Содержание

Что такое дифференциальный автомат?. Shop220

Дифференциальный автомат представляет собой уникальное устройство, которое сочетает функции устройства защитного отключения и автоматического выключателя. Основным предназначением дифференциального автомата является защита человека от возможного поражения электрическим током. Защитное отключение данного устройства срабатывает в результате утечки электрического тока или при соприкосновении человека с токоведущими частями любого электрического оборудования. Помимо защиты человека, такое устройство защищает электрическую сеть от коротких замыканий и перегрузок, то есть выполняет функцию автоматического выключателя.

Конструкция. Все дифференциальные автоматы, как правило, состоят из двух частей, связанных между собой механически и электрически, что делает работу данных устройств более эффективной.

Первая часть – модуль защиты от поражения током. Модуль нужен для обеспечения обнаружения дифференциального электрического тока на землю. Также он отвечает за преобразование и усиление электрического тока и механическое воздействие на рейку сброса выключателя. Питание модуля обеспечивается последовательным включением модуля и автоматического выключателя.

Вторая часть – автоматический выключатель, снабжен рейкой сброса с помощью внешнего механического усилия и специальным механизмом независимого расцепления. Помимо того в дифференциальном автомате (в зависимости от типа) может быть установлен четырехполюсный либо двухполюсный автоматический выключатель.

Применение. Дифференциальные автоматы успешно используются в однофазной, трехфазной электрической сети переменного тока. С помощью такого устройства можно существенно при постоянной эксплуатации электрических приборов повысить уровень безопасности. Кроме того дифференциальные автоматы позволяют предотвратить пожары, возникающие в результате возгорания изоляции токоведущих частей электрических приборов. Также используя дифференциальный автомат, можно защитить электрическую сеть в случае короткого замыкания или перегрузки, благодаря автоматическому отключению определенного ее участка.

Как работает дифференциальный автомат – советы электрика

Что такое дифференциальный автомат

Дифференциальный автоматический выключатель – электроприбор, которому присущи вместе функции защитного отключения и выключателя-автомата.

Дифавтомат нужен для того, чтобы предотвратить поражение человека током при касании токоведущих поверхностей электрического оборудования. В этой ситуации будет задействована функция УЗО.
Прибор также спасает электрическую сети от перегрузки и, работая как автомат и предотвращая короткие замыкания.

Как работает дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат имеет два модуля: защитный и рабочий.
Рабочий — автоматический выключатель с особым механизмом расцепления и рейкой сброса. Дифавтоматы разных типов комплектуются автоматами с двумя или четырьмя полюсами.

В дифавтомате как и в автомате, имеется два вида расцепителей:

• электромагнитный, выключающий цепь при КЗ;

• тепловой, срабатывание которого происходит при перегрузке.

Функцию защиты в приборе представляет модуль, выполняющий дифференциальную защиту. Он способен определить ток утечки. Помимо этого, модуль превращает электроток в механическую энергию, которая помогает сбросить выключатель.

Защитный модуль имеет в своем составе вспомогательные устройства, включающие трансформатор, определяющий остаточный ток и усилитель.

Для чего нужен дифференциальный автомат

В устройстве, так же как и в УЗО, роль определителя тока утечки играет особый трансформатор. Он функционирует, основываясь на изменениях, происходящих с дифференциальным током в кабелях, снабжающих электроэнергией электроустановку, обеспечиваемую защитой.

Тока утечки не будет, если изоляция не повреждена или никто не касается токоведущих поверхностей. В этой ситуации нуль и фаза будут иметь равные токи.

Эти токи вызывают в трансформаторе одинаковые встречные магнитные потоки. В итоге ток вторичной обмотки нулевой и магнитная защелка не сработает.
Если образуется утечка, например, если кто-то касается фазного кабеля или повреждается изоляция, нарушается баланс тока и раз балансируются магнитные потоки.

Во вторичной обмотке наводится ток, активизирующий защелку. Сработав, она оказывает влияние на механизм, который расцепляет дифавтомат и контактную цепь.

В каких случаях ставят диф. автомат

Дифференциальный автомат успешно используются в сетях переменного тока. Они увеличивают степень безопасности во время работы разнообразных электроприборов.
Дифференциальный автомат помогают спастись от пожаров, вследствие возгорания изоляции в некоторых электрических приборах.

Источник: http://www.MaloliKto.ru/elektrika/chto-takoe-differentsial-ny-j-avtomat.html

Дифференциальный автомат: схема подключения :

Дифференциальный автомат – это модульное оборудование, которое одновременно сочетает в себе функциональность нескольких устройств.

А точнее, возможности автоматов, защищающих сеть от перегрузок и короткого замыкания (возникновения сверхтоков), и устройство защитного отключения (УЗО) – оборудование, которое защищает людей, а также все то, что может соприкасаться с поврежденной частью провода.

То есть данное устройство реагирует на утечку электричества. Именно поэтому дифференциальный автомат является универсальным и оберегающим вашу сеть.

Основные функции

  1. Защита электрической сети от утечки тока на поверхность земли.
  2. Защита от перегрузок или коротких замыканий в цепях. Другими словами, данное устройство фактически представляет собой автоматический выключатель и УЗО, которые совмещены в едином корпусе.
Дифференциальный автомат или УЗО, благодаря высокому быстродействию, обеспечивает максимальную защиту человека от воздействия электрического тока, в случае его прикосновения к нетоковедущим и токоведущим частям.

В первом случае они могут оказаться под напряжением при нарушении или пробое изоляции оборудования.

Кроме того, данный автомат, подобно обычному автоматическому выключателю, эффективно защищает электрические сети при возникновении в них сверхтоков – перегрузок по току и токов короткого замыкания в электрических сетях.

Способы защиты

Защита человека посредством дифференциальных автоматов осуществляется следующим образом.

При нормальном режиме работы электрических приборов цепи происходит регулярное сравнение по нейтрали выходящего и входящего электрического тока.

Обратите внимание

В случае обнаружения разницы, значение которой может представлять опасность для жизни человека, происходит осечка, то есть обесточивание защищаемой электрической цепи.

Защита электрической цепи от перегрузок и по току короткого замыкания организована посредством модуля защиты (автоматического выключателя), который встроен в дифференциальный автомат. В результате при прохождении токов, которые превышают номинал по току самого дифференциального устройства, моментально сработает автомат, а неисправная цепь окажется без электрического напряжения.

Основные составляющие

Внутри дифференциального автомата происходит последовательное подключение узлов.

1. Узлы автоматических выключателей:

  • биметаллическая пластина (тепловой расцепитель), которая защищает от перегрузки;
  • магнитный расцепитель, предохраняющий от сверхкороткого замыкания.

2. Модуль дифференциальной защиты (электронный усилитель):

  • электронный усилитель, оборудованный катушкой электромагнита;
  • трансформатор, состоящий из тороидального сердечника, предохраняет от утечки электрического тока и защищает человека от электрического удара.

Как выбрать дифференциальный автомат

Выбирается данное электрическое устройство исходя из расчетного и суммарного тока утечки. Следует выбирать такое оборудование, которое обладает максимальной коммутационной способностью, для оконечных устройств – на уровне 3000 A, для групповых – 6000 A.

Из многочисленного количества электронных дифференциальных автоматов желательно выбирать с защитой от обрыва нулевого проводника. Так как обрыв может спровоцировать потерю автоматами напряжения питания, что в результате делает их неработоспособными.

На что обратить внимание при выборе

Если рассматривать типы дифференциальных автоматов, то стоит еще раз обратить внимание на то, что данное оборудование является прекрасным решением для обеспечения безопасной электрической проводки.

Вообще, типы дифференциальных устройств существенно различаются между собой как по стоимости, так и по техническим характеристикам. Поэтому, выбирая дифференциальный автомат (схема ниже), необходимо ориентироваться в первую очередь на токовые показатели и только после на стоимость.

Принцип действия

Данные устройства, как правило, изготавливаются из диэлектрических материалов (практически не проводящих ток).

Рабочая часть дифференциального оборудования состоит из рейки сброса, которая обеспечивает внешнее отключение, и механизма, выполняющего независимое расцепление.

На защитную часть возложено выявление утечки электрического тока и последующее отключение питания путем сброса выключателя.

Помимо этого в конструкцию входят расцепители: электромагнитный и тепловой. Последний срабатывает при обнаружении перегрузки в сети, первый в случае замыкания отключает линию.

Фактами утечек занимается трансформатор, который фиксирует в проводниках, которые подают питание защищаемой группе, изменения напряжения. Расцепление автомата происходит при обнаружении утечки – присутствии во вторичной обмотке тока.

Схема подключения дифференциального автомата

Установка дифференциального устройства довольно проста: его закрепляют на монтажной DIN-рейке распределительного щита посредством защелки, которая располагается на задней части корпуса.

В обязательном порядке необходимо выполнить заземление, так как без него не допускается эксплуатировать дифференциальный автомат. После выполнения монтажа осуществляется проверка оборудования под нагрузкой.

Нажимается кнопка «Тест», в результате выключатель должен моментально отключиться.

Важно подобрать соответствующее количество ампер и рассчитать нагрузку потребителей, чтобы избежать перегрузки, за которой последует его отключение.

Подключение дифференциального автомата возможно по следующим схемам:

  1. Дифференциальное устройство подключается на вводе. Подобная схема обеспечит защиту всех групп электрической цепи.
  2. Отдельный автомат устанавливается на каждую цепь питания. Он защищает все элементы, подключенные к ней.

Для первого случая характерен один недостаток. Когда происходит отключение автомата, обесточивается вся сеть. Во втором случае происходит отключение лишь отдельной группы, что намного практичней и удобней. Но в то же время первая схема подключения дифференциального автомата занимает мало места, а главное, обходится дешевле.

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.

Меры предосторожности

Дифференциальное устройства запрещается устанавливать на группу розеток, к которым планируется подключение персональных компьютеров, так как они могут спровоцировать ложные срабатывания, что приведет к порче вычислительной техники.

Кроме того, не допускается объединять линию других автоматов с нулевой линией, так как по этим линиям протекают абсолютно разные токи, что также приведет к отключению дифференциального автомата.

Источник: https://www.syl.ru/article/190179/new_differentsialnyiy-avtomat-shema-podklyucheniya

Дифференциальный автомат и принцип его работы

Дифференциальный автомат — оборудование, которое совмещает в себе свойства УЗО и автомата. Основное назначение устройства — обеспечение защиты от ударов током в условиях контакта с элементами, проводящими его, в условиях утечки или проблем в функционировании.

Двухфазный дифференциальный автомат

Выключатель дифференциального тока по своей конструкции состоит из двух базовых элементов:

  • Рабочая часть — собственно, автомат, в котором предусмотрено наличие расцепляющего механизма и специальной рейки, срабатывающей под внешним воздействием механического характера. В зависимости от модели оборудования, выключатель в его конструкции может иметь два или четыре полюса
  • Расцепители — как и в выключателе обычного типа, их предусмотрено два: тепловой и электромагнитный. Первый включается в работу в условиях перегрузки, второй обесточивает линию при возникновении короткого замыкания
  • Защитная часть — речь идет об основном элементе, отвечающем за защиту дифференциального типа. Именно он устанавливает факт утечки. Также данный элемент участвует в процессе преобразования тока, и, таким образом, производит сброс посредством рейки. Защитный модуль должен иметь доступ к питанию, и именно по этой причине он активизируется вместе с автоматом. Процесс происходит в определенной последовательности.

Дифференциальный автомат с с кнопкой проверки работоспособности

Принцип работы

Автоматический выключатель дифференциального тока функционирует примерно по тому же принципу, что и УЗО.

Факт утечки регистрируется посредством трансформатора, принцип функционирования которого базируется на вариации показателей проводниковых токов, обеспечивающих подачу энергии к защитной установке.

В том случае, если изоляция является целой, а с элементами, проводящими ток, не устанавливается никаких контактов, утечку можно считать отсутствующей. В фазах и на нуле токи будут иметь одинаковые значения.

Электрический ток появляется в конструкции обмотки вторичного типа. В таких условиях начинает функционировать специальная защелка. Она оказывает определенное воздействие на механизм, который отвечает за разъединение системы контактов и самого оборудования.

Дифавтомат для нескольких цепей

Сфера применения

Дифференциальный выключатель автоматического типа подходит для применения в сетях с любыми характеристиками. Сети могут иметь три, одну фазу.

Дифференцированный автоматический выключатель, выбранный правильно, существенным образом повышает безопасность эксплуатации бытовой техники, различных приборов. Эксплуатация может быть регулярной и даже постоянной. Качественные автоматы защиты электросети — это гарантированная защита от пожаров.

Как известно, они нередко появляются в условиях возгорания, деформации целостности изоляции элементов, проводящих ток, в конструкции разных моделей бытовой техники.

Автомат в электрическом щитке

Как подключить

Разобравшись с тем, что такое дифавтомат в электрике, следует получить представление о принципах его подключения. Они являются примерно теми же, что и в случае с обычным УЗО. Правила таковы:

  • Точно так же, как и УЗО, электрические автоматы защиты требуют подключения нолей и фаз цепей, защиту которых необходимо обеспечить
  • Запрещено соединять провод, идущий из конструкции автомата, с аналогичными элементами нулевого значения. В таких условиях оборудование просто выйдет из строя, с учетом того, что показатели токов в проводах будут различаться.

Схемы подключения

Если автомат защиты ставится на все группы, то его провода подсоединяются к клеммам, расположенным наверху. К клеммам, расположенным внизу, подводится нагрузка, которая идет от каждой из групп. Следует заранее разделить выключатели.

У такой схемы есть преимущества, но есть и недостатки: группы деактивируются, если автомат срабатывает в аварийном режиме. То же самое происходит и в условиях появления проблем в работе любой из имеющихся групп.

Чтобы свести к минимуму риск такого срабатывания в помещениях жилого типа, в том числе, с ветхой проводкой, можно установить дифференцированный автомат защиты по току, запрограммированный на включение в условиях с определенными показателями утечки — 30 мА.

Сборка электрического щитка в помещении

Важно

Специалисты рекомендуют выбирать для подключения вторую схему: автомат защиты сети подсоединяется к конкретной электрической группе. Схема актуальна даже для тех помещений, в которых уровень влажности воздуха является достаточно высоким. Это кухни, санузлы. Подобная схема выбирается и для помещений, к безопасности которых предъявляются особые требования.

Следует отметить, что защита конкретной группы является более эффективной, чем защита сразу нескольких групп. И речь идет не только о безопасности. Важным аргументом в пользу выбора второй схемы можно считать функциональность.

Селективная схема

Дифференциальные автоматы могут быть подключены по селективной или по другой схеме. Проще всего рассмотреть преимущества и недостатки каждой из схем на примере многоквартирного дома.

  • Селективная схема — при таком подключении даже в условиях утечки от питания будет отключен только тот объект (квартира), в котором произошла авария. Общий автомат будет продолжать работу, и другие объекты — квартиры, в которых системы не были повреждены — будут получать электричество в нужном объеме
  • Не селективная схема — такое подключение не гарантирует того, что питание будет обеспечиваться. Объект, на котором зарегистрированы неполадки, будет обесточен, а вместе с ним — и тот автомат, который расположен за его пределами. Сразу же будет деактивирована деформированная электролиния, вслед за ней отключатся и целые линии. Причина — в том, что автомат, установленный на площадке, имеет свои показатели утечки, а элементы отходящего типа — совершенно другие.
Селективная схема подключения автоматов к сети

Посмотрите короткое видео о том, что будет если неправильно выбрать общий неселективный дифавтомат

Особенности установки

Сегодня наиболее распространены дифференциальные выключатели, у которых номинал утечки составляет максимум 30 мА. Такие модели устанавливаются в сетях с тремя, одной фазами.

Перед тем, как перейти к их установке, следует как можно более точно определить функциональные характеристики оборудования, его возможности. Также рекомендуется принимать во внимание число потребителей электроэнергии, имеющих доступ к цепи.

Это поможет снизить риск ложных срабатываний в условиях перегрузки.

Специфика выбора

Часто перед потребителями электроэнергии встает вопрос: что предпочесть — дифференциальный автомат или УЗО? Однозначного ответа на него просто нет, ведь выбор обуславливается целым рядом факторов.

  • Конструкция щитка, наличие в нем свободного места — даже если проводка реконструируется, этот элемент практически не изменяется. Желание установить то или иное оборудование в щитке может не получиться реализовать — в нем попросту может не быть места для него. Дифференциальное оборудование занимает меньше места, чем УЗО. Однако УЗО должно иметь защиту, которую ему обеспечивает автомат. Таким образом, устанавливаются оба устройства, и УЗО займет в щитке больше места
  • Цели подключения — если принципиальное значение имеет защита от тока бытовой техники, то вполне хватит и дифференциального автомата. В том случае, если требуется защита не отдельной единицы, но нескольких розеток, имеет смысл установить УЗО. Как только будет зарегистрировано превышение мощности, дифференциальный автомат сразу же будет деактивирован, что повлечет за собой необходимость в замене на более высокий номинал. Если речь идет об УЗО, то все, что потребуется сделать — заменить автомат. В данном случае, имеет значение финансовый вопрос: что обойдется дешевле — автомат или дифференциальное оборудование?

УЗО+автомат и дифавтомат

Источник: http://ProKommunikacii.ru/elektrika/uzo-i-avtomaty/differencialnyjj-avtomat-i-princip-ego-raboty.html

Как работает дифференциальный автомат – Электро-сантехник

Помните, я рассказывал о том, как работает УЗО? Тогда мы выяснили, что УЗО защищает от утечки электрического тока. Если на линии произойдёт короткое замыкание или перегрузка, УЗО на это никак не отреагирует. Поэтому к нему обязательна дополнительная установка автомата или группы автоматов.

А что делать, если в щитке мало места? А если есть несколько линий, которые необходимо защитить, каждую отдельно? Это же сколько места надо выделить для установки кучи УЗО и автоматов?

В таких случаях, на помощь приходят дифференциальные автоматы.

Что такое дифавтомат?

Дифавтомат или дифференциальный автоматический выключатель – это УЗО и автомат в одном корпусе. Одновременная защита от утечки, КЗ и перегрузки. Как шампунь “три в одном”, только лучше.

Внешне дифавтомат выглядит также, как и дифреле. Вот кстати, даже в названиях люди часто путаются. Дифреле – это УЗО или по научному ВД – выключатель дифференциальный.

Дифавтомат – это и есть дифавтомат или АВДТ – автоматический выключатель дифференциального тока. Приставка “диф” не даёт права считать два разных прибора одинаковыми.

А то мне тут один продавец доказывал, что всё это одинаково, просто разные производители по разному называют. Типа маркетинг такой.

Как отличить дифавтомат от УЗО?

Легче всего их отличать по маркировке номинального тока на корпусе.

На фото, слева маркировка C16/30. Это дифавтомат на 16А с время-токовой характеристикой типа С (или В) и током отключения 30мА. Справа УЗО, у него маркировка 25А без указания типа ВТХ или проще, без буквы.

Ещё отличить можно по схемке, нарисованной на корпусе. Объяснять, как отличать, не буду. Если умеете читать схемы, моё объяснение не нужно. Если не умеете, легко запутаться. Лучше смотрите на буковки перед амперами.

Как работает дифавтомат?

Прежде всего дифавтомат работает как полноценное УЗО. Он видит утечку электрического тока на сторону, допустим на человека или на заземлённый корпус. Алгоритм действий дифа простой – дотронулись до оголённого контакта, получили небольшой удар током, диф отключился.

Удар током будет обязательно, пусть небольшой, но будет. Чтобы дифзащита увидела утечку, утечка должна произойти, хоть и через вашу мокрую руку. Поэтому пару милисекунд придётся потерпеть. Неприятно? Согласен.

Но УЗО и дифавтомат защищают жизнь, а не избавляют от неприятных ощущений.

Совет

Ещё дифавтомат работает как обычный автомат. Сунули заколку для волос в розетку, он раз и отключился. Сработала защита от короткого замыкания.

Или допустим, на одну линию напихали обогревателей килоВатт на шесть, а дифавтомат стоит на 16А. Он минут 10 потерпит, а потом посмотрит, что его хозяин и здравый ум живут в разных квартирах, раз и отключится. Это сработает тепловая защита.

А ещё есть дифференциальные автоматы, которые занимают место в щитке, как один обычный автомат. Очень удобно. Жаль только, что ограниченное количество фирм их выпускают.

Когда не работает дифавтомат?

Вернее, когда он не будет защищать? А защищать он не будет тогда, когда вы решите залезть на диван в тапках и сунуть в розетку два гвоздя вместо заколки.

Дифференциальное реле внутри дифа не отключится, потому что утечки на землю через вас нету. Помните? Вы же на диване в тапках. И короткого замыкания не получится.

Дифавтомат примет вас за нормально работающий электроприбор. Мощный только. Но, лучше так не экспериментировать.

Для проверки защиты на каждом дифавтомате есть кнопочка “Тест”. Вот её раз в месяц и нажимаем. Нажали. Отключился? Отлично, пусть работает дальше. Не отключился? Выкидываем в мусор. Ставим новый.
Конец.

Соблюдайте правила техники безопасности! Удачи!
Владимир.

Источник: http://elektrosantehnik.ru/kak-rabotaet-difavtomat.html

Дифференциальный автомат: как подключить, устройство, применение, советы электриков

Наличие защитной автоматики на вводе напряжения в квартиру или частный дом – это необходимость, продиктованная обеспечением безопасности. На прилавках магазинов сегодня можно найти разнообразные устройства, которые могут помочь в решении этого вопроса.

Но зачастую люди не до конца понимают, для чего предназначено то или иное устройство, путая, к примеру, УЗО с другими видами защиты.

Данная статья приоткроет завесу и объяснит, что такое дифференциальный автомат, как подключить подобное устройство, на что стоит обратить внимание при выборе.

Что собой представляет подобное защитное устройство

Дифференциальные автоматы устанавливаются в водных распределительных щитах и оберегают человека от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции на корпус бытового прибора, а также короткого замыкания. Это технически сложный прибор, который объединяет в себе свойства УЗО и автоматического выключателя. На упомянутых устройствах стоит остановиться подробнее, чтобы понять выполняемую ими работу.

Автоматический выключатель: устройство и принцип действия

Такое устройство предназначено для защиты домашней или промышленной электросети от перегрузки и короткого замыкания. Автомат состоит из соленоида и подвижного штока.

При нормальной нагрузке напряжение на катушке удерживает шток в нейтральном положении. В случае короткого замыкания или перегрузки сети соленоид выталкивает шток, который размыкает контакт.

В результате этого подача напряжения в помещения прекращается.

Устройство защитного отключения: какие функции оно выполняет

УЗО действует по совершенно иному сценарию. Через него проходят оба провода – фазный и нулевой. При подаче напряжения, ток на обоих жилах сбалансирован.

В случае пробоя изоляции на корпус бытового прибора и прикосновении к нему человека, разность потенциалов изменяется, в результате чего автоматика срабатывает, отключая питание.

Реакция УЗО на аварийную ситуацию моментальна, она составляет доли секунды, что позволяет защитить человека от наступления последствий поражения электрическим током.

Проблема устройства защитного отключения в том, что оно не реагирует на короткое замыкание. Именно поэтому УЗО устанавливают в паре с автоматическим выключателем. В противном случае при возникновении КЗ устройство просто сгорит, так и не отключив подачу электроэнергии на силовую сеть квартиры или частного дома, что может привести к плачевному результату.

Вопрос комплексной защиты можно решить иным способом, установив вместо пары «отсекатель/УЗО» дифференциальный автомат. Такое решение имеет как множество достоинств, так и недостатков, а значит, следует разобраться в этом подробнее.

Особенности дифференциальных автоматов и их принцип работы

Подобные защитные устройства способны отключить подачу электроэнергии на силовую сеть квартиры при перегрузке или коротком замыкании, но в то же время срабатывают и на утечку тока, по аналогии с УЗО.

Трехфазные или однофазные дифференциальные автоматы обеспечивают комплексную защиту, направленную на предупреждение выгорания проводки и поражения человека при соприкосновении с поверхностями, оказавшимися под напряжением.

Для проверки работоспособности и качества обеспечиваемой защиты можно провести небольшой опыт. Ровно срезанный кабель, подключенный к обычному автоматическому выключателю, опускают в ведро с обычной водопроводной водой.

Обратите внимание

При этом совершенно ничего не происходит, что неудивительно – солей в такой жидкости мало, полноценным проводником она стать не может. Далее кабель подключается через установленный дифавтомат. При опускании обрезанного края в воду происходит моментальная отсечка, устройство отключается.

Этот опыт явно доказывает преимущество дифференциального автомата перед обычным.

Достоинства и недостатки подобных защитных устройств

Положительных качеств у подобного оборудования достаточно. АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока) значительно экономит место в распределительном щите.

Особенно это важно, когда на ДИН-рейке в небольшом боксе необходимо уместить множество устройств. При применении АВДТ монтаж становится значительно проще – отсутствуют лишние провода и соединения.

Качество защиты устройства также на довольно высоком уровне. Однако без недостатков тоже не обошлось.

Стоимость любого типа дифференциального автомата (однофазный или трехфазный, вводной или отдельный) значительна. Она превышает, к примеру, цену, которую придется заплатить за УЗО. При этом если АВДТ отключился, бывает сложно понять причину – перегрузка это, короткое замыкание или утечка тока.

Конечно, на российском рынке сегодня предлагаются устройства со специальной индикацией, но стоимость их еще выше.

Проблему составляет и поломка – при выходе из строя одного узла придется менять АВДТ целиком, в то время как при установке пары «автомат/УЗО» есть возможность поменять лишь один из элементов защиты.

Как подключить дифференциальный автомат в щитке: нюансы и часто допускаемые ошибки

При монтаже АВДТ неопытные домашние мастера довольно часто идут по неверному пути. В основном причиной этому становится недостаточный объем знаний по темам защитного заземления и зануления. Результатом будет беспричинное периодическое отключение автоматики.

Несмотря на отличия дифференциального автомата и УЗО, суть монтажа у этих устройств схожа. Если в процессе работы нейтраль соприкасается с заземлением, АВДТ расценивает это как утечку и отключает напряжение. Это очень важный момент, который нельзя упускать из виду. Дифференциальный автомат может срабатывать и при неправильной разводке домашней электросети, ошибках в монтаже розеток.

Порядок подключения: пошаговая инструкция

Если полностью понять суть алгоритма работ, то сложностей при их выполнении не возникнет. Перед тем как подключить дифференциальный автомат в щитке, напряжение необходимо снять, это обязательное условие.

Убедившись в отсутствии тока при помощи индикаторной отвертки, можно приступить к монтажу. АВДТ устанавливается после прибора учета электроэнергии. Между ним и счетчиком дополнительная защита, как в случае с УЗО, не требуется.

Убедившись, что маркировки на лицевой стороне не перевернуты, можно зафиксировать устройство на ДИН-рейке.

Важно

Контакты на корпусе дифавтомата отмечены литерами N (нейтраль) и цифрами 1, 2, 3 (если прибор однофазный, то только единицей). К верхним контактам АВДТ подходит ввод, снизу идет распределение по группам.

Заземляющий провод не соприкасается с контактами, он тянется напрямую от шины в щите к главной распределительной коробке квартиры. Вот и ответ на вопрос, как правильно подключить дифференциальный автомат.

Однако даже при безошибочном монтаже в работе АВДТ могут возникнуть сбои.

Почему дифавтомат отключается без видимой причины

Чаще всего проблема заключается в неправильном подключении розеток. Многие «умельцы» считают, что если поставить перемычку с нулевого контакта на заземляющий, дорогой бытовой прибор будет основательно защищен. Это довольно опасное заблуждение. Для того чтобы понять причину, остановимся немного подробнее на теории.

К розетке, в идеале, подходят три жилы – фаза, нейтраль и заземление. Последние две расключены в распределительном щите по всем правилам. Происходит пробой фазного провода на корпус бытового прибора.

При соприкосновении человека с металлической поверхностью, оказавшейся под напряжением, ток устремляется по пути наименьшего сопротивления, через тело к земле.

Именно это и создает утечку, которую улавливает дифференциальный автомат, моментально отключая подачу электроэнергии.

Теперь стоит рассмотреть, что происходит при соединении нулевого провода с заземляющим контактом.

При отсутствии нагрузки на розетке никаких изменений АВДТ не улавливает, однако стоит включить в нее любой бытовой прибор, имеющий на вилке заземляющий контакт, как происходит повторение описанного выше – кратковременная небольшая утечка приводит к отсечке, электроэнергия отключается. Именно поэтому перед тем, как подключить дифференциальный автомат, стоит проверить разводку розеток, если их монтаж производился не самим домашним мастером.

Монтаж АВДТ без заземляющей шины

В распределительных щитах домов старой постройки редко можно встретить шину заземления. Это не мешает монтажу, но значительно повышает опасность поражения электрическим током.

Перед тем как подключить дифференциальный автомат без заземления стоит подумать, есть ли смысл приобретать дорогостоящее устройство.

Совет

Да, оно защитит от коротких замыканий, перегрузки и резких скачков напряжения, но с этим справится и обычный автоматический выключатель.

Если приобретен частный дом и контур заземления вокруг него отсутствует, ради собственной безопасности и для защиты бытовой техники имеет смысл его оборудовать. Много времени это не займет, да и здоровье близких дороже. Для многоквартирных домов такое тоже возможно, но сопряжено с некоторыми трудностями при согласовании.

Обычный и раздельный монтаж АВДТ: отличия

В зависимости от количества потребителей и влажности в помещении, где устанавливается распределительный щит, применяют разные типы подключения. Если квартира небольшая и нагрузка на электросеть невелика, монтаж производится обычным способом – дифференциальный автомат устанавливается после прибора учета электроэнергии и отвечает за защиту всех групп. Однако этого не всегда достаточно.

Так как подключить дифференциальные автоматы, если потребляемая мощность велика или влажность в помещении повышена? В этом случае придется приобрести несколько защитных устройств, установив каждый на отдельную группу. Схема подключения такова. Питание распределяется по группам, к примеру:

  1. Кухонные бытовые приборы.
  2. Спальня и прихожая.
  3. Гостиная и детская.

При таком расключении потребуется 3 дифавтомата, питание к которым подключается после счетчика в параллель. От каждого из них, в этом случае, будет отходить отдельная линия. Подобная установка дифавтоматов увеличивает финансовые затраты, но значительно улучшает защитные характеристики всей схемы.

Среди специалистов ведется достаточно много споров о рациональности применения дифференциальных автоматов. Но иногда у мастера просто нет другого выхода – места в распределительных шкафах не всегда достаточно.

Можно отметить одно – приобретая подобное защитное оборудование, не стоит стараться приобрести что-то подешевле.

Лучше отдать предпочтение более дорогим изделиям известных фирм-производителей, которые зарекомендовали себя на российском рынке с положительной стороны.

В заключение темы

Установка защитной автоматики необходима, спорить с этим утверждением бессмысленно. Но следует понимать, что все действия надо выполнять, соблюдая правила и технику безопасности.

Если внимательно разобраться с вопросом, как подключить дифференциальный автомат лишь один раз, впоследствии никаких сложностей подобная работа не вызовет. Главное – это правильный выбор защитного устройства.

Если домашний мастер с ним не ошибся, АВДТ прослужит долгое время, исключив саму возможность возникновения аварийных и опасных ситуаций.

Источник: https://autogear.ru/article/441/584/differentsialnyiy-avtomat-kak-podklyuchit-ustroystvo-primenenie-sovetyi-elektrikov/

Что такое дифференциальный автомат и для чего он нужен

Дифференциальный аппарат представляет собой устройство, сочетающее в себе функционал автоматического выключателя и устройства защитного отключения (УЗО). Приспособление советуют обязательно монтировать еще на этапе обустройства или замены проводки.

Назначение

Основная цель использования устройства – защита людей от поражения электрическим током. Прибор фиксирует случаи короткого замыкания, обнаруживает малейшие признаки утечки электричества сквозь компоненты с токопроводящими свойствами в случаях, когда они повреждены.

За счет прибора простой конструкции удается защитить дома или квартиру от опасных ситуаций, связанных с проблемами с электрическим током.

Плюсы и минусы применения

Ключевым достоинством применения эксперты называют отсутствие необходимости в отдельной покупке устройства защитного отключения, поскольку функциональные возможности дифференциального аппарата рассчитаны на то, чтобы справляться и с задачами упомянутого устройства.

Один прибор, сочетающий опции автоматического выключателя и УЗО, существенно экономит свободное пространство. В электрическом щитке для него достаточно 17,5 миллиметров, именно такая ширина аппарата.

К минусам относят невозможность замены одного из неисправных компонентов прибора: в таком случае предвидятся расходы на покупку нового устройства.

Конструкционные особенности

Аппарат в классическом исполнении состоит из электромагнитного и электрического расцепителей, а также дифференциального трансформатора.

Трансформатор отслеживает токовые нагрузки в проводниках, если показатели выходят за пределы нормы, может запускаться функция отключения электроцепи.

Электрический расцепитель воздействует на механизм отключения, срабатывает, как только нагрузочный ток демонстрирует пиковые значения. Отключение происходит практически внезапно, без выдержки, буквально за доли секунды.

Тепловой расцепитель отслеживает не короткие замыкания, а перегрузки. В его основе – пластина, выполненная из биметалла, которая изгибается, воздействуя на отключающий механизм.

Особенности выбора

Принимая решение купить дифференциальный автомат, ориентируются на ключевые параметры выбора.

Обычно принимают во внимание показатели номинального тока, класс токоограничения и дифференциальной защиты, время-токовую характеристику, условия применения, отключающую способность и значения дифференциального тока утечки.

Узнать больше о дифференциальном аппарате и сделать правильный выбор поможет информация на сайте elswi.by.

Дифференциальный автоматический выключатель тока — для чего нужен, схема подключения (в том числе в однофазной сети)

Автоматический дифференциальный переключатель необходим для защиты электролинии от превышения напряжения и короткого замыкания. Электромеханическое устройство также защищает человека от поражения током при наличии утечки. Схема подключения дифавтомата подбирается с учетом количества фаз сети и специфики прибора (функции УЗО и защитного автомата).

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 352
Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/shema-podklucenia-difavtomata/

Назначение дифференциального автоматического выключателя

Дифавтомат представляет собой электромеханический защитный прибор, предназначенный для следующих целей:

  • отключения напряжения при кратковременном замыкании проводов в сети;
  • защиты потребителей электрической энергии от колебаний напряжения;
  • предотвращения подачи электроэнергии при аварийной утечке тока.

В общем корпусе дифференциального автомата объединено компактное устройство защитного отключения и выключатель-автомат.

Дифференциальный автомат состоит из двух защитных устройств

В случае касания человека с токоведущими элементами электрических приборов и оголёнными проводами срабатывает как устройство защитного отключения, мгновенно обесточивая цепи питания.

При перегрузке, вызванной включением мощных бытовых приборов или внешними факторами, а также в случае замыкания, прибор отключает подачу электрической энергии. В этой ситуации он функционирует как выключатель дифференциального тока.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 948
Источник: https://tehznatok.com/kak-podklyuchit/differentsialnyiy-avtomaticheskiy-vyiklyuchatel.html

Как выбрать светильник, полезные советы

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 43
Источник: https://ElektrikExpert.ru/difavtomat.html

Конструкция и принцип работы дифференциального выключателя

Все корпуса дифавтоматов изготавливаются с использованием не проводящих электрический ток материалов. На задней стенке модуля устанавливается защелка для крепления к DIN-рейки. Монтаж устройства выполняется так же, как и простого автоматического выключателя или УЗО. В однофазных сетях с напряжением 220 В устанавливаются двухполюсные модули с четырьмя контактами, для ввода и вывода фазных и нулевых проводников. В трехфазных сетях с напряжением в 380 В используются четырехполюсные дифавтоматы с восемью контактами, для подключения входных и выходных проводников трех фаз и нейтрали.

Защиту цепей электропитания в дифференциальном автомате от КЗ и перегрузок по мощности выполняет встроенный блок автоматического выключения, состоящий из механизма расцепления электрических контактных площадок, который срабатывает на выключение подачи электроэнергии при превышении расчетного тока нагрузки. Кроме этого, модуль дифавтомата снабжен специальной рейкой ручного включения/выключения. Для защиты людей и животных от удара электрическим током предназначен второй блок дифавтомата, включающий в себя управляющий дифференциальный трансформатор с электромагнитной катушкой выключения устройства, мгновенно обесточивающей сеть при опасной разнице значений между входной и выходной величиной тока.

Дифференциальные автоматические выключатели с успехом используется как в трехфазных, так однофазных линиях передачи переменного электрического тока. Эти электротехнические изделия в значительной степени повышают безопасность эксплуатации различной бытовой техники и электроприборов. Но для того чтобы дифавтомат выполнял свои защитные функции, его необходимо правильно подключить к сети, соблюдая нормы ПУЭ (правил устройства электроустановок). Ниже мы рассмотрим схемы подключения дифференциальных защитных автоматов.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1869
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html

Преимущества и недостатки дифавтоматов

Очевидным плюсом выбора этого устройства является надежная защита электросети (только при соблюдении правил установки). Кроме того, достаточно выбрать прибор с номинальным значением тока, к которому не придется искать подходящее УЗО (оно уже встроено в автомат). Еще это значительно облегчает процесс установки автоматики в электрощите.

Тем не менее, каждое устройство имеет недостатки, в том числе и дифавтомат. Так, при наличии устройства без специального флажка, не получится определить, по какой причине произошло отключение питания на данный момент. Поэтому следует избегать приобретения подобного оборудования.

Видео – Принцип работы дифавтомата

Кроме того, если произойдет поломка только одной части дифавтомата, придется менять устройство целиком. Это будет стоить дороже, чем замена только автоматического выключателя или УЗО.

При этом следует учитывать, что не в каждом городе имеется большой выбор похожих устройств. Поэтому, если дифавтомат выйдет из строя, жильцам придется немало времени просидеть без электричества. Чтобы избежать такой проблемы, рекомендуется ставить дифференциальный автомат только в те точки, где он действительно необходим.

Цены на дифавтоматы

Дифавтомат

Блок: 3/13 | Кол-во символов: 1232
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Стоит ли покупать индукционную плиту, преимущества и недостатки

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 67
Источник: https://ElektrikExpert.ru/difavtomat.html

Схемы подключения

Дифавтомат на вводе

Вне зависимости от схемы подключение автоматов производится на фазу или нейтраль только той цепи, для защиты которой они нужны.

АВДТ на вводе

Прибор устанавливается в щиток и защищает ответвления проводки и группы, к которым подкинут. Вводный автомат нужно подбирать с учетом мощности и рабочих особенностей сети. Вначале ставится счетчик, а потом аппарат. Все электроконтуры подводятся на выход АВДТ. Для каждой цепи монтируется индивидуальный концевой выключатель.

Токовую нагрузку требуется подбирать с учетом мощности единовременно включенной бытовой техники и параметрами электрического счетчика. Автомат должен срабатывать раньше, чем предохранитель учетного устройства.

Данное соединение имеет несколько плюсов:

  • экономия средств на покупку одного прибора;
  • компактность щитка – автомат не занимает много места.

Недостатки подключения – длительный поиск неисправной ветки, причины сбоя и полное обесточивание помещения при проблемах.

Двухуровневое подсоединение

Двухуровневое подключение

Подключить к разветвленной сети автомат нужно поярусно. На первом уровне после счетчика ставится АВДТ – через него проходит основная нагрузка. Выходные кабели подкидываются на автоматы по количеству контуров помещения.

На втором уровне можно подсоединить маломощные устройства с минимальным порогом токовой утечки. Отдельный контур понадобится выделить под стиральный прибор, джакузи, душевую кабинку с электроподогревом.

Двухуровневая система имеет несколько преимуществ:

  • безопасность – сеть защищена от перепадов напряжения и короткого замыкания;
  • надежность – аппарат первого уровня дублирует работу последующих УЗО и выключает энергию одновременно с ними;
  • быстрое обнаружение неисправного участка;
  • обесточивание только одного помещения на время ремонта;
  • возможность реализации при многоконтурной разветвленной линии.

Минус схемы – затраты на приобретение дифавтоматов и поиск места для их монтажа.

Одноуровневый тип подключения

Подсоединение похоже на одноуровневое с разницей в том, что общий аппарат не ставится. Для упорядочивания кабелей и простоты монтажных работ используется коммутационная шина. Недостаток способа заключается в отсутствии дублирующего прибора с дополнительной защиты.

Одноуровневая схема подойдет для разветвленной сети с несколькими контурами.

Монтаж дифавтоматов без заземления

В домах старой застройки заземление не предусматривалось, поэтому на сегодняшний день существуют риски поражения током жильцов и поломок техники.

Особенность подключения защитного дифавтомата к незаземленной однофазной или трехфазной сети заключается в функциональной замене устройством провода земли. После обнаружения токовой утечки происходит быстрый разрыв цепи. Прибор обеспечивает дополнительную защиту бытовой техники от влияний перепадов напряжения или коротких замыканий.

Особенности схемы для трехфазной линии

Трехфазная сеть с напряжением 380 В организуется в магазинах, гаражах, промышленных помещениях. Чтобы правильно и быстро подключить защитный дифавтомат, необходимо учитывать алгоритм для линии в 220 В.

Подсоединение проводов осуществляется зажимными клеммами по маркировкам на корпусе прибора:

  • фазный провод обозначается буквой L;
  • нейтральный кабель маркируется как N;
  • для обозначения подводящего проводника используется цифра 1;
  • отводящий провод обозначается цифрой 2.

Электрический контур схемы для трехфазной линии должен иметь жилу заземления.

Нюансы установки селективных моделей

Селективный дифференциальный автомат

Применение селективного дифавтомата как основного устройства допустимо только в двухуровневой схеме. Аппарат с маркировкой S имеет большее время срабатывания и деактивирует приборы второго уровня без отключения линии.

Селективные приборы могут подключаться так:

  • ток утечки фиксируется автоматами двух уровней, срабатывающими по принципу случайности;
  • если время срабатывания основного АВДТ больше, аппарат второго уровня срабатывает в первую очередь;
  • при поломке обесточивается один контур, остальная линия находится под напряжением.

Принцип селективности обеспечивает применение дифавтоматов со сходным порогом токовой утечки.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 4116
Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/shema-podklucenia-difavtomata/

Схемы подключения

Основное правило, которое должна учитывать любая схема подключения дифференциального автомата, гласит: АВДТ нужно подсоединять к фазам и нулевому проводнику исключительно той линии или ответвления, для защиты которой предназначен этот прибор.

Вводной автомат

Дифференциальный автомат в щитке в этом случае устанавливается на вводном проводе. Такая схема подключения дифавтомата получила свое название потому, что устройство защищает все группы и ветки сети, к которой оно подсоединено.

При подборе АВДТ для этой схемы необходимо учитывать все рабочие параметры линии, в том числе и потребляемую мощность. Такой способ подключения защитного устройства имеет ряд плюсов, к которым относятся:

  • Экономия, поскольку на всю сеть устанавливается единственный автомат.
  • Компактность, так как одно устройство не занимает в щитке много места.

Минусы этой схемы таковы:

  • При возникновении нарушений в сети обесточивается вся квартира или дом.
  • При любой неисправности на ее поиск и устранение уйдет много времени, поскольку нужно будет найти ветку, на которой произошел сбой, а также установить конкретную причину неполадок.

Наглядные схемы подключения дифавтоматов на видео:

Отдельные автоматы

Этот метод подключения предусматривает установку нескольких дифференциальных АВ. Установка дифавтомата производится на каждую отдельную ветку или мощный потребитель. Кроме того, дополнительный АВДТ ставится перед группой самих защитных устройств. К примеру, на осветительные приборы устанавливается один аппарат, на розеточную группу – другой, а на электроплиту – третий.

Преимуществом этого способа является максимальный уровень обеспечения безопасности, а также достаточно легкий поиск возможных неисправностей. Недостаток его – большие затраты, связанные с покупкой нескольких дифференциальных автоматов.

Блок: 4/9 | Кол-во символов: 1809
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat

Правила выбора схемы подключения

Простое подсоединение

При подключении дифавтомата нужно ориентироваться на параметры сети, тип помещения и финансовые возможности.

Простое подсоединение

Дом в сельской местности или дача не нуждаются в большом количестве устройств. В дачной постройке достаточно поставить один прибор на ввод и вывести отдельные линии для системы освещения и розеток. При наличии токовой утечки на любой линии общий АВДТ сработает, обесточив все магистрали.

До конца устранения поломки в доме не будет электричества.

Надежное подключение

Дифавтоматы для разных групп электропроводки

В квартире или загородном коттедже на группы риска понадобится подсоединить отдельные аппараты. Ванная комната, кухня, техника, использующая воду, нуждаются в повышенной безопасности. Для «мокрых групп» организуется отдельная проводка с индивидуальным диафатоматом. В момент срабатывания прибор обесточивает только проблемный сегмент, остальной участок сети работает в обычном режиме.

Защита разветвленной сети

Для сложной электролинии понадобятся дифатоматы класса S или G. Они имеют линейный принцип подсоединения:

  • отдельный автомат для группы потребителей;
  • индивидуальный автомат для высокомощного потребителя.

В момент срабатывания одного линейного устройства другие будут функционировать в обычном режиме. Причина заключается в задержке времени срабатывания автомата на вход.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 1382
Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/shema-podklucenia-difavtomata/

Установка дифференциального автомата в сеть с одной и тремя фазами

Перед тем, как приступить к установке оборудования, необходимо найти на его корпусе кнопку «Тест» и зажать ее. Это позволяет создать искусственную утечку тока, на которую прибор реагирует выключением. Такая особенность проверяет работоспособность защитного устройства. Если при проведении проверки не произошло отключение сети, то следует отказаться от монтажа этого прибора.

Правила подключения

При стандартной электросети с одной фазой (при напряжении 220 В) устанавливают устройство с двумя полюсами. Монтаж дифференциального автомата в сети с одной фазой предполагает правильное соединение проводников нейтрали: от нагрузки ноль подсоединяют с нижней части корпуса, соответственно с верхней части от питания.

Видео – Подключение дифференциального автомата в сеть с одной фазой

Установка дифавтомата с четырьмя полюсами необходима при наличии трехфазной электросети, где напряжение будет 380 В. В остальном, способ подключения не имеет принципиальных отличий. Разница в том, что трехфазный аппарат имеет внушительный размер, а значит, требует больше места. Обуславливается это потребностью установки вспомогательного блока дифференциальной защиты.

Существуют определенные типы защитных устройств, где имеется маркировка 230/400 В. Особенность их в том, что они предназначаются для сетей как с одной, так и с тремя фазами.

Схемы подсоединения

Согласно правилам, при составлении схемы подключения автоматики следует учитывать, что дифавтомат необходимо подключать к проводу нейтрали и фазы только на том ответвлении, для которого он предназначается.

Схема подключения дифференциального автоматаСхема подключения дифференциального автомата

Вводной автомат

Дифавтомат при таком подключении необходимо закрепить на вводе проводки. Схема подсоединения получила характерное название потому, что предполагает защиту разных групп потребителей и ветвей.

При выборе устройства для этой схемы необходимо брать в расчет все критерии линии, особенно степень потребляемой мощности. Такой метод подключения аппарата защиты имеет множество преимуществ:

  • экономия средств на покупку оборудования, ведь на целую электросеть, устанавливается только одно УЗО;
  • отсутствие необходимости приобретения габаритного щитка (устройство имеет минимальный размер).

Подключение вводного автомата на несколько энергопотребителей

Тем не менее, такая электросхема имеет и некоторые недостатки:

  • при наличии перебоев с работой системы защиты, отключается подача электроэнергии на квартиру или частый дом, а не на отдельные линии;
  • опять же, в случае неисправностей придется потратить много времени и сил для того, чтобы найти неработоспособное ответвление. Кроме того, придется искать причину возникновения сбоя.

Блок: 8/13 | Кол-во символов: 2745
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Дифавтомат в схеме без заземления

Еще не так давно технология строительства любых зданий учитывала обязательное устройство заземляющего контура. Все имеющиеся в доме распределительные щиты подключались к нему. В современном строительстве оборудование заземления не является обязательным. В таких зданиях и имеющихся в них квартирах дифференциальные АВ должны устанавливаться обязательно, чтобы обеспечить необходимый уровень электрической безопасности. Дифавтомат в такой схеме не только защищает сеть от неполадок, но и играет роль заземляющего элемента, предотвращая утечку электротока.

Наглядно про подключение дифавтоматов на видео:

Блок: 5/9 | Кол-во символов: 638
Источник: https://YaElectrik. ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat

Полезные монтажные советы

Монтаж дифавтомата имеет множество мелких нюансов, которые помогут сделать работу оборудования эффективной и надёжной.

«Ноль» к нагрузке обязательно должен идти от дифавтомата, иначе возникнет разница значений токов, и защитное устройство сразу сработает. В результате подключить электроприборы не удастся

В электрике не следует пренебрегать советами, поэтому к приведенным рекомендациям следует отнестись внимательно:

  1. При подключении проводов к дифференциальному автомату обязательно нужно соблюдать полярность. Клемма «нуля» обозначается как N, а «фазы» – 1 или 2.
  2. Работы по подключению необходимо производить при полном обесточивании всех проводов.
  3. Наилучшую безопасность обеспечивает двухуровневая схема с селективным дифавтоматом первого уровня.
  4. Стоит подбирать мощность дифавтоматов второго уровня в соответствии с предполагаемой нагрузкой на электроконтур в каждой комнате.
  5. Нельзя объединять выходящие «ноль» и «фазу» дифавтомата с неподключенными к нему электропроводами, даже если они идут от параллельно подключенных АВДТ.
  6. Выходящий из дифавтомата «ноль» не должен соприкасаться с жилой заземления.

При фиксации провода в клемме нужно следить, чтобы в разъем не попала изоляция. Плохой контакт может привести к перегреванию дифавтомата и его поломке.

При несоблюдении большинства вышеописанных рекомендаций АВДТ просто не будет функционировать должным образом. Он может «выбивать» при подключении нагрузки или вообще не срабатывать на утечку тока. Поэтому к электрической схеме подключения нужно отнестись со всей серьёзностью.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1554
Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/kak-podklyuchit-differencialnyj-avtomat.html

Видео: подключение дифавтомата

В ролике представлена информация о подключении и работе устройства.

Самостоятельное подключение дифавтомата — решаемая задача. Важно правильно выбрать схему подключения и качественно выполнить монтаж защитного устройства. Целесообразно применять схемы подключения, предусматривающие установку отдельного дифференциального автомата для каждой группы потребителей. Учитывая сложность устройства и необходимость учёта комплекса параметров, желательно доверить работу по подключению дифференциального автомата квалифицированным специалистам. При этом можно не сомневаться в безопасной и длительной работе электрического оборудования, бытовых приборов, а также надёжной защите людей от поражения электрическим током.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 740
Источник: https://tehznatok.com/kak-podklyuchit/differentsialnyiy-avtomaticheskiy-vyiklyuchatel.html

Параметры тока приборов

В бытовых электросетях чаще всего используются дифференциальные автоматы типа С16, а другие не пользуются популярностью. В цепочках осветительных приборов применяют устройства с номинальным значением тока утечки до 30 мА. При наличии одиночных цепочек используют дифавтоматы – 10 мА. Защита для входных автоматов предполагает номинальный ток утечки до 300 мА.

Получается, что большинство энергопотребителей используют больше энергии именно в момент пуска, а не во время работы. Такие токи принято считать пусковыми, которые превосходят токи эксплуатации.

Маркировка на приборе

Для того, чтобы не прекращалась подача питания при включении электрического двигателя большой мощности, дифавтомат функционирует таким образом, что отключение происходит только при повышении номинального тока в несколько раз.

Согласно параметрам тока, при которых происходит срабатывание защиты, автоматы разделяют на следующие виды:

  • B – выдерживает нагрузку до пяти раз;
  • C – выдерживает нагрузку до десяти раз;
  • D – питание отключается при увеличении номинального тока до двадцати раз.

Если в сети имеется некоторое количество потребителей с минимальной емкостью, то лучше установить устройство типа «B». В среднестатистической квартире или частном доме подключают устройство типа «C». В условиях промышленных объектов, где имеется мощное оборудование, устанавливают приборы типа «D».

Блок: 6/13 | Кол-во символов: 1386
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Условия использования дифавтоматов

Поскольку автоматику чаще всего устанавливают в помещениях с отоплением, устройства рассчитываются на работу при температуре от 6 до 34 градусов. Если требуется выполнить монтаж оборудования за пределами помещения, то применяют специальные устройства с соответствующей защитой.

На корпусной части морозоустойчивого прибора должна быть снежинка

Блок: 7/13 | Кол-во символов: 379
Источник: https://remont-book. com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Пошаговая инструкция по установке дифавтомата

Установка дифавтомата не представляет сложностей и может быть произведена самостоятельно без специального обучения.

К месту с блоком дифавтоматов должен быть свободный доступ. Вокруг него желательно не размещать легковоспламеняющиеся и взрывоопасные предметы

Последовательность действий при этом следующая:

  1. Проверить целостность АВДТ и работоспособность его тумблеров.
  2. Зафиксировать дифавтомат на специальной металлической DIN-рейке в месте его постоянного расположения.
  3. Отключить напряжение в квартире и проверить его отсутствие индикатором.
  4. Зачистить питающие жилы в кабеле и подсоединить их к двум верхним клеммам дифавтомата. Синий цвет обычно подключается к «нулю» АВДТ, желтый или коричневый – к контуру заземления, а третий цвет – к «фазе» прибора.
  5. К нижним клеммам дифавтомата подключить провода, подающие напряжение в квартиру или на последующие защитные устройства.
  6. Подать напряжение на АВДТ и проверить работоспособность прибора.

Для тестирования дифавтомата на нем предусмотрена специальная кнопка «Т».

При её нажатии в электрической цепи появляется ток утечки, который должен привести к срабатыванию аппарата и отключению напряжения. Если АВДТ не отреагировал, значит, он неисправен и подлежит замене.

В деревянных домах обязателен огнестойкий щит для дифавтомата. Он защитит стены дома от огня в случае возгорания защитных устройств

В электрической сети квартиры дифавтомат является лишь промежуточным звеном, обеспечивающим дополнительную защиту, поэтому его монтаж не вызовет затруднений.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1539
Источник: https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/kak-podklyuchit-differencialnyj-avtomat.html

Что следует учитывать при подключении дифференциального автомата

Вне зависимости от типа электросети (с одной или тремя фазами), следует придерживаться некоторых рекомендаций, чтобы избежать проблем во время установки:

  • Кабели питания необходимо фиксировать к прибору с верхней части, а провода, отходящие к энергопотребителям – к нижней части. При этом на корпусе большинства устройств уже имеется схема и маркировка разъемов, чтобы не запутаться.

Следует обращать внимание на обозначения разъемов

  • Придется учитывать полярность контактов. При этом оборудование для защиты электросети, согласно правилам имеет следующие обозначения разъемов: фаза — L, нейтраль – N. Приводящий проводник маркируется– 1, а отходящий проводник – 2. При неправильном подключении контактов, прибор останется работоспособными, но не сработает в опасный момент.
  • При наличии некоторой автоматики, схема предполагает возможность подключения всех нейтральных проводов к одной перемычке. Только в случае с дифавтоматом делать это категорически запрещено. Иначе будет наблюдаться постоянное отключение питания. Поэтому, чтобы избежать сбоя работы, необходимо каждый контакт нейтрали подключать только к тому ответвлению, которое для него предназначается.

Неправильный вариант подключения

Ключевую роль в функционировании прибора играет правильное подключение, ведь большинство ошибок становятся причиной сгорания дифавтомата. Так, если не хватает длины провода, то потребуется его нарастить.

При необходимости допускается переворачивание аппарата на монтажной планке, но тогда имеется шанс запутаться в процессе дальнейшей установки. Делать это допускается только людям, которые хорошо знакомы с электрооборудованием.

Блок: 10/13 | Кол-во символов: 1689
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Особенности установки отдельных дифавтоматов

Такой способ подключения предполагает монтаж нескольких аппаратов. Так, защитное устройство фиксируют на каждую отходящую линию и энергоемкие потребители. К тому же, дополнительное устройство устанавливается отдельно перед группой УЗО. Получается, что на светильники ставят первый прибор, второй на группу розеток, третий на варочную панель и духовку.

Установка отдельных аппаратов по группам энергопотребления

Такой способ имеет очевидные плюсы, ведь обеспечивается полноценная защита системы. Кроме того, при возникновении неисправности, будет легко обнаружить проблемную линию и отремонтировать. Из недостатков следует отметить то, что жильцам придется потратить немало средств на покупку нескольких дифференциальных автоматов, которые стоят дороже обычных УЗО.

Подключение дифференциального автомата в электросхеме без заземления

Годами ранее при возведении любых объектов было обязательным наличие контура заземления. К нему подводили каждый распределительный щиток многоквартирного дома. Теперь при строительстве жилых и нежилых помещений не всегда предусматривают наличие контура заземления.

Обратите внимание!  Установка дифференциальных автоматов по-прежнему обязательна, чтобы обеспечить оптимальный уровень защиты сети. При этом аппарат в такой схеме не только препятствует неполадкам, но и служит элементом заземления, предотвращает утечку тока.

Блок: 9/13 | Кол-во символов: 1406
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Подводим итоги

При подключении автоматики в распределительном щитке необходимо перепроверять правильность соединений. От этого зависит работоспособность электрооборудования, а также безопасность человека.

Блок: 13/13 | Кол-во символов: 204
Источник: https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/

Кол-во блоков: 31 | Общее кол-во символов: 36931
Количество использованных доноров: 8
Информация по каждому донору:
  1. https://tehznatok.com/kak-podklyuchit/differentsialnyiy-avtomaticheskiy-vyiklyuchatel.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1688 (5%)
  2. https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 4775 (13%)
  3. https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat: использовано 2 блоков из 9, кол-во символов 2447 (7%)
  4. https://StrojDvor. ru/elektrosnabzhenie/shema-podklucenia-difavtomata/: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 7548 (20%)
  5. https://remont-book.com/podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-sxemy/: использовано 10 блоков из 13, кол-во символов 11202 (30%)
  6. https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/kak-podklyuchit-differencialnyj-avtomat.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 3093 (8%)
  7. https://ElectrikBlog.ru/kak-vypolnit-podklyuchenie-difavtomata-v-odnofaznoj-seti-s-raznymi-shemami-zazemleniya/: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 6068 (16%)
  8. https://ElektrikExpert.ru/difavtomat.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 110 (0%)

Дифференциальный автомат — что это, для чего нужен и чем отличается от УЗО

Без электричества невозможно сегодня представить любой жилой, коммерческий, производственный объект и её только. Не секрет, что система электрификации объекта включает в себя не только провода, розетки и выключатели. Используемого оборудования намного больше.

Ключевую роль играет специальное защитное оборудование, в числе которых специальный дифференциальный автомат. Выбрать дифавтомат шнайдер можно среди широкого ассортимента интернет-магазина skm-electro.ru.

Что это такое

 

Это специальное устройство, которое предохраняет электрическую сеть, предотвращая негативные последствия.

К ним относятся:

  • Короткое замыкание
  • Перегрузки
  • Утечки тока.

Также он включает в себя функцию автоматического выключателя, если что-то идёт не так.

В каких же случаях может понадобиться такое устройство и где? Использоваться эти устройства могут и в обычных домах и квартирах, и в производственных объектах, различных зданиях коммерческого назначения и не только.

Например, если это обычный дом, часто в одну розетку могут подключить удлинитель на 3-5 розеток. И ко всем этим розеткам тоже могут подключить разное электрооборудование.

Из-за этого может сильно возрасти нагрузка и неизбежен перегрев проводников. Либо, например, к розетке подключили какое-то мощное электрооборудование, но что-то пошло не так.

Вал может заклинить и из-за этого перегреется обмотка. Это может привести к короткому замыканию. При наличии дифференциациального автомата, когда возникнут вышеперечисленные и другие экстренные ситуации, защита автоматически сработает и электричество будет выключено.

Это позволит защитить большую часть проводки от негативных последствий, выхода оборудования из строя.

При любом значительном повышении тока такое устройство сразу отключает электроэнергию. Провода не успевают расплавиться, пожар не возникает.

Чем дифференциальный автомат отличается от УЗО

Так как функционал у этих устройств примерно одинаковый, многие не до конца понимают, в чем различия между дифференциальным автоматом и УЗО.

Устройство защитного отключения работает только при утечке тока. Если возникнет перегрузка или короткое замыкание, УЗО сгорит. Дифференциальный автомат защитит по всех вышеперечисленных случаях. Дифавтомат стоит дороже, но цена себя полностью окупает, так как уровень безопасности повышенный.

Главное в зависимости от типа сети и самого объекта, правильно подобрать устройство учитывая все ключевые параметры.


Твитнуть

Как проверить дифавтомат

В автоматическом выключателе дифференциального тока соединились автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Таким образом, дифавтомат одновременно защищает электрическую цепь от токов короткого замыкания и токов перегрузки, а также, и от токов утечки. В результате, обеспечивается защита не только цепи, но и человека. Чтобы устройство выполняло свои функции в полном объеме, необходимо периодически проверять дифавтомат.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.

Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:

  • короткого замыкания;
  • перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
  • утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Устройства защитного отключения ( или выключатели дифференциального тока) предназначены для отключения питания при возникновении тока утечки. Зачастую их называют дифференциальной защитой. Как и любой коммутационный аппарат, их нужно проверять, как непосредственно перед покупкой, так и периодически во время эксплуатации. Проверяют УЗО на само срабатывание, и на соответствие указанным характеристикам.

Принцип действия УЗО и дифавтомата и их отличия

Устройства защитного отключения, или, как их называют, «УЗО», срабатывают при возникновении разности токов между полюсами. Проще говоря, они сравнивают ток, проходящий через ноль и фазу.

Если ток, идущий через фазу, стал больше, чем идущий через ноль, это значит, что часть его пошла по какому-то другому пути. Наиболее частая причина такого явления – нарушение целостности изоляции кабеля. Вследствие этого возникает «утечка» части тока в землю.

При этом, если корпус подключенного прибора заземлен – это не очень страшно, и относительно безопасна при хорошем заземлении. Но если ваша сеть не имеет заземления, то возникший на корпусе электроприбора потенциал никуда не исчезнет. Если до такого прибора дотронется человек, ток в землю потечет через его тело.

Наиболее безобидным итогом будут неприятные ощущения покалывания. В более общем случае величина тока, проходящая через тело, превышает допустимую и приводит к электротравмам или летальному исходу. Для защиты людей в таких ситуациях и были разработаны устройства защитного отключения. Узо делятся на два типа: электромеханические и электронные. Принцип их работы практически идентичен, отличия состоят в системе отключения. В самом базовом виде электромеханическое УЗО содержит в себе трансформатор, используя который и сравнивается величина тока на полюсах.

Отличить электромеханическое УЗО от электронного можно, рассмотрев схему на нем.

Внимание!

Устройство защитного отключения срабатывает только на разницу токов. В первую очередь это означает, что от короткого замыкания цепь оно не защитит! Для этого существуют автоматические выключатели. Также есть такой класс устройств, как дифавтоматы, совмещающие в себе обе функции.

Методика проверки

Нетрудно догадаться, что способы проверки УЗО и дифавтомата на срабатывание абсолютно одинаковы. На панелях этих устройств есть тумблер включения/выключения и кнопка «ТЕСТ». Руководствуясь ПТЭЭП прил. 3, табл. 28, п.28.7, проверять такие устройства с помощью этого штатного метода необходимо не реже одного раза в три месяца.

Внимание!

Таким способом можно проверить только саму работоспособность прибора на ток утечки/дифференциальный ток. Срабатывание на превышение номинального тока (для дифавтоматов) это кнопкой не проверяется.

Помимо кнопки, есть еще 4 метода проверки устройства:

  • используя батарейку;
  • используя магнит;
  • используя нагрузку;
  • специальным прибором.

Проверка кнопкой «ТЕСТ»

При нажатии на эту кнопку внутри прибора подключается резистор между приходящим нулевым и выходящим фазным контактами. Это вызывает уменьшение проходящего через нулевой провод тока. Прибор в этом случае должен отключаться. Нужно отметить, что для такой проверки необходимо подключение прибора к электросети и подача на него электропитания.

Схема проверки устройства кнопкой «ТЕСТ» обычно изображена на панели самого прибора.

Есть мнение, что подобная проверка недостоверна, т. к. рынок наполнен подделками, и можно встретить такие приборы, в которых при нажатии на кнопку «ТЕСТ» он срабатывает, даже не будучи подключенным к электросети. Естественно, в исправном приборе такого не происходит.

Проверка с использованием батарейки

Приведем методы проверки УЗО перед покупкой, без необходимости его подключения к электросети. Для этого нам понадобится любая батарейка и два провода. Для начала подключите провода к батарейке (любым удобным способом, вполне подойдет изолента), а другие концы проводов подключите к клеммам одного из полюсов УЗО. Для проверки его нужно взвести (тумблер должен быть в положении «вкл»).

При такой проверке нужно учитывать один нюанс: конструкция УЗО предусматривает его срабатывание на одну из полуволн. Проще говоря, при тестировании нужно соблюдать полярность. Если вы проверяете УЗО таким образом, и защита не сработала – попробуйте поменять полярность, поменяв местами провода. Если устройство также не отзывается – проверьте тип УЗО: электронные таким образом проверить не получится.

Важно

: УЗО типа «А» срабатывают независимо от полярности, «АС» — только при определенной.

Проверка с использованием магнита

Таким методом проверить УЗО тоже можно без его подключения к электросети (то есть прямо перед покупкой). Недостаток такой же – для электронных устройств метод не подходит.

Поднесите магнит к одной из сторон прибора, который вы проверяете. Не забудьте выставить тумблер во включенное положение. Магнитное поле создаст наведенный ток в трансформаторе УЗО, отчего должна сработать защита и прибор отключится.

Проверка с помощью нагрузки

Все предыдущие методы проверяли только общую работоспособность, т.е. срабатывание устройства на само возникновение дифференциального тока. Проверить его соответствие номинальным характеристикам этими методами невозможно. Но есть методы и для их проверки, хотя и не совсем точные.

В первую очередь нужно рассчитать величину сопротивления под конкретно ваше устройство. Для примера – наиболее популярные УЗО с током срабатывания в 30 мА. Чаще всего подключаются в сеть 220 вольт (реальные значения берите из данных вашего объекта). Несложными вычислениями получаем нагрузку в 220/0.030=7333.33 Ом.

Мощность на нагрузке выделяться будет недолго, но лучше выбирать резистор помощнее. Выбрав подходящий, подключайте его между подходящим нулем и выходящей фазой.

Образец:

Принцип схож с проверкой посредством кнопки «ТЕСТ». Также как и в методе с кнопкой, УЗО должно быть подключено к электрической сети.

Если после всех манипуляций прибор не сработал – это говорит о его неисправности. Протекающий ток можно проверить с помощью мультиметра, но проблема в том, что его протекание будет весьма недолгим, и вы можете не зафиксировать его величину.

Реальный ток срабатывания УЗО поддается и измерению с помощью амперметра, но в этом случае вам понадобится мощный реостат. Плавно снижая сопротивление и замеряя величину тока, вы увидите при каком его значение произошло срабатывание прибора. Рекомендуется использовать приборы со стрелочной измерительной шкалой – большая часть цифровых слишком редко обновляет показания на экране.

Проверка с помощью специальных приборов

Для наиболее точной проверки УЗО разработаны и используются специализированные приборы. К таким, например, относятся:

  • Sonel MRP-200;
  • ПЗО-500;
  • ПЗО-500 Про.

Помимо величины тока утечки, ими можно проверить приборы при разных значениях угла фазы, а также проверить скорость срабатывания с разными величинами тока утечки.

Приобретать такие приборы для однократной проверки зачастую нецелесообразно: они весьма дороги. В случае необходимости точно единоразовой проверки лучше обратиться в электролабораторию: там проведут необходимые тесты и отсеют неисправные приборы.

Итог

Вместо итога мы приведем нормы проверки: согласно ПТЭЭП проверка УЗО должна производиться по рекомендациям завода-производителя. Чаще всего это:

  • Проверка движения тумблера «ВКЛ/ВЫКЛ». Он должен без помех перемещаться в оба положения.
  • 1 раз в обозначенный период времени (но не реже 1 раза в квартал) проверять работоспособность устройства с помощью кнопки «ТЕСТ».

Ток срабатывания для УЗО должен быть не менее половины номинального, указанного на приборе (для 30 мА это значение составит 15 мА).

Надеемся, что приведенная в статье информация будет полезной и избавит вас от лишних проблем при приобретении УЗО и дифавтоматов. А ознакомиться с их каталогом и приобрести качественную продукцию по хорошей цене вы можете на нашем сайте в соответствующем разделе.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальное крепление для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления — вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

Виды дифференциальных автоматов

Для изготовления дифференциальных автоматов используется специальный диэлектрический материал. В каждом приборе имеется защелка, позволяющая устанавливать его на DIN-рейку. Сама установка осуществляется аналогично установке устройства защитного отключения.

В однофазной сети, с напряжением 220 вольт практикуется использование двухполюсных дифференциальных автоматов. На их верхних полюсах имеются клеммы, к которым производится подключение фазного и нулевого провода сети. К нижним полюсам подключается провод фазы и нулевой провод, подведенный от нагрузки. В зависимости от модификации, эти аппараты, установленные в щитке, могут занимать место под два и более модуля.

При напряжении 380 вольт, которое имеет трехфазная сеть, предусмотрены конструкции дифавтоматов с четырьмя полюсами. К клеммам верхних полюсов подключаются три провода фазы и нулевой провод от питания. К нижним полюсам также подключаются три провода фаз и нулевой провод, подключаемый к нагрузке.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

  • Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
  • Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
  • Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
  • Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
  • Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

  1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
  2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
  3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
  4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
  5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
  6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» — 1 к самому «быстрому» — 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
  7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Какая разница, которую сделал двигатель разницы: из калькулятора Чарльза Бэббиджа появился современный компьютер | История

Как можно догадаться из названия, «Разностная машина» — очень сложный для описания объект. Вы можете начать с того, что вообразите боковую часть большой кроватки со стойками, окруженными маленькими металлическими колесами — или, скорее, катушками, — но лучше увидеть это своими глазами.

Хорошо очищенный от пыли и с отполированной латунной фурнитурой он выставлен в первой галерее выставки «Век информации» в Национальном музее американской истории.Хотя усиленный голос указывает на важность машины в истории науки, он редко собирает толпу. Не сомневайтесь, однако, в том, что Разностная машина является звеном мощного интеллектуального возбуждения и удивительного человека, которого британское правительство недавно удостоило собственной почтовой маркой. Это Чарльз Бэббидж, человек, который более 150 лет назад впервые увидел мельком сегодняшний компьютерный век и стремился достичь его.

Разностная машина — это калькулятор. Он готовит числовые таблицы с использованием математической техники, известной как метод разницы.Сегодня такие таблицы — такие, которые часто используются в навигации и астрономии, — будут вычисляться и храниться в электронном виде. Почти полтора века назад разностная машина выполняла почти ту же работу, но медленно и механически.

Двое шведов, Георг Шойц и его сын Эдвард, построили Смитсоновскую машину в 1853 году. Каждый из ее длинных валов удерживает диски, и каждый диск имеет колеса с десятью зубьями, которые соответствуют отметкам на дисках. Ученый мог установить диски с известными числами, нечетными или четными, повернуть рукоятку и, считывая показания каждого вала, найти результат вычисления. Этот конкретный «двигатель» также может распечатывать свои ответы. Проданный обсерватории в Олбани, штат Нью-Йорк, он был передан Смитсоновскому институту в 1963 году.

Шойцев не интересовал приятный дизайн. Однако их устройство работало хорошо, поскольку они довели до практического завершения концепцию одного из самых блестящих умов XIX века. Изобретатель и философ, Бэббидж создал прототип оригинальной разностной машины еще в 1822 году, а затем продолжал вносить усовершенствования, так и не закончив ее.Он с энтузиазмом поддержал работу своих друзей Георга и Эдварда Шойц. Но в течение многих лет, которые ушли на создание их машины, изобретатель нащупывал механическое устройство, которое вышло бы далеко за рамки расчетов. На самом деле он будет хранить данные, которые он произвел, а затем повторно использовать информацию, чтобы добавить больше. Бэббидж описал этот процесс как «двигатель, пожирающий собственный хвост».

То, что он предвидел, было примитивным компьютером. Как писал его биограф Энтони Хайман, «Бэббидж работал в одиночку, намного опережая современные представления.Он должен был не только разработать дизайн, но и разработать концепции, инженерные решения и даже инструменты для изготовления деталей. Он . . . стоит особняком: великий родоначальник вычислительной техники».

Чарльз Бэббидж родился в 1791 году в богатой и праздной семье Девоншира. Он пошел в хорошую школу, а затем отправился в Кембридж, почти не представляя себе, чего там ожидать, за исключением предупреждения, что это плохое место для покупки вина. Блестящий по математике от природы, он обнаружил, что его профессора математики на самом деле знают меньше, чем он.

Явный гений, Чарльз, кажется, также был очаровательным молодым человеком, полным юношеской решимости улучшить преподавание математики в Кембридже. Вместе со своим близким другом Джоном Гершелем, сыном знаменитого астронома Уильяма Гершеля, Бэббидж помог основать Аналитическое общество.

Подобно Лунному обществу во времена Иосии Веджвуда и Эразма Дарвина (дедушки Чарльза), двумя поколениями ранее, «Аналитики» собирались в шумной компании для обсуждения, среди прочего, производства ткани из хлопка и шерсти и железные кузницы и сталелитейные заводы, заполнявшие тогда зеленый Мидлендс Англии. Их цель состояла в том, чтобы рассчитать, как наука может наилучшим образом поддержать продолжающуюся промышленную революцию с помощью новых методов, лучших инструментов и более точного планирования.

Задолго до поступления в Кембридж Бэббидж придумал способ ходить по воде. «Мой план, — писал он, — заключался в том, чтобы прикрепить к каждой ступне две доски, тесно соединенные между собой петлями, прикрепленными к подошве ботинка». Эта штука работала достаточно хорошо, чтобы юный Чарльз хлюпал вниз по течению во время отлива. Но что-то пошло не так, и ему пришлось плыть, спасая свою жизнь.

Он покинул Кембридж, одержимый идеей использования машин для ускорения трудоемких математических вычислений. Так родилась идея разностной машины. Чарльз также представил себе машину, которая будет обрабатывать больше знаков после запятой, чтобы ускорить процесс «переноса» и «заимствования».

«Он всегда был великим изобретателем, — говорит Пегги Кидвелл, куратор Разностной машины Шойца в Смитсоновском институте. Кидвелл, соавтор книги «Вехи цифровых вычислений », считает, что Бэббиджа постоянно подстегивало стремление улучшить не только свой движок, но и качество жизни 19-го века.Среди других примеров она приводит его эксперименты с печатью таблиц разными цветами на бумаге разных оттенков (черный шрифт на белой бумаге сильно бросался в глаза). В 1826 году он опубликовал одну страницу таблиц 13 разными чернилами на бумаге 151 цвета.

Что еще более важно, он бесконечно искал способы избавить заводскую работу от рутинной убийственной работы. Измерительные устройства, например, автоматически выполняли бы бессмысленный подсчет повторяющихся действий на мельнице. Он изобрел часы для отсчета времени; подозрительные работники назвали это «контрольной сказкой».Он сконструировал устройство для регистрации направления толчков в сейсмоопасных районах, красочный валик для печати и, думая, может быть, о тех детских «водяных башмаках», предложил идею гидроплана.

Он пытался заставить правительство изменить традиционные значения фунтов, шиллингов и пенсов на десятичную систему. Он достиг того же, что и американские ученые после многих лет тщетных мольб о введении метрической системы. Тем не менее, британцы приняли предложенную им монету в два шиллинга, или флорин, сделав десять флоринов равными фунту стерлингов.

Бэббидж так и не закончил полностью расширенную разностную машину, которую он начал называть «аналитической машиной», но части оригинала плавно отображались на дисплеях и продолжали привлекать к нему все больше внимания. «Теперь, мистер Бэббидж, — сказала одна женщина, выслушав его объяснение, — есть только одна вещь, которую я хочу знать. Если вы неправильно зададите вопрос, будет ли ответ правильным?» Со временем люди узнали, что компьютер не умнее своего программиста. Как говорится: «Мусор на входе, мусор на выходе.”

Бэббидж был великолепным хозяином. Пришел герцог Веллингтон. Как и Чарльз Диккенс. Бэббидж говорил о делах с сэром Чарльзом Уитстоном, изобретателем моста Уитстона для измерения электрического сопротивления; с Джозефом Уитвортом, чья винтовочная пушка с шестигранным каналом ствола была куплена Конфедеративными Штатами Америки и использована со смертельной точностью против несчастных войск Союза; с Isambard Kingdom Brunel, строителем гигантского железного корабля Great Eastern ( Smithsonian , ноябрь 1994).

Прежде всего была Августа Ада Байрон, дочь поэта. Она была блестящей и красивой женщиной, которую Байрон назвал Августой в честь своей сводной сестры, которая также была его любовницей. Хотя Августа Ада была ее дочерью, леди Байрон так и не простила девушке того, что она носила то же имя, что и женщина, которую она презирала.

Ада хорошо разбиралась в математике и была одной из немногих, кто мог понять и объяснить, в чем суть изобретений Бэббиджа. Это был целомудренный роман — Ада была замужем за графом Лавлейсом.Но она посвятила годы помощи Бэббиджу, написав объяснения его достижений и мечтаний, восхищаясь им как с профессиональной, так и с сыновней преданностью. Она написала некоторые из его заметок так хорошо, что он захотел опубликовать их под ее подписью. Она отказалась. Тем не менее, когда он немного переписал ее копию — всего лишь изменив пару слов, — она ясно дала понять, что никто никогда не переписывает Байрона.

Как и многие викторианцы, Ада пристрастилась к опиуму. Во время ее мрачной смерти от рака ее мать спрятала опиум, который она тогда использовала, чтобы облегчить боль, чтобы Ада страдала больше — и раскаялась.Ее смерть лишила Бэббиджа женщины, которую Энтони Хайман описывает как «свою любимую переводчицу». В его планы входило создание системы перфокарт, которая управляла бы функциями все еще теоретической машины. Он получил идею карт от известного французского ткацкого станка, представленного в начале 1800-х годов Жозефом Мари Жаккардом, который использовал выбранные карты для автоматизации плетения разноцветных узоров. Именно Ада могла лучше всего выразить то, что карточная система могла бы сделать для машины Чарльза: «Мы можем наиболее точно сказать, что аналитическая машина ткет алгебраические узоры так же, как ткацкий станок Жаккарда ткет цветы и листья.”

Хотя идеи Бэббиджа о хранении информации существуют только в его объемистых планах, его концепции продолжали приближаться к нашему компьютерному веку. Карточная система была жизненно важна для первых электронных компьютеров, устройств после Второй мировой войны, которые заполняли целую комнату.

Разностная машина Шойца также связывает нас с ранними днями существования Смитсоновского института. Джозеф Генри, первый секретарь Института, посетил Бэббиджа в 1837 году и написал: «Он, пожалуй, больше, чем любой из когда-либо живших людей, сузил пропасть, [разделяющую] науку и практическую механику.” Мягкая оценка. Судя по Бэббиджу сегодня, когда компьютеры вращаются вокруг нас, делая возможным жизненный опыт, простирающийся от космических полетов до Интернета, трудно не смотреть на этого пророка 19-го века с изумленным благоговением.

Компьютеры Известные ученые

Рекомендуемые видео

Дифференциальная машина – История Чарльза Бэббиджа Дифференциальная машина

Чарльз Бэббидж, 1791-1871.Портрет из Illustrated London News , 4 ноября 1871

Числовая таблица — это инструмент, предназначенный для экономии времени и труда тех, кто занимается вычислительной работой. Самые старые таблицы, которые сохранились, были составлены в Вавилоне в период 1800-1500 гг. до н.э. Они предназначались для преобразования единиц, для умножения и деления и были начертаны клинописью на кусочках глины. В течение первого века до н.э. Клавдий Птолемей в Александрии создал свою теорию движения небесных тел в труде, который позже стал известен под названием Альмагест

Они должны были составить один из самых важных астрономических документов Древнего мира, и они содержали все необходимые таблицы для расчета затмений, а также различного рода эфемерид, т. е. таблицы, определяющие положение небесных тел в определенный период, т. е.грамм. каждый день в течение всего года. В первой половине тринадцатого века таблицы Птолемея привлекли внимание короля Кастилии Альфонсо Мудрого. Затем он собрал большое количество ученых в Толедо, которым было поручено составить новую коллекцию астрономических таблиц. Говорят, что причиной этого усилия было то, что король Альфонсо, который интересовался астрономией, обнаружил много ошибок в таблицах Птолемея. Работа началась где-то в 1240-х годах и заняла около десяти лет.Произведенные столы позже были известны как Alphonsine Tables . Огромные расходы были оплачены королем, чье имя вскоре распространилось вместе с копиями таблиц по всему европейскому научному миру. Помимо вавилонских таблиц, работы Птолемея и таблиц Альфонса, в этот период много труда было потрачено на создание многих других числовых таблиц различного рода.

С распространением книгопечатания по всей Европе во второй половине 15 века были напечатаны первые таблицы.Таблицы Альфонсов, например, были напечатаны в Венеции в 1483 году. В конце шестнадцатого века было опубликовано несколько известных арифметических и тригонометрических таблиц. Для того, чтобы упростить работу по умножению, были опубликованы таблицы умножения. Настоящая революция в бизнесе с таблицами произошла после открытия Джоном Нейпиром логарифмов в 1614 году. Имея под рукой таблицу логарифмов, вычислительные усилия можно было значительно сократить. В 1617 году Генри Бриггс опубликовал первую таблицу логарифмов.

Двести лет спустя, в начале 19-го века, числовые таблицы по-прежнему были самым важным помощником в расчетах в Европе. Единственными альтернативами были кости Нейпира и логарифмическая линейка. Механические счетные машины были чрезвычайно редки, и самое большее горстка очень избранных людей могла когда-либо использовать их для серьезных вычислений. Большинство из них были просто замечательными приспособлениями, иллюстрирующими научный прогресс человека, а не подлинными помощниками в расчетах. Для обычного калькулятора или ученого, которому приходилось выполнять сложные вычисления, требующие большой точности, стержни Непера и логарифмическая линейка мало чем могли помочь.По сути, его инструментами были ручка, бумага и таблицы. Были таблицы по математике, астрономии, навигации, физике, технике, статистике, торговле и финансам, в армии и во многих других областях. Однако публикация таких таблиц требовала большого количества ручной расчетной работы, а конечный продукт был полон ошибок.

Где-то в 1821 году молодому английскому математику Чарльзу Бэббиджу (биография Чарльза Бэббиджа) пришла в голову идея о механических вычислениях. Он предоставил нам две версии происхождения своих представлений о машинах, но одна, написанная в 1822 году, кажется более правдоподобной, чем другая, появившаяся в его автобиографии сорок лет спустя.
Согласно первому рассказу, в 1820 или 1821 году Астрономическое общество поручило Бэббиджу и его другу Гершелю одно из заданий по улучшению таблиц навигационной книги Морской альманах . Они построили соответствующие формулы и поручили арифметику клеркам. Чтобы уменьшить количество ошибок, расчеты выполнялись дважды, каждый раз другим клерком. Затем они сравнили два набора на наличие расхождений. В ходе утомительной проверки Гершель и Бэббидж обнаружили ряд ошибок, и в какой-то момент Бэббидж сказал: Я желаю, чтобы эти вычисления были выполнены паром . Вполне возможно , заметил Гершель.
Но в своей автобиографии Бэббидж вспомнил другую версию этой истории, которая, должно быть, произошла то ли в 1812, то ли в 1813 году:
«…Я сидел в помещении Аналитического общества, в Кембридже, склонив голову вперед на стол в виде мечтательного настроения, с открытой передо мной таблицей логарифмов. Другой участник, войдя в комнату и увидев меня в полусне, крикнул: «Ну, Бэббидж, о чем ты мечтаешь?» на что я ответил: «Я думаю, что все эти таблицы» (указывая на логарифмы) «могут быть рассчитаны с помощью машин.

Как бы то ни было, где-то в 1820 или 1821 году Бэббидж начал свою работу над вычислительной машиной, создав несколько конструкций часовых механизмов, которые можно было заставить управлять набором колес с числами по краям, которые можно было печатать на бумага. Он сделал небольшую модель, состоящую из 96 колес и 24 осей, которую позже уменьшил до 18 колес и 3 осей. Машина была готова к концу весны 1822 г., а в июне о ней было объявлено публично, и ее осмотрели несколько членов Астрономического общества.
Кажется, Бэббидж, должно быть, очень мало знал о конструкции машин, механических вычислениях и истории таких машин в то время, потому что он начал с рассмотрения использования скользящих стержней вместо более естественного использования колес в счетном механизме. Такой механизм, который был «новым» в истории вычислительных машин, порождает серьезные трудности в процессе переноски, что в конце концов осознал Бэббидж. На самом деле это, кажется, было для него таким откровением, что в ноябре 1822 года он очень торжественно отметил, что в будущем он решил всегда выбирать для этой цели круговое движение.
Рабочая модель имела секцию вычислительного механизма, включающую два порядка разницы, но не печатающего механизма. Он успешно вычислил первые тридцать значений, вытекающих из формулы + x + 41 , которая была его любимым примером, потому что она генерирует много простых чисел. Машина выдавала правильные результаты со скоростью 33 цифры в минуту, поэтому значения были сведены в таблицу за две с половиной минуты. Позже в том же году Бэббидж написал записку в Общество и статью «О теоретических принципах машины для расчета таблиц» для Brewster’s Journal of Science:
. порядок определяется расчетом.Механизмы таковы, что… не должно существовать возможности ошибки в любой печатной копии таблиц, вычисленных этой машиной.
Бэббидж также написал письмо на общую тему президенту Королевского общества сэру Хамфри Дэви. В этом письме Бэббидж указал на преимущества, которые такая машина будет иметь для правительства при производстве длинных таблиц для навигации и астрономии, и предложил построить машину в увеличенном масштабе для использования правительством.
Астрономическое общество восприняло предложение Бэббиджа с большим энтузиазмом, а Королевское общество положительно отозвалось о его проекте по созданию того, что он назвал Разностной машиной , специализированной вычислительной машины для расчета таблиц с использованием метода разностей

Бэббидж был не первым, кто предложил печатный калькулятор, и не первым, кто предложил метод разностей в качестве подходящего принципа, на котором можно было бы основывать механизированные вычисления.Это отличие принадлежит немецкому инженеру и мастеру-строителю Иоганну Гельфриху Мюллеру, который еще в 1784 году описал свои мечты о счетной машине, основанной на методе разностей, но его идея осталась только на бумаге. Есть сведения, что в какой-то момент Бэббидж узнал о Мюллере и его проекте, но это, скорее всего, произошло после 1821 года, когда он уже начал свою работу над Разностной машиной

В чем суть метода разностей, который лежит в основе первой автоматической вычислительной машины Бэббиджа. Рассмотрим ту же формулу, которую использовал Бэббидж: T=x + x + 41 . Он генерирует последовательность значений для , которые являются простыми числами, как видно из таблицы на соседнем рисунке, в которой с отмечен первый столбец различий, а с — второй столбец различий. Если мы возьмем разности между последовательными значениями , то эти так называемые первые разности следуют довольно простому правилу. Если мы возьмем разности между разностями, известные как вторых разностей , результат будет еще более поразительным — вторая разность является константой.Обладая этими знаниями, можно очень просто составить таблицу, как показано рамкой в ​​таблице. Возьмите второе различие и добавьте его к первому различию, чтобы сформировать новое первое различие, 4+2=6. Процесс можно обобщить. В нашем примере вторая разность постоянна, поскольку функция T является квадратичной. Если бы функция T была кубической, такой как T = x , то вторая разность изменялась бы, но третья разность, разность между последовательными вторыми разностями, была бы постоянной. В общем случае многочлен степени будет иметь постоянную разность n , и каждое последующее новое значение функции может быть получено путем n простых сложений.

Полезность разностных методов значительно повышается благодаря тому факту, что любой участок хорошо функционирующей непрерывной функции может быть аппроксимирован многочленом. Чем короче участок и чем выше степень многочлена, тем ближе аппроксимация. Поэтому, если мы хотим свести в таблицу функцию, такую ​​как синус или время захода солнца, необходимо только разделить функцию на достаточно короткие интервалы и найти подходящий аппроксимирующий полином для каждого интервала.Затем можно использовать метод разностей для табулирования функции на протяжении всего интервала. Этот процесс известен как подтаблица. Бэббидж понял, что машина может выполнять этот процесс составления подтаблиц. Во-первых, ему нужен был механизм хранения отдельно чисел, соответствующих значениям табличного значения, первой разности, второй разности и т. д. и механизм добавления каждой разности к значению предыдущей разности.

В процессе проектирования и сборки своей разностной машины Бэббиджу потребовалось множество точных чертежей деталей.При использовании этих чертежей он чувствовал, что они не полностью и адекватно описывают механизм. Для машины со многими частями, движущимися по-разному, статические чертежи могли показать только форму и расположение частей. Поэтому Чарльз разработал систему механических обозначений, которая также указывала бы, как двигаются части — их скорости и взаимосвязи. В отличие от обычных рисунков, в обозначениях не изображались формы деталей. Скорее это была таблица чисел, строк и символов для описания действий машины.Это была общая система, которую можно было использовать для описания любой машины. Чарльз опубликовал описание своей механической записи в Philosophical Transactions of the Royal Society в 1826 году, а затем в 1851 году (см. Законы механической записи). Однако эта механическая запись так и не получила широкого распространения.

В интервью, состоявшемся в 1823 году между Бэббиджем и канцлером казначейства, было достигнуто довольно расплывчатое устное соглашение, согласно которому правительство предоставит средства для предприятия, которое, как предполагалось, займет три года.Его собственное астрономическое общество было настолько впечатлено этой машиной, что наградило его первой золотой медалью в 1824 году. В том же году британское правительство выделило Бэббиджу гонорар в размере 1500 фунтов стерлингов, и он начал конструировать полную разностную машину . Бэббидж нуждался в небольшой фабрике и грамотных рабочих, хотя изначально две комнаты в доме Бэббиджа были превращены в мастерские, а третья в кузницу. Он нанял хорошего инженера — Джозефа Клемента, чтобы тот обслуживал механические работы в его мастерской. К 1828 году Чарльз потратил на строительство более 6000 фунтов стерлингов, а правительство возместило ему только 1500 фунтов стерлингов.После благосклонного отчета друзей Чарльза из Королевского общества правительство согласилось компенсировать разницу. Но работа шла довольно медленно.

Весь проект занял гораздо больше времени, чем кто-либо ожидал. Пока шло изготовление основных деталей, нужно было нарисовать цеховые выкройки для других. Полный набор планов не был завершен до 1830 года. К тому времени рабочие Клемента изготовили многие тысячи деталей, но почти не занимались сборкой.
Вскоре Бэббидж и правительство решили, что чертежи и сборку следует вынести из мастерской Клемента.На территории Бэббиджа была построена двухэтажная противопожарная мастерская и второе здание для Разностной машины. Намерение Бэббиджа состояло в том, чтобы перенести все операции Клемента в эти новые помещения. Однако Клемент сопротивлялся, потому что на средства, предоставленные ему Бэббиджем, он значительно расширил свою собственную мастерскую. Теперь у него было много станков и несколько служащих, и он использовал их для выполнения другой работы, помимо той, которую нанял Бэббидж. И, согласно торговой практике того времени, он настаивал на том, что оборудование принадлежит ему, а не Бэббиджу или правительству.
В течение 1832 года рабочие Клемента завершили сборку двигателя в количестве, для которого у них было деталей (было изготовлено около 10000 деталей). Несмотря на то, что расчетная секция была в основном завершена, а секция печати — нет. С этого времени дальнейшая работа не велась. Клемент не стал переносить свое оборудование в мастерскую Бэббиджа, и только в 1834 году был передан сам двигатель. К тому времени правительство израсходовало 17000 фунтов стерлингов, а Бэббидж потратил около шести тысяч фунтов собственных денег. Правительство не желало двигаться дальше, учитывая необходимость реорганизации всего проекта после того, как Клемент и Бэббидж расстались.
Почти все части всего счетного механизма были изготовлены, но не собраны, когда работа над проектом была остановлена ​​в начале 1833 года. Часть счетного механизма была собрана в 1832 году (см. нижнее фото) для демонстрации комитету. Королевского общества и парламента, что проект осуществляется удовлетворительно, но он был ограничен двумя порядками разности и пятью цифрами, подходящими только для демонстрационных целей.
Он составляет примерно одну треть высоты и половину ширины, или примерно одну седьмую часть всего счетного механизма и состоит примерно из 2000 бронзовых и стальных деталей.Одна только вычислительная часть была бы в 7 раз больше, чем маленький блок, который был собран. Предполагалось, что вся машина будет содержать около 25000 деталей и весить более 2 тонн, а ее размеры будут примерно 260 см в высоту, 230 см в ширину и 100 см в глубину.

Часть разностной машины, собранной в 1832 году

Конструкция разностной машины

Разностная машина состояла из двух основных частей — вычислительного механизма и механизма печати и управления.На нижнем чертеже 1830 г. фасада (верхняя часть рисунка) и чертежах плана (нижняя часть) Разностной машины они хорошо видны. Счетный механизм слева, хорошо видны оси фигурных колес для табличного значения (крайний справа) и шесть разностей. Печатный механизм находится справа, а в центре обоих рисунков виден подвижный стол со стереотипной печатной формой и сектор с пуансонами цифрового типа.

Фасад (верхняя часть рисунка) и чертежи в плане Разностной машины, начиная с 1830 г.

Цифры представлены в Разностной машине положением вращения горизонтальных зубчатых колес.Число состоит из ряда этих фигурных колес, вращающихся вокруг общей вертикальной оси. Самое нижнее колесо представляет единицы, следующие десятки, следующие сотни и так далее. Фигурные колеса имеют диаметр около 15 сантиметров и расположены вертикально на расстоянии около 7,5 сантиметров друг от друга по осям. Бэббидж использовал термин , ось , чтобы обозначить стопку фигурных колес, которые вместе хранят число как набор десятичных цифр. Вся разностная машина состоит из оси для табличного значения функции, другой оси для разности, третьей оси для второй разности и т. д. для стольких порядков разностей, сколько требуется.

Часть разностной машины (с фронтисписа Отрывки из жизни философа , 1864)

Каждая ось служила не только хранилищем чисел, но и счетным механизмом. Добавление происходило в два этапа, которые будут объяснены со ссылкой на добавление первой разницы к табличному значению. Внутри каждого фигурного колеса первой разности есть механизм, который вращается на столько же шагов, сколько значение хранит числовое колесо.Если числовое колесо единиц равно 3, то механизм будет двигаться через три шага. Это движение передается посредством зубчатой ​​передачи на соответствующее числовое колесо оси табличных значений. Если последний первоначально был равен 5, то он переместится на три шага и станет равным 8. Этот процесс происходит одновременно в десятках, сотнях, тысячах и других позициях разряда.

Может случиться так, что добавление к цифровому колесу приведет к переносу, который необходимо распространить на следующую более высокую цифру. Если цифра единиц табличного значения изначально была 6, а к ней добавлено 7, она переместится вперед на семь позиций и остановится на трех, но перенос также должен быть распространен на колесо десятков табличного значения. Распространение переноса усложняется тем фактом, что если колесо десятков уже стоит на 9, оно будет перемещено переносом вперед, чтобы стоять на 0, и новый перенос будет распространяться на колесо цифр сотен. В разностной машине эти последовательные переносы могут распространяться, как иногда и должно быть, от единиц вверх по наиболее значимому цифровому колесу. Таким образом, каждое добавление состоит из двух отдельных шагов: одновременного добавления всех цифр первой разности к соответствующим цифрам табличного значения и последовательного распространения переносов от единиц до старших значащих цифр по мере необходимости.

Табулирование функции включает в себя повторение этого базового процесса сложения для каждого из вовлеченных порядков разности. Поскольку каждая ось также является механизмом суммирования, табулирование кубической функции из третьих разностей, например, требует шести шагов для каждого полученного табличного значения (см. рисунок рядом):
1. Добавление цифр третьей разности к цифре второй разности
2 , Распространение переноса среди цифр второй разности
3. Вторая разность добавляется к первой разнице
4.Распространение переноса среди первых цифр разности
5. Первая разность добавляется в столбец результатов
6. Перенос имел место в столбце результатов

Отрицательные числа можно обрабатывать без дополнительного механизма, представляя их как их дополнения до десятков.
Эта схема легко распространяется на разности более высокого порядка. Очевидно, что количество шагов равно удвоенному количеству мощности функции, а это значит, что для функций большей мощности потребуется много шагов.Бэббидж нашел способ перестроить расчет так, чтобы для каждого полученного табличного значения требовалось всего четыре шага, независимо от количества задействованных различий. Это характерно для изощренных логических соображений, лежащих в основе замыслов Бэббиджа.
Бэббидж заметил, что когда к табличному значению прибавляется первая разность, на пятом и шестом шагах и третья разность, и вторая разностная ось простаивают. Таким образом, он мог бы добавить третью разность ко второй разнице, шаги один и два, в то же самое время, когда первая разность добавляется к табличному значению. Шаги один и два пересекаются с шагами пять и шесть. Таким образом, для каждого полученного табличного значения требуется всего четыре единицы времени для шагов с третьего по шестой. Используя современную терминологию, мы бы назвали такое расположение оборудования для выполнения вычислений конвейером
. Идея перекрытия может быть распространена на более высокие разности, и новое табличное значение всегда может быть получено в четыре этапа, а именно:
  1. Нечетное разности добавляются к четным и к результату.
  2. Перенос происходит в четных разностях и в результате.
  3. К нечетным прибавляются четные различия.
  4. Перенос осуществляется в нечетных разностях.
Эта измененная форма расчета не только экономит значительное время, но и значительно упрощает работу механизма расчета.

Похоже, что Чарльз Бэббидж изначально не определил математическую мощность двигателя. Он только описывает его как предназначенный для более крупный двигатель . В 1823 году машина была сделана для расчета с четырьмя порядками разностей.Количество цифр не указано. В 1829 году сообщалось, что машина может работать с разностями шестого порядка, 12 цифрами и печатать 16 цифр в результате со скоростью сорок четыре цифры в минуту. В какой-то момент Бэббидж согласился на шесть порядков разностей, но количество цифр продолжало варьироваться в зависимости от автора. 18 цифр упоминаются в 1834 году, и сам Бэббидж, будучи стариком, сказал, что вся машина была бы способна выполнять вычисления с 20 разрядами цифр.

Матрицы для стереотипирования таблиц должны быть изготовлены в печатной секции.Результат должен был быть взят из столбца результатов в вычислительном блоке и передан в блок печати. Там предполагалось, что одиннадцать стальных пуансонов напечатают результат и аргумент на медной пластине, создав распечатку, подобную этой, показанной на соседнем рисунке.

Очень жаль, что работа над Разностной Машиной остановилась так близко к завершению. Позже Генри Бэббидж подсчитал, что хватило бы еще только пятисот фунтов. Бэббидж мог легко найти средства, однако его чувства и отношение как к правительству, так и к Клементу не могли позволить ему сделать это.Кроме того, в течение года или двух мысли Бэббиджа продвинулись далеко вперед в направлении гораздо более сложной и интеллектуально полезной аналитической машины. Тогда он никак не мог вернуться к первоначальной конструкции разностной машины и довести ее до конца, даже если бы события сделали это возможным.
В конце 1860-х годов Бэббидж сказал: «Я не закончил ее [разностную машину], потому что, работая над ней, я пришел к идее моей аналитической машины, которая делала бы все, на что она была способна, и даже больше.На самом деле идея была настолько проще, что для завершения вычислительной машины потребовалось бы больше работы, чем для разработки и создания другой целиком, поэтому я обратил свое внимание на аналитическую машину».

Тем не менее не подлежит сомнению, что Разностная Машина стояла как великий памятник человеческой изобретательности и способности механизировать все виды труда. Идея была слишком важной и захватывающей, чтобы ее можно было забыть. Усилия Бэббиджа вызвали широкую огласку, что было важным фактором в сохранении идеи.Другим фактором, естественно, была сама проблема. Горстка изобретателей, все с разным опытом, должны были попытаться в течение 19 века построить разностные двигатели в соответствии со своими собственными идеями. Первым из них был швед Пер Георг Шойц, которому лишь небольшой частью ресурсов Бэббиджа удалось в середине 19 века изготовить работающий разностный двигатель.

В течение нескольких лет Бэббидж демонстрировал рабочую часть своей разностной машины в одной из своих гостиных и использовал часть вычислительного механизма для вычисления почти сотни функций.Он даже разработал некоторые усовершенствования оригинального механизма. В разностной машине всякий раз, когда в наборе вычислений требовалась новая константа, ее нужно было вводить вручную. В 1834 году Бэббидж придумал способ вставлять различия механически, располагая оси разностной машины по кругу так, чтобы столбец «Результат» находился рядом со столбцом последней разности и, таким образом, был легко доступен для нее. Он назвал эту схему двигатель, поедающий собственный хвост . Но это вскоре привело к идее управлять машиной совершенно независимыми средствами и заставить ее выполнять не только сложение, но и все арифметические процессы по желанию в любом порядке и столько раз, сколько может потребоваться.Работа над первой разностной машиной была остановлена ​​10 апреля 1833 года, а первый чертеж аналитической машины датирован сентябрем 1834 года. разработка разностной машины № 2, использующая улучшенные и упрощенные арифметические механизмы, разработанные для аналитической машины. Логический дизайн был таким же, как и у более ранней разностной машины, но он использовал более простые механизмы для хранения и добавления чисел и распространения переноса.Механизм печати был упрощен, так что целое число печаталось на печатной форме за одно действие, а не поразрядно. Одновременно была сделана обычная печатная копия с использованием красящих валиков. Управление было организовано одним стволом очень просто. К середине 1848 года был подготовлен проект и полный комплект чертежей. Они были предложены Бэббиджем британскому правительству, по-видимому, для выполнения обязательств, которые, по его мнению, существовали вследствие провала проекта по созданию первой разностной машины, но правительство не проявляет интереса к новой конструкции.

Счетные машины Бэббиджа и связанные с ними материалы были унаследованы его младшим сыном, генерал-майором Генри Прево Бэббиджем (1824–1918), который проявлял большой интерес к работе своего отца. В подростковом возрасте Генри и его старший брат Дугалд проводили время в чертежном кабинете и мастерской Бэббиджа, изучая мастерские. Позже Генри хорошо разобрался в конструкции разностной (и аналитической) машины и установил тесную связь со своим отцом, которого он навещал в отпуске после продолжительной военной службы в Индии.Бэббидж завещал свои чертежи, мастерскую и уцелевшие физические реликвии двигателей Генри, который пытался продолжить дело своего отца и предать гласности двигатели после смерти Бэббиджа.

Генри был у постели своего отца, когда Бэббидж умер 18 октября 1871 года, и с 1872 года он усердно продолжал работу своего отца, а затем периодически уходил на пенсию в 1875 году. их он отправил в Гарвард.В 1930-х годах эта работа привлекла внимание Говарда Эйкена, создателя Harvard Mark I, калькулятора с программным управлением.

Верь только половине того, что видишь, и ничему, что слышишь.
Эдгар Аллан По

Дифференциальный двигатель №2 – Лондон, Англия

«Дай Бог, чтобы эти расчеты выполнялись паром».

Математик из Кембриджа Чарльз Бэббидж был настоящим дитя раннего машинного века, с раннего возраста очарованный автоматами, выставленными в знаменитом лондонском Механическом музее.В своих воспоминаниях он писал, что еще в детстве «мой неизменный вопрос при получении новой игрушки: мама, что у нее внутри?»

Став взрослым, Бэббидж был вдохновлен на разработку того, что стало считаться первым образцом компьютера, в 1822 году из-за разочарования в результате обнаружения постоянных ошибок в математических таблицах, рассчитанных человеком. Но, хотя он был богат и влиятельн, а его замыслы требовательны, ему так и не удалось создать вычислительную машину за всю свою жизнь. К счастью, он оставил множество заметок, диаграмм и частичных машин, которые позволили современным машинистам взяться за эту задачу, создав две современные викторианские вычислительные машины.

Его первая конструкция, известная как Разностная машина №1, была огромной штукой, требующей около 25 000 деталей в эпоху нестандартных инструментов и оборудования.

Бэббидж был математиком и изобретателем, членом престижного Королевского общества, но не машинистом. Поэтому ему приходилось полагаться на навыки других, чтобы сделать свои машины реальностью. Возможно, это было главной проблемой, поскольку ограничения технологии изготовления точных инструментов той эпохи были проблемой; его проблемы, похоже, были связаны как с его вспыльчивым характером, так и с любым другим фактором.

Единственным физическим двигателем, который Бэббидж видел за всю свою жизнь, была небольшая часть этого первого двигателя, прототипа, построенного для него в 1832 году Джозефом Клементом, мастером-механиком. Споры по поводу оплаты и личных конфликтов положили конец их отношениям. Построенный за невероятную сумму в 17 500 фунтов стерлингов из государственных денег, он стал монументальным провалом.

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

В 1833 году Бэббидж познакомился с юной Адой Лавлейс, дочерью поэта лорда Байрона, которая была блестящим молодым математиком в возрасте 17 лет. Она была первой, кто понял потенциал машины для манипулирования вещами, отличными от чисел.

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

Машина, которой он наиболее известен, – это его Разностная машина № 2, по-прежнему простая вычислительная машина, но значительно улучшенная за счет гораздо меньшего количества деталей. Но Бэббидж умер в 1871 году, так и не увидев осуществления своих мечтаний. Он похоронен на кладбище Кенсал-Грин.

Хотя рабочие прототипы были предприняты во время и после жизни Бэббиджа, только в 1991 году Лондонский музей науки построил полнофункциональную разностную машину № 2 в ознаменование 200-летия со дня рождения Бэббиджа.За строительством наблюдал куратор Дорон Свейд, написавший книгу «Разностная машина: Чарльз Бэббидж и поиски первого в мире компьютера » о 17-летнем проекте по созданию двигателя. Команда музея работала со своей коллекцией документов Бэббиджа и 20-страничным чертежом машины, исправив лишь несколько незначительных ошибок в первоначальном проекте.

В результате получилась латунная машина весом 2,6 тонны, которая прекрасна не только по своим функциям, но и по форме, особенно когда ее многочисленные вращающиеся части оживают.

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

В 2008 году второе воплощение разностной машины № 2, также построенное Лондонским музеем науки, дебютировало в Маунтин-Вью, Калифорнийский музей компьютерной истории. Финансируемый миллионером Microsoft Натаном Мирволдом, двигатель технически находится в расширенной ссуде у музея и может быть в какой-то момент перемещен в очень шикарную гостиную в Силиконовой долине.

2.2 Теория разностной машины

Метод постоянных разностей — это простой, но мощный метод вычисления непротиворечивых числовых прогрессий. Его часто использовали создатели таблиц, и этот процесс лучше всего можно проиллюстрировать на примере задачи, для решения которой была разработана разностная машина — вычисление кубов всех чисел от 1 до 100 000.

Поскольку для запуска движку требуется набор начальных значений, нам нужно выполнить предварительную бумажную работу, составить таблицу первых нескольких чисел и путем вычитания найти различные числовые различия. Во-первых, мы вычитаем куб 1 (который, конечно же, 1) из куба 2 (который равен 8). Результат, 7, является первым порядком разницы. Затем мы вычитаем куб 2 из куба 3 (27), и ответ, 19, является еще одним первым порядком разности. Теперь нам нужно найти второго порядка разности . Вычитая 7, первый результат, из 19, второго результата, мы получаем 12 — и это вторая разница. Из приведенной ниже таблицы должно быть очевидно, как мы получили третьего , а в случае кубов константу , порядок разности:

Все это сводится к основному математическому принципу: любая непротиворечивая числовая прогрессия может быть вычислена путем многократного сложения.Поскольку метод постоянных разностей представляет собой повторяющийся процесс, он вполне подходит для действий машины. По замыслу Бэббиджа, оператор должен был вводить различные различия в разностную машину, которая снова и снова добавляла их друг к другу и записывала ответы на какой-то принтер. Поскольку каждое добавление основано на предыдущем, метод содержит встроенную проверку: если последние числа в таблице правильные, то все числа должны быть правильными. С другой стороны, человеческий компьютер может дать сбой в любой момент.

Бэббидж считал, что он был первым, кто придумал разностную машину, но он ошибался. Мало что есть нового под солнцем, и его изобретение не стало исключением. В 1786 году некто Э. Клипштейн из Франкфурта, Германия, опубликовал небольшой том, который примерно назывался «Описание недавно изобретенной вычислительной машины». В книге рассказывается о калькуляторе, изобретенном Дж. Х. Мюллером, капитаном инженеров гессенской армии, и есть приложение, в котором, как ни удивительно, описывается разностная машина (хотя Мюллер использовал другой термин).Машина, которую Мюллер надеялся построить, если ему удастся собрать необходимые средства, была предназначена для расчета таблиц методом постоянных разностей и вывода результатов прямо на бумагу. (Процесс печати разностной машины был лучше, поскольку машина Бэббиджа была разработана для штамповки пластин, которые можно было использовать для печати любого количества копий. ) К сожалению, Мюллеру не удалось собрать деньги, и из его предложения ничего не вышло.

Два тщательных инженерных плана Бэббиджа для Разностной машины, изображающие машину сбоку (слева) и с обоих концов (справа)

Бэббидж понял, что для полноценной Разностной машины потребуются тысячи точно спроектированных шестерен, осей и других деталей. и будет стоить тысячи фунтов.Даже если бы он обладал значительным состоянием своего отца, которое он должен был унаследовать, этот проект, несомненно, истощил бы его ресурсы. Более того, это принесет пользу Англии, а не ему, и поэтому он считал, что это должно финансироваться при поддержке извне, предпочтительно от правительства. Поэтому Бэббидж написал открытое письмо сэру Хамфри Дэви, президенту Лондонского королевского общества, выдающейся научной организации Великобритании. В послании от 3 июля 1822 года описывалась разностная машина, объяснялись ее многочисленные применения и сдержанным тоном английского джентльмена запрашивались внешние средства.

Письмо Бэббиджа было широко распространено, и его копия попала в высокие руки лордов казначейства, которые интересовались любой машиной, которая могла бы облегчить их работу и улучшить состояние британского судоходства. 1 апреля 1823 года лорды написали Королевскому обществу письмо с просьбой оценить предложение Бэббиджа. Дэви назначил комитет для изучения этого вопроса, и примерно через месяц организация вынесла свой официальный вердикт: Бэббидж продемонстрировал большой талант и изобретательность при создании своей вычислительной машины, которую Комитет считает полностью соответствующей достижению целей, предложенных изобретателем; и считают г.Бэббиджа как весьма заслуживающего общественного поощрения в продолжении своего трудного предприятия».

27 июня Бэббиджа вызвали на собеседование с Джоном Фредериком Робинсоном, канцлером казначейства. «У меня было несколько бесед с канцлером Экс», который обращался со мной самым либеральным и джентльменским образом», — писал Бэббидж Гершелю. «Кажется, он вполне убежден в полезности машины и в том, что ее следует поощрять. В настоящее время он должен достать для меня 1000 фунтов стерлингов, а на следующей сессии, если я захочу больше, чтобы закончить его, он согласен, чтобы было предоставлено больше или чтобы у меня был комитет палаты, если требуется большая сумма, чем фонд. можно было бы обвинить.Предложение канцлера было беспрецедентным; Британское правительство обычно не поддерживало частные научные или технические проекты, но состояние Военно-морского альманаха и других таблиц побудило его рискнуть. Бэббидж получил свои деньги, и начался один из самых экстраординарных эпизодов в истории науки.

назад Продолжить

№646: Отличие двигателя номер два

Сегодня больше об Аде, Бэббидже и мечте осуществленный. Колледж Университета Хьюстона Engineering представляет серию о машинах которые заставляют нашу цивилизацию работать, а людей чья изобретательность создала их.

Когда Чарльз Бэббидж умер в 1871 году, оставив после себя загадочный массив незавершенных счетных машин.Они попали в два класса — разностные машины и аналитические двигатели. Его разностные двигатели предназначались для вычислять математические таблицы — логарифмы и триггеры функции. Его аналитические машины были бы первые компьютеры, если они когда-либо были построены.

Он так и не закончил ни один из своих двигателей. Его финансирование всегда выбегал.Он сделал только части каждого вида. Хуже того, он мало писал о том, что делал. дочь лорда Байрона Ада много сделал для объяснения класса аналитических двигатели. Она опубликовала серию заметок о концепция.

Кажется довольно очевидным, что вдовец Бэббидж любил Ада. Но Ада была замужем. Когда она умерла, еще молодой, от рака, ее мать уничтожила любую ее корреспонденции от Бэббиджа.Итак, нам осталось угадать.

Что касается Ады, то она любила математику и делала ставки на лошади. Вероятно, она тоже любила Бэббиджа. Сбрасывать многому научилась у него в математике. Она помогла сохранить его наследие, но она рассказала нам только о его аналитических машинах. Что насчет его разница двигателей?

Группа в Лондонском музее науки на самом деле построил последний двигатель Бэббиджа – его Отличие № двигателя2. Это стоило полмиллиона долларов, и он весит три тонны.

И это действительно работает. Он может вычислять числа до 31 десятичные знаки. Это гораздо точнее, чем ваш карманный калькулятор. Конечно, это намного медленнее. Это бы нужно 22 часа проворачивать вручную, чтобы получить это результат. Сейчас музей пытается поднять еще один 360 000 долларов на создание принтера, предназначенного для Бэббиджа. смирись с этим.

В музее использованы материалы 19 века и технология. Мозг Бэббиджа не только век опередил свое время. Теперь мы видим, что Бэббидж действительно могли бы построить компьютеры с 19-м веком ресурсов, если бы только он мог собрать эти Ресурсы.

В течение многих лет мы знали о так называемом Аналитическая машина. На самом деле это был не один двигатель, но класс компьютеров. Он построил части своего аналитические машины так же, как он построил части своего разница двигателей.

Заметки Ады Байрон исправили аналитическую машину в наш разум как единая машина. Она оставила нас с острое чувство незавершенного дела. Но, сосредоточившись наше видение Бэббиджа, она также ограничила его.Теперь мы начинают видеть, что он был даже более продвинутым, чем мы осуществленный. Получив немного больше государственного финансирования, он могло бы изменить ход истории.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета. где нас интересует, как изобретательные умы работай.

(Музыкальная тема)

Этот месяц в истории физики

Октябрь 1871 года: успешная неудача Бэббиджа — первый компьютер


Чарльз Бэббидж (1791 – 1871)

Немногие устройства 19-го века оказали такое большое влияние на современные технологии, как вычислительные машины Чарльза Бэббиджа, прежде всего Аналитическая машина, механический цифровой компьютер, который предвосхитил практически все аспекты современных компьютеров. Впервые описанный в 1837 году, его видение массивного механического компьютера общего назначения с паровым приводом из латуни вдохновило некоторых из величайших умов 19-го века, но ему не удалось убедить ни одного спонсора предоставить средства для фактического создания устройства. Однако его изобретательность принесла ему признание как «отец вычислительной техники» более чем через 100 лет после его смерти.

Сын лондонского банкира, Бэббидж был ремесленником с рождения и мало что делал со своими игрушками, кроме их разборки. В юности он сам выучил алгебру и так хорошо разбирался в континентальной математике своего времени, что, когда он поступил в Тринити-колледж в Кембридже в 1811 году, он намного опередил своих наставников в этом предмете.Вместе с друзьями Бэббидж стал соучредителем Аналитического общества для продвижения континентальной математики и реформирования математики Ньютона, которую в настоящее время преподают в Кембридже. В частности, он и его друзья осуществили решающее введение нотации Лейбница в исчисление, преобразовав математику по всей Великобритании.

В молодости Бэббидж работал математиком, был должным образом избран членом Королевского общества и сыграл видную роль в основании Астрономического общества (позже Королевского астрономического общества) в 1820 году.Примерно в то же время он всю жизнь интересовался вычислительными машинами. В 1821 году Бэббидж изобрел концепцию разностной машины для составления математических таблиц. Разностная машина номер один (DE1) была первым успешным автоматическим калькулятором и остается одним из лучших образцов точной инженерии 19 века. Он создал таблицы значений, найдя общую разницу между терминами в последовательности, ограниченной только количеством цифр, доступных машине.Идея Бэббиджа заключалась в том, что с помощью такой машины можно распечатать астрономические таблицы, а также простые списки цен для мясной лавки, которые взимаются за фунт.

Хотя он усовершенствовал эту концепцию с помощью Разностной машины номер два (DE2), Бэббидж никогда не был доволен своей работой и никогда не мог придерживаться единого плана для нее. Он потратил тысячи фунтов государственного финансирования, чтобы снова и снова восстанавливать одни и те же детали, чтобы усовершенствовать их. На самом деле никогда не завершенный и не использованный, основным вкладом разностной машины в мир стали идеи, которые она вдохновила Бэббиджа, что привело к его следующему двигателю и, в конечном итоге, к современному компьютерному программированию.

В 1832 году он задумал еще лучшую машину, которая могла бы выполнять не одну математическую задачу, а любые вычисления. Аналитическая машина, задуманная как универсальный манипулятор символов, представляла собой гибкий и мощный калькулятор, управляемый с помощью перфокарт, воплощающий в себе многие функции, которые позже вновь появились в современных компьютерах с хранимой в памяти программой: управление с помощью перфокарт, отдельное хранилище и мельница, набор внутренних регистры (оси таблицы), быстрый умножитель/делитель и даже обработка массивов. Он оставил свою престижную должность профессора в Кембридже [кафедра Лукаса, которую когда-то занимал сэр Исаак Ньютон] в 1839 году, чтобы посвятить все свое внимание аналитической машине, но так и не смог завершить ни один из нескольких проектов для нее.

К сожалению, от прототипов вычислительных машин Бэббиджа мало что осталось. Требуемые критические допуски превышали уровень технологий, доступных в то время. И хотя его работа была официально признана уважаемыми научными учреждениями, британское правительство приостановило финансирование Разностной машины в 1832 году, полностью прекратив проект в 1842 году.


Разностная машина, разработанная Чарльзом Бэббиджем (1792-1871) в Музее науки в Лондоне.

Несмотря на его многочисленные достижения, неудача в создании вычислительных машин и неспособность правительства поддержать его работу сделали Бэббиджа на склоне лет разочарованным и озлобленным человеком. Он умер 18 октября 1871 года, так и не осуществив свою мечту, и хотя его сын Генри продолжил его работу, он так и не завершил устройство. Только после того, как в 20-м веке были построены первые электромеханические, а затем и электронные компьютеры, разработчики этих машин обнаружили, насколько Бэббидж предвосхитил почти каждый аспект их работы.

Трудности Бэббиджа были прежде всего финансовыми и организационными; сам проект был вполне осуществим. Команда лондонского Музея науки под руководством Дорона Свейда при важном участии Д. Аллана Бромли, среди прочих, успешно построила завершенную версию DE2 Бэббиджа в 1990-х годах, подтвердив техническую работу человека, которая теперь занимает видное место в музее. Однако предстоит решить гораздо более амбициозную задачу создания аналитической машины.

Дальнейшее чтение:

Институт Чарльза Бэббиджа: http://www.cbi.umn.edu

Бромли, Аллан, «Эволюция вычислительных машин Бэббиджа», Annals of the History of Computing , 9 (1987): 113-136.

Хайман, Энтони. Чарльз Бэббидж, пионер компьютеров , Oxford University Press (1982).

Хайман, Энтони. Наука и реформа: Избранные произведения Чарльза Бэббиджа , Cambridge University Press (1982).

Разница № двигателя1 | Групповая коллекция Музея науки

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

Часть вычислительной машины Бэббиджа, номер разностной машины. 1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, Разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, Разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, номер разностной машины.1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, Разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, Разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, номер разностной машины.1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Часть вычислительной машины Бэббиджа, Разностная машина №1. Британский пионер вычислительной техники Чарльз Бэббидж. Коллекция
Science Museum Group Collection
© Совет попечителей Музея науки.

Разностная машина №1 Чарльза Бэббиджа, 1830-е гг. Оттиск с гравюры на дереве Б. Х. Бэббиджа.Чарльз Бэббидж (1791–1871)
Групповая коллекция Музея науки
© Совет попечителей Музея науки, Лондон

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.