Подключение узо 3 фазы схема: Схема подключения трехфазного УЗО и автоматов: особенности монтажа

Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазной сети без использования нейтрали

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Продолжаю серию статей о схемах подключения УЗО.

Сегодня Вашему вниманию я представляю схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть без использования нейтрали (нуля). Чаще всего такую схему применяют при подключении трехфазных электродвигателей. При возникновении замыканий его обмоток на корпус УЗО сработает и отключит двигатель от сети.

Дело в том, что для подключения трехфазных электродвигателей достаточно только трех фаз питающего напряжения (А,В,С) и защитного проводника РЕ для заземления корпуса, т.е. необходим 4-жильный кабель. Нет смысла прокладывать на двигатель 5-жильный кабель — ноль ему не требуется по причине того, что его обмотки имеют одинаковое сопротивление (двигатель является симметричной нагрузкой). А если разницы нет, то зачем переплачивать за 5-жильный кабель?

Подключение двигателя через УЗО

В качестве примера рассмотрим, как подключить трехфазный двигатель через автомат и четырехполюсное УЗО.

Вот двигатель АИР71А4У2.

А это трехфазное УЗО от компании IEK ВД1-63, 63 (А), 30 (мА). Относится к типу АС. Читайте статью о типах и разновидностях УЗО.

Схему подключения УЗО можно всегда посмотреть в паспорте (руководстве по эксплуатации) или на его корпусе. В моем случае схема подключения изображена прямо под рычажком включения.

В данной статье я не буду останавливаться на выборе номиналов автомата и УЗО — об этом читайте здесь.

Схема имеет следующий вид:

Фазы питающего напряжения (А,В,С) подключаем на трехполюсный автомат, а с него на входные клеммы УЗО (1, 3 и 5 соответственно).

Нулевой проводник N подключаем напрямую к УЗО на входную клемму «N».

С выходных клемм УЗО (2, 4 и 6) фазные проводники подключаем к обмоткам двигателя по схеме звезда или треугольник, в зависимости от параметров применяемого двигателя и величины питающего напряжения. К выходной клемме «N» ничего не подключаем. Она остается пустой.

Защитный проводник РЕ подключаем на корпус двигателя под специальный болт для заземления.

Пользуясь случаем, хотел бы напомнить Вам о необходимости соблюдения цветовой маркировки проводов.

Смотрите видео, где я имитирую замыкание обмоток двигателя на корпус с помощью проволочного резистора сопротивлением 2 (кОм). УЗО срабатывает, т.к. ток замыкания на корпус составляет около 110 (мА), что практически в 4 раза превышает его уставку 30 (мА).

Аналогичным способом можно подключать любые трехфазные нагрузки, которые имеют симметричный режим работы.

P.S. Если у Вас имеются вопросы по схеме подключения электродвигателя через четырехполюсное УЗО, то задавайте их в комментариях или мне на личную почту. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Как подключить УЗО правильно: 7 схем с фото

В своей практике я не раз сталкивался с тем, что дорогая защита, на установку которой затрачено много сил и средств, не срабатывала при аварийной ситуации. Это приводило к очень серьезным повреждениям оборудования.

Для таких случаев энергетики страхуются резервными устройствами, сразу планируя их действие проектом. В домашней проводке так не поступают: слишком дорого.

Поэтому надо хорошо представлять, как подключить УЗО правильно в действующую схему, что я и рассматриваю ниже для типовых случаев безопасного питания электричеством оборудования квартиры либо дома.

Содержание статьи

Назначение и принцип работы УЗО в картинках

Устройство защитного отключения относится к токовым защитам и занимает второе место за автоматическим выключателем по обеспечению безопасности. Оно уже спасло здоровье многим людям, предотвратило электрические травмы.

Необходимость использования УЗО подтверждена требованиями времени, диктуется правилами электрической безопасности.

Как работает защитное отключение при образовании тока утечки

Орган сравнения фаз контролирует величину векторов входящего и выходящего токов по проводникам потенциалов фазы и нуля, постоянно сравнения их магнитные потоки.

Если величина второго вектора уменьшилась больше допустимого значения уставки, то делается вывод о возникновении неисправности. От появившегося тока утечки автоматически отключаются силовые контакты.

УЗО предотвращает прохождение тока через человеческое тело при случайном касании оголенных токоведущих частей или повреждении изоляции проводки, когда появляется опасный потенциал на корпусе электрического прибора.

Дополнительное назначение устройства: предотвращение пожара здания вследствие нарушения диэлектрических свойств изоляции, создающего случайные пути аварийных токов.

Дифференциальный орган работает во всех системах заземления здания. Однако наиболее корректная и безопасная ситуация создается в схемах TN-S и TN-C-S, ТТ с дополнительной заземляющей магистралью РЕ.

Здания со старой системой заземления TN-C загрубляют чувствительность органа сравнения.

Электрические схемы УЗО: 2 варианта для квартиры и дома

Защита выпускается готовыми модулями для установки на Din рейку с возможностью монтажа в однофазной или трехфазной проводке.

Схема подключения однофазного УЗО

В сеть 220 вольт включают модуль на две магистрали тока с потенциалами фазы и нуля.

Схема внутренней конструкции защиты печатается прямо на корпусе, приводится в документации. Провод приходящей фазы подключается сверху на клемму №1, а с клеммы №2 идет к потребителям.

Потенциал нуля подводится на верхнюю клемму N, а снимается с нижней. Менять эти правила подключения нельзя: иначе орган сравнения фаз не сможет работать правильно, произойдут ложные срабатывания.

Схема подключения трехфазного УЗО

Три входных фазных проводника монтируют поочередно к верхним клеммам №1, 2 и 3. Снизу модуля с клемм №2, 4 и 6 их снимают и направляют к потребителю. Потенциал нуля подводят сверху к клемме “N”, снимают с нижней.

Различные производители конструктивно располагают магистраль рабочего нуля справа или слева от магистралей фаз. Все эти вариации показаны схемой-картинкой на корпусе защиты.

Магистрали фаз допустимо менять между собой местами, но их нельзя путать с линией тока нуля. К ней подключена обмотка кнопки проверки “Тест”. При ее нажатии защита станет работать не правильно.

Схемы подключения однофазного УЗО: 3 варианта использования в квартире

Модуль защиты в квартирном щитке может монтироваться на:

• вводе для контроля всего рабочего оборудования, подключенного к проводке;
• одной проблемной линии, например, для ванной комнаты или кухни, обладающих повышенной степенью влажности;
• несколько магистралей с розеточными группами.

Вводное УЗО: защита всей проводки в квартирном щитке

Устройство защитного отключения на вводе в квартиру устанавливают непосредственно за счетчиком и вводным автоматическим выключателем.

Пример расположения модулей защит, показанных на фотографии электрического щитка, дополняет поясняющая схема. Для ее ввода используется обычный автоматический выключатель однофазного исполнения.

Он разрывает только потенциал фазы аварийного тока. Это вполне приемлемо для обеспечения большинства задач, которые стоят в вопросах безопасности бытовой проводки.

Схема с двухполюсным автоматом ввода создается по такому же принципу за исключением того, что потенциал нуля проходит через его вторую магистраль на вход вводного УЗО.

После выхода с устройства защитного отключения потенциал нуля подключают к отдельной изолированной шинке N. С нее выполняют разводку по жилам кабелей к потребителям.

Защитные магистрали РЕ проводника монтируются с помощью собственной шинки PE. На нее подключается соответствующая жила от вводного кабеля и собираются отходящие магистрали ко всем потребителям без каких-либо разрывов.

Технические характеристики УЗО: номинальный ток и величина утечки — как правильно выбрать для вводного модуля

2 перечисленных параметра заложены заводом в конструкцию любого модуля. Изменить их после его приобретения мы не сможем. Поэтому важно их правильно выбирать до покупки.

Номинальный ток и уставка срабатывания утечки маркируются прямо на корпусе защиты.

Как выбрать УЗО по номинальному току

Эта величина характеризует силу тока, которую способны нормально выдерживать внутренние цепи блока без повреждения, например, со значением 40 ампер, как показано на картинке.

Если через внутреннюю схему защиты пойдет больший ток, то он просто спалит обмотки, провода, изоляцию. Это допускать нельзя.

Каждое устройство защитного отключения подключают через индивидуальный автомат с меньшим номинальным током на одну ступень стандартного ряда.

Модуль защитного отключения ставят за автоматическим выключателем. Тогда он полностью обесточивается после разрыва силовых контактов автомата.

По этому принципу для верхней схемы выбран автомат с током 32 А для вводного УЗО на 40 ампер. Его уставка по нагрузке короткого замыкания и перегрузу спасает наш модуль от выгорания при любой аварии.

Универсальными возможностями обладает дифференциальный автомат. Он объединяет в своей конструкции возможности УЗО и автоматического выключателя со сбалансированными электрическими параметрами номинального тока.

Стоимость дифавтомата несколько выше, чем составляющих УЗО и автомата вместе, но его применение экономит место в квартирном щитке, что часто бывает вполне обоснованно.

Как выбрать УЗО по току утечки

Практически через любой слой изоляции протекают токи. Просто у материалов с высокими диэлектрическими свойствами они очень малы из-за высокого электрического сопротивления.

Поврежденная изоляция обладает низкой ограничивающей способностью. Через нее протекают токи повышенной величины.

ПУЭ регламентирует суммарный ток утечки (дифференциальный) сквозь изоляцию. Он никогда не должен превышать безопасную для человека величину.

Существуют специальные лабораторные приборы, которые позволяют измерить ток утечки через изоляцию электропроводки. Когда они отсутствуют, то выполняют приблизительный расчет по предложенной методике.

Для обычных помещений выбирают устройство защитного отключения с безопасным дифференциальным током 30 мА. Во влажной среде, характерной для ванной комнаты или кухни во время приготовления пищи, его величина снижается до 10 или 6 мА.

На вводе в здание допустимо ставить устройство защитного отключения с номиналом 100 мА.

Если суммарный ток утечки электропроводки превышает допустимый уровень дифференциального тока для УЗО более чем 33%, то необходимо рассматривать вопрос полной замены устаревших проводов и кабелей.

Вводное УЗО на 100, 300 или 500 мА не способно спасти человека от получения электрической травмы. Его задача: предотвратить пожар из-за возгорания электрической проводки.

Схема использования одной защиты с органом сравнения фаз токов на вводе отличается простотой и экономичностью, но значительно затрудняет поиск неисправности после ее отключения.

УЗО для ванной: пример выбора модуля защиты на один потребитель

Вариант размещения защитного отключения внутри квартирного щитка показан фотографией ниже.

Схема подключения модуля защиты для одной отдельной линии (ванная комната) с расположением магистралей фазы и нуля показана более подробно на общей картинке для квартирной проводки.

Автоматический выключатель этой магистрали, как и остальных, запитан от сборки за вводным автоматом.

Обращаю внимание, как здесь подключена шинка рабочего нуля и ее отличия от способа, выбранного для схемы с вводным модулем.

Рабочий ноль подводится от вводного кабеля непосредственно к счетчику, а с него отводится на шинку N. С нее выполняется разводка ко всем потребителям кабелями отходящих линий.

К розеткам ванной комнаты рабочий ноль подается через отдельный силовой контакт нашей защиты.

Монтаж шинки PE выполняется по предыдущему варианту без изменений.

В этой схеме внутренняя конструкция модуля защищена от превышения номинального тока (16 ампер) собственным автоматическим выключателем (номинал 10 А).

При срабатывании защиты поиск неисправности упрощается проверкой состояния изоляции на магистрали от силовых контактов модуля до рабочего органа подключенного потребителя.

Групповое УЗО: экономная защита нескольких отходящих линий

Устанавливать индивидуальный модуль к каждому отдельному потребителю — наиболее оправданное решение в вопросах обеспечения безопасности и поиска места возникшей неисправности.

Однако такая схема монтажа самая затратная и дорогая. Она требует использования довольно вместительного квартирного щитка и большого количества модулей УЗО или дифференциальных автоматов. На их покупку уходит много денег.

Групповое УЗО позволяет их экономить. Его просто подключают к нескольким отходящим линиям, располагая отдельным блоком перед индивидуальными автоматическими выключателями.

Внутри квартирного щитка их удобно монтировать отдельными группами. Этот прием обеспечивает наглядность при эксплуатации и ремонте.

Схема подключения группового УЗО к нескольким отходящим линиям изображена ниже.

Здесь защиту группового модуля по величине номинального тока 50 ампер выполняет автомат ввода 40А.

У подобной схемы начинающие электрики выполняют ошибочный расчет, подбирая номинальный ток группового УЗО как сумму номиналов подключенных нагрузок.

Например, на схеме все потребители запитаны через автоматы на 32, 25 и 16 ампер. Общая их сумма составляет 32+25+16=73. Искать защиту с таким номиналом или большим бессмысленно.

Этот вопрос решается проще: вводной автомат в этой квартирной проводке уже выбран на 40 ампер. Большие токи он обязан отключать, одновременно защищая групповое УЗО.

Поэтому его номинал вполне достаточно выбрать на одну ступень больше из стандартного токового ряда: 50 ампер.

Отличия конфигурации цепей рабочего нуля для схемы группового УЗО

Рассматриваемая схема объединила оба рассмотренных выше варианта формирования цепочек для подключения к шинке N:

1. до группового УЗО работает вторая разработка,
   используемая для одиночной линии;
2. после него создается своя дополнительная шинка
   N1, отделяемая от общей цепочки контактами группового модуля.

Использование дополнительной шинки N1 значительно облегчает поиск токов утечек в отходящих линиях, возникших при повреждении изоляции проводов нулевых потенциалов после отключения защиты.

Монтаж шинки РЕ и проводов к ней не меняется.

Схема подключения трехфазного УЗО: 4 варианта для частного дома

Ниже рассматриваю случаи использования противопожарного и обычного модуля в разных ситуациях.

Противопожарное УЗО для частного дома: как правильно выбрать и установить

Фрагмент схемы подключения четырехполюсного противопожарного УЗО на вводе в частный дом поясняет главный принцип его выбора по дифференциальному току.

Его ставят на вводе в здание для защиты:

• входного кабеля;
• линий к потребителям, на которых не используются
  индивидуальные устройства защитного отключения;
• выполняющей роль резерва в случае отказа
  основного модуля.

Противопожарное УЗО подключают в схему электропитания дома с обязательным соблюдением селективности его срабатывания. Она достигается комплексно двумя настройками:

• троекратным запасом уставки по дифференциальному
  току в сравнении с любым групповым или индивидуальным модулем, расположенным
  ниже;
• замедлением на срабатывание по времени минимум в
  3 раза.

Фрагмент приведенной выше схемы включения показывает, что дифференциальный ток противопожарного модуля IΔns трижды превышает уставку утечки IΔn1 или IΔn2 у любой группы потребителей.

Противопожарные УЗО создаются для срабатывания от токов утечки на 100, 300 либо 500 мА, а модули защиты человека от дифференциального тока производятся на уставки 30, 10 или 6 миллиампер.

Возможность выставления уставки времени для селективного срабатывания обозначается на корпусе модуля латинской буквой “S”.

Правильный выбор уставок противопожарного, группового и индивидуального УЗО по дифференциальному току и времени отключения возникшей аварии — обязательный принцип надежной ликвидации защитой поврежденного участка с оставлением под напряжением исправного оборудования.

Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса с использованием нейтрали

Упрощенно схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть можно представить следующим образом: на выходе рабочего нуля используется шинка для разводки потенциалов нейтрали N по подключенным потребителям (схема с нейтралью).

Потребители могут питаться от всех 3 фаз или какой-то одной. Эта же схема позволяет выполнять защиту одновременно трех разных однофазных цепей при условии использования общей нейтрали.

При этом стараются построить работу оборудования с соблюдением равномерного распределения токов нагрузок по всем фазам.

Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса без использования нейтрали

Отказаться от работы нейтрального провода и упростить конструкцию позволяет случай использования симметричной нагрузки, у которой все токи в фазах всегда равны.

Пример такого подключения — защита трехфазного асинхронного электродвигателя. Обмотки его статора могут быть собраны по схеме звезды или треугольника, которые обеспечивают одинаковые сопротивления между фазами.

Потенциал рабочего нуля заводится на вводной контакт четырехполюсного УЗО, а на выходной ничего не подключается. Выходная клемма потенциала N остается пустой.

Этот прием позволяет экономить средства за счет подключения двигателя к цепям питания кабелем с четырьмя, а не пятью жилами: три для фазных потенциалов и одна — защитного РЕ проводника.

Его монтируют на специальный болт заземления корпуса.

Подключение трехфазного УЗО: схема для однофазной сети

Предлагаемый вариант не является типичным.

Он используется как исключение в трех случаях:

• У владельца имеется лишний модуль защиты, который необходимо пристроить в работу. Иначе оно просто пылится без дела.
• Собираемую однофазную проводку планируется в ближайшем времени переводить на три фазы.
• Временная замена модуля, вышедшего из строя при возникновении аварии.

Во всех трех случаях необходимо потенциал фазы пускать через те клеммы, к которым подключена обмотка кнопки “Тест”. Иначе она не станет срабатывать при ручных проверках.

В этой короткой статье я постарался дать самый необходимый материал. Видеоролик владельца Заметки электрика наглядно дополняет, как подключить УЗО правильно и выбрать его по номинальному току и току утечки. Рекомендую посмотреть.

Ожидаю, что у вас еще возникли вопросы по этой теме. Задавайте в комментариях. Я отвечу.

Новое поведение фазовых диаграмм и дизайн материалов в гетероструктурных полупроводниковых сплавах

1. J.C. Hemminger, J. Sarrao, G. Crabtree, G. Flemming, M. Ratner, Проблемы на границе материи и энергии: трансформационные возможности для исследовательской науки (U.S. Department of Energy Office of Science, 201 5). [Google Scholar]

2. Куч Т. Ф., Бэбкок С. Э., Мост Л.. Рост вдали от равновесия: примеры из полупроводников AIIIBV. заявл. физ. преп. 3, 040801 (2016). [Академия Google]

3. Пэн Х., Ндионе П. Ф., Гинли Д. С., Закутаев А., Лани С., Разработка полупроводниковых тетраэдрических сплавов Mn _{1− x} Zn _x O и их применение для расщепления солнечной воды.

физ. Версия X 5, 021016 (2015). [Google Scholar]

4. Видал Дж., Лэни С., Фрэнсис Дж., Кокенеси Р., Тейт Дж., Структурная и электронная модификация фотогальванического SnS путем легирования. Дж. Заявл. физ. 115, 113507 (2014). [Google Scholar]

5. Сайто Ю., Такао Х., Тани Т., Нонояма Т., Такатори К., Хомма Т., Нагая Т., Накамура М., Бессвинцовая пьезокерамика. Природа 432, 84–87 (2004). [PubMed] [Академия Google]

6. Грили Дж., Маврикакис М., Сплавные катализаторы разработаны на основе первых принципов. Нац. Матер. 3, 810–815 (2004). [PubMed] [Google Scholar]

7. Чичибу С. Ф., Уэдоно А., Онума Т., Хаскелл Б. А., Чакраборти А., Кояма Т., Фини П. Т., Келлер С., ДенБаарс С. П., Спек Дж. С., Мишра Ю. К., Накамура С., Ямагути С., Камияма С. , Амано Х., Акасаки И., Хан Дж., Сота Т., Происхождение вероятности нечувствительной к дефектам эмиссии в In-содержащих полупроводниках из сплавов (Al,In,Ga)N. Нац. Матер. 5, 810–816 (2006). [PubMed] [Академия Google]

8. Шлайфе А., Эйзенахер М., Рёдль К., Фукс Ф., Фуртмюллер Й., Бехштедт Ф., Ab initio описание гетероструктурных сплавов: Термодинамические и структурные свойства Mg _x Zn _{1- x} O и Cd _x Zn _{1- x} О. Физ. Преподобный Б 81, 245210 (2010). [Google Scholar]

9. Таснади Ф., Аллинг Б., Хеглунд К., Вингквист Г., Берч Дж., Халтман Л., Абрикосов И. А., Происхождение аномального пьезоэлектрического отклика в вюртците Sc _x Al _{1− x} N сплавы. физ. Преподобный Летт. 104, 137601 (2010). [PubMed] [Google Scholar]

10. Ахарт М., Сомаязулу М., Коэн Р. Э., Ганеш П., Дера П., Мао Х.-к., Хемли Р. Дж., Рен Ю., Лиерманн П., Ву З., Происхождение морфотропных границ фаз в сегнетоэлектриках. Природа 451, 545–548 (2008). [PubMed] [Google Scholar]

11. Чукайорн Т., Мердок Х. А., Шух К. А., Дизайн стабильных нанокристаллических сплавов. Наука 337, 951–954 (2012). [PubMed] [Академия Google]

12. Перим Э., Ли Д., Лю Ю., Тохер С., Гонг П., Ли Ю., Симмонс В. Н., Леви О., Влассак Дж. Дж., Шроерс Дж., Куртароло С., Спектральные дескрипторы объемных металлических стекол на основе термодинамики конкурирующих кристаллических фаз. Нац. коммун. 7 12315 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

13. Бек-Бройхситтер М., Риттинг Э., Лебхардт Т., Ван Х., Киссель Т., Приготовление наночастиц путем замещения растворителя для доставки лекарств: сдвиг в «области узо» при загрузке лекарства. Евро. Дж. Фарм. науч. 41, 244–253 (2010). [PubMed] [Академия Google]

14. Витале С. А., Кац Дж. Л., Дисперсии капель жидкости, образованные гомогенным зародышеобразованием жидкость-жидкость: «эффект узо». Ленгмюр 19, 4105–4110 (2003 г.). [Google Scholar]

15. Бейтс Ф. С., Фазовое поведение полимер-полимер. Наука 251, 898–905 (1991). [PubMed] [Google Scholar]

16. Хориучи Н., Светодиоды: Естественный белый свет. Нац. Фотоника 4, 738 (2010). [Google Scholar]

17. Тан С. Т., Сан С. В., Демир Х. В., ДенБаарс С. П., Достижения в области светодиодных материалов и архитектур для энергосберегающего твердотельного освещения ведут к «революции в освещении». IEEE Фотон. Дж. 4, 613–619(2012). [Google Scholar]

18. Стрите С., Моркоч Х., GaN, AlN и InN: обзор. Дж. Вак. науч. Технол. Б 10, 1237–1266 (1992). [Google Scholar]

19. Ho I.-h., Stringfellow G.B., Несмешиваемость твердой фазы в GaInN. заявл. физ. лат. 69, 2701–2703 (1996). [Google Scholar]

20. G. B. Stringfellow, Organometallic Vapor-Phase Epitaxy: Theory and Practice (Academic Press, 1999). [Google Scholar]

21. Телес Л. К., Фуртмюллер Дж., Сколфаро Л. М. Р., Лейте Дж. Р., Бехстедт Ф., Расчеты из первых принципов термодинамических и структурных свойств напряженного In _x Ga _{1- x} N и Al _x Ga _{1- x} N сплавы. физ. Преподобный Б 62, 2475–2485 (2000). [Google Scholar]

22. Р. Смолуховски, Фазовые превращения в твердых телах (Wiley, 1951). [Google Scholar]

23. Сегнит Э. Р., Холланд А. Э., Система MgO-ZnO-SiO ₂ . Варенье. хим. соц. 48, 409–413 (1965). [Google Scholar]

24. Б. Д. Каллити, Elements of X-ray Diffraction (Аддисон-Уэсли, 1959). [Google Scholar]

25. Рой С., Гедекер С., Хеллманн В., Принцип Белла-Эванса-Полани для траекторий молекулярной динамики и его значение для глобальной оптимизации. физ. Преподобный Е 77, 056707 (2008 г.). [PubMed] [Google Scholar]

26. F. Jensen, Computational Chemistry (Wiley, 1999). [Google Scholar]

27. Синсермсуксакул П., Хео Дж., Но В., Хок А. С., Гордон Р. Г., Атомно-слоевое осаждение тонких пленок моносульфида олова. Доп. Энергия Матер. 1, 1116–1125 (2011). [Академия Google]

28. Ортис Б. Р., Пэн Х., Лопес А., Парилла П. А., Лани С., Тоберер Э. С., Влияние протяженных полей деформации на рассеяние фононов точечных дефектов в термоэлектрических материалах. физ. хим. хим. физ. 17, 19410–19423 (2015). [PubMed] [Google Scholar]

29. Kresse G., Furthmüller J., Эффективные итерационные схемы для ab initio расчетов полной энергии с использованием базиса плоских волн. физ. Преподобный Б 54, 11169–11186 (1996). [PubMed] [Google Scholar]

30. Кресс Г., Жубер Д., От ультрамягких псевдопотенциалов к проекторному методу присоединенных волн. физ. Преподобный Б 59, 1758–1775 (1999). [Google Scholar]

31. Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M., Аппроксимация обобщенного градиента стала проще. физ. Преподобный Летт. 77, 3865–3868 (1996). [PubMed] [Google Scholar]

32. Пэн Х., Лэни С., Полиморфное энергетическое упорядочение MgO, ZnO, GaN и MnO в рамках приближения случайных фаз. физ. Преподобный Б 87, 174113 (2013). [Google Scholar]

33. Харл Дж., Кресс Г., Кривые энергии когезии для твердых частиц инертных газов, рассчитанные по теории флуктуаций-диссипации адиабатической связи. физ. Преподобный Б 77, 045136 (2008 г. ). [Академия Google]

34. Лани С., Ребигер Х., Зунгер А., Магнитные взаимодействия пар примесей Cr-Cr и Co-Co в ZnO в рамках подхода с поправкой на функционал плотности запрещенной зоны. физ. Преподобный Б 77, 241201 (2008 г.). [Google Scholar]

35. Грин М. Л., Такеучи И., Хаттрик-Симперс Дж. Р., Применение высокопроизводительных (комбинаторных) методологий к электронным, магнитным, оптическим и энергетическим материалам. Дж. Заявл. физ. 113, 231101 (2013). [Google Scholar]

36. Закутаев А., Перкинс Дж. Д., Парилла П. А., Виджонарко Н. Э., Сигдель А. К., Берри Дж. Дж., Гинли Д. С., Zn–Ni–Co–O широкозонные проводящие оксиды p-типа с высокими работами выхода. Миссис Комм. 1, 23–26 (2011). [Академия Google]

37. Субраманьян А., Перкинс Дж. Д., О’Хейр Р. П., Лани С., Стеванович В., Гинли Д. С., Закутаев А., Неравновесное осаждение фазово-чистых пленок Cu ₂ O при пониженной температуре роста. АПЛ Матер. 2, 022105 (2014). [Google Scholar]

38.

Уэлч А. В., Завадски П., Лани С., Уолден К. А., Закутаев А., Саморегулирующийся рост и настраиваемые свойства солнечных поглотителей CuSbS ₂ . Сол. Энерг. Матер. Сол. Клетки 132, 499–506 (2015). [Академия Google]

34. Бинарные фазовые диаграммы: Полная растворимость | Введение в химию твердого тела | Материаловедение и инженерия

« Предыдущая | Далее »

Обзор сеанса

Модули	Надежные решения
Концепции	двухкомпонентные фазовые диаграммы, полная растворимость (тип 1), ограниченная растворимость обоих компонентов друг в друге (тип 2), правило рычага
Ключевые слова	давление, температура, состав, изоморфизм, слякоть, линзовидная форма, кривая сосуществования, ликвидус, солидус, конъюнктура, правило рычага, металлургия, фазовое расслоение, синклиналь, консолютная температура, зазор смешиваемости, сосольватация
Химические вещества	растворы Cu-Ni, NiO-MgO, Au-Ni, гексан-нитробензол, KCl-NaCl
Приложения	переработка металлов, переработка металлов, узо, абсент, коньяк

Предпосылки

Перед началом этого сеанса вы должны ознакомиться с:

• Сессия 33: Унарные фазовые диаграммы

Заглядывая вперед

Бинарные фазовые диаграммы представлены в этом сеансе и завершены в сеансе 35.

Цели обучения

После завершения этого сеанса вы сможете:

• Сравните бинарные и унарные фазовые диаграммы.
• Покажите, где ликвидус , солидус и интервал смешиваемости представлены на бинарной фазовой диаграмме.
• Создайте бинарную фазовую диаграмму на основе данных о температуре и составе.
• Получить информацию о фазе и составе из бинарной фазовой диаграммы типа 1 или типа 2 .

Чтение

Заархивированные конспекты лекций №10 (PDF), Часть B и Приложение №10 (PDF)

Главы книги	Темы
[JS] 9.1, «Правило фаз».	Обсуждение фазы, компонента и состояния; Правило фаз Гиббса; унарная (однокомпонентная) фазовая диаграмма
[JS] 9.2, «Фазовая диаграмма».	Бинарные фазовые диаграммы; полные твердые растворы; эвтектические диаграммы без твердых растворов и с ограниченным содержанием твердых растворов

Видео-лекция

Ресурсы

Слайды лекций (PDF, 2,5 МБ)

Резюме лекции

Эта лекция начинается с краткого обзора предыдущего занятия: унарных фазовых диаграмм, фазовой диаграммы воды и концепций равновесия, тройной точки и сверхкритичности.

В этом разделе представлены двухфазные или двухфазные диаграммы, в которых давление , температура и состав могут варьироваться. Поскольку 3.091 фокусируется на твердом состоянии, а твердое состояние относительно нечувствительно к давлению, эту сложную тему можно упростить до зависимости температуры от состава.

Профессор Садоуэй классифицирует бинарные фазовые диаграммы на три типа, различающихся по связи (которая определяет растворимость). Это его собственная система, которой нет в учебниках. Типы 1 и 2 рассматриваются в этой лекции, а тип 3 — на следующем занятии.

Тип 1 : Раствор проявляет полную растворимость как в твердом, так и в жидком состоянии, и присутствует изменение состояния. Два компонента имеют идентичную кристаллическую структуру, одинаковый атомный объем и минимальную разницу в электроотрицательности. Для металлов британский ученый Уильям Хьюм-Розери предложил эту классификацию в виде свода правил около 75 лет назад.

Изоморфизм создают «линзовую» или линзовидную фазовую диаграмму. Профессор Садоуэй определяет ключевые термины ликвидус и солидус , а затем приводит несколько примеров бинарных фазовых диаграмм для растворов Типа 1 Cu-Ni, NiO-MgO и Au-Ni. Правило рычага определяет относительное процентное содержание твердой и жидкой фаз с различным составом, которые сосуществуют при заданной температуре, и дает металлургам важный инструмент для управления такими процессами, как рафинирование и переработка.

Тип 2 : Раствор демонстрирует частичную или ограниченную растворимость обоих компонентов друг в друге. Нет изменения состояния (всегда твердое или всегда жидкое). Этот тип имеет характерную синклинальную кривую сосуществования . Профессор Садоуэй определяет постоянную температуру , описывает разрыв в смешиваемости, а затем демонстрирует визуальный эффект разрыва в смешиваемости в смеси воды и ликера узо.