Цвета проводов в электрике, фаза, ноль, земля по ГОСТ. Буквенные обозначения

Отдельные провода-жилы, из которых состоят электрические кабели, имеют изоляцию определенных расцветок. Регламентирует окрас изоляции ГОСТ Р 50462-2009, в этом документе приведены особенности n и l маркировки в электрике с целью упрощения работы мастеров на крупных объектах и обеспечения безопасности в процессе ремонта. Тем, кто решается на самостоятельную починку электроприборов или другие подобные работы, также стоит знать, какого цвета провода заземления, фазы и нуля.

Особенности расцветки жил

Во избежание ошибок требования ПУЭ описывают цвета всех основных электропроводов. Если пуско-наладочными работами занимался опытный электрик, следующий правилам ПУЭ и соответствующим ГОСТам, при самостоятельном ремонте не понадобится ни индикаторная отвертка, ни иные устройства, определяющие назначение той или иной жилы.

Цветовая маркировка в электрике по ГОСТ

Заземление

Желто-зеленый провод — это заземление.

В принципиальных схемах жилы зануления маркируются буквами PE. В некоторых домах старой застройки встречаются PEN-провода, в которых заземление объединено с нулевой жилой. Если кабель протягивался по правилам, выбирались провода с синей изоляцией, а желто-зелеными были только концы и места скруток (на них надевались термотрубки). Толщина «нуля» и заземления может быть разной. Нередко толщина этих двух жил меньше, чем толщина фазной жилы, такое встречается при подключении переносных приборов.

Если речь идет о прокладке электропроводки в многоэтажных домах и в промышленных помещениях, вступают в силу нормы ПУЭ и ГОСТ 18714-81, предписывающие обязательное обустройство защитного заземления. Заземление должно иметь минимальное сопротивление, чтобы компенсировать последствия неисправностей на линии и не допускать вреда для здоровья людей. То есть, соблюдение стандартов цветовой маркировки проводов ПУЭ имеет первостепенное значение.

«Ноль»

Какого цвета нейтральный провод? Электрические стандарты предписывают, что его изоляция может иметь цвет: синий, синей с белой полосой или голубой.

Такая маркировка будет присутствовать в кабеле с любым количеством жил. В принципиальных схемах «ноль» помечается буквой N, на него замыкается цепь. Иногда его называют «минусом», а фазный — «плюсом».

«Фаза»

Цвет фазы — то, что имеет для электрика первостепенное значение: обращение с токопроводящими жилами требует осторожности и знаний. Малейшее касание фазы может привести к травмам. Цветов у фазных проводов, имеющих маркировку в виде буквы L, в электропроводке много, запрет распространяется только на использование синего, желтого и зеленого цветов. Если кабель трехфазный,  к букве L добавляется порядковый номер жилы.

Когда однофазная цепь отделяется от трехфазной, электрики пользуются кабелями со строго одинаковой расцветкой, следя за цветом фазы и нуля в проводе. Перед тем, как начать работу, они определяют для себя, как будут соединяться разные жилы, и в дальнейшем следуют выбранной расцветке. Иногда на них наплавляются термокембрики или наматывается несколько витков цветной соответствующей изоленты.

Согласно ГОСТ:

• фазные провода черного цвета, применяются в силовых цепях, работающих с постоянным и переменным током;
• красный цвет — используются в цепях управления, рассчитанных на переменный ток;
• с оранжевый цвет — встречаются с цепях управления блокировкой, запитанных от внешних источников.

Как определить назначение провода — нейтраль или заземление?

L N маркировка в электрике не всегда бывает соблюдена в зданиях старой застройки, поэтому возникает вопрос самостоятельного различения нулевого провода и заземляющего. Когда цепь замкнута, по «нулю» проходит электрический ток. Заземляющий же провод несет только защитную функцию, и в «штатном» режиме ток по нему не протекает.

Узнать, «ноль» ли это или «земля», можно так:

• Воспользоваться омметром, предварительно отключив напряжение между точками измерения. На заземляющем проводе сопротивление не превысит 4 Ом.
• Воспользоваться вольтметром и последовательно измерить напряжение между «фазой» и другими проводами (способ подходит для трехжильных кабелей). Заземляющий провод даст наибольшее значение.
• Если цвета проводов «фазы», «нуля» и «земли» неизвестны, и нужно узнать напряжение между заземляющим проводом и каким-нибудь заведомо заземленным предметом (например, радиатором отопления), также пригодится вольтметр. Правда, при соединении «земли» и заземленного предмета он ничего не покажет. Но небольшое напряжение отразится на его индикаторе, если подобным образом поступить с «нулевым» проводом.

В двужильном кабеле всегда будет присутствовать только фазный и нулевой провод.

Что делать, если все жилы в кабеле имеют изоляцию одного цвета

Вопрос о маркировке проводов по цветам не имеет смысла, когда приходится работать с одноцветными жилами — например, при починке проводки в старых домах. Для таких случаев существуют наборы, дающие возможность промаркировать жилы. Участки для закрепления маркировочных приспособлений предписываются требованиями ГОСТ, обычно их фиксируют рядом с местом подключения к шине.

Как разметить провод с двумя жилами

Если все провода в кабеле имеют одинаковую изоляцию, а электроприбор уже подключен к сети, мастера пользуются индикаторными отвертками. Последние светятся, когда металлическая часть касается фазного провода. Для маркировки двужильного кабеля кроме такой отвертки понадобятся термокембрики или разноцветная изолента. Обозначение цветов будет производиться только в местах стыков — не обязательно обматывать жилу цветными трубками или изолентой по всей длине.

Щуп отвертка-индикатор

Фазные провода можно отмечать любыми цветами, кроме синего, желтого и зеленого. Если двужильный кабель подключен к однофазной сети, фазный провод негласно принято маркировать красным цветом.

Как разметить провод с тремя жилами

Какой цвет провода заземления в трехжильном проводе? Если ответ на вопрос сходу не определить, вся изоляция на жилах одинакового цвета, выручит мультиметр. Устройство выставляется на переменный ток, и мастер последовательно касается обоими щупами сначала фазного провода, затем остальных проводов, запоминая показатели. Касание фазы и нуля даст большее напряжение, чем касание фазы и заземления.

Какого цвета провод заземления? У него желто-зеленый цвет. Именно такой термокембрик или изоленту и нужно применять для маркировки «земли» в трехжильном кабеле. На «нулевой» — следует намотать синюю ленту, на фазу — не синий и не желто-зеленый термокембрик.

Буквенное обозначение фазы, нуля и заземления

Использование разных цветов проводов в электропроводке — удобная и логичная мера, упрощающая ремонтные и монтажные работы. Если в доме проложены провода с разноцветными жилами, во время ремонта не придется тратить время на «прозвон» каждой из них, и, например, обрыв фазной жилы обнаружится быстро. Наличие буквенного обозначения фазы и нуля тоже имеет значение, но работа с буквами и цифрами все равно более долгая, чем с цветом: достаточно посмотреть на кабель — и сразу становится ясно назначение жил.

Цветовое обозначение проводов заземления, ноля и фазы

Цветовая маркировка проводов – это далеко не рекламная «фишка» производителей, как считают некоторые электрики-новички.

Это специальное обозначение, которое позволяет электромонтеру определить ноль, заземление и фазу без использования дополнительных измерительных приборов.

При неправильном соединении между собой контактов, могут возникнуть неприятные последствия в виде короткого замыкания и поражения человека электротоком.

Основная цель нанесения цветовой маркировки – это сокращение сроков подключения контактов и создание безопасных условий при проведении электромонтажных работ. На текущий момент, в соответствии с ПУЭ и европейскими стандартами, каждая жила имеет свой четко прописанный окрас.

О том, какой цвет имеет нулевой провод, заземление и фаза, мы и поговорим.

Провод заземления

По стандартам изоляция «земли» окрашивается в желто-зеленый оттенок. Некоторые производители наносят на заземляющий проводник желто-зеленые полосы в продольном и поперечном направлении. Редко, но все же встречаются, оболочки чисто зеленого или чисто желтого цвета.

На электрических схемах «земля» обозначается двумя латинскими буквами «РЕ». Заземление часто называют нулевой защитой, но это не рабочий ноль, не нужно путать.

Провод нейтрали

Как в однофазной электрической сети, так и трехфазной, нейтраль окрашивается голубым или синим цветом. На электросхеме ноль обозначается латинской буквой «N». Нейтраль также называется нулевым или нейтральным рабочим контактом.

Провод фазы

Этот провод в зависимости от производителя маркируется следующими цветами:

• белый;
• бирюзовый;
• черный;
• коричневый;
• розовый;
• красный;
• фиолетовый;
• оранжевый.

Самые распространенные цвета для обозначения фазы – черный, белый и коричневый.

Несмотря на кажущеюся простоту, цветовая маркировка имеет ряд особенностей, которые вызывают у новичков следующие вопросы:

1.Что такое PEN?

2.Как определить фазу, заземление и ноль, если изоляция имеет нестандартный цвет либо вообще бесцветна?

Разберемся с каждым пунктом.

Что такое PEN?

Устаревшая на сегодня система заземления типа TN-C предполагает совмещение заземления и нейтрали. Ее основное преимущество – это скорость выполнения электромонтажных работ. Недостаток TN-C– это высокая вероятность повреждения электротоком при монтаже проводки в квартире или доме.

Основной цвет для обозначения совмещенного провода – желто-зеленый, но на концах изоляции имеется синий окрас, характерный для нулевого провода.

На электросхеме такой контакт обозначается тремя латинскими буквами «PEN».

Как найти фазу, заземление и ноль?

Бывают случаи, когда при ремонте бытовой электрической сети оказывается, что все проводники имеют один цвет. Как в таком случае определить, где какой провод.

В однофазной сети, где всего две жилы, без заземления, нужно всего лишь иметь при себе специальную индикаторную отвертку. Для начала нужно отключить электричество на распределительном щитке. Затем зачищаются провода и разводятся по сторонам. Теперь снова включаем электричество и поочередно подносим индикатор к каждому из проводов. Если при контакте лампочка на отвертке загорелась, значит – это фаза, а вторая жила, следовательно, ноль.

Если электрическая сеть трехфазная, то понадобиться более сложное оборудование – мультиметр с измерительными щупами. Для начала устанавливаем прибор на значение выше 220 Вольт. Один щуп фиксируем на фазе, а вторым определяем заземление и ноль. При контакте с нулем, тестер должен показать напряжение 220 Вольт. Заземляющий провод будет показывать напряжение немного ниже.

Если под рукой нет индикаторной отвертки или мультитестера, то определить принадлежность провода можно по изоляции. Здесь важно знать, что синяя оболочка всегда является нейтралью. Даже в самой нестандартной маркировке ее окрас не меняется. Две другие жилы установить сложнее.

Первый способ основан на ассоциациях. Например, перед вами цветной и белый, либо черный контакт. Обычно землю обозначают белым или черным цветом. Следовательно, оставшийся провод – это фаза.

Второй способ. Нейтраль снова отбрасываем. Остался красный и черный. Согласно ПУЭ белая изоляция – это фаза. Тогда красный проводник – это земля.

В цепях с постоянным током цветовая маркировка минуса и плюса представлена соответственно черным и красным цветом изоляции. В трехфазной сети трансформатора каждая фаза окрашена в индивидуальный цвет:

• А-желтый;
• В-зеленый;
• С-красный.

Ноль, как всегда, синий, а заземление – желто-зеленое. В кабелях, рассчитанных на напряжение 380 Вольт, провода обозначаются так:

• А-белый;
• В-черный;
• С-красный.

Защитный и нулевой проводники не отличаются по маркировке от предыдущего варианта.

Обозначаем провода самостоятельно

При отсутствии визуального обозначения, после ремонтных работ нужно самостоятельно указать принадлежность проводов. Для этого подойдет яркая изоляционная лента или термоусадочная трубка.

По ГОСТу, маркировку жил нужно проводить на концах проводников – в местах их контакта с шиной.

Такие пометки значительно облегчат будущий ремонт и обслуживание.

какому цвету соответствует какая фаза.

Произведенные в период СССР электрические кабели имели преимущественно черную либо белую изоляцию, что создавало сложности и неудобства при электротехнических работах, т.к. не всегда возможно было идентифицировать назначение того или иного провода быстро. Сейчас же на прилавках присутствуют кабели самых разных цветов. Это разнообразие имеет вполне конкретную цель. Цветовая маркировка проводов каждого типа (ноля, минуса, плюса, заземления и различных фаз) в первую очередь призвана сделать электромонтажные работы более безопасными, а нахождение и подключение контактов – более простым и быстрым.

Используемые цвета

Во избежание разночтений в цветовой гамме, в зависимости от того, какой производитель изготовил эту продукцию, она строго нормируется в ПУЭ (правилах устройства электроустановок) и государственных стандартах. До 2009 г. использовался ГОСТ Р 50462-92, в пришедшем ему на смену ГОСТ Р 50462-2009 были внесены изменения относительно расцветки проводов в трехфазных сетях, окраски плюса, минуса и ноля в сетях постоянного тока, рекомендован коричневый в качестве основного оттенка для фазы в однофазной сети, утверждено использование сочетания желтого и зеленого для заземления.
Различные виды кабелей бывают:

• Черными
• Коричневыми
• Красными
• Оранжевыми
• Желтыми
• Зелеными
• Синими
• Фиолетовыми
• Серыми
• Белыми
• Розовыми
• Бирюзовыми

Кабель помечают нужным цветом на концах (иными словами, в области соединений), а также по всей протяженности в виде сплошной цветной изоляции либо отдельных меток.

Окраска кабелей разных типов

Трехфазные сети

В трехфазной сети трансформаторных подстанций с переменным током согласно ГОСТ 1992-го года фаза А имеет желтый цвет провода, В – зеленый провод, С – красный. По новому ГОСТу предпочтительно использовать коричневый для фазы А, черный для фазы В и серый для фазы С. В обычных бытовых кабелях для фазы А применяют белый, для фазы В — черный, для С также красный.
Провод заземления обычно имеет расцветку в виде желто-зеленых полос в продольном либо поперечном направлении. При этом каждый цвет не может занимать менее 30% и более 70% поверхности. Реже маркировка кабеля заземления может быть только желтой или только зеленой. Если такой кабель прокладывается открытым способом, то допустимо использовать черный цвет, как улучшающий коррозионную защиту. Также черный цвет использовался в обозначении провода заземления повсеместно до внесения изменений в нормативную документацию в 2009 году.
Ноль имеет изоляцию провода синего либо голубого цвета.

Однофазные сети

В этом типе сетей с переменным током изоляция фазы чаще всего имеет коричневый, серый либо черный, но допускается также использование красного, фиолетового, розового, белого и бирюзового оттенков. При этом в однофазной сети, питаемой однофазным источником энергии, обычно используют провода с коричневой изоляцией. Если же однофазная жила выполняется, как ответвление трехфазной электроцепи, то она маркируется тем цветом, которым маркировалась фаза трехфазной цепи.
Провода заземления аналогично предыдущему случаю маркированы сочетанием желтого и зеленого.
PEN проводники, в которых соединены защитный ноль и рабочий ноль по всей длине окрашены синим, а на концах имеют желто-зеленую маркировку. При этом ГОСТ разрешает и иной вариант – желто-зеленые линии по всей протяженности провода и метки синим на концах.

Сети постоянного тока

Если система с сетью постоянного тока вводилась в эксплуатацию до 2009 г., то ноль должен быть светло-синим, плюс — красным, отрицательный полюс – темно-синим. Согласно данным нового ГОСТа для плюса следует использовать коричневый, для минуса — серый, а для ноля – синий.

Правила маркировки

Маркировка выполняется на концах проводов, т. е. в местах их соединения между собой либо различным оборудованием.
Допускается сочетать разрешенные для маркировки цвета, но по возможности избегая путаницы. Так, желтый и зеленый могут быть использованы только в сочетании друг с другом и только для заземления, а не, к примеру, плюса/минуса.
Если провода в системе изначально маркированы неправильно или не маркированы вовсе, то это можно исправить:

• Нанесением буквенной, символьной или цветовой маркировки несмываемыми маркерами (удобно, если провод белый или хотя бы светлый)
• Наклейкой полиуретановых бирок с надписями
• Использованием термоусадочной трубки либо изоляционной ленты нужного цвета

Естественно, нужно предварительно определить, какой провод является плюсом, какой минусом и т.д. назначение каждого провода (в бытовой электрической сети это можно сделать при помощи индикаторной отвертки либо мультиметра).
Не всегда есть возможность создании цветной схемы электроцепи в бумажном варианте. Тогда в черно-белых копиях для однозначной идентификации цвета каждого типа провода применяются буквенные обозначения. Их полный список приведен в ГОСТ Р 50462-2009. Для маркирования кабелей, включающих несколько проводов разного типа в буквенных обозначениях разные цвета разделяются знаком плюс.

Заключение

Цветовая маркировка проводов в зависимости от назначения каждого из них позволяет сделать электромонтажные работы более удобными, снижает вероятность возникновения ошибок и аварийных ситуаций. Поэтому соблюдать ее необходимо даже системе индивидуального электроснабжения квартиры или дома, не говоря уже более крупных промышленных, торговых, общественных и прочих объектах.

Фаза и ноль — что такое, как определить фазу и ноль в электричестве

Далеко не всегда хочется вызывать специалистов при необходимости заменить люстру, повесить бра или дополнительный светильник. Но когда электромонтажными работами занимаешься впервые, так или иначе начинаешь задаваться вопросом, что представляют собой такие понятия как «ноль» и «фаза».

Разбираться в этих обозначениях необходимо хотя бы для того, чтобы правильно подключить провода. Желательно восполнить пробелы в знаниях об электричестве, при отсутствии опыта в данной сфере, перед началом работ.

Выделяют три обозначения проводов:

• фаза
• ноль
• заземление

Определить, какой кабель в розетке или осветительном приборе к чему относится, можно подручными средствами или по цвету. Под понятием «ноль», как правило, подразумевают «рабочий ноль», «фаза» — «фазные провода», а под «заземлением» — «защитный ноль».

Профессиональные электрики могут различать кабели с первого взгляда. А вот для рядового человека различать данные обозначения немного сложно. Тем более что специальные инструменты, позволяющие определить, где фаза и ноль, имеются далеко не у всех.

В реальности способов распознания проводов не так уж и много. А безопасных – еще меньше. Поэтому чаще всего определяют кабели по цвету.

Маркировка кабелей по цвету

Это один из наиболее простых методов. Чтобы определить, что такое фаза и ноль по цвету, необходимо четко знать какие оттенки и чему соответствуют. Можно воспользоваться информацией о принятых в стране стандартах.

Не секрет, что каждый провод имеет индивидуальный цвет. Поэтому распознавание нуля не должно составлять особых проблем. Полученные знания позволят легко справиться с монтажом осветительного прибора или установкой розетки.

Особенно актуален этот способ для новостроек. Ведь там, как правило, провода протягиваются опытными специалистами, которые четко соблюдают нормы и стандарты. Принятый на территории Российской Федерации в 2004 году стандарт IEC 60446 жестко регламентирует разделение фазы, заземления и нуля по цвету.

Стоит учесть, что:

• если провод имеет синий либо сине-белый оттенок, можно смело говорить о том, что это – рабочий ноль
• защитный ноль представлен кабелями в желто-зеленой оболочке
• другие цвета характерны для фазы. Это могут быть красный, коричневый, белый либо черный. Возможны и другие варианты.

Такое обозначение успешно применяется в большинстве случаев. Но если проводка старая, или есть сомнения в профессионализме электриков, целесообразнее пользоваться дополнительными методами.

Самостоятельное определение фазы и ноля при помощи подручных средств

Специалисты рекомендуют для облегчения определения проводов начинать именно с распознавания фазы. Этот способ можно использовать совместно с предыдущим (по цвету).

Индикаторная отвертка непременно найдется в арсенале каждого домашнего мастера. Она необходима как для проведения комплекса работ по электромонтажу, так и при элементарной замене ламп либо установке осветительных приборов.

Метод до смешного прост. При касании жалом индикаторной отвертки провода определенного цвета, находящегося под напряжением, и одномоментного прикосновения контакта на инструменте, должен загореться индикатор. Он сигнализирует о наличии сопротивления. Значит, проверяемый провод является фазным.

Определение при помощи этого метода строится на том, что внутри инструмента располагается лампочка и резистор (сопротивление). Когда электрическая цепь замыкается, загорается сигнал. Именно наличие в индикаторной отвертке сопротивления и позволяет производить процедуру совершенно безопасно для человека, способствуя снижению тока до минимальных значений.

Метод определения фазы и ноля при помощи контрольной лампы

Этот способ подразумевает использование контрольной лампы для определения проводов определенного цвета в трехпроводной сети. Применять данный метод следует с особой осторожностью. 

Применение этого метода подразумевает создание контрольной лампы. Для этого в патрон вкручивается обычная лампочка. В клеммах патрона размещаются провода, на концах которых отсутствует изоляция. При отсутствии возможности создать такую конструкцию допустимо использовать традиционную настольную лампу, оснащенную электрической вилкой. Теперь для определения необходимо поочередно, по цветам присоединять провода.

Стоит отметить, что использование данного метода позволяет определить, присутствует ли среди пары проверяемых проводов фазный. А какой именно из этих двух – фаза, распознать будет непросто. Загорание контрольной лампы означает, что с высокой долей вероятности одни провод – фаза, а другой – ноль.

Отсутствие света говорит о том, что фазный провод среди проверяемых отсутствует. Хотя возможен вариант, что нет именно нуля. Поэтому применение этого метода целесообразно, скорее всего, для определения правильности монтажа и работоспособности проводки.

Определение сопротивления петли фаза-ноль

Для обеспечения нормального функционирования электрических приборов и проверки автоматов необходимо периодически проводить замеры сопротивления петли фаза-ноль. Потому как первоочередными причинами поломок осветительных приборов являются перегрузки сети и короткое замыкание. Измерение сопротивления позволяет в кратчайшие сроки выявить неисправность и предотвратить подобную ситуацию.

Далеко не все знают, что представляет собой понятие «петля фаза-ноль». Под этой фразой скрывается контур, образованный в результате соединения нулевого провода, находящегося в заземленной нейтрали. Замыкание этой электрической сети образует петлю фаза-ноль.

Измеряют сопротивление в этом контуре следующими методами:

• падением уровня напряжения в отключенной цепи
• падением уровня напряжения в результате сопротивления возрастающей нагрузки
• использованием профессионального инструмента, интерпретирующего короткое замыкание в цепи

Второй способ используется чаще всего, так как отличается удобством, возможностью быстро измерить сопротивление, а также безопасностью.

Цветовая маркировка проводов однофазной и трехфазной сети

Электрический ток особо опасен для человека, к тому же он не виден. При монтаже проводки применяют провода разных цветов для безопасной и быстрой работы, буквами и цифрами обозначают сечение провода. Цветовые и символьные обозначения или, иначе говоря, маркировка прописана в стандартах, не стоит ее нарушать, чтобы не подвергать свою и чужую жизни опасности.

Что вы узнаете

Цветовая маркировка изоляции жил

Визуально провода отличаются друг от друга не только цветом и диаметром, но и количеством и видом жил. В зависимости от этой характеристики различают одножильные и многожильные электрические провода. Их многообразие находит свое применение в цепях переменного тока как в производственных трехфазных сетях напряжением 380В, так и в домашней однофазной сети 220В. Силовые цепи постоянного тока используют этот же стандарт электрических проводов.

Однофазная двухпроводная сеть 220В

К такой сети относится устаревший тип проводки, где в качестве жил используются алюминиевые провода в единой белой оплетке, в народе «лапша». Одна жила электрического провода – фазный проводник, вторая жила — нулевой. Однофазная двухпроводная сеть используется для обычных бытовых нужд: простых розеток и выключателей.

О том, как правильно обустроить внутридомовую электросеть, мы рассказывали в этой статье.

Проблема при монтаже одноцветной проводки заключается в затруднительном определении фазного и нулевого проводов. Наличие дополнительного измерительного оборудования поможет справиться с задачей, можно использовать мультиметр или специальную отвертку с индикатором, пробник, тестер, «прозвонку».

Проектирование однофазной двухпроводной сети разрешено ГОСТом для помещений с небольшой нагрузкой на электрическую сеть и невысокими требованиями к безопасности. В таких случаях применяют два одножильных провода или один двухжильный с жилами разных цветов.

В случае использования цельного провода одна жила имеет коричневый цвет, другая синий или голубой. Согласно общепринятой маркировке коричневая жила – это фаза, а синяя — нулевой проводник, строго не рекомендуется этот порядок нарушать. На практике встречаются фазные провода отличных от коричневого цветов: черный, серый, красный, бирюзовый, белый, розовый, оранжевый, но не синий.

Применение двух независимых одножильных проводов также требует маркировки. Можно использовать цветной по всей длине провод, например, синий — для нуля, красный — для фазы. Допустимо маркировать одинаковые по цвету провода изолентой или термоусадочными трубками разных цветов, располагая маркировку с обоих концов каждой жилы.

Применение трубки предполагает не обматывание концов, а надевание ее на провод и воздействие горячим воздухом с целью фиксации термоусадки на проводе. Для домашнего использования можно использовать любые цвета маркировочных материалов, доступные и понятные монтажнику проводки.

Однофазная трёхпроводная сеть 220В и применяемая в ней маркировка

Современные требования к монтажу электрической проводки диктуют наличие третьего провода — заземления. В этом отличие и основное преимущество однофазной трехпроводной сети.

Три электрических проводника выполняют соответствующие функции: фаза, ноль и заземление, защита от травмирования переменным током. Маркировка фазного провода остается коричневой, нулевого – синей или голубой, а провод заземления обязательно применять в оплетке желто-зеленого цвета.

Цветовая маркировка в однофазной трёхпроводной сети 220В

Бытовая техника, соответствующая европейским стандартам безопасности, требует подключения к розеткам, имеющим заземление. Такие розетки имеют специальный контакт, к которому подводится желто-зеленый провод. Использовать этот цвет для маркировки провода фаза и ноль строго не рекомендуется, чтобы избежать возможных неприятных последствий.

Трёхфазная сеть 380В

Трехфазная сеть так же, как и однофазная, может быть с заземлением или без него. В зависимости от этого разделяют трехфазную четырехпроводную электрическую сеть напряжением 380В и трехфазную пятипроводную сеть.

Четырехпроводная сеть состоит из трех фазных проводников и одного нулевого рабочего проводника, защитный проводник заземления здесь отсутствует. В пятипроводной сети кроме трех фазных проводников и одного нулевого есть и проводник заземления.

Цветовые обозначения проводов в трёхфазной сети 380В

Аналогично с двухфазной маркировкой жил, синяя или голубая жила используется для нулевого проводника, желто-зеленая – для проводника заземления. Для фазы А предусмотрен коричневый цвет, для фазы В – черный, фаза С маркируется серым цветом. Возможны исключения из правил для фазных жил, их цветовая маркировка допускает использовать другие цвета, но не синий и желто-зеленый, у которых уже имеется своя функция.

В распределении по группам однофазной нагрузки или подключении трехфазной нагрузки используются четырехжильные и пятижильные провода.

Сеть постоянного тока

Сеть постоянного тока отличается от сети переменного тока тем, что в ней присутствуют два проводника: плюс и минус. Жила плюсового проводника маркируется красным цветом, а жила минусового проводника – синим.

Практика цветового разделения проводов знакома профессионалам и любителям своего дела, активно применяется в электрике, но все же не стоит слепо доверять маркировке. Подстраховка измерительным прибором – обдуманный и взвешенный ход при монтаже электрических сетей, не стоит им пренебрегать.

Цвета наружной изоляции проводника или шины

Если вы электрик, нам полезно ваше мнение о статье. Напишите пожалуйста свой комментарий ниже.

Автор статьи: Сергей Юшков

Задавайте вопросы в комментариях, делитесь своим опытом, так же принимается любая конструктивная критика, готов обсуждать. Не забывайте делиться полученной информацией с друзьями.

Цветовая маркировка электрических проводов. Какого цвета и как обозначаются провода ноля, фазы и земли в электрике

Существует, по сути, не так много всяческих видов проводников и их подключений. В электроэнергетике различают питающие и защитные проводники. Некоторые слышали такие слова как «нулевой» и «фазный» провод. Однако тут и возникают вопросы. Как определить ноль и фазу в реальной сети?

Какие существуют проводники в розетке?

Можно разобраться с вопросом «что такое фаза и ноль», не углубляясь в дебри выяснения строения, преимуществ и негативных моментов в трехфазных или пятифазных цепях. Все разобрать можно фактически на пальцах, раскрыв самую обычную домашнюю розетку, которая поставлена в квартиру или частный дом лет десять — пятнадцать назад. Как видно, эта розетка подключается к двум проводкам. Как определить ноль и фазу?

Как работают провода в розетке и зачем они нужны?

Как видно, есть определенные различия между рабочими и нулевыми. Какое обозначение фазы и нуля? Голубоватая или синяя окраска — это цвет провода фаза, ноль же обозначается любыми другими цветами, за исключением, естественно, голубых цветов. Он может быть желтым, зеленым, черным и в полоску. По ток не идет. Если взяться за него и не касаться рабочего, то ничего не случится — на нем нет разницы потенциалов (в сущности, сеть не идеальна, и небольшое напряжение все-таки может быть, но измеряться оно будет в лучшем случае в милливольтах). А вот с фазным проводником так не пройдет. Прикосновение к нему может повлечь за собой электрический удар, даже со смертельным исходом. Этот провод всегда находится под напряжением, к нему идет ток от генераторов и трансформаторов и станций. Необходимо всегда помнить о том, что касаться рабочего проводника ни в коем случае нельзя, так как напряжение даже в сотню вольт может быть смертельным. А в розетке составляет двести двадцать.

Как определить ноль и фазу в таком случае? В розетке, разработанной с учетом европейских стандартов, находится сразу три проводника. Первый — фазный, который находится под напряжением и окрашен в самые разные цвета (за исключением голубых оттенков). Второй — ноль, который абсолютно безопасен для прикосновения и окрашен в А вот третий провод называют нулевым защитным. Он обычно окрашен в желтые или зеленые цвета. Раположен он в розетках слева, в выключателях — снизу. Фазный провод находится справа и сверху соответственно. Учитывая такие окраски и особенности, легко определить, где фаза, а где ноль, а где защитный нулевой провод. Но для чего он?

Зачем нужен защитный проводник в евророзетках?

Если фазный предназначен для подвода тока к розетке, нулевой — для отведения к источнику, то зачем европейские стандарты регламентируют еще один провод? Если оборудование, которое подключено, работает исправно, и вся проводка находится в работоспособном состоянии, то защитный нулевой не будет принимать участие, он бездействует. Но если вдруг где-то произойдет или же перенапряжение, или замыкание на какие-то части приборов, то ток попадает в места, находящиеся обычно без его влияние, то есть не соединенные ни с фазой, ни с нулем. Человек просто сможет ощутить электрический удар на себе. В самой худшей ситуации можно даже погибнуть от этого, так как сердечная мышца может остановиться. Именно тут и нужен защитный нулевой провод. Он «забирает» ток короткого замыкания и направляет его в землю или к источнику. Такие тонкости зависят от конструкции проводки и характеристик помещения. Поэтому можно спокойно прикасаться к оборудованию — не будет никакого электрического удара. Все дело в том, что ток всегда протекает по пути наименьшего сопротивления. У тела человека величина этого параметра составляет более одного килоОма. У защитного проводника сопротивление не превышает нескольких десятых долей одного Ома.

Определение назначения проводников

Как определить ноль и фазу? Любой человек так или иначе сталкивался с этими понятиями. Особенно, когда необходимо починить розетку или заняться монтажом проводки. Поэтому необходимо точно понимать, где какой проводник. Но как определить ноль и фазу? Необходимо помнить, что все манипуляции подобного рода с электричеством опасны. Поэтому в случае неуверенности в своих действиях лучше обратитесь к специалисту. Если уже и подходить к розетке и проводам в ней, то необходимо для начала полностью обесточить всю квартиру. Как минимум, это может сохранить здоровье и жизнь. Как уже говорилось ранее, обычно обозначение фазы и нуля делают с помощью окраски. При правильной маркировке отличить их не составит никакого труда. Черный (либо коричневый) — цвет провода фаза, ноль обычно имеет голубоватый или синеватый оттенок. Если же установлена розетка европейского стандарта, то третий (защитный нулевой) выполнен зеленым или желтым цветом. Что делать, если проводка одноцветная? Как правило, в таком случае на концах проводов обычно находятся специальные изоляционные трубочки, имеющие необходимую цветовую маркировку. Их называют «кембрики».

Определение проводников с помощью специальной отвертки

Как определить ноль и фазу? Для этого удобнее всего купить специальную индикаторную отвертку. Рукоятка такого прибора изготавливается из полупрозрачного или прозрачного пластика. Внутри встроен диод — светящаяся лампочка. Верхняя часть у такой отвертки металлическая. Как определить ноль и фазу этим методом?

Порядок выполнения работ при измерении с помощью индикаторной отвертки:

• обесточиваем квартиру;
• зачищаем слегка концы проводов;
• разводим их в стороны, для того чтобы случайно не вызвать короткое замыкание путем соприкосновения фазы и нуля;
• включаем рубильник и подаем ток в квартиру;
• берем отвертку за ручку, которая имеет диэлектрическое покрытие;
• кладем палец (большой или указательный) на контакт, который расположен на тыльной части розетки;
• прикасаемся рабочим концом индикатора к одному оголенному проводнику;
• внимательно наблюдаем за реакцией отвертки;
• если диод загорелся, то можно с уверенностью констатировать, что ;
• методом исключения понимаем, что оставшийся проводник — это ноль.

Индикаторная отвертка реагирует на наличие напряжения. Естественно, что в нулевом проводе его нет. Однако имеется существенный недостаток такого метода. С помощью индикаторной отвертки нельзя понять, как определить: фаза, ноль, земля — где что в случае с европейской розеткой.

Метод определения фазы и нуля с помощью вольтметра

Если провода не окрашены в соответствующие цвета, и под рукой нет индикаторной отвертки, то можно пойти другим путем. Нам необходим вольтметр (мультиметр, тестер). Необходимо выставить его на необходимый диапазон — свыше двух сотен вольт переменного тока. Как тестером определить фазу? Берем один проводник, который отходит от прибора (обозначенный V). Прикрепляем его на предварительно обесточенный проводник (любой). Затем подаем ток (включаем рубильник). И просто фиксируем, что показывает дисплей прибора. После всего вышеуказанного снова выключаем питание и перебрасываем зажим тестера уже на другой проводник. Если на дисплее ничего нет, то это означает, что перед нами находится либо ноль, либо заземляющий защитный нулевой провод. Однако можно использовать и другой метод, который отвечает на вопрос: «Как определить ноль и фазу, а также заземление». Для этого снова обесточиваем квартиру, фиксируем зажим V на одном их проводов. Второй также бросаем на любой из трех проводников. Включается напряжение. Если стрелка не двигается, то вы выбрали нулевой и защитный. Соответственно, напряжение снова необходимо выключить и поменять положение клемы V (закинуть ее на другой неиспользуемый ранее проводник). Снова включаем ток и делаем соответствующие замеры. Затем проводим ту же самую операцию, но снова меняем проводник. Теперь необходимо сверить результаты. Если первая цифра оказалась больше, то значит что мы измеряли напряжением между фазным проводником (на котором висела клема V) и нулевым. Соответственно, второй провод будет является защитным заземляющим. Этот метод основан на измерении разности потенциалов.

Экзотические способы определения фазы и нуля в проводке

Существуют и «народные методы», которые не подразумевают наличие каких-либо специальных приспособлений. Использовать их можно разве что в самых крайних случаях, так как они сопряжены с повышенной опасностью для здоровья и жизни. Например, метод картошки. Для этого на предварительно обесточенные проводники надевают свежесрезанный кусок картошки. Необходимо не допустить прикосновение проводов друг к другу, чтобы не было короткого замыкания между ними. Затем буквально на пару секунд подают напряжение и смотрят на картошку. Если один участок возле провода посинел, значит к нему подведена фаза.

Практически каждый, кто имел дело с электрической проводкой, замечал, что провода в изоляции могут иметь различную окраску. Но мало кто знает, что это действие облегчает работы при монтаже электропроводки, и даже существуют специальные правила устройства электроустановок, следуя которым можно существенно снизить риск трагических последствий при работе с электричеством. Так в чем же суть цветовых обозначений и что они обозначают, — ответы на эти вопросы будут приведены ниже.

Основная задача маркировки изоляции проводов

В первую очередь провода обозначают определенными цветами для обеспечения безопасности при проведении работ. В назначении цвета для каждого провода применяются стандарты ПУЭ (правила устройства электроустановок) и международные евростандарты. Каждый электромонтер может без особых усилий отличить, какое напряжение несет (или нет) каждый провод, а также определить, где находится фаза, ноль и заземление.

Конечно, если в пример взять подключение к сети одноклавишного выключателя, определить назначение каждого провода без цветовой маркировки не составит особого труда. Но если рассмотреть подключение распределительного щитка, то здесь уже без специальных обозначений не обойтись. Ведь в случае неправильного соединения токоведущих частей может произойти короткое замыкание, проводка начнет нагреваться (и, как следствие, произойдет возгорание), а в худшем случае произойдет поражение электрическим током человека , проводящего монтаж, или людей, находящихся вблизи.

В современной редакции ПУЭ предлагается вести не только цветовое обозначение, но и буквенное, что значительно облегчает работы в электроустановках.

Понятие фазы и ноля в электрике

Прежде чем приступить к рассмотрению цветовой маркировки , необходимо сначала разобраться с понятиями фазы и ноля в электропроводках.

Буквенные обозначения применяются на схемах в электрике .

Для правильного проведения электромонтажных работ необходимо безукоризненно следовать правилам соединения токоведущих частей, соответственно, все провода цепи должны заметно различаться между собой. Становится резонным вопрос о том, каким цветом обозначаются фаза и ноль в электричестве. Ниже приведены описания каждого случая в отдельности .

Цвета проводов фаза, ноль, земля

Как уже говорилось ранее, расцветка проводов в электрике на заводах-изготовителях проводится согласно ПУЭ.

Обозначение заземляющего провода

Провод заземления обычно обозначают желтым, зеленым и желто-зелеными цветами. Производители могут наносить полосы желто-зеленого цвета — как в продольном, так и в поперечном направлении. Кроме того, рекомендуется наносить буквенную маркировку. Однако нанесенная буквенная маркировка не исключает цветовой маркировки. Обозначение цветом, согласно ПУЭ, является обязательным. На примере распределительного щитка, этот провод подключают к шине заземления, корпусу или металлической дверце.

Нулевой провод

Говоря о нуле, не следует его путать с заземлением. Обозначается синим или бело-голубым цветом. Но в некоторых случаях провод заземления совмещается с нулем. Тогда его окрашивают в зелено-желтый цвет, а на концах обязательно имеется синяя оплетка. Как в однофазной, так и в трехфазной цепи используется всего один нулевой провод. Это происходит вследствие того, что в трехфазной цепи максимальный сдвиг одной фазы может быть равным 120°, что позволяет пользоваться одним нулевым проводом.

Обозначение фазного провода

В зависимости от типа проводки электрическая цепь с переменным током может быть как однофазной, так и иметь три фазы. Рассмотрим оба этих случая отдельно.

• Однофазная проводка

Используется в сетях с напряжением 220 W. Чаще всего фазный провод окрашивается в черный, коричневый или белый цвет, однако можно встретить и другую маркировку провода: коричневый, серый, фиолетовый, розовый, оранжевый или бирюзовый. Также принято буквенно обозначать L. Это необходимо не только на схемах, но и в условиях плохой освещенности или если провода были покрыты пылью.

В связи с тем, что именно фаза представляет наибольшую опасность при проведении работ, именно эти части имеют наиболее яркую окраску для быстрой идентификации и впоследствии проведения более аккуратных действий с ними.

• Трехфазная проводка

Используется в сетях с напряжением 380 W. Ранее все провода и шины в трехфазной сети окрашивались в желтый, зеленый и красный цвета (Ж-З-К), которыми соответственно обозначали фазы A, B, C. Эти обозначения представляли трудности в связи со схожестью желто-зеленой маркировки проводов заземления. Поэтому, согласно ПУЭ, с 1 января 2011 года введены новые нормативы, где фазы имеют обозначение L 1, L 2 и L 3, при этом каждая имеет коричневый, черный и серый цвета (К-Ч-С).

На примере трехжильного провода. Цвета проводов трехжильного кабеля: синий, коричневый и желто-зеленый. Коричневый — это фаза, синий — ноль, а желто-зеленым обозначают заземление.

Это были приведены варианты расцветки в сетях с переменным током.

Расцветка проводов в сетях постоянного напряжения

В сетях с постоянным током применяется иная цветовая и буквенная маркировки проводов и шин. Принципиальным отличием здесь считается отсутствие ноля и фазы в привычном понимании. В этой проводке используется положительный проводник, обозначаемый красным цветом и знаком «+», и отрицательный проводник синего цвета со знаком «-«, а также нулевая шина голубого цвета, которая обозначается латинской буквой M .

Не все люди, проводящие работы по монтажу электрических сетей, следуют установленным правилам маркировки. Поэтому, прежде чем приступать к монтажу, следует сначала проверить наличие тока в проводах при помощи мультиметра или обычной отвертки-индикатора. В дальнейшем обозначить провода необходимым цветом при помощи цветной изоленты или специальных термообжимов. Также есть специальные приборы, позволяющие наносить буквенную маркировку.

Практичность и безопасность монтажа электропроводки во многом достигается за счет цветовой маркировки проводов . Каждая жила покрывается защитной оболочкой определенного цвета. При монтаже в электрощите, распределительных коробках, или при подключении розеток и выключателей такая цветовая систематизация позволяет безошибочно и быстро выполнить все работы.

Для более четкого понимания маркировки, перейдем от общих фраз к более детальному анализу, рассмотрим конкретные примеры и выделим главные правила безопасной работы с электропроводкой.

Первым делом, стоит ознакомится с видами электрических цепей:

• Цепь переменного тока однофазной сети 220 В применяется в домах и квартирах.
• Трехфазная сеть 380 В переменного тока применяется как на производстве, так и в частных домах (при необходимости).
• Сеть постоянного тока находит свое применение в промышленности, транспорте, высоковольтных электрических подстанциях.

В каждом из рассмотренных случаев используется единый стандарт соединения электрических проводов.

Маркировка проводов в однофазной сети 220 В

Рассматривая данный тип сети, можно выделить две вариации. Первая состоит из двух жил, вторая – из трех. Как можно понять, основное отличие между ними – в наличии или отсутствии проводника заземления (PE).

Двухпроводная проводка относится к устаревшему типу и встречается все реже. Такое проектирование разрешено ГОСТом и подходит для помещений с невысокими требованиями к безопасности. Используемая в старых домах двухжильная проводка TN-C имела совмещенную нейтраль и землю (PEN). С учетом современных требований, такая схема считается не безопасной.

Как и какими цветами маркируются жилы в двухпроводной однофазной проводке? Рассмотрим несколько вариантов:

(L)	(N)			Если использовать цельный провод с коричневой и синей жилой, то первая должна идти на фазу, а вторая на нулевой рабочий проводник. Данный порядок не стоит изменять. Единственное исключение — в качестве маркировки фазного проводника можно использовать черный, красный, серый, фиолетовый, розовый, белый, оранжевый, бирюзовый цвет. Для подстраховки, соответствующие жилы с обоих концов рекомендуется пометить бирками с подписью L (фаза) и N (ноль).
(L)		(PEN)		Данная схема в качестве фазного проводника (L) имеет традиционную коричневую жилу. Как и в предыдущем случае, коричневое покрытие может быть заменено на один из допустимых цветов. Трехцветный (желтый, зеленый, синий) проводник (PEN) используется одновременно как нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE). Несмотря на объединение N и PE, фактически, у конечного потребителя заземление отсутствует.

Начиная с седьмой редакции ПУЭ (правила устройства электроустановок), электропроводка в квартире или доме должна осуществляться трехжильным кабелем с медными жилами (трехпроводная схема ).

Рассмотрим, какие проводники входят в трехпроводную схему, и как они маркируются:

Фаза L (от английского Live — живой) — рабочий провод под высоким напряжением.	Основной цвет жилы – коричневый (возможно, коричневая полоса на белом фоне)
	Допустимый цвет жилы: черный, красный, серый, фиолетовый, розовый, белый, оранжевый, бирюзовый цвет.
Нейтраль (рабочий ноль) N (от английского Neutral ) – вспомогательная жила без напряжения, по которой в рабочем состоянии протекает нагрузочный ток.	Основной цвет жилы – синий, голубой (возможно, голубая полоса на белом фоне)
Земля (защитный ноль) PE (от английского Protective Earth -защитная земля) – отдельная ненагруженная жила для заземления. При нормальных условиях по защитному нулю ток не протекает.	Основной цвет жилы – желтые и зеленые полосы (возможно, зеленая полоса на желтом фоне).

Маркировка проводов в трехфазной сети 380 В

Как и в однофазном варианте, трехфазная сеть может быть с заземлением или без него. Исходя из этого, выделяют трехфазную сеть с четырьмя и пятью жилами. Четырех проводная система 380 В включает три фазных (L) и одну жилу рабочего зануления (N). В пяти проводной системе добавляется жила защитного зануления (PE).

Цветовая маркировка жил в трехфазной сети следующая:

• Фаза A (L1) – провод в коричневой оболочке.
• Фаза B (L2) – провод в черной оболочке.
• Фаза C (L3) – провод в серой оболочке.
• Рабочее зануление (N) – провод в синей (голубой) оболочке.
• Защитное зануление (PE) – провод в желто-зеленой оболочке.

Фазные жилы в определенных случаях могут иметь другие цвета. Во избежание путаницы, применение синего и желто-зеленого цвета для их маркировки недопустимо.

Маркировка проводов в сети постоянного тока

Сеть постоянного тока включает в себя только положительную (+) и отрицательную (-) шину. По нормативам провода (шины) с положительным зарядом окрашиваются в красный цвет. Провода (шины) с отрицательным зарядом окрашиваются в синий цвет. Средний проводник, если таковой имеется, имеет голубой цвет.

В случае, когда двухпроводная электрическая сеть постоянного тока выполнена путем ответвления от трехпроводной сети, положительный провод двухпроводной сети маркируется так же, как и положительная жила трехпроводной цепи, с которой он соединен.

Как определить L, N, PE

Если возникают сомнения по поводу цветовой маркировки проводов в конкретной цепи, необходимо обезопасить электромонтажные работы и провести предварительное определением фазы, нейтрали и земли. Следующие приемы помогут безошибочно проверить L , N и PE :

• Самый простой вариант, когда имеется двухпроводная однофазная сеть. В этом случае потребуется лишь индикаторная отвертка. При контакте с фазной жилой лампочка в индикаторе должна загореться. Определив L, в цепи остается лишь провод рабочего зануления, при контакте с которым индикатор в отвертке не светится.
• Более сложная ситуация – когда в кабеле проводки три жилы. Если фазу, как и в предыдущем случае, можно определить с помощью индикаторной отвертки, то для поиска рабочего и защитного зануления потребуется мультиметр (тестер). После того, как фазная жила (L) найдена, на ACV (может обозначаться V~ измерение переменного напряжения) на отметке выше 220 В, фазный щуп красного цвета фиксируется на фазной жиле, а черным щупом определяется ноль и земля. При контакте с рабочим занулением (N) прибор будет отображать напряжение в пределах 220 Вольт. При касании щупом защитного зануления (PE) – показания будут ниже 220 Вольт.

Если приобретенный кабель имеет жилы не соответствующего нормам цвета, или проводка уже проложена и имеет неверную маркировку, нужно провести дополнительную идентификацию.

Дополнительная маркировка проводов

В процессе электромонтажа концы жил помечаются при помощи термоусадочных трубок или цветной изоляционной ленты. Дополнительно, на провод или прикрепленную к проводу бирку можно нанести буквенное обозначение жил:

• L – фаза.
• N – нейтраль (рабочее зануление).
• PE – земля (защитное зануление).

Цветовая маркировка электрических проводов в разных странах

Страна (регион)	Цвет наружной изоляции проводника или жилы
	Фазный проводник L1	Фазный проводник L2	Фазный проводник L3	Рабочее зануление N (нейтраль)	Защитное зануление PE (земля)
США . Общепринятые цвета (120/208/240 В).	черный	красный	синий	серебристый	зеленый
США . Альтернативная цветовая маркировка (277/480 В).	коричневый	оранжевый или фиолетовый	желтый	серый	зеленый
Канада . Обязательные цвета.	красный	черный	синий	белый	зеленый или без изоляции
Канада . Трехфазные установки с изолированной нейтралью.	оранжевый	коричневый	желтый	белый	зеленый
Индия и Пакистан. Великобритания до 31 марта 2004 года. Гонконг до апреля 2009 года. Малайзия, ЮАР и Сингапур до февраля 2011 года.	красный	желтый или белый (ЮАР)	синий	черный	желто-зеленый или зеленый
Европа и все страны, пользующиеся стандартом CENELEC (IEC 60446) с апреля 2004 года. Великобритания с 31 марта 2004 года. Гонконг с июля 2007 года. Сингапур с марта 2009 года.	коричневый	черный	серый	синий	желто-зеленый
Европа . Обозначение шин.	желтый	коричневый	красный
СССР . Обозначение шин.	желтый	зеленый	красный	синий	желто-зеленый, встречается черный
Россия, Украина, Беларусь . Обозначение шин.	желтый	зеленый	красный	голубой	желто-зеленый

Ознакомившись с основой цветовой маркировкой проводов, при проектировании проводки и иных электромонтажных работах не должно возникнуть трудностей. Четко соблюдайте все унифицированные правила. А в случаях малейшего сомнения, обязательно проверяйте кабель при помощи индикаторной отвертки и мультиметра.

Переход на привычное напряжение 220 В проводился еще в годы существования Советского Союза и закончился в конце 70-х, начале 80-х. Электрические сети того времени выполнялись по двухпроводной схеме, а изоляция проводов использовалась однотонная, преимущественно белого цвета. В дальнейшем, появилась бытовая техника повышенной мощности, требующая заземления.

Схема подключения постепенно изменялась на трёхпроводную. ГОСТ 7396.1–89 стандартизировал типы силовых вилок приблизив их европейским. После распада СССР были приняты новые стандарты, основанные на требованиях Международной электротехнической комиссии. В частности, для повышения безопасности при работе в электрических сетях и упрощения монтажа, вводилась цветовая градация проводов.

Нормативная база

Основным документом, описывающим требования к монтажу электросетей, является ГОСТ Р 50462–2009, в основе которого лежит стандарт МЭК 60446:2007. В нем изложены правила, которым должна соответствовать цветовая маркировка проводов. Касаются они производителей кабельной продукции, строительных и эксплуатирующих организаций, деятельность которых связана с монтажом электрических сетей.

Расширенные требования к монтажу содержатся в Правилах устройства электрических установок. В них приведен рекомендуемый порядок подключения, с отсылкой к ГОСТ-Р в пунктах касающихся цветовых градаций.

Необходимость разделения по цвету

Двухпроводная система подразумевает наличие в сети фазы и нуля. Вилка для таких розеток используется плоская. Оборудование устроено таким образом, что правильность подключения роли не играет. Не важно на какой контакт будет подана фаза, аппаратура разберется самостоятельно.

При трехпроводной системе, дополнительно предусмотрено наличие заземляющей жилы. В лучшем случае, неправильное подключение проводов, приведет к постоянному срабатыванию защитного автомата, в худшем — к повреждению оборудования и пожару. Использование цветной градации для жил, позволяет исключить ошибки при монтаже и избавляет от необходимости использования специальных приборов, предназначенных для измерения получаемого напряжения.

Трехпроводная система

Посмотрим на разрез трехжильного провода, который применяется для прокладки бытовых электросетей.

Цвет проводов указывает, где находятся фаза, ноль и земля. Дополнительно, на рисунке приведены типовые буквенные обозначения, применяемые в электрических схемах. Взяв в руки такой чертеж, можно визуально определить правильность выполненного подключения.

Давайте заглянем в ГОСТ и посмотрим, насколько приведенная на рисунке цветовая маркировка проводов соответствует требованиям. Пункт 5.1 общих положений содержит описание двенадцати цветов, которые должны использоваться для маркировки.

Девять цветов выделяется для обозначения фазных проводов, один для нулевого и два для заземления. Стандартом предусматривается выполнение заземляющего провода в комбинированном желто-зеленом исполнении. Разрешается продольное и поперечное нанесение полос, при это преимущественный цвет не должен занимать более 70 % площади оплетки. Отдельное использование желтого или зеленого цвета в защитном покрытии прямо запрещается пунктом 5.2.1.

Указанная схема применяется при однофазном подключении, подходящем для большинства электрических приборов. Запутаться в ней, при правильно маркированном проводе, практически невозможно.

Пятипроводная система

Для трехфазного подключения используются пятижильные провода. Соответственно три провода выделяются под фазы, один под нейтральный или нулевой и один под защитный, заземляющий. Цветовая маркировка, как в любой сети переменного тока применяется аналогичная, в соответствии с требованиями ГОСТ.

В этом случае важным моментом будет правильное подключение фазных проводников. Как видно на рисунке, защитный провод выполнен в желто-зеленой оплетке, а нулевой — в синей. Для фаз использованы разрешенные оттенки.

С помощью пятижильных проводов можно выполнять подключение сети 380 В с правильно выполненным расключением.

Совмещенные провода

В целях удешевления производства и упрощения подключений применяются также провода двух или четырехжильные, в которых защитная жила совмещена с нейтральной. В документации они обозначаются аббревиатурой PEN. Как вы догадались, складывается она из буквенных обозначений нулевого (N) и заземляющего (PE) проводов.

ГОСТом предусмотрена для них специальная цветовая маркировка. По длине они окрашиваются в цвета заземляющей жилы, то есть в желто-зеленый. Концы должны быть в обязательном порядке окрашены в синий цвет, им же дополнительно обозначаются все места соединений.

Поскольку места, в которых выполняется подключение заранее определить невозможно, в этих точках провода PEN выделяют с помощью изолирующей ленты или кембриков синего цвета.

Нестандартные провода и маркировка

Приобретая новый провод, вы разумеется обратите внимание на цветовую маркировку жил и выберете тот вариант, где она нанесена правильно. Что делать в том случае, когда проводка уже выполнена, а цвета проводов не соответствуют требованиям ГОСТа? Выход в этом случае такой же, как и с проводами PEN. Придется выполнить ручную маркировку, после того, как вы определитесь с ролью, выполняемой подходящими к оборудованию жилами. Простым вариантом будет использование цветной изоленты соответствующих оттенков. Как минимум, стоит обозначить защитный и нейтральный провода.

При профессиональном монтаже возможно применение специальных кембриков, представляющих собой полые отрезки изоляционного материала. Делятся они на обычные и термоусадочные. Вторые не требуют подбора по диаметру, но не имеют возможности повторного использования.

Встречаются также специально изготовленные маркеры, с международным буквенно-цифровым обозначением. Их применяют на вводных и распределительных щитах, к примеру, в многоквартирных домах или административных зданиях.

Цифровые метки, совместно с цветом провода, позволяют определить к какому потребителю подается питание.

Дополнительные требования

Поскольку линии, как и разводка, могут выполнятся с применением различной кабельной продукции, существует ряд правил по их взаимному подключению. Подключение трехпроводного кабеля к пятипроводному должно выполняться с соблюдением цветовой маркировки от ведущего к ведомому. Соответственно заземляющий и нейтральный цвета должны совпадать.

Фазное подключение, в данном случае выполняется с использованием объединяющей шины. С одной стороны, к ней присоединяются три жилы, с другой стороны — одна, которая и будет фазой в новом ответвлении.

При монтаже бытовых электросетей, по требованиям безопасности, запрещается использовать проводку с алюминиевыми, а также многопроводными жилами. Должен использоваться только кабель с цельной медной жилой.

Трехпроводная система постоянного тока

В системах постоянного тока, также используется трехпроводная система, но назначение проводов другое. Разделение выполняется на плюсовой, минусовой и защитный. Согласно ГОСТ в таких сетях применяется следующая цветовая маркировка:

• Плюсовой — коричневый;
• Минусовой — серый;
• Нулевой — синий.

Поскольку отдельно провода под системы постоянного тока выпускать нерационально, указанная цветовая градация применяется в основном для окраски токопроводящих шин.

В заключение

Как видите, цвета проводов в электрике не прихоть производителя, а мера, направленная на обеспечение требований безопасности. При соблюдении правил монтажа обслуживать такие сети намного проще, а разобраться в подключении может не только специалист электрик, но и мы с вами.

Видео по теме

Те, кто хоть раз в жизни имели дело с электропроводами, не могли не обращать внимания, что кабели всегда имеют разный цвет изоляции. Придумано это не для красоты и яркой окраски. Именно благодаря цветовой гамме в одежде провода легче распознавать фазы, заземление и нулевой провод. Все они имеют свойственную им окраску, что во много раз делает удобной и безопасной работу с электропроводкой. Самое главное для мастера – это знать, какой провод каким цветом должен обозначаться.

Цветовая маркировка проводов

При работе с электропроводкой максимальную опасность представляют провода, к которым подключена фаза. Соприкосновение с фазой может привести к летальному исходу, поэтому для этих электропроводов выбраны самые яркие, например, красный, предупреждающие цвета.

Кроме того, если провода маркированы разными цветами, то при ремонте той или иной детали можно быстрее определить какие именно из пучка проводов необходимо проверить в первую очередь, и которые из них наиболее опасны.

Чаще всего для фазных проводов используется следующая расцветка:

• Красные;
• Черный;
• Коричневый;
• Оранжевые;
• Сиреневые,
• Розовые;
• Фиолетовые;
• Белый;
• Серые.

Именно в эти цвета могут быть окрашены фазные провода. Вы сможете проще разобраться с ними, если исключите нулевой провод и землю. Для удобства, на схеме изображение фазного провода принято обозначать латинской литерой L. При наличии не одной фазы, а нескольких, к букве должно быть добавлено численное обозначение, которое выглядит так: L1, L2 и L3, для трехфазных в 380 В сетях. В некоторых исполнениях первая фаза (масса), может быть обозначена буквой A, вторая – B, а уже третья – C.

Какого цвета провод заземления

В соответствии с современными стандартами, проводник заземления должен иметь желто-зеленый цвет. С виду он похож на желтую изоляцию, на которой имеются две продольные ярко-зеленые полосы. Но встречается иногда и окраска из поперечных зелено-желтых полос.

Иногда, в кабеле могут иметься только ярко-зеленые или желтые проводники. В данном случае «земля» будет обозначаться именно таким цветом. Соответствующими цветами она же будет отображаться и на схемах. Чаще всего инженеры рисуют из ярко зелеными, но иногда можно заметить и желтые проводники. Обозначают на схемах или приборах «землю» латинскими (на английском) буквами PE. Соответственно этому маркируются и контакты, куда «земляной» провод нужно подключать.

Иногда специалисты называют заземляющий провод «нулевым и защитным», но не стоит путать. Если вы увидите такое обозначение, то знайте, что это именно земляной провод, а защитным его называют потому, что он что снижает риск удара током.

Ноль или нейтральный провод имеет следующий цвет маркировки:

• Синий;
• Голубой;
• Синий с белой полоской.

Никакие цвета в электрике для маркировки нулевого провода не используются. Таким вы его найдете в любом, будь то трехжильном, пятижильном, а может и с еще большим количеством проводников. Синим и его оттенками обычно рисуют «ноль» на различных схемах. Профессионалы называют его рабочим нулем, потому, что (чего нельзя сказать о заземлении), участвует в электропроводке с питанием. Некоторые, при прочтении схемы называют его минус, в то время как фазу все считают «плюс».

Как проверить подключение проводов по цветам

Цвета проводов в электричестве придуманы для того, чтобы ускорить идентификацию проводников. Однако, полагаться лишь только на цвет опасною, ведь какой-либо новичок, или безответственный работник из ЖЗК-а, мог подключить их неправильно. В связи с этим, перед тем, как приступить к работам, необходимо удостовериться правильности их маркировки или подключения.

Для того, чтобы выполнить проверку проводов на полярность, берем индикаторную отвертку или мультиметр. Стоит заметить, что с отверткой на много проще работать: когда вы прикасаетесь к фазе загорается вмонтированный в корпус светодиод.

Если кабель двухжильный, тогда проблем практически нет- вы исключили фазу, значит второй проводник, который остался, это ноль. Однако часто встречаются и трехжильные провода. Здесь уже для определения вам понадобиться тестер, или мультиметр. При их помощи так же не сложно определить, какой проводов фазный (плюсовой), а какой – нулевой.

Делается это следующим образом:

• На приборе выставляется переключатель таким образом, чтобы выбрать шакалу более 220 В.
• Затем нужно взять в руки два щупа, и держа их за пластиковые ручки, очень аккуратно дотрагиваемся стержнем одного из щупов к найденному проводу-фазе, а второй прислоняем к предполагаемому нулю.
• После этого на экране должно будет высветиться 220 В, или то напряжение, которое есть по факту в сети. Сегодня оно может быть ниже.

Если на дисплее появилось значение 220 В или что-то в этом пределе, то другой провод – это ноль, а оставшийся – предположительно «земля». В случае, если значение, появившееся на дисплее меньше, стоит продолжить проверку. Одним щупом опять прикасаемся к фазе, другим к предполагаемому заземлению. Если показания прибора будут ниже, чем в случае с первым измерением, то перед вами «земля». По стандартам она должна быть зеленого или желтого цвета. Если вдруг показания получились выше, это означает, что где-то напутали, и перед вами «нулевой» провод. Выходом из этой ситуации будет либо искать, где именно подключили провода неправильно, или оставив все как есть, запомнив, что провода перепутаны.

Обозначения проводов в электрических схемах: особенности подключения

Начиная любые электромонтажные работы на линиях, где уже проложена сеть, необходимо убедиться в правильности подключения проводов. Делается это с помощью специальных тестирующих приборов.

Необходимо запомнить, что при проверке соединения «фаза-ноль» показания индикаторного мультиметра всегда будут выше, чем в случае прозвонки пары «фаза-земля».

Провода в электрических цепях по нормам имеют цветную маркировку. Данный факт позволяет электрику в короткий промежуток времени найти ноль, заземление и фазу. В случае, если эти провода подсоединить неправильно между собой, то возникнет короткое замыкание. Иногда такая оплошность приводит к тому, что человек получает удар электрическим током. Поэтому, нельзя пренебрегать правилам (ПУЭ) подключения, и необходимо знать, что специальная цветовая маркировка проводов предназначена для обеспечения безопасности при работе с электропроводкой. Кроме того, данное систематизирование значительно сокращает время работы электрика, так, как он имеет возможность быстро найти нужные ему контакты.

Особенности работы с электропроводами разного цвета:

• Если вам нужно установить новую, или заменить старую розетку, то определять фазу вовсе необязательно. Вилке вовсе неважно, с какой стороны вы ее подключите.
• В случае, когда вы подключаете выключатель от люстры, то нужно знать, что нему необходимо подавать конкретно фазу, а к лампочкам только ноль.
• Если цвет контактов и фазы и нуля совершенно одинаковый, то значение проводников определяется с помощью индикаторной отвертки, где рукоятка изготовлена из прозрачного пластика с диодом внутри.
• Перед тем, как определить проводник, электрическую цепь в доме или другом помещение нужно обесточить, а проводки на концах зачистить и развести в стороны. Если этого не сделать, то они могут нечаянно соприкоснуться и получится короткое замыкание.

Использование цветной маркировки в электрике намного облегчило жизнь людей. Кроме того, благодаря цветовым обозначениям, на высокий уровень поднялась безопасность при работе с проводами, которые находятся под напряжением.

Обозначения и цвета проводов в электрике (видео)

Рейтинг 4.50 (1 Голос)

Рекомендуем также

Электрика и цвета проводов в электрических схемах

 

Сегодня трудно представить себе электропроводку без применения цветной изоляции. И это не маркетинговые «фишки» производителей, стремящихся преподнести свой товар в красках, и немодные новшества, к которым стремятся потребители. На самом деле — это простая и практическая необходимость, которая определена строгими госстандартами на соответствие правильной маркировки. Для чего это нужно.

Оглавление:

Цвета проводов в электрических соединениях
Маркировка по цветам
Цветовая маркировка проводов и шин переменного трёхфазного тока
Маркировка проводов по цветам. Цвета проводов в электрике (шины постоянного тока)
Маркировка проводов по цветам. Цветовая палитра защитного нулевого и рабочего контакта
Однофазная электрическая цепь. Расцветка фазных проводов
Какого цвета провод заземления. Маркировка проводов по цветам (фаза — ноль — земля)
Маркировка проводов по цветам. Обозначение нуля и нейтрали
Маркировка проводов по цветам. Цветовое обозначение фазы
Буквенно-цифровое обозначение проводов по цвету

Как выглядит заземление?

Согласно ПУЭ, изоляция «земли» должна быть окрашена в желто-зеленый оттенок. Обращаем Ваше внимание на то, что производителем также применяется нанесение на земельный провод желто-зеленых полос в поперечном и продольном направлении. В некоторых случаях оболочка может быть чисто желтого либо чисто зеленого цвета. На электрической схеме заземление принято обозначать латинскими литерами «PE». Очень часто «землю» называют нулевой защитой, не стоит ее путать с нулем рабочим (ноль)!

Внешний вид

Графическое изображение на схеме

Какого цвета нулевой провод

Ноль или нейтраль имеет синий или голубой цвет, иногда — синий с белой полосой. Другие цвета в электрике для обозначения нуля не используются. Таким он будет в любом кабеле: трехжильном, пятижильном или с большим количеством проводников.

Какого цвета нулевой провод? Синий или голубой

Синим цветом обычно рисуют «ноль» на схемах, а подписывают латинской буквой N. Специалисты называют его рабочим нулем, так как он, в отличие от заземления, участвует в образовании цепи электропитания. При прочтении схемы его часто определяют как «минус», в то время как фаза считается «плюсом».

3

Отдельный цвет для нулевого провода и разнообразие расцветки фазного

Как свидетельствует ПУЭ, для нейтрального провода, который ещё часто называют нулем, выделено единственное цветовое обозначение. Таким цветом является синий, причем он может быть яркого или темного исполнения и даже голубым – всё зависит от компании-изготовителя. Даже на цветных схемах этот провод всегда прорисовывается синим цветом. В распредщитке нейтраль подсоединяют к нулевой шине, которая соединена со счетчиком напрямую, а не с использованием автомата.

Цвета проводов фазы, согласно ГОСТ

Согласно ГОСТу, цвета проводов фазы могут иметь любой окрас за исключением синего, желтого и зеленого, поскольку эти цвета относятся к нулю и заземлению. Такой подход помогает отличить фазный провод от остальных, поскольку он является наиболее опасным при работе. По нему проходит ток, поэтому крайне важно обеспечить правильное обозначение, чтобы работать было безопасно. Чаще всего фазные жилы в трёхжильном кабеле обозначаются черным или красным цветом. ПУЭ не запрещает использовать другие расцветки за исключением цветов, предназначенных для нуля и земли, поэтому иногда можно встретить фазную жилу в следующих оболочках:

коричневой;серой;фиолетовой;розовой;белой;оранжевой;бирюзовой.

Обозначение фазы (L)

Сеть переменного тока включает в себя провода, находящиеся под напряжением. Правильное их название – «фазные». Это слово имеет английские корни, и переводится как «линия» или «активный провод». Фазные жилы несут особенную опасность для здоровья человека и имущества. Для безопасной эксплуатации их покрывают надежной изоляцией.

Использование оголенных проводов под напряжением чревато следующими последствиями:

1. Поражение током людей. Это могут быть ожоги, травмы и даже смерть.
2. Возникновение пожаров.
3. Порча оборудования.

При обозначении проводов в электрике фазные жилы маркируются буквой «L». Это сокращение английского термина «Line», или «линия» (другое название фазных проводов).

Есть и другие версии происхождения этой маркировки. Некоторые специалисты считают, что прообразом стали слова «Lead» (подводящая жила) и Live (указание на напряжение). Подобная маркировка используется также для указания на зажимы и клеммы, на которые должны коммутироваться линейные провода. К примеру, в трехфазных сетях каждая из линий маркируется еще и соответствующей цифрой (L1, L2 и L3).

Действующие отечественные нормативы, регулирующие обозначение фазы и нуля в электрике (ГОСТ Р 50462-2009), предписывают помещать линейные жилы в коричневую или черную изоляцию. Хотя на практике фазные провода могут быть белыми, розовыми, серыми и т.п. В таком случае все зависит от производителя и изолирующего материала.

Каких цветов бывают провода в кабеле: фаза, ноль, земля

В большинстве современных кабелей проводники имеют изоляцию разных цветов. Цвета эти имеют определенное значение и выбираются не просто так. Что такое цветовая маркировка проводов и как с ее помощью определить где ноль и заземление, а где — фаза, и будем говорить дальше.

Зачем это надо

В электрике принято различать провода по цветам. Это намного облегчает и ускоряет работу: вы видите набор проводов разных цветов и, по цвету, можете предположить какой для чего предназначен.  Но, если разводка не заводская и делали ее не вы, перед началом работ обязательно надо проверить соответствуют ли цвета предполагаемому назначению.

Цвета проводов имеют определенное значение

Для этого берут мультиметр или тестер, проверяют на каждом проводнике наличие напряжения, его величину и полярность (это при проверке сети электропитания) или просто прозванивают куда и откуда идут провода и не меняется ли «в пути» цвет. Так что знание цветовой маркировки проводов — один из необходимых навыков домашнего мастера.

Цветовая маркировка провода заземления

По последним правилам проводка в доме или квартире должна иметь заземление. Последние годы вся бытовая и строительная техника выпускается с заземляющим проводом. Причем заводская гарантия сохраняется только при условии подачи электропитания с работающим заземлением.

Чтобы не путаться для провода заземления принято использовать желто-зеленую окраску. Жесткий одножильный провод имеет зеленый основной цвет с желтой полосой, а мягкий многожильный — основное поле желтого цвета с зеленой продольной полосой. Изредка могут встречаться экземпляры с горизонтальными полосками или просто зеленые, но это — нестандарт.

Цвет провода заземления — одножильного и многожильного

Иногда в кабеле есть только ярко-зеленый или желтый провод. В таком случае именно их используют как «земляной». На схемах «земля» обычно рисуется зеленым цветом. На аппаратуре соответствующие контакты подписываются латинскими буквами PE или в русскоязычном варианте пишут «земля». К надписям часто добавляется графическое изображение (на рисунке ниже).

В некоторых случаях на схемах шина «земля» и подключение к ней обозначается зеленым цветом

Цвет нейтрали

Еще один проводник, который выделяют определенным цветом — нейтраль или «ноль». Для него выделен синий цвет (ярко-синий или темно-синий, изредка — голубой). На цветных схемах эта цепь также прорисовывается синим, подписывается латинской буквой N. Так же подписываются контакты, к которым необходимо подключить нейтраль.

Цвет нейтрали — синий или голубой

В кабелях с гибкими многожильными проводами, как правило, используется более светлые оттенки, а одножильные жесткие проводники имеют оболочку более темных, насыщенных тонов.

Окраска фазы

С фазными проводниками несколько сложнее. Их окрашивают в разные цвета. Исключены уже используемые — зеленый, желтый и синий — а все остальные могут присутствовать. При работе с этими проводами надо быть особенно аккуратными и внимательными, ведь именно на них присутствует напряжение.

Цветовая маркировка проводов: какого цвета фаза — возможные варианты

Итак, наиболее часто встречающаяся цветовая маркировка проводов фазы — красный, белый и черный. Еще могут быть коричневый, бирюзовый оранжевый, розовый, фиолетовый, серый.

На схемах и клеммах фазные провода подписываются латинской буквой L, в многофазных сетях рядом стоит номер фазы (L1, L2, L3). П кабелях с несколькими фазами они имеют разную окраску. Так проще при разводке.

 

 

Как определить правильно ли подключены провода

При попытке установить дополнительную розетку, подключить люстру, бытовую технику, требуется знать, какой именно провод является фазным, какой нулевым, а какой — заземляющим. При неправильном подключении техника выходит из строя, а неосторожное прикосновение к токоведущим проводам может окончиться печально.

Надо убедиться что цвета проводов — земля, фаза, ноль — совпадают с их разводкой

Проще всего ориентироваться по цветовой маркировке проводов. Но не всегда все просто. Во-первых, в старых домах проводка обычно однотонная — торчат два-три провода белого или черного цвета. В этом случае надо разбираться конкретно, после чего навешивать бирки или оставлять цветные метки. Во-вторых, даже если в кабеле проводники окрашены в разные цвета, и вы визуально можете найти нейтраль и землю, правильность своих предположений надо проверить. Случается, что при монтаже цвета перепутаны. Потому сначала перепроверяем правильность предположений, потом начинаем работы.

Для проверки понадобятся специальные инструменты или измерительные приборы:

индикаторная отвертка;
мультиметр или тестер.

Найти фазный провод можно при помощи индикаторной отвертки, для определения нуля и нейтрали нужен будет тестер или мультиметр.

Проверка с индикатором

Индикаторные отвертки бывают нескольких видов. Есть модели, на которых светодиод зажигается при прикосновении металлической частью к токоведущим частям. В других моделях для проверки требуется дополнительно нажать кнопку. В любом случае при наличии напряжения зажигается светодиод.

С индикаторной отверткой работать просто

При помощи индикаторной отвертки можно найти фазы. Металлической частью прикасаемся к оголенному проводнику (при необходимости наживаем на кнопку) и смотрим, горит ли светодиод. Горит — это фаза. Не горит — нейтраль или земля.

Работаем аккуратно, одной рукой. Второй к стенам или металлическим предметам (трубам, например) не прикасаемся. Если провода в проверяемом кабеле длинные и гибкие, можно придержать их второй рукой за изоляцию (держитесь подальше от оголенных концов).

Проверка с мультиметром или тестером

На приборе выставляем шкалу, которая немного больше предполагаемого напряжения в сети, подключаем щупы. Если позваниваем бытовую однофазную сеть 220В, ставим переключатель в положение 250 В. Одним щупом прикасаемся к оголенной части фазного провода, вторым — к предполагаемой нейтрали (синего цвета). Если при этом стрелка на приборе отклоняется (запоминаем ее положение)  или на индикаторе загорается цифра, близкая к 220 В. Проделываем ту же операцию со вторым проводником — который по цвету определили как «землю». Если все верно, показания прибора должны быть ниже — меньше чем те, которые были перед этим.

Тестер дает однозначный ответ

В случае, если цветовая маркировка проводов отсутствует, придется перебирать все пары, определяя назначение проводников по показаниям. Пользуемся тем же правилом: при прозвонке пары «фаза-земля» показания ниже, чем при прозвонке пары «фаза-ноль».

Источник: elektroznatok.ru

Это интересно: Как сделать опалубку для фундамента своими руками — разбираемся обстоятельно

Каким цветом обозначается фаза и ноль

В однофазных линиях без заземляющего проводника, фазный проводник помечают красным цветом, нулевой — синим. Так же часто встречается сочетание фазный – белого цвета, нулевой провод – голубого цвета. Худшее сочетание цвета проводов, фаза, ноль, земля встречающееся в окрашивании проводников – белый, красный, черный.

Если брать стандарты идентификации, фазный провод должен быть красный, черный – заземляющий проводник, белый – ноль. Но из практики лучше ноль сделать красным, а фазу — белой. Визуально нулевые проводники будут лучше видны. Существует опасность смешивания фазных и нулевых проводников, выполненных разными материалами! Лучше маркировать концы проводников изоляционной лентой стандартных цветов.

Цвета проводов в электрических соединениях

Маркировка по цветам

Всё многообразие расцветок и определённые цвета, выбранные из этой палитры — сведены к одному (единому) стандарту (ПУЭ). Таким образом, жилы проводов идентифицируются по цвету или буквенным и цифровым обозначениям. Принятие единого стандарта по цветовой идентификации электропроводов сильно облегчило работу, связанную с их коммутацией. Каждая жила имеет определённое назначение и обозначается соответственным тоном (синим, жёлтым, зелёным, серым и т. д.).

Маркировка проводов по цветам делается по всей их длине. Дополнительно осуществляют идентификацию в точках соединений и на концах жил. Для этого используют цветную изоленту или термоусадочные трубки (кембрики) соответственных тонов.

Давайте рассмотрим, как выполняется электропроводка и цветовая маркировка проводов для трёхфазных, однофазных и сетей постоянного тока.

Новичкам, и не только, пригодится статья о применении УЗО в электрике.

Цветовая маркировка проводов и шин переменного трёхфазного тока

Окраска шин и высоковольтных вводов трансформаторов в трёхфазных сетях делается следующим образом:

шины с фазой «А» окрашивают жёлтой палитрой;
шины с фазой «В» — зелёным тоном;
шины с фазой «С» — красным тоном.

Маркировка проводов по цветам. Цвета проводов в электрике (шины постоянного тока)

В народном хозяйстве часто используют цепи постоянного тока. Они находят своё применение в определённых областях:

Промышленность и строительство (элетрические краны, погрузочная техника, электротележки и прочее).
Электрофицированный транспорт (троллейбусы, трамваи, электровозы, карьерные самосвалы и даже теплоходы).
Электрические подстанции (питание автоматических устройств и оперативных цепей защиты).

В сетях постоянного тока нет фазного и нулевого контакта. Для таких сетей используют только два контакта разных полярностей — плюс и минус. Для их отличия соответственно применяют два цвета. Положительный заряд окрашивается в красный, а отрицательный в синий. Голубым цветом обозначают средний контакт, который маркируется литерой «М».

«Старожилам» электромонтажа наверняка знакомы старые методы проводки и цветовой маркировки электропроводов. Основными цветами электрического кабеля были — белый и чёрный. Но это время ушло в далёкое прошлое. Каждый цвет теперь, а их явно не два, имеет своё назначение и доминирующий профиль.

Контактные цвета в электрике указывают назначение и принадлежность проводников к определённой группе, что облегчает их коммутацию. Вероятность ошибки в процессе монтажа, которая может привести к короткому замыканию во время пробного подключения или поражение током во время ремонта значительно снижается.

Маркировка проводов по цветам. Цветовая палитра защитного нулевого и рабочего контакта

Нулевой рабочий контакт обозначается голубым тоном и литерой N. Маркировкой PE обозначают нулевой защитный контакт, который окрашивают в жёлто-зелёные полосы. Комбинация таких тонов применяется при маркировке защемляющих проводников.

Проводник синего цвета по всей длине с жёлто-зелёными полосками в местах соединения говорит о совмещённом нулевом рабочем и нулевым защитном соединении (PEN). Однако ГОСТ допускает и взаимообратную противоположность этой окраски:

Рабочий нулевой контакт обозначается литерой N и имеет голубую окраску.
Защитный нулевой (PE) с жёлто-зелёным цветом.
Совмещённый (PEN) определяют по жёлто-зелёному цвету и голубой метке на концах.

Однофазная электрическая цепь. Расцветка фазных проводов

Согласно стандартам ПУЭ фазные контакты обычно обозначаются чёрным, красным, фиолетовым, белым, оранжевым или бирюзовым тоном.

Однофазные электрические цепи создаются путём ответвления трёхфазной электросети. При этом цвет фазного контакта однофазной цепи должен соответствовать цвету фазного провода трёхфазного соединения. При этом цветовая маркировка фазных контактов не должна совпадать с N — PE — PEN расцветкой. На немаркированных кабелях цветные метки ставятся в месте соединения. Для их обозначения используют цветную изоленту или термоусадочную трубку (кембрик).

Какого цвета провод заземления. Маркировка проводов по цветам (фаза — ноль — земля)

При монтаже сетей освещения и подвода электропитания на розетки используют кабель с тремя проводами (трёхжильный кабель). Использование стандартной цветовой системы (цвет проводов фаза-ноль-земля) существенно уменьшает время ремонта. Многожильная проводка в стандартной разноцветной изоляции намного упрощает прокладку электрических цепей и монтажные работы по проводке сетей переменного тока с его заземлением. Особенно это актуально при разводке и ремонте электросистемы, которая делается разными мастерами, но под общим руководством ГОСТа. Иначе каждому мастеру пришлось бы лишний раз перепроверять работу своего предшественника.

«Земля» обычно обозначается жёлто-зелёным цветом и маркировкой PE. Иногда встречается зелено-жёлтый окрас и маркировка «P Е N». В этом случае присутствует синяя оплётка на концах электропровода в местах крепления и заземление совмещается с нейтралью.

Распределительный щиток подключается к шине заземления и к металлической дверки щитка. Распределительная коробка обычно подключается к заземлённым проводам светильников или контактам заземления розеток.

Маркировка проводов по цветам. Обозначение нуля и нейтрали

«Ноль» обозначается синим цветом. В распределительном щитке его подключают к нулевой шине и обозначается литерой N. К шине также подключаются все провода синей окраски. Она подсоединяется к выводу с помощью счётчика или напрямую, без установки автоматического устройства.

Провода коробки распределения (исключение составляет провод с выключателя) обозначаются синей нейтральной палитрой. При соединении они не принимают участия в коммутационном процессе. «Нулевые» провода синего цвета подключаются к розеткам и контакту N, который обозначен на обратной стороне розетки.

Маркировка проводов по цветам. Цветовое обозначение фазы

Провод фазы обычно обозначается красным или чёрным цветом. Хотя его расцветка может быть не столь однозначна. Он также может быть коричневым, но синим, зелёным и жёлтым — никогда. В автоматических щитках «фаза», идущая от нагрузки потребителя, стыкуется с нижним контактом счётчика. Коммутация фазового провода осуществляется в выключателях. При этом замыкание контакта происходит во время выключения и происходит подача напряжения к потребителям. Чёрный провод фазной розетки подключается к контакту, который обозначают буквой L.

Буквенно-цифровое обозначение проводов по цвету

Алюминий обозначается литерой «А», как составляющая сердечника. Если эта буква отсутствует в обозначении — значит, сердечник медный.
Многожильный кабель с сердечником из алюминия и дополнительной алюминиевой оплёткой обозначается литерами «АА».
Обозначение «АС» применяется в случаях дополнительной свинцовой оплётки.
Если кабель влагозащищенный с дополнительной оплёткой из двухслойной стали, то его обозначают буквой «Б».
Кабеля, которые не поддерживают горение обозначаются «Бн».
Имеющие поливинилхлоридную оболочку буквой «В».
Кабеля, не имеющие защитной оболочки маркируются буквой «Г».
Контрольный кабель, который обматывается проволокой под верхним слоем обозначается буквой «К».
Резиновая оболочка и оболочка из негорящей резины обозначаются буквами «Р» и «НР» — соответственно.

Знание элементарных цветовых маркировок проводов и их назначение поможет любому электрику-любителю в монтаже домашней электропроводки (с заземлением). При желании вы легко сможете сделать его по нужным стандартам с соблюдением всех технических нормативов.

Как выглядит нейтраль?

В трехфазной и однофазной электросети цвет нуля должен быть синим либо голубым. На электрической схеме «0» принято обозначать латинской литерой «N». Ноль принято также называть нейтральным либо нулевым рабочим контактом!

Стандартный окрас

Указание нейтрали на электросхеме

Цвет провода заземления

По современным стандартам, проводник заземления имеет желто-зеленый цвет. Выглядит это обычно как желтая изоляция с одной или двумя продольными ярко-зелеными полосами. Но встречаются также окраска из поперечных желто-зеленых полос.

Такого цвета могут быть заземление

В некоторых случаях, в кабеле могут быть только желтые или ярко-зеленые проводники. В таком случае «земля» имеет именно такой цвет. Такими же цветами она отображается на схемах — чаще ярко-зеленым, но может быть и желтым. Подписывается на схемах или на аппаратуре «земля» латинскими (английскими) буквами PE. Так же маркируются и контакты, к которым «земляной» провод надо подключать.

Иногда профессионалы называют заземляющий провод «нулевой защитный», но не путайте. Это именно земляной, а защитный он потому, что снижает риск поражения током.

2

Цветовое обозначение провода заземления

Согласно нормам использования электрического оборудования, все оно должно подключатся к сети, в которой имеется провод заземления. Именно при таком раскладе на технику будет распространяться гарантия производителя. Согласно ПУЭ защита заключается в желто-зеленую оболочку, причем цветовые полосы должны быть строго вертикальными. При другом расположении такая продукция считается нестандартной. Часто можно встретить в кабеле жилы с оболочкой ярко-желтого или зеленого окраса. В таком случае именно их используют в качестве заземления.

Интересно! Жесткий одножильный провод заземления окрашен в зеленый цвет с тонкой желтой полосой, а вот в мягком многожильном, наоборот, в качестве основного используется желтый, а дополнительным выступает зеленый.

В некоторых странах допускается монтаж жилы заземления без оболочки, а вот если вам повстречался кабель зелено-желтого цвета с синей оплеткой и обозначением PEN, то перед вами заземление, совмещенное с нейтралью. Следует знать, что земля никогда не подключается к устройствам защитного отключения, расположенным в распределительном щитке. Провод заземления подключают к шине заземления, к корпусу либо металлической дверке распредщитка.

На схемах можно увидеть различное обозначение заземления, поэтому чтобы избежать путаницы рекомендуем вам использовать нижеприведенную памятку:

Цветовая маркировка изоляции проводов

Обозначение проводов в электрике по буквам

Электрические коммуникации в бытовой и промышленной сфере организовываются посредством изолированных кабелей, внутри которых находятся проводящие жилы. Они отличаются друг от друга цветом изоляции и маркировкой. Обозначение l и n в электрике дает возможность на порядок ускорить реализацию монтажных и ремонтных мероприятий.

Нанесение данной маркировки регулирует специальный ГОСТ Р 50462: это относится к тем электроустановкам, где используется напряжение до 1000 В.

Как правило, они комплектуются глухозаземленной нейтралью. Зачастую электрическое оборудование данного типа имеют жилые, административные и хозяйственные объекты. Во время монтажа электрических сетей в зданиях этого типа необходимо хорошо разбираться в цветовых и буквенных указаниях.

Цветовая маркировка проводов

Тот кто хоть раз имел дело с проводами и электрикой обратил внимание, что проводники всегда имеют различный цвет изоляции. Сделано это не просто так. Цвета проводов в электрике призваны сделать проще распознавание фазы, нулевого провода и заземления. Все они имеют определенную окраску и при работе легко различаются. О том, каков цвет проводов фаза, ноль, земля и пойдет речь дальше.

Как окрашиваются провода фазы

При работе с проводкой наибольшую опасность представляют фазные провода. Прикосновение к фазе, при определенных обстоятельствах, может стать летальным, потому, наверное, для них выбраны яркие цвета. Вообще, цвета проводов в электрике позволяют быстрее определить которые из пучка проводов наиболее опасны и работать с ними очень аккуратно.

Расцветка фазных проводов

Чаще всего фазные проводники бывают красного или черного цвета, но встречается и другая окраска: коричневый, сиреневый, оранжевый, розовый, фиолетовый, белый, серый. Вот во все эти цвета может быть окрашены фазы. С ними проще будет разобраться, если исключить нулевой провод и землю.

На схемах фазные провода обозначаются латинской (английской) буквой L. При наличии нескольких фаз, к букве добавляют численное обозначение: L1, L2, L3 для трехфазной сети 380 В. В другой версии первая фаза обозначается буквой A, вторая —  B, третья — C.

Цвет провода заземления

По современным стандартам, проводник заземления имеет желто-зеленый цвет. Выглядит это обычно как желтая изоляция с одной или двумя продольными ярко-зелеными полосами. Но встречаются также окраска из поперечных желто-зеленых полос.

Такого цвета могут быть заземление

В некоторых случаях, в кабеле могут быть только желтые или ярко-зеленые проводники. В таком случае «земля» имеет именно такой цвет. Такими же цветами она отображается на схемах — чаще ярко-зеленым, но может быть и желтым. Подписывается на схемах или на аппаратуре «земля» латинскими (английскими) буквами PE. Так же маркируются и контакты, к которым «земляной» провод надо подключать.

Иногда профессионалы называют заземляющий провод «нулевой защитный», но не путайте. Это именно земляной, а защитный он потому, что снижает риск поражения током.

Какого цвета нулевой провод

Ноль или нейтраль имеет синий или голубой цвет, иногда — синий с белой полосой. Другие цвета в электрике для обозначения нуля не используются. Таким он будет в любом кабеле: трехжильном, пятижильном или с большим количеством проводников.

Какого цвета нулевой провод? Синий или голубой

Синим цветом обычно рисуют «ноль» на схемах, а подписывают латинской буквой N. Специалисты называют его рабочим нулем, так как он, в отличие от заземления, участвует в образовании цепи электропитания. При прочтении схемы его часто определяют как «минус», в то время как фаза считается «плюсом».

Как проверить правильность маркировки и расключения

Цвета проводов в электрике призваны ускорить идентификацию проводников, но полагаться только на цвета опасно — их могли подключить неправильно. Потому, перед началом работ, стоит удостовериться в том, правильно ли вы определили их принадлежность.

Берем мультиметр и/или индикаторную отвертку. С отверткой работать просто: при прикосновении к фазе загорается светодиод, вмонтированный в корпус. Так что определить фазные проводники будет легко. Если кабель двухжильный, проблем нет — второй проводник это ноль. Но если провод трехжильный, понадобиться мультиметр или тестер —  с их помощью определим какой из оставшихся двух фазный, какой — нулевой.

Определение фазного провода при помощи индикаторной отвертки

На приборе переключатель выставляем так, чтобы выбранной была шакала более 220 В. Затем берем два щупа, держим их за пластиковые ручки, аккуратно дотрагиваемся металлическим стержнем одного щупа к найденному фазному проводу, вторым — к предполагаемому нулю. На экране должно высветиться 220 В или текущее напряжение. По факту оно может быть значительно ниже — это наши реалии.

Если высветилось 220 В или чуть больше — это ноль, а другой провод — предположительно «земля». Если значение меньше, продолжаем проверку. Одним щупом снова прикасаемся к фазе, вторым — к предполагаемому заземлению. Если показания прибора ниже чем при первом измерении, перед вами «земля» и она должна быть зеленого цвета. Если показания оказались выше, значит где-то напутали при и перед вами «ноль». В такой ситуации есть два варианта: искать где именно неправильно подключили провода (предпочтительнее) или просто двигаться дальше, запомнив или отметив существующее положение.

Итак, запомните, что при прозвонке пары «фаза-ноль» показания мультиметра всегда выше, чем при прозвонке пары «фаза-земля».

И, в завершение, позвольте совет: при прокладке проводки и соединении проводов соединяйте всегда проводники одного цвета, не путайте их. Это может привести к плачевным результатам — в лучшем случае к выходу аппаратуры из строя, но могут быть травмы и пожары.

Источник: stroychik.ru

Это интересно: Как открутить кран буксу из смесителя если она прикипела?

Цвета проводов в электрике

Даже ГОСТ не носит обязательный характер. Проводники могут быть окрашены в черный, синий, зеленый, желтый, коричневый, красный, оранжевый, фиолетовый, серый, белый, розовый, бирюзовый цвета. Четко даны запреты на использование желтого и зеленого цвета.

Кабель не может содержать в себе жилу, маркированную двойным цветом, в сочетании желтого или зеленого с каким, либо еще кроме, как только один желто-зеленый проводник.

Чтобы избежать путаницы лучше на концы проводника надевать термоусадочные трубки классических цветов. Достаточно 10-ти сантиметровой трубки нужного цвета. Мнение в данной статье субъективно и содержит лишь рекомендательный характер исходя из расчета, что все остальные правила устройства электроустановок будут соблюдаться.

Видео о маркировке проводов и кабельных линий

Источники:

• https://instrument.guru/elektrichestvo/tsveta-provodov-v-elektricheskih-shemah.html
• https://samelectrik.ru/cvetovaya-markirovka-provodov.html
• https://stroychik.ru/elektrika/cvetovaya-markirovka-provodov
• http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/provodka/oboznachenie-fazy-i-nulya.html
• https://electricvdome.ru/montaj-electroprivodki/oboznachenie-fazy-i-nulya-v-elektrike.html
• https://derevyannie-doma.com/poleznoe/cveta-provodov-v-elektrike-chto-znachat-ih-bukvennye-markirovki-i-kak-ih-mozhno-otlichit.html
• https://glav-dacha.ru/markirovka-provodov-po-cvetu/

 

Маркировка проводов (N, PE, L). Правильная проводка фазы нулевого заземления

В большинстве современных кабелей жилы имеют изоляцию разных цветов. Эти цвета имеют определенное значение и выбраны неспроста. Какая цветная маркировка проводов и как по ней определять, где ноль и земля, а где — фаза, и поговорим дальше.

В электрике принято различать провода по цветам. Это значительно облегчает и ускоряет работу: вы видите набор проводов разного цвета и по цвету можете угадать, какой из них для чего предназначен.Но, если разводка не заводская и вы ее не делали, перед началом работ обязательно нужно проверить, соответствуют ли цвета намеченному назначению.

Для этого возьмите мультиметр или тестер, проверьте напряжение на каждом проводе, его величину и полярность (это при проверке электросети) или просто прозвоните, куда и откуда идут провода и не меняется ли цвет. » по пути. Так что знание цветовой маркировки проводов — одно из необходимых навыков домашнего мастера.

Цветовая маркировка заземляющего провода

По последним правилам проводка в доме или квартире должна быть заземлена. В последнее время вся бытовая и строительная техника выпускается с заземляющим проводом. Причем заводская гарантия сохраняется только при наличии блока питания с рабочим заземлением.

Чтобы не запутаться за провод заземления, принято использовать желто-зеленый цвет. Жесткий одножильный провод имеет зеленый основной цвет с желтой полосой, а мягкий многожильный провод — это основное желтое поле с зеленой продольной полосой.Изредка могут встречаться экземпляры с горизонтальными полосами или просто зелеными, но это нестандартно.

Цвет заземляющего провода — одножильный и многожильный

Иногда в кабеле бывает только ярко-зеленый или желтый провод. В этом случае они используются как «земляные». На схемах «земля» обычно нарисована зеленым цветом. На аппаратуре соответствующие контакты подписаны латинскими буквами PE или в русском варианте написано «земля». К надписям часто добавляют графическое изображение (на рисунке ниже).

В некоторых случаях на схемах заземляющая шина и подключение к ней обозначены зеленым цветом

Нейтральный цвет

Другой проводник, выделенный определенным цветом, является нейтральным или нулевым. Для него выделяется синий цвет (ярко-синий или темно-синий, иногда синий). На цветовых схемах эта схема также нарисована синим цветом, подписана латинской буквой N. Контакты, к которым должна быть подключена нейтраль, также подписаны.

Нейтральный цвет — синий или синий

В кабелях с гибкими многопроволочными жилами, как правило, используются более светлые оттенки, а одножильные жесткие жилы имеют оболочку более темных насыщенных тонов.

Цветная фаза

С фазными проводниками несколько сложнее. Они раскрашены в разные цвета. Исключены уже используемые — зеленый, желтый и синий — и все остальные могут присутствовать. При работе с этими проводами нужно быть особенно внимательными, ведь на них присутствует напряжение.

Цветовая маркировка проводов: какого цвета фаза — возможные варианты

Итак, наиболее распространенная цветовая кодировка фазных проводов — красный, белый и черный.Также могут быть коричневые, бирюзово-оранжевые, розовые, пурпурные, серые.

На схемах и клеммах фазные провода подписаны латинской буквой L, в многофазных сетях рядом номер фазы (L1, L2, L3). Кабели C с несколькими фазами имеют разные цвета. Это проще при электромонтаже.

Как определить правильность подключения проводов

При попытке установить дополнительную розетку, подключить люстру, бытовую технику нужно знать, какой именно провод фазный, какой нулевой, а какой — заземляющий.Если оборудование подключено неправильно, оно выйдет из строя, а неосторожное прикосновение к проводам под напряжением может закончиться печально.

Вам необходимо убедиться, что цвета проводов — земля, фаза, ноль — соответствуют их разводке

Самый простой способ ориентироваться — это цветовая маркировка проводов. Но не всегда все просто. Во-первых, в старых домах проводка обычно однотонная — торчат два-три провода белого или черного цвета. В этом случае нужно специально понимать, после чего вешать метки или оставлять цветные метки.Во-вторых, даже если жилы в кабеле окрашены в разные цвета, и вы можете визуально найти нейтраль и землю, правильность ваших предположений необходимо проверить. Бывает, что при установке путают цвета. Поэтому сначала проверяем правильность предположений, затем приступаем к работе.

Для поверки потребуются специальные инструменты или измерительные приборы:

• отвертка индикаторная;
• мультиметр или тестер.

Найти фазный провод можно с помощью индикаторной отвертки, для определения нуля и нейтрали понадобится тестер или мультиметр.

Чек с индикатором

Отвертки с индикатором бывают нескольких видов. Есть модели, на которых светодиод загорается при соприкосновении металлической части с токоведущими частями. В других моделях для проверки необходимо дополнительно нажать кнопку. В любом случае при наличии напряжения светодиод загорается.

С помощью индикаторной отвертки можно найти фазы. Металлической частью касаемся оголенного проводника (при необходимости нажимаем кнопку) и смотрим, горит ли светодиод. Горит — это фаза.Off — нейтраль или земля.

Работаем аккуратно одной рукой. Второй не касается стен или металлических предметов (например, труб). Если провода в тестируемом кабеле длинные и гибкие, вы можете удерживать их другой рукой для изоляции (держитесь подальше от оголенных концов).

Тест мультиметром или тестером

На приборе выставляем шкалу, которая чуть больше расчетного напряжения в сети, подключаем щупы. Если мы называем бытовую однофазную сеть 220В, установите переключатель в положение 250 В.Одним щупом прикоснитесь к оголенной части фазного провода, а вторым — к предполагаемой нейтрали (синий цвет). Если при этом стрелка на устройстве отклоняется (мы запоминаем ее положение) или на индикаторе загорается цифра, близкая к 220 В, мы выполняем ту же операцию со вторым проводником, который обозначается цветом как «земля» ». Если все правильно, показания прибора должны быть ниже — меньше тех, что были до него.

Если нет цветовой маркировки проводов, придется перебрать все пары, определяя назначение жил по показаниям.Мы используем то же правило: когда звенит пара фаза-земля, показания ниже, чем когда звонит пара фаза-ноль.

Библия электрика ПУЭ (Правила устройства электроустановок) гласит: проводка по всей длине должна обеспечивать возможность легко распознавать изоляцию по ее цвету.

В домашней электросети, как правило, прокладывается трехжильный провод, каждая жила имеет уникальный цвет.

• Рабочий ноль (N) синий, иногда красный.
• Нулевой защитный провод (РЕ) — желто-зеленый.
• Фаза (L) — может быть белая, черная, коричневая.

В некоторых европейских странах существуют неизменные стандарты фазовой проводки. Питание розеток — коричневое, освещения — красное.

Цвет проводки ускоряет проводку

Цветная изоляция жил значительно ускоряет работу электрика. Раньше проводники были либо белого, либо черного цвета, что в целом доставляло электрику-электрику немало хлопот.При отключении необходимо было подать питание на проводники, чтобы с помощью регулятора определить, где была фаза, а где ноль. Цвет спас эти мучения, все стало предельно ясно.

Единственное, что не стоит забывать при обилии проводников, так это отмечать табличкой их назначения в распределительном щите, так как их может быть от нескольких групп до нескольких десятков линий питания.

Окраска фаз на подстанциях

Цвета домашней электропроводки не совпадают с цветами электрических подстанций.Три фазы A, B, C. Фаза A желтая, фаза B зеленая, фаза C красная. Они могут присутствовать в пятижильных жилах вместе с нулевым проводом — синим и защитным проводом (землей) — желто-зеленым.

Правила соблюдения цветов электропроводки при монтаже

От распределительной коробки до переключателя прокладывается трехжильный или двухпроводной провод, в зависимости от того, установлен ли одноклавишный или двухклавишный выключатель; обрывается фаза, а не нейтральный провод. Если есть белый провод, он будет питать.Главное, соблюдать последовательность и последовательность в раскраске с другими электриками, чтобы не получилось, как в басне Крылова: «Лебедь, рак и щука».

На розетках защитный провод (желто-зеленый) чаще всего зажимается посередине устройства. Соблюдаем полярность , ноль рабочий — слева, фаза — справа.

Напоследок хочу отметить , есть сюрпризы от производителей , например, один проводник желто-зеленый, а два других могут оказаться черными.Возможно, производитель решил при отсутствии одного цвета использовать то, что есть. Ведь не прекращайте производство! Сбои и ошибки случаются везде. Если вы столкнетесь с тем, где именно фаза, а где ноль, вы решите, вам нужно только запустить с элементом управления.

Электрические кабели, произведенные в период СССР, имели в основном черную или белую изоляцию, что создавало трудности и неудобства при электромонтажных работах, так как не всегда можно было быстро определить назначение провода.Теперь на полках есть кабели разных цветов. Это разнообразие преследует очень конкретную цель. Цветовая маркировка каждого типа проводов (ноль, минус, плюс, заземление и различные фазы) в первую очередь предназначена для обеспечения большей безопасности электромонтажных работ, а также для более простого и быстрого поиска и подключения контактов.

Во избежание неточностей в цветовой гамме, в зависимости от того, какой производитель изготовил данную продукцию, она строго регламентирована ПУЭ (Правилами электромонтажа) и государственными стандартами.До 2009 года применялся ГОСТ Р 50462-92; в замене ГОСТ Р 50462-2009 внесены изменения в цвета проводов в трехфазных сетях, окраска плюса, минуса и нуля в сетях постоянного тока, коричневый рекомендован как основной цвет для фазы в однофазной сети одобрено использование комбинации желтого и зеленого цветов для заземления.
Различные типы кабелей:

• Черный
• Коричневый
• Красный
• Оранжевый
• Желтый
• Зеленый
• Синий
• фиолетовый
• Серый
• Белый
• Розовый
• бирюза

Кабель маркируется желаемым цветом на концах (то есть в зоне подключения), а также по всей длине в виде однотонной изоляции или отдельных этикеток.

Окрашивающие кабели разных типов

Трехфазная сеть

В трехфазной сети трансформаторных подстанций переменного тока по ГОСТ 1992 г. фаза А имеет желтый цвет провода, Б — зеленый провод, С — красный. Согласно новому ГОСТу предпочтительно использовать коричневый для фазы A, черный для фазы B и серый для фазы C. В обычных бытовых кабелях для фазы A используется белый цвет, для фазы B — черный, для C также красный.
Заземляющий провод обычно окрашивается в виде желто-зеленых полос в продольном или поперечном направлении.Причем каждый цвет не может занимать менее 30% и более 70% поверхности. Реже маркировка заземляющего кабеля может быть только желтой или только зеленой. Если такой кабель проложен открытым способом, то допустимо использование черного цвета, так как он улучшает защиту от коррозии. Также черный цвет везде использовался в обозначении заземляющего провода до внесения изменений в нормативную документацию в 2009 году.
Zero имеет синюю или синюю изоляцию провода.

Однофазные сети

В этом типе сети переменного тока изоляция фаз чаще всего бывает коричневой, серой или черной, но также допустимы красный, фиолетовый, розовый, белый и бирюзовый цвета.Причем в однофазной сети, питаемой от однофазного источника энергии, обычно используются провода с коричневой изоляцией. Если однофазный сердечник выполняется как ответвление трехфазной электрической цепи, то он маркируется цветом, которым обозначена фаза трехфазной цепи.
Заземляющие провода, как и в предыдущем случае, отмечены сочетанием желтого и зеленого цветов.
PEN-проводники, у которых по всей длине соединены защитный ноль и рабочий ноль, окрашены в синий цвет, а на концах нанесена желто-зеленая маркировка.В то же время ГОСТ допускает и другой вариант — желто-зеленые линии по всей длине провода и синие метки на концах.

Сети постоянного тока

Если система с сетью постоянного тока была введена в эксплуатацию до 2009 года, то ноль должен быть голубым, плюс должен быть красным, а отрицательный полюс должен быть темно-синим. Согласно новому ГОСТу, коричневый цвет должен использоваться для плюса, серый — для минуса, а синий — для нуля.

Правила маркировки

Маркировка производится на концах проводов., т.е. в местах их взаимосвязи или с различным оборудованием.
Цвета, разрешенные для маркировки, можно комбинировать, но по возможности избегайте путаницы. Итак, желтый и зеленый можно использовать только в сочетании друг с другом и только для заземления, а не, например, плюс / минус.
Если провода в системе изначально промаркированы неправильно или вообще не промаркированы, то это можно исправить:

• Путем нанесения буквенной, символьной или цветной маркировки несмываемыми маркерами (удобно, если провод белый или хотя бы светлый)
• Наклейка на полиуретановые бирки с надписями.
• Использование термоусадочной трубки или изоляционной ленты желаемого цвета

Естественно, сначала необходимо определить, какой провод — плюс, какой — минус и т. Д. назначение каждого провода (в бытовой электросети это можно сделать с помощью индикаторной отвертки или мультиметра).
Не всегда удается создать цветовую схему электрической схемы в бумажном варианте. Затем в черно-белых копиях буквенные обозначения используются для однозначной идентификации цвета каждого типа провода.Их полный перечень приведен в ГОСТ Р 50462-2009. Для маркировки кабелей, которые включают в себя несколько проводов разного типа в буквенном обозначении, разные цвета разделяются знаком плюс.

Заключение

Цветовая маркировка проводов в зависимости от назначения каждого из них позволяет сделать электромонтажные работы более удобными, снижает вероятность ошибок и аварийных ситуаций. Поэтому необходимо соблюдать даже индивидуальную систему электроснабжения квартиры или дома, не говоря уже о более крупных промышленных, торговых, общественных и других объектах.

Сегодня сложно представить электромонтаж без использования цветной изоляции. И это не маркетинговые «фишки» производителей, стремящихся представить свой товар в цветах, и немодные новинки, к которым стремятся потребители. По сути, это простая и практичная необходимость, которая определяется жесткими государственными стандартами на соответствие правильной маркировке. Для чего это.

Цвета проводов в электрических соединениях

Цветовая маркировка

Все разнообразие цветов и отдельные цвета, выбранные из этой палитры, сведены к одному (единому) стандарту (PUE).Таким образом, жилы проводов идентифицируются цветовыми или буквенно-цифровыми обозначениями. Принятие единого стандарта цветовой идентификации электрических проводов значительно облегчило работу, связанную с их переключением. Каждая жила имеет определенное назначение и обозначается соответствующим тоном (синим, желтым, зеленым, серым и т. Д.).

Маркировка проводов цветом производится по всей их длине. Дополнительно идентификация проводится в точках подключения и на концах жил.Для этого используйте цветной скотч или термоусадочные трубки (батист) соответствующих тонов.

Давайте разберемся, как выполняется разводка и цветовая маркировка проводов для трехфазных, однофазных и сетей постоянного тока.

Провода и шины трехфазного переменного тока

Окраска покрышек и высоковольтных вводов трансформаторов в трехфазных сетях производится по следующей схеме:

• шины с фазой «А» окрашены желтой палитрой;
• шины с фазой «В» — зеленые;
Шины
• с фазой «С» — красного цвета.

Маркировка проводов по цвету. Цвета проводов в электрике (шина постоянного тока)

В народном хозяйстве часто используются цепи постоянного тока. Находят свое применение в определенных сферах:

В сетях постоянного тока нет фазного и нулевого контакта. Для таких сетей используются всего два контакта разной полярности — плюс и минус. Для их различения используются соответственно два цвета. Положительный заряд становится красным, а отрицательный — синим. Синим цветом обозначен средний контакт, обозначенный буквой «М».

«Старожилы» электромонтажа наверняка знакомы со старыми методами разводки и цветовой маркировкой электрических проводов. Основными цветами электрического кабеля были белый и черный. Но это время ушло в далекое прошлое. У каждого цвета сейчас, а их явно не два, есть свое предназначение и доминирующий профиль.

Цвета контактов у электрика обозначают назначение и принадлежность проводников к определенной группе, что облегчает их переключение. Существенно снижается вероятность ошибок при установке, которые могут привести к короткому замыканию при тестовом подключении или поражению электрическим током при ремонте.

Маркировка проводов по цвету. Цветовая палитра защитного нуля и рабочего контакта

Нулевой рабочий контакт обозначается синим тоном и буквой N. Маркировка PE обозначает нулевой защитный контакт, который окрашен желто-зелеными полосами. Комбинация этих тонов используется для маркировки защемленных проводов.

Синий провод по всей длине с желто-зелеными полосами в точках соединения указывает на комбинированное нулевое рабочее и нулевое защитное соединение (PEN).Однако ГОСТ допускает и обратную противоположность этого цвета:

.

1. Рабочий нулевой контакт обозначен буквой N и имеет синий цвет.
2. Защитный ноль (PE) желто-зеленого цвета.
3. Комбинированный (PEN) обозначается желто-зеленым цветом и синей меткой на концах.

Однофазная электрическая цепь. Цвет фазового провода

По нормам ПУЭ контакты фаз обычно обозначаются черным, красным, пурпурным, белым, оранжевым или бирюзовым цветом.

Однофазные электрические цепи создаются путем разветвления трехфазной электрической сети. При этом цвет фазового контакта однофазной цепи должен совпадать с цветом фазного провода трехфазного подключения. В этом случае цветовая маркировка фазовых контактов не должна совпадать с цветом N — PE — PEN. На немаркированных кабелях в местах соединения ставятся цветные метки. Для их обозначения используйте цветной скотч или термоусадочную трубку (батист).

Какого цвета заземляющий провод.Маркировка провода по цвету (фаза — ноль — земля)

При прокладке осветительных сетей и подаче питания на розетки применяется трехжильный кабель (трехжильный кабель). Использование стандартной цветовой системы (цвет провода фаза-ноль-земля) значительно сокращает время ремонта. Многожильная разводка в стандартной разноцветной изоляции значительно упрощает прокладку электрических цепей и монтажные работы по разводке сетей переменного тока с ее заземлением. Особенно это актуально при электромонтаже и ремонте электросистемы, который делают разные мастера, но под общим руководством ГОСТ.В противном случае каждому мастеру пришлось бы перепроверить работу своего предшественника.

«Земля» обычно обозначается желто-зеленым цветом и маркировкой PE. Иногда встречается зелено-желтый цвет и маркировка «P E N». В этом случае на концах электрического провода в точках крепления имеется синяя оплетка и заземление совмещено с нейтралью.

Распределительный щит подключается к шине заземления и к металлической дверце панели. Распределительную коробку обычно подключают к заземленным проводам светильников или заземляющим контактам розеток.

Маркировка проводов по цвету. Нулевой и нейтральный

«Ноль» отображается синим цветом. В распределительном щите он подключен к нулевой шине и обозначен буквой N. Все синие провода также подключены к шине. Подключается к выходу с помощью счетчика или напрямую, без установки автоматического устройства.

Провода распределительной коробки (исключение — провод от выключателя) обозначены синей нейтральной палитрой. При подключении они не участвуют в процессе переключения.Синие «нулевые» провода подключаются к розеткам и контакту N, который указан на обратной стороне розетки.

Маркировка проводов по цвету. Цветовое обозначение фаз

Фазный провод обычно обозначается красным или черным цветом. Хотя его цвет может быть не таким четким. Он тоже может быть коричневым, но синим, зеленым и желтым — никогда. В автоматических панелях «фаза», идущая от нагрузки потребителя, подключается к нижнему контакту счетчика. Коммутация фазных проводов осуществляется в автоматических выключателях.В этом случае при отключении контакт замыкается и на потребителей подается напряжение. Черный провод фазной розетки подключается к контакту, который обозначается буквой L.

Буквенно-цифровое обозначение проводов цветом

Знание элементарной цветовой маркировки проводов и их назначения поможет любому электрику-любителю в установке домашней электропроводки (с заземлением). При желании вы легко сможете сделать это по желаемым стандартам с соблюдением всех технических стандартов.

Те, кто хоть раз в жизни имел дело с электрическими проводами, не могли игнорировать тот факт, что кабели всегда имеют разный цвет изоляции. Он был придуман не для красоты и яркого колорита. Именно благодаря цветовой гамме в одежде провода легче распознать фазы, заземление и нулевой провод. Все они имеют свою расцветку, что позволяет многократно работать с электропроводкой удобно и безопасно. Самое главное для мастера — знать, какой провод каким цветом следует обозначать.

Цветовая маркировка провода

При работе с электропроводкой наибольшую опасность представляют провода, к которым подключена фаза. Контакт с фазой может быть фатальным, поэтому для этих электрических проводов выбраны самые яркие, например, красный, предупредительный цвета.

Кроме того, если провода размечены разными цветами, то при ремонте той или иной детали можно быстро определить, какой из жгутов проводов нужно проверить в первую очередь, а какие из них наиболее опасны.

Чаще всего для фазных проводов используется следующая расцветка:

• Красные;
• Черный;
• коричневый;
• Оранжевый
• Сирень
• Pink;
• фиолетовый
• Белый;
• Серый.

Именно в эти цвета можно красить фазные провода. С ними легче справиться, если исключить нейтральный провод и землю. Для удобства на схеме изображение фазного провода обычно обозначают латинской буквой L.Если фаз не одна, а несколько, к букве нужно добавить числовое обозначение, которое выглядит так: L1, L2 и L3, для трехфазных сетей 380 В. В некоторых версиях первая фаза (масса) может обозначаться буквой A, вторая — буквой B, а третья — буквой C.

Какого цвета провод массы

В соответствии с современными стандартами заземляющий провод должен иметь желто-зеленый цвет. По внешнему виду он похож на желтый утеплитель, на котором есть две продольные ярко-зеленые полосы.Но иногда бывает окраска от поперечных зелено-желтых полос.

Иногда кабель может иметь только ярко-зеленые или желтые жилы. В этом случае этим цветом будет обозначена «земля». С соответствующими цветами он также будет отображаться на диаграммах. Чаще всего инженеры чертят из ярко-зеленого, но иногда можно заметить и желтые проводники. На схемах или устройствах обозначьте «землю» латинскими (английскими) буквами PE. Соответственно маркируются контакты, куда необходимо подключить «заземляющий» провод.

Иногда специалисты называют заземляющий провод «нулевым и защитным», но не путайте. Если вы видите такое обозначение, знайте, что это заземляющий провод, и они называют его защитным, потому что он снижает риск поражения электрическим током.

Нулевой или нейтральный провод имеет следующую цветовую маркировку:

• Синий;
• Синий;
• Синий с белой полосой.

Никакие цвета в электрике не используются для маркировки нейтрального провода. Так что вы найдете его в любом, будь то трехжильный, пятижильный или, может быть, с еще большим количеством проводников.Синий и его оттенки обычно раскрашиваются «под ноль» в различных узорах. Профессионалы называют его рабочим нулем, потому что (чего нельзя сказать о заземлении) он задействован в разводке с питанием. Некоторые, читая схему, называют ее минусом, а все считают фазу «плюсом».

Как проверить подключение проводов по цвету

Цвета проводов в электричестве предназначены для ускорения идентификации проводников. Однако рассчитывать только на опасный цвет, ведь новичок или безответственный работник из ЖК-а мог их неправильно подключить.В связи с этим перед началом работ необходимо убедиться, что они правильно промаркированы или подключены.

Для того, чтобы проверить провода на полярность, берем индикаторную отвертку или мультиметр. Стоит отметить, что отверткой работать намного проще: при прикосновении к фазе загорается светодиод, установленный в корпусе.

Если кабель двухжильный, то проблем практически нет — вы исключили фазу, значит второй провод, который остался, нулевой.Однако часто встречаются трехжильные провода. Здесь для определения вам понадобится тестер, либо мультиметр. С их помощью также несложно определить, какие провода фазные (плюс), а какие нулевая.

Это делается следующим образом:

• На приборе установлен переключатель таким образом, чтобы выбрать шакала более 220 В.
• Затем нужно взять два щупа, и, удерживая их за пластиковые ручки, очень осторожно прикоснуться стержнем одного из щупов к найденному фазному проводу, а второй прислонить к предполагаемому нулю.
• После этого на экране должно отображаться 220 В, или то напряжение, которое реально есть в сети. Сегодня она может быть ниже.

Если на дисплее отображается значение 220 В или что-то в этом пределе, то другой провод равен нулю, а оставшийся провод предположительно является «землей». Если значение, отображаемое на дисплее, меньше, стоит продолжить проверку. Одним щупом снова касаемся фазы, другим — якобы заземления. Если показания прибора ниже, чем при первом замере, значит, у вас «земля».По стандартам он должен быть зеленым или желтым. Если вдруг показания оказались выше, значит, вы где-то напортачили, и перед вами «нулевой» провод. Выход из этой ситуации — либо искать, где именно неправильно были подключены провода, либо оставить все как есть, помня, что провода перепутаны.

Обозначения проводов в электрических цепях: особенности подключения

Приступая к любым электромонтажным работам на линиях, где уже проложена сеть, необходимо убедиться, что провода подключены правильно.Это делается с помощью специальных испытательных устройств.

Необходимо помнить, что при проверке соединения фаза-ноль показания индикаторного мультиметра всегда будут выше, чем в случае пары фаза-земля.

Провода в электрических цепях имеют цветовую маркировку по стандартам. Этот факт позволяет электрику за короткий промежуток времени найти ноль, землю и фазу. Если эти провода подключены неправильно, произойдет короткое замыкание. Иногда такая ошибка приводит к тому, что человек получает поражение электрическим током.Поэтому нельзя пренебрегать правилами (ПУЭ) подключения, и необходимо знать, что специальная цветовая маркировка проводов призвана обеспечить безопасность при работе с электропроводкой. К тому же такая систематизация значительно сокращает время работы электрика, так как он умеет быстро находить нужные ему контакты.

Особенности работы с электропроводами разного цвета:

• Если нужно установить новую, либо заменить старую розетку, то определять фазу не нужно.Для вилки не имеет значения, с какой стороны вы ее вставляете.
• В случае, когда вы подключаете выключатель от люстры, нужно знать, что на него нужно подавать определенную фазу, а на лампочки только ноль.
• Если цвет контактов и фаза и ноль точно совпадают, то номинал проводов определяется с помощью индикаторной отвертки, где ручка сделана из прозрачного пластика с диодом внутри.
• Перед тем, как определять проводник, электрическая цепь в доме или другом помещении должна быть обесточена, а проводка на концах должна быть зачищена и проложена в стороны.Если этого не сделать, то они могут случайно прикоснуться, что приведет к короткому замыканию.

Использование цветной маркировки в электротехнике значительно облегчило жизнь людей. Кроме того, благодаря цветовой кодировке безопасность повысилась до высокого уровня при работе с проводами, находящимися под напряжением.

Обозначения и цвета проводов в электрике (видео)

Те, кто работает с электропроводкой, будь то квалифицированные мастера или начинающие электрики, должны быть осторожны в процессе установки электрического провода и знать, какой провод указан.При разводке и подключении контактов всегда подключайте жилы согласно цветовой кодировке согласно новым правилам, и в целях вашей безопасности и уважения к тем, кто будет с ними работать в будущем, не путайте их. Помните, что ваш надзор может привести к пагубным последствиям.

Для правильного соединения проводов используется их цветовая маркировка, что позволяет быстро обнаружить нужный проводник в жгуте. Но не все знают, что такое фаза и ноль в электрике, поэтому часто путают цвета, что усложняет дальнейший ремонт электропроводки.В этой статье мы разберем принципы цветовой маркировки проводов и расскажем, как правильно разделить фазу, землю и ноль.

Провода должны подключаться друг к другу только в строгом соответствии. Если перепутать, произойдет короткое замыкание, которое может привести к отказу оборудования или кабеля, а в некоторых случаях даже к возгоранию.

Стандартные цвета проводов

Маркировка позволяет правильно подключить провода, быстро найти нужные контакты и безопасно работать с кабелями любого типа и формы.Маркировка EMP является стандартной , поэтому, зная принципы подключения, вы можете работать в любой стране мира.

Обратите внимание, что старые кабели, произведенные в СССР, имели один цвет жилы (обычно черный, синий или белый). Чтобы найти нужный контакт, приходилось звонить или подавать фазу на каждый провод по очереди, что приводило к неоправданной трате времени и частым ошибкам (многие помнят недавно построенные хрущевки, в которых при нажатии дверного звонка на входная дверь, в ванной свет включился, а при нажатии выключателя в спальне не было напряжения в розетке в коридоре).

Различные значительно упростили процесс создания проводки и через несколько лет стали стандартом в России, ЕС, США и других странах мира.

Земля, ноль и фаза

Всего существует три типа проводов: заземляющий, нулевой и фазный. Цвет наносится на весь провод, поэтому, даже если вы разрежете кабель посередине, вы все равно сможете понять, где находится контакт. Заземление обозначается следующим образом:

1. Желто-зеленый цвет (в подавляющем большинстве случаев).
2. Зеленый или желтый.

На схеме подключения заземление обозначено аббревиатурой PE.

Примечание: на чертежах и на сленге электриков заземление часто называют нулевой защитой. Не путайте его с нулем, иначе произойдет замыкание.

Ноль в кабеле обозначается сине-белым или просто синим цветом, обозначение в схеме — буква N. Иногда его называют нейтральным или нулевым контактом, поэтому будьте осторожны и не путайте эти понятия.

Теперь посмотрим, он используется чаще всего. Вам будет непросто, так как вариантов может быть масса. Советуем пойти обратным путем — сначала найдите желто-зеленую массу, затем синий ноль, а оставшиеся в кабеле провода будут фазой. Их необходимо соединять по цветам, чтобы не было путаницы. Чаще всего в трехжильных системах они отмечены коричневым цветом, но могут быть и другие варианты:

• черный;
• красный;
• серый;
• белый;
• розовый.

На схематических изображениях фаза отображается буквой L. Вы можете определить ее с помощью тестовой отвертки или мультиметра. При соединении проводов используйте специальные зажимы или припаяйте их со смещением относительно друг друга , чтобы предотвратить короткое замыкание или окисление контактов с последующей потерей напряжения.

Классические цвета кабеля

Разница между нулем и землей

Некоторые начинающие электрики не знают и зачем это вообще нужно.Разберем этот вопрос подробнее. Электрический ток проходит через ноль и фазу, поэтому прикоснуться к ним невозможно. Земля же служит для отвода напряжения, если оно пробивается внутрь корпуса устройства. Это своего рода защита, которая в последнее время стала обязательной — некоторые устройства не работают, если они не заземлены.

Внимание: не игнорируйте требования к заземлению — накопленное статическое электричество или поломка могут вывести устройство из строя или поразить вас.

Если вы не уверены, какой из проводов заземлен, а какой равен нулю, воспользуйтесь следующими советами. Они помогут определиться без обозначения цвета провода:

1. Измерьте сопротивление провода — оно будет меньше 4 Ом (убедитесь, что на нем нет напряжения, чтобы мультиметр не обгорел).
2. Найдите фазу, с помощью вольтметра измерьте напряжение между предполагаемым нулем и землей. На земле значение будет выше нуля.
3. Если измерить мультиметром напряжение между землей и заземленным устройством (например, аккумулятором в многоэтажном доме), то вольтметр не определит напряжение.Если вы измеряете напряжение между нулем и землей, отображается определенное значение.

Все это верно только для трехжильных кабелей и более. Если в кабеле всего два провода, то в них по умолчанию один будет заземлением (синий), второй фазой (черный или коричневый).

Соблюдайте правила подключения кабеля

Ищите фазу

Вы уже знаете, какой цвет провода, фаза, ноль, земля. Рассмотрим главный вопрос — как найти фазу. Если вы собираетесь подключать розетку, то, собственно, этот вопрос вас не беспокоит — нет разницы, на какой контакт подавать фазу или ноль.Но с переключателем дело обстоит иначе.

Внимание: в переключателе фаза всегда открывается, а на лампочку приходит ноль. Это необходимо для предотвращения поражения электрическим током во время ремонта или замены лампы. Фазу нужно подводить к нижнему контакту патрона, ноль в сторону.

Если в разводке два одноцветных провода, то фазу проще всего найти индикатором — при прикосновении к оголенному проводу он начинает светиться.Перед тем как прикасаться к проводу, выключите питание, зачистите изоляцию на проводе (достаточно 1 см), разделите провода в разные стороны, чтобы не было короткого замыкания. Затем включите электричество и прикоснитесь индикатором к контакту. Большой палец следует положить на отвертку, где расположена контактная площадка. После этого на индикаторе должен загореться светодиод. Это позволит найти фазу, но прибор не поможет разобраться между нулем и землей. Чтобы узнать, какого цвета заземляющий провод в трехжильном проводе, вам нужно будет воспользоваться описанными выше способами.

Можно найти индикатор фазы

Вывод

Если вы создаете новую проводку, обязательно соблюдайте принятую в EMPwire маркировку в электрике — это поможет вам в последующем ремонте системы, ведь вы легко сможете идентифицировать провода по цвету. Используйте желто-зеленый кабель для заземления, синий для заземления, коричневый / черный / белый для фазы. В кабелях с большим количеством фаз соединяйте контакты только по цвету, используя соответствующие зажимы и термоусадочные.Если приходится работать со старой проводкой, где цвета не соответствуют стандарту, то в первую очередь ищите фазу индикаторной отверткой. Контакт, который не светится, будет желаемым нулем.

При прокладке проводов соблюдайте правила — они должны проходить только горизонтально и вертикально. Нет необходимости пытаться сэкономить, перетаскивая их по наклонной стене или потолку — в будущем вы их просто не сможете найти или при ремонте вы их зацепите / убьете, что приведет к серьезным последствиям.Запомните раз и навсегда цвета проводов в трехжильном кабеле — это поможет вам в жизни, ведь любой электрик сталкивается с ремонтом розеток, выключателей, электрических щитов, прокладкой новых линий и т. Д.

Мне часто задают вопрос на объектах: «Как при подключении оборудования учитывать цвет проводов?»

Для начала попробую объяснить, почему у каждого электрика свое мнение о цветовой маркировке. Когда я учился в школе в 1995-1998 годах, нас учили так:

• Любой цветной провод — это фаза.
• Белый цвет равен нулю.
• Черный цвет — корпус или земля.

Прошло несколько лет, и черный провод заменили на желто-зеленый. То есть стали следующие маркировки:

• Другие цвета — фаза.
• Черный или белый цвет — нулевой провод.

Недавно появился европейский стандарт, которым пользуюсь.

• Желто-зеленый, зеленый или желтый цвет — провод заземления.
• Синий цвет — нейтральный провод.
• Остальное (обычно белое) — это фаза.

Надеюсь, вы понимаете, почему существует такой широкий разброс мнений по маркировке проводов. В какое время учился — такую ​​маркировку использует. Семь лет назад я использовал вторую маркировку, а недавно перешел на третью, так как у нас в Минске в основном приходится подключать импортное оборудование, и эта маркировка используется везде. Справедливости ради, недавно подключал московские вентиляторы, тогда там использовалась 2-я маркировка, то есть завод не переходил на евростандарт.

Какой цвет использовать? Смущенный? Предлагаю использовать третий европеец. На практике я обычно использую провод ВВГ, и у меня такая раскладка:

• Желто-зеленый цвет — провод заземления.
• Синий цвет — нейтральный провод.
• Белый цвет — фазный провод

Вопрос, что делать, если на проводе нестандартная маркировка. Например, мне недавно пришлось проложить провод с красной, синей и черной жилой. Расскажу, как я рассуждал:

• Синий цвет — это нулевой провод, что, думаю, понятно.
• Черный, как и белый, не имеет цвета, а белый имеет фазу, поэтому я сделал ее фазой. Причем часто в проводе ВВГ белый провод идет с черной полосой.
• Оставшийся красный провод я сделал землей.

У вас могут быть другие рассуждения. Например:

• Красный опасен, поэтому фаза.
• Черным, как в старину можно сделать землю.
• А синий, как в евростандарте, можно сделать нулевым.

Но учтите, если вы используете провод с нестандартной маркировкой, обязательно где-нибудь запишите выбранную маркировку.Если не писать, легко запутаться. Проверено на собственном опыте.

Если вы используете свою маркировку на родине, обязательно опишите в комментариях с указанием места проживания. Может, это кому-то поможет.

Электропроводка (цветовая кодировка проводов)

18 октября 2017 г.

Электричество является важным компонентом практически на каждом этапе производства и большинства других отраслей. На большинстве объектов электричество будет поступать в одну точку здания, а затем распределяться практически по всем углам через серию проводов.Даже используемые инструменты и машины заполнены проводами, которые используются для проведения электричества для выполнения любых необходимых действий.

Хотя электричество используется постоянно в течение дня без особых размышлений, на самом деле оно может вызвать множество проблем. Если что-то не подключено должным образом, это может привести к травмам, смерти, пожарам и многим другим проблемам. Вот почему существуют хорошо зарекомендовавшие себя цветовые коды проводов, которые гарантируют, что те, кто работает с этим типом оборудования, могут гарантировать, что все подключено безопасно и эффективно.

Существует довольно много различных стандартов цветовой кодировки проводов, поэтому важно понимать, каким из них следовать в какой ситуации. Используемые стандарты будут различаться в зависимости от страны, в которой выполняется проводка, типа электричества, для которого она предназначена, а также других факторов. Изучение различных вариантов, которые можно использовать в той или иной ситуации, имеет важное значение для безопасности на рабочем месте.

При подключении питания постоянного тока обычно используются два или три провода.Раскраска следующая:

• Положительный — Провод для положительного тока красный.
• Отрицательный — Провод отрицательного тока черный.
• Заземление — Заземляющий провод (если есть) будет белым или серым.

Питание

переменного тока бывает разных типов в зависимости от того, сколько вольт будут нести провода. Для проводов на 120, 208 или 240 В используются следующие стандарты цвета проводки. Важно отметить, что при таком типе проводки имеется несколько фаз, каждая из которых будет иметь свой провод собственного цвета, чтобы было понятно, что это такое для тех, кто работает с ней.

• Фаза 1 — Проводка фазы 1 должна быть черной.
• Фаза 2 — Проводка фазы 2 должна быть красной.
• Фаза 3 — Проводка фазы 3 должна быть синей.
• Нейтраль — Нейтраль должна быть белого цвета.
• Заземление — Заземление может быть зеленым или зеленым с желтой полосой.

В некоторых необычных ситуациях одна фаза будет иметь более высокое напряжение, чем другие. Они известны как соединения с высокой опорой.Хотя они и редки, их можно идентифицировать, посмотрев на провод, помеченный оранжевым цветом, который будет проводом с более высоким напряжением.

Эти высоковольтные соединения довольно распространены во многих производственных и других промышленных областях. Из-за серьезной опасности смертельного поражения электрическим током или других проблем очень важно правильно указать эти цветовые коды.

Это стандарты цветовой кодировки проводов, которые используются в США. В Европе и других странах действуют разные стандарты.В большинстве случаев машина, произведенная за границей для использования в Америке, будет подключена в соответствии с цветовыми стандартами США. Выделить время, чтобы убедиться, что это так, перед использованием оборудования — всегда разумный шаг в плане безопасности.

Еще одна важная вещь, о которой следует помнить при рассмотрении безопасности электрических проводов, — это проводка данных на объекте. Кабели, которые используются для передачи данных в компьютерные системы, часто считаются безвредными, поскольку они несут информацию, а не электричество.

Некоторые типы сетевых кабелей пропускают достаточно электричества, чтобы создать опасность.Некоторым устройствам, таким как телефоны, просто потребуется «питание через Ethernet», что означает, что они получают необходимую электроэнергию от сетевого кабеля, к которому они подключены. Если кто-то порежет эти провода или они изношены, они могут стать причиной поражения электрическим током или возгорания.

Кабели передачи данных обычно окрашиваются в цвет в соответствии с потребностями и стандартами предприятия, а не в соответствии с электрическими стандартами из-за более низкого напряжения. Наклейка этикеток или предупреждающих знаков рядом с этими типами кабелей может служить хорошим напоминанием о потенциальном риске поражения электрическим током.

Используемые цветовые коды проводов применимы только к тем проводам, по которым проходит электричество. Во многих случаях пучок этих цветных проводов будет сгруппирован вместе и опломбирован черным или серым кабелем. Это помогает защитить людей от случайного воздействия и значительно упрощает прокладку проводки там, где она должна быть, особенно в ситуациях с более высоким напряжением.

В этом случае важно уделить время и правильно пометить провода и электрические кабелепроводы, чтобы предупредить людей о потенциальных опасностях.Используя промышленный принтер этикеток, легко идентифицировать каждый комплект проводов с информацией о том, сколько электричества присутствует, откуда и куда идет проводка.

Размещение предупреждающих знаков в любом месте, где кто-то может взаимодействовать с электрическими проводами, особенно с проводами высокого напряжения, — еще одна хорошая идея для повышения общей безопасности. Эти знаки могут служить хорошим напоминанием тем, кто находится поблизости, о наличии опасных проводов. Есть много знаков, которые можно использовать в зависимости от конкретной ситуации.

Тем, кто ежедневно работает непосредственно с электропроводкой, необходимо сначала обучить тому, что означает каждый из цветовых кодов проводки. Но если они будут регулярно выполнять свою работу, она станет для них второй натурой.

Тем, кто не работает все время напрямую с электромонтажом, также необходимо пройти такое обучение, и во многих отношениях это даже более важно. Без надлежащего руководства, обучения и документации они могут подвергнуть риску себя или весь объект, если им потребуется каким-либо образом взаимодействовать с проводкой.Любой, кто будет иметь дело с электрическими проводами, должен иметь хотя бы базовое представление о цветовых кодах проводов.

Возможно, более важным, чем прямое обучение, будет обеспечение того, чтобы каждый знал, куда обращаться, чтобы ссылаться на цветовые коды. Помещения должны иметь какой-либо справочный материал, который может быть плакатом, книгой, компьютерной системой или любыми другими вещами. Как бы ни передавалась информация, она должна быть легко доступной, чтобы люди могли ее найти, когда она понадобится.

Если на объекте есть провода, которые были проложены до стандартов, которые используются сейчас, важно предпринять шаги для решения этой проблемы безопасности. Один из вариантов — удалить и заменить всю проводку на объекте. У старой проводки могут быть другие проблемы, связанные с безопасностью, поэтому это может быть хорошим решением в таких ситуациях.

Если это невозможно, нанесение ярлыков проводов через каждые несколько футов — еще один способ передать необходимую информацию, которая в противном случае была бы указана цветом кабеля.Это может быть хорошим и доступным решением для приведения старых отжимов в соответствие с лучшими стандартами безопасности.

ресурса

Разница между нейтралью и заземляющим проводом в электротехнике

Нейтральный и заземляющий провода часто путают вне электроснабжения, так как оба провода имеют нулевое напряжение. На самом деле, если вы по ошибке подключите заземляющий провод как нейтраль, большинство устройств будет работать правильно. Однако такое соединение противоречит нормам, поскольку каждый проводник выполняет свою функцию в электрической установке.

Национальный электротехнический кодекс (NFPA 70 NEC) устанавливает цвета изоляции для нейтрального и заземляющего проводов. Стандартные цвета упрощают электромонтаж , делая его более безопасным .

• Цвета нейтрального провода: белый или серый
• Цвета заземляющего провода: зеленый, зелено-желтый или голый

Эти цвета изоляции разрешены только для нейтрального и заземляющего проводов, и их использование для любой из фаз под напряжением противоречит нормам.Электрики работают с предположением, что проводка этих цветов находится под нулевым напряжением, и использование белой или зеленой изоляции для проводника под напряжением было бы смертельной ловушкой (и в первую очередь против норм).

---

Получите профессиональный электрический дизайн для вашего следующего строительного проекта.

---

Роль нейтрального проводника в электрических цепях

Чтобы наглядно представить, как работает нейтральный проводник, представьте, что электроэнергия доставляется в виде тока через разность напряжений.Напряжение передается по токоведущему проводнику, но нейтральный провод также необходим для двух важных функций:

• Служит точкой отсчета нулевого напряжения.
• Завершение цепи, обеспечивающей обратный путь для тока, подаваемого токоведущим проводником.

Если к электрическому устройству подключен только токоведущий провод, он не активируется, потому что ток не может циркулировать независимо от приложенного напряжения. Это похоже на то, как гидроэлектрической турбине требуется выход для движения: если выпуск турбины заблокирован, вода не может течь и турбина не может вращаться.

Когда установка использует трехфазное питание , могут быть случаи, когда нейтральный проводник не требуется.

• Трехфазная система с линейным напряжением 120 В обеспечивает 208 В между фазами, и вы можете подключить нагрузку 208 В между двумя фазами без использования нейтрального провода. Оба токоведущих проводника несут напряжение, но ток может течь, потому что они имеют различных напряжений.
• Трехфазные нагрузки, такие как электродвигатели, часто рассчитаны на работу с тремя токоведущими проводниками и без нейтрального проводника.Здесь действует тот же принцип: между токоведущими проводниками может протекать ток при разном напряжении.

Даже если некоторые нагрузки не используют нейтральный провод в трехфазной установке, это необходимо для однофазных нагрузок, которые используют только одно из линейных напряжений. Теоретически, когда к трем фазам подключены одинаковые нагрузки, их токи компенсируются, и нейтральный проводник проводит нулевой ток. Однако это невозможно в реальных установках, и нейтральный проводник несет дисбаланс тока между тремя фазами.

Роль заземляющего проводника в электрических цепях

Заземляющий провод имеет нулевое напряжение, как и нейтральный проводник, но выполняет другую функцию. Как следует из названия, этот проводник обеспечивает заземленное соединение для всех приборов и оборудования.

• В нормальных условиях весь ток возвращается через нейтральный проводник, а заземляющий провод не имеет тока.
• Когда происходит короткое замыкание в линии, заземляющий провод обеспечивает обратный путь для тока замыкания.Устройства электрической защиты могут обнаружить это состояние, и они немедленно отключают цепь от источника питания.

Без заземляющего соединения приборы и оборудование находятся под напряжением, если их случайно касается токоведущий провод. Неисправность не отключается, поскольку защитные устройства могут среагировать только при наличии тока короткого замыкания в заземляющем проводе. В этом случае любой, кто прикоснется к поверхности под напряжением, получит удар электрическим током.

Поскольку замыкание на землю может повлиять на любую цепь, заземляющий провод необходим даже при отсутствии нейтрального провода.Например, если в двигателе используются три токоведущих провода и нет нейтрали, заземление все равно требуется, потому что любой из токоведущих проводов может вызвать неисправность.

Правильный выбор размеров нейтрального и заземляющего проводов

Провода под напряжением подбираются с учетом ожидаемого тока, и то же самое относится к нейтральным проводам в однофазных цепях (они пропускают тот же ток, что и провод под напряжением). Однако для трехфазных цепей применяются другие правила: обычно используется тот же размер провода, что и для фазных проводов, но в некоторых случаях требуется больший размер провода для нейтрального проводника.

• Заземляющие проводники для параллельных цепей подбираются в зависимости от мощности устройства защиты от сверхтоков с использованием таблиц, приведенных в NEC.
• С другой стороны, размеры заземляющих проводов для главного служебного входа рассчитываются в зависимости от мощности служебных проводов. NEC предоставляет таблицы для обоих случаев.

Работая с квалифицированными инженерами-электриками с самого начала проекта, вы можете быть уверены, что все компоненты указаны в соответствии с NEC и местными нормами.Это не только обеспечивает безопасность, но и быстрое согласование проекта с местными властями. Инженеры-электрики также могут предложить меры по повышению энергоэффективности, чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию.

Генерация динамического плазмонного цвета, обеспечиваемая функциональными материалами

ГЕНЕРАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ПЛАЗМОНИЧЕСКОГО ЦВЕТА

Реализация динамической генерации структурного цвета сложна, но необходима для функциональных устройств отображения. По сути, яркие, но статичные плазмонные цвета требуют обратимой модификации после изготовления.Генерация динамического плазмонного цвета была продемонстрирована с использованием различных концепций. Каждая схема окраски состоит из двух основных частей: механизма окраски и контроля окраски. Механизм окрашивания подчеркивает, как динамически генерируется широкий диапазон цветов, например, за счет изменения размера наноструктур или изменения диэлектрических свойств самой наноструктуры или окружающей среды. Он также включает техническую реализацию пикселей, например, в виде монопикселей или субпикселей.В идеале один динамический пиксель, состоящий из одной или нескольких наноструктур, может иметь любой желаемый цвет. Экспериментальная реализация такой монопиксельной конструкции является сложной задачей, поскольку требует сдвигов плазмонного резонанса во всем спектральном диапазоне. В схемах подпикселей, хорошо известных из современной технологии отображения, воспринимаемый цвет пикселя создается путем аддитивного или вычитающего смешивания плазмонных цветов, обеспечиваемых составляющими подпикселями. Контроль окраски определяет, как экспериментально реализуются изменения размера или диэлектрических свойств.Обычно это достигается с помощью функциональной среды, например, материалов ЭК и ЖК, контролируемых внешними стимулами, включая электрические поля, свет, газы и изменения pH.

Самый простой механизм окрашивания — это прямая настройка плазмонного возбуждения. Это достигается путем обратимой настройки внутренних свойств наноструктуры, например, диэлектрических свойств материала, размера или формы ( 9 ). Например, электронная плотность металла N _e определяет его плазменную частоту ω _p (собственную частоту колебаний электронной плотности) и, таким образом, частоту плазмонного резонанса металлических наноструктур (рис.1А). В результате внешний вид, связанный с плазмонным возбуждением, можно напрямую регулировать свойствами металла. Хотя этот привлекательный механизм окрашивания позволяет осуществлять прямой контроль цвета без какого-либо дополнительного функционального материала, его обычно трудно реализовать для металлов из-за эффективного экранирования Дебая. Материалы с фазовым переходом, такие как гидриды металлов, предлагают решение этой проблемы. Оптические свойства магния (Mg) и гидрида магния (MgH ₂ ) соответственно, например, можно обратимо контролировать с помощью гидрогенизации и дегидрирования, предполагая, что Mg является плазмонно активным ( 26 ) функциональным материалом для динамического контроля цвета. ( 14 , 27 — 29 ).По аналогии с плазмонной окраской, структурные цвета, создаваемые диэлектрическими метаповерхностями, могут активно контролироваться собственными оптическими свойствами, например, поглощением диэлектрического материала ( 30 ).

Рис. 1 Генерация динамического плазмонного цвета, обеспечиваемая функциональными материалами и соответствующими ключевыми показателями эффективности.

Среди прочего, интенсивность и резонансная частота плазмонного возбуждения определяют воспринимаемые плазмонные цвета (средняя панель).Обе величины могут быть эффективно настроены посредством электрохимически индуцированной модуляции размеров составляющих металлических наноструктур, самих функциональных плазмонных материалов или функциональных сред, окружающих пассивные плазмонные элементы. ( A ) Обратимые превращения между металлическим магнием (Mg) и диэлектрическим гидридом магния (MgH ₂ ) могут происходить при воздействии водорода (H ₂ ) и кислорода (O ₂ ) соответственно. Фазовый переход металл-изолятор вызывает изменение электронной плотности или, в более общем смысле, комплексного показателя преломления ( n + i ∙ k ), при этом n и k являются показателем преломления и коэффициентом поглощения, соответственно.( B ) Электрохимическое осаждение применяется для обратимой модуляции размеров плазмонных наночастиц. ( C ) ЖК позволяют управлять состоянием поляризации падающего или рассеянного света, анизотропным показателем преломления n ЖК и ориентацией анизотропных наночастиц, внедренных в ЖК. ( D ) Переключаемые материалы ЕС, окружающие плазмонные наноструктуры, обеспечивают эффективное управление комплексным показателем преломления. Выбранные ключевые показатели эффективности, такие как срок службы ( E ) (количество циклов), время переключения ( F ) и коэффициент отражения / пропускания ( G ), сильно зависят от концепции окраски.

Помимо внутренних электронных свойств, размер наночастицы также определяет воспринимаемый цвет (рис. 1B). Хорошо известно, что LSPR и, следовательно, воспринимаемый цвет сильно зависят от распределения заряда на поверхности частицы ( 31 , 32 ). Для мелких частиц в резонансах преобладает возбуждение дипольных мод. По мере увеличения размера частиц восстанавливающая сила между противоположными зарядами уменьшается, и появляется плазмонная полоса на более длинных волнах.Таким образом, размер частицы позволяет напрямую управлять плазмонным цветом. Кроме того, если они расположены в виде массивов, в частности близко расположенных массивов, изменение размера частиц неизбежно сопровождается изменением межчастичных расстояний между соседними наночастицами. В зависимости от разделения частиц различные эффекты, такие как связь в ближнем или дальнем поле, способствуют возникновению множества связанных плазмонных мод ( 33 ). Поскольку плазмонные свойства очень чувствительны к межчастичным расстояниям близко расположенных наноструктур, т.е.g., димеры наночастиц, уже незначительные модификации вызывают заметные изменения цвета. С одной стороны, эти связанные плазмонные системы открывают путь для непрерывной регулировки плазмонного цвета в широком спектральном диапазоне, который выходит далеко за рамки простой настройки размера невзаимодействующих наночастиц. С другой стороны, окраска на основе связанных плазмонных мод сопряжена со сложными проблемами. Разделение между частицами требует превосходного контроля с точностью до нанометра над всем пикселем плазмонного цвета, обычно состоящим из нескольких наночастиц, чтобы гарантировать однородные и яркие цвета.По сути, эти динамические изменения расстояния между соседними наночастицами, а также изменения размеров наночастиц довольно трудно достичь после изготовления. Обратимое электрохимическое осаждение металлов на заранее определенные наноструктуры с использованием химии восстановления-окисления (окислительно-восстановительной химии) предлагает практическое решение для управления размером ( 34 — 40 ), в то время как механическое напряжение ( 41 , 42 ) и конфигурационное изменения молекул ( 43 ) могут быть использованы для эффективной модуляции межчастичных расстояний.

Резонансно возбужденные металлические наноструктуры создают сильно ограниченные электромагнитные поля. Эти сильно ограниченные ближние поля заметно увеличивают взаимодействие световой материи на наномасштабе, что дает начало различным приложениям, включая сверхвысокую спектроскопию и биочувствительность, визуализацию сверхвысокого разрешения и субволновую оптику ( 44 ). Например, в биодатчиках на основе показателя преломления вариации поляризуемости окружающей среды изменяют восстанавливающую силу плазмона и, следовательно, его резонансную частоту ( 45 ).Это тоже концепция, которая была успешно применена для генерации динамического плазмонного цвета. Было разработано несколько экспериментальных проектов, в которых показатель преломления окружающей (функциональной) среды и, следовательно, плазмонное возбуждение можно было контролировать с помощью внешнего стимула, такого как электрические поля, ионы, свет, электрические поля, газы и другие (рис. 1). , C и D). В результате различные плазмонные цвета, предопределенные во время изготовления, можно было настраивать в широком спектральном диапазоне. Однако можно модулировать не только действительную часть комплексного показателя преломления, но и мнимую часть (поглощение).Такое контролируемое поглощение модулирует интенсивность плазмонного возбуждения, а не его резонансную частоту. Он успешно использовался для переключения различных цветов между двумя состояниями цвета ( 46 ) или состоянием цвета (например, синим) и состоянием поглощения (черный) ( 47 ). Слои нанометровой толщины уже были достаточными для достижения полного поглощения из-за усиленного взаимодействия с светом, обеспечиваемого наноструктурами.

Широкую цветовую гамму можно реализовать с помощью субпиксельных схем, хорошо известных из современных технологий отображения.Эти плазмонные пиксели содержат определенное количество подпикселей (например, три основных цвета), которые окружены или покрыты активным материалом. Поглощение функционального материала контролируется и выборочно переключается, обеспечивая индивидуальное управление каждым подпикселем. По сравнению с монопиксельными конструкциями, основанными на простых вариациях показателя преломления, субпиксельные конструкции предлагают существенно более широкий диапазон, но за счет меньшего разрешения и яркости / отражения. Перспективными кандидатами для управляемой функциональной средой динамической плазмонной генерации цвета с использованием моно- и субпиксельных схем являются ЕС-полимеры и оксиды переходных металлов, материалы с фазовым переходом и ЖК, как обсуждается ниже.Более того, подходы на основе ЖК предлагают выбор цвета на основе поляризации, а также динамическую переориентацию наноструктур, встроенных в ЖК.

Контроль окрашивания

Далее мы представляем недавно разработанные концепции плазмонного окрашивания и обсуждаем их рабочие показатели с учетом потенциальных применений. Доступно большое количество внешних стимулов, механизмов окраски, элементов управления окраской и реализаций пикселей. Чтобы подчеркнуть важность функциональных сред для динамического плазмонного управления цветом, мы организовываем обзор в соответствии с функциональными средами, например.ж., ЖК или материалы ЭК, а не механизм окрашивания или управляющие стимулы. Для получения информации о контроле окраски с помощью подходов, отличных от функциональных материалов или электрохимического осаждения, заинтересованный читатель может обратиться к более общим обзорам ( 4 , 6 , 19 ).

Гидрирование магния

Гидриды фазовых переходных металлов являются типичными кандидатами для генерации динамической плазмонной окраски. Вызванные абсорбцией / десорбцией водорода гидриды металлов изменяют свою кристаллографическую и электронную структуру, что приводит к заметным изменениям оптических свойств наряду с переходом металла в изолятор.Среди множества гидридов металлов с фазовыми переходами, Mg и MgH ₂ вызывают особый интерес в области генерации динамического плазмонного цвета из-за их уникальных оптических свойств и свойств фазового перехода ( 26 ). Во-первых, Mg демонстрирует превосходный плазмонный отклик в видимом режиме по сравнению с другими распространенными гидридами металлов с фазовыми переходами, такими как палладий (Pd) или иттрий (Y), и широко используемыми пассивными металлами, такими как Au, Ag или Al. Во-вторых, его оптические свойства могут быть обратимо переключены между металлическим (Mg) и диэлектрическим (MgH ₂ ) состояниями при загрузке / разгрузке водорода ( 48 ).По сравнению с другими функциональными материалами, используемыми для активной плазмоники, такими как VO ₂ , Ga, германий-сурьма-теллур (GST), перовскиты или графен, Mg дополнительно предлагает гораздо больший спектральный диапазон настройки и контраст.

Как показано на рис. 2А, Дуан и др. . ( 27 ) продемонстрировали генерацию динамического плазмонного цвета с использованием каталитических метаповерхностей Mg. Под воздействием водорода составляющие металлические наночастицы Mg были преобразованы в диэлектрические частицы MgH ₂ , и плазмонные цвета были стерты.Динамические плазмонные пиксели, состоящие из наночастиц Mg, зажатых между покрывающим слоем Ti / Pd и буферным слоем титана (Ti), были изготовлены методами электронно-лучевой литографии (EBL) и испарения. В зависимости от геометрической конфигурации, например, размеров частиц и периодических расстояний между частицами, яркие отражающие цвета возникали из LSPR и аномалий Рэлея-Вуда. В качестве примера динамического управления цветом авторы изготовили высококачественный плазмонный микропринт с логотипом Минервы Общества Макса Планка.При воздействии молекулярного водорода в специально разработанной газовой камере защитный слой Pd катализирует диссоциацию молекул водорода на атомы водорода, которые затем могут легко диффундировать в наночастицы Mg. Введение водорода в металлический Mg (гидрирование) привело к образованию диэлектрика MgH ₂ , что сопровождалось большим объемным расширением. Обратимое преобразование из металлического в диэлектрическое состояние вызвало серию изменений цвета, пока все цвета не исчезли примерно через 10 минут.Постепенное изменение цвета было связано с уменьшением металлической фракции наночастиц, образованием окружения MgH ₂ и увеличением объема частиц Mg. При воздействии кислорода (дегидрирование) диэлектрик MgH ₂ превращался в H ₂ O и металлический Mg. Присутствие кислорода предотвращает накопление водорода на поверхности Pd и, таким образом, способствует десорбции водорода из MgH ₂ . В результате логотип был постепенно восстановлен до исходного цветового состояния в течение нескольких секунд.Процесс гидрирования / дегидрирования был обратимым, и, следовательно, цвета можно было восстановить почти до исходного состояния после более чем 10 циклов. Прекращая воздействие водорода или окисления, микропринт можно «заморозить» в любом промежуточном состоянии между полностью диэлектрическим и полностью металлическим состояниями. Такая пассивная и долговременная стабильность конкретного цветового состояния очень желательна для устройств отображения, например электронной бумаги, поскольку она снижает энергопотребление дисплея.

Рис. 2 Гидрирование магния для получения динамического цвета.

( A ) Отражающие плазмонные цвета, генерируемые наночастицами Mg, стираются (восстанавливаются) при воздействии водорода (кислорода), как показано на логотипе Minerva Общества Макса Планка. Масштабная линейка 20 мкм. Отражение (спектры и цвета) сильно зависит от размера наночастиц s и расстояния между частицами d . ( B ) Структурные цвета, выходящие из полостей FP, обратимо переключаются между цветовым состоянием и пустым состоянием при воздействии водорода и кислорода.( C ) Схема (слева) и электронная микрофотография (справа) сканирующего цветного плазмонного дисплея. При загрузке водородом (или кислородом) фазовый переход Mg в MgH ₂ (или MgH ₂ в Mg) начинается от ворот Pd и развивается в боковом направлении, как показано для лицевой маски Сычуаньской оперы. Шкала 5 мкм. ( D ) Иллюстрация электрически управляемого локального источника протонов, интегрированного в устройство генерации плазмонной окраски. При приложении 5 В введенный водород преобразует Mg в MgH ₂ , что приводит к изменению цвета (см. Цветовые палитры).(A и D) Адаптировано в соответствии с условиями Международной лицензии CC-BY Creative Commons Attribution 4.0 ( 27 ) и ( 29 ). Авторские права 2017 и 2019, Macmillan Publishers Limited. (B и C) Адаптировано с разрешения ( 14 ) и ( 28 ). Авторские права 2017 и 2018 Американское химическое общество.

Более яркие и насыщенные структурные цвета были достигнуты за счет интеграции пиксельных полостей FP, содержащих элементы Mg, как показано на рис.2Б ( 14 ). Полость FP — это оптический резонатор, обычно состоящий из двух обращенных друг к другу зеркал и диэлектрического материала, помещенного между ними. В зависимости от толщины диэлектрика и его оптических свойств световое поле избирательно усиливается за счет резонанса. Эти резонаторы FP широко используются в оптике, например, в качестве оптических фильтров. Используя EBL в оттенках серого, были изготовлены цветные пиксели (500 нм × 500 нм), состоящие из полостей FP с различной высотой. Каждая полость была образована столбиком из диэлектрического силсесквиоксана (HSQ), помещенного между алюминиевым (Al) зеркалом и металлическим закрывающим слоем, состоящим из Mg / Ti / Pd (50 нм / 2 нм / 3 нм).Ключевым элементом для динамического управления отраженным светом был функциональный закрывающий слой Mg / Ti / Pd, который можно было обратимо переключать между отражающим металлическим состоянием и почти прозрачным состоянием при гидрировании и дегидрировании. В металлическом состоянии толстый покрывающий слой Mg / Ti / Pd эффективно отражал видимый свет, и никакие моды резонатора не могли быть возбуждены (пустое состояние). Под воздействием водорода многослойный слой Mg / Ti / Pd постепенно превращался в MgH ₂ / TiH ₂ / PdH, и эффективная толщина закрывающего слоя существенно уменьшалась.Соответственно, эффективная высота диэлектрической прокладки, определяемая высотой стойки HSQ и толщиной MgH ₂ , увеличилась. Следовательно, свет, проходящий через тонкий металлический покрывающий слой TiH ₂ / PdH с потерями, возбуждает резонансы полости. В зависимости от конкретной высоты столбов, заданной в процессе изготовления, резонансная полость давала начало различным ярким цветам (цветовому состоянию). Благодаря хорошо модулированным и резким резонансам FP, генерируемые структурные цвета были более яркими, более насыщенными и более богатыми, чем цвета, полученные от пикселей наночастиц Mg.

Представленные до сих пор концепции окрашивания на основе магния не допускают селективного и локального переключения плазмонных пикселей посредством гидрирования. Как показано на рис. 2C, Дуан и Лю ( 28 ) обратились к этой важной проблеме и предложили сканирующий плазмонный цветной дисплей, работающий в режиме отражения. Следуя этой концепции, субволновые плазмонные пиксели контролировались латерально с помощью нижележащего слоя Mg в качестве экрана сканирования. Сгенерированные плазмонные цвета стирались или восстанавливались в латеральном направлении, когда слой Mg был обратимо преобразован между металлическим и диэлектрическим состоянием при (де) гидрировании.С этой целью периодически расположенные наночастицы Al были изготовлены методом EBL поверх слоя Al ₂ O ₃ толщиной 20 нм, находящегося на сканирующем экране Mg. Дополнительная полоса Pd, размещенная у определенного края экрана, служила затвором для загрузки и выгрузки водорода. В негидрированном состоянии геометрия частицы на зеркале обеспечивала множество плазмонных цветов, определяемых конкретной геометрической конфигурацией. Во время гидрирования водород мог попасть в Mg только через затвор Pd, который катализирует диссоциацию молекулярного водорода на атомарный водород.Следовательно, поглощение водорода начинается с затвора Pd и равномерно развивается в определенном направлении со скоростью, ограниченной диффузией водорода в Mg и MgH ₂ соответственно. Сопутствующий фазовый переход металла в диэлектрик привел к образованию MgH ₂ и тем самым к динамическому стиранию ярких цветов. Этот процесс был обратимым путем дегидрирования с использованием кислорода. Дегидрирование также началось на затворе Pd и распространилось в латеральном направлении по маршрутам диффузии водорода, что привело к восстановлению исходного металлического экрана из Mg и связанных с ним плазмонных цветов.Изменяя положение, количество и геометрию ворот Pd, эта схема может быть расширена для создания различных эффектов сканирования и приложений, таких как многофункциональная анимация или шифрование информации.

Одним из основных недостатков ранее обсужденных концепций окрашивания является необходимость в громоздких газовых камерах, необходимых для (де) гидрирования, что затрудняет практическое применение в реальных условиях. Хуанг и др. ( 29 ) преодолел это ограничение и сделал важный шаг вперед в концепции окрашивания на основе магния.Интегрируя наноразмерный твердотельный источник протонов в плазмонные устройства на основе Mg, оптические свойства Mg можно было селективно и локально регулировать. Как показано на рис. 2D, электрически переключаемое плазмонное устройство состояло из многослойной системы Al (100 нм) / Mg (40 нм) / Pd (5 нм), периодически расположенных нанодисков Al, внедренных в оксид гадолиния толщиной 40 нм. (GdO _x ) и слой золота (Au) толщиной 3 нм. В этой конфигурации Mg служил переключаемым зеркалом, а золото — верхним электродом затвора.Геометрия частицы на зеркале обеспечивала множество отражающих плазмонных цветов, в основном определяемых диаметром и расстоянием между нанодисками, а также расстоянием между отражающим зеркалом и массивами нанодисков Al. При приложении 5 В в течение 120 с молекулы воды из влаги вблизи границы раздела GdO _x / Au расщеплялись на молекулярный кислород (O ₂ ) и ионы водорода (H ⁺ ). Смещение затвора затем перемещало извлеченные протоны через протонпроводящий слой GdO _x к нижнему электроду (зеркало Al / Mg), а слой Mg был заполнен водородом.Гидрирование можно селективно и локально контролировать с помощью определенных нано- и / или микроструктурированных золотых электродов, служащих источниками ионов водорода. В результате ранее металлический Mg был заменен прозрачным диэлектриком MgH _x , а слой Al служил новым нижним зеркалом. Увеличенная эффективная толщина диэлектрической прокладки, определяемая толщиной MgH _x и GdO _x , вызвала синий сдвиг плазмонного резонанса и изменение плазмонных цветов.При приложении -2 В в течение 1 часа плазмонные цвета восстанавливались почти до исходного состояния, демонстрируя хорошую обратимость даже после сотен циклов. Время переключения между цветными состояниями в основном определялось тремя процессами: реакцией гидролиза воды, переносом протонов через GdO _x и (де) гидрированием переключаемого Mg / MgH ₂ зеркало. . Хотя гидролиз и перенос протонов были довольно быстрыми процессами (~ 10 мс), загрузка и особенно выгрузка водорода значительно замедляли общую скорость переключения.Из-за решающей важности времени переключения для экранов дисплеев авторы предложили конструкции без Mg, в которых простые изменения показателя преломления GdO _x использовались для переключения цветов, создаваемых интерференцией тонких пленок.

Очевидно, окрашивание на основе Mg может рассматриваться как интересный кандидат для динамической генерации цвета из-за его способности создавать настраиваемые яркие цвета. Тем не менее, на данном этапе практическое применение ограничено длительным временем отклика, сложным и дорогостоящим производством, износом элементов Mg / MgH ₂ во время фазового перехода, низкой долговечностью, наличием газовых ячеек и отсутствием локальных и выборочная адресация на уровне пикселей.В то время как последний может быть существенно улучшен за счет наноразмерных протонных насосов, как продемонстрировали Хуанг и др. . ( 29 ), внутренне медленное время переключения остается основным ограничивающим фактором. Из-за этого ограничения динамическое создание цвета на основе Mg кажется более подходящим для приложений в области шифрования информации, борьбы с подделкой или других областях, связанных с водородом.

Электрохимическое осаждение металлов

Электрохимическое осаждение позволяет точный и контролируемый рост нанометровых слоев металлов и проводящих оксидов металлов на поверхностях и наноструктурах ( 49 ).Обычно электрохимические ячейки, используемые для осаждения, состоят из пары электродов и ионов металлов в восстанавливаемой форме, растворенных в электролите между ними. При приложении напряжения ионы металлов восстанавливаются и квазимгновенно осаждаются на электроде, например, на металлических наночастицах. При приложении обратного напряжения ранее нанесенные металлы могут окисляться и снова растворяться.

В 2012 году Araki et al. ( 34 ) применил концепцию электрохимического осаждения к генерации динамического плазмонного цвета.Авторы продемонстрировали устройство EC, состоящее из гелевого электролита, содержащего ионы серебра (Ag ⁺ ), который был зажат между двумя обращенными друг к другу электродами: плоским электродом из оксида индия и олова (ITO) и электродом, модифицированным частицами ITO. В исходном состоянии устройство было прозрачным. Когда Ag наносили на электрод, модифицированный частицами, ячейка казалась черной из-за многократного рассеяния и / или поглощения света агрегированными частицами Ag. Осаждение Ag на плоской поверхности создавало серебряное зеркало, приводящее к зеркальному отражению.Позже та же группа расширила концепцию и произвела красный и синий цвета в дополнение к черному, зеркальному и прозрачному состояниям, контролируя зарождение и рост при разных напряжениях ( 35 ). Как и в базовой конфигурации, гелевый электролит на основе диметилсульфоксида был зажат между электродами и содержал нитрат серебра, хлорид меди и бромид тетрабутиламмония (рис. 3А). Когда было приложено соответствующее постоянное напряжение, Ag непрерывно осаждался на модифицированном частицами или плоском ITO-электроде, что приводило к черному или зеркальному состоянию, соответственно.Для генерации синего и красного цветов последовательно использовались два разных напряжения: В, , _1, и В, , _{, 2,} . Первое напряжение, В, , _{, 1,} , со значениями более отрицательными, чем критическое напряжение зародышеобразования, прикладывали очень кратковременно, чтобы инициировать зародышеобразование Ag на плоском ITO-электроде. Сразу после этого было приложено второе напряжение, В, , _{, 2,} , с абсолютными значениями меньше, чем напряжение зародышеобразования, способствующее росту ядер Ag.Когда частицы начали расти, образовалась плазмонная полоса, вызывающая изменение цвета пропускания клетки с прозрачного на красный в течение нескольких секунд. При увеличении размера частиц (что соответствует более длительному времени осаждения) LSPR сдвигается в сторону 600 нм, что приводит к синему цвету. Кроме того, усиление связи между соседними наночастицами привело к дальнейшему смещению плазмонного резонанса в красную область. Хотя можно было измерить очень равномерный рост наночастиц, SD по размеру и множественные взаимодействия между случайно распределенными соседними частицами привели к относительно широким пикам поглощения (по сравнению с раствором химически синтезированных наночастиц Ag), что ограничивало чистоту цвета.При приложении положительного напряжения электроосажденный Ag окислялся и растворялся, что приводило к увеличению пропускания электрохимической ячейки. Следуя этому электрохимическому подходу, можно обратимо переключать пять различных цветовых состояний, включая черный, зеркальный, прозрачный, красный и синий, управляя напряжением между электродами ITO.

Рис. 3 Электрохимическое осаждение металлов для получения динамического цвета.

( A ) Пять различных цветовых состояний, включая прозрачный, черный, зеркальный, красный и синий, реализуются посредством электрически контролируемого осаждения Ag на плоские электроды, модифицированные частицами ITO и ITO.( B ) Электрохимический контролируемый рост наночастиц Au-Ag ядро-оболочка в гексагонально расположенных нанопорах. По мере того как толщина оболочки Ag увеличивается со временем осаждения, плазмонный резонанс смещается в сторону более коротких длин волн, что приводит к различным плазмонным цветам. ( C ) Демонстрация модуляции света в реальном времени для активной маскировки: механический плазмонный хамелеон. Чешуйчатые плазмонные цветные пятна, состоящие из электрохимических ячеек размером ^{см 2} , имитируют цвет фона.После зондирования и спектрального анализа плазмонные цвета динамически подстраиваются под соответствующие цвета фона с использованием подхода обратимого электроосаждения, аналогичного (B). (A) Адаптировано с разрешения ( 35 ). Авторское право 2013 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (B) Адаптировано с разрешения ( 36 ). Copyright 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (C) Адаптировано с разрешения ( 37 ). Авторское право Американского химического общества, 2016 г., https://pubs.acs.org/doi/10.1021 / acsnano.5b07472. Дальнейшие разрешения, связанные с отрывком материала, следует направлять в Американское химическое общество.

Непрерывная настройка цвета от желтого до синего была достигнута путем обратимого электроосаждения и растворения оболочек Ag, окружающих наночастицы Au ( 36 ). Используя шаблон из анодированного оксида алюминия (AAO) в качестве маски для травления, авторы вытравили периодические массивы отверстий в слое SiO ₂ толщиной 50 нм, расположенном на проводящей подложке ITO (рис.3Б). Термическое испарение золота и последующее частичное удаление покрытой золотом АОА привело к осаждению наночастиц Au (диаметром 40 нм) в лунках. Интегрированные в функциональную электрохимическую ячейку, наночастицы служили катодом во время осаждения серебра (процесс восстановления). Обращенный противоэлектрод представлял собой слой платины (Pt) толщиной 1 нм, нанесенный на стеклянное окно. При приложении напряжения Ag электрохимически осаждается из электролита, содержащего нитрат серебра, а также нитрат калия.На наночастицах Au начала расти серебряная оболочка. Конкретный размер частиц ядро-оболочка Au-Ag и, следовательно, их плазмонный цвет можно эффективно контролировать с помощью времени осаждения. При нулевом времени осаждения плазмонное возбуждение массива наночастиц чистого Au проявлялось при 580 нм, и наблюдалась желтая окраска отражательной способности ячейки. По мере увеличения серебряной оболочки плазмонная полоса смещалась в сторону 400 нм, что является характерной частотой для LSPR чистых наночастиц Ag.Промежуточные плазмонные состояния и связанные с ними цвета во время осаждения металла определялись толщиной оболочки Ag (материальный фактор) и формой частиц ядра-оболочки Au-Ag (фактор формы). При наибольшем времени осаждения (50 с) ожидалось насыщение синего сдвига, но наблюдалось красное смещение. По мнению авторов, превращение полусферических частиц в вытянутые полусферические частицы (фактор формы) в процессе роста способствовало немонотонному соотношению между временем осаждения и резонансной частотой (цветом).В других работах было обнаружено, что материальный фактор и фактор формы имеют одинаковые направления сдвига пиков для представленной конфигурации ядро-оболочка Au-Ag, что значительно помогает достичь широкого диапазона настройки ( 37 ). Соответствующее цветовое состояние также может быть восстановлено почти до исходного желтого цвета, что является предпосылкой для обратимого переключения цвета. В этом случае функциональность Pt-электрода и электрода с наноструктурой Au поменялась местами: Pt служила катодом, а наноструктуры Au — анодом.При приложении определенного напряжения в течение 60 с на золотом электроде происходило окисление, оболочка Ag растворялась, и оставались чистые наночастицы Au. Переключение между исходным цветом и состоянием цвета было показано за 10 циклов с достаточно хорошим качеством. Однако осаждение Ag на окне Pt-электрода снижает его коэффициент пропускания и, таким образом, значительно снижает яркость генерируемого цвета. Кроме того, паразитный рост сплавов Au / Ag за пределами наночастиц Au привел к синему смещению цвета устройства уже после третьего цикла переключения.Оба эффекта делают потенциальные устройства неприменимыми для реальных приложений, где требуется высокая стойкость цвета.

Wang и др. сообщили о значительном увеличении срока службы 200 циклов эксплуатации с хорошей стойкостью окраски. ( 37 ). Подобно ранее обсужденному исследованию, авторы изготовили наночастицы золота (AuNPs) в гексагональных ячейках, упаковали их в электрохимическую ячейку и заполнили устройство гелевым электролитом на основе диметилсульфоксида, содержащим ионы Ag ⁺ .Путем приложения разных напряжений оболочки Ag разной толщины обратимо электроосаждены и удаляются на / с наноструктур Au. В результате плазмонное отражение частиц ядро-оболочка Au-Ag можно было непрерывно настраивать между 430 нм (синий цвет) и 650 нм (красный цвет) в течение нескольких секунд. Более того, различные цвета могут электрически активироваться во время процесса осаждения и снятия изоляции, предлагая множество потенциальных применений, например, активную маскировку, среди прочего.В качестве примера авторы сконструировали механического плазмонного хамелеона, который быстро адаптировал окружение объекта (рис. 3C). Механический хамелеон был покрыт чешуйчатыми плазмонными цветными пятнами (типичный размер до нескольких квадратных сантиметров), состоящими из вышеупомянутых электрохимических ячеек. Кроме того, были интегрированы два датчика, определяющих окружающий цвет. Выходной сигнал датчика анализировался микроконтроллером, который затем в течение подходящего времени подавал напряжение 1,5 В на соответствующий плазмонный патч.В результате отображался цвет, соответствующий фону.

Следует отметить, что ключевым параметром для настройки LSPR на основе размера является оптический размер (например, оптическая длина) наноструктуры, а не ее геометрический размер (например, геометрическая длина). Наночастицы, состоящие из двух сегментов, например, из металла и диэлектрика длиной L _м и L _d , имеют общий геометрический размер L _м + L _d , но LSPR в основном относится к длине L _м металлической наноструктуры.Недавно этот факт был использован для настройки LSPR, обеспечиваемой обратимым окислением (восстановлением) пленки меди (Cu), содержащей нанощели ( 38 ). В этой конфигурации Cu окислялась предпочтительно на границах раздела нанощелей и, таким образом, модулировала оптические длины, в то время как геометрические длины оставались постоянными. В спектрах отражения наблюдались сдвиги LSPR до 200 нм. Эта концепция также была применена к наноструктурам ядро-оболочка золото / серебро (хлорид), где оболочка могла быть обратимо переключена между полупроводниковым хлоридом серебра и проводящим Ag по окислительно-восстановительной химии ( 39 ).Однако оба исследования включали только обширный анализ резонансных сдвигов во время окислительно-восстановительных реакций, но не продемонстрировали динамическое окрашивание.

Таким образом, обратимое электрохимическое осаждение было успешно применено для динамической генерации плазмонных цветов, охватывающих весь видимый спектральный диапазон. У продемонстрированных устройств довольно неплохая яркость. Низкая чистота цветов, вызванная широкими и перекрывающимися резонансами, может быть улучшена путем использования более сложных схем наноструктур, обеспечивающих, например, спектрально резкие резонансы Фано.Однако время окрашивания порядка нескольких секунд затрудняет потенциальные приложения для цветных дисплеев с высокой частотой обновления. Кроме того, стойкость / стабильность цвета в течение многих рабочих циклов страдает от окисления Ag, износа (из-за циклического осаждения / удаления Ag) и паразитного осаждения металлов. Недавно было показано, что паразитное случайное зародышеобразование можно улучшить, используя полые оболочки из сплавов Au / Ag в качестве стабильных закрепляющих сторон ( 40 ). Однако износ особенно важен для сильно взаимодействующих наночастиц, где небольшие изменения расстояния приводят к большим спектральным сдвигам и связанным с ними изменениям цвета.Хотя производство и работу можно легко масштабировать, реализация электрохимических плазмонных ячеек в качестве функциональных плазмонных пикселей на цветных дисплеях требует дополнительных технических усилий. В частности, серьезной проблемой является возможность адресации и изготовление пикселей микрометрового или даже нанометрового размера, состоящих из электрохимически переключаемых наночастиц Au-Ag ядро-оболочка.

Жидкие кристаллы

Вдохновленные ЖК-технологией, многие исследования в области генерации динамического плазмонного цвета были посвящены контролю окраски на основе ЖК.ЖК представляют собой промежуточное состояние между твердым телом и жидкостью с уникальными свойствами, что позволяет использовать множество приложений в современном мире ( 50 , 51 ). В общем, ориентация составляющих молекул ЖК или двойное лучепреломление можно переключать оптически, термически или электрически в миллисекундных временных масштабах бесконечное количество раз без какого-либо ухудшения качества. ЖК как функциональный оптический материал обеспечивают три механизма динамического управления плазмонными цветами.Во-первых, ЖК изменяют состояние поляризации света, падающего на анизотропные наноструктуры или рассеиваемого на них, из-за их двоякопреломляющей природы. В сочетании с дополнительным поляризующим элементом можно выбирать различные состояния поляризации плазмонного возбуждения и соответствующие цвета. Во-вторых, анизотропным показателем преломления ЖК, окружающих металлические наноструктуры, можно управлять электрически или оптически. Как описано выше, вариации окружающего показателя преломления изменяют частоту плазмонного резонанса и, следовательно, воспринимаемый цвет.В-третьих, анизотропные AuNP, диспергированные в ЖК-матрице, могут выравниваться электрическим полем. Дополнительный поляризатор выбирает желаемое состояние поляризации и плазмонный цвет соответственно.

По аналогии со стандартной технологией ЖКД, несколько групп использовали ЖК в качестве ротаторов поляризации в различных конфигурациях ( 46 , 47 , 52 — 55 ). Например, Олсон и др. . ( 47 ) использовали ЖК в качестве вращателя поляризации для электрического переключения плазмонных пикселей из цветного состояния в черное, как схематично показано на рис.4А. Яркие структурные цвета были получены с помощью гексагонально расположенного массива наностержней Al, изготовленного с использованием EBL и электронно-лучевого испарения. При освещении светом с ослабленной геометрией типа полного отражения возбуждались моды решетки (настраиваемые с помощью периодичности массива), а также поляризационно-зависимые LSPR (настраиваемые с помощью геометрических размеров наностержня Al). Взаимодействие между широкополосным LSPR и спектрально резким решеточным резонансом привело к интерференции типа Фано. И резонанс типа Фано, и дифракционная связь в дальней зоне существенно сужали плазмонные резонансы.Это привело к чрезвычайно ярким цветам, регулируемым в широком спектральном диапазоне. LSPR и связанная с ними окраска сильно зависели от поляризации, поскольку эффективно рассеивался только свет, поляризованный параллельно длинной оси стержня. Квадратные пиксели (длина стороны 1,5 мм), состоящие из этих поляризационно-селективных плазмонных наностержней, были включены в ЖК для демонстрации включения и выключения красного, зеленого и синего цветов. С этой целью слой LC 4-циано-4’пентилбифенила (5CB) толщиной 6 мкм был помещен между покрытыми полиимидом наноструктурами Al на ITO и лицевой стороной покрытой полиимидом подложкой ITO без наноструктур.В состоянии без напряжения ЖК были выровнены в своей конфигурации скрученного нематика (TN), что привело к повороту на 90 ° света, рассеянного стержневыми наноструктурами. Рассеянный и повернутый свет проходил через поляризационный фильтр, установленный перед детектором, и пиксели были видны. Когда было приложено 20 В, ЖК выравнивались параллельно приложенному электрическому полю через ЖК-ячейку. ЖК не модулируют поляризацию, и поляризация, создаваемая стержнеобразной наноструктурой, сохраняется.В результате поляризатор блокировал свет, рассеянный плазмонными пикселями, и пиксели казались черными в состоянии под напряжением. С точки зрения потенциальных приложений этот подход привлекателен из-за его широкой цветовой гаммы, но имеет два существенных концептуальных недостатка, помимо высокого энергопотребления и недостаточной компактности. Во-первых, плазмонные цвета на основе дифракции, полученные в этом исследовании, сильно варьировались в зависимости от угла обзора. Использование дополнительных диффузоров может уменьшить угловую зависимость, но уменьшить яркость.Во-вторых, эффективность, определяемая как соотношение между интенсивностями рассеянного и падающего света, была ниже 4%. Это низкое значение было в основном связано с относительно большими расстояниями между частицами, которые нельзя было увеличить без изменения плазмонных цветов.

Рис. 4 ЖК для динамической генерации цвета.

( A ) Плазмонные пиксели (1,5 мм × 1,5 мм), состоящие из анизотропных наностержней, покрытых ЖК-слоем, включаются и выключаются посредством электрического вращения состояния поляризации света.( B ) Реверсивное переключение между определенными цветами достигается путем модуляции состояния поляризации света, падающего на массив металлических наноотверстий с асимметричной решеткой, покрытый ЖК. ( C ) Оптическое переключение анизотропного показателя преломления ЖК. ( D ) ЖК-ячейка для модуляции показателя преломления с электрическим управлением. ( E ) Электрически управляемое вращение поляризации и модуляция показателя преломления ЖК для генерации плазмонного цвета. ( F ) Анизотропные золотые наностержни, внедренные в ЖК-матрицу, выравниваются внешним полем E .(A и B) Адаптировано с разрешения ( 47 ) и ( 46 ). Авторское право 2016 и 2017 гг. Американского химического общества. (C) Адаптировано с разрешения ( 56 ). Copyright 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (D и E) Адаптировано в соответствии с условиями Международной лицензии CC-BY Creative Commons Attribution 4.0 ( 58 ) и ( 54 ). Авторские права 2015 и 2017, Macmillan Publishers Limited. (F) Адаптировано с разрешения ( 62 ).Авторское право, 2014 г., Американское химическое общество.

Ли и др. . ( 46 ) пошел дальше этой концепции и электрически переключил один плазмонный пиксель между двумя основными цветами вместо простого включения и выключения. Таким образом, один многоцветный пиксель может быть реализован путем смешивания двух основных цветов. Для этого с помощью EBL были изготовлены прямоугольные решетчатые массивы наноотверстий с асимметричной периодичностью в направлениях x и y , обеспечивающие поляризационно-зависимое экстраординарное оптическое пропускание (EOT) (рис.4Б). Между массивом наноотверстий и стеклянной подложкой, покрытой лицевой стороной из ITO, был интегрирован слой электрически переключаемых ЖК-молекул TN толщиной 5 мкм для модуляции поляризации падающего света. Дополнительный поляризационный слой, пропускающий только y -поляризованный свет, был добавлен поверх стеклянной подложки, что сделало устройство очень компактным по сравнению с ранее представленной конструкцией. В электрически насыщенном состоянии (5 В) молекулы ЖК были выровнены вертикально, и молекулы ЖК не влияли на поляризацию, заданную поляризационным слоем.Этот линейно поляризованный y падающий свет проходил через слой ЖК и возбуждал гибридные моды LSPR и SPP, вызывая EOT до 40%. Соответствующие цвета можно регулировать в широком спектральном диапазоне путем изменения структурных условий, таких как размер отверстия, форма отверстия, периодичность решетки, толщина пленки и диэлектрическая среда. На рис. 4В показана палитра ярких цветов, созданная с различной периодичностью и размером отверстий. В выключенном состоянии, состоянии TN, падающий свет с линейной поляризацией y был повернут до поляризации x ЖК-слоем.Из-за различной периодичности решетки в направлениях x и y плазмонный резонанс и, следовательно, связанный с ним цвет существенно изменились, например, с оранжевого на зеленый, как показано на фиг. 4B. Как и ожидалось для устройств на основе ЖК, время окрашивания измерялось в миллисекундах (до 7 мс). Кроме того, авторы применили промежуточные напряжения и, таким образом, активировали различные состояния ЖК, которые лишь частично поворачивали поляризацию падающего света. Следовательно, два основных цвета, определенные плазмонными резонансами в направлениях x и y , могли быть наложены друг на друга, и были сгенерированы различные вторичные цвета.В результате только один пиксель, состоящий из минимального количества отверстий, необходимого для обеспечения EOT, доставляет различные вторичные цвета. Однако реализация более широкой гаммы требует более широкого диапазона настройки или реализации субпикселей.

Многообещающая стратегия реализации более широкой гаммы с использованием одного единственного плазмонного пикселя — обратимая регулировка анизотропных диэлектрических свойств окружающих ЖК. Показатель преломления ЖК является анизотропным, и его можно обратимо переключать между обычным ( n _o ) состоянием и необычным ( n _e ) состоянием посредством фазовых переходов или выравнивания электрического поля молекул ЖК.Изменения могут быть внесены электрически, термически или даже оптически. Естественно, оптические подходы привлекательны, учитывая их дистанционное, временное и пространственное управление. Уже в 2012 году Лю и др. . ( 56 ) продемонстрировали полностью оптический контроль ЖК для динамической плазмонной окраски. Авторы изготовили плазмонные пропускающие фильтры, состоящие из решеток кольцевых апертур с литографией сфокусированным ионным пучком (FIB), и покрыли их слоем светочувствительного ЖК, 4-бутил-4-мети-оксиазобензола (рис.4С). Производное азобензола переключалось из состояния транс- -изомер (стержнеобразная форма) на -цис--изомер (изогнутая форма) при УФ-освещении. Изогнутая форма фотохромных ЖК нарушила локальный порядок (нематическая фаза), и образовалась изотропная ЖК-фаза. В результате ЖК-фазового перехода показатель преломления снизился на 2,5% и модулировал свойства пропускания плазмонных наноструктур более чем на 40% в резонансе. После освещения видимым светом или термической изомеризации фотохромный ЖК вернулся из состояния цис в состояние trans , и нематическая фаза с ее удельным показателем преломления была восстановлена.В то время как в этом подходе использовались металлические кольцевые решетки апертур, обеспечивающие плоские поверхностные плазмоны и цилиндрические поверхностные плазмоны для окраски, модуляция показателя преломления ЖК также применялась для переключения структурных цветов, генерируемых диэлектрическими метаповерхностями ( 57 ).

Помимо оптического управления, электрическое переключение анизотропного показателя преломления ЖК применяется также для динамической генерации плазмонных цветов. В течение последних нескольких лет было сообщено о нескольких экспериментах по проверке концепции, все из которых были ограничены небольшим диапазоном настройки цвета, вызванным умеренными сдвигами плазмонных возбуждений.В последнее время концепция получила существенное развитие ( 58 ). Непрерывная настройка цвета в значительно большом спектральном диапазоне (95 нм) была достигнута за счет использования ЖК с сильным двойным лучепреломлением, непосредственно покрытых массивом мелких алюминиевых нанолун (рис. 4D). Ключом к широкой настройке цвета была неглубокая конструкция плазмонных нанолун, которая позволила полностью переориентировать ЖК и одновременно оптимизировать изменение показателя преломления. Эти мелкие нанолунки были отпечатаны на полимере и покрыты гладким верхним слоем алюминия (30 нм).Мастер-шаблоны, изготовленные методом прямой лазерной записи, позволили не только создавать хорошо масштабируемые образцы, но и наносить наноотпечатки на гибкие подложки. Компактная ЖК-ячейка завершена слоем ЖК с сильным двойным лучепреломлением (Hi-Bi LC) толщиной 5 мкм, расположенным поверх нанолун, и обращенной к нему суперстратой, покрытой ITO. Свет, падающий на массивы Al нанолун, возбуждает связанные с решеткой SPP, и отраженный свет, обычно от 50 до 80%, определяет воспринимаемый цвет. Фактически, SPP и связанные с ними цвета сильно зависели от периодичности массивов и показателя преломления окружающего ЖК.Последний можно непрерывно регулировать между n _o = 1,55 и n _e = 1,97 ориентацией ЖК, управляемой напряжением, приложенным к ячейке ЖК. В выключенном состоянии неглубокая конструкция нанолун позволяла однородное выравнивание ЖК параллельно поверхности Al внутри нанолун. Когда было приложено внешнее напряжение, молекулы ЖК начинали вертикально вращаться из своего исходного состояния, пока они не выровнялись вдоль электрического поля внутри и снаружи ям.В высшей степени обратимый процесс ориентации обычно выполнялся менее чем за 90 мс. Другие конструкции, например, нанокарманы с большим отношением глубины к диаметру, страдали от вертикального выравнивания уже в выключенном состоянии из-за чрезвычайно высокой поверхностной чувствительности ориентации ЖК. В отличие от этих неоптимизированных конструкций, мелкие нанокарманы позволили полностью переориентировать, что привело к максимальному изменению показателя преломления на 0,4 и, таким образом, смещению резонанса SPP до 95 нм. Основываясь на этой концепции, Франклин и др. .( 58 ) сфабриковал плазмонное цветное микроизображение афганской девушки, которое можно было настроить электрически. Для успешного переключения всех цветов применялись относительно высокие электрические поля. Авторы объясняют этот факт поверхностными силами сцепления молекул ЖК, которые были значительно выше вблизи наночастиц по сравнению с основной массой ЖК. Кроме того, силы сильно зависели от топографии поверхности Al, например, периодичности массивов нанолун, что приводило к различным напряжениям насыщения для зеленого (2.5 В мкм ^-1 ) и розового (10 В мкм ^-1 ) цветов. Хотя этот механизм окраски на основе решеток имеет внутренние ограничения в отношении минимального размера пикселя (приблизительно 2,1 мкм) и угла обзора (неизменный только до 20 °), включение ЖК обеспечило яркие цвета, настраиваемые в широком спектральном диапазоне. Это в основном дает возможность разрабатывать пиксельные цветные дисплеи на основе двух настраиваемых цветовых субпикселей вместо трех статических цветовых субпикселей (например, RGB), которые обычно интегрированы в современные дисплеи.

Очень важный шаг на пути к одиночным плазмонным пикселям, создающим полный базовый набор цветов RGB, был сделан той же группой в последующем исследовании ( 54 ). Авторы существенно расширили базовую концепцию и использовали вращение поляризации в дополнение к анизотропному показателю преломления. За счет комбинации обоих эффектов ЖК отражающий цвет одного плазмонного пикселя может динамически настраиваться во всем видимом спектральном диапазоне в зависимости от приложенного напряжения.Подобно базовой конструкции, ЖК-ячейка содержала мелкие нанокарманы, ЖК в качестве функциональной среды и электрод, покрытый ITO (рис. 4E). Однако вместо гладкой пленки Al на мелкие нанолунки был нанесен шероховатый слой алюминия (диаметр зерна 30 нм). Наличие анизотропной среды с показателем преломления вблизи шероховатой поверхности Al вызвало поляризационную зависимость на ППП, связанных с решеткой. Следовательно, в выключенном состоянии могут генерироваться два основных цвета, например синий и красный, при освещении светом, поляризованным параллельно или перпендикулярно директору ЖК вблизи наноструктур, соответственно.При напряжениях ниже 3,5 В ориентация ЖК вблизи наноструктур (поверхностных ЖК) оставалась прежней, но объемные ЖК перестраивались, и поляризация падающего света изменялась соответствующим образом. В зависимости от состояния поляризации падающего света, которое регулировалось непосредственно с помощью приложенного напряжения, различные вторичные цвета с различными поляризациями были реализованы путем смешивания основных цветов — красного и синего. При напряжениях выше 3,5 В ориентация объемных ЖК насыщалась, и поверхностные ЖК начинали перестраиваться по вертикали, как поясняется для базовой конструкции.Переориентация поверхностных ЖК сопровождалась увеличением показателя преломления, что приводило к красному смещению ППП и соответствующему зеленому цвету. При напряжениях насыщения (50 В) как объемные, так и поверхностные ЖК были полностью выровнены по вертикали, что приводило к потере двойного лучепреломления и поляризационной зависимости наноструктурированной поверхности Al. Чтобы продемонстрировать возможности этого подхода для простой реализации в современных устройствах отображения, плазмонные пиксели микрометрового размера были интегрированы в обычную пропускающую TN ЖК-панель.Также в этом раннем неоптимизированном состоянии авторы могли продемонстрировать время переключения менее 70 мс. Хотя угловая инвариантность и создание черного и серого цветов требуют дальнейших инженерных усилий, этот подход имеет большой потенциал. В частности, возможность создания базового набора цветов RGB только с одним пикселем может привести к дальнейшему улучшению и без того превосходного разрешения без уменьшения размера (суб) пикселя.

Кроме того, плазмонные цвета динамически контролировались с помощью анизотропных металлических наноструктур, встроенных в ЖК-матрицу.Нематические дисперсии наночастиц, такие как наностержни и нанопластинки, были получены путем присоединения молекул ЖК к металлическим наноструктурам с использованием специальной химии функционализации ( 59 — 63 ). Анизотропные наночастицы следовали за директором n , описывающим среднюю локальную ориентацию молекул ЖК, которую можно регулировать с помощью приложенного электрического поля ( 62 , 63 ). Например, Лю и др. . ( 62 ) интегрированные золотые наностержни (AuNR), выровненные параллельно директору, в ЖК-матрицу, как схематически показано на рис.4F. При освещении белым светом, поляризованным вдоль директора n , возбуждались продольные LSPR и передавался соответствующий зеленый цвет. Во включенном состоянии (4 В) директор и наностержень механически вращались и в конечном итоге выстраивались по вертикали. При световом освещении поперечный LSPR возбуждался, вызывая появление красного цвета. Как и ожидалось для LC, процесс переключения был обратимым; однако переключение заняло сотни миллисекунд, что значительно больше по сравнению с другими подходами LC.Хотя плазмонные изображения миллиметрового размера можно переключать между двумя цветами, метод имеет существенные ограничения, в частности, для реализации и активации пикселей микрометрового размера или даже субпикселей. Это также верно для других подходов, основанных на переориентации, включая оптически переключаемые AuNR, встроенные в органические суспензии ( 64 ) или магнитно-переключаемые наночастицы в феррожидкостях ( 65 ).

Конкретные характеристики и, следовательно, применимость к технологии отображения в решающей степени зависят от соответствующего подхода ЖК.Ввиду возможной интеграции в пиксельные устройства отображения механическое вращение наноструктур, встроенных в нематические ЖК, кажется весьма недопустимым. Контроль окраски, основанный на простой модуляции показателя преломления анизотропного ЖК, имеет определенный потенциал, но обычно охватываются только части видимого спектрального диапазона. Подходы с использованием ЖК в качестве ротаторов поляризации являются многообещающими для плазмонных дисплеев, поскольку они потенциально обеспечивают широкую гамму, если реализованы конструкции субпикселей.Наиболее многообещающий контроль окраски на основе ЖК сочетает как модуляцию показателя преломления, так и вращение поляризации. В этой комбинации количество субпикселей значительно сокращается даже до одного пикселя, потенциально увеличивая разрешение без уменьшения размера пикселя. Все представленные подходы к окрашиванию на основе ЖК обеспечивают более быстрое переключение по сравнению с вышеупомянутыми контролями окрашивания на основе водорода и электрохимического осаждения. Кроме того, уже существующие знания о технологии ЖК облегчают интеграцию ЖК в системы на основе плазмонных наноструктур.Использование ЖК для управления плазмонными цветами имеет недостатки, уже известные коммерческой ЖК-технологии. Во-первых, для поддержания текущего состояния цвета требуется постоянная мощность. Во-вторых, ЖК-ячейки микрометровой толщины и дополнительные поляризаторы для фильтрации цвета снижают эффективность отражения и увеличивают сложность изготовления. Для решения этих проблем необходимо провести дополнительные исследования.

ЕС-полимеры

ЕС-полимеры, такие как полипиррол, политиофен, полианилин (PANI) и поли (3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT), предлагают обратимые изменения цвета во время электрически контролируемых окислительно-восстановительных реакций.Во время процесса восстановления (увеличение количества электронов) или окисления (потеря электронов) электронные свойства проводящих (или конъюгированных с пи) полимеров значительно изменяются, что приводит к сильным изменениям сложной диэлектрической функции и, следовательно, цветов поглощения ( 66 ). Превосходный обратимый и непрерывный контроль окислительно-восстановительных состояний предполагает, что проводящие ЕС-полимеры являются многообещающими кандидатами для применения в дисплеях ( 5 ). В частности, их яркие цвета, низкое энергопотребление и простота обработки при низких затратах — даже на гибких подложках — привлекательны для полноцветных отражающих дисплеев, например.g., электронные бумаги или электронные рекламные щиты. Тем не менее, существенные недостатки все еще не позволяют реализовать их в коммерческих устройствах отображения. Относительно толстые полимерные слои необходимы для создания достаточно высокого контраста. Однако эти толстые слои ограничивают ионную диффузию в ЕС-полимере, что приводит к значительному увеличению времени переключения ( 67 ). Типичное время переключения τ ∝ L ² / D , с ионной диффузией D и толщиной слоя L , между различными цветовыми состояниями составляет порядка секунд ( 68 ).В дополнение к необходимости толстых слоев, существенный контраст требует относительно высоких электрохимических потенциалов во время процесса переключения, что приводит к ухудшению качества полимеров. Наконец, один тип электрохимического полимера не может покрыть весь видимый диапазон. В принципе, последняя проблема может быть решена путем субтрактивного (голубой, пурпурный и желтый) или аддитивного (красный, зеленый и синий) смешивания цветов с использованием субпикселей. Однако для субпикселей требуются дополнительные сопряженные полимеры (по крайней мере, три) и разделительные слои, которые увеличивают сложность изготовления и дополнительно снижают скорость переключения, а также эффективность отражения.Гибридные системы ЕС-полимеров и плазмонных наноструктур могут помочь преодолеть эти ограничения. Тонкие нанометровые слои ЕС-полимеров, расположенные в плазмонных горячих точках, в основном выполняют ту же функцию, что и сильно протяженные слои ЕС-полимеров. Следовательно, время переключения улучшается на порядки, обеспечивая более высокие контрасты и меньшее ухудшение из-за более низких коммутационных напряжений. Кроме того, плазмонные элементы расширяют гамму, если приближаются субпиксели или используются отдельные плазмонные пиксели, обеспечивающие широко настраиваемые плазмонные возбуждения.

Следуя этому подходу, Xu et al. ( 68 ) продемонстрировал высококонтрастное полноцветное переключение ЭК с использованием плазмонных нанощелей в качестве светофильтров пропускания. Глубокие субволновые нанощели (ширина 70 нм), расположенные в виде массивов с различной периодичностью (от 240 до 390 нм), были изготовлены путем фрезерования ФИП в алюминиевом электроде толщиной 250 нм (см. Рис. 5А). Дополнительный слой Si ₃ N ₄ был добавлен под алюминиевым электродом для сужения ширины плазмонной линии и дальнейшего улучшения чистоты плазмонного цвета.Наноструктурированный электрод, счетчик Pt и электрод сравнения были погружены в электрохимическую ячейку и в слой электрически переключаемого поли (2,2-диметил-3,4 пропилендиокситиофена) толщиной 15 нм (PPDOT-Me ₂ ). ) впоследствии электроосаждался на массивы нанощелей. Путем приложения определенных низких напряжений к наноструктурированному электроду электроны из металла и ионы из электролита вводились (восстановление) или удалялись из (окисление) сопряженного полимера, соответственно.В окисленном состоянии («ВЫКЛ.») PPDOT-Me ₂ показал широкополосный пик оптического поглощения в центре видимого спектрального диапазона, что привело к однородному черному цвету. В сокращенном («ВКЛ») состоянии PPDOT-Me ₂ был прозрачным. Таким образом, падающий свет проходил через ЕС-полимер и возбуждал связанные плазмонные моды, которые распространялись вдоль нанощелей и поверхностей Al, вызывая отчетливые плазмонные цвета. В зависимости от периодичности прорезей, заданной во время нанопроизводства, могут быть получены отчетливые яркие цвета, покрывающие весь видимый спектральный диапазон (см.рис.5А). Контрастность переключения между цветным и черным состояниями составляла от 73 до 90%, а абсолютная эффективность передачи на отфильтрованных длинах волн варьировалась от 13 до 18%, что значительно ниже, чем у коммерческих ЖК-пикселей. По сути, более эффективные полимеры и оптимизированные плазмонные наноструктуры должны обеспечивать более высокую эффективность пропускания и контрастность переключения. Как и ожидалось, использование тонких слоев ЕС-полимера значительно сократило время переключения. Еще более быстрая скорость переключения ниже 10 мс, которая уже сопоставима с коммерчески доступными дисплеями, была достигнута с помощью модифицированной плазмонной нанощели, покрытой PANI вместо PPDOT-Me ₂ .Кроме того, вместо алюминия использовалось золото, и под нанощели не был добавлен волновод из Si ₃ N ₄ . Однако устройство работало только в красном спектральном диапазоне из-за высоких потерь распространения SPP включенных элементов Au. По мнению авторов, время переключения может быть дополнительно сокращено за счет оптимизации электрохимической ячейки, например, уменьшения емкости ячейки и сопротивления электролита. Кроме того, низкое энергопотребление (напряжения до 0.Только 6 В) и хорошая долговечность без разрушения полимера после тысяч циклов делают этот подход перспективным для плазмонных видеодисплеев с высокой частотой обновления.

Рис. 5 ЕС-полимеры для динамического создания цвета.

( A ) Электрохромный PolyProDoT-Me ₂ , нанесенный на массивы нанощелей из алюминия, электрически переключается между восстановленным (ВКЛ) состоянием и окисленным (ВЫКЛ) состоянием. ( B ) В зависимости от окислительно-восстановительного состояния полипиррола (PPy) плазмонные цвета либо поглощаются (ВЫКЛ), либо передаются (ВКЛ) ЕС-полимером.( C ) Конструкция ячейки для отражающего плазмонного контроля цвета только с использованием CMOS-совместимых материалов. ( D ) Непрерывная, но немонотонная плазмонная настройка цвета золотого наноша, покрытого PANI. ( E ) Во время электрически контролируемых окислительно-восстановительных реакций ЕС-полимера (ECP) LSPR модулируется по резонансной частоте и интенсивности. ( F ) Покрытый PANI одиночный AuNP, расположенный на золотом зеркале для динамической генерации плазмонного цвета. (A) Адаптировано в соответствии с условиями CC-BY Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия ( 68 ). Авторское право 2016, Macmillan Publishers Limited. (B) Адаптировано с разрешения ( 69 ). Авторское право 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. (C, D и E) Адаптировано с разрешения ( 70 ), ( 71 ) и ( 72 ). Авторские права 2017, 2019 и 2016 Американского химического общества. (F) Адаптировано из ( 78 ). © Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки. Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC), http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/.

Другая концепция плазмонного окрашивания на основе EC с потенциальными приложениями для гибких плазмонных видеодисплеев и полноцветных электронных документов была предложена Xiong et al . ( 69 ). Авторы электрополимеризовали тонкие слои полипиррола толщиной от 110 до 260 нм на массиве наноотверстий, расположенном на слое Al ₂ O ₃ , поддерживаемом зеркалом из серебра (см. Рис. 5B).Толщина разделительного слоя из Al ₂ O ₃ варьировалась от 40 до 95 нм для создания различных структурных цветов, возникающих из резонансов полости. Сильное резонансное рассеяние и возбуждение поверхностных плазмонов массивами наноотверстий еще больше повысило эффективность окрашивания. Погруженный в электролит на водной основе, содержащий NaDBS и LiCl, полипиррол, нанесенный на пленку металл-изолятор-наноотверстие (MIN), может электрически переключаться между восстановленным и окисленным состояниями путем приложения соответствующих напряжений.Что касается других проводящих полимеров, инжекция и извлечение электронов и ионов из полимера изменяют его зарядовое состояние и, следовательно, его абсорбционные свойства. В проводящем состоянии («Выкл.») Полипиррол сильно поглощает видимый свет, что приводит к однородному черному цвету. Когда полипиррол был восстановлен до нейтрального состояния («Вкл.»), Ширина запрещенной зоны изменялась и одновременно снижалось его поглощение. Затем падающий свет может проходить через слой EC и возбужденные SPP, а также резонансы полости.В результате отчетливые цвета, заданные толщиной слоя Al ₂ O ₃ , были отражены с высокой эффективностью (отражение> 90%). Высококонтрастное переключение между цветным и черным состояниями заняло сотни миллисекунд, что сопоставимо со временем переключения коммерческих черно-белых электрофоретических дисплеев. Кроме того, долговечность устройства была отличной. В течение тысяч циклов переключения без каких-либо мер предосторожности наблюдалось изменение интенсивности менее 10%. Однако плазмонные цвета, предопределенные в процессе изготовления, можно было переключать только между включенным и выключенным состояниями.Чтобы реализовать более широкую гамму, которая необходима для полноцветных дисплеев, авторы создали цветные пиксели, состоящие из красных, зеленых и синих субпикселей микрометрового размера. Каждый подпиксель содержал MIN пленки и слой полипорола. Как показано на рис. 5B, авторы могли получить желтый, фиолетовый и голубой цвета, смешав соответствующие красный, зеленый и синий цвета, предоставленные субпикселями. Абсолютная отражательная способность и контраст были очень похожи на чернильные пятна, напечатанные на лазерном принтере на обычной бумаге.Подобный внешний вид по сравнению со стандартными цветными печатными изображениями в сочетании с низким энергопотреблением, высокой контрастностью и отражательной способностью, широкой гаммой, долговременной стабильностью и крупномасштабным производством также на гибких подложках делает этот подход подходящим для полноцветной электронной бумаги. Более высокие скорости переключения могут быть реализованы за счет более тонких полимерных пленок в будущем.

Хотя этот подход к переключению EC показывает впечатляющую производительность, потенциальное массовое производство в будущем может быть ограничено стоимостью и доступностью золота.В последующем исследовании авторы преодолели это ограничение, добавив много металлов только в пленку MIN ( 70 ). Многослойная система включала металлический слой Al и две пленки Al ₂ O ₃ , предотвращая от окисления полупрозрачную пленку Cu с короткодействующими упорядоченными наноотверстиями, полученными коллоидной литографией (см. Рис. 5C). Как и в начальной работе, высокое отражение было достигнуто за счет интерферирующих мод резонатора разделительного слоя Al ₂ O ₃ и возбуждения поверхностных плазмонов.Широкая гамма была продемонстрирована путем реализации статических триплетов пикселей RGB в плазмонной цветной печати. Для динамического создания отражающих цветов конфигурация MIN была немного изменена. Поверх многослойной системы нанесен слой SiO ₂ толщиной 100 нм для дополнительной защиты меди от электролита. В качестве переключаемого слоя ЕС-полимера (толщиной 500 нм) на защитном слое трафаретной печатью был нанесен высокопроводящий PEDOT, легированный полистиролсульфонатом (PSS). Полимерная пленка служила функциональной средой и одновременно электродом из-за ее достаточной проводимости, также в низкопроводящем состоянии.В качестве противоэлектрода использовался пластик, покрытый ITO, что делало все устройство гибким и гибким. Путем приложения различных напряжений полимер мог переключаться из проводящего (сильно поглощающего) состояния в низкопроводящее (слегка поглощающее) состояние. Как и в первоначальной работе, различные плазмонные цвета, генерируемые MIN, также можно было включать и выключать, однако только с умеренным контрастом. Причина была двоякой. Во-первых, полимер в проводящем состоянии («выключен») не был полностью темным, но имел голубой оттенок.Во-вторых, PEDOT: PSS не был полностью прозрачным в ярком состоянии («включен»), что приводило к снижению абсолютной отражательной способности. Кроме того, время переключения порядка секунд было довольно большим по сравнению с устройствами NIM на основе Au. Кроме того, срок службы устройства, определяемый максимальным количеством циклов переключения PEDOT, был ниже. Хотя такие характеристики могут соответствовать критериям для простых светоотражающих полноцветных электронных считывателей, все же есть возможности для улучшения. С одной стороны, проводящие полимеры, отличные от PEDOT, обеспечивают лучший контраст переключения.С другой стороны, можно оптимизировать толщину слоя и материал защитного слоя, предотвращающего окисление Cu. Например, более тонкие защитные слои увеличивают взаимодействие между сильно ограниченными усиленными плазмонными ближними полями структуры NIM и ЕС-полимером. В результате толщина ЕС-полимера уменьшается, что приводит к более быстрому переключению, как описано выше. Таким образом, преимущество совместимости с массовым производством, обеспечиваемое большим количеством материалов, сопровождается значительным снижением производительности.

Хотя представленные концепции окраски на основе EC предлагают быстрое и высококонтрастное переключение между темным и отчетливым цветовыми состояниями, они не поддерживают настоящую прямую настройку цвета, например, с красного на синий. В дополнение к ранее обсуждавшемуся субпиксельному подходу, ЕС-полимеры предлагают другой способ динамической генерации этих плазмонных цветов, настраиваемых в видимом спектральном диапазоне ( 71 ). PANI, например, имеет три четко определенных состояния [лейкоэмеральдин (полностью восстановленный), эмеральдин (полуокисленный) и пернигранилин] с многочисленными промежуточными состояниями окисления, каждое из которых имеет различную абсорбцию.Во время качания напряжения цвет простого PANI может непрерывно изменяться от прозрачного желтого до зеленого, синего, фиолетового и наоборот, как показано на рис. 5D. Такая способность окрашивания недавно была объединена с плазмонными наноструктурами. Были изготовлены золотые наномешки, расположенные на шаблонах AAO, и на них был нанесен электрохимический слой PANI толщиной 40 нм. Наноструктурированный электрод вместе с электродом сравнения и платиновым электродом погружали в водный раствор, содержащий анилин и HNO ₃ .Одновременно проводились циклическая вольтамперометрия со скоростью 30 мВ / с и спектроскопия отражения. Во время езды на велосипеде яркие цвета были обратимо настроены с высоким контрастом за счет вариаций поглощения PANI. Немонотонные изменения цвета были выведены из цветных изображений и спектров отражения (рис. 5D). При отрицательном и низком напряжении (лейкоэмеральдиноподобные состояния) цвет менялся с коричневатого на желтоватый на коричневатый снова. Напряжения выше 0,2 В (изумеральдиновые и пернигранилиноподобные состояния) приводили к резкому переключению цвета с зеленого на синий, фиолетовый и черный.Это поведение существенно отличалось от индуцированного PANI окрашивания плоских золотых поверхностей, где наблюдалось монотонное изменение цвета с красного на зеленый на синий. Поскольку эти изменения произошли в широком спектральном диапазоне без каких-либо заметных резонансных особенностей, авторы объяснили различия более общим эффектом, связанным с наноструктурированной средой. Возможные объяснения включали модифицированную кинетику переноса заряда, вызванную исключительно большой площадью поверхности наноструктур.Этот связанный с интерфейсом эффект в сочетании с сильно ограниченными плазмонными ближними полями обеспечивает более высокий контраст отражения (70% между темным и цветным состояниями) и более крутое переключение цвета, сопровождаемое более быстрым переключением по сравнению с плоскими золотыми пленками с покрытием PANI. Типичное время переключения для полноцветного цикла переключения составляло порядка нескольких десятков секунд. Принимая во внимание потенциальные устройства отображения, время переключения должно быть заметно сокращено, например, путем оптимизации наноструктур.

Пока потенциал ЕС-полимеров для генерации динамического плазмонного цвета еще не полностью использован. На самом деле изменения коэффициента поглощения неизбежно сопровождаются изменением показателя преломления. Изменения поглощения ЕС-полимеров существенно изменяют интенсивность плазмонных возбуждений и тем самым изменяют плазмонные цвета. Одновременно изменения показателя преломления ЕС-полимеров сдвигают резонансную частоту плазмонного возбуждения и, таким образом, также изменяют связанные цвета.Таким образом, воспринимаемый цвет представляет собой смесь, неотличимую от обоих вкладов. Этот факт становится особенно важным, если показатель преломления и абсорбция сильно диспергируются, как для алкоксизамещенного поли (3,4-пропилендиокситиофена) [PProDOT (CH ₂ OEtH _x ) ₂ ], называемого ECP- М. в следующем, например. В то время как недисперсная сложная диэлектрическая функция может быть желательной с точки зрения целевого контроля цвета, дисперсионные материалы потенциально улучшают цветность.Однако Ледин и др. . ( 72 ) продемонстрировали такие индуцированные показателем преломления сдвиги LSPR для AuNRs, встроенных в функциональную матрицу EC полимера (см. Fig. 5E). Гибридные системы полимер-металл были изготовлены путем распыления водного раствора, содержащего химически синтезированные AuNR, на подложку из ITO. Затем на наностержни был отлит электрически чувствительный слой ECP-M толщиной 40 нм. Специально разработанный электронно-богатый ECP-M обладает отличной растворимостью в органических растворителях и низким окислительным потенциалом.Его можно было электрически переключать из пурпурного цвета в прозрачное состояние с высоким контрастом показателя преломления, что подтверждается эллипсометрией. В дополнение к электрическому переключению плазмонные цвета, контролируемые ЕС-полимерами, также регулировались с помощью различных значений pH ( 73 , 74 ). Однако когда Ledin et al . ( 72 ) приложил ступенчатое увеличение напряжения от -0,2 до 0,5 В к системе ECP-M / AuNR, изменение показателя преломления ECP-M постепенно привело к синему смещению LSPR на 27 нм (см.рис.5E). Одновременно интенсивность LSPR уменьшалась из-за возникающего поглощения поляронов ECP-M во время электрохимического окисления. Модуляция интенсивности и резонансной частоты была обратимой, что было доказано на протяжении 10 окислительно-восстановительных циклов. Кроме того, было обнаружено хорошее качественное согласие с расчетами FDTD (конечно-разностная временная область). Численные расчеты далее показали, что синий сдвиг сильно зависит от толщины полимера, но он становится насыщенным при толщинах, превышающих длину затухания сильно ограниченных плазмонных ближних полей (примерно 11 нм).Соответственно, более сложные плазмонные системы с более высокой чувствительностью к изменениям показателя преломления, как, например, показано Zhang et al . ( 75 ) или более подходящие ЕС-полимеры необходимы для расширения диапазона настройки цвета. Недавно сообщалось о сдвиге LSPR примерно на 100 нм для AuNR, покрытых PANI, что указывает на то, что PANI является многообещающим кандидатом для генерации динамического плазмонного цвета на основе показателя преломления ( 76 ). Конфигурация ядро-оболочка, описанная в этой и других работах ( 77 — 79 ), особенно привлекательна из-за оптимизированного взаимодействия световой материи, обеспечиваемого полным перекрытием усиленных электромагнитных полей, окружающих ядро ​​наночастицы и оболочку из полимера ЭК. .

Пэн и др. . ( 78 ) усовершенствовал концепцию и использовал настраиваемый показатель преломления ЕС-полимеров для динамического управления плазмонными цветами. В экспериментальном исследовании непрерывная настройка цвета была продемонстрирована на уровне отдельных частиц (см. Рис. 5F), обеспечивая на сегодняшний день активные плазмонные пиксели с наименьшей площадью, которые потенциально можно масштабировать до размеров пластины. Используя химическую окислительную полимеризацию с участием поверхностно-активных веществ, авторы инкапсулировали коллоидные AuNP тонкой оболочкой PANI и отлили их по капле на плоскую подложку из Au.Толщина оболочки определяла расстояние от AuNP до поверхности золота, что приводило к сильно ограниченным электромагнитным горячим точкам и дополнительной связанной плазмонной моде (названной модой c на фиг. 5F). Режим связанного плазмонного резонанса был очень чувствителен к изменениям поляризуемости (изменение показателя преломления Δ n = 0,6) в горячей точке, например, вызванной различными состояниями PANI. Наночастицы Au-PANI ядро-оболочка, погруженные в электрохимическую ячейку, наверху Au-зеркала служили электродом, а окислительно-восстановительное состояние оболочки PANI регулировалось изменением напряжения от -0.От 2 до 0,6 со скоростью 50 м / с. В полностью восстановленном (лейкоэмеральдин) состоянии плазмонная полоса появлялась при 642 нм в одновременно зарегистрированных спектрах темнопольного рассеяния. Когда напряжение увеличивалось, показатель преломления постепенно изменялся, и LSPR сдвигался в синий цвет более чем на 100 нм, пока PANI не достиг своего полностью окисленного (пернигранилина) состояния. Сгенерированные плазмонные цвета в диапазоне от красного до зеленого были яркими и могли быть обратимо переключены с высоким контрастом (50%) в пределах 32 мс (окисление) и 143 мс (восстановление), соответственно.Такие характеристики переключения уже сопоставимы с коммерческими скоростями передачи видео в современных устройствах отображения. Кроме того, продемонстрированное устройство показало высокую бистабильность (стабильное состояние заряда PANI переобучалось более 10 мин) и низкое энергопотребление (даже ниже, чем у коммерческих электронных бумаг) и легко масштабируемое. Однако его охват значительно невелик. Принимая во внимание потенциальные приложения для полноцветных дисплеев, эту проблему необходимо решать, например, путем реализации субпикселей.

ЕС-полимеры и плазмонные наноструктуры идеально дополняют друг друга. Плазмонные наноструктуры обеспечивают яркие, но статичные цвета с высоким разрешением. ЕС-полимеры в качестве функциональных материалов обеспечивают быстрое и легкое переключение показателя преломления, обеспечиваемое электрически контролируемыми окислительно-восстановительными реакциями. В сочетании с гибридными системами были продемонстрированы высокая контрастность, отличная бистабильность, большая гамма, высокая эффективность отражения, низкое энергопотребление, высокое разрешение, длительный срок службы и совместимость с массовым производством.В зависимости от конкретной конфигурации некоторые параметры производительности не могут конкурировать с параметрами современных технологий. Другие сопоставимы или даже превосходят характеристики коммерческих устройств отображения. Несмотря на то, что эти впечатляющие достижения были достигнуты, остается ряд проблем, требующих исследовательских усилий, например, дальнейшее улучшение времени переключения, адресуемость отдельного пикселя или одновременная оптимизация всех параметров производительности. С этой целью необходимо исследовать, казалось бы, бесконечное разнообразие гибридных полимерно-плазмонных наноструктур ЭК.

Другие функциональные материалы

Подобно ЕС-полимерам, неорганические ЕС-оксиды переходных металлов, такие как триоксид вольфрама (WO ₃ ) или оксид титана (TiO ₂ ), динамически изменяют свои оптические свойства за счет циклического окисления и восстановления. Во время окислительно-восстановительной реакции электроны и ионы-гостя, такие как H + или Li +, одновременно вводятся в окислительно-активный материал-хозяин, например, WO ₃ ( 66 ). Следовательно, распределение носителей заряда и, следовательно, комплексный показатель преломления (включая показатель поглощения и показатель преломления) модулируются в значительной степени.ЕС-переходные металлы обладают многочисленными преимуществами по сравнению с органическими ЕС-материалами, например, хорошей термической и химической стабильностью, длительным сроком службы, работой без использования растворов и, что не менее важно, хорошей совместимостью со стандартными процессами микротехнологии ( 80 ). Хотя EC переходные металлы нашли основное применение в управлении тепловым и световым оборудованием зданий и самолетов, они по-прежнему страдают от низкой скорости переключения, плохой универсальности настройки цвета и низкой эффективности цвета. Реализованные в плазмонных или полых системах, эти проблемы могут быть решены, как недавно было продемонстрировано ( 80 , 81 ).Ли и др. . ( 80 ), например, изготовленные плазмонные резонаторы металл-изолятор-металл (MIM), состоящие из тонкого разделительного слоя Li _x WO ₃ , зажатого между слоем Al и наностержнями Al, как показано на рис. 6А. Плазмон промежутка и связанный с ним плазмонный цвет чувствительно реагировали на изменения оптических свойств Li _x WO ₃ , которыми можно было управлять с помощью концентрации Li x . Полностью твердое устройство работало при 80 ° C для увеличения ионной проводимости.Когда было приложено определенное напряжение, ионы Li инжектировались в слой Li _x WO ₃ из ионно связанных электродов Li _y FePO ₄ ( y ~ 0,7) поблизости. Таким образом, показатель преломления Li _x WO ₃ может быть переключен с 2,1 в литированном состоянии ( В, = -1,4 В) на 1,9 в делитированном состоянии ( В, = 1 В). По мере изменения показателя преломления менялись условия резонанса, и в спектрах отражения наблюдалось смещение LSPR на 58 нм от ~ 620 нм (фиолетовый цвет) до 565 нм (синий цвет).Польза от плазмонных структур была двоякой. Во-первых, плазмонные структуры давали яркие структурные цвета. Во-вторых, усиление взаимодействия света с веществом в плазмонных горячих точках позволило существенно снизить толщину слоя Li _x WO ₃ только до 17 нм. В результате паразитное поглощение на нерезонансных длинах волн снизилось до менее 5%. Кроме того, время переключения, важный параметр в устройствах отображения, было улучшено до 20 с.Авторы также продемонстрировали непрерывную настройку цвета при циклической вольтамперометрии и хорошую бистабильность на временной шкале в минутах. Однако этот подход ограничен длительным временем переключения и высокой рабочей температурой 80 ° C. Хотя оптимизация процесса легирования, например, использование протонов вместо ионов Li ⁺ , может дополнительно улучшить коэффициент диффузии ионов и тем самым время переключения, представленная конфигурация кажется довольно неприменимой для технологий отображения на текущем этапе.

Рис. 6 Другие функциональные материалы для динамической генерации цвета.

( A ) Твердотельное электронное устройство с функциональным материалом Li _x WO ₃ . ( B ) Нанополость FP-типа, заполненная функциональным материалом WO ₃ . Справа: три ЭК-устройства в виде бабочек размером несколько см ² . ( C ) Структурные цвета, генерируемые диэлектриком TiO _{2 метаповерхности} , переключаются обратимо.( D ) Различные цвета получаются путем смешения собственной фотоэмиссии перовскитов и структурного цвета, обеспечиваемого перовскитной нанорешеткой. ( E ) Печатные цветы из термохромных пленок VO ₂ и металлических наноструктур. Масштабная линейка 40 мкм. ( F ) (Обратный) гидролиз используется для регулирования расстояния между частицами нанометрового размера. (A) Адаптировано с разрешения ( 80 ). Авторское право 2019 Американское химическое общество. (B) Адаптировано в соответствии с условиями CC-BY Creative Commons Attribution 4.0 Международная лицензия ( 82 ). Авторское право 2020, Macmillan Publishers Limited. (C) Взято из ( 30 ). © Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки. Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC), http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/. (D) Адаптировано с разрешения ( 84 ). Авторское право Американского химического общества, 2018 г., https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02425. Дальнейшие разрешения, связанные с отрывком материала, следует направлять в Американское химическое общество. (E и F) Адаптировано с разрешения ( 87 ) и ( 43 ). Copyright 2018 и 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.

В представленной системе слоев Al / Li _x WO ₃ / Al довольно широкополосное плазмонное поглощение было одним из ограничивающих факторов, затрудняющих тонкую плазмонную реакцию. цветовой тюнинг. Решением этой проблемы являются полости FP с узкими резонансами.Недавно асимметричные нанополости FP были использованы для демонстрации богатой и тонкой структурной настройки цвета в геометрии отражения ( 82 ). Эти нанополости были изготовлены путем последовательного распыления однородных слоев вольфрама и аморфного оксида вольфрама на подложках из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Процесс изготовления был довольно простым, поскольку не требовал наноструктурирования и был совместим с существующими стандартными процессами изготовления ЭК. Однако свет, падающий на образец, отражался назад и вперед на границах раздела WO ₃ , усиливая или подавляя отраженный свет на определенных длинах волн в зависимости от толщины слоя WO ₃ .В результате могли быть получены модуляции отражательной способности до 50% и различные структурные цвета, которые оставались почти неизменными при наклонных углах падения от 0 ° до 40 °. Путем вставки ионов Li, обеспеченных внешним резервуаром, в слой WO ₃ , его показатель преломления непрерывно изменялся, например, с 2,15 до 1,61 на длине волны 600 нм. Поскольку резонанс полости был напрямую связан с показателем преломления WO ₃ в этой конфигурации, резонанс FP можно было постепенно смещать более чем на 240 нм, что приводило к широкой цветовой модуляции от красного (0.От 5 В) до зеленого (-0,8 В) для пленки WO ₃ толщиной 163 нм. Сдвиг был обратимым, если Li извлекался из WO ₃ при приложении соответствующих напряжений. Реверсивное переключение имело высокую эффективность окрашивания и показало хорошую циклическую стабильность более 1000 циклов. Подобно другим подходам к окрашиванию, основанным на неорганических материалах EC, время переключения между устойчивым обесцвечиванием и состоянием цвета было порядка нескольких секунд, что требует дальнейшего улучшения с точки зрения устройств отображения.Авторы дополнительно улучшили насыщенность цвета, добавив металлический слой поверх активного слоя WO ₃ (см. Рис. 6B). В качестве демонстрации цветные изображения бабочек были подготовлены фотолитографией на гибких подложках и переключены между различными цветовыми состояниями. Очевидно, что можно достичь богатой цветовой настройки с широкой цветовой гаммой.

Ву и др. . ( 30 ) представил совместимую с CMOS (дополнительный металл-оксидный полупроводник) метод для изменения абсорбционных свойств функциональных диэлектрических метаповерхностей TiO ₂ для динамической генерации цвета.В отличие от стратегий переключения, основанных на WO ₃ , окисление и восстановление были реализованы путем имплантации ионов H ⁺ и ионов O ^— в травитель с индуктивно связанной плазмой, соответственно. Благодаря такому подходу сложность изготовления может быть уменьшена, поскольку не требуется дополнительных резервуаров с ионами. Хотя метаповерхности TiO ₂ и диэлектрические метаповерхности в целом не являются плазмонными, они обладают большим потенциалом для генерации структурного цвета ( 13 ).Помимо этого, метаповерхности TiO ₂ также применялись в оптических устройствах, работающих в видимом диапазоне, например, метаповерхности с эффективностью выше 70%, голограммы на основе метаповерхностей и линзы с коррекцией хроматизма, и это лишь некоторые из них ( 83 ). Оптические свойства TiO ₂ идеально подходят для этих оптических устройств, а также для обратимой генерации цвета. Его показатель преломления достаточно высок, чтобы поддерживать резонансы Ми, а его поглощение можно плавно регулировать от прозрачного до черного, контролируя время имплантации ионов.В отличие от окрашивания на основе WO ₃ , где плазмонный цвет динамически регулировался изменениями показателя преломления, подход, основанный на TiO ₂ , использовал только коэффициент собственного поглощения. Это похоже на ранее обсуждавшееся динамическое окрашивание на основе Mg, когда собственные оптические свойства металлического Mg модулировались при гидрировании ( 14 , 27 — 29 ). Однако с помощью электронно-лучевой литографии и испарения авторы создали метаповерхность TiO ₂ , состоящую из периодически расположенных наноблоков TiO ₂ ( 30 ).Связь между резонансами Ми и отражением периодической решетки приводит к сильному отражению (до 70%) и узкой полной ширине на полувысоте (FWHM) только 20 нм (см. Рис. 6C). В результате яркие цвета, покрывающие весь спектральный диапазон, были получены путем настройки периодичности и размера частиц в процессе изготовления. Через 4 мин имплантации метаповерхности TiO ₂ были преобразованы в поглощающие (черные) TiO ₂ , и пиковая отражательная способность снизилась до менее 10%, что привело к коричневатому цвету.Первоначальные цвета можно было восстановить за 5 минут ионной обработки с хорошей воспроизводимостью даже после 20 циклов. Довольно медленное время переключения требует существенных улучшений, чтобы стать конкурентоспособными с нынешними и будущими технологиями отображения. Кроме того, громоздкие приборы для плазменного травления, необходимые для переключения, затрудняют его применимость для дисплеев.

Другая основанная на метаповерхности стратегия для динамической генерации структурного цвета с даже наносекундным временем переключения была продемонстрирована с использованием перовскитных нанорешеток в качестве функциональных материалов ( 84 ).В прошлом перовскиты вызывали большой интерес из-за их диэлектрических свойств и множества применений в фотовольтаике ( 85 ). Прямозонный полупроводниковый перовскит на основе галогенида свинца метиламмония (MAPbX ₃ , с MA = CH ₃ NH ₃ ⁺ и X = Cl ^— , Br ^— , I ^— или их смеси) , например, имеет превосходные свойства фотолюминесценции (ФЛ), включая высокую квантовую эффективность и узкую полуширину.Он может излучать зеленую ФЛ или даже лазерный свет с высокой интенсивностью (собственный цвет), точно регулируемый оптическим возбуждением с помощью лазера накачки. Другие цвета, например красный или синий, можно получить, регулируя стехиометрию MAPbX ₃ или посредством анионного обмена. Кроме того, MAPbX ₃ имеет показатели преломления от 2,1 до 2,5, которые достаточно высоки, чтобы поддерживать резонансы Ми в одной наноструктуре перовскита. Расположенные в метаповерхностях, состоящих из массивов с субволновой периодичностью, эти наноструктуры перовскита вызывают сильное отражение (структурный цвет), как недавно было продемонстрировано.Используя EBL, авторы изготовили решетки из тонких пленок перовскита, как схематически показано на рис. 6D. Четкая периодичность P массива и промежутки между полосами MAPbX ₃ определили структурный цвет, который можно легко изменить, изменив геометрические параметры в процессе изготовления. При освещении только белым светом были получены отчетливые структурные цвета, предопределенные геометрией нанорешетки, например, красный для P = 382 нм и d = 110 нм.Собственные оптические потери, вызванные настроенной шириной запрещенной зоны, были незначительны, и только потери на рассеяние уменьшали цвета с высоким отражением (от 40 до 65%). Цвет собственного излучения (зеленый), обусловленный шириной запрещенной зоны перовскита, генерировался при освещении титан-сапфировым лазером. Согласно теореме смешения цветов, которая гласит, что оттенок можно легко настроить, изменяя соотношение двух цветов, различные цвета были получены путем смешивания внутренних и структурных цветов. При низкой интенсивности лазера собственное излучение при 515 нм было незначительным, и в смешанном цвете преобладала отраженная структурная окраска (красный, 625 нм).При более высоких плотностях лазерной накачки зеленый цвет становился ярче и в конечном итоге преобладал в спектре. Следовательно, соотношение внутреннего (зеленого) и структурного (красного) цвета было модулировано, что привело к появлению разных оранжевых тонов. Обратимое переключение обеспечивает сверхбыстрое время переключения порядка наносекунд, определяемое временем жизни фотолюминесценции. Такое сверхбыстрое время переключения на порядки превышает время переключения стандартных дисплеев, имеющихся в продаже. Кроме того, пространственно модулированные лазерные лучи могут позволить произвольное приведение в действие наноструктур и тем самым обеспечить улучшенный контроль цвета.Однако необходимы дополнительные исследования для реализации более широкой гаммы, например, с использованием других материалов усиления (GaN, ZnO и т. Д.) Или другой стехиометрии MAPbX ₃ . Концептуальные недостатки, такие как присущее лазеру высокое потребление энергии и ограниченная компактность, являются дополнительными проблемами, которые необходимо решить в будущих исследованиях. Несмотря на то, что они неплазмонны, оба подхода, основанные на диэлектрической метаповерхности, являются еще одним примером динамической структурной генерации цвета, которая может способствовать развитию гибридных концепций диэлектрик-металл в сочетании с плазмонными элементами.

Термохроматические материалы предлагают еще один способ динамического управления плазмонными цветами. VO ₂ , например, переходит из моноклинной фазы в рутильную при критической температуре 68 ° C ( 86 ). Фазовый переход диэлектрика в металл сопровождается существенным изменением электронных и оптических свойств. При переключении температуры с 20 ° на 80 ° C тонкий слой VO ₂ меняет свой цвет с зеленого на желтый. Интегрированные в плазмонные наноструктуры, были реализованы дополнительные цвета ( 87 ).Используя EBL и методы испарения, была изготовлена ​​структура MIM, состоящая из слоя VO ₂ под разделительным слоем SiO ₂ и периодически расположенных серебряных дисков (см. Рис. 6E). Во время взаимодействия со светом возбуждались LSPR, SPP и аномалия Вуда. В зависимости от периодичности, размера частиц и толщины разделительного слоя можно получить отчетливые отражающие цвета во всем видимом спектральном диапазоне. Когда температура была переключена с 20 ° на 80 ° C по критической температуре, VO ₂ превратился из изолятора в металл, и реальная часть диэлектрической проницаемости уменьшилась, в то время как мнимая часть увеличилась.В результате пик отражения сместился в сторону более коротких волн, а цвет изменился, например, с зеленого на желтый. Как показано на фиг. 6E, цветное изображение, составленное из пяти различных конфигураций MIM с разными расстояниями и размерами, было переключено между двумя цветами. Примечательно, что воспринимаемый цвет был смесью плазмонного цвета и собственного цвета VO ₂ . В дополнение к этим смешанным тусклым цветам, длительное время переключения, порядка нескольких часов, и высокие рабочие температуры затрудняют практическое применение.Хотя критическая температура может быть потенциально снижена путем воздействия водорода или подачи электрического тока, этот способ все еще является энергетически неэффективным и сложным для реализации в реальных устройствах отображения.

Лю и др. . ( 43 ) представили основанную на гидролизе стратегию для динамической регулировки расстояния между сильно взаимодействующими плазмонными наноструктурами и, таким образом, плазмонных цветов. В экспериментах суспензия наночастиц серебра, покрытых поли (акриловой кислотой) (ПАК), была нанесена распылением поверх слоя нитрата бора (Na ₂ B ₄ O ₇ ), находящегося на стеклянной подложке. .В присутствии воды Na ₂ B ₄ O ₇ быстро гидролизовался в ионы H ₃ BO ₃ и OH ^—. Освободившиеся ионы одновременно депротонировали карбоксильные группы ПАК, прикрепленные к наночастицам серебра. Процесс депротонирования увеличивает поверхностные заряды и одновременно электростатическое отталкивание между соседними частицами. В результате этого процесса расстояние между наночастицами увеличивалось, а их плазмонная связь ослаблялась.Типичная пленка (толщиной 200 нм), содержащая наночастицы серебра со средним диаметром 8,5 нм, демонстрирует плазмонную полосу при 526 нм и связанный с ней розовый цвет (см. Фиг. 6F). Если образец подвергался воздействию относительной влажности 80%, синий цвет LSPR сдвигался до 423 нм за 220 мс. Во время этого процесса цвет менялся от розового до красного, от красного до оранжевого и, наконец, от оранжевого до желтого. Только небольшие изменения расстояния привели к устойчиво большим синим сдвигам порядка 100 нм, демонстрируя преимущество связанных плазмонных наноструктур для динамического контроля плазмонного цвета.Когда влага была полностью удалена, окраска полностью изменилась, и исходное состояние могло быть достигнуто за 640 мс. Это относительно быстрое переключение цвета стало возможным благодаря быстрой реакции гидролиза и тонкой толщине слоя, что обеспечило короткие диффузионные длины OH ^— / H ⁺ для депротонирования и протонирования молекул PAA. Подход, основанный на гидролизе, интересен своей обратимостью, простотой масштабируемого производства и быстрым временем переключения. Однако влажность ограничивает его применение дисплеями, работающими в реальной атмосфере с переменной влажностью.Здесь требуются дополнительные исследовательские усилия, например, в отношении инкапсуляции устройства или внешних раздражителей, кроме влаги.

Таким образом, для создания динамического структурного цвета было реализовано большое количество разнообразных функциональных материалов и конструкций наноструктур. В частности, сочетание плазмонного окрашивания с другими стратегиями структурного окрашивания, такими как диэлектрические метаповерхности или полости FP, может привести к динамическим концепциям. Однако большинство задуманных стратегий все еще находятся в зачаточном состоянии.Необходимы дополнительные исследования, чтобы оптимизировать существующие конструкции, охарактеризовать характеристики и изучить возможности динамического создания структурных цветов.

Благодарности: Финансирование: Авторы выражают благодарность Европейскому исследовательскому совету (Dynamic Nano) за финансирование. Вклад авторов: Н.Л. курировал проект. F.N., X.D. и N.L. написал рукопись. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: В документе представлены все данные, необходимые для оценки выводов, сделанных в статье. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.

3) Освещение, Clarkvision.com

3) Освещение, Clarkvision.com

Освещение, композиция и объект
Освещение, часть 3: Угол света: основные сведения о фазовом угле

Роджер Н. Кларк

Направление и качество света на объекте являются наиболее важные ключи к влиянию изображения.Свет и тень делают акцент, форма и текстура. В ракурсе есть важные тонкости. свет, который можно понять, узнав о фазовом угле, угле падения, и угол выброса. В этой статье описаны основы угла освещения.

Освещение, композиция и сюжет Серия:

---

Все изображения, текст и данные на этом сайте защищены авторским правом.
Их нельзя использовать без письменного разрешения Роджера Н.Кларк.
Все права защищены.

Если вы найдете информацию на этом сайте полезной, пожалуйста, поддержите Clarkvision и сделайте пожертвование (ссылка ниже).

---

---

Введение

Направление света

Направление света на объект важно, например прямой солнечный свет обычно дает резкий свет с глубокие тени в глазах и плоская внешность на топографии (исключением является то, что в некоторых каньонах лучше всего освещается, когда солнце высокая).

Угол от источника света (например, солнца) до объекта, а затем до камера называется фазовый угол (Рисунки 1a, 1b, 1c, 2a, и 2б). Угол падения источника света (например, солнца) на предмете вместе с фазовым углом задает затенение, которое мы видим предмет. Но это затенение происходит во всех масштабах, от огромных гор, к крохотным теням, отбрасываемым перьями на птицу. Более крупномасштабное затенение важно для отображения формы. Затенение меньшего масштаба важно для отображения текстуры.

Фазовый угол Угол от источника света к камеры глазами испытуемого .

• 0 градусов: Переднее освещение. Никаких теней. Пример: солнце находится за вашей спиной (рис. 1а).
• 45 градусов: Переднее освещение с небольшими тенями.
• 90 градусов: боковое освещение. Пример: солнце находится слева или справа от вас (рис. 1b).
• 135 градусов: Боковое и заднее освещение, проходящий свет от такие предметы, как листья.
• 180 градусов: заднее освещение, проходящий и дифрагированный свет свет; может быть очень ярким, как с облаками. Пример: солнце светит прямо в камеру (рис. 1c).

В то время как переднее, заднее и боковое освещение — традиционные концепции, которые фотографы учитываются тонкости фазового угла между указанными выше значениями. критично для воздействия на изображение. Сначала я представлю несколько традиционных изображений фронта, боковой и задний свет, а затем обсудите важность фазовых углов между эти углы.

Передний свет. Переднее освещение возвращает больше всего света от объекта. Солнце находится позади зрителя, но на объекте мало теней, если они вообще есть. По мере того, как фазовый угол становится низким. объект выглядит плоским и контрастирует только это из-за уровней отражения и цвета. Контраст может быть 100: 1 и ниже. При очень малых фазовых углах цвет уменьшается (технически это связано с процессом, называемым когерентным обратное рассеяние и скрытие тени; примеры будут показаны ниже). Изображение льва на рис. 1а является примером сцены с фронтальным освещением при слабом освещении. угол фазы.Подобные сцены с низкой фазой проще всего измерить измерителем камеры. установите правильную экспозицию.

Рисунок 1а. Лев в Танзании. солнце было почти прямо у меня за спиной, чуть выше моего правого плеча. Фазовый угол около 10 градусов. Там есть только небольшое затенение на левой стороне львиной морды. Сцена выглядит в основном плоской.

Габаритный свет. При боковом освещении источник света (например, солнце) не попадает на ваш право или лево.Фазовый угол составляет примерно 90 градусов. Преимущество боковой свет — это то, что для областей на объекте, где свет падает на поверхность, текстура улучшена (рис. 1b). Недостатком бокового света является то, что тени могут быть очень темным с контрастностью 1000: 1 и даже 10 000: 1 и выше. Если вы хотите запечатлеть детали в тенях, Как и в самых ярких частях сцены, замер и экспозиция могут быть затруднены. Иногда камере не хватает динамического диапазона для сцены.Некоторые фотографы смягчают этот контраст, используя заполняющую вспышку.

Рисунок 1б. Боковой дикий слон в Танзании. Боковое освещение усиливает невероятная текстура кожи слона, но только там, где поздно полуденное солнце скользит по поверхности. Фазовый угол составляет примерно 80 градусов. Левая часть морды слона находится в тени, но тень была заполнена в свете, отраженном от кустов слева (вне сцены).

Подсветка. Задний свет помещает объект между зрителем и источником света (солнцем). Это включает силуэты, как на рисунке 1c, где солнце находится в кадре, и другие случаи, когда солнце просто не в кадре. Контрастность и динамический диапазон очень высокая. Если солнце находится в кадре, контраст может превышать 1000000: 1. Сцены с подсветкой может создавать потрясающие изображения, но экспозиция затруднена, и в камерах много световых метров. не дают оптимальной экспозиции.

Рисунок 1б. Рыжий орел на восходе солнца в Серенгети, Танзания.Сцена динамическая Диапазон слишком велик для того, чтобы камера могла запечатлеть детали как орла, так и солнца. Фазовый угол составляет 180 градусов в центре Солнца и около 178,5 градусов в центре. голова орла.

Фазовый угол непрерывен от нуля градусов (передний свет) до 180 градусов, задний свет (рисунки 2а и 2б). Часто это фаза от нуля до 90 градусов, или между фазой от 90 до 180 градусов, когда изображения имеют большое влияние. Ниже и в следующих частях этой серии я рассмотрю эти другие углы и покажите, каких углов следует избегать в определенных условиях.

Рисунок 2a . Угол фазы. На этой диаграмме объект, за которым вы наблюдаете, находится в центре, а вы находятся на круге в разных местах по кругу. Свет освещает объект одинаково, но вы видите разные пропорции освещенные и затемненные части объекта при перемещении по кругу с угол «р», фазовый угол. Фазовые углы варьируются от нуля до 180 градусов. При низких фазовых углах источник света (например, солнце) находится за вашей спиной в виде вы фотографируете свой объект.Фазовые углы, приближающиеся к 180 градусам, означают вы фотографируете в направлении источника света.

Наблюдайте за фазами луны (рис. 2b). Когда Луна полная, угол между солнцем и камерой, если смотреть со стороны объекта (луны) очень низкий. Другими словами, солнце находится позади вас, когда вы смотрите на полная Луна, когда Луна приближается к горизонту. В этом случае вы видите нет теней, следовательно, нет форм рельефа. В первой и последней четверти (лунный диск наполовину освещен), рядом с линией восхода / захода солнца видны красивые тени и кратеры хорошо обозначены.Это фазовый угол 90 градусов и линия восхода / захода солнца угол падения солнца низкий (как на шкура слона на рисунке 1b). То же самое и с другими предметами: лица показывают глубокие тени (будь то люди или животные) с фазой 90 градусов угол, который может быть нежелательным. Глубокие тени могут быть тем, что вы желаете для пейзажной сцены, где вы хотите показать топографию труднопроходимой гора. Фронтальное освещение часто требуется для фотосъемки дикой природы, так как он часто показывает цвета и тонкую структуру меха / перьев.Но есть всегда исключения.

Рисунок 2b . Фазовые углы Луны. Фазовые углы Луны, если смотреть со стороны Земной диапазон от почти нуля (

Почему важен фазовый угол?

Фотографы давно знают о переднем, боковом и заднем свете, так зачем нам знать фазовый угол? Есть несколько факторов что передний, боковой и задний свет замалчиваются. Например, изучите поле травы на Рисунке 3. Обратите внимание на изменения цвета и воспринимаемые структура около нулевого фазового угла и более высоких фазовых углов.

Рис. 3. Травяной Серенгети, показывающий изменения яркости и цвета. как функция фазового угла. На нулевом градусе — тень моей головы. В районе нулевой фазы травяное поле ярче, цвет ниже и нет видимых теней. По мере увеличения фазового угла насыщенность цвета увеличивается, видны мелкие тени и больше контраста между травинками.

Между изображениями на рисунках 1a, 1b, 2b и 3 есть много общего. Лев на Рисунке 1a, полная Луна на Рисунке 2b и область нулевой фазы на На рис. 3 показан плоский объект без значительного контраста в тонкой структуре.Теперь сравните слона на Рисунке 1b, боковую освещенную Луну на Рисунке 2B и Фазовая зона от 30 до 40 градусов на траве на Рисунке 3. Имеется значительный тонкая структура (шкура слона, маленькие кратеры на Луне, тени в траве).

Характеристики фазового угла материалов, будь то камни и почва, растительность, мех или кожа животных или перья птиц показывают, что есть последствия для создания впечатляющих изображений. Эти последствия включают время и положение солнца (или других источников света), объекта, и где фотограф позиционирует себя.Генерал последствия включают следующее.

• Избегайте слишком низкого фазового угла. Низкие фазовые углы имеют меньшую цвет и изображения выглядят менее резкими, потому что небольшие тени, придающие изображениям текстуру (микротенение). Низкие фазовые углы уменьшаются Макро-затенение, придающее форме трехмерные предметы
• Для объектов, освещенных спереди, поместите солнце как минимум на одно плечо. 10 градусов. Не направляйте тень на объект, по крайней мере когда солнце садится.
• Контрастность увеличивается с увеличением фазового угла, сложный динамический диапазон большинства камер. Но результаты могут быть впечатляющими, улучшая форму и текстуры.
• Насыщенность цвета увеличивается с увеличением фазового угла для большинства объектов, и значительно до 10-20 градусов.

В части 4 я опишу расширенные концепции фазового угла и представлю положительный и отрицательный фазовый угол, который имеет дополнительные последствия для микротенение и текстура в изображениях.Я также покажу эффекты различные фазовые углы на изображениях птиц.

---

Если вы найдете информацию на этом сайте полезной, пожалуйста, поддержите Clarkvision и сделайте пожертвование (ссылка ниже).

---

Освещение, композиция и сюжет Серия:

---

http://www.clarkvision.com/articles/lighting.part3

Первая публикация 5 мая 2009 г.
Последнее обновление 1 ноября 2014 г.

Как играть в Phase 10

Фаза 10 — это карточная игра, разработанная создателями UNO и похожая на популярную карточную игру рамми, но вместо того, чтобы набирать очки, игроки должны выполнить цели или «фазы», ​​чтобы выиграть игру.Первый игрок, который завершит все 10 фаз, становится победителем.

10 фаз игры

У фазы есть одна или несколько целей, которые включают в себя сбор определенного количества карт в наборе, серии или цвета. Как только игрок достигает фазы в руке, он может нацелиться на следующую фазу в своей следующей руке. Игроки могут пройти только одну фазу за руку.

• Набор — это две или более карт с одинаковым номером, даже если карты одного цвета.
• Прогон — это серия пронумерованных карт, которые расположены по порядку, например 2, 3, 4, 5 или 7, 8, 9.
• Цвет — это две или более карты в одной цветовой группе, например, все желтые карты или все красные карты. Определенное число можно сыграть несколько раз, если оно одного цвета, поэтому две желтые семерки считаются двумя желтыми карточками.

Фазы игры должны проходить по порядку. Если игрок не достигает фазы в руке, он должен повторить эту фазу в следующей руке. Десять фаз:

1. 2 комплекта по 3
2. 1 комплект из 3 и 1 серия из 4 шт.
3. 1 комплект из 4 шт. И 1 комплект из 4 шт.
4. 1 пробег из 7
5. 1 пробег из 8
6. 1 проба из 9
7. 2 комплекта по 4
8. 7 карточек одного цвета
9. 1 набор из 5 и 1 набор из 2
10. 1 набор из 5 и 1 набор из 3

Как настроить игру Phase 10

Первая задача — решить, кто станет дилером.Официальных правил для определения дилера нет, но общие правила дома включают вытягивание карт, когда игрок со старшей картой становится дилером или позволяет самому молодому игроку за столом делать первый ход, что означает, что игрок справа от него будет дилер.

Дилер раздает каждому игроку по 10 закрытых карт. После того, как у всех игроков есть по 10 карт, дилер кладет одну карту лицом вверх. Эта карта становится первой в стопке сброса. Остальные карты кладутся рубашкой вверх рядом со стопкой сброса.Эти карты представляют собой стопку «ничья».

Как играть в Phase 10

• Игра начинается с игрока слева от дилера и продолжается по часовой стрелке, пока игрок не сбросит свою последнюю карту.
• Игрок может выбрать: (1) взять верхнюю карту из стопки сброса или (2) взять карту из колоды.
• Игрок, собравший все карты, необходимые для завершения всей фазы, может сложить фазу в свой ход. Вся фаза должна быть сыграна сразу, поэтому, если игрок находится на первой фазе, он должен сыграть 2 набора по 3 карты одновременно.Игроки не могут отложить частичную фазу.
• Когда игрок устанавливает свою фазу, он также может «играть» на этой фазе. Они не могут играть в фазе, установленной другим игроком в том же ходу, в котором они сыграли свою фазу.
• Игра в фазе означает розыгрыш карты, действующей в этой фазе. В наборе карт это означает играть картой того же номера, что и набор. Для серий упорядоченных номеров это означает розыгрыш карты, значение которой либо на единицу ниже наименьшего числа в пробеге, либо на единицу больше, чем карта с наибольшим номером.Карту также можно сыграть на цветном наборе, если она одного цвета.
• После того, как игрок определил свою фазу, он может играть на фазах, выполненных другими игроками в последующих ходах.
• Игрок всегда должен заканчивать свой ход, кладя карту из своей руки лицевой стороной вверх на верх стопки сброса. Если это последняя карта в руке, раунд окончен.

Особые карты

• Подстановочная карта
  В стандартных правилах Фазы 10 можно сыграть подстановочную карту как любую карту, чтобы помочь завершить фазу.Однако в фазе должна быть сыграна по крайней мере одна «естественная» карта, то есть не подстановочная карта. На одной фазе можно сыграть несколькими дикими картами, если есть естественная карта. Дикие карты также можно играть на существующих фазах, и, поскольку они могут быть любыми, от них, как правило, легко избавиться таким способом. Подстановочный знак нельзя «заменить» картой, которую он представляет. После розыгрыша дикая карта остается сыгранной.
• Карта пропуска
  Когда карта пропуска сбрасывается, следующий игрок пропускает свой ход, и игра продолжается для человека слева от этого игрока.Карту пропуска не нужно разыгрывать немедленно, ее можно держать в течение более стратегического времени. Если карта пропуска является первой картой, сдаваемой лицом вверх в стопке сброса, игрок, у которого был бы первый ход, пропускается, и следующий игрок играет свой ход.

После раунда …

Когда игрок сбрасывает свою последнюю карту, раунд заканчивается. Если ни один из игроков не завершил этап 10, раунд подсчитывается, а затем карты тасуются и раздаются, чтобы начать новый раунд.

Победитель раунда получает ноль очков.Каждый второй игрок получает счет на основе карт, оставшихся у них в руке. Карта с номерами от 1 до 9 засчитывается для 5 очков, карты с номерами от 10 до 12 засчитываются за 10 очков, карта с пропуском засчитывается за 15 очков, а подстановочная карта за с 25 очков.

Все игроки, завершившие фазу раунда, переходят в следующую фазу. Игроки, которые не завершили фазу, должны повторить эту фазу в новом раунде.

Фаза победы 10

Игрок побеждает, когда он завершает фазу 10, и у игрока заканчиваются карты, сбрасывая последнюю карту в руке.Игрок не выигрывает «сразу» после завершения фазы 10 и может играть в обычном режиме до конца раунда.

Если два или более игроков завершают этап 10 в одном и том же раунде, побеждает игрок с наименьшим количеством очков.

Если два или более игроков завершили этап 10 и набрали одинаковое количество очков, разыгрывается тай-брейк. В раунде тай-брейка используется цель фазы 10 из одной партии из 5 и одной партии из трех. Игрок, первым выложивший эту фазу, сразу же побеждает на тай-брейке.

Варианты фазы 10

Поскольку вам гарантировано как минимум 10 раундов, а часто и больше, игра в Фазу 10 может занять некоторое время. Предлагается несколько вариантов, которые могут помочь, если вам не хватит времени.

• Все игроки переходят в фазу каждый раунд, и победитель определяется игроком с наименьшим количеством очков, а не игроком, завершившим фазу 10.
• Сыграйте в фазу 5 или 8 вместо фазы 10. Вместо того, чтобы играть все 10 фаз, решите, сколько фаз нужно сыграть, и завершите игру на этом этапе.
• Играть только фазы с четными или нечетными номерами.
• Стиль «выберите фазу». Вместо того, чтобы завершать фазы по порядку, игроки могут завершить любую фазу в любом раунде, но они могут завершить фазу только один раз. Побеждает тот игрок, который первым завершит все 10 фаз.