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家庭用電都是交流電,爲何會有零線和火(huǒ)線的區别?

來源:公司資(zī)訊 | 2021.08.19

交流電是世界上運用最普遍的一(yī)種電流方式,交流電是指電流方向随時間作周期性變化的電流。

直流電我(wǒ)們也很熟習,直流電的電流在活動過程中(zhōng)電流方向不會發作變化,并且我(wǒ)們知(zhī)道,電流是從正極流向負極,假定我(wǒ)們用這個方式來理解交流電的話(huà),就相當于交流電的正負極在不停的變化,假定交流電的頻(pín)率是50HZ的話(huà),按照這個邏輯,那麽正負極就會在一(yī)秒鍾内變化100次,但這樣理解又(yòu)會存在一(yī)個問題,就是既然兩根線不停地轉變電壓,那麽兩根線的性質應該是一(yī)樣的呀,卻爲什麽又(yòu)分(fēn)零線和前線,并且我(wǒ)們觸摸前線會觸電,觸摸零線卻不會觸電呢?那麽我(wǒ)們就來捋一(yī)捋家用交流電中(zhōng)零線和前線的關系。

我(wǒ)們先從交流發電機講起,發電機主要是由磁體(tǐ)和線圈組成,初中(zhōng)我(wǒ)們就學過,當線圈切割磁感線時就能夠産生(shēng)感應電動勢,也就是有了電壓,當我(wǒ)們接通電路時,就有了電流。

不過連續轉動線圈有一(yī)個問題,就是線圈是要外(wài)接電路的,因此轉動線圈這個操作不太便當,我(wǒ)們知(zhī)道,運動是相對的,所以我(wǒ)們可以讓線圈靜止,讓磁體(tǐ)來運動,磁體(tǐ)在外(wài)力的作用下(xià)不停轉動從而發電,下(xià)面這個圖就是最簡單的模型。關于這種單套線圈産生(shēng)的交流電來說,的确沒有前線和零線之分(fēn),這兩根線性質完好一(yī)樣,假定我(wǒ)們用手觸摸到任何一(yī)條線都會觸電。

但這種方式發電沒有完好應用好磁鐵動力,由于隻需當磁體(tǐ)轉到豎直方向部分(fēn)區域時,才會構成一(yī)定的電流,在其它角度,沒有很好應用到磁鐵的動力,那麽這個時分(fēn)就需求改造一(yī)下(xià)發電機,就是多繞幾組線圈,也就是我(wǒ)們往常所運用的三相發電機,應用三組線圈發電,每一(yī)組線圈相差120°。模型就類似于下(xià)面這個圖。

經過這種接法,就可以完成三個線圈同時發電,并且由于這些線圈的相位差爲120°,因此各組線圈産生(shēng)的電壓的相位差也是120°。你會發現假定運用三組線圈就要接出6根電線,關于遠距離(lí)輸電來說,将會大(dà)大(dà)增加線纜的運用量,本錢高昂,那麽有什麽方式可以改動這種狀況呢?那就是換一(yī)種線圈的接法,我(wǒ)們依舊(jiù)堅持線圈的位置不動,将線圈的一(yī)端作爲公共接點,并中(zhōng)止接地,我(wǒ)們把這根公共的線稱爲中(zhōng)性線,而發電處的大(dà)地與我(wǒ)們所處的大(dà)地是相連的,因此直接輸出三根線就可以了,用戶這一(yī)端的零線理論上就是接入大(dà)地的一(yī)根線(這是零線不觸電的主要緣由)。

也就是說,一(yī)個發電機可以輸出三套供電系統,每一(yī)個系統供應不同的用戶,并且這三組電路的用電功率經過電網的分(fēn)配基本堅持在平衡狀态。所以,按照這個标準,我(wǒ)們可以計算一(yī)下(xià)我(wǒ)們三組電路的總電流是幾。

假定三組線路中(zhōng)功率一(yī)樣,我(wǒ)們可以将三組電路等效于接入了三個一(yī)樣的電阻,所以各線路中(zhōng)電流的關系與電壓的關系一(yī)樣(根據歐姆定律),按照這個方式計算(需求運用三角函數計算)我(wǒ)們會得到接地線的電流爲零,所以理論上電流是在三根前線(發電機接出的四根線中(zhōng),一(yī)條爲中(zhōng)性線接地,三條爲前線)上循環。而零線也就是接地線上基本無電流。所以,這就是前線與零線的差别,理論上零線就是一(yī)根接地線,并且在三個供電線路功率基本分(fēn)歧的情況下(xià),零線的公共端是沒有電流的。

所以家用交流電理論上是三相交流電,電流基本是在三根前線之間流通,而并不是我(wǒ)們簡單想象的單相交流電,假定是那種的話(huà),的确是沒有零線和前線的區别。

最後總結一(yī)下(xià),首先零線是接地線,所以零點的電勢理論上爲零(由于大(dà)地的電勢爲零)所以當我(wǒ)們觸摸零線時,零線與大(dà)地是沒有電勢差的,所以不會觸電,另方面,由于三個供電系統之間電流是相互調和的,所以零線的總端口也就基本不會存在電流,這就是零線與前線的根本區别。

 

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