Чем отличается 3 фазы от 1 фазы

Чем отличается 3 фазы от 1 фазы

(Ну, вообще-то не по трем проводам, а по четырем — но ноль на всяк случай, нормально по нему — нииичего. )
Изобретатели переменного тока как-то вот поняли, что неудобно это — ток ведь то есть, а то нет: переменный. К ротору генератора мощность вроде подводится все время, постоянно, а снимается — то больше, то меньше, то вообще ничего. И так 100 раз в секунду. А на другом конце — потребитель. Тоже потребляет все время(ну хоть в течение одной секунды) одну и ту же мощность, а подводится — то больше, то меньше. Решили добавить другой провод — по одному меньше, а по другому больше, в сумме вроде . но получилось, что надо не два, а три.

Ну как мог, объяснил. На пальцах. А по науке тут и так уже все расписали.

единственное что могу добавить, ноль — это весчь абстрактная, т.к. его не существует, есть 3 фазы и земля! ноль от земли отличается только тем что нулевой провод землится непосредственно на распределительной (трансформаторной) подстанции, а заземление, непосредственно, на объекте установки эл. оборудования! иногда разность потенциалов ноля относительно земли может достигать 15-20 вольт.

конечному потребителю поставляются так-же 3 фазы (в эл. щитах поездов их 3. ), но т.к. они ему нафиг ненужны, то в розетки подают всего одну, причем в каждую квартиру только одну, если на площадке 3 квартиры, то каждая питается от своей фазы! и нагрузка распределяется равномерно, иначе из-за длинны кабеля может возникнуть перекос фаз, к примеру если на одной нагрузка будет больше, то напруга на ней падает, но, при ентом она начинает возрастать на двух других, где нагрузка меньше, соответственно напряжение относительно земли повышается, что черевато выходом из строя аппаратуры. этим-же опасно и отгорание ноля в элеваторе (проподание токовой земли).
для понятия основ рекомендую почитать учебники для электриков (есть такие в библиотеках), т.к. на пальцах объяснить довольно сложно почему и как достигается сдвиг фаз, почему ток переменный, и почему частота 50 герц. тут надо рисовать картинки, а енто делать некогда. да и на компе не очень-то охото — больно муторно, проще от руки, но сканить негде. да и в 2х словах не объяснишь.

Однофазные и трехфазные сети

Трехфазные и однофазные сети одинаково широко используются в электрооборудовании многоквартирных и частных домов. Вообще-то, промышленная сеть изначально трехфазная и в большинстве случаев к многоквартирному дому или улице частных домов подходит именно трехфазная сеть. Потом уже она разветвляется на три однофазные. Это сделано в целях обеспечения максимально эффективной передачи электроэнергии от электростанции к потребителям, а также с целью максимального снижения потерь в процессе транспортировки.

Определить, какая именно сеть идет у вас в квартире достаточно просто. Нужно просто открыть электрический щиток и посмотреть, сколько проводов используется для вашей квартиры. В однофазной сети у вас будет 2 или 3 провода – фаза, ноль и заземляющий проводник. В трехфазной 4 или 5 – фаза A, фаза B, фаза C, ноль и заземляющий проводник. Точно также количество фаз можно определить и по вводным автоматическим выключателям. В однофазной сети их будет 2 или 1 сдвоенный, а в трехфазной – 1 один строенный и одинарный.

Справедливости ради стоит отметить, что трехфазные сети в квартирной электросети используются достаточно редко. Три фазы подают одному абоненту только в случае использования на кухнях старых трехфазных электрических плит или для подключения чрезвычайно мощных потребителей в частных домах (циркулярка, мощные нагревательные и отопительные устройства).

Если сети не имеют каких-то специфических параметров, то их можно различить еще и по значению входного напряжения. В однофазной сети оно равно 220 В, а в трехфазной между одной из фаз и нулем оно также равно 220 В, а между двумя фазами – 380 В.

В чем же отличие однофазной сети от трехфазной применительно к рядовому потребителю?

Если не учитывать различие между количеством проводников в обоих сетях и специфику подключения некоторых особо мощных электроприборов, то можно выделить некоторые «плюсы» и «минусы» обоих сетей.

  • При использовании трехфазной сети есть вероятность неравномерного распределения нагрузки на каждую фазу. К примеру, от одной фазы будет запитан мощный нагреватель и электрический котел, а от другой – всего лишь холодильник и телевизор. Тогда будет иметь место неприятный эффект, так называемый «перекос фаз» – несиметрия токов и напряжений, который может повлечь за собой выход из строя некоторых бытовых электроприборов. Чтобы этого избежать необходимо более тщательно планировать распределение нагрузки еще в процессе монтажа электрической сети.
  • Трехфазная сеть, в отличие от однофазной требует больше проводов, кабелей и автоматических выключателей, следовательно обойдется намного дороже.
  • Однофазная сеть по потенциально возможной мощности уступает трехфазной. Поэтому, если предполагается использование много мощных потребителей, то лучше выбрать второй вариант. Если к примеру в дом с линии электропередач заходит двужильный (трехжильный – в случае с заземляющим проводником) провод сечением 16 мм 2 , то суммарная мощность всех потребителей в доме не может превышать 14 кВт. В случае с использованием того же сечения для трехфазной сети (правда кабель будет 4- или 5-жильным) максимально возможная суммарная мощность будет равна уже 42 кВт.

Какой вариант лучше, зачастую определяется соответствующими органами (представителями организаций), которые контролируют подачу электроэнергии потребителям. Домашнему электромастеру достаточно лишь научиться определять, какая именно сеть используется в данном случае и, исходя из этого производить ремонт или установку внутриквартирной электро фурнитуры.

Трёхфазный ток. Преимущества при генерации и использовании.

Преимущества трёхфазного тока очевидны только специалистам электрикам. Что такое трехфазный ток для обывателя представляется весьма смутно. Давайте развеем неопределенность.

Трехфазный переменный ток

Большинство людей, за исключением специалистов — электриков, имеют весьма смутное представление, что такое так называемый «трёхфазный» переменный ток, да и в понятиях, что такое сила тока, напряжение и электрический потенциал, а также мощность, — часто путаются.

Попытаемся простым языком дать начальные понятия об этом. Для этого обратимся к аналогиям. Начнём с простейшей – протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течёт от более высокой точки поверхности к более низкой. Всегда выбирает самый экономичный (наикратчайший) путь. Аналогия с протеканием тока – полнейшая. Причём количество воды протекающей в единицу времени через какое-то сечение потока будет аналогично силе тока в электрической цепи. Высота любой точки русла реки относительно нулевой точки – уровня моря – будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А разница в высоте любых двух точек реки будет соответствовать напряжению между двумя точками цепи.

Используя эту аналогию можно легко представить в уме законы протекания постоянного электрического тока в цепи. Чем выше напряжение – перепад высот, тем больше скорость потока, и, следовательно, количество воды протекающей по реке в единицу времени.

Водный поток, точно так же как электрический ток при своём движении испытывает сопротивление русла – по каменистому руслу вода будет протекать бурно, меняя направление, немного нагреваясь от этого (бурные потоки даже в сильные морозы не замерзают вследствие нагрева от сопротивления русла). В гладком канале или трубе вода потечёт быстро и в итоге в единицу времени канал пропустит гораздо больше воды, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.

Теперь представим закрытую бутылку, в которой налито немного воды. Если мы начнём эту бутылку вращать вокруг поперечной оси, то вода в ней будет перетекать попеременно от горлышка к донышку и наоборот. Это представление – аналогия переменному току. Казалось бы, одна и та же вода перетекает туда-сюда и что? Тем не менее, этот переменный поток воды способен совершать работу.

Откуда вообще появилось понятие переменный ток?

Да с тех самых пор, когда человечество, узнав, что перемещение магнита вблизи проводника вызывает электрический ток в проводнике. Именно движение магнита вызывает ток, если магнит положить рядом с проводом и не двигать – никакого тока в проводнике это не вызовет. Далее, мы хотим получить (генерировать) в проводнике ток, чтобы использовать его в дальнейшем для каких-либо целей. Для этого изготовим катушку из медного провода и начнём возле неё двигать магнит. Магнит можно передвигать возле катушки как угодно – двигать по прямой туда-сюда, но, чтобы не двигать магнит руками, создать такой механизм технически сложнее, чем просто начать его вращать около катушки, аналогично вращению бутылки с водой из предыдущего примера. Вот именно таким образом — по техническим причинам — мы и получили синусоидальный переменный ток, используемый ныне повсеместно. Синусоида – это развёрнутое во времени описание вращения.

В дальнейшем оказалось, что законы протекания переменного тока в цепи отличаются от протекания постоянного тока. Например, для протекания постоянного тока сопротивление катушки равно просто омическому сопротивлению проводов. А для переменного тока – сопротивление катушки из проводов значительно увеличивается из-за появления, так называемого индуктивного сопротивления. Постоянный ток через заряженный конденсатор не проходит, для него конденсатор – разрыв цепи. А переменный ток способен свободно протекать через конденсатор с некоторым сопротивлением. Далее выяснилось, что переменный ток может быть преобразован с помощью трансформаторов в переменный ток с другими напряжением или силой тока. Постоянный ток такой трансформации не поддаётся и, если мы включим любой трансформатор в сеть постоянного тока (что делать категорически нельзя), то он неизбежно сгорит, так как постоянному току будет сопротивляться только омическое сопротивление провода, которое делается как можно меньше, и через первичную обмотку потечёт большой ток в режиме короткого замыкания.

Смотрите так же:  Провода для подключения ноутбука к телевизору

Заметим также, что электродвигатели могут быть созданы для работы и от постоянного тока, и от переменного тока. Но разница между ними такая – электродвигатели постоянного тока сложнее в изготовлении, но зато позволяют плавно изменять скорость вращения обычным регулирующим силу тока реостатом. А электродвигатели переменного тока гораздо проще и дешевле в изготовлении, но вращаются только с одной, обусловленной конструкцией скоростью. Поэтому в практике широко применяются и те, и другие. В зависимости от назначения. Для целей управления и регулирования применяются двигатели постоянного тока, а в качестве силовых установок – двигатели переменного тока.

Далее конструкторская мысль изобретателя генератора двигалась примерно в таком направлении – если удобнее всего для генерации тока использовать вращение магнита рядом с катушкой, то почему бы вместо одной катушки генератора не расположить вокруг вращающегося магнита несколько катушек (места-то вокруг вон сколько)?

Получится сразу же, как бы несколько генераторов, работающих от одного вращающегося магнита. Причём переменный ток в катушках будет отличаться по фазе – максимум тока в последующих катушках будет несколько запаздывать относительно предыдущих. То есть синусоиды тока, если их графически изобразить, будут, как бы между собой, сдвинуты. Это важное свойство – сдвиг фаз, о котором мы расскажем ниже.

Примерно так рассуждая, американский изобретатель Никола Тесла и изобрёл сначала переменный ток, а затем и трёхфазную систему генерации тока с шестью проводами. Он расположил три катушки вокруг магнита на равном расстоянии под углами 120 градусов, если за центр углов принять ось вращения магнита.

(Число катушек (фаз) вообще-то может быть любым, но для получения всех тех преимуществ, что даёт многофазная система генерации тока, минимально достаточно трёх).

Далее русский учёный электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский развил изобретение Н. Тесла, впервые предложив трёх — и четырёхпроводную систему передачи трёхфазного переменного тока. Он предложил соединить один конец всех трёх обмоток генератора в одну точку и передавать электроэнергию всего по четырём проводам. (Экономия на дорогих цветных металлах существенная). Оказалось, что при симметричной нагрузке каждой фазы (равным сопротивлением) ток в этом общем проводе равняется нулю. Потому что при суммировании (алгебраическом, с учётом знаков) сдвинутых по фазе на 120 градусов токов они взаимно уничтожаются. Этот общий провод так и назвали – нулевой. Поскольку ток в нём возникает только при неравномерности нагрузок фаз и численно он небольшой, гораздо меньше фазных токов, то представилась возможность использовать в качестве «нулевого» провод меньшего сечения, чем для фазных проводов.

По этой же самой причине (сдвиг фаз на 120 градусов) трехфазные трансформаторы получились значительно менее материалоёмкими, так как в магнитопроводе трансформатора происходит взаимопоглощение магнитных потоков и его можно делать с меньшим сечением.

Сегодня трёхфазная система электроснабжения осуществляется четырьмя проводами, три из них называются фазными и обозначаются латинскими буквами: на генераторе — А, В и С, у потребителя — L1, L2 и L3. Нулевой провод так и обозначается – 0.

Напряжение между нулевым проводом и любым из фазных проводов называется – фазным и составляет в сетях потребителей – 220 вольт.

Между фазными проводами тоже существует напряжение, причём значительно выше, чем фазное напряжение. Это напряжение называется линейным и составляет в цепях потребителей 380 вольт. Почему же оно больше фазного? Да всё это из-за сдвига фаз на 120 градусов. Поэтому, если на одном проводе, к примеру, в данный момент времени потенциал равен плюс 200 вольт, то на другом фазном проводе в этот же момент времени потенциал будет минус 180 вольт. Напряжение – это разность потенциалов, то есть оно будет + 200 – (-180)=+380 В.

Возникает вопрос, если по нулевому проводу ток не протекает, то нельзя ли его вообще убрать. Можно. И мы получим трёхпроводную систему электроснабжения. С соединением потребителей так называемым «треугольником» — между фазными проводами. Однако нужно заметить, что при неравномерной нагрузке в сторонах «треугольника» на генератор будут действовать разрушающие его нагрузки, поэтому данную систему можно применять при огромном количестве потребителей, когда неравномерности нагрузок нивелируются. Передача электроэнергии от больших электростанций при высоких фазных и линейных напряжениях (сотни тысяч вольт) так и осуществляются. Почему же применяется такое высокое напряжение. Ответ простой – чтобы уменьшить потери в проводах на нагрев. Так как нагрев проводов (потери энергии) пропорционален квадрату протекающего тока, то желательно чтобы протекающий ток был минимален. Ну а для передачи необходимой мощности при минимальном токе нужно повышать напряжение. Линии электропередач (ЛЭП) так и обозначаются, к примеру, ЛЭП – 500 – это линия электропередачи под напряжением 500 киловольт.

Кстати потери в проводах ЛЭП можно ещё более снизить, применяя передачу постоянного тока высокого напряжения (перестаёт действовать емкостная составляющая потерь, действующая между проводами), проводились даже такие эксперименты, но широкого распространения пока такая система не получила, видимо вследствие большей экономии в проводах при трёхфазной системе генерации.

Выводы: преимущества трёхфазной системы

В заключение статьи подведём итоги, – какие же преимущества даёт трёхфазная система генерации и электроснабжения?

  1. Экономия на количестве проводов, необходимых для передачи электроэнергии. Учитывая немалые расстояния (сотни и тысячи километров) и то, что для проводов используют цветные металлы с малым удельным электрическим сопротивлением, экономия получается весьма существенной.
  2. Трёхфазные трансформаторы, при равной мощности с однофазными, имеют значительно меньшие размеры магнитопровода. Что позволяет получить существенную экономию.
  3. Очень важно, что трёхфазная система передачи электроэнергии создаёт при подключении потребителя к трём фазам как бы вращающееся электромагнитное поле. Опять-таки, вследствие сдвига фаз. Это свойство позволило создать чрезвычайно простые и надёжные трёхфазные электродвигатели, у которых нет коллектора, а ротор, по сути, представляет собой простую «болванку» в подшипниках, к которой не нужно подсоединять никакие провода. (На самом деле конструкция короткозамкнутого ротора имеет свои особенности и вовсе не болванка) Это так называемые трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Очень широко распространённые сегодня в качестве силовых установок. Замечательное свойство таких двигателей – это возможность менять направление вращения ротора на обратное простым переключением двух любых фазных проводов.
  4. Возможность получения в трёхфазных сетях двух рабочих напряжений. Другими словами менять мощность электродвигателя или нагревательной установки путём простого переключения питающих проводов.
  5. Возможность значительного уменьшения мерцаний и стробоскопического эффекта светильников на люминисцентных лампах путём размещения в светильнике трёх ламп, питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам трёхфазные системы электроснабжения получили широчайшее распространение в мире.

ИБП с двойным преобразованием (3P-1P) 3 фазы в 1 фазу (моделей: 7)

Продукция раздела ИБП с двойным преобразованием (3P-1P) 3 фазы в 1 фазу

В настоящее время наибольшее распространение получили три типа источников бесперебойного питания.

Двигателем прогресса, как уверяют нас средства массовой информации, являются лень и страх. Нам.

Сдвиг фаз переменного тока и напряжения

Мощность постоянного тока, как мы уже знаем, равна про­изведению напряжения на силу тока. Но при постоянном токе направления тока и напряжения всегда совпадают. При пере­менном же токе совпадение направлений тока и напряжения имеет место только в случае отсутствия в цепи тока конденса­торов и катушек индуктивности.

Для этого случая формула мощности

На рисунке 1 представлена кривая изменения мгновенных значений мощности для этого случая (направление тока и напряжения совпадают). Обратим внимание на то обстоятельство, что направления векторов напряжения и тока в этом случае совпадают, то есть фазы тока и напряжения всегда одинаковы.

Рисунок 1. Сдвиг фаз тока и напряжения. Сдвига фаз нет, мощность все время положительная.

При наличии в цепи переменного тока конденсатора или катушки индуктивности, фазы тока и напряжения совпадать не будут.

О причинах этого несовпадения читайте в моем учебники для емкостной цепи и для индуктивной цепи, а сейчас установим, как будет оно влиять на величину мощности переменного тока.

Представим себе, что при начале вращения радиусы-век­торы тока и напряжения имеют различные направления. Так как оба вектора вращаются с одинаковой скоростью, то угол между ними будет оставаться неизменным во все время их вращения. На рисунке 2 изображен случай отставания вектора тока Im от вектора напряжения Um на угол в 45°.

Рисунок 2. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 45, мощность в некоторые периоды времени становиться отрицательной.

Рассмот­рим, как будут изменяйся при этом ток и напряжение. Из по­строенных синусоид тока и напряжения видно, что когда напряжение проходит через ноль, ток имеет отрицательное значение.

Затем напряжение достигает своей наибольшей ве­личины и начинает уже убывать, а ток хотя и становится по­ложительным, но еще не достигает наибольшей величины и продолжает возрастать. Напряжение изменило свое направле­ние, а ток все еще течет в прежнем направлении и т. д. Фаза тока все время запаздывает по сравнению с фазой напряже­ния. Между фазами напряжения и тока существует постоян­ный сдвиг, называемый сдвигом фаз.

Действительно, если мы посмотрим на рисунок 2, то заме­тим, что синусоида тока сдвинута вправо относительно сину­соиды напряжения. Так как по горизонтальной оси мы откла­дываем градусы поворота, то и сдвиг фаз можно измерять в градусах. Нетрудно заметить, что сдвиг фаз в точности равен углу между радиусами-векторами тока и напряжения.

Вследствие отставания фазы тока от фазы напряжения его направление в некоторые моменты не будет совпадать с на­правлением напряжения. В эти моменты мощность тока будет отрицательной, так как произведение положительной величи­ны на отрицательную величину всегда будет отрицательным. Эта значит, что внешняя электрическая цепь в эти моменты становится не потребителем электрической энергии, а источни­ком ее. Некоторое количество энергии, поступившей в цепь во время части периода, когда мощность была положительной, возвращается источнику энергии в ту часть периода, когда мощность отрицательна.

Чем больше сдвиг фаз, тем продолжительнее становятся части периода, в течение которых мощность делается отрица­тельной, тем, следовательно, меньше будет средняя мощность тока.

При сдвиге фаз в 90° мощность в течение одной четверти периода будет положительной, а в течение другой четверти периода — отрицательной. Следовательно, средняя мощность тока будет равна нулю, и ток не будет производить никакой работы (рисунок 3).

Рисунок 3. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 90, мощность в течении одной четвери периода положительна, а в течении другой отрицательна. В среднем мощьноть равна нулю.

Теперь ясно, что мощность переменного тока при наличии сдвига фаз будет меньше произведения эффективных значений тока и напряжения, т. е. формулы

Смотрите так же:  Как паять провода зарядка

в этом случае будут неверны

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Что такое фаза и ноль в электрике — учимся определять разными способами?

Электрические сети бывают двух типов. Сети переменного тока и сети с постоянным током. Электрический ток, как известно, — это упорядоченное движение электронов. В случае постоянного тока они двигаются в одном направлении и. как принято говорить, имеют постоянную поляризацию. В случае с переменным током направление движения электронов все время меняется, то есть ток имеет переменную поляризацию.

Принцип работы сети переменного тока

Сеть переменного тока делится на две составляющие: рабочая фаза и пустая фаза. Рабочую фазу иногда просто называют фазой. Пустую называют нулевой фазой или просто — ноль. Она служит для создания непрерывной электрической сети при подключении приборов, а также для заземления сети. А на фазу подается рабочее напряжение.

При включении электроприбора не важно, какая фаза рабочая, а какая пустая. Но при монтаже электропроводки и подключении ее в общедомовую сеть это нужно знать и учитывать. Дело в том, что установка электропроводки делается или с помощью двухжильного кабеля, или трехжильного. В двухжильном одна жила – рабочая фаза, вторая – ноль. В трехжильном рабочее напряжение делится на две жилы. Получается две рабочих фазы. Третья жила – пустая, ноль. Общедомовая сеть выполняется из трехжильного кабеля. Общая схема электропроводки в частном доме или квартире, в основном, тоже делается из трехжильного провода. Поэтому перед подключением квартирной проводки нужно определить рабочие и нулевую фазы.

Способы определения фазных и нулевых проводов

Узнать, на какую жилу подается напряжение, а на какую нет, несложно. Есть несколько способов определения фазы и нуля.

Первый способ. Фазы определяются по цвету оболочки жил. Обычно рабочие фазы имеют цвета черный, коричневый или серый, а ноль – светло-синий. Если устанавливается дополнительное заземление, то его жила — зеленого цвета.

В этом случае не используют дополнительных приборов для определения фаз. Следовательно, такой способ не очень надежен, потому что, монтируя проводку, электрики могут не соблюдать цветовую маркировку жил.

Для организации уличного освещения используют фотореле. Как правильно подключить такое устройство, можно узнать здесь.

Надежнее определять фазы с помощью электроиндикаторной отвертки. Она представляет собой непроводящий ток корпус, в который встроены индикатор и резистор. В качестве индикатора используют неоновую лампочку. При касании жалом отвертки оголенного, под напряжением, провода индикатор, если жила рабочая, загорается. Если ноль, то не срабатывает. С помощью такой отвертки можно определять и исправность сети. Если при касании жалом поочередно жил провода лампочка не загорается, то сеть неисправна.

Можно осуществить определение фазы мультиметром. Сначала устанавливаем режим измерений – переменное напряжение. Потом конец одного щупа зажимаем в руке. Вторым щупом касаемся жилы. Если фаза рабочая, то на экране прибора будет показана величина напряжения.

Можно определить рабочую фазу и с помощью обычной электрической лампочки. Берем лампочку, вкрученную в патрон, с двумя отрезками провода. Один конец заземляем. Можно заземлить его, прикрутив к отопительной батарее. Концы проводов, естественно, должны быть оголенными. Вторым концом касаемся жилы. Если лампочка загорается, то фаза – рабочая.

Один из методов, показывающих что такое фаза и ноль в электрике, на видео

Фазы и стадии сна

Многие слышали о том, что сон состоит из последовательно сменяющих друг друга фаз и стадий. Некоторые знают, что в одни фазы проснуться легче, в другие – тяжелее, поэтому в идеале пробуждение стоит подстраивать на определенные этапы сна. Кто-то скажет, что сны снятся только в какую-то одну фазу (небольшой спойлер – на самом деле это не так, см. ниже). В данной статье мы предлагаем углубиться в эти и другие вопросы, связанные с различными периодами сна, и рассмотреть, какие фазы выделяются, какова их характеристика и продолжительность, сколько фаз нужно, для того чтобы выспаться, и как самостоятельно рассчитать сон по фазам. Кроме того, в последней части текста мы рассмотрим, как с точки зрения фаз и стадий оцениваются некоторые так называемые рациональные схемы сна.

Фазы сна человека: предисловие

Сны кажутся такой обыденной вещью, и тем не менее это – одна из тех областей, которая еще таит множество загадок. В частности, пока у ученых не наблюдается единства мнений даже в отношении того, видим ли мы А вот стадии и фазы сна человека можно считать вполне изученными, в том числе потому что их проще исследовать с помощью различных приборов. Основные источники цветные сны или черно-белые. данных для ученых – активность мозга в целом и его долей в частности (показывается на электроэнцефалограмме – ЭЭГ), движения глазных яблок и мышц затылка. Эти и ряд других показателей позволяют составить более или менее ясную картину циклов фаз сна.

В целом мы предлагаем не углубляться в термины и методики сомнологии (науки о сне), а рассмотреть фазы сна на более практическом уровне: понять, сколько фаз выделяется, разобрать их главные черты и то, что отличает фазы друг от друга. Эти знания помогут ответить на вопросы, в какую фазу легче проснуться, сколько должен длиться здоровый сон и т.д. Но сначала сделаем несколько ремарок:

  • фазы и стадии рассматриваются на примерах взрослых (с возрастом соотношение и длительность фаз меняется);
  • для простоты и единообразия периоды сна будут показаны на примерах тех, кто ложится спать вечером или в начале ночи, а не под утро и не работает по ночам;
  • мы рассматриваем только физиологический сон – медикаментозный, гипнотический и т.д. в данном материале в счет не берутся;
  • мы сфокусируемся на тех, кто имеет счастье спать достаточное для своего организма количество часов и не вынужден, например, бежать к первой паре после ночного написания курсовой.

Итак, каким должен быть нормальный сон у среднестатистического здорового человека в подобных условиях?

Фазы и стадии сна

В целом специалисты делят сон на две фазы:

  • Медленный сон, он же ортодоксальный, или NREM-сон. Название NREM происходит от английского Not Rapid Eye Movement и отражает тот факт, что для данной фазы не характерны быстрые движения глаз.
  • Быстрый сон, он же парадоксальный, или REM-сон (то есть быстрые движения глаз присутствуют). Название «парадоксальный» связано с тем, что во время этой фазы сна сочетаются полное расслабление мышц и высокая активность мозга. Получается, что в этот период мозг работает почти так же, как при бодрствовании, но при этом не обрабатывает информацию, получаемую от органов чувств, и не отдает телу приказов, как реагировать на эту информацию.

Цикл «медленный + быстрый сон» длится примерно 1,5-2 часа (подробнее чуть ниже), и в ходе ночи данные фазы последовательно сменяют друг друга. В среднем 3/4 цикла приходится на медленный сон и, соответственно, около четверти – на быстрый.

При этом у медленного сна выделяется ряд стадий:

  1. дремота – переход от бодрствования ко сну;
  2. легкий сон;
  3. умеренно глубокий сон;
  4. глубокий сон – именно на этой стадии сон самый крепкий.

Стадии 3 и 4 носят общее название – дельта-сон, что связано с наличием на ЭЭГ специфических дельта-волн.

Схема ночного цикла по фазам и стадиям сна

С точки зрения циклов сна наша ночь проходит следующим образом:

  • Сначала наступает стадия 1 медленного сна, то есть мы переходим от бодрствования ко сну через дремоту.
  • Далее мы последовательно проходим стадии 2, 3 и 4. Потом двигаемся в обратном порядке – от дельта-сна к легкому (4 – 3 – 2).
  • После стадии 2 наступает фаза быстрого сна. Из-за того что она активизируется последней в цикле – после того, как прошли все остальные этапы, – иногда ее называют 5 фазой или 5 стадией, что, строго говоря, не совсем точно, потому что быстрый сон – совсем другой по сравнению с медленным.
  • Затем мы снова возвращаемся в стадию 2, и дальше опять погружаемся в дельта-сон, потом легкий, потом быстрый, потом снова легкий… И так смена фаз и стадий идет по кругу. Другой вариант – после быстрого сна наступает пробуждение.

Продолжительность фаз и стадий сна

Как мы уже говорили выше, на весь сонный цикл (медленный и быстрый сон) в среднем уходит примерно от 1,5 часов до 2 часов. При этом продолжительность фаз и стадий и их соотношение в рамках одного цикла меняется с течением ночи. Рассмотрим, как в среднем распределяются фазы и сколько длится каждая из них.

  • Обычная длительность стадии 1 (дремота) составляет 5-15 минут. Если человек засыпает, только опустив голову на подушку, это говорит о том, что ему надо раньше ложиться, больше спать или в принципе больше отдыхать.
  • В течение ночи около 50% сна приходится легкий сон – это медленный сон, но не в самых глубоких его проявлениях. Средняя продолжительность одной «порции» такого сна – около 20 минут.
  • Когда мы только уснули, длительность глубокого и умеренно глубокого сна (дельта-сна) больше, чем под утро. В рамках первого цикла на дельта-сон может уйти до 40 минут, а в последующих эта цифра уменьшается. В общей сложности в течение ночи 3 и 4 стадии занимают 15-20% от всего сна.
  • У быстрого и легкого сна, соответственно, все наоборот: эти периоды длиннее всего ближе к утру. Продолжительность быстрого сна в начале ночи весьма коротка (в первом цикле – 5-10 минут), а затем увеличивается до 30-40 минут, а иногда и больше. Всего на быстрый сон приходится, соответственно, около четверти всего времени в течение ночи.

Таким образом, в первом цикле полноценный глубокий сон (стадия 4) наступает примерно через 40-50 минут после сна, а быстрый – через 1,5 часа. Исходя из средней потребности во сне, получаем, что в нормальном состоянии человеку за ночь нужно проспать 3-6 циклов – в зависимости от их продолжительности и от его потребности во сне. В свою очередь, данная потребность весьма разнится: некоторым нужно 4 часа, для некоторых норма может превышать 10 часов.

В какую фазу лучше просыпаться и как это рассчитать

Как известно, просыпаться легче всего на фазе быстрого сна, на втором месте – стадия легкого. Зная последовательность разных периодов, вы сможете подгадать оптимальное время пробуждения. С другой стороны, надо учитывать, что длительность фаз неодинакова у разных людей, кроме того, потребность в том или иной «виде» сна колеблется в зависимости от состояния. Например, если вы устали, болеете или восстанавливаетесь после болезни, медленный сон способен занять больше времени.

Смотрите так же:  Узо ac 16a 30ma

Конечно, чтобы облегчить себе пробуждение, можно купить различные гаджеты, которые считывают характерные особенности фаз (подробнее чуть ниже) и будят вас именно в положенное время. Но узнать, как проснуться в фазу быстрого сна, можно и самостоятельно – в первую очередь надо поэкспериментировать. Например, примите за фазу сна 2 часа, рассчитайте, во сколько надо лечь/проснуться, чтобы выдержать целое число циклов. Например, если вам надо встать в 8 утра, кратное число фаз будет в 6 утра, 4 утра, 2 ночи, полночь и т.д. При расчете времени учитывайте и то, что еще немного времени вам потребуется на то, чтобы заснуть. Как мы говорили, на стадию 1 обычно уходит 5-15 минут. То есть, чтобы встать в 8, лечь надо в 1:45 или 23:45.

Попробуйте какое-то время придерживаться такого графика и посмотрите, получается ли у вас просыпаться в фазу быстрого сна. Если нет, «поиграйте» с границами – сделайте расчет исходя из 1 часа 50 минут или 1 часа 40 минут. Таким образом вы сможете найти именно вашу продолжительность ночного цикла и в дальнейшем отталкиваться от нее. Проводить эксперименты лучше всего, когда вы находитесь в нормальном физическом и эмоциональном состоянии и более или менее нормально высыпались накануне экспериментов.

Также намекаем, что под «лечь спать» мы имеет в виду именно лечь спать, а не «лечь в кровать со смартфоном в обнимку и еще час переписываться в мессенджерах». Заметим и то, что расчет фаз сна не придаст вам бодрости, если вы уже неделю спите только по одному циклу за ночь. Подстройка под фазы – инструмент для более легкого пробуждения, но от необходимости полноценно спать он вас не освободит.

Фазы сна и сновидения

Согласно исследованиям, неправильно ставить вопрос: «В какой фазе сна снятся сны». Корректнее другая формулировка: «Сны из какой фазы мы лучше всего запоминаем?» Исследования показывают, что сны снятся нам на всех этапах – даже на стадии глубокого сна. Другое дело, что мы их не запоминаем – возможно, вследствие того, что медленный сон слишком крепкий и активность мозга ниже. Впрочем, даже то, что мы видели в фазе быстрого сна, мы запоминаем далеко не всегда. Подробнее об этом в нашей статье «Интересные факты о снах».

Что происходит с нами в разные фазы сна

Одно из главных отличий фаз друг от друга – разная активность мозга, которую визуально можно проследить в волнах на ЭЭГ, однако физиология фаз сна характеризуется не только этим. Другое различие быстрого и медленного отражено в английских названиях REM и NREM – наличие и отсутствие быстрых движений глаз. В целом же определение фазы сна на глазок, без учета приборов и измерения различных показателей, достаточно проблематично. Можно только сказать, что если человек двигает глазами, конечностями и т.д., скорее всего, речь идет о быстром сне. А что можно зарегистрировать на различных приборах? Приведем несколько интересных фактов.

Черты медленного сна

Чтобы погрузиться в первую стадию медленного сна (дремоту), мозг вырабатывает специальные вещества, которые блокируют его активность, вызывают вялость, а также влияют на другие системы организма, в том числе замедляют метаболизм. В стадиях 2-4, особенно при дельта-сне, обмен веществ также замедляется.

Говорить, что во время медленного сна в принципе нет движения глаз, не совсем верно – они есть в стадиях 1 (дремота) и 2 (легкий сон), но специфически медленные; в английской терминологии они так и называются – slow rolling eye movement (SREM). В свою очередь, во время дельта-сна нет даже таких движений, зато именно в этой фазе люди ходят или говорят во сне, а также совершают иные неконтролируемые действия, если им это свойственно.

В фазе медленного сна на 1-1,5 градуса понижается температура тела (особенно в глубоком сне), снижается пульс и артериальное давление, дыхание становится более редким. Вместе с тем активнее продуцируются гормоны роста, половые гормоны и др., идут процессы по построению тканей и т.д. Именно поэтому говорят, что медленный сон в большей мере отвечает за физиологический отдых. Кроме того, эта фаза необходима для восстановления мозговой ткани после бодрствования (подробнее об этом в первом видео нашей статьи «Не отказывайте себе во сне»).

Черты быстрого сна

Одна из главных особенностей быстрого сна – самые яркие сновидения. Под словами «самые яркие» мы имеет в виду то, что практически все сны, которые мы помним после пробуждения, – именно из этой фазы. Считается, что быстрый сон, в свою очередь, отвечает за обработку полученной за день информации, внутреннюю работу над эмоциями и т.д. Но пока ученые точно не могут точно сказать, как что конкретно происходит во время быстрого сна и какие механизмы при этом задействованы.

Как мы уже отмечали, визуально быстрый сон можно узнать по движениям глазных яблок, по иногда сбивающемуся дыханию, движениям рук и т.д. Также для этой фазы характерны изменения температуры тела и ритм сердца: они могут повышаться или понижаться в рамках одного и того же этапа.

Интересно, что мозговая активность во время быстрого сна насколько высокая, что ученые в течение долгого времени не могли заметить разницу на ЭЭГ между этой фазой сна и бодрствованием. Правда, на сегодняшний день несколько важных различий все же было найдено.

Интересные особенности, связанные с фазами сна

Для любой фазы характерно искаженное представление о времени. Наверное, всем знакомы ситуации, когда на минуточку закроешь глаза – и 5 часов как не бывало. Верно и обратное: казалось, уже вся ночь минула и много снов приснилось, а на самом деле прошло всего 20 минут.

Некоторые считают, что во время сна человек полностью отключается от реальности, однако на самом деле это не так. Многие сигналы мозгом действительно должным образом не обрабатываются, особенно во время дельта-сна, но во время быстрого и легкого главным источником информации становятся звуки. Например, нас не всегда будит шум, но человек может проснуться от того, что кто-то даже негромко позовет его по имени. Также во время быстрого сна звуки могут встраиваться в сновидение и становиться его частью. Это говорит о том, что мозг обрабатывает звуки во время сна и решает, каким уделить внимание и как именно это сделать.

У детей доля быстрого сна больше, чем у взрослых, а у пожилых людей она еще меньше. То есть чем старше мы становимся, тем короче парадоксальная фаза сна и длиннее ортодоксальная. Интересно, что быстрый сон отмечается даже у детей, находящихся в утробе матери. Ученые говорят, что на ранних этапах жизни (в том числе до рождения) быстрый сон очень важен для формирования центральной нервной системы.

Исследования показывают, что мозг может не погружаться целиком в одну и ту же фазу, что особенно характерно для дельта-сна. Хотя бОльшая часть мозга, как правило, находится на одном и тот же этапе.

Значение фаз сна для организма: небольшое предостережение

Сказать, какой сон лучше или полезнее – быстрый или медленный – невозможно. Они обе фазы нужны для полноценного отдыха и восстановления организма как на физиологическом, так и психическом уровне. В связи с этим вызывают вопросы схемы сна, в которых отсутствует полноценный цикл. Наверняка многие слышали о схемах, предполагающих, что человек спит не 1 раз в сутки 6-8 часов, а несколько раз в течение дня. Некоторые подобные схемы выглядят вполне безобидными, однако польза других вызывает серьезные сомнения.

В частности, в интернете встречается информация о якобы очень эффективном расписании, когда спать надо 6 раз по 20 минут или 4 раза по 30 минут. Исходя из типичного цикла сна, эти временные промежутки очень короткие, и за 20-30 минут человек не успеет перейти дальше 2-3 стадии, то есть о глубоком и быстром сне речь не идет в принципе. Между тем важнейшие для нашего организма процессы происходят именно на этих этапах. Возможно, у людей, которые описаны как успешно применявшие такие схемы, циклы сна очень сжаты, но велик шанс, что действительность просто приукрашена в угоду впечатляющей истории.

Конечно, какое-то время организм среднестатистического человека профункционирует и на 20 минутах 6 раз в сутки. Ему может даже казаться, что он стал более эффективно расходовать время, однако польза этих схем для организма в данном случае вызывает вопросы. Системный недостаток сна ударяет как психическому, так и физическому состоянию и приводит различным неприятным последствиям. Не отрицая пользу и эффективность других рациональных схем сна, призываем вас консультироваться с врачом и очень настороженное относиться к вариантам, которые не включают хотя бы несколько полноценных циклов в сутки.

Похожие статьи:

  • Схема электронного полива Устройство автоматического полива - схема Устройство для автоматического полива представляет собой электронное реле на транзисторе VT1, база и эмиттер которого соединены с пластинами из токопроводящего материала, воткнутыми в почву на […]
  • Заземление гост расчет Технический расчёт традиционного заземляющего устройства (из угловой стали) для КТП 10/0,4 кВ Приложение № 1 к “Экономическое обоснование применения модульного заземления ZANDZ”. Мероприятия выполнены в соответствии с ПУЭ 7-е изд. Глава […]
  • Витая пара 8 и 4 провода Denis Peshkov's Notes Developers notes and not only. Thursday, 2 January 2014 100 Мбит/с витая пара (4 провода VS 8 проводов) При использовании витой пары для поддержки скорости в 100 Мб/с используется ЧЕТЫРЕ провода. По умолчанию […]
  • Сопротивление алюминиевого провода длиной 09 км и сечением Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В. 1035. Выразите в омах значения следующих сопротивлений: 500 мОм; 0,2 кОм; 80 МОм. 1036. Два провода […]
  • Как провести провода в дверь логан Как провести провода в дверь логан _________________Оконный инженер. Инженер сложных оконных проектов. Практика с 2002 года. Оконный диплом мио спб. вотс ап 8909556077три . Последний раз редактировалось Dima Krotov Arhara Вт 26 окт, 2010 […]
  • Выбор провода по мощности сип Выбор сечений изолированных проводов СИП Сечения изолированных проводов СИП до 1 кВ выбирают по экономической плотности тока и нагреву при числе часов использования максимума нагрузки более 4000 - 5000, при меньшей продолжительности […]