Как провести электричество на даче своими руками: Электропроводка на даче своими руками: пошаговое описание монтажа

Электропроводка на даче своими руками: пошаговое описание монтажа

Выбор сечения и типа кабеля, номиналов автоматических выключателей, УЗО и другой защитной аппаратуры, и, наконец, выбор способа монтажа. Это еще неполный список этапов электромонтажных работ, которые введут в ступор любого начинающего мастера. Поэтому давайте разберемся как может быть проведена электропроводка на даче своими руками. Пошаговое описание всех этапов электромонтажа предоставлено ниже.

• Определение способа прокладки кабеля
• Составление схемы до монтажа
• Выбор электроустановочных изделий
• Подключение к опоре ВЛЭП по воздуху и под землёй
• Электромонтаж внутренней проводки
• Разметка стен
• Штробление и углубления для подрозетников
• Крепление распределительных коробок и подрозетников
• Прокладка линий
• Подключение розеток и выключателей
• Прокладка наружной проводки

Определение способа прокладки кабеля

Для начала нужно определится с тем, как вы будете прокладывать проводку:

1. Внутренняя или скрытая электропроводка. Прокладывается внутри стен, перегородок и перекрытий. Проводка по поверхности чернового потолка закрытая подвесным или натяжным потолком также считается внутренней.
2. Наружная или открытая проводка. Прокладывается по поверхности стен, потолков, конструкциям. В общем во всех случаях, когда видны кабельные линии.

Выбрать тип электропроводки достаточно просто:

• Если у вас стены из кирпича, бетона, газобетона и других твёрдых негорючих материалов – прокладывайте внутреннюю электропроводку.
• В деревянном доме нужна наружная проводка. В ПУЭ 7.1.38, сказано о том, что по сгораемым стенам, перегородкам, потолкам (и за ними) прокладка осуществляется в несгораемых трубах и кабелями, не распространяющими горение. Подобные рекомендации содержат и другие пункты Правил.
• В каркасном доме согласно СП 31-105-2002 п. 13.5.1, 13.5.2 допускается делать электропроводки через пустоты или заполненные утеплителем пространства стен и перекрытий, а пропускать кабель через стены допускается без негорючих гильз, но изоляция должна быть не распространяющей горение (приставки -нг или -нг-ls в маркировке изделия) или в защитных оболочках.

Составление схемы до монтажа

Сначала нужно рассчитать количество светильников и выключателей, к ним и розеток. Далее определите, где будут установлены мощные электроприборы, такие как бойлер, котёл, электроплита. Это позволит вам рассчитать длину кабеля и составить схему электрощита на даче.

Стоит отметить, что все электроустановки (объекты) построенные и реконструированные после 2003 года должны иметь заземление (указано в ряде пунктов, например, 1.1.1., 1.7.102-103., 7.1.13., глава 1.7., ГОСТ Р 50571.3-94 и т.д.). Это значит, что, если вы строите дачу сейчас – нужно составлять схему проводки с заземлением. Если же у вас старая дача и вы просто делаете ремонт – допустимо оставить схему без заземления, чего мы не рекомендуем.

Чтобы электропроводка была правильной и служила долго нужно не только правильно её проложить, но и правильно подобрать сечения жил и номиналы автоматов. Возникает вопрос: как подобрать сечение кабеля для дачи и собрать электрощит своими руками?

Нужно подобрать кабель под мощность нагрузки. Одно из распространённых правил: использовать провода и кабели сечением 2.5 кв. мм для розеток, а для освещения – 1.5 кв. мм. Для точного расчета воспользуйтесь калькулятором на нашем сайте https://samelectrik.ru/raschet-secheniya-kabelya-2.html. На освещение хватит автомата на 10А, а на розетки – 16А. Если говорить про УЗО, то его номинал ставят выше, чем автомата. Допустим автомат стоит на 16А, значит УЗО ставят на 25А. По току утечки УЗО выбирают в зависимости от назначения: для ванной лучше поставить на 10 мА, для защиты всей «мокрой группы» на 30 мА.

Теперь ознакомьтесь с подборкой типовых схем электрощитов для дач:

Схема простого щитка без заземления с однофазным вводом 220В:

 

Схема ввода 1 фазы с заземлением:

 

Схема с трёхфазным вводом 380/220В и заземлением:

Выбор электроустановочных изделий

Простыми словами электроустановочные изделия — это розетки, выключатели, распредкоробки, щиты и т.д. На них, как и на других материалах для электропроводки, нельзя экономить хоть при ремонте в квартире, хоть в дачном домике.

В России по качеству и распространённости занимают лидирующие места занимают два бренда Legrand и Schneider Electric. В модельном ряде этих производителей есть розетки, выключатели для внутренней и наружной проводки, для монтажа внутри, и снаружи – на дачном участке.

Подключение к опоре ВЛЭП по воздуху и под землёй

Чтобы делать электропроводку, дача должна быть подключена к электросети. Практически во всех случаях на улице проходит воздушная линия электропередач. Подключение к ней возможно либо по воздуху, либо под землёй. Теперь поговорим о том, как сделать правильный ввод в дом и подключение к воздушке, а также какой провод использовать.

Для прокладки кабеля от опоры до дома по воздуху используется провод СИП. Для прокладки под землёй используют либо обычный кабель типа ВВГ и его прокладывают в ПНД трубе, либо в земле без трубы прокладывают бронированный кабель типа ВБбШв.

При прокладке по воздуху делается ответвление от воздушной линии с помощью кабельных зажимов (ЗОИ, ЗОРЗБ, ЗПА, Z 206 и множество других), закрепленных натяжной арматурой. Далее кабель натягивают на трубостойке без промежуточных опор, если длина линии менее 25 метров и с ними, если длина превышает 25 метров (подробнее в Главе 2.4 ПУЭ, см. пункт 2.4.12.).

От трубостойки, закрепленной на фасаде или крыше дома, СИП ведут вдоль фасада в гофре из ПВХ, если это не солнечная сторона. А если же сторона солнечная, то ПВХ-гофра не подходит – она разрушается под воздействием ультрафиолета, используйте черную гофру из полиэтилена или металлическую.

Кроме трубостойки СИП может быть натянут с помощью натяжной арматуры (другое название — анкерные зажимы) закрепленной на фасаде.

Переход с СИП на ВВГ-нг-ls или другой медный кабель выполняется на фасаде дачи во влагозащищенной распределительной коробке, с помощью тех-же ответвительных зажимов «орешков».

Всегда от кабеля СИП и дальше в дом прокладывается медь. Кроме прокладки провода от столба до фасада дачи также встречается, когда щит учета устанавливают на опоре или во дворе на трубостойке, в общем требования для ответвления аналогичны. Возле трубостойки или в другом месте нужно разместить заземлитель, желательно как можно ближе к вводному щиту.

Электромонтаж внутренней проводки

Чтобы вы не ломали голову «с чего начать», мы сгруппировали все действия в 5 шагов для монтажа электропроводки на даче своими руками:

1. Разметка.
2. Штробление.
3. Установка подрозетников и распредкоробок.
4. Прокладка кабеля.
5. Сборка схемы и подключение.

Разметка стен

Нужно определить расположение всех электроточек. После этого вы можете разметить будущие линии проводки. Сделать это можно чем угодно — мелом, карандашом или малярным шнуром от щитка до каждой точки. Подробнее процесс разметки стен под проводку описан в статье: https://samelectrik.ru/kak-razmetit-steny-i-potolok-pod-provodku.html.

На видео наглядно рассмотрен процесс разметки:

По этим линиям вы можете посчитать, сколько нужно кабеля для прокладки проводки.

Прокладывать кабель в полу из дерева не стоит – это можно делать, если он у вас залит цементной стяжкой. В этом случае обязательно использовать гофру, чтобы избежать повреждения электрических линий.

Штробление и углубления для подрозетников

Три основных способа сделать штробу в стене своими руками:

1. С помощью перфоратора с насадкой «долото» или «шило».
2. Штроборезом.
3. Болгаркой с алмазным диском.

В принципе они подходят для всех видов твёрдых несгораемых материалов. С помощью штробореза получится ровная и аккуратная штроба, но это не важно — в последствии она заделывается раствором и шпаклюется. Поэтому чтобы сделать штробу своими руками не стоит покупать штроборез, можно обойтись и перфоратором.

Колодцы для установки подрозетников и распредкоробок делаем с помощью коронок с твёрдосплавными напайками или алмазными. Стандартные размеры подрозетника по наружной стороне: глубина – 45мм, диаметр – 68мм. А внутренние габариты – 68х40мм. При этом существуют и другие размеры подрозетников, не ошибитесь при подборе коронки.

Для установки нескольких розеток и выключателей в один ряд – высверливают несколько отверстий, а сегменты между ними выбивают перфоратором с насадкой долотом.

Крепление распределительных коробок и подрозетников

Чтобы розетки не вывалились из стен вместе с вилкой важно не только их правильно установить, но и хорошо закрепить подрозетники. Для этого используют шурупы с дюбелями.

Второй способ – установить подрозетники и распредкоробки на алебастр. При работе с алебастром нужно действовать быстро. В углубления закладываете столько раствора, чтобы подрозетник его не слишком сильно выдавливал.

Прокладка линий

При прокладке электропроводки на даче в стенах, гофру использовать не обязательно. Используйте кабель ВВГ (или ВВГнг), так как не будет проблем с соединением жил.

Сами же провода крепят в стене либо с помощью алебастра, либо дюбель-хомутами. На этом этапе важно проложить правильное количество проводов, для всех электроприёмников.

Подключение розеток и выключателей

Последний этап выполняют после оштукатуривания и высыхания стен. Штукатурку затирают и устанавливаются розетки. Особых рекомендаций нет, нужно просто установить все элементы ровно, по уровню. На этом пошаговое описание скрытого электромонтажа можно считать оконченным.

Если не знаете, как установить розетки и выключатели, ознакомьтесь со статьями:

• https://samelectrik.ru/kak-pravilno-ustanovit-rozetku-svoimi-rukami.html
• https://samelectrik.ru/kak-pravilno-podklyuchit-vyklyuchatel-sveta.html

Прокладка наружной проводки

Мы рассмотрели, как выполняется прокладка внутренней электропроводки на даче поэтапно, теперь рассмотрим другой вид – наружную проводку. Прокладка наружной электропроводки в дачном домике проще, и занимает меньше времени. Согласно ПУЭ наружная электропроводка должна выполняться кабелями с изоляцией, не поддерживающей горение. Какой кабель использовать в этом случае? Подходит тот же ВВГнг-LS, или другие кабели с такой изоляцией.

Современные требования предписывают использование локализирующих негорючих труб – то есть металлических. Можно использовать медные или стальные тонкостенные трубы. Но этот вариант не самый дешевый и удобный для монтажа.

Также провод можно прокладывать в ПВХ-гофре. Если вас не устраивает этот вариант – прокладывайте в кабель-канале или плинтусе с нишей для проводов.

Монтаж розеток и выключатели для наружной установки отличается тем, что вам не нужно бурить отверстия и устанавливать подрозетники – они просто прикручиваются к стене. Это можно назвать «эконом вариант» потому что такую проводку легко заменить, добавить или убрать розетки и перенести выключатели без особых затрат и видимости переделок.

Альтернативой такому решению является электрическая проводка в стиле ретро. Для этого используют специальный витой провод и керамические ролики, такой способ вполне соответствует требованиям ПУЭ. Его главным недостатком является высокая стоимость как самого кабеля, так и электроустановочных изделий под старину.

Вот собственно и все моменты, которые нужно знать, если решили самостоятельно провести электропроводку на даче. Надеемся, наша пошаговая инструкция с картинками и схемами помогла вам понять, с чего начать и что вообще нужно делать!

Материалы по теме:

• Как собрать электрический щит
• Как выбрать автоматический выключатель
• Как выбрать УЗО для дома
• Освещение на даче своими руками

Электрика на даче своими руками

Начало очередного дачного сезона начинается по-разному, у кого-то с просмотра цен на рассаду, у кого-то с планов отдыха на выходные, а у кого-то традиционно с составления сметы ремонта ведь недостроенные дачные постройки в первый года новым строительством не назовешь.

И если наклейка отсыревших обоев или замена перегоревшей лампочки в коридоре  дело нескольких минут, то вот правильно смонтировать электричество на даче – целая проблема. Хотя с другой стороны, кому как не хозяину дачи заняться и сделать все по уму, так чтобы было удобно пользоваться электроприборами, чтобы точек установки розеток хватало на всех потребителей, чтобы при работе на участке подключение было на улице и не нужно было отключать холодильник и протягивать электрический удлинитель.

Электропроводка дачи – принципы и особенности проектирования

Рассматривая задачу сделать монтаж электрической сети отдельно взятой дачи с условием подключения к местной линии или же модернизировать уже существующую систему в дачном доме  реальнее и проще составить план поэтапного решения данной проблемы.

Начальным этапом в таких ситуациях всегда выступает этап планирования. Для правильного решения технической стороны задачи понадобится минимальные знания и немного воображения.

Далее, следует этап подготовки, ведь сделать электричество на даче своими руками без достаточного количества  электрического кабеля, электротехнической фурнитуры, приборов защиты и контроля, и конечно устройства безопасности попросту не получится. Проводка на даче, в особенности если это небольшой домик на 2-3 комнаты с совмещенным санузлом и перспективой периодического проживания только летом должна оборудоваться сразу и в полном объеме. Ведь каждый последующий этап модернизации схемы только ухудшает положение и усложняет схему прокладки проводов.

Практический этап, когда электропроводка на даче своими руками монтируется от начала и до финального подключения представителями энергокомпании к линии электроснабжения. И хотя это самый длительный и трудоемкий этап работы, но он при правильно составленным проекте, и наличии всех материалов может занять относительно немного времени, тем более что современные материалы и технологии позволяют действительно все делать своими руками, без посторонней помощи.

    

Приступая к работе, нелишне вспомнить и принципы, на которых разрабатываются  схемы прокладки электропроводки здания. Для дачи, как отдельного строения, оснащенного отдельным электросчетчиком и имеющим потребителей электроэнергии различной мощности такими принципами могут быть:

• Безопасность – проводка на даче должна быть безопасной, спроектированной и смонтированной по всем правилам;
• Простота – схема, собранная своими руками должна быть проста и понятна не только электрику-профессионалу, но и обыкновенному человеку, ведь когда потребуется отключить всю схему электроснабжения здания это должен сделать любой;
• Надежность – даже если электропроводка на даче собрана по индивидуальной схеме и своими руками, она должна быть надежной и обеспечивать работу даже при кратковременных перегрузках.

Рабочий проект схемы электропроводки дачи

Разработка проекта схемы электроснабжения дачи может иметь разные методы и подходы, но самым простым и надежным методом просчитать и получить исходные данные выступает составления рабочей схемы, в котором будет указана не только электропроводка на даче, но и размещение основных потребителей электричества.

 Основными исходными данными для составления рабочей схемы проекта выступает план дома с точностью до сантиметра и данные об электроприборах, планируемых для подключения.

План здания можно скопировать как с проекта строительства, так и сняв своими руками все размеры с помещений дачи. Точность измерения должна быть соблюдена максимально точно, ведь при расчете потребности, например, в электрическом кабеле ошибка в 2-3 см в конечном итоге может обернуться нехваткой 2-3 метров кабеля.

Учет потребителей электричества, в особенности таких крупных, как микроволновая печь, варочная поверхность, бойлер или электрический конвектор позволят обеспечить приобретение необходимого номинала электрических кабелей, приборов защиты, розеток и выключателей.

Учитывая то, что электропроводка на даче как и в любом частном доме монтируется с соблюдением правил устройств электроустановок, то в графической части необходимо учесть и высоту комнат, уровень пола в комнатах, размеры окон и дверных проемов, толщину простенков и  материал стен.

При расчете данных чтобы электропроводка на даче отвечала всем потребностям нормального отдыха, берутся во внимание:

• Для стандартного освещения берется 1-2 точки подключения приборов освещения на комнату;
• Для кухни может быть предусмотрено 2-3 точечных светильника;
• Электричество на даче для крупных потребителей, установленных стационарно таких как бойлер, плита, стиральная машина  должно подаваться по выделенным индивидуальным линиям;
• Электропроводка для каждодневных нужд прокладывается из расчета по 1 розетке на каждую стену помещения.

Дополнительно электричество на даче рекомендуется предусмотреть и для наружного освещения и для подключения инструмента для работы на приусадебном участке.

Ну и, конечно, самое главное, распределительный щит. Электропроводка на даче, а если учесть все точки подключения, как системы освещения, так и электропроводки для электроприборов имен те слишком большое количество направлений и потребителей. Однако, даже такие скромные параметры схемы электроснабжения требуют чтобы проводка на даче обеспечивалась надежной системой безопасности. Именно поэтому оптимальным способом обеспечить безопасность электропроводки выступает установка распределительного щита с монтажом на нем необходимого количества автоматических выключателей, понижающего трансформатора, устройства защиты электроприборов и конечно электрического счетчика.

Сам рабочий проект оформляется графически на листе бумаги, при этом рекомендуется сделать еще и рабочую копию, которую можно использовать непосредственно при проведении работ по прокладке электропроводки.

Расчет потребления электричества

Проводка на даче, особенно если она прокладывается с перспективой подключения к ней таких мощных потребителей, как электроконвектор, плита или бойлер должна обеспечивать надежную и бесперебойную работу этих приборов, не допуская перегрузки электросети. Правильно подобранный для монтажа провод, розетка, рассчитанная на большую силу тока и автоматический выключатель должны обеспечивать работу приборов и к тому же дополнительный запас мощности.

Электропроводка на даче во избежание аварийных ситуаций должна быть выполнена из одного типа проводов. Материал проводников должен быть идентичен и не вызывать в местах скруток окисления, образования излишней теплоты, создания угрозы возникновения короткого замыкания и возгорания. Основной ошибкой при монтаже выступает соединение алюминиевого и медного проводов, что в конечном итоге при постоянной подаче электричества приводит к аварийным ситуациям.

Для подключения магистральных направлений рекомендуется применять медный или алюминиевый провод с двойной изоляцией проводников. Для линии освещения рекомендуется применение проводов сечением 1,5-2 мм, а для подключения розеток сечение проводов электропроводки должно быть не менее 2 мм. 

Для индивидуальных потребителей рекомендуется все-таки устанавливать электропроводку с определенным запасом. Арифметика здесь довольно проста, на каждый 1 кВт потребляемой мощности электроприбора подбирать проводник сечением в 1,75-2 мм, и хотя электрики советуют ограничиться формулой 1 кВт=1 мм2, но лучше перестраховаться и сделать дополнительный запас.

Расчет силы тока, а такой расчет необходим для установки приборов защиты в обязательном порядке проводится как для всех потребителей, так и для наиболее важных направлений. Сила тока определяется по формуле «сумма потребляемой мощности всех приборов / напряжение в сети» в результате получается цифра, на которую необходимо ориентироваться при покупке необходимых аксессуаров. Для суммарной силы тока всех потребителей необходим самый мощный автоматический выключатель, а вот для индивидуальных достаточно и номинала в 5-10 ампер.

Прокладка электропроводки

 Проводка на даче рекомендуется к монтажу в двух основных вариантах в открытом виде и внутренней проводки в стену. Для открытой проводки используются специальные монтажные короба, в которые устанавливаются электрические кабели.

Порядок монтажа такого вида проводки своими руками довольно прост:

• От распределительного щита по разметке устанавливаются защитные короба к распределительным узлам;
• От распределительных узлов монтируются к местам установки потребителей короба соответствующего размера;
• По установленным коробам прокладывается электропроводка к распределительным узлам;
• Устанавливаются фурнитура – розетки, выключатели, проверяется правильность подключения и проводится соединение сростков и изоляция соединений;
• Проверяется работоспособность схемы;
• Провода окончательно крепятся и закрываются заглушками наружные короба.  

Внутренняя проводка на даче при монтаже ее своими руками рекомендуется к установке в специальных гофрированных рукавах. Особенность установки таких рукавов зависит от материала стен – для деревянной постройки применяются металлические гофрированные рукава, а вот для прокладки в стенах из кирпича или другого негорючего материала рекомендуется установка пластикового рукава.

Также как и для рукавов, для других элементов, таких как монтажные коробки под розетки и выключатели, распределительные коробки рекомендуется подбирать в соответствии с материалом стен здания.

Проводка на даче в варианте скрытого монтажа оборудуется по несколько иной технологии. При проведении работ своими руками рекомендуется использовать электроинструмент, так будет существенно ускорен темп работ. Сначала в стенах вырезаются каналы для прокладки гофры. Также как и с открытой проводкой рекомендуется начинать работы от распределительного щита – прочертить линии и определить места переходов через простенки.

При помощи штробореза, болгарки или перфоратора необходимо проштробить стены. Если работы проводятся своими руками, то лучше начать с устройства отверстий в простенках, так будет легче ориентироваться по трассам прокладки кабелей. Для подключения электроинструмента к электричеству через временный распределительный щит, рекомендуется использовать удлинитель с несколькими гнездами для подключения инструмента. 

Перед установкой гофры в нее протягивается кабель. На этом этапе в обязательном порядке рекомендуется, чтобы каждый рукав был подписан, так можно избежать путаницы при подключении электричества.

Вводы в соединительные коробки и закрепление в монтажных планках своими руками делается, согласно схеме соединения проводов. Установка соединительных коробок рекомендуется сначала на винты, а после подключения всех линий и на раствор или шпаклевку. При этом подключение к электричеству собранной схемы проводится только после окончательного высыхания раствора.
Сборка всей схемы на распределительном щите проводится в следующем порядке:

• Устанавливаются монтажные планки;
• Устанавливаются автоматические выключатели;
• Устанавливается электрический счетчик;
• Монтируется трансформатор для питания освещения в ванной и подвале;
• Подключаются проводники к монтажным планкам и выключателям;
• Собранная схема соединяется с защитным заземлением;
• Выводится провода на общий рубильник и подключаются к счетчику.

Все эти работы могут выполняться своими руками, а вот подключение счетчика к электричеству  воздушной линии лучше делегировать электрику компании.

Полностью собранная проводка на даче своими руками при подключении к стационарной сети в обязательном порядке должна быть проверена профессиональными электриками, лишь в таком случае можно рассчитывать, что электричество на даче не принесет вреда.
 
 

5 способов использовать человеческое тело для выработки электроэнергии

Думайте о человеческом теле как о конечном распределенном энергетическом ресурсе.

Из всех возобновляемых видов топлива, возможно, нет более устойчивого, чем ваше собственное тело.

Сегодня уже существует несколько способов, с помощью которых человеческое тело может производить электричество — от простых упражнений до отходов жизнедеятельности человека.

Ни одна из этих диковинных технологий не поможет спасти сеть в ближайшее время, но интересно представить будущее, в котором ваши органы могут питать суперкомпьютер в вашем мозгу.

1. Кровообращение

Группа швейцарских исследователей во главе с инженером-биомедиком Алоисом Пфеннигером показывает миру многообещающее видение будущего: микротурбины, имплантированные в артерии человека.

Микротурбины работают так же, как гидроэлектростанции, используя поток крови для выработки электроэнергии. Из трех турбин, протестированных командой Пфеннигера, самая производительная генерирует около 800 микроватт энергии — намного больше, чем необходимо для работы кардиостимулятора.

«Сердце производит около 1 или 1,5 ватта гидравлической энергии, и мы хотим взять, может быть, один милливатт», — сказал Пфеннигер. «Электрокардиостимулятору требуется всего около 10 микроватт».

Сегодня варианты использования микротурбин ограничены питанием датчиков артериального давления, насосов для доставки лекарств и нейростимуляторов – всем им нужен источник питания. В будущем возможности более диковинные.

2. Шаги

Люди много ходят, так почему бы не зафиксировать это усилие и не использовать его для выработки электроэнергии? Это первоначальная идея Pavegen, стартапа, который хочет, чтобы его плитки с шагами стали путем в будущее.

В зависимости от того, насколько сильно вы ступаете, один шаг по плитке компании может произвести от одного до семи ватт энергии. По словам Павегена, этого электричества недостаточно для питания дома, но его достаточно, чтобы зажечь уличный светодиод на 30 секунд.

Однако использование плитки Pavegen выходит за рамки возобновляемых источников энергии. Плитки стартапа могут предоставить ранее труднодоступные данные о характере ходьбы людей.

«Наша цель — получить ту же цену, что и обычные напольные покрытия», — сказал основатель и генеральный директор Лоуренс Кембал-Кук. «И тогда это может быть на каждом нормальном этаже в мире».

3. Упражнения

В спортзалах по всей стране есть велотренажеры, эллиптические тренажеры и степперы. А теперь представьте, если бы каждый из них вырабатывал электричество.

Некоторые уже делают. Придавая «человеческой силе» совершенно новое значение, такие стартапы, как ReRev, Green Revolution и Human Dynamo, делают упражнения более экологичными, оснастив эти машины для производства электроэнергии.

Некоторые, например ReRev, подключают эллиптические тренажеры с генераторами постоянного тока к центральному блоку с инвертором, который преобразует произведенную мощность в переменный ток и отправляет ее обратно в здание и в сеть. Некоторые, как «Зеленая революция», решили подключить велотренажеры к батареям. Другие, такие как Human Dynamo, построили специальный стационарный велосипед с «ручными рукоятками» и педалями, которые вращают маховик, привязанный к генератору, который может подключаться к нескольким велосипедам одновременно.

Но эти машины еще не производят достаточно энергии для энергосбережения — в среднем они могут производить от 50 до 150 ватт в час, в то время как велосипедист высшего уровня может генерировать более 400 ватт за тот же период.

Расчеты показывают , что эти типы машин будут производить при 5 часах ежедневного использования при мощности 100 ватт в час всего 183 киловатт-часа в год, или электроэнергии на сумму около 18 долларов.

«Я надеюсь, что эта технология будет использоваться в каждом оборудовании через 10 или 15 лет», — сказал Адам Бозель, владелец Green Microgym. «Несколько ватт здесь и там от всех нас, пока мы потеем, могут составить нечто значительное».  

4. Тепло тела

Исследователи из нескольких известных учреждений, включая Технологический институт Джорджии, разрабатывают пригодную для носки ткань, которая может генерировать электричество.

Дэвид Кэрролл, профессор физики Университета Уэйк Форест, является одним из таких исследователей. Он создал Power Felt, гибкую ткань, которая может проводить электричество и обеспечивать теплоизоляцию.

Power Felt имеет несколько вариантов использования, но был предназначен для улавливания тепла тела и его повторного использования для зарядки телефонов.

«Из тела, вырабатывающего от 100 до 120 ватт энергии, можно получить один или два ватта», — сказал Кэрролл. «Если вы сделаете из этого одежду, этого достаточно, чтобы запустить электронику, такую ​​​​как мобильные телефоны и тому подобное».

По оценкам Кэрролла, производство Power Felt в количестве, достаточном для покрытия вашего смартфона, будет стоить 1 доллар.

«Пока я разговаривал с вами, задняя часть моего телефона нагрелась», — сказал он Bloomberg. «Наш кусок ткани за 1 доллар даст вам такой же импульс, как и батарея за 50 долларов.

5. Моча и фекалии

Мы подумали о том, чтобы сделать это номер один и два в нашем списке.

Шутки в сторону, есть несколько многообещающих способов использования отходов жизнедеятельности человека. По словам китайских исследователей, которые разработали туалет, который помогает производить удобрения и электричество, человеческие фекалии можно переваривать в биореакторе с выделением биогаза. Кейтлин Батлер, профессор экологической инженерии Массачусетского университета, разработала выгребную яму на микробных топливных элементах. В отличие от обычного туалета с выгребной ямой, этот собирает компостированные отходы и окисляет их в анодной камере. Затем электроны высвобождаются и проходят через несущую цепь, которая вырабатывает электричество.

Существует также способ использовать человеческую мочу для выработки электричества. Получившая грант в размере 500 000 фунтов стерлингов от Фонда Билла и Мелинды Гейтс, исследовательская группа под руководством доктора Иоанниса Иеропулоса, профессора Университета Западной Англии в Бристоле, разработала еще один микробный топливный элемент, но этот работает на моче.

«Прелесть этого источника топлива в том, что мы не полагаемся на неустойчивый характер ветра или солнца, – сказал Иеропулос. Электричество, работающее на урине, «настолько экологично, насколько возможно».

«Мы очень воодушевлены потенциалом этой работы», но необходимы дополнительные исследования, добавил он. «На данный момент разработанный нами стек энергии на микробном топливе вырабатывает достаточно энергии, чтобы можно было обмениваться SMS-сообщениями, просматривать веб-страницы и делать короткие телефонные звонки по телефону».

Ручная батарея: наука о химии и электричестве

Когда вы кладете руки на металлические пластины, вы и пластины образуете батарею.

COVID-19 Учебное примечание: Ток, генерируемый ручным аккумулятором, напрямую связан с площадью поверхности контакта между вашими руками и пластинами. Вы можете увидеть, насколько сильно это меняется, если нажать слегка, а не сильно. Может показаться, что площадь контакта не сильно меняется, но крепкое рукопожатие может передать в два раза больше микробов, чем нежное. То же самое происходит, когда вы крепко держитесь за дверные ручки или другие поверхности, поэтому убедитесь, что вы моете руки с мылом и водой после того, как взяли что-то, что может быть грязным!

---

Область:

Биология

Анатомия и физиология

Химия

Материалы и материя

Объединение материи

Физика

Электричество и магнитизм

Энергия

Ключевые слова:

видео

. на основе

covid-19

NGSS и EP&C:

PS

PS1

PS2

PS3

CCC

2 Причина и следствие0003

Масштаб, доля и количество

Энергия и материя

---

---

Демонстрация видео

---

Инструменты и материалы

6 Алюминиевая пластина (или алюминиевая фольга) и медная пластина, каждая размером с вашу ладонь.

Плоская деревянная поверхность или неметаллическая поверхность

Два провода с зажимами типа «крокодил» на обоих концах

Мультиметр (цифровой или аналоговый — недорогие модели доступны в Интернете)

Дополнительно: другие металлические пластины

---

Сборка

1. Поместите обе металлические пластины на кусок дерева или другую неметаллическую поверхность.
   
2. С помощью зажимов подсоедините одну пластину к одному из щупов мультиметра, а другую пластину к другому щупу. На данный момент не имеет значения, какая пластина крепится к какому зонду.
3. Настройте мультиметр на измерение силы тока в миллиамперах.

---

Действия и уведомления

Положите одну руку на каждую тарелку. Вы должны заметить показания на счетчике. Если счетчик показывает отрицательный ток, поменяйте местами соединения, поменяв местами щуп, подключенный к медной пластине, на щуп, подключенный к алюминию, и наоборот. Если счетчик не показывает ток, проверьте соединения и проводку. Если это не дает тока, попробуйте очистить пластины стальной ватой, чтобы удалить окисление.

Попробуйте сильнее надавить на пластины. Намочите руки и попробуйте еще раз.

Переключите мультиметр на измерение напряжения и повторите описанные выше эксперименты.

Попросите одного человека положить руку на медную пластину, а другого — на алюминиевую пластину, а затем пусть они соединит свои свободные руки.

---

Что происходит?

В большинстве аккумуляторов используются два разных материала и раствор электролита для создания дисбаланса заряда и, следовательно, напряжения. Когда клеммы батареи соединены проводом, это напряжение создает ток.

В этой закуске тонкая пленка пота на ваших руках действует как раствор электролита и вступает в реакцию с медными и алюминиевыми пластинами. Когда вы прикасаетесь к медной пластине, происходит реакция, в которой используются электроны. Когда вы касаетесь алюминиевой пластины, происходит реакция, высвобождающая электроны.

Эта разница в заряде между двумя пластинами создает поток электрического заряда или электрический ток. Поскольку электроны могут свободно перемещаться через металлы, избыточные электроны на алюминиевой пластине проходят через измеритель на пути к медной пластине. Кроме того, отрицательные электроны перемещаются по вашему телу от руки, касающейся меди, к руке, касающейся алюминия. Пока реакции продолжаются, заряды будут продолжать течь, и счетчик будет показывать небольшой ток.

Ваше тело сопротивляется потоку тока. Большая часть этого сопротивления находится в вашей коже. Смачивая кожу, вы можете уменьшить сопротивление и увеличить ток, проходящий через измеритель. Поскольку два человека, взявшись за руки, имеют большее сопротивление, чем один человек, ток должен быть меньше. При желании вы можете использовать мультиметр для непосредственного измерения сопротивления в таких ситуациях.

---

Дальше

Вы можете использовать другие пары различных металлов в цепи для получения тока. Успех, которого вы добьетесь, используя различные металлы, будет зависеть от электродного потенциала металла, то есть от его способности приобретать или терять заряды. Попробуйте различные металлы, чтобы увидеть, какой из них дает самые высокие показания тока. Таблица электродвижущихся серий показывает электродные потенциалы металлов и позволяет предсказать, какие металлы будут хорошо работать при изготовлении ручного аккумулятора.

Иногда можно получить небольшой ток даже между двумя пластинами из одного металла. Каждая пластина имеет немного отличающееся покрытие из оксидов, солей и масел на своей поверхности. Эти покрытия создают небольшие различия в поверхностях металлов, и эти различия могут создавать электрический ток.

Слегка болезненное ощущение прикосновения зубца вилки к металлической начинке, процесс металлизации металлов, жертвенные аноды, используемые для сохранения корпусов кораблей и железных мостов, картофельные часы и диэлектрические соединения для предотвращения износа медной и железной сантехники — все это повседневные примеры металлов.