтомата – такая информация в любом случае будет полезной.

Содержание статьи

1 Предназначение и устройство дифференциального автомата. Его основные характеристики.1.1 Принципиальное устройство и предназначение1.2 Основные параметры дифференциальных автоматов и их маркировка2 Установка и подключение дифавтомата2.1 Электромонтажные работы2.2 Схемы подключения дифференциальных автоматов.2.2.1 Единственный дифавтомат на вводе2.2.2 Дифавтоматы на выделенных линиях2.2.3 Селективная схема с противопожарной дифференциальной защитой2.2.4 Противопожарный дифавтомат в трехфазной сети2.2.5 Видео: Схемы подключения дифавтоматов с пояснениями мастера3 Типичные ошибки при подключении дифференциальных автоматов

Выбираем способ

Для начала разберемся с основными вариантами электромонтажных работ, т.к. домашняя электропроводка может быть однофазной (220 В), трехфазной (380 В), с заземлением и без него. К тому же изделие можно установить только на вводном щитке в квартире либо на каждую отдельную группу проводов. В зависимости от этих условий, схема подключения дифавтомата может быть немного видоизмененной, да и самой устройство будет иметь другую конструкцию (двухполюсный либо четырехполюсный).

Итак, рассмотрим по порядку каждый из способов подключения дифавтомата в щитке.

Простейшая защита

Наиболее простой способ установки – один вводной дифавтомат, обслуживающий всю квартирную проводку. В этом случае необходимо покупать мощное устройство, рассчитанное на токовую нагрузку от всех электроприборов в помещении. Недостаток такой схемы подключения заключается в том, что если защита сработает, самому найти проблемную зону будет проблематично, т.к. пробой может быть где угодно.

Обратите внимание на то, что земляной провод проходит отдельно, соединяясь с заземляющей шиной, к которой подсоединяются все PE-проводники от электроприборов. Также важный момент заключается в подсоединении нулевого проводника. Ноль, который выведен из дифференциального автомата, категорически запрещается соединять с другими нулями электросети. Это связано с тем, что по всем нулям будут проходить разные токи, которые станут причиной срабатывания аппарата.

Надежная защита

Усовершенствованным вариантом подключения дифавтомата в доме является следующая схема:

Как Вы видите, на каждую группу проводов установлено по отдельному устройству, которое сработает только в том случае, если опасная ситуация возникнет у него на «участке». В то же время остальные изделия не среагируют и будут работать в своем обыкновенном режиме. Преимущество такого варианта подключения заключается в том, что при возникновении утечки тока, короткого замыкания либо перегрузки электросети можно сразу же найти проблемный участок и переходить к его ремонту. Недостаток такого способа установки дифавтомата – повышенные материальные затраты на приобретение нескольких аппаратов.

Без заземления

Выше мы предоставили несколько примеров, в которых присутствовал заземляющий контакт. Однако на даче и в старых домах (а соответственно и со старой проводкой) использовалась двухпроводная сеть – фаза и ноль.

В этом случае подключение дифавтомата осуществлялось по следующему принципу:

Если в Вашем случае также отсутствует «земля», обязательно осуществите замену электропроводки в доме на новую, более безопасную.

В трехфазной сети

Если Вы решили установить дифавтомат в коттедже, гараже либо современной квартире, где применяется трехфазная сеть на 380В, в этом случае необходимо использовать 3 фазный автомат. На самом деле схема не будет отличаться от предыдущих, если не учитывать тот факт, что на вводе и выводе из корпуса нужно подключить по четыре жилы.

На схеме показано, как подключить трехфазный дифавтомат к сети:

Вот мы и предоставили существующие способы подключения дифференциального автомата своими руками. Наиболее правильным вариантом является тот, который с заземлением и несколькими отдельно установленными устройствами.

Также советуем просмотреть наглядную видео инструкцию с правильным подсоединением проводов:

Селективная схема

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Крепление на динрейку

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала.  Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусе

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Подключение дифавтомата на распределительном щитке

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособен

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Как устроен дифференциальный автомат

Дифавтоматом называется электрическое устройство, которое необходимо для защиты проводки и подсоединенных к ней изделий от больших перегрузок и утечек тока. Дифференциальный автомат представляет собой специальный аппарат, состоящий из таких функциональных частей:

Устройство защитного отключения, работа которого производится из-за подведения значения обратного тока. При работе значения обратного и входного тока способны создать одинаковые магнитные поля, которые не дают разъединить аппаратуру выключения устройства. Когда в схеме появляется утечка тока, то разница между магнитными полями переключает специальное реле и питание автоматически отключается.
Автоматический выключатель, который оборудован несколькими расцепителями. Тепловой расцепитель отключает подачу тока при обнаружении небольшой перегрузки на потребителях, к которым он подсоединен. Электромагнитный расцепитель отключает питание при возникновении короткого замыкания в сети. В разных дифференциальных автоматах применяются 2 или 4 полюсные выключатели.

Кроме этих узлов, в состав дифференциального автомата входит специальный электронный усилитель и дифтрансформатор.

Перед тем как выбирать дифавтомат, необходимо правильно проверить его работоспособность. Для этой цели в каждом устройстве существует специальная кнопка. При нажимании на нее происходит искусственное моделирование утечки тока, которое приводит к выключению устройства. Когда это условие не выполняется, то использование такого дифавтомата не допускается.

В простой бытовой электрической сети используются двухполюстные дифавтоматы. Подключение устройства выполняется по определенному принципу. Снизу дифференциального автомата подключается ноль от нагрузки, а сверху него необходимо подсоединить провода питания.

Многополюсные автоматы монтируются таким же образом, но применяются лишь в трехфазных электрических сетях напряжением 380 вольт. Их монтаж требует намного больше места на специальной рейке, чем для других модулей, потому что нужно пространство для расположения блока дифференциальной защиты.

Тем, кто серьезно занимается электроникой, будет полезна статья о практическом применении и схемах подключения ОУ LM358.

4

Эксплуатация дифференциального автомата в сети без заземления

В современных новостройках и офисах, а также на других объектах, построенных относительно недавно, чаще всего отсутствует заземление. Сегодня наблюдается постепенное отхождение от традиционных схем. Отказ от заземления связан с появлением более надёжной бытовой техники в домах.

Если в доме нет заземления и присутствует мощная техника, лучше установить УЗО

На практике дифавтомат мгновенно разрывает цепь, если человек прикасается к токоведущим проводам, либо к нетоковедущим, но оказавшимся по каким-то причинам под напряжением. Подача электричества на конкретный участок прекращается сразу же, поэтому предотвращаются риски получения серьёзных травм.

Полной замены заземлению ни одно коммутационное устройство не даёт, поэтому при наличии мощного оборудования лучше устанавливать УЗО.

Если корпус бытового прибора бьёт током, тогда лучше подумать о заземлении. Некоторые специалисты рекомендуют делать «зануление», но в случае перефазировки фаза окажется на корпусе, что крайне опасно.

Установка и подключение дифавтомата

Электромонтажные работы

Здесь, по сути, сложно выделить какие-либо особенности, отличающие установку дифференциального автомата от автоматического выключателя или УЗО. Поэтому – вкратце:

Естественно, все электромонтажные работы проводятся только в обесточенном щите. И в этом нужно убедиться, чтобы быть уверенным в безопасности на все 100%!
(MISSING)С тыльной стороны любого дифавтомата имеет фигурный паз для крепления прибора на стандартной DIN-рейке. То есть АВДТ надевается верхним выступом этого паза не рейку в планируемом месте установки, а затем подается вперед. Снизу имеется подпружиненная защелка, которая при нажатии захватит нижний выступавший край DIN-рейки, и прибор будет зафиксирован на ней.

Установить современные выключатели на стандартную DIN-рейку — минутная задача, не требующая ни специального инструмента, ни приложения больших усилий.

Если в этом имеется необходимость, можно зафиксировать расположение выключателя на самой рейке, чтобы не допустить его смещения вдоль нее. Для этого применяются специальные фиксаторы, металлические или пластиковые, которыми «подпирают» выключатель с одной или обеих сторон, в зависимости от соседства с другими приборами или отсутствии такового.

Металлические фиксаторы положения установленного на DIN-рейку прибора

Производится зачистка подключаемых к дифавтомату проводов. Лучше всего это производить специальным съемником изоляции – не повреждается сам проводник. Зачистка проводится на длину в 8÷10 мм от конца провода.

Провода рекомендуется зачищать с помощью специального съемника изоляции

После очередной тщательной проверки правильности расположения подходящих от сети и отходящих в сторону нагрузки проводов, производится их поочерёдное подключение к клеммам.

Для этого вначале ослабляется, слегка выкручивается винт клеммы. Затем зачищенный конец провода (или обжатый наконечник) заводится в клемму, так, чтобы не снаружи не оставалось открытого участка без изоляции. Затем с приложением должного усилия производите затяжка винта и проверка надежности соединения. Провод должен быть закреплен без малейшего намека на возможный люфт в клемме, не поддаваться на выдергивающее усилие.

После затяжки всех клемм и еще одной визуальной проверки правильности коммутации проводов, можно включить сеть, чтобы провести тестирование дифавтомата. Во-первых, он должен включиться и удерживаться в таком положении. Если он срабатывает сразу, в схеме допущена какая-то ошибка. Во-вторых, при включённом АВДТ нажимают на его кнопку «тест» – это должно сопровождаться мгновенным срабатыванием защиты.

Итак, совершенно очевидно, что сам по себе монтаж дифференциального автомата в щите никакой чрезвычайно большой сложности не представляет. В основном соблюдаются правила, присущие для электромонтажа любых приборов с установкой на DIN-рейку.

Как правильно собрать распределительный щит?

Профессионализм настоящего специалиста-электрика всегда выдает высокое качество, аккуратность и, если хотите, даже эстетичность монтажа электрического распределительного щита. При выполнении этой непростой задачи необходимо придерживаться определенных правил и учитывать многочисленные нюансы. Подробно о монтаже распределительного щита читайте в специальной публикации нашего портала.

Так что главная загвоздка при установке дифференциальных автоматов кроется не в установке их на рейку и подключении проводов к клеммам. Основная проблема — это правильное расположение защитного устройства в самой схеме квартирной электросети.

Схемы подключения дифференциальных автоматов.

При установке дифференциальных автоматов может использоваться несколько схем. Каждая из них обладает своими особенностями и, часто, недостатками.

Посмотрим на основные применяемые варианты.

Единственный дифавтомат на вводе

Схема такова – на вводе до счётчика установлен двухполюсный автоматический выключатель, а после – дифференциальный автомат, который «обслуживает» все линии внутренней проводки в доме или квартире. Других приборов дифференциальной защиты нет – на каждой из линий просто установлен автомат нужного номинала от коротких замыканий и перегрузки.

Единственный дифференциальный автомат установлен на вводе сразу после счетчика.

Схема, безусловно, работоспособная, но к ней сразу возникает ряд вопросов.

Первое. Раз каждая линия защищается автоматическим выключателем, то стоит ли перед ними по иерархии схемы устанавливать АВДТ? Получается, что способности дифавтомата реагировать на перегрузку или на короткое замыкание – остаются совершенно невостребованными. Видимо, здесь бы хватило и просто УЗО, которое при равных номиналах практически всегда дешевле АВДТ.
Второе. Нет никакой ясности с номиналом дифференциального тока. Если поставить, скажем, на 10 или 30 мА, то при нескольких линиях даже совершенно неопасные утечки могут в сумме вызывать частое ненужное срабатывание защиты. Если же номинал завысить, скажем, до 100 мА, то, по сути, линии остаются не защищёнными от уже очень опасных токов утечки.
Третье. Отыскать проблемный участок сети, вызывающий срабатывание защиты, будет очень проблематично.

Одним словом, схема очень далека от совершенства, и использовать ее – вряд ли разумно.

Дифавтоматы на выделенных линиях

В этой схеме, безусловно, более надежной в работе, дифференциальный автомат устанавливается на каждую линию, нуждающуюся в защите от токов утечки. Как уже говорилось выше, некоторые линии не требуют такой защиты, и их можно оставить только «под охраной» автоматических выключателей, на случай КЗ или перегрузки.

Важные линии защищены индивидуальными дифференциальными автоматами

Понятно, что такой подход потребует уже более значительных материальных затрат. Но зато и безопасность на высоте, и локализация участка с неисправностью значительно упрощается. При выбивании одного из дифавтоматов все остальные линии продолжают работать в штатном режиме.

Селективная схема с противопожарной дифференциальной защитой

УЗО или дифавтомат способны не только защищать человека от электротравм при токах утечки. При значительной утечке, измеряемой уже сотнями миллиампер, велика вероятность возникновения пожароопасной ситуации. И такое зачастую случается, причём, как правило, в самих распределительных щитах. Повреждения изоляции проводов и перемычек, нарушение правил или небрежность при выполнении монтажа — все это может привести к возникновению токов утечки, способных вызвать сильный локальный нагрев проводки со всеми вытекающими негативными последствиями.

Поэтому одной из мер по недопущению подобных явлений является установка так называемого противопожарного УЗО (или дифференциального автомата), размещаемого на вводе в «верхушке» всей иерархии схемы, сразу после вводного автомата и счетчика электроэнергии. Здесь разговор идет не столько о защите человека от поражения током, сколько о других задачах:

Это защита вводного кабеля и всей «начинки» распределительного щита от возможных токов утечки.
Защита тех линий, в которых не предусмотрена установка дифференцированных приборов.
Это дополнительная страховка на случай отказа или полного выхода из строя нижестоящих по иерархии схемы УЗО и дифавтоматов.

При использовании в качестве такой защиты АВДТ, общая схема может выглядеть, например, так:

Селективная схема с общим противопожарным УЗО или АВДТ на входе

На схеме не показано, но, как мы видели раньше, некоторые линии могут не нуждаться в дифференциальной защите и иметь только автоматические выключатели в разрыве фазы.

При таком подходе необходимо учитывать, что для корректной работы схемы должны быть выполнены следующие условия:

Номинал дифференциального тока срабатывания противопожарного УЗО или АВДТ должен быть как минимум втрое выше уставки дифавтоматов, расположенных ниже по иерархии. Вот для этих целей и выпускаются АВДТ или УЗО, рассчитанные на ток утечки в 100, 300 или 500 мА.
Время срабатывания тоже должно отличаться в бо́льшую сторону как минимум втрое. А вот это достигается установкой дифавтоматов селективного типа, то есть помеченных символом «S» — об этом говорилось выше.

Если эти условия не соблюсти, то работа схемы может превратить жизнь своих хозяев в постоянное мучение. Кого угодно «достанут» частые срабатывания АВДТ на входе с полным выключением всей домашней сети. И, естественно, с немалыми проблемами поиска повреждённого участка.

А при грамотном подборе дифавтоматов по такой схеме нарушения на одной из линий приведут только к ее отключению – остальные будут работать. Но если сработал селективный автомат, то это станет сигналом о наличии весьма серьёзной причины, поиск которой лучше начинать непосредственно от распределительного шкафа.

Противопожарный дифавтомат в трехфазной сети

Не столь часто, но все же встречается и такое, что в дом заводится трёхфазная линия питания. ее тоже можно и нужно защитить противопожарным АВДТ (УЗО).

Естественно, четырёх полюсный дифавтомат, рассчитанный для установки на трехфазную линию – это куда более сложное устройство, в  котором производится оценка дифференциальных токов и защита от перегрузки и КЗ для каждой из фаз. Но его установка подчиняется тем же правилам – на корпусе указывается расположение фазных проводов и общего нуля. Важно – не перепутать фазы на входе и выходе, чтобы работа была корректной.

Противопожарный дифавтомат на входе трехфазной сети.

Схема приведена в усечённом виде. В дальнейшем фазы распределяются так, чтобы на каждую выпадала примерно равная нагрузка. И затем уже каждая фаза может делиться на отдельные линии, которые по мере необходимости защищаются АВДТ или парой УЗО с АВ. То есть  по том же принципу, что показывался выше.

Расширить информацию по схемам подключения дифференциальных автоматов поможет предлагаемое вниманию читателей видео:

Видео: Схемы подключения дифавтоматов с пояснениями мастера

Устанавливаем изделие

После того как Вы определитесь со способом подключения, нужно переходить к не менее важному этапу – установочным работам. На самом деле установка диф автомата не представляет ничего сложного, главное делать все правильно и согласно инструкции. Чтобы читатели «Сам электрика» смогли быстро и без проблем установить дифавтомат в щитке, предоставляем следующую пошаговую инструкцию:

Осмотрите корпус на наличие дефектов и механических повреждений. Любая трещина в корпусе может стать причиной неправильной работы изделия.
Отключите электроэнергию в доме и убедитесь что напряжение в сети отсутствует, использовав индикаторную отвертку (либо мультиметр). О том, как проверить напряжение в розетке, мы рассказывали в соответствующей статье!
Установите дифавтомат на DIN-рейку, как показано на фото.
Зачистите изоляцию на подсоединяемых жилах, для этого рекомендуется использовать инструмент для снятия изоляции, который не повредит токоведущий контакт.
Подключите фазные и нулевые проводники, согласно схеме, в специальные разъемы на корпусе дифавтомата. Обращаем Ваше внимание на то, что вводные жилы обязательно должны крепиться сверху.
Включите электропитание и проверьте работоспособность устройства.

Вот и вся технология установки дифференциального автомата. Рекомендуем использовать продукцию только от известных производителей: Legrand (легранд), ABB, IEK и Dekraft (декрафт).

Также советуем Вам обязательно ознакомиться с ошибками при подключении, которые мы предоставили ниже.

Назначение, технические характеристики и выбор

Содержание статьи

1 Назначение, технические характеристики и выбор1.1 Характеристики и выбор1.1.1 Номинальный ток1.1.2 Время-токовая характеристика или тип электромагнитного расцепителя1.1.3 Номинальное напряжение и частота сети1.1.4 Номинальный отключающий дифференциальный ток или ток утечки (уставки)1.1.5 Класс дифференциальной защиты1.1.6 Номинальная отключающая способность1.1.7 Класс токоограничения1.1.8 Температурный режим использования1.1.9 Наличие маркеров о причине сработки1.1.10 Тип конструктивного исполнения1.2 Производитель и цена2 Как подключить дифавтомат2.1 Электрическое подключение2.2 Проверка работоспособности3 Схемы3.1 Простая схема3.2 Более надежная защита3.3 Селективные схемы4 Основные ошибки подключения дифавтоматов

Дифавтомат или дифференциальный автомат защиты объединяет в себе функции автомата защиты и УЗО. То есть, одно это устройство защищает проводку от перегрузок, короткого замыкания и тока утечки. Ток утечки образуется при неисправности изоляции или при прикосновении к токоведущим элементам, то есть он еще защищает человека от поражения электричеством.

Дифавтоматы устанавливаются в электрические распределительные щитки, чаще всего на дин-рейки. Они ставятся вместо связки автомат+УЗО, физически занимают немного меньше места. Насколько конкретно — зависит от производителя и типа исполнения. И это — основной их плюс, который может быть востребован при модернизации сети, когда место в щитке ограничено, а необходимо подключить некоторое количество новых линий.

Дифавтоматы служат для защиты проводки от повышенных нагрузок и человека от поражения электротоком

Второй положительный момент — экономия средств. Как правило, дифавтомат стоит меньше, чем пара автомат+УЗО с аналогичными характеристиками. Еще один положительный момент — необходимо определиться только с номиналом автомата защиты, а УЗО встроен по умолчанию с требующимися характеристиками.

Недостатки тоже имеются: при выходе и строя одной из частей дифавтомата менять придется все устройство, а это дороже. Также не все модели снабжены флажками, по которым можно определить, по какой причине сработало устройство — из-за перегрузки или тока утечки — что принципиально важно при выяснении причин.

Характеристики и выбор

Так как дифавтомат объединяет в себе два устройства, имеет он характеристики их обоих и при выборе надо учитывать все. Разберемся что обозначают эти характеристики и как выбирать дифференциальный автомат.

Обозначение дифавтоматов на схемах

Номинальный ток

Это максимальный ток, который может длительное время выдерживать автомат без потери работоспособности. Обычно он указывается на лицевой панели. Номинальные токи стандартизованы и могут быть 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63А.

Четырехполюсный дифавтомат для подключения в сети 380 В

Малые номиналы — 10 А и 16 А — ставят на линии освещения, средние — на мощных потребителей и розеточные группы, а мощные — 40 А и выше — в основном используют как вводный (общий) дифавтомат. Подбирается в зависимости от сечения кабеля, точно также, как при выборе номинала автомата защиты.

Время-токовая характеристика или тип электромагнитного расцепителя

Отображается рядом с номиналом, обозначается латинскими буквами B, C, D. Указывает на то, при каких перегрузках относительно номинала происходит отключение автомата (для игнорирования кратковременных стартовых токов).

Номинал дифавтомата и его время-токовая характеристика

Категория B — если ток превышен в 3-5 раз, C — при превышении номинала в 5-10 раз, тип D отключается при нагрузках, которые превышают номинал в 10-20 раз. В квартирах обычно ставят дифавтоматы типа C, в сельской местности можно ставить B, на предприятиях с мощным оборудованием и большими стартовыми токами — D.

Номинальное напряжение и частота сети

Для каких сетей предназначен аппарат — 220 В и 380 В, с частотой 50 Гц. Других в нашей торговой сети не бывает, но все равно, стоит проверить.

Напряжение и частота, на которые рассчитан дифференциальный автомат защиты

Дифференциальные автоматы могут иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это говорит о том, что данное устройство может работать и в сети на 220 В и на 380 В. В трехфазных сетях подобные устройства ставят на розеточные группы или на отдельных потребителей, там где используется лишь одна из фаз.

В качестве водных дифавтоматов на трехфазные сети необходимы устройства с четырьмя вводами, а они значительно отличаются габаритами. Спутать их невозможно.

 

 

Номинальный отключающий дифференциальный ток или ток утечки (уставки)

Отображает чувствительность устройства к образующимся токам утечки и показывает, при каких условиях сработает защита. В быту используются только два номинала: 10 мА для установки на линии, в которых установлено только одно мощное устройство или потребитель, в котором сочетаются два опасных фактора — электричество и вода (проточный или накопительный электрический водонагреватель, варочная поверхность, духовой шкаф,  посудомоечная машина и т.п.).

Для линий с группой розеток и наружного освещения ставят дифавтоматы с током утечки 30 мА, на линии освещения внутри дома их не обычно ставят — для экономии.

Ток утечки или уставки на диф автомате

На устройстве может быть написан просто значение в миллиамперах (как на фото слева) или может быть нанесено буквенное  обозначение тока уставки (на фото справа), после которого стоят цифры в амперах (при 10 мА стоит 0,01 А, при 30 мА цифра 0,03 А).

Класс дифференциальной защиты

Показывает от токов утечки какого типа защищает это устройство. Есть буквенное и графическое изображение. Обычно ставят значок, но может быть и буква (смотрите в таблице).

Выбор класса дифференциальной защиты дифавтомата происходит исходя из типа нагрузки. Если это техника с микропроцессорами, необходим класс А, на линии освещения или включения питания простых устройств подойдет класс AC. Класс В в частных домах и квартирах ставят редко — нет необходимости «отлавливать» все типы токов утечки. Подключение дифавтомата класса S и G имеет смысл в многоуровневых схемах защиты. Их ставят в качестве входных, если в схеме дальше есть другие дифференциальные устройства отключения. В этом случае при срабатывании одного из нижестоящих по току утечки, входной не отключится и исправные линии будут в работе.

Номинальная отключающая способность

Показывает, какой ток в состоянии дифавтомат отключить при возникновении КЗ и остаться при этом работоспособным. Есть несколько стандартных номиналов: 3000 А, 4500 А, 6000 А, 10 000 А.

Отключающая способность дифавтомата

Выбор дифавтомата по этому параметру зависит от типа сети и от дальности расположения подстанции. В квартирах и домах на достаточном удалении от подстанции используют дифавтоматы с отключающей способностью 6 000 А, близко к подстанциям ставят на 10 000 А. В сельской местности, при подводе электропитания по воздушке и в давно не модернизированных сетях достаточно 4 500 А.

На корпусе эта цифра указана в квадратной рамке. Местоположение надписи может быть разным — зависит от производителя.

Класс токоограничения

Чтобы ток короткого замыкания принял максимальное значение, должно пройти какое-то время. Чем быстрее будет отключено электропитание от поврежденной линии, тем меньше меньше вероятность получения повреждений. Класс токоограничения отображается цифрами от 1 до 3. Третий класс — отключает линию быстрее всего. Так что выбор дифавтомата по этому признаку прост — желательно использовать устройства третьего класса, но они дороги, зато дольше остаются работоспособными. Так что при наличии финансовой возможности, ставьте дифавтоматы этого класса.

Токоограничение дифавтомата

На корпусе эта характеристика изображена в маленькой квадратной рамке рядом с номинальной отключающей способностью. Она может стоять справа (у Legranda) или снизу (у большинства других производителей). Если вы такой отметки не нашли ни на корпусе, ни в паспорте, значит этот автомат не имеет тоокограничения.

Температурный режим использования

Большинство дифференциальных защитных автоматов рассчитаны на работу в помещениях. Они могут эксплуатироваться при температурах от -5°C до + 35°C. В этом случае на корпусе ничего не ставят.

Обозначение повышенной морозостойкости дифавтомата

Иногда щитки стоят на улице и обычные защитные устройства не подойдут. Для таких случаев выпускаются дифавтоматы с более широким диапазоном температур — от -25°C до +40°C. В этом случае на корпусе ставят специальный знак, который немного похож на звездочку.

Наличие маркеров о причине сработки

Дифавтоматы не все электрики любят ставить, так как считают, что связка защитный автомат+УЗО более надежна. Вторая причина — если устройство сработает, невозможно определить, что стало тому причиной — перегрузка, и надо просто выключить какой-то прибор, или ток утечки, и надо искать где и что произошло.

Чтобы решить хотя бы вторую проблему, производители стали делать флажки, которые показывают причину сработки дифавтомата. В некоторых моделях это небольшая площадка, по положению которой определяется причина отключения.

Флажок, который показывает причину отключения

Если отключение вызвала перегрузка, индикатор остается вровень с корпусом, как а фото справа. Если дифавтомат сработал при наличии тока утечки, флажок выступает на некоторое расстояние от корпуса.

Тип конструктивного исполнения

Есть диф автоматы двух типов: электромеханические или электронные. Электромеханические более надежны, так как они сохраняют работоспособность даже при пропадании питания. То есть, если пропадет фаза, они смогут сработать и отключить еще и ноль. Электронные же для работы требуют питания, которое берут с фазного провода и при пропадании фазы теряют работоспособность.

 

Производитель и цена

В электричестве не стоит экономить, тем более на устройствах, которые обеспечивают защиту проводки и жизни. Потому рекомендуют всегда покупать комплектующие известных производителей. Лидирует на рынке Legrand (Легранд) и Schneider (Шнайдер), Hager (Хагер) но их продукция дорога, да и много подделок. Не настолько высокие цены у IEK (ИЕК), ABB (АББ), но и проблем с нм бывает больше. С неизвестными производителями в данном случае лучше не связываться, так как они зачастую просто неработоспособны.

Выбор на самом деле не такой и маленький, даже если ограничиться только этими пятью фирмами. У каждого производителя есть несколько линеек, которые отличаются по цене, причем значительно. Чтобы понять в чем разница, надо внимательно смотреть на технические характеристики. На цену оказывает влияние каждая и них, так что внимательно изучайте все данные перед покупкой.

 

Схема подключения дифавтомата в однофазной сети

После того как выбран способ и приобретены все нужные устройства, стоит начинать монтаж дифференциальных автоматов. Сначала необходимо осмотреть дифавтомат на присутствие сколов и различных дефектов, которые способны повлиять на качество работы оборудования. Помещение отключается от электрической сети путем выключения распределительного щита. Необходимо убедиться в полном отсутствии электричества при помощи измерительного прибора или индикаторного инструмента. Дифавтомат устанавливается на специальную рейку.

При помощи пассатижей или специализированного приспособления снимается лишняя изоляция с подключаемых проводов. Далее, подсоединяются нулевые и фазные провода. На верхние разъемы устройства нужно подключить жилы питающего провода, а на нижние разъемы стоит подсоединить провода от нагрузок. Вот теперь необходимо подать питание от силового провода и проверить работу распределительного щита.

7

Особенности монтажа автоматических выключателей в электросети

От способа подключения и конкретной схемы зависят многие основные аспекты, касающиеся выбора электротехнического оборудования. После этого следует переходить к установочным работам в соответствии с требованиями техники безопасности. Несмотря на то, что дифавтомат играет важную роль, его подсоединение не вызывает особых трудностей.

Необходимо следовать следующей инструкции для правильного подключения:

1. Проверьте само устройство на предмет повреждений, потому что трещины и поломки могут привести к проблемам в дальнейшем.2. Предварительно обесточьте дом, убедитесь в том, что напряжение на проводах отсутствует (с помощью мультиметра или индикаторной отвёртки).3. Прикрепите коробку с DIN-рейкой в горизонтальном положении (воспользуйтесь уровнем для точности).4. Вытащите подключаемые жилы и зачистите изоляционную защиту на концах (используйте специальный инструмент, чтобы не нарушить целостность самой жилы).5. Фазные и нулевые проводники подключаются к специальным разъёмам, обозначенным на корпусе дифференциального автомата (крепление осуществляется сверху).6. Верните питание, проверьте корректность работы подключённых устройств.

Фактически задача сводится к тому, что к разъёмам на дифавтомате должно быть подсоединено несколько проводов. Вводные жилы L и N не должны быть снизу корпуса, а нулевой провод не нужно соединять с остальными нулями, потому что в этом случае могут происходить ложные срабатывания.

Источники:

• https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/podklyuchenie-difavtomata.html
• https://samelectrik.ru/kak-podklyuchit-difavtomat.html
• https://stroychik.ru/elektrika/vybor-i-podklyuchenie-difavtomata
• https://instrument.guru/elektronika/kak-vypolnit-podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti.html
• http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/elektroschetchiki/podklyuchenie-difavtomata.html

 

Дифференциальный автомат или УЗО – какая разница и что лучше?

Содержание

УЗО и дифференциальные автоматы – многие могут не понимать их назначения или разницу между ними. Но если вы собираетесь строить дом, заменять проводку или просто живете в доме, где часто случаются перебои с электричеством, лучше разобраться в этой теме. Чтобы обеспечить себе защиту от различных аварий и поражения электрическим током, нужно понять, чем отличаются приборы, для чего они нужны и в чем их преимущества и недостатки.

Что это за устройства и для чего нужны?

Дифференциальный автомат, или автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) – аппарат, защищающий проводку и оборудование от сверхтоков и токов утечки. Его устанавливают в распределительных щитах жилых и общественных домов. С дифференциальным автоматом можно не бояться короткого замыкания, утечки тока, перегрузки сети. Устройство спасет вашу жизнь и имущество при авариях и неполадках электропроводки.

Устройство защитного отключения (УЗО) – аппарат, защищающий электроприборы и проводку от токов утечки. Например, если вы случайно уронили фен в воду или взяли мокрыми руками провод с поврежденной изоляцией, УЗО уловит утечку тока, отключит напряжение во всей сети и спасет вас от удара током и пожара. Устройство устанавливается в щитке после автомата. Вместе эти два прибора действуют как дифавтомат.

Что выбрать – дифавтомат или УЗО?

1. Место в распределительном щитке

• Дифавтомат – это небольшой прибор. Он занимает совсем немного места. Если у вас маленький щиток, лучше установить АВДТ – он точно там поместится.
• УЗО и автомат вместе займут немало места, особенно если у приборов будет несколько полюсов. Если вы хотите защитить два кабеля, то два УЗО и два автоматических выключателя займут шесть модулей в щитке, а два АВДТ – четыре.

Но многие мастера для экономии времени и места к одному УЗО подсоединяют несколько автоматов. В этом случае для защиты трех кабелей вам нужно одно УЗО и три автомата – эти приборы займут пять модулей в щитке. А если вы защищаете три кабеля с помощью дифавтоматов, то вам нужно будет занять уже шесть модулей.

2. Сложность подключения

• Установка АВДТ не отнимает много сил и времени. Фазу и ноль подаем на входные контакты, а после подключаем эти проводники к выходным контактам – устройство готово к работе.
• Установить автомат и устройство защитного отключения немного сложнее. Придется делать перемычку, с помощью которой можно будет подать фазу с АВДТ на УЗО. А при подключении нескольких выключателей, нужно устанавливать еще и нулевую шину.

3. Стоимость

АВДТ часто стоит дороже, чем УЗО и автомат вместе взятые. И это при одинаковых характеристиках. Причина высокой цены в сложности устройства.

4. Трудности в поиске неисправности

• Если сработал дифавтомат, сложно понять, почему это случилось. Произошла утечка тока, короткое замыкание или перегрузка сети – определить это в большинстве случаев может только электрик. Конечно, можно установить АВДТ со встроенной индикацией проблемы, но такая модель будет стоить дорого.
• Если в вашем щитке устройство защитного отключения и автомат, вы сразу поймете, что случилось. УЗО указывает на утечку тока, автомат – на перегруз или короткое замыкание.

В итоге вам нужно сделать выбор:

• универсальный и компактный, но часто менее надежный и более дорогой дифавтомат;
• надежные и простые, но более крупные и неудобные в установке УЗО и автомат.

Посмотрите разные модели автоматов, устройств защитного отключения и дифавтоматов в каталогах – возможно, это поможет вам сделать правильный выбор.

И помните: что бы вы ни установили в своем щитке – дифференциальный автомат или УЗО + автомат – самое главное, что вы будете в безопасности.

Внешние отличия УЗО от дифавтомата

УЗО и дифференциальный автомат очень похожи. Люди часто путают их и могут, например, случайно купить и даже установить одно устройство вместо другого. Чтобы не перепутать, запоминайте отличительные признаки.

1. Надпись на корпусе

Самый простой способ отличить дифавтомат от УЗО – прочитайте название или обозначение на корпусе.

На дифференциальных автоматах, или АВДТ, встречаются такие надписи.

УЗО тоже можно отличить по надписям. Многие производители на боковой части пишут полное название устройства, а на лицевой части аббревиатуру ВД – выключатель дифференциальный.

2. Маркировка УЗО и дифавтоматов

На АВДТ перед числовым значением тока указана еще времятоковая характеристика, обозначенная буквами B, C или D.

На лицевой стороне УЗО всегда написана только величина номинального тока без букв перед числовым значением.

3. Схема подключения

Если на фазном подключении указаны обмотки теплового и электромагнитного расцепителя – перед вами дифавтомат.

На схеме УЗО таких обозначений нет.

Помните: лучше позаботиться о своей безопасности и разобраться в своем распределительном щитке. Это защитит вас от аварий, травм и других неприятностей.

19 Схема открытой дифференциальной системы

Контекст 1

… фрикционная и крутящая способность системы. Кроме того, проскальзывание приводного ремня может происходить в условиях потребности в высоком крутящем моменте, например, когда транспортное средство ускоряется от остановки с пиковым крутящим моментом, что приводит к потере мощности. Как и вариаторы со шкивом, тороидальные вариаторы также работают на трении. Основным преимуществом тороидальных вариаторов является их параллельный поток мощности, который позволяет системе иметь высокий крутящий момент и компактную конструкцию.Основная работа тороидального вариатора аналогична работе вариатора на основе шкива. Однако, в отличие от ремней и шкивов, используемых в вариаторах на основе шкивов, в тороидальных вариаторах используются диски и приводные ролики или колеса (рис. 1.17). В тороидальных вариаторах один диск соединяется с коленчатым валом двигателя, а другой — с карданным валом. Мощность передается от ведущего диска к ведомому через расположенные между ними ролики или колеса, которые вращаются вокруг горизонтальной оси. Ролики, расположенные между дисками, регулируют передаточное число в зависимости от того, как они наклонены по отношению к дискам.Таким образом, даже небольшой наклон угла ролика / колеса вокруг вертикальной оси может постепенно регулировать передаточное число. Например, более низкие передаточные числа могут быть достигнуты, когда ролики / колеса находятся в контакте с ведущим диском около центра, в то время как они находятся в контакте с ведомым диском около обода. Два варианта тороидального вариатора — полный тороидальный и полутороидальный. Разница между этими двумя подтипами заключается в положении центра поворота наклона. В полутороидальном вариаторе (рисунок 1.18а), центр вращения опрокидывающего ролика привода находится вне центра полости между дисками. Однако, как показано на рисунке 1.18b, в полностью тороидальном вариаторе CVT центр вращения ведущего ролика совпадает с центром полости между дисками. В конечном счете, конструкции полутороидальных вариаторов более эффективны, чем полнотороидальные приводы, за счет более низкого крутящего момента. Недостатки тороидальных вариаторов аналогичны недостаткам вариаторов на основе шкивов. Гидростатический вариатор — это механический вариатор с как минимум одним насосом переменной производительности и одним двигателем.Гидростатический насос соединяется с двигателем и преобразует выходную механическую мощность двигателя в гидравлическую энергию. Через гидравлический двигатель эта мощность преобразуется в мощность вращения на выходном валу. Правильный контроль гидравлического потока может изменить передаточное число. Обычно гидравлические вариаторы сочетают в себе планетарный ряд и муфты для повышения общей эффективности системы трансмиссии. Обычно гидравлическая система передает мощность на низких скоростях, в то время как планетарный редуктор передает мощность на высоких скоростях.Гидростатические вариаторы способны передавать больший крутящий момент за счет чувствительности к загрязнениям и более высоких затрат. Такой тип трансмиссии часто используется в тяжелых сельскохозяйственных и внедорожных транспортных средствах. Трансмиссия — это последняя единица в системе трансмиссии, которая передает мощность двигателя на дорогу. Основные компоненты трансмиссии включают карданный вал, дифференциалы, полуоси и колеса. Из них дифференциал — самая важная составляющая. Карданный вал является входом в дифференциал, а полуоси — его выходом.Дифференциал — это коробка передач, которая направляет и адекватно распределяет мощность двигателя на ведущие колеса. Кроме того, он позволяет ведущим колесам по обе стороны от транспортного средства независимо вращаться с разной скоростью. Это важно для улучшения управляемости автомобиля на поворотах. При прохождении поворота внешние колеса должны вращаться быстрее, чем внутренние, потому что внутренние колеса проходят меньшее расстояние. В противном случае колеса заблокируются с одинаковой скоростью вращения, что приведет к пропуску внутреннего или внешнего колеса и потере сцепления.Такое отсутствие тяги может вызвать неожиданные трудности с управлением, повреждение шин и деформации трансмиссии. Обратите внимание, что сумма разделенной мощности между левым и правым колесами равна общей мощности, полученной от двигателя. Точно так же средняя сумма скорости вращения колес равна скорости вращения приводного вала. Другими словами, если скорость вращения одного колеса увеличивается, скорость противоположного колеса должна компенсироваться равным снижением. Обычно в автомобиле есть один блок дифференциала, который расположен посередине передней или задней ведущей оси, в зависимости от типа автомобиля.Полноприводные и полноприводные автомобили обычно имеют три дифференциала, два из которых расположены на передней и задней осях, чтобы направлять мощность двигателя на правое и левое колесо. В этом устройстве третий дифференциал распределяет мощность двигателя между передней и задней осями. Существуют различные конструкции дифференциалов, встроенных в автомобили, в зависимости от характеристик и функциональности автомобиля. К наиболее важным дифференциалам относятся открытые дифференциалы, дифференциалы повышенного трения, дифференциалы блокировки и дифференциалы раздаточной коробки.Рисунок 1.19 представляет собой схему открытой дифференциальной системы. Открытые дифференциалы, также известные как стандартные дифференциалы, являются наиболее распространенными дифференциалами в современных автомобилях. Они включают в себя две боковые шестерни, набор звездочек (известных как планетарные шестерни), коронную шестерню и корпус дифференциала. Карданный вал вращает коронную шестерню, прикрепленную болтами к картеру дифференциала. При этом крестовины вращаются вместе с корпусом дифференциала, а также могут вращаться вдоль собственных осей вала. Каждая боковая шестерня соединена с осевым валом и приводится в движение звездообразными шестернями.Эти крестовины позволяют внешним и внутренним колесам двигаться с разной скоростью во время поворота. На дорогах с твердым покрытием система открытого дифференциала работает хорошо и обеспечивает адекватную управляемость. Однако, если колеса испытывают неравное сцепление с дорогой, мощность направляется к колесу с наименьшим тяговым усилием. Это приводит к неожиданным для водителя характеристикам управляемости и может препятствовать движению автомобиля. Например, если одно колесо вращается на скользкой поверхности, а другое — на сухой, вся мощность направляется на колесо на скользкой дороге, а другое колесо получает минимальную мощность или не получает никакой мощности.Конструкция дифференциалов повышенного трения и блокировки дифференциалов устраняет ограничения открытых дифференциалов в условиях неравномерной тяги. Конструкция дифференциалов повышенного трения устраняет ограничения открытых дифференциалов в условиях потери тяги. Однако решение этой проблемы также происходит за счет более сложной системы. «Ограниченное скольжение» относится к функции системы по ограничению пробуксовки колес. В этой конструкции работа дифференциала ограничивается, когда потеря тяги любого колеса превышает определенный порог.Затем он перенаправляет мощность на колесо с повышенным тяговым усилием до 80%, тем самым сохраняя крутящий момент в обоих колесах. Дифференциалы повышенного трения используются в основном на внедорожниках, поскольку в условиях бездорожья может потерять сцепление одно из колес. Кроме того, в автомобилях с высокими скоростными характеристиками эти дифференциалы используются для улучшения управляемости автомобиля при прохождении поворотов на высокой скорости, когда разные скорости левого и правого колеса могут привести к большему проскальзыванию дифференциала.Дифференциалы повышенного трения имеют различную конструкцию; к наиболее важным относятся механические, вязкостные и электронные дифференциалы повышенного трения. Механические дифференциалы повышенного трения основаны на взаимодействии двух (или более) механических частей. К этой категории относятся дифференциалы повышенного трения с муфтой, конусом и косозубой шестерней. В варианте с вязкой муфтой дифференциальное скольжение регулируется гидродинамическим трением жидкостей с высокой вязкостью. Эти дифференциалы менее эффективны, чем механические, потому что во время активации происходит потеря мощности.Однако в современных автомобилях электронные дифференциалы повышенного трения используются для активации механических компонентов системы. Электронный дифференциал повышенного трения использует различные датчики и микрокомпьютеры для контроля пробуксовки колес и движения автомобиля. Конструкция блокировки дифференциалов, также известная как блокираторы, позволяет колесам на оси блокироваться относительно друг друга, избегая разницы в скорости между двумя колесами на оси, независимо от величины тяги на каждом колесе.Автоматические и выбираемые рундуки — это два варианта систем блокировки дифференциалов. Автоматические дифференциалы блокируют оба колеса на оси при нормальных условиях, в то время как они разблокируют дифференциал в определенных условиях, например при прохождении поворотов. Автоматические шкафчики автоматически блокируют и разблокируют систему дифференциала, вызывая тем самым быстро меняющиеся и странные характеристики управляемости на улице. Дифференциал работает шумно и увеличивает износ шин. Внедорожные полноприводные автомобили — это основное применение автоматических шкафчиков, и, как правило, они устанавливаются только на задние оси, поскольку установка передней оси может вызвать трудности в управлении.В отличие от этого, выбираемый рундук функционирует как открытый дифференциал в нормальных условиях вождения; однако у водителя есть возможность заблокировать оба колеса на оси. При блокировке обе оси будут вращаться с одинаковой скоростью независимо от дорожного покрытия. Процесс блокировки может происходить с помощью сжатого воздуха, механического кабеля, электрического привода или гидравлической жидкости. Можно интегрировать выбираемые блокираторы как на переднюю, так и на заднюю оси без ущерба для управляемости автомобиля и износа шин.Внедорожники — основное применение таких дифференциалов. Интеграция переключаемых дифференциалов на дорожных транспортных средствах ограничена из-за высокой стоимости и сложности установки. Обычно полноприводные и полноприводные автомобили имеют три дифференциала, два из которых установлены на передней и задней осях, а третий, называемый раздаточной коробкой, расположен между передним и задним выходными валами на главной передаче. единицы. Прилагается к …

Дифференциал автомат и циркуляция разностей.В чем разница между УЗО и ДИФАВТОМАТОМ? Использование Узо и дифференциальных машин

Есть два основных способа подключения причин при установке электропроводки: с распределительными (раздельными) коробками и без. Последний способ появился сравнительно недавно. К этому варианту прибегают в основном потому, что наличие распределительной коробки портит внешний вид ремонтируемого помещения. В ПУЭ (правила устройства электромонтажа) необходимо обеспечить свободный доступ к каждой коробке, а это устраивает далеко не всех.Большинство стараются спрятаться от глаз под отделкой, нарушая при этом базовые требования ПУЭ к этому типу установки.

Для обеспечения доступа к коробке приходится терять часть обоев или штукатурки, что приводит к дополнительным затратам на ремонт. Чтобы избавиться от такой перспективы, многие прибегают к установке без распределительных коробок. Разрыв проводов в этом случае производится в габаритных обводках, перекрытиях или подвесных потолках. У этого метода есть как достоинства, так и недостатки.

Достоинство

• Снижение затрат на рабочую силу
• Снижение затрат на монтаж
• Меньше контактных соединений и, как следствие, вероятность возникновения аварийных ситуаций
• Простая схема подключения
• Когда нет необходимости разрушать отделку
• Улучшает внешний вид помещения

недостатки

• Полное техническое обслуживание и ремонт электриками, не занимающимися монтажом
• Большой расход проводов

Установка без распределительных коробок: Общие правила

Котлы, электроплиты, кондиционеры и другая бытовая техника с повышенной потребляемой мощностью питаются отдельно от розеток и осветительных групп.Желательно, чтобы каждый электроприбор можно было запитать отдельным кабелем через автомат.

Одна розетка может содержать до 8 розеток. Количество розеток и групп зависит от количества комнат и мощности потребителей. Это делается на основании расчета и согласовывается с заказчиком до начала монтажных работ.

Сечение провода выбирается исходя из значения токовых нагрузок. Как правило, медные провода сечением 2.Для групп розеток выбрано 5 мм², для освещения — 1,5 мм².

Зависимость сечения медного провода от токовой нагрузки приведена в таблице:

Текущее значение, а	Сечение провода, мм²	Диаметр проволоки, мм
1	0,17	0,45
2	0,33	0,65
3	0,52	0,81
4	0,67	0,92
5	0,84	1,02
6	1	1,13
10	1,7	1,45
16	2,7	1,87
20	3,3	2,05
25	4,2	2,32

Розетки для подключения

Подключение розеток осуществляется по трем проводам: фаза, нейтраль (ноль) и заземление.Соединение фазного и нулевого проводов допускается подключать двумя способами: с линиями линии и без них. В первом случае провод в месте подключения забит и отключен. Оба конца очищены от изоляции и входят в один контакт. Во втором случае провод не отсоединяют, делают петлю, которую очищают от изоляции и зажимают винтом. Преимущество этого метода в том, что при ослаблении контакта в одной розетке он не пропадает в остальных и они остаются в рабочем состоянии.Подключение заземляющего провода допускается производить только без разрыва линии.

Порядок подключения розеток следующий:

1. Один общий кабель группы от распределительного щита проложен по всему ходу (или по этажам).
2. В местах ответвлений кабель опускается (или поднимается) непосредственно в первую розетку группы.
3. Каждая последующая розетка группы питается от предыдущей.

В этом случае подводящий трос от распределительного вала будет начинаться прямо в распределительную коробку.Второй провод на схеме — это коммутируемая фаза, подключенная к лампе или вытяжке. Нулевой и заземляющий провода подключаются с помощью плоских клемм. Клеммы аккуратно помещаются в коробку и устанавливается выключатель.

Подключение двухклавишного переключателя

В отличие от предыдущей схемы в коробке переключателя не 2, а 3 провода: один — питание, второй — фаза переключения на освещение, третий — на вентилятор (или на вторую группу освещения). Подключение нулевого провода и заземляющего провода выполняется точно так же, как и при подключении одноволнового переключателя.

Заключение

Монтаж проводов без распределительных коробок имеет плюсы и минусы, а также сторонников и противников. Правила ПУЭ допускают такой вариант установки. В таком способе подключения розеток и выключателей нет ничего сложного, а если они качественные, то прослужат долго при любом типе подключения.

В этой статье мы расскажем вам о распределительных коробках, нужны ли они, так ли они важны в проводке и без них можно обойтись.Для обеспечения соединений и ответвлений в линиях мы используем распределительные коробки. Но необходимо предоставить доступ. Что делать, если не хотим портить интерьер распределительными коробками? Выход из ситуации есть всегда. Мы продолжим нашу тему о нем.

Прежде всего, вспомним из предыдущей статьи, какую функцию они выполняют при монтаже электропроводки. Все очень просто. В распределительной коробке переключаем кабельные выключатели. Большинство соединений и ответвлений выполняется именно в распределительных коробках, по крайней мере в 95% случаев это делается в них.Допустим, в нашей комнате несколько розеток: телевизор, настольная и бытовая для пылесоса. Чтобы произвести разводку на этих розетках, расположенных в разных частях помещения, нужно сделать ответвления от питающего кабеля, выходящего из экрана. Выходя из щита, он может войти в розетку для телевизора, затем в розетку для рабочего стола и уже из нее попасть в бытовую розетку для пылесоса. Можно поступить иначе. Но в любом случае нужно отговаривать приносить еду в каждую из торговых точек.

Как мы поступаем в этом случае? Во-первых, давайте схематично разберемся, как мы можем все это сделать. Самый очевидный и простой вариант, когда мы в распределительную коробку на каждую розетку пустим ваш кабель.

Чем хорош такой способ? Распределительная коробка у нас одна, все выбранное мы сделали в ней, нам нужно обойтись одной распределительной коробкой. Но кабель в этом случае уйдет наибольшее количество.

Можно сделать следующим образом

В этом случае, если розетки разнесены достаточно далеко друг от друга и кабель нам жалко, делаем две распределительные коробки.Но доступ уже требуется для обеспечения каждого из них. У нас теперь есть два места с переключателями, и желательно сделать их как можно меньше.

Оба вышеупомянутых метода имеют право на жизнь и практикуются по разным причинам. Каждый оправдывает свою работу по-своему. С качественным сделать можно все как описано. Главное не забывать, что доступ к любой распределительной коробке должен быть доступным в любой момент. Неважно, за шкафом или на виду — доступ всегда должен быть доступ.А если у вас там 10 комнат, а комнат 5? Симпатичные кружки по всей квартире. Конечно, можно рисовать смайлы и радоваться жизни, но это не лучший из возможных выходов. Особенно на дороге и красивая венецианская штукатурка, так как они не стилизованы, но все же видно, что в стене что-то было спрятано.

А нас коснулись только только группы розеток, а у нас осталась подсветка, с которой тоже без переключений никак не обойтись. Нам нужно соединить и люстру, и бока, и светодиодную ленту, все это из одного места, несколько ключей.Да и группа освещения редко заканчивается в одной комнате, значит, питающий кабель движется вместе с нами дальше, в соседнюю комнату.

Получается, что и в освещении не обойтись без переключения проводов, а где их производить, так как не в предназначенной распределительной коробке.

В группе розеток мы можем поступить проще и пропустить всю нашу электропроводку петлей через все розетки, но опять же, мы сделаем это с некоторыми отклонениями. Все подключения должны выполняться качественно и в соответствии с требованиями, и здесь мы снова упираемся в распределительную коробку.Где не в нем грамотно все это сжать?

Делая проекты по электромонтажу в квартирах, я стараюсь построить электрическую сеть так, чтобы коммутации были минимальными. Лучшим вариантом Был и остается тот, в котором их совсем нет, но это редко достижимо в наше время. Все большее количество потребителей диктует свои правила. Даже возле журнального столика, стоящего возле кровати, многим хочется видеть хотя бы две розетки, причем только с одной стороны кровати.Я уже не говорю о компьютерных столах и рабочей поверхности кухни, где количество розеток в одной группе часто превышает 8-10 штук. В таких условиях без гниения обойтись практически невозможно. Лучшим вариантом будет, когда кабель выходил из экрана и заканчивался розеткой, но проводить это в большинстве случаев можно только в группах, питающих, например, кондиционер. Все просто — кабель вышел из экрана, подошел к клеммной колодке кондиционера и все.Дополнительных переключателей нет. Идеально, что здесь сказать. Но мы не будем прокладывать ваш кабель от экрана в каждую розетку. Тогда наш щит претендует на серьезную роль в интерьере. А вот потребители как теплый пол, кондиционер, стиральная машина, духовка, плита, бойлер заслуживают индивидуального кабеля и пулемета в щите. Но что делать со всем остальным? Давайте разбираться. Ведь без коммутаций нам не обойтись.

Так розетка. Мы можем пустить их в поезд.Что такое аналогичный метод переключения? Все очень просто, в первую розетку идет питающий кабель, в ней роется, потом в следующую и так до тех пор, пока розетка не будет показана в группе. Еще стоит отметить, что чем их будет меньше в группе — тем лучше. Проектируя электрическую сеть, эти моменты необходимо учитывать и найти золотую середину в количестве групп. Имея опыт, этот процесс перестанет быть трудным. Итак, поезд.

Вроде бы просто, но в то же время есть тонкости и правила.Большинство розеток имеют две группы контактов: вход фазы, выход фазы, вход n, выход n и вход PE, выход PE. Казалось бы, это просто и мы можем смело вытаскивать наши розетки, используя имеющиеся контакты. Но! Согласно п. 1.7.144, Правила устройства электроустановок на РЕ (заземляющую жилу) необходимо сделать отдельной веткой. Это значит, что мы не сможем просто воткнуть PE (заземление живого) на входе и выходе. PE жилы должны быть неотделимы по всему нашему кабелю.Если ездит, то либо не разборным способом, либо так, чтобы можно было разобрать только специальным инструментом. Какие меры предосторожности? PE — это защитный проводник, он защищает нас от повреждения опасным напряжением, которое в случае неисправности может появиться на корпусе прибора (розетки, экран и т. Д.) Каждый PE провод должен и обязан подключать строго индивидуально. Каждый проводник под отдельным болтом или зажимом. В том случае, если PE-проводник будет подключен не качественно — может произойти его разрыв и вся точка этого проводника исчезнет.Устройства, подключенные после усеченного PE-провода, больше не находятся под защитой УЗО и могут поразить вас электрическим током. Вот почему расчет PE-проводника должен производиться самым тщательным образом.

На просторах нашего необъятного Интернета можно найти большое количество споров о том, как производить такие подключения. Есть теоретики, есть практики, есть те, кто просто молчит, молчит, потому что нечего сказать или сказал, чтобы понизить их в ранге… что скрывать, многие электрики в такие моменты закрывают глаза и производят установку по мере необходимости. Но это на их совести.

Как это сделать? До определенного момента я думал, что если мы подключаем качественную электромонтажную продукцию, в том числе розетки, то мы как бы можем использовать клеммную колодку самих розеток и не заморачиваться с дополнительным выбором. Почему ты так подумал? Клеммная группа изготавливается на заводе, производитель известен, качество продукции на высоте, да и сама розетка рассчитана на аналогичную совместимость.Но далеко не каждый покупатель приобрел розетки, качество которых не оставляло сомнений. Поэтому пришлось искать разные способы, как установить максимально качественно. Варианты по одну сторону Тьмы, особенно если посмотреть, насколько извращены коллеги по цеху. Чего только не выдумывают для того, чтобы ЧП неразделимо, как только не пробуют. В результате процесс становится больше похож не на электромонтаж, а на танцы с бубном. Я смотрел, смотрел на весь этот шаманизм и думал, что лучше всего это просто возьмет на себя отработанный метод вычислений в распределительных коробках.В итоге преследовалась одна цель — избавиться от распределительных коробок. Так что просто перенесите их на противоположное и вуаля. Заказчики довольны, а душа спокойна за качественный электромонтаж. В последнее время распределительные коробки в квартирах мы практически не используем.

Что касается способа совместимости, который плавно перешел даже на качественную, казалось бы, розетку. Ведь можно было и так подавиться. Но пусть все будет одинаково одинаково надежно. В конечном итоге ответственность за продукцию несет производитель, а за качество выполненных работ — электрик.Сферы ответственности по этому поводу разделены, и мы идем своим путем.

Так розетка. Мы решили, что можем разобраться с ними прямо в затопленном. И даже в этом у нас есть варианты и небольшой полет фантазии, куда без него в рамках ПУЭ. Есть несколько вариантов такого отключения. Для начала остановлюсь на том, что вытаскивать предпочитаю сам.

У нас три конверсии. Представьте, что они установлены в стене, у нас есть фантазия, и мне удобнее показать вам, как это все происходит.Мы предпочитаем прокладывать гусеницы так, чтобы подводящий кабель и кабель пожаротушения находились в среднем противодействии. Так давно уже и поддиапазоны перемещать лень, а ошибиться в этой версии очень сложно. Итак, входной и выхлопной кабели попадают в среднюю переделку. На время прокладки оставляем хороший запас, а в процессе отключения с излишками и оставляем 10 — 12. Обычно мне хватает для комфортной совместимости и складывать их после не проблема.Средний Подротевер Берем увеличенной глубины, потому что почти все стены по толщине без проблем позволяют его установить. Кто-то скажет, что в бетон падать на такую ​​глубину — не сахар. Согласен, но в остальном плюс к противоположному придется забивать по высоте бетон под распределительной коробкой, так что это не ноим, мы ставим углублённо. Он нужен нам для того, чтобы прокладывать между собой 5 кабелей: входящее питание, исходящее питание, правая розетка, левая розетка, средняя розетка. Звучит устрашающе, но, как всегда, только в первый раз.Дальше проще, берем и делаем.

Подключите все как положено. В распределительных коробках для розеток не все проще — как дочка в игрушках, фаза на фазу, PE на PE, N на N. Выглядит достаточно массивная конструкция, но сделав две-три таких горошинки, вы научитесь аккуратно выложить все наоборот на дно без проблем. Все соединения производим с помощью рукавов GML. В зависимости от количества жил, которые необходимо соединить, выберите и размер рукавов.Раздавите гидравлический ручной пресс. Хотели купить ручной пресс такой же кВт, но от добра хорошего не ищут — имеющиеся у нас жуки просто замечательные.

Маленький лакей. При использовании качественной фурнитуры (розеток) можно не заморачиваться и не растворять фазу N и PE на каждую розетку, подбирая рукава. Достаточно прессоват и ставится на каждую розетку ПЭ. В основном делаем так, как показано на фото. Так получилось, так рухнуло. Как бы то ни было, так почему бы и не сделать, но очень хорошо?

Если группа из 4 розеток, то в крайнем, в одной из конверсий повторяем процедуру, то есть давим ту, которая вышла из средней, ту, которая уйдет в четвертую оппозицию и не забываем добавить к противоположному, в котором мы производим отключение.

Креветки Наше все. Кому не лень может разрешить ленту. И в итоге у нас есть туша, у которой полностью усаживаются концы на трех розетках. Внизу все было выполнено полностью и место осталось как в стандартном противостоянии. Далее просто установите розетку.

Моего любимого Шнайдера не было в наличии и в воздухе тихонько висел вопрос «Кто пойдет дальше Шнайдера». Наша дружная компания сделала вид, что молчит и через 5 минут я поставил на стол что-то вполне приемлемого качества.Правда, клермин не под винт, а Ала Ваго. Я их не особо люблю, один бог его знает, что заказчик превратится в розетку, хотя на них написано 16 А. ну например не беда, они их отклонят.

Вот вообще три наших чудесных розетки сняли, кабель лежит хорошо, на месте остается вполне приличный запас — можно было бы еще что-то засунуть, а мы не будем. Розетки разные по глубине.

На Ваго такие подключения я бы делать категорически не рекомендовал. Ничего не имею против конкретно Ваго самого себя, просто применяю их, так как думаю так будет правильнее для световых групп. Хоть и держатся заявленные 20а, но на рынке, во-первых, много подделок, во-вторых, автоматы по группе сокетов рекомендую ставить 16а и не более. У них больше 20а рабочих, вроде бы все на стороне и может повезло, но лучше не рисковать. Сколько людей спорят в Интернете, что ничего не добавляет в такую ​​склейку.Добавляю без проблем — коронам возле дырки для противного, устанавливаю и в таком же порядке выезжаю. Проблем нет, но есть спокойный и здоровый сон.

С подсветкой еще проще, кабель тоньше, переключаться проще, сказка, а не жизнь. Рассмотрим на примере моего любимого переключателя Schneider. Нашел только двухблочный. Таким образом, у нас будет два потребителя в предполагаемой группе освещения, каждый по ключу. Далее все просто. Земля не сообщается и мы пускаем ее под пресс, то же самое с N проводником.Фазы коммутируют в зависимости от того, какой ключ и что будет включаться. Переключатель, что называется, сделан для людей. Все просто, грамотно, качественно. Я раньше дошел до того, что в световых группах мы можем использовать Ваго, и все для самих рукавов, и на рукавах. Да все по рукавам. Но это мое ИМХО, я люблю спокойно поспать.

Места как видим осталось хоть отбавляй. Поверьте, все количества размещены и еще остаются на пару.

Что ж, можно подвести итоги.

Вариант переключения в погружных устройствах больше подходит для жилых помещений, где по многим причинам распределительные коробки не актуальны:

• Доступ к распределительным коробкам необходим, но не всегда можно сделать так, чтобы распределительные коробки не нарушали внешний вид стен.
• опять же, в связи с необходимостью доступа, нам гораздо выгоднее устроить уныние в оппозиции.Чтобы получить доступ к этому переключению, вам просто нужно снять розетку.
• Несомненно серьезная экономия на кабеле, потому что он идет от одной группы розеток к другой, а не звездой от одной распределительной коробки, и трасса кабеля становится более очевидной.
• Не проблема Добавьте розетки, повторно запросите выключатель, сделайте осмотр подключения (вдруг кто-то даже с таким разделенным сном не успокоится)

Расчет в погружных устройствах может выполняться с использованием погружных устройств стандартной глубины, а также подхода увеличенных глубин, которые в последнее время стали очень популярными на рынке монтажных изделий.Мы предпочитаем комбинировать как стандартные, так и глубокие по мере необходимости. Иногда бывают ситуации, когда дождевание получается довольно большим и даже при глубоком погружении нет места для розетки. Из этой ситуации есть очень простой выход. Мы полностью используем глубокую конверсию, после чего просто вставляем заглушку в рамку. Оказывается и распад сделали и не купите дизайн.

А дальше живи! Кому не терпится — откручиваем розетки и смотрим, как там наши рукава или Ваги, кому нравятся.Потому что больше и ничего нет, как только мы используем качественную собранную электросеть без кружков из распределительных коробок. На сегодня все.

• Требуется схема
  • Предварительные требования
  • С чего начать?
  • Определение контактов методом тестирования
  • Динамики
  • Распределительная коробка
  • Подключение без распределительной коробки

Коммутатор с двумя блоками — это пара независимых одиночных переключателей, объединенных в единую конструкцию.Выгода от его использования очевидна — для скрытой установки требуется одна монтажная коробка (peavercraft), и дополнительно не требуется отверстие в стене, особенно если оно бетонное, а цена одной пары ниже, чем двух раздельных.

Применяется для включения соседних участков освещения — это может быть ванная и туалет, лампочка в коридоре, группа светодиодных источников света или люстра, имеющая раздельное включение светильников.

Требуется схема

Для правильного и надежного подключения необходимо предварительно представить весь алгоритм действий, а для этого должна быть нарисована схема.Опытный электрик может произвести такие несложные электромонтажные работы и без бумаги с выкройкой, но только потому, что он «нарисован» в его памяти благодаря опыту работы. Для новичка правильно будет начать с бумажки.

Схема подключения двухслойного выключателя света

Предварительные требования

У нас есть фаза и ноль, идущие от щита, мы их сразу обозначаем соответствующим цветом. Если разводка монохромная, обязательно нужно выяснить, где расположена фаза с индикатором.Запрещается подавать фазное напряжение к электроприбору, минуя выключатель — от этого зависит безопасность.

После определения принадлежности проводов не следует забывать обесточить их. Как правило, переключатели подключаются с помощью распределительной коробки, к которой подключены сетевые провода. Допустим, подключены разные группы электроосветительных приборов, а кабели уже проложены, осталось подвести их к местам подключения в точках, указанных на схеме.

Кроме того, провода, идущие к переключателю, также должны быть проложены и получены посредством записанного преобразования. Нельзя сначала произвести подключение, а потом продолжать прокладывать и фиксировать электропроводку — от механических воздействий может пострадать контакт, или даже оборваться провод так, что он больше не сможет втягиваться в точку подключения.

С чего начать?

Ответ на вопрос, как подключить двухблочный выключатель, состоит из двух частей:

• установка проводов в распределительную коробку вверху;
• соединяется в нижней части переключателя самого переключателя с коммутирующим проводом.

Принципиальная разница, с чего начинать нет. Но лучше начать с переключателя, потому что позже, сделав подключения в коробке, имея тестер, легче найти общий провод и коммутируемые линии, переключая ключи. А вот внизу, имея разводку однотонной разводки от распределительной коробки, определить точки ее подключения удастся только опытным путем.

При прокладке провода к двойному выключателю света необходимо проложить его трехжильным проводом.

Определение контактов методом тестирования

Жила имеет три контакта, как правило, они обозначены соответствующим образом, схему можно даже нарисовать. Если по каким-то причинам визуально невозможно определить принадлежность клемм, или это необходимо сделать с уже подключенными проводами к выключателю в коробке, то их определяют с помощью тестера.

Для этого ключи перенесены на выключатель, подключены измерительные щупы и включают одну из клавиш.Если ничего не происходит, он возвращается в исходное положение, включается другое. Если в этом случае нет сигнала, то включите одновременно ключи, ток будет протекать через замкнутые контакты и соединительную шину общего контакта.

индикаторная отвертка. «Светонка» фазного провода

Таким образом, щупы показывают две линии переключения. Затем один из щупов переставляется на общий найденный контакт, а левая и правая клавиши определяются по одному включению.Опытный способ найти такое место, чтобы один зонд всегда оставался на одной общей клемме, а другой по очереди показывал срабатывание каждой клавиши.

Важно их не перепутать, хотя для люстры это не беда, но будет неудобно, если свет слева будет включаться правым щелчком, и наоборот.

Динамики

Подключение настенного выключателя особых проблем не вызывает. В случае скрытой установки решение, как подключить двойной выключатель, сводится к ответу на вопрос: «Какой длины должны быть провода от оппозиции?».

Провода торчащие из-под брызг примерно 10-20 см

Есть такое немытое правило электрических атомов: провод должен беспрепятственно доходить до соответствующих выводов повернутых клавиш вниз по переключателю, горизонтально наклоняясь к нижней точке монтажной коробки.Таким образом, сердечник переключателя будет вращаться как бы на горизонтальной оси, входя вместе с проводами в оппозицию.

Некоторые электрики дают провода с запасом и сгибают их в виде пружинной змейки. Главное, чтобы выключатель мог свободно входить, а не упирался в провода. Конечно, подключать их клеммы нужно очень осторожно, иначе в момент установки они могут выскочить из клемм.

Вставляемый перед выключателем стопор, придерживая рукой, фиксируется равномерно закрученными болтами, вбивая жесткие хомуты.Фиксация должна производиться только в том случае, если сама паверна уже надежно закреплена. Завершает настройку ключей.

Распределительная коробка

Для соединения проводов в точках, указанных на схеме, можно применить скрутку, заделав ее изоляционной лентой, но надежность и эстетичный вид будут не на высшем уровне.

Способы скрутки проводов

Вместо этого ленту можно накинуть на термоусадочную трубку — затянуть, она с удовольствием прижимает контактные поверхности, что добавит надежности контакту.Применять скрутку нежелательно, если есть вероятность ошибки — при раскручивании проводов металлические жилы трескаются, теряют прочность и проводимость.

Совмещать таким образом одножильные и многожильные провода нельзя — в этом случае их лучше паять или накладывать на специальные гильзы. А скручивать вместе медь и алюминий совершенно недопустимо — в точке соприкосновения будут происходить процессы электрохимической коррозии, приводящие к потере контакта. В качестве альтернативы повороту вы можете применить Самостоятельно предложенные соединения WAGO.

Контактная площадка в коробке — простое решение
Часто соединительные коробки продаются вместе с монтажными площадками с набором клемм для удобного подключения проводов.

Типа

и разнообразия значений не имеют, главное, чтобы они выдерживали напряжение и ток, подходили к материалу стен. Подключение Осуществляем, как по приведенной выше схеме, в указанных точках подключая соответствующие провода.

Начинаем с фазного проводника, выводим его на клемму, зажим, и сразу подключаем к нему провод от переключателя.Затем повторяем эту процедуру для остальных терминалов. Всегда важно промаркировать провода, это сэкономит время на определение принадлежностей к ним.

Подключение переключателя света к двум лампочкам

Подключение без распределительной коробки

По словам Пью, всегда должен быть доступ к распределительным коробкам. В домах и квартирах, где на первый план выходит эстетика, крышка на стене не впишется в стилевую композицию, диссонируя с окружающей средой.Сделать дорогие обои тоже лучшим решением — при необходимости доступ к ним придется сорвать.

Поэтому в последнее время стали использовать прогрессивные методы подключения выключателей, требующие чуть больше кабеля, но исключая тогда распределительную коробку. Дело в том, что используется глубокая конверсия, и все подключения осуществляются в ней.

Углубленный, вместо коробки

Фазный провод запускается сразу на общей клемме переключателя, провода, идущие к лампочкам, также подключаются напрямую к коммутируемым выходам, выполняется только подключение нулевых проводов.При достаточной сноровке этот способ подключения может быть осуществлен в монтажной коробке обычных размеров.

вся сложная схема в оппозиции. Принцип подключения проводов тот же

При замене выключателя старый провод может выйти из строя. Его можно удлинить с помощью такой клеммной колодки:

Ссылка

В определенных ситуациях рекомендуется установка электропроводки без соединительных коробок. Все важные моменты, касающиеся монтажа электропроводки таким способом, мы рассмотрим в нашей текущей статье.

Установка электропроводки без раздаточных (распределительных) коробок — техника, появившаяся сравнительно недавно. Несмотря на это, в некоторых моментах такая схема крепления не противоречит основным документам ПТЭЭП и ПУЭ. При этом сам метод до сих пор вызывает противоречия в профессиональных кругах.

В данном случае схема подключения имеет некоторые отличия от той, которая используется при установке ТРК. Без распределительных коробок проводка запитывается еще и щитом с пулеметом.От него провод направляется в первую розетку, а затем протягивает петлю до остальных.

Трехжильный кабель (нулевой, фазный и заземляющий), подходящий для первой розетки, разделен. Ноль и фаза нарушены. Но заземление прерываться нельзя, оно должно доходить до контактов третьей розетки. Следовательно, к входящим соответствующим контактам необходимо подключить два зачищенных провода. Затем на следующую розетку направляют ноль и фазную петлю, соединив и хорошо затянув отверткой на входном контакте.

При этом зачищается кабель с массой. Очищенная проволока сгибается пополам. Таким образом получаются контактирующие друг с другом два провода, которые имеют общий ток.

После этого зачищается кусок проволоки с двух сторон. Один конец нужно прикрепить к гнутой земле. В результате получаем три оголенных участка, которые прижимаются специальной гильзой и изолируются. Второй конец подводится к контакту розетки, предназначенной для заземления, и зажима. Таким образом, мы избегаем взлома и выполняем все согласно требованиям документации.

После этого провод, прошедший обводку, суммируется по последующим розеткам. В этом случае происходит обрыв фазы и ноль. К их фиксации прилагаются клеммы.

Стоит отметить, что такой монтаж проводки может вызвать определенные трудности при использовании дешевых розеток. В таких изделиях часто попадаются слабые контакты. Из-за этого провода в них могут сильно нагреваться, спровоцировав возгорание проводки или появление очага пожара.Также концы кабелей могут выпасть из контактов, что приведет к нарушению схемы питания в других розетках.

Чтобы избежать такой ситуации при такой схеме монтажа проводки заземляющий провод (как нулевой, так и фазный) перетянут. Кроме того, есть возможность прижать кабель, выполняя снятие не только по заземлению, но и по фазе и нулю. При этом необходимо заизолировать гильзы, используемые для опрессовки. Их ставят наоборот, а отводы потом подключают к аналогичным контактам.

В описываемой схеме монтажа электропроводки роль распределительной коробки будет выполнять оппозиция. Поэтому использование распредвала здесь осуществляться не будет.

Чтобы такие установки прошли быстро и без проблем, специалисты рекомендуют покупать конверсию, имеющую большую длину. Так что к ним поместятся все необходимые провода.

Для разветвления электричества перед самостоятельной установкой необходима консультация электрика.В этом случае необходимо знать, что прокладка кабелей таким образом применяется в определенных случаях.

Применяется

Этот способ монтажа рекомендуется в тех случаях, когда на стенах стоит дорогая отделка. В этом случае разводка выполняется под полом и без установки в стенах дополнительного электрооборудования в виде распределительной коробки.

Также в ПУЭ указаны моменты, когда используется только такая схема разводки проводов.Согласно документации, запрет на прокладку кабелей в распределительном устройстве действует для линий, питающих:

• плиты электрические;
• кондиционеров;
• котлов отопления;
• — все устройства, которые в процессе своей работы потребляют много электроэнергии.

В этих ситуациях в распределительных щитах установите автомат защиты. От него выполняется отдельная кабельная линия. В результате получается цепочка для питания устройств отдельной группы.

Видео «Электромонтаж без распредвалов»

Из этого видео вы узнаете об электромонтаже без распределительных коробок с подключениями в погружных устройствах.

Плюсы и минусы

Основным преимуществом использования такой электрокаболической схемы подключения является отсутствие распределительных коробок, которые обычно устанавливаются вверху стены. В результате нет повреждений внешнего вида отделки.

Стоит отметить, что распределительные коробки под обоями или штукатуркой могут вызвать проблемы с неисправностью в сети.Это связано с тем, что для того, чтобы добраться до ящика, необходимо будет разрушить часть декоративного оформления участка над ним. В случае такой схемы установки таких проблем нет.

Кроме того, к преимуществам данной техники монтажа можно отнести:

• значительно снижена стоимость монтажа электропроводки;
№
• нет необходимости формировать в стенках отверстия для распределительных коробок;
• простота установки и ее легкость.

Однако стоит отметить, что выполнение такой прокладки кабеля требует от человека соблюдения всех требований безопасности.

При этом все соединения должны иметь доступ к профилактическому осмотру и необходимому ремонту. В этой схеме слабым местом является подключение кабелей. Также к минусам следует отнести то, что для прокладки требуется большая длина проводов.

Несмотря на ряд преимуществ, установка электропроводки в доме без использования распределительных коробок считается вынужденной мерой. Распределительные коробки при прокладке электропроводки повышают ее безопасность, а также повышают надежность электрической розетки.

Как видите, разводка без раздаточных коробок — вариант с прокладкой проводов, имеющий ряд положительных моментов. Однако не стоит забывать о недостатках. Перед тем, как установить провода по такой схеме, мы должны взвесить все «за» и «против», чтобы принять оптимальное и правильное решение в каждой конкретной ситуации.

Приобретая новое жилье, всегда перед началом работ по возведению стен и потолков проводится электрификация помещения. Сегодня, в век новых технологий, существует несколько распространенных методов модернизации энергоснабжения.Один из самых надежных и безопасных вариантов — разводка без раздаточных коробок.

Электропроводка без распределительной коробки

Архитектура электромонтажа составлена ​​с учетом интересов и пожеланий собственника жилья. Электроустановка представляет собой последовательное соединение цепи без разделения коробок. Проводники включаются в электрическую систему поочередно друг за другом и выходят из каждой точки освещения, розетки сразу переключаются на распределительный щит.

Перед началом работ проводится предварительный расчет предполагаемой величины потребления тока при использовании плановых электроприборов и устройств. Схема подключения включает нужный набор проводов и кабелей, установку розеток, выключателей, электроприборов.

Новые требования к проводке предусматривают использование только медных проводов. Контактные соединения проводов в электроустановке играют важную роль в любой электросистеме. Они должны быть устойчивыми к механическим повреждениям, надежными.

Способы подключения проводов

Склеивание электрических проводов В соответствии со спецификациями и действующими инструкциями выполняется пайкой, опрессовкой, опрессовкой с использованием соответствующих инструментов. Выбирая способ контактного соединения, необходимо учитывать, для какой склейки и где она будет размещена.

В местах пыления и ответвлений проводов всегда оставляется резерв для повторных подключений в случае неисправности. На сегодняшний день наиболее универсальными эффективными электрическими соединениями являются бессобытийные зажимы.Простой и удобный, подходит для всех типов проводов разного диаметра сечения.

Хомут состоит из высококачественной стальной пружины, устойчивой к агрессивным средам, и такеошина из электролитной меди специального сопряжения, закрепляемого на штыревой зоне с помощью отвертки. Терминал не имеет ограничений по току и напряжению, даже кабелепроводы с гильзой. Отвечая современным требованиям, зажим имеет уменьшенные размеры, за счет чего наоборот не занимает много места.

Особенности монтажа электропроводки

Все электромонтажные работы выполняются только после установки электрического щита и счетчика. После этого определяются места коммутации оборудования. С целью правильной прокладки проводов и установки преобразования, изучается кабельная трасса, условия для нагнетания электропроводки и электротехнических изделий.

Точность выполнения электрификации гарантирует не только эстетичный вид, но и безопасность всего жилища.Итак, при установке оппозиции в качестве распределительной коробки необходимо соблюдать правила установки, это:

1. Закрепить тушку в стене из кирпича, бетона, гипсокартона с помощью строительной смеси.
2. Монтаж переоборудования на стену с закрытой проводкой на поверхность стены.
3. Для крепления стакана используйте специальные зажимные винты с пластинами.

При прокладке кабеля следует использовать специальный фиксатор, который защитит его от механических повреждений и станет заземлением.Проектируя электрическую сеть через розетки и выключатели, необходимо использовать только качественное оборудование.

В последнее время большим спросом стала установка подводных труб с более глубокой формой, так что поставка проводов, образованных петлями или складками, компактно сопровождалась без резких шансов.

Монтаж освещения без распределительной коробки

Сегодня в современных квартирах, домах, офисных помещениях стала актуальной разводка без раздаточных ящиков для освещения, несмотря на большой расход кабеля.Для установки приборов освещения квартиры отводится специальное место в распределительном щите.

Кабель от потолочного осветительного прибора до электрощита проложен в гофрированных трубах, заменяющих ход. Такая система электрификации гарантирует надежное подключение без оконцовки кабельных линий, обеспечивает безопасность при эксплуатации электричества. Для прокладки электропроводки рекомендуется использовать кабель с изоляцией из полимерных или ПВХ композиций.

Сечение проводов необходимо выбирать исходя из нагрузки системы электроснабжения, материала отделки, способа подключения.

Монтаж без распределительных коробок осуществляется только в срок ремонта. При незначительных неисправностях достаточно просто снять выключатель или розетку и проверить проводку.

Безопасность электропроводки

По окончании монтажа электропроводки необходимо провести обмер, чтобы убедиться, что система готова к использованию современной бытовой техники, техники. Проверка работоспособности электрического щита, проводов, кабеля, розеток, выключателей дает возможность вовремя исправлять допущенные ошибки.Тестовая проверка показывает, что:

Контакты электропроводки

• имеют надежное заземление;
Соединения
• подключены правильно;
• нет постороннего напряжения и повреждений в изоляции;
• Аппарат автоматической защиты соответствует схеме подключения.

Выполняйте точные измерения электропроводки только с помощью специалистов-электролабораторов. В тесте используется измерительное оборудование, которое показывает потери, потребление электроэнергии. Особо профилактический осмотр требует розеток, выключателей, светильников во избежание их замыкания.

Рекомендации по качеству продукции и функциональность проводки

Производительность, безопасность и надежность современной электропроводки зависит от точности, внимательности и профессионального исполнения электромонтажа. Чтобы электричество в доме или квартире было бесперебойным, необходимо провести визуальный осмотр электропроводки, следить за состоянием бытового электрооборудования.

Электромонтаж без распределительных коробок — это самая модернизированная надежная электросистема для современных квартир, домов.Единственный недостаток — значительный расход кабельной продукции и всех комплектующих. Кабель, провода, розетки и выключатели необходимо приобретать в специализированных магазинах, где продукция по своему назначению соответствует международным стандартам и имеет сертификат качества.

Любые розетки, выключатели ведущих мировых брендов обладают высокой надежностью и длительным сроком службы при любом соединительном контакте. Низкое качество продукции приводит к быстрому износу, может стать причиной закрытия, пожара, обесточивания комнаты или всего дома.
При покупке такой продукции информационный материал от производителя не всегда дает полное представление. Экономия средств — это не залог, надежность и комфортное проживание.

Квантовые блуждания и клеточные автоматы Дирака на программируемом квантовом компьютере с захваченными ионами

Обзор квантовых блужданий и связь с уравнением Дирака

DQW состоит из двух квантово-механических систем, эффективной монеты и позиционного пространства пешехода, а также оператор эволюции, который применяется к обеим системам с дискретными временными шагами.Эволюция задается унитарным оператором, определенным на тензорном произведении двух гильбертовых пространств \ ({{\ mathcal {H}}} _ {{\ rm {c}}} \ otimes {{\ mathcal {H}}} _ {{\ rm {p}}} \), где \ ({{\ mathcal {H}}} _ {{\ rm {c}}} \) — гильбертово пространство монеты, натянутое на внутренние состояния \ ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) и \ ({\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) одного кубита, а \ ({{\ mathcal {H}}} _ {p} \) представляет положение в гильбертовом пространстве, заданное состояниями положения \ (\ left | x \ right \ rangle \) с \ (x \ in {\ mathbb { Z}} \), закодированный в несколько кубитов, как описано ниже.Здесь унитарная квантовая операция подбрасывания монеты, \ ({\ hat {C}} _ ​​{\ theta} \), является унитарным оператором вращения, который действует в пространстве кубитов монеты,

$$ {\ hat {C}} _ {\ theta} = \ left [\ begin {array} {cc} \ cos \ theta & -i \ sin \ theta \\ -i \ sin \ theta & \ cos \ theta \ end {array} \ right] \ otimes {\ hat {I}} _ {{\ rm {p}}}, $$

(1)

, где θ — параметр смещения монеты, который можно изменять на каждом шаге для изменения весов наложения путей QW.Оператор условного сдвига позиции \ (\ hat {S} \) переводит частицу влево и вправо в зависимости от состояния кубита монеты,

$$ \ hat {S} = {\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 0 | \ otimes \ sum _ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | x-1 \ rangle {\ langle x | + | 1 \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 1 | \ otimes \ sum _ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | x + 1 \ rangle \ left \ langle x \ right |. $$

(2)

Состояние частицы в позиционном пространстве после t шагов обхода достигается повторным действием оператора \ (\ hat {W} = \ hat {S} {\ hat {C}} _ ​​{ \ theta} \) от начального состояния частицы \ ({\ left | \ psi \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} = \ alpha {\ left | 0 \ right \ rangle} _ { {\ rm {c}}} + \ beta {\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) в позиции x = 0, как показано на рис.{2} \).

Рис.1: Схема квантового блуждания в дискретном времени .

Каждый шаг состоит из операции квантовой монеты \ ({\ hat {C}} _ ​​{\ theta} \) с настраиваемыми параметрами эффективного смещения монеты, θ _i , за которой следует операция сдвига , \(\головные уборы}\).

Недавние работы показали связь между DQW и уравнением Дирака ^{14,15,16,17,18,43} . Начиная с оператора эволюции в дискретном времени и затем переходя из пространства позиций в пространство импульсов, кинематика Дирака может быть восстановлена ​​из диагональных членов унитарного оператора эволюции для малых импульсов в режиме малых масс ^16,17,18 .В отличие от этих предложений в системе Фурье, мы фокусируем нашу реализацию на распределении вероятностей ДКЯ, которое аналогично распространению релятивистской частицы. Чтобы реализовать DCA и восстановить уравнение Дирака, используется квантовое блуждание с разделением шагов, одна из форм DQW ⁴⁰ . Каждый шаг квантового блуждания с разделением шагов представляет собой композицию двух полушаговых эволюций с разными смещениями монет и операторами сдвига позиции,

$$ {\ hat {W}} _ {{\ rm {ss}}} = { \ hat {S}} _ {+} {\ hat {C}} _ ​​{{\ theta} _ {2}} {\ hat {S}} _ {-} {\ hat {C}} _ ​​{{\ theta} _ {1}}, $$

(4)

, где монетная операция \ ({\ hat {C}} _ ​​{\ theta} _ {j}} \), с j = 1, 2, дана в уравнении.(1). Операторы сдвига позиции с разделением шагов:

$$ {\ hat {S}} _ {-} = {\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 0 | \ otimes \ sum _ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | x-1 \ rangle {\ langle x | + | 1 \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 1 | \ otimes \ sum_ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | x \ rangle \ left \ langle x \ right |, $$

(5)

$$ {\ hat {S}} _ {+} = {\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 0 | \ otimes \ sum_ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | х \ rangle {\ langle x | + | 1 \ rangle} _ {{\ rm {c}} \, {\ rm {c}}} \ langle 1 | \ otimes \ sum_ {x \ in {\ mathbb {Z}}} | x + 1 \ rangle \ left \ langle x \ right |.{1} \ end {array} \ right]. $$

(7)

Возможность настройки параметров θ ₁ и θ ₂ на расщепленной КЯ позволяет эффективно изучать одномерные уравнения Дирака в подпространстве с низким импульсом для частиц со спином 1/2 ^40,44 . Важно подчеркнуть, что используемое здесь описание уравнения Дирака соответствует представлению 2 × 2, то есть отсутствию спиновой степени свободы.Например, уравнение Дирака для безмассовой частицы можно восстановить для \ (\ cos ({\ theta} _ {1} + {\ theta} _ {2}) = 1 \). Таким образом, уравнение. (7) становится \ (i \ hslash [{\ partial} _ {t} — \ cos {\ theta} _ {2} (\ cos {\ theta} _ {1} {\ sigma} _ {z} + \ sin {\ theta} _ {1} {\ sigma} _ {y}) {\ partial} _ {x}] \ Psi (x, t) = 0 \), что идентично уравнению Дирака безмассовой частицы в релятивистском пределе ⁴⁶ . Напротив, учитывая, что θ ₁ = 0 и очень маленькое значение θ ₂ соответствует уравнению Дирака для частиц с малой массой ^35,46 в форме \ (i \ hslash [{\ partial} _ {t} — (1 — {\ theta} _ {2} ^ {2} / 2) {\ sigma} _ {z} {\ partial} _ {x} + i {\ theta} _ {2 } {\ sigma} _ {x}] \ Psi (x, t) \ приблизительно 0 \).

В то же время, выбирая θ ₁ = 0, оператор квантового блуждания \ ({\ hat {W}} _ {{\ rm {ss}}} \), заданный в уравнении. (4) принимает форму унитарного оператора для DCA ⁴⁰ ,

$$ {\ hat {W}} _ {{\ rm {ss}}} = \ left [\ begin {array} {cc} \ cos ({\ theta} _ {2}) {S} _ {-} & — i \ sin ({\ theta} _ {2}) {\ mathbb {1}} \\ -i \ sin ({\ theta} _ {2}) {\ mathbb {1}} & \ cos ({\ theta} _ {2}) {S} _ {+} \ end {array} \ right] = {U} _ {{\ rm {DCA}}}. $$

(8)

В этих рамках θ ₂ определяет массу дираковской частицы.Двухступенчатый DQW, описываемый оператором \ ({\ hat {W}} _ {\ rm {ss}}} \), эквивалентен двухпериодному DQW с чередующимися монетными операциями, θ ₁ и θ ₂ , когда альтернативные точки в позиционном пространстве с нулевой вероятностью игнорируются ⁴⁷ . Следовательно, вся динамика DCA может быть восстановлена ​​из эволюции DQW с помощью \ (\ hat {W} \) и чередования двух операций с монетами. См. В разделе Методы сравнения DCA и явного решения уравнения Дирака.Типичные особенности уравнения Дирака в релятивистской квантовой механике, такие как Zitterbewegung ⁴⁰ и парадокс Клейна ⁴⁸ , также являются динамическими особенностями DCA, а также расширением вероятностного распределения и запутыванием локализованных положительных значений. энергетические состояния. Отметим, что эти эффекты также были показаны в прямом аналоговом моделировании уравнения Дирака с захваченными ионами ³⁵ и BEC ⁴⁹ .

Экспериментальная реализация DQW

Чтобы реализовать DQW на системе кубитов, необходимо выбрать отображение положения частицы в пространство кубитов.Как показано в ⁵⁰ , не существует уникального способа сопоставить состояния положения с состояниями нескольких кубитов, поэтому разложение каждой схемы зависит от принятой конфигурации. Прямое отображение каждой позиции ходока в один кубит в цепочке, имитирующее расположение массива кубитов, неэффективно с точки зрения количества кубитов и требуемых вентилей (первый растет линейно, а второй — квадратично с моделируемым размером пространства позиций). Чтобы минимизировать использование ресурсов, мы используем преимущества цифрового представления для отображения пространства позиций в многокубитовое состояние и переупорядочиваем его таким образом, чтобы состояние \ (\ left | 0 \ right \ rangle \, ( \ left | 1 \ right \ rangle) \) последнего кубита соответствует четным (нечетным) номерам позиций.Это позволяет минимизировать изменения, необходимые в конфигурации пространства кубитов на каждом этапе обхода (см. Рис. 2). Для реализации квантового блуждания в одномерном положении требуется гильбертово пространство размером 2 ⁿ , ( n + 1) кубитов. Один кубит действует как монета, а другие n кубитов имитируют позиционное гильбертово пространство с 2 ⁿ — 1 позициями симметричного обхода вокруг \ (\ left | x = 0 \ right \ rangle \). Мы отмечаем, что частица может быть запущена из любой точки в пространстве позиций, однако установка начального состояния уменьшает подсчет вентилей в схеме и, следовательно, уменьшает общую ошибку.Операция с монетой достигается вращением одного кубита на кубите-монете, в то время как операторы сдвига реализуются с использованием монеты в качестве управляющего кубита для изменения состояния положения во время прогулки.

Рис. 2: Отображение многокубитовых состояний в позиционные состояния .

Мультикубитовые состояния переупорядочены таким образом, что состояние \ (\ left | 0 \ right \ rangle \, (\ left | 1 \ right \ rangle) \) последнего кубита соответствует четному (нечетному ) номера позиций и их соответствие в пространстве позиций.

Мы реализуем блуждание по цепочке из семи отдельных ионов ¹⁷¹ Yb ⁺ , заключенных в ловушку Пауля и охлаждаемых лазером близко к их движущемуся основному состоянию ^45,51 . Пять из них используются для кодирования кубитов на их сверхтонком уровне ² S _1/2 на уровне земли. Вращения одного кубита, или R-вентили, и двухкубитовые запутывающие взаимодействия, или XX-вентили, достигаются путем применения двух встречных оптических рамановских лучей к цепочке, один из которых имеет индивидуальную адресацию (подробности эксперимента см. В Методах).Мы можем представить до 15 позиций симметричной КЯ, включая начальную позицию \ (\ left | x = 0 \ right \ rangle \).

На основе этого позиционного представления составлена ​​принципиальная схема DQW на пяти кубитах с начальным состоянием \ ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {c} \ otimes \ left | 0000 \ right \ rangle \) до пяти шагов, см. рис. 3. Каждый шаг эволюции \ (\ hat {W} \) начинается с операции вращения монеты-кубита \ ({\ hat {C}} _ ​​{{\ theta } _ {j}} \), за которым следует набор управляемых вентилей, которые изменяют состояние положения частицы под \ (\ hat {S} \).Из-за необоснованного выбора используемого представления позиции достаточно выполнять однокубитовый поворот последнего кубита на каждом шаге, что также может быть выполнено классическим трекингом ⁵⁰ .

Рис. 3: Схемная реализация квантовых блужданий на процессоре захваченных ионов и ее эволюция во времени .

a Принципиальная схема DQW и DCA. Каждый пунктирный блок описывает один шаг квантового блуждания. b Квантовая прогулка в дискретном времени. Сравнение экспериментальных результатов (слева) и теоретического распределения вероятностей квантового блуждания (справа) для первых пяти шагов с начальным состоянием частицы b i и b iv \ ({\ left | \ psi \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} = {\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \), b ii и b iv \ ({\ left | \ psi \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} = {\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \), b iii и b vi \ ({\ left | \ psi \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} = {\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} + i {\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) и состояние положения \ (\ left | x = 0 \ right \ rangle \). c Выход клеточного автомата Дирака step-5 для θ ₁ = 0 и, c i и c iv θ ₂ = π /4, c ii и c v θ ₂ = π /10 и c iii и c vi θ ₂ = π /20 с начальным состоянием \ (\ left | {\ Psi } _ {{\ rm {in}}} \ right \ rangle = ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} + i {\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}}) \ otimes \ left | x = 0 \ right \ rangle \).

Вычислительные вентили, такие как CNOT, Toffoli и Toffoli-4, генерируются компилятором, который разбивает их на составляющие одно- и двухкубитные вентили физического уровня ⁴⁵ . Принципиальная схема, подробно описывающая скомпилированные строительные блоки, показана в разделе «Методы». Чтобы подготовить начальное состояние частицы, отличное от \ ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \), достаточно перед первым шагом выполнить вращение монеты-кубита. В некоторых случаях это вращение может быть поглощено первыми воротами на первом этапе.Таблица 1 суммирует количество собственных вентилей, необходимых для каждого шага для начального состояния. Чтобы восстановить эволюцию уравнения Дирака в DQW после пяти шагов, требуется 81 вентиль с одним кубитом и 32 элемента XX.

После проработки ряда шагов мы производим выборку соответствующего распределения вероятностей 3000 раз и исправляем результаты на предмет ошибок считывания. Для эволюции DQW до пяти шагов, показанных на рис. 3, используется сбалансированная монета ( θ ₁ = θ ₂ = π /4), где начальное положение равно \ (\ left | x = 0 \ right \ rangle \) для разных начальных состояний частицы, \ ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) на рис.3b i, \ ({\ left | 1 \ right \ rangle} _ {{\ rm {c}}} \) на рис. 3b ii, и их равная суперпозиция на рис. 3b iii. На рис. 3b iv, b v и b vi мы показываем идеальный результат классического моделирования схемы для сравнения (график разницы см. В разделе «Методы»). В сбалансированной монете частица эволюционирует в равной суперпозиции в левую и правую позиции на каждом временном шаге, и при измерении существует 50/50 вероятность найти частицу слева или справа от ее предыдущего положения, как и при классическом блуждании. .Если мы позволим DQW развиваться более чем на три шага, прежде чем мы выполним измерение положения, мы обнаружим совершенно другое распределение вероятностей по сравнению с классическим случайным блужданием ⁵² .

Та же экспериментальная установка может быть использована для восстановления DCA с двухпериодным DQW. Здесь мы установили θ ₁ = 0 и изменили θ ₂ , чтобы восстановить уравнение Дирака для различных значений массы. На рис. 3в показаны экспериментальные результаты для θ ₂ = π /4, π /10 и π /20, соответствующих массе 1.1357, 0,3305 и 0,159 в единицах ℏc ⁻² s ⁻¹ , с начальным состоянием частицы в суперпозиции \ ({\ left | 0 \ right \ rangle} _ {c} + i {\ left | 1 \ right \ rangle} _ {c} \). Основным признаком DCA для малых значений массы является наличие пиков, движущихся наружу, и плоское распределение в середине, как показано для случаев с небольшими значениями θ ₂ , рис. 3c ii-iii. Это бимодальное распределение вероятностей в позиционном пространстве указывает на одномерный аналог первоначально локализованной дираковской частицы с положительной энергией, развивающейся во времени, которая распространяется во всех направлениях в позиционном пространстве со скоростью, близкой к скорости света ⁵³ .Напротив, DCA с θ ₂ = π /4, рис. 3c i соответствует массивной частице и, следовательно, имеет место медленное распространение, а не баллистическая траектория в пространстве позиций.

Аналоговые вычисления: развлечения с дифференциальными уравнениями

Конфиденциальность и файлы cookie: этот сайт использует файлы cookie. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на их использование.
Чтобы узнать больше, в том числе о том, как управлять файлами cookie, см. Здесь: Политика использования файлов cookie

Когда дело доходит до дифференциальных уравнений, все становится довольно сложно — по крайней мере, так это выглядит.Когда я изучал математику, лекции по дифференциальным уравнениям считались одними из самых сложных и абстрактных из всех, и, честно говоря, я их боялся, потому что они действительно были невероятно формальными и сухими. Это жаль, поскольку дифференциальные уравнения движут природой, и нет ничего более увлекательного, чем они.

Когда задают вопрос о решении дифференциальных уравнений, большинство людей склонны думать о множестве сложных численных методов, таких как алгоритм Эйлера, метод Рунге-Кутты или метод Хойна, но мало кто думает об использовании физических явлений для их решения, представляя уравнение решается путем правильного соединения различных механических или электрических компонентов.Однако до появления высокопроизводительных цифровых компьютеров с хранимой программой это было основным средством решения очень сложных проблем и привело к развитию аналоговых компьютеров.

Аналоги и аналог ЭВМ

Столкнувшись с проблемой, которую необходимо решить, мы можем использовать два подхода. Первый — воссоздать масштабную модель исследуемой проблемы, основанную на тех же физических принципах, что и полноразмерная версия. Это часто делается, например, в структурном анализе: Антони Гауди сначала использовал струны и гири, чтобы построить меньшую модель своей церкви Колония Гуэль недалеко от Барселоны, чтобы помочь ему определить, была ли она стабильной.Подобные методы использовались с готического периода вплоть до 20-го века, когда текстильная ткань использовалась для дизайна конструкции крыши олимпийского стадиона в Мюнхене.

Модель структурного анализа Колонии Гуэль, разработанная Гауди.

Каким бы мощным ни был этот подход (в качестве другого примера, подумайте об использовании мыльных пленок при определении минимальной поверхности), он весьма ограничен в своем применении, поскольку вы ограничены теми же физическими принципами, что и в полной задаче.Здесь вступает в игру второй метод: сравнение потенциально очень сложной изучаемой системы с другой, но схожей по поведению физической системой. Другими словами, эта похожая, возможно, более простая физическая система является аналогом первой: отсюда создание и название аналоговых компьютеров — компьютеров, которые могут изучать одно явление, используя другое, например, изучать поведение компьютера. механический осциллятор с использованием электронной модели.

Аналоговые компьютеры

Аналоговые компьютеры — это мощные вычислительные устройства, состоящие из набора вычислительных элементов, каждый из которых имеет несколько входов и выходов и выполняет определенную операцию, такую ​​как сложение, интегрирование (базовая операция на такой машине!) Или умножение.Затем эти элементы могут быть свободно связаны между собой, чтобы сформировать модель, аналог проблемы, которую необходимо решить.

Различные вычислительные элементы могут быть основаны на множестве различных физических принципов: в прошлом были механические, гидравлические, пневматические, оптические и электронные аналоговые компьютеры. Не говоря уже об антикиферском механизме, который является самым ранним известным примером работающего аналогового компьютера, использовавшегося древними греками для предсказания астрономических положений и затмений, идея аналоговых компьютеров общего назначения была разработана Уильямом Томсоном, более известным как лорд Кельвин, когда его брат, Джеймс Томсон, разработал механизм механического интегратора (ранее также разработанный Иоганном Мартином Германом в 1814 году).2 = 1 $. Следовательно, мы переставляем (1) так, чтобы старшая производная была изолирована с одной стороны уравнения, что дает
\ begin {Equation}
\ ddot {\ hspace {-2pt} y} = — y. \ Tag {2}
\ конец {уравнение}

Предположим теперь, что мы уже знаем, что такое $ \ ddot {y} $ (наглая ложь, по крайней мере, на данный момент). Если у нас есть какое-то устройство, способное к интеграции, было бы легко сгенерировать $ \ dot {y} = \ int \ ddot {y} \ \ text {d} t + c_0 $ и из этого $ y = \ int \ dot {y } \ \ text {d} t + c_1 $, с некоторыми константами $ c_0 $ и $ c_1 $.

Используя второй тип вычислительного элемента, который позволяет нам менять знаки, можно получить $ -y $ из $ \ ddot {y} $ с помощью трех взаимосвязанных вычислительных элементов (двух интеграторов и устройства смены знака). Очевидно, это как раз правая часть (2), которая равна равным для $ \ ddot {y} $, предположительно известной вначале. Теперь гений Кельвина вышел на первый план: мы можем настроить схему обратной связи , подав в первый интегратор в нашей установке выходной сигнал блока смены знака в конце.Это показано ниже в абстрактных (стандартных) обозначениях: так записываются программы для аналоговых компьютеров.

Базовая схема решения $ \ ddot {y} = — y $. Слева направо у нас есть два интегратора и лето (каждый компонент меняет знак).

Два треугольных элемента с прямоугольниками слева обозначают интеграторы; в то время как единственный треугольник справа — лето. Следует отметить, что по техническим причинам все эти вычислительные элементы неявно меняют знак, поэтому крайний левый интегратор фактически дает $ — \ dot {y} $ вместо $ \ dot {y} $, как в нашем мысленном эксперименте выше, в то время как лето с одним входом $ y $ дает $ -y $.

Однако, если настроить два интегратора и лето, как показано выше, система просто будет сидеть и ничего не делать, давая постоянную нулевую функцию как решение дифференциального уравнения (2): не неправильное решение, а совершенно скучный.

Здесь вступают в игру $ c_0 $ и $ c_1 $: это начальные условия для интеграторов. Предположим, что $ c_0 = 1 $ и $ c_1 = 0 $, т.е. крайний левый интегратор начинается со значения $ 1 $ на его выходе, которое передается во второй интегратор, который, в свою очередь, передает лето смены знака, которое затем питает первый интегратор.Это приведет к косинусоидальному сигналу на выходе первого интегратора и отрицательной синусоидальной функции на выходе второго интегратора, что идеально соответствует аналитическому решению (2). Такие начальные условия обычно показаны как вводимые в верхнюю часть прямоугольной части символа интегратора, но мы опускаем это на наших диаграммах.

Установка для моделирования хищник-жертва.

Итак, если у нас есть какие-то вычислительные элементы, мы увидели, что можем упорядочить их для создания абстрактной модели дифференциального уравнения, что дает нам некую форму специализированного компьютера: аналоговый компьютер! Реализация этих вычислительных элементов может быть выполнена разными способами: например, интегрирование по времени может быть выполнено с помощью подынтегральной функции для управления потоком воды в бутылку или для зарядки конденсатора, или мы могли бы построить какой-нибудь другой замысловатый механический элемент. система.Вот некоторые из наиболее важных наблюдений:

1. Аналоговые компьютеры программируются не алгоритмически, а путем реального соединения их отдельных вычислительных элементов подходящим образом. Таким образом, им не нужна программная память; на самом деле «памяти» в традиционном понимании вообще нет.
2. Что делает аналоговый компьютер «аналогом», так это то, что он устроен как аналог некоторой проблемы, легко описываемой дифференциальными уравнениями или их системами.Даже цифровые схемы квалифицируются как аналоговые компьютеры и известны как цифровые дифференциальные анализаторы (DDA).
3. Программирование аналогового компьютера довольно просто (хотя есть некоторые подводные камни, которые выходят за рамки данной статьи). Кто-то просто делает вид, что известна старшая производная в уравнении, и генерирует все остальные члены из этой старшей производной, применяя интегрирование, суммирование, умножение и т. Д., Пока не будет получена правая часть изучаемого уравнения, с последующим вводом результата в первый интегратор.

В качестве примечания следует отметить, что метод с обратной связью Кельвина , как он известен, также может применяться к традиционным цифровым компьютерам с хранимой программой.

Примеры аналоговых ЭВМ

Аналоговые компьютеры были «рабочими лошадками» вычислений с 1940-х до середины 1980-х, когда их наконец вытеснили дешевые и (в некоторой степени) мощные цифровые компьютеры с хранимыми программами. Таким образом, без них невероятный прогресс в авиации, космических полетах, инженерных и промышленных процессах после Второй мировой войны был бы невозможен.Типичным аналоговым компьютером 1960-х годов был Telefunken RA 770, показанный ниже.

Аналоговый компьютер Telefunken RA 770.

Наиболее заметной особенностью такой машины является поле патча , которое находится в крайнем правом углу рисунка выше. Здесь собраны все входы и выходы буквально сотен отдельных вычислительных элементов. С помощью (экранированных) патч-кордов эти вычислительные элементы соединяются друг с другом, настраивая желаемую модель.В середине находятся ручные элементы управления (запуск / остановка вычислений, установка значений параметров и т. Д.) И осциллограф для отображения результатов в виде кривых. В верхнем левом углу находится цифровое расширение, которое позволяет нам настраивать такие вещи, как итерационные операции, когда одна часть компьютера генерирует начальные условия для другой части. Слева внизу находятся восемь генераторов функций, которые можно вручную настроить для генерации довольно произвольных функций с помощью полигонального приближения.

Более сложный пример

Давайте теперь посмотрим на несколько более сложный пример программирования: исследование модели хищник-жертва, описанное Альфредом Джеймсом Лоткой в ​​1925 году, а затем Вито Вольтеррой в 1926 году.Он состоит из замкнутой экосистемы всего с двумя видами, лисами и кроликами, и неограниченным запасом корма для кроликов. Кролики удаляются из системы, будучи съеденными лисами — без этого механизма их популяция просто будет расти экспоненциально. Лисицам же нужны кролики в пищу, иначе они умрут от голода. Эта система может быть смоделирована двумя связанными дифференциальными уравнениями, где $ r $ и $ f $ обозначают количество кроликов и лисиц соответственно:
\ begin {eqnarray}
\ dot {r} & = \ alpha_1r- \ alpha_2rf \ tag {3 } \\
\ dot {f} & = — \ beta_1f + \ beta_2rf \ tag {4}
\ end {eqnarray}

Изменение популяции кроликов, $ \ dot {r} $, включает коэффициент фертильности $ \ alpha_1 $ и количество кроликов, убитых лисами, обозначенное $ \ alpha_2rf $.Изменение популяции лисиц $ \ dot {f} $ выглядит очень похоже, но с разными знаками. В то время как популяция кроликов будет расти в отсутствие хищников из-за неограниченных запасов пищи, популяция лисиц вымрет, когда кроликов не будет и, следовательно, нет еды, отсюда и термин
$ — \ beta_1f $. Второй член, $ \ beta_2 r f $, описывает рост популяции лисиц из-за того, что кроликов ловят для пропитания.

Левая панель вычисляет $ -r $, правая вычисляет $ -f $.

Уравнения (3) и (4) теперь можно легко настроить на аналоговом компьютере, создав две схемы, как показано на схемах выше. Схема для (3) имеет два входа: начальное условие $ r_0 $, представляющее начальный размер популяции кроликов, и значение $ r f $, которое еще не доступно. Вторая схема похожа на начальную популяцию лисиц в $ f_0 $ (пожалуйста, имейте в виду, что интеграторы и летоисчисления меняют знак, что можно использовать для небольшого упрощения схем, что избавляет нас от необходимости использовать два лета) .

Все, что сейчас необходимо, — это умножитель для генерации $ r f $ из выходов $ -r $ и $ -f $ этих двух схем. Затем этот продукт возвращается в схемы, тем самым создавая петлю обратной связи этой простой экосистемы. Установка этой схемы на классический настольный аналоговый компьютер весит 105 кг и требует достаточно устойчивого стола!

Результаты моделирования хищник-жертва. Добыча находится сверху, а хищники снизу.

Одним из самых захватывающих свойств аналогового компьютера является его чрезвычайно высокая степень интерактивности: можно изменять значения, просто поворачивая диск потенциометра во время моделирования, и эффекты видны мгновенно.Не только легко «почувствовать» свойства некоторых дифференциальных уравнений, это также вызывает невероятное привыкание, как показывает следующая цитата Джона Х. Маклеода и Сюзетт Маклеод:

«Аналоговый компьютер — вещь вечная красота и радость».

Аналоговые компьютеры будущего

После этих двух простых примеров возникает вопрос: «Что ждет аналоговые компьютеры в будущем? Разве это не звери прошлого? » Отнюдь не! Даже — и особенно — сегодня существует множество приложений для аналоговых компьютеров, в которых их сильные стороны могут принести большую пользу.Например, электронные аналоговые компьютеры выдают больше инструкций в секунду на ватт, чем большинство других устройств, и, следовательно, идеально подходят для приложений с низким энергопотреблением, таких как медицина. Они также предлагают чрезвычайно высокую степень распараллеливания, когда все вычислительные элементы работают параллельно без необходимости явной синхронизации или критических участков кода. Скорость, с которой выполняются вычисления, можно изменить, изменив емкость конденсаторов, которые выполняют интегрирование (действительно, многие классические аналоговые компьютеры даже имели кнопку с надписью «$ 10 \ times $», которая переключала все конденсаторы интегрирования на второй набор, который имел десятую часть первоначальной емкости, что давало скорость вычислений в десять раз выше).Вдобавок ко всему, и это особенно важно сегодня, их более или менее невозможно взломать, поскольку в них нет сохраненных программ.

Современное воплощение аналогового компьютера, которое все еще находится в стадии разработки, показано в заголовке статьи. В отличие от старых машин, он имеет модульную структуру и может быть расширен от минимальной системы с двумя шасси до нескольких стоек, заполненных вычислительными элементами.

Когда лорд Кельвин впервые придумал аналоговые вычисления, он мало знал, какой невероятный прогресс в науке и технологиях сделает возможными его идея, ни долговечность его идеи даже сегодня, в эпоху суперкомпьютеров и огромных численных вычислений.

Бернд Ульманн — профессор бизнес-информатики в Университете прикладных наук экономики и менеджмента FOM во Франкфурте-на-Майне, Германия. Его основной интерес — аналоговые вычисления в 21 веке. Если вы хотите узнать больше об аналоговых вычислениях, посетите analogmuseum.org и получайте удовольствие от дифференциальных уравнений.
+ Другие статьи Бернд

Функциональная блок-схема

— обзор

РАБОЧИЙ ПРИМЕР

Применение обратного перевода можно проиллюстрировать на относительно простом, но реалистичном примере.Различные уровни представления программы, а именно, функциональная блок-схема, список цепей и объектный код для интерпретатора в нашей архитектуре, показаны во всех деталях. Становится очевидным, что построить функциональную блок-схему из заданной объектной программы просто и очень легко, что позволяет установить возможность обратного перевода в качестве метода проверки программного обеспечения.

На рисунке 7 показана типичная программа промышленной автоматизации в графической форме. Он осуществляет наблюдение и регулирование давления.Программа представлена ​​в виде стандартных функциональных блоков, как определено в директиве VDI / VDE 3696 (1995). Аналоговое значение измерения, управляемая переменная, получается функциональным блоком типа IN_A из входного канала с адресом INADR и масштабируется в диапазоне от XMIN до XMAX до физической величины с единицей XUNIT. Управляемая переменная подается в функциональный блок типа C, выполняющий пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование в соответствии с параметрами управления KP, TN и TV.Результирующая регулирующая переменная преобразуется в аналоговое значение с помощью выходного функционального блока типа OUT_A и переключается на канал, адресованный OUTADR. Кроме того, контролируемая переменная также контролируется с помощью двух экземпляров типа стандартного функционального блока концевого выключателя SAM, чтобы она находилась в пределах, заданных параметрами LS и HS. Если контролируемая переменная находится за пределами этого диапазона, один из выходов QS двух экземпляров SAM становится логически истинным и, следовательно, выходом функционального блока типа ИЛИ.Это, в свою очередь, приводит к тому, что функциональный блок сигнализации типа AM и сохранения сообщений создает запись о сигнале тревоги по времени. Входам стандартных функциональных блоков, входящих в состав программы, которые не подаются ни внешне видимыми входами самой программы, ни внутренне выходами других стандартных функциональных блоков, присваиваются постоянные значения.

Рис. 7. Программа регулирования и контроля давления

Представление списка цепей приведенного выше примера программы, сгенерированного служебной программой инструмента захвата схем OrCAD, показано на рисунке 8.Сетевые списки представляют собой текстовые представления, которые полностью эквивалентны — за исключением геометрических аспектов — исходным чертежам.

Рисунок 8. Представление примера программы в виде списка цепей

Объектный код для интерпретатора, окончательно полученный путем автоматического перевода представления списка цепей программы-примера, приведен на рисунке 9. На нем показана (читаемая) версия на языке ассемблера. Из различных типов функциональных блоков, созданных в примере, C, SAM и AM имеют внутренние переменные состояния (т.е., C имеет 3, а два других типа — по 1).

Рисунок 9. Представление объектного кода примера программы

Объектный код, перечисленный на рисунке 9, показывает, что все вызовы экземпляров функциональных блоков, происходящие в программе, напрямую отображаются на вызовы процедур. Каждый из них начинается с инструкции GET, которая передает интерпретатору идентификацию (например, ID-C) соответствующего блока из соответствующего места в ПЗУ. Затем входные параметры предоставляются путем чтения соответствующих ячеек ПЗУ (для констант) или ОЗУ (для параметров программы и промежуточных значений).Наконец, если они есть, значения переменных внутреннего состояния процедуры считываются из соответствующих ячеек ОЗУ. Существует набор соответственно помеченных (например, RAM-loc-B2-isv и ) ячеек для каждого экземпляра функционального блока с внутренними состояниями. Когда интерпретатор получил все эти данные, он выполняет процедуру и возвращает, если таковые имеются, значения выходных параметров и / или переменных внутреннего состояния, которые затем сохраняются в соответствующих ячейках ОЗУ. Связь между выходом одного функционального блока и входом другого реализуется инструкциями PUT и GET: первая сохраняет выходное значение в ячейке RAM для временного значения (например.g., TMP-X), а тот загружает его оттуда. Другими словами, каждый узел в списке цепей вызывает ровно одну передачу от интерпретатора к ячейке RAM и одну или несколько передач оттуда к интерпретатору. Детали реализации различных процедур являются частью встроенного ПО архитектуры и, таким образом, остаются невидимыми.

Согласно описанной выше структуре объектных программ интерпретатора, процесс обратной трансляции — дизассемблирования и декомпиляции объектного кода — оказывается очень простым.Чтобы выполнить обратную трансляцию, сначала ищутся инструкции STEP, которые четко отделяют различные (последовательные) шаги, содержащиеся в программе, друг от друга. Код между двумя инструкциями STEP соответствует одной функциональной блок-схеме. Затем интерпретируется первая инструкция GET. Он определяет функциональный блок, который нужно нарисовать в функциональной блок-схеме, которую нужно настроить. Сравнивая последующие GET с описанием функционального блока, содержащимся в используемой библиотеке, можно легко проверить правильность передачи параметров.Более того, для каждого такого GET, который соответствует правильному параметру (а не внутренней переменной состояния), на диаграмме рисуется ссылка. Есть два типа ссылок. Во-первых, это соединения программных входов или констант с входами функциональных блоков или от выходов функциональных блоков к программным выходам. Во-вторых, это полусоединения, а именно, от выходов функциональных блоков до названных точек соединения на схеме, то есть узлов списка цепей, или от таких точек к входам функциональных блоков. Когда диаграмма будет полностью нарисована, названия этих точек можно удалить.Что касается переменных внутреннего состояния, необходимо проверить, что соответствующие ячейки ОЗУ правильно инициализированы, и что новые значения, полученные в результате выполнения функционального блока, записываются точно в те же места, откуда внутренние состояния были прочитаны в курсе. вызова блока. Процесс идентификации функционального блока и проверки передачи параметров, а также отрисовка символа для блока и соответствующих соединений повторяется до тех пор, пока не будет достигнута инструкция STEP, которая завершает шаг и, таким образом, соответствующую диаграмму функционального блока.

[PDF] Фазовые переходы обеспечивают универсальность вычислений в клеточных автоматах на основе нейристоров.

ПОКАЗАНО 1–10 ИЗ 30 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПО РелевантностиСамые популярные статьиНедавно

Масштабируемый нейристор, построенный на мемристорах Мотта.

Невристор, построенный с использованием двух мемристоров Мотта нанометрового размера, динамических устройств, которые демонстрируют временную память и отрицательное дифференциальное сопротивление, возникающее в результате фазового перехода из изоляционного материала в проводящий, вызванного джоулевым нагревом, демонстрирует важные нейронные функции: выбросы по принципу «все или ничего» с усилением сигнала и разнообразные периодические всплески.Expand

Мемристорная система, управляемая фазовым переходом

Мемристоры — это пассивные элементы схемы, которые действуют как резисторы с памятью. Недавняя экспериментальная реализация мемристора вызвала интерес к этой концепции и ее возможностям.… Развернуть

Мемристивные устройства и системы

Широкое обобщение мемристоров — недавно постулированного элемента схемы — в интересный класс нелинейных динамических систем так называемые мемристивные системы.Эти системы… Развернуть

• Просмотреть 1 отрывок, ссылки на методы

Универсальность в элементарных клеточных автоматах

Цель этой статьи — доказать, что один из простейших одномерных клеточных автоматов универсален в вычислительном отношении, что подразумевает множество вопросов, касающихся его поведение, например… Развернуть

• Просмотреть 1 отрывок, справочная информация

Универсальность и сложность клеточных автоматов

Представлены доказательства того, что все одномерные клеточные автоматы попадают в четыре различных класса универсальности, и один класс, вероятно, является способный к универсальным вычислениям, так что свойства его бесконечного временного поведения неразрешимы.Развернуть

• Просмотреть 2 отрывка, справочная информация

Локальная деятельность — источник сложности

• Л. Чуа
• Информатика
• Инт. J. Bifurc. Хаос
• 2005

Теорема локальной активности дает количественную характеристику «нестабильности однородного» Пригожина и поиски Смейла аксиоматического принципа нестабильности Тьюринга. Развернуть

• Просмотреть 1 отрывок, справочная информация

Реализации пороговой логики на СБИС — всесторонний обзор

Эта статья представляет собой углубленный обзор кремниевых реализаций пороговых логических вентилей, охватывающий несколько десятилетий и подробно описывающий многочисленные очень крупномасштабные интеграции (СБИС), в том числе емкостные, проводимость / ток, псевдо-nMOS и инверторы с проводным выходом, а также многие дифференциальные решения.Развернуть

• Просмотреть 1 отрывок, справочная информация

Математика | Бесплатный полнотекстовый | Моделирование и анализ кардиальных гибридных клеточных автоматов с помощью моделирования Монте-Карло с ускорением на графическом процессоре

1. Введение

Вычислительная кардиология предоставляет безопасный, неинвазивный и этичный метод исследования сердца и его дисфункций. Ранние математические модели [1,2,3,4] расширяют новаторскую работу Ходжкина-Хаксли [5] для описания и объяснения с помощью набора обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) ионных механизмов, ответственных за инициирование и распространение электричества. потенциалов действия, проходящих через возбудимые клетки, такие как сердечные миоциты и нейроны [6,7].Эти ранние исследования позволили провести инновационные исследования in-silico и клинически ориентированные приложения [8]. Например, они позволяют нам понять множество нелинейных явлений, влияющих на сердечную динамику [9,10,11,12,13], а также неожиданные хаотические свойства сердца [14,15]. Математическая сложность таких моделей стимулировала появление нескольких работ [16,17,18], в которых пытались улучшить анализ за счет упрощения представления модели. Клеточные автоматы (CA) — это хорошо известный класс дискретных упрощенных динамических систем, широко используемых для воспроизведения формирования паттернов. и рост [19,20].Один из первых подходов с использованием СА и его теории был предложен von Neumann et al. [21]. Клеточный автомат состоит из регулярной сетки ячеек, каждой ячейке которой соответствует дискретное состояние. Состояние каждой ячейки может меняться во времени в соответствии с набором правил, действующих в отношении состояний соседних ячеек. Этот класс моделей обеспечивает простую математическую основу для воспроизведения нескольких возникающих форм поведения, которые можно наблюдать в возбудимых средах, таких как сердечная ткань [22] и нервная система [23].Другие расширения CA позволяют настраивать модель, описывающую, как каждая ячейка реагирует на внешние стимулы от соседних ячеек. Например, электрофизиологический процесс в миоците управляется набором зависящих от напряжения пороговых значений, которые контролируют открытие / закрытие ионных каналов, регулирующих поток ионов через клеточную мембрану. Эти пороговые значения обычно определяют определенные фазы поведения миоцитов, такие как быстрая деполяризация, начальная реполяризация, плато и поздняя фаза реполяризации / покоя, характеризующаяся различной динамикой.Хорошо зарекомендовавший себя подход к описанию таких процессов — это гибридные автоматы [24,25,26], формализм моделирования, расширяющий конечные автоматы набором ОДУ, описывающих непрерывное поведение потенциала действия на каждой фазе (фаза соответствует дискретное состояние в конечных автоматах). Набор условий защиты от порогов, зависящих от напряжения, определяет, как каждая ячейка переключает непрерывную динамику, моделирующую входящий / исходящий поток ионных токов в каждой фазе. Предыдущие работы [24,25,27] показали, что HA может точно воспроизводить потенциал действия, возникающий в миоцитах.HA можно моделировать с помощью численного интегрирования, но они также поддаются формальным методам анализа, таким как проверка модели [18,28]. Затем HA и CA могут быть объединены в гибридный клеточный автомат (HCA), который может моделировать как реакцию каждой клетки на внешние стимулы, так и диффузию ионных токов между соседними клетками. В этой работе мы рассматриваем модель HCA, в которой один поведение клетки описывается упрощенной, но очень точной гибридной моделью с четырьмя переменными, предложенной в [16], и клетки соединены простой связью (сопротивлением) для распространения сигналов в виде однонаправленного кабеля или кольца сердечных клеток.Рассматриваемый феноменологический подход к моделированию проистекает из экспериментальных работ на одномерных кольцах сердечных клеток и моделях всего сердца, изучающих начало альтернативных и нерегулярных ритмов [29,30,31]. Помимо моделирования, можно сократить время моделирования и связанные с ним вычислительные ресурсы. затраты на использование специальных аппаратных ускорителей, таких как графические процессоры (GPU) [32,33,34] и программируемые вентильные матрицы (FPGA) [35,36]. Чтобы оптимально моделировать нашу модель сердечной клетки, мы сравниваем общие численные методы в сочетании с различными подходами к кодированию: Matlab ^® Simulink, последовательная реализация C, работающая на CPU, и реализация NVIDIA ^® на основе CUDA, работающая на современном графическом процессоре.Такое сравнение является необходимым шагом для оценки ограничений и компромиссов различных технологий, а также надежности нашего подхода к моделированию. В литературе имеется множество физиологических и феноменологических математических моделей электрофизиологии сердечных клеток [37]. Эти динамические системы обычно анализируются с точки зрения локальных функций восстановления (например, изменения продолжительности потенциала действия по сравнению с уменьшением периодов стимуляции стимуляции), а также бифуркационных диаграмм (когда происходит удвоение периода) и пространственно-временной визуализации [38,39,40 , 41,42].Как и в случае с биологическим оригиналом, модели зависят от множества дополнительных параметров, например, от температуры, сопротивления мембраны и нелинейностей в тканях [11,43,44,45]. Одномерные кабели и кольца сердечных клеток соответствуют стандартным физиологическим исследованиям. по возвратным схемам в кардиологии [46,47]. Монослои кардиомиоцитов [29], а также мультиорганные структуры [30] позволили лучше контролировать динамику системы, улучшая наше понимание сложных нейрокардиальных заболеваний. Из-за определенных патологических состояний, таких как ишемия, могут развиться поглотители тока.Это поведение можно смоделировать, изменяя степень неоднородности в ткани и связи между клетками [48]. В этой перспективе мы проведем расширенный анализ, исследуя возникающие явления, связанные с альтернансами и блоками проводимости, с использованием бифуркационных диаграмм и моделирования межклеточного взаимодействия со случайной величиной. Во-первых, мы исследуем распространение и тесты нашей модели в отношении скорости проводимости (CV) и продолжительности потенциала действия (APD). Затем мы анализируем отказоустойчивость предлагаемого HCA путем уменьшения длины (количества ячеек) в кольцевой структуре после свободно выбранного количества временных шагов.Поступая так, мы достигаем укорочения и пространственно-временной адаптации волны возбуждения без необходимости электрического кардиостимуляции, а также наблюдаем начало электрических колебаний.

Конечная цель статьи — оценить предлагаемый подход HCA в различных реализациях. Мы делаем это, исследуя результаты моделирования методом Монте-Карло. Поскольку мы используем переменную свободного сопротивления, мы проверяем надежность подхода, используя случайные значения для этой переменной. Затем мы используем численный анализ бифуркации APD в уменьшающемся количестве ячеек.Это исследование позволяет нам сделать выводы об удобстве использования, недостатках и дальнейшем улучшении ГКА как метода моделирования сердца.

Статья структурирована следующим образом: сначала мы представляем рассматриваемые вычислительные модели и методы анализа в Разделе 2. В Разделе 3 мы суммируем основные результаты наших вычислительных экспериментов и сравниваем производительность различных реализаций моделей. Мы обсуждаем наши результаты в разделе 4. В заключение мы обсудим ограничения и перспективы нашей работы.

3. Результаты

В этом разделе мы представляем результаты для различных сценариев тестирования, которые мы рассмотрели. Все эксперименты проводились на рабочей станции, оснащенной NVIDIA ^® GeForce GTX TITAN X (с 12 ГБ памяти GDDR5) и процессором Intel ^® Core ^TM i7-5820K (с 32 ГБ оперативной памяти). Мы использовали Matlab ^® версии 2019b, включая полный набор инструментов для Simulink. Размер выборки определяется количеством ячеек в HCA, а также количеством выполненных временных шагов в моделировании без уменьшения размера.ts − u¯ts) 2,

(5)

где N относится к количеству ячеек, а T к времени моделирования в временных шагах, рассчитанных на ячейку. Как показано на рисунке 4, ошибка незначительна для различных переменных сопротивления, количества ячеек и времени моделирования (т. Е.: 20000 шагов ~ 1 с, поскольку 1 шаг = 0,05 мс). На Рисунке 4a ящичковая диаграмма была вычислена для каждого RV в Таблице A2 с использованием MSE 12 симуляций с увеличивающимся числом выполненных шагов вычислений (N * T). Ящичковая диаграмма на рисунке 4b была рассчитана для каждого количества выполненных вычислений (N ∗ T) в таблице A2 с использованием MSE, соответствующей 6 различным значениям RV.Следует отметить, что ошибка не зависит от переменной сопротивления и, как правило, очень мала.

3.2. Ускорение с использованием GPU

Для измерения выигрыша во времени выполнения с использованием GPU w.r.t. CPU, мы учли только время, затраченное на моделирование. Поэтому мы не учитывали время для анализа (т.е. время, необходимое для вычисления APD и CV), для сохранения результатов в файловой системе и для создания графиков.

Таблица A4 и Таблица A5 предоставляют время выполнения для моделирования убывающей кольцевой структуры с использованием CPU и GPU соответственно.Количество ячеек (длина), а также значения переменной сопротивления варьируются для увеличения сложности моделирования. В отличие от симуляций с фиксированным числом временных шагов, имитация убывающего кольца останавливается, когда невозможно восстановить ни одну точку доступа; поэтому время выполнения в этом сценарии зависит также от сопротивления ячейки. Итак, стоит отметить, что, поскольку симуляция автоматически останавливается в зависимости от того, когда никакая AP захваченной волны не может быть восстановлена, время выполнения сильно варьируется.Кроме того, симуляции ЦП и ГП заканчиваются раньше, когда невозможно восстановить точку доступа в коротком кольце с высоким значением свободного сопротивления. В Таблице A12, Таблице A13 и Таблице A14 перечислены времена выполнения для моделирования кабеля на базе GPU. структура, в то время как таблица A15, таблица A16 и таблица A17 используют кольцевую структуру. Каждая таблица представляет 20 000, 30 000 и 40 000 временных шагов соответственно. Опять же, помимо времени моделирования, мы изменяем значение RV и количество ячеек, чтобы увеличить вычислительную нагрузку.Тот же принцип применяется для времени ЦП в Таблице A6, Таблице A7 и Таблице A8 для кабельной структуры и Таблице A9, Таблице A10 и Таблице A11 для кольцевой структуры. На рисунке 5 показано сравнение среднего времени выполнения с использованием реализаций на базе GPU и CPS. В случае моделирования кабеля для 40000 временных шагов (2 с), рисунок 5a, графический процессор занимает в среднем менее половины времени выполнения. раз CPU. Для кольца на рисунке 5b среднее время выполнения GPU почти в десять раз меньше.Мы также сравнили время выполнения моделирования убывающего кольца, рис. 5c, где графический процессор занимает меньше половины времени ЦП.

3.3. Поведение модели

Чтобы оценить поведение предложенной модели, мы рассмотрели два основных аспекта. Во-первых, мы кратко опишем, смогли ли мы достичь желаемого CV, а во-вторых, мы оцениваем самоадаптирующиеся свойства HCA. Эти свойства определяют, какое поведение может наблюдаться при возникновении неоднородностей в сопротивлении ячейки.Даже при небольших расхождениях распространение сигнала должно быть возможным. Влияние на CV и APD также будет исследовано в ходе анализа Монте-Карло, где мы присваиваем случайное значение переменной свободного сопротивления.

3.3.1. Скорость проводимости

Для Matlab ^® Simulink мы исследовали максимальный размер 3000 ячеек, восстановив скорость проводимости ~ 400 мкм / мс.

Что касается реализаций на ЦП и ГП, на рисунке 6 показано влияние введенной переменной свободного сопротивления на вычисленное CV (из-за низкой ошибки, описанной ранее, мы представляем результаты для ЦП).Мы рассмотрели фиксированный порог напряжения u = 0,5, а вычисленная скорость волнового фронта относится ко всей длине конструкции. Мы видим, что CV зависит как от значения сопротивления, так и от общей длины конструкции. Для длины ≥3000 ячеек (~ 30 см) и переменной сопротивления RV = 0,5 было невозможно создать распространяющуюся волну (без CV). Для всех остальных длин кабеля CV зависит от значения RV. В частности, высокая переменная сопротивления, представляющая высокий коэффициент диффузии, приводит к более высоким значениям CV.С точки зрения физиологического применения значение RV должно находиться в пределах от 2,0 до 2,2, чтобы получить ∼400 мкм / мс. Табличное резюме резюме представлено в Приложении C.

3.3.2. Самоадаптирующиеся свойства: исследование методом Монте-Карло

Мы исследовали самоадаптирующиеся свойства нашей модели, моделируя убывающее кольцо. В этом случае та же самая кольцевая структура решается за 500 мс (10 000 временных шагов), затем последняя ячейка виртуально удаляется, а ее предшественница подключается к первой ячейке. Такая процедура включает действительную альтернативную методологию протокола электрической кардиостимуляции [11].Исследование Монте-Карло было выполнено по такому сценарию с уменьшающимся кольцом, со случайными значениями переменных сопротивления, соответствующими распределению фон Мизеса, чтобы моделировать флуктуации и пространственную неоднородность связи ячейка-ячейка. Мы провели анализ моделирования на девяти кольцевых структурах разного размера, с начальной длиной от 750 ячеек (7,5 см) до 2750 ячеек (27,50 см) при увеличении 250 ячеек (2,5 см). Мы назначили случайное пространственное распределение сопротивления для каждой начальной длины с последующей выборкой RV на каждом временном шаге.Рассматривая предварительный анализ предельных значений распространения AP-волн, мы нашли устойчивую волну возбуждения для 0,5 Мы оценили динамическое поведение системы, построив диаграмму бифуркации APD, отображающую два последовательных APD, соответствующих последовательному вращению волны возбуждения.В стабильном режиме (без альтернатив) получаются два идентичных ЛФД. Как только достигается критическая точка, появляются электрические переменные, и APD начинает колебаться (долго-коротко). Когда длина кольца достаточно мала, устойчивое распространение становится невозможным, и происходит аннигиляция волн (автоаннигиляция).

На рисунке 8 мы показываем диаграмму бифуркации APD для четырех различных местоположений кольца: первая ячейка на рисунке 8a, первая четверть на рисунке 8b, центральная ячейка на рисунке 8c и последняя четверть на рисунке 8d. Последовательно в четырех местах появляются альтернативы для размера кольца ∼7.1 см, резко увеличивается на ∼6,8 см и останавливается примерно на 6,7 см. Примечательно, что последнее колебание перед аутоаннигиляцией характеризуется квазинулевыми значениями APD, так что в ткани появляется высокий уровень пространственной дисперсии реполяризации. Кроме того, небольшие флуктуации являются результатом неоднородного распределения значения сопротивления по кольцу. На рисунке 9 показано сравнение бифуркационных диаграмм ЛФД, полученных для двух колец по 17,5 см с учетом двух параметризации распределения фон Мизеса.Стоит отметить, что как начало альтернативы, так и аутоаннигиляция происходят при разной длине кольца. В частности, более узкое распределение позволяет использовать меньшую длину и более высокую амплитуду альтернации. Такой результат дополнительно подтверждается бифуркационными диаграммами, полученными для колец с гораздо большей пространственной размерностью. На рисунке 10 показаны рассчитанные диаграммы бифуркации APD, извлеченные из четырех выбранных ячеек и использующие распределение фон Мизеса, приводящее к более быстрой CV. Соответственно, альтернативы начинаются ниже 9 см, а аутоаннигиляция происходит, когда длина составляет около 8.4 см.

4. Обсуждение

Мы представили упрощенную феноменологическую модель сердца, основанную на формулировке гибридных клеточных автоматов, введя сопротивление межклеточной мембраны в качестве свободной переменной. Этот подход позволяет нам тщательно исследовать особенности CV и APD при наличии распределенной проводимости, связанной, таким образом, с пространственно-временной организацией возбуждающих волн и возникновением альтернатив [55,56,57,58]. С точки зрения реализации, мы нашли Matlab ^® Simulink очень подходит для разработки прототипов быстрых моделей.Однако он ограничен, когда необходимо обрабатывать крупномасштабное моделирование. Кроме того, невозможно было изменить длину кабеля / кольца во время работы. Таким образом, мы не смогли протестировать самонастраивающиеся свойства, описанные в предыдущих разделах. Кроме того, значения переменных на определенном временном шаге не могут быть обновлены с использованием только значений предыдущего шага, а, скорее, всех значений, уже вычисленных на текущем шаге. Кроме того, мы обнаружили, что вычислительные ресурсы, необходимые для компиляции больших моделей HCA с несколькими ячейками, были непомерно высокими (мы могли рассматривать только модели с длиной макс.3000 ячеек). Из-за этих ограничений мы не могли реализовать убывающее кольцо и связанный с ним анализ Монте-Карло в этой среде. Тем не менее, как показано на пространственно-временном графике, показанном на рисунке 11b, мы смогли вызвать электрические альтернативы с захваченной волной в кольце с небольшим количеством ячеек, установив значение сопротивления равным 2,0. эксперименты с использованием реализаций на базе ЦП и ГП (см. рис. 11d). Из-за незначительной ошибки между результатами, полученными с использованием графического процессора и процессора, на рисунке 11 мы предоставляем только результат, полученный с использованием процессора в качестве репрезентативного.Хотя рисунки 11b, d выглядят очень похоже, на самом деле есть небольшая разница в профиле APD alternans. В частности, APD на рисунке 11d длиннее, чем на рисунке 11b. Если мы наблюдаем цвет, представляющий значение переменной u, мы заметим, что переход на рисунке 11a более мягкий и короче, чем на рисунке 11c. Это связано с различными механизмами обновления переменных в Matlab ^® Simulink, которые обсуждались ранее, и которые не подходят для реализации правил обновления CA, которые зависят от значений предыдущего шага.Поэтому мы сосредоточились на реализациях, использующих CPU (последовательный) и GPU (параллельный), вместо этого получая результаты с незначительной разницей (средняя среднеквадратичная ошибка составляет 1,3361 × 10-6). Как и ожидалось, параллельная реализация на базе графического процессора выигрывает от использования многих ядер, что значительно ускоряет симуляцию. На рисунке 5 мы вычисляем среднее время выполнения для всех используемых длин и RV. Для моделирования с фиксированным количеством временных шагов только количество ячеек и временных шагов увеличивает время выполнения.Наибольшее измеренное время выполнения было при моделировании убывающего кольца в обеих реализациях, поскольку мы останавливаемся, когда невозможно восстановить точку доступа. Тем не менее, средняя общая продолжительность выполнения и RV для этого сценария с использованием графического процессора составляет 1/4 по сравнению с измеренным временем с использованием процессора, как показано на рисунке 5c. Поскольку этот вид анализа не зависит от фиксированного количества временных шагов, но он полагается на динамику AP, время выполнения для этого сценария сильно зависит от количества ячеек и выбранного значения сопротивления RV, как показано в таблице. A4 и Таблица A5.

Если мы рассмотрим моделирование с фиксированным числом временных шагов, реализация на графическом процессоре начала работать в среднем примерно в 10 раз быстрее, чем реализация на базе ЦП, для моделирования с более чем 40 000 временных шагов. Если мы рассмотрим моделирование с наибольшим количеством требуемых временных шагов, это станет более очевидным: среднее измеренное время выполнения для моделирования кольца с 40000 временных шагов и 2750 ячеек на графическом процессоре составляет ~ 2,60 мс, в то время как на центральном процессоре требуется в среднем. 21,60 мс. Для кабеля, использующего эти длины и количество временных шагов, реализация графического процессора завершается стабильно со средним значением ~ 2.60 мс, в то время как реализация CPU требовала (меньше времени, чем при настройке кольца) в пределах ~ 14,86 мс. Во всех реализациях мы могли управлять CV с помощью переменной свободного сопротивления.

Хотя можно наблюдать флуктуации APD в начале моделирования более коротких колец методом Монте-Карло, критический предел длины для начала альтернатив согласован для всех размеров колец, моделируемых с использованием реализаций как CPU, так и GPU. Возникновение альтернатив зависит только от распределения сопротивления и, следовательно, от результирующего CV.

Наблюдаемое снижение CV и возникновение колебаний APD в неоднородных условиях можно сравнить с поведением, наблюдаемым при исследованиях ишемической сердечной ткани [59,60]. Несмотря на то, что у нас есть небольшие неоднородности в сопротивлении ячейки, наш анализ показывает, что APD стабилен до тех пор, пока длина не упадет ниже определенной критической точки, когда слишком много ячеек подвергаются сильным колебаниям, таким образом, непрерывному распространению. Такое состояние зависит от выбранного начального количества клеток и CV, так как мы могли наблюдать раннее начало с обоими рассмотренными нами распределениями фон Мизеса.Учитывая CV, равный 380 мкм / мс, полученный APD аналогичен результатам в [11], полученным с учетом обычной температуры тела 37 ° C. Это также похоже на исходные данные измерений для эпикардиальных клеток, упомянутые в [16].

5. Выводы

Мы представили HCA, моделирующую сопротивление клеточной мембраны сердца со свободной переменной.

Мы предлагаем три различные реализации, сравнивающие плюсы и минусы: одна с использованием графической среды Matlab ^® Simulink, вторая реализация, работающая последовательно на ЦП, и третья реализация, работающая на графическом процессоре параллельно.В то время как Matlab ^® Simulink обеспечивает подходящую среду для быстрого создания прототипов сложных моделей, он менее эффективен при обработке экземпляров моделирования больших моделей HCA. Реализация на основе графического процессора могла бы вместо этого обрабатывать более крупные экземпляры, значительно ускоряя моделирование (в наших экспериментах мы могли наблюдать 10-кратное ускорение по сравнению с реализацией на основе процессора) и, действительно, общий анализ модели.

Затем мы изучаем поведение сердца в одномерной области с учетом неоднородного сопротивления, выполняя моделирование методом Монте-Карло.Мы показываем, что наш подход к моделированию может воспроизводить важные и сложные пространственно-временные свойства, такие как самоадаптирующиеся свойства и начало альтернатив, создавая основу для многообещающих будущих приложений.

В будущей работе мы планируем расширить наш анализ от одномерных случаев до двух и трех пространственных измерений, включая возможность использования различных типов ячеек. Мы планируем обобщить настоящее исследование в направлении эффективного вычисления сигналов ЭКГ [61], моделирующих патологические состояния, с адаптацией критических параметров, таких как переменная свободного сопротивления и ионные постоянные времени.Кроме того, мы стремимся применить наш вычислительный подход к HCA в более физиологическом контексте, реализуя видоспецифичные модели [62,63,64,65] и исследуя лежащую в основе генетику [66], связанную с проблемами межклеточной коммуникации [67, 68,69]. Как упоминалось в [58,70,71], оценка сердечной проводимости все еще исследуется; поэтому нам необходимо рассмотреть подходы к определению более точного значения этого параметра для будущей работы. Одна стратегия, которую стоит изучить, — это использовать подходы машинного обучения или алгоритмы оптимизации, такие как описанный в [58], которые отображают переменную свободного сопротивления в конкретную скорость проводимости.Мы также планируем улучшить нашу реализацию на базе GPU, объединив наш текущий подход с другими оптимизациями, описанными в других статьях, таких как [34,72,73]. Использование других аппаратных ускорителей, таких как FPGA, которые все чаще используются для решать сложные вычислительные задачи в моделировании [74,75] и графической обработке [76,77] представляет собой многообещающую перспективу.