Ellära och elsäkerhet

Spänning, ström, effekt och resistans
Elektrisk ström är förflyttning av elektroner eller joner. Spänning är en potentialskillnad mellan två punkter (t.ex. mellan plus och minus på ett batteri). Spänning måste finnas för att ”driva fram” strömmen. Utan spänning ingen ström. Det kan dock finnas en spänning men ändå ingen ström. Det krävs en sluten krets för att strömmen ska kunna flyta. När det finns spänning till en viss förbrukare (t.ex. en glödlampa) flyter det en ström genom den. Förbrukaren gör ett visst motstånd för strömmen och förbrukar en bestämd mängd effekt.

Elektriska storheter och enheter • Spänning (U) mäts i volt (V) • Ström (I) mäts i ampere (A) • Effekt (P) mäts i watt (W) • Resistans (R) mäts i ohm (W) Det kan finnas spänning (i t.ex. ett vägguttag är den 230 V) utan att det ”flyter” någon ström. Först när en förbrukare kopplas in (t.ex. en glödlampa) bildas en krets och det flyter en ström. Förbrukaren drar en viss effekt (t.ex. 40 W) och har en viss resistans (motstånd).

Ohms lag

Ohms lag
Det finns ett nära samband mellan de fyra nyss nämnda storheterna som uttrycks genom ohms lag.
U = R • I
P = U • I
Genom enkla ekvationer kan man kasta om de olika storheterna och få ut totalt tolv olika formler från de två ovanstående. På så sätt går det alltid att få fram en formel för den storhet man söker och som innehåller de storheter som redan är kända.
Likström och växelström
I en likströmskrets rör sig strömmen i en riktning. Man tänker sig alltid att strömmen går från plus till minus. I elektricitetens barndom antogs att så var fallet men senare upptäckte man att elektronerna rör sig från minus till plus. Av praktiska skäl har man hållit fast vid den gamla (och felaktiga) strömriktningen.

  • Likström betecknas DC (direct current).

I en växelströmskrets byter strömmen riktning ett visst antal gånger per sekund och spänningen byter polaritet. Frekvensen mäts i Hertz. Audiosignalen är alltid en växelström vars frekvens ständigt varierar analogt med de ursprungliga ljudvågornas vågformer.

  • Växelström betecknas AC (alternating current).
Trefas-uttag

Ett trefasuttag. Spänningen är 400 V.

TN-systemet
Inkommande elnät till hushåll och de flesta andra byggnader kallas för TN-nät. Det är ett Y-kopplat trefasnät som ger en växelström med frekvensen 50 Hz, en huvudspänning på 400 V och en fasspänning på 230 V. Det är denna typ av nät som används även för ljudanläggningar. Tyngre industrier etc. kan vara s.k. högspänningsabonnenter med en annan typ av koppling och högre spänning.
Från den lokala transformatorstationen kommer strömmen in till byggnaden via en s.k. servisledning som går direkt till en serviscentral. Där finns huvudströmbrytare, elmätare och huvudsäkringar. Därifrån distribueras strömmen vidare till undercentraler eller så fördelas de tre faserna, via gruppsäkringar, direkt ut till byggnadens olika uttag och fast installerade förbrukare.

  • Mellan två faser är spänningen 400 V (huvudspänning) och mellan varje fas och nollan är spänningen 230 V (fasspänning).

I nyare byggnader är jord- och nolledare framdragen med var sin ledare till serviscentralen (TN-S-system) men i äldre byggnader förekommer att jord och nolla är samma ledare (TN-C-system). Det senare kan orsaka störningar i ljudåtergivningen.

Säkerhet
El kan användas till mycket nyttigt men den kan också vara farlig. Att få ström genom kroppen är förenat med livsfara. Kortslutning kan orsaka brand. Därför finns noggranna bestämmelser för hur en elinstallation ska utföras och vem som får göra den.

Fasta installationer får bara utföras av behörig elektriker. På ”lös” utrustning får du t.ex. byta stickpropp själv men bara om du är helt säker på hur man gör.

Som ett skydd mot brand och personskador används bland annat säkringar, skyddsjordning och jordfelsbrytare.

Automatsäkring

Automatsäkringar

Säkringar
Säkringen bryter strömkretsen vid överbelastning eller vid kortslutning. Desto fler förbrukare, desto större blir strömmen. Mer ström ger en varmare ledning. Till slut kan ledningen ta eld och även antända omkringliggande material. Om kortslutning uppstår (de båda ledarna kommer i kontakt med varandra eller med jord) blir strömmen oändligt stor. Vid båda tillfällena bryter säkringen strömmen. Är säkringen en så kallad propp måste den bytas ut medan en automatsäkring kan återställas med en vippströmbrytare när felet väl är avhjälpt. Säkringen sätter gränsen för hur mycket ström man kan ta ut. Vanliga vägguttag brukar vara säkrade med 10 A. Ofta finns det flera vägguttag på samma krets! På en sådan krets kan du som mest (enligt ohms lag) koppla in förbrukare med en sammanlagd effekt av 2300 W (230 V x 10 A).

Propp

En "propp". En äldre typ av säkring.


Ett jordat eluttag.

Ett jordat eluttag (enfas). Spänningen är 230 V.

Skyddsjordning
All elektrisk utrustning som på ett eller annat sätt kan bli strömförande måste vara jordad. Det innefattar i princip all utrustning med ett hölje av elektriskt ledande material. För att utrustningen ska vara jordad måste jordade elkablar användas och de måste anslutas till jordade uttag. En jordad kabel har tre ledare: två för strömmen och en för jord. Jordledaren är, någonstans på väg till elverket, ansluten till stora metallplattor, eller spett, som är nergrävda i marken. Den andra änden av jordledaren är ansluten till apparatens hölje. Normalt så flyter det ingen ström i jordledaren. Men om den strömförande ledaren, den så kallade fasen, lossnar eller att isoleringen skavs av och kommer i kontakt med apparatens hölje så blir höljet strömförande. Genom att höljet är anslutet till jord via jordledningen leds strömmen ner till jord, kortslutning uppstår och säkringen bryter strömmen. Om någon vidrör strömförande utrustning som inte är jordad går strömmen genom kroppen och ner till ”jord” – marken eller golvet man står på. Människokroppen har stor resistans och strömmen blir därför inte tillräckligt stor för att säkringen ska lösa ut men stor nog för att livsfara uppstår. Det är också vanligt att musklerna försätts i ett kramptillstånd som gör att man inte kan släppa taget om den strömförande utrustningen. Risken för dödsfall ökar markant om man har ett mindre motstånd till jord. Faran är därför extra stor utomhus, i våtutrymmen eller om man har kontakt med ett jordat föremål såsom en diskbänk, ett element eller en annan apparat som är jordad.

Jordfelsbrytare
En säkring har en viss ”tröghet” och det kan ta sekunder innan den bryter. Säkringen skyddar inte heller mot så kallade krypströmmar eftersom de är för svaga för att säkringen ska lösa ut men starka nog att vara farliga. En jordfelsbrytare känner av små krypströmmar och bryter snabbt på ett mycket tidigare stadium än säkringen gör.

Brum och jordloopar
Jordning är viktigt för att skydda mot brand och personskador men i ljudsammanhang finns det ännu ett skäl till att jorda utrustningen. En korrekt utförd jordning minimerar brum och andra störningar. Alla signalkablars skärmar är normalt anslutna till jord. När all utrustning är jordad finns det dock risk för att s.k. jordloopar uppstår vilket istället ofta ger upphov till mer brum. En jordloop uppstår om en apparat är jordansluten på mer än ett ställe. (Till exempel genom både nätkabeln och signalkabeln.) Lösningen är att leta upp var jordloppen har uppstått och bryta signaljorden i ena änden eller använda sig av speciella isolatorer (transformatorer). Genom att ta all ström till ljudutrusningen från ett och samma uttag förebyggs uppkomsten av jordloopar den vägen. Lös aldrig detta problem genom att byta till en ojordad kontakt eller på annat sätt bryta skyddsjorden.

Sammanfattning Säkerhet

  • Se till att utrustningen är jordad!
  • Koppla aldrig bort säkerhetsjorden från en elektrisk apparat!
  • Använd alltid jordfelsbrytare i fuktiga utrymmen och utomhus!
  • Elektriska installationer får endast utföras av behörig elektriker.

Sammanfattning Audio

  • Se till att utrustningen är jordad!
  • Förebygg jordloopar genom att ta all ström från samma uttag
  • Bryt signaljorden i ena änden om brum uppstår
  • Max 2300 W på en krets som är säkrad med 10 A.

Svara

Du behöver vara inloggad för att skriva en kommentar.