Почему некоторые розетки и вилки переменного тока поляризованы?

23

Это покажет мою наивность, когда дело доходит до переменного тока ... но почему некоторые вилки и розетки на розетках переменного тока поляризованы (один штырь выше другого)?

( Смотрите этот вопрос на DIY .) ( Или этот. )

Я думаю, что если ток чередуется , то горячие и нейтральные эффективно меняют роли каждые 60 секунд. (50, если ты в Европе!)

Кажется, я не могу понять, почему какое-либо устройство должно заботиться о том, какая линия горячая или нейтральная, поскольку ток, поступающий в устройство, может поступать с любой стороны. Разве самым безопасным вариантом для включения / выключения не будет отключение обеих сторон?

Иными словами, если я подключаю к устройству только нейтраль, почему он не заземляется так же, как горячая линия?

JYelton
источник
2
Что касается безопасности дизайна продукта, эта статья на allaboutcircuits.com содержит полезную информацию о поляризованных штекерах.
Джелтон

Ответы:

11

Это все связано с тем, как мощность преобразуется из высокого напряжения в нормальное сетевое напряжение.

Мощность передается по всей стране в 3 этапа. Существует два типа трехфазного электричества - звезда и дельта. Delta использует 3 кабеля, и их мощность распределяется между ними на 120 градусов по фазе. Когда дело доходит до вашей локальной подстанции, питание подается через трансформатор, который переключает его на «звезду» 3-фазную. В этом расположении есть 3 провода под напряжением (или горячие) и 1 нейтраль. 3 катушки трансформатора соединены вместе в этом нейтральном соединении и, по отношению к другим трем линиям, имеют нулевую мощность. Это нейтрально. Очень часто это также связано с землей в этой точке.

Star:

введите описание изображения здесь

Дельта:

введите описание изображения здесь

Что касается штепсельных вилок, если питание подается на трансформатор внутри для снижения напряжения, то соединения действительно не имеют значения, в каком направлении они идут.

В некоторых системах используются переключатели и плавкие предохранители и т. П. Во входной мощности, и это лучше всего обрабатывается подключением под напряжением, а не нейтралью, поэтому поляризованная вилка помогает обеспечить это. Есть также вопросы заземления, которые необходимо принять во внимание.

Majenko
источник
3
+1 для некоторых отличных диаграмм. Однако я все еще чувствую, что вопрос остается без ответа. Если я правильно понимаю, при питании от сети для данной настенной розетки горячая - это одна из трех фаз, а нейтральная - нейтральная. Если нейтраль связана с землей, то почему нейтраль и земля отделены?
Джелтон
10
Земля - ​​это локальное соединение, нейтраль - это удаленное соединение. Целью нейтрали является завершение цепи к подстанции. Целью заземления является (помимо прочего) протекание большого тока в случае неисправности, вызывающей срабатывание устройства перегрузки по току (предохранитель). Земля подключена локально прямо за пределами вашего дома (иногда она также имеет ссылку на подстанцию, известную как «PME»).
Majenko
@Matt спасибо за это! Это помогает сделать цель нейтрального против земли намного более ясной.
Джелтон
4
Заземление должно быть «безопасным» в том смысле, что оно никогда не должно пропускать ток, если только нет неисправности. Если переменный ток когда-либо направляется на землю, то должен быть достаточный ток, потребляемый для быстрой активации защитного устройства (предохранитель, размыкатель и т. Д.) И обеспечения безопасности цепи.
Адам Лоуренс
1
Vr=Vp×sin(ωt),Vy=Vp×sin(ωt2π/3),Vb=Vp×sin(ωt4π/3)Vr+Vy+Vb
24

Я думаю, что если ток чередуется, то горячие и нейтральные эффективно меняют роли каждые 60 секунд.

Эти токи через оба контакта равны и противоположны, но напряжение на каждом выводе нет. Нейтраль всегда примерно равна 0 В относительно Земли. Горячее чередование положительного и отрицательного.

эндолиты
источник
8

Нейтральная линия и линия заземления связаны между собой в центре нагрузки, и обе они связаны с большим медным кольцом в земле. Единственная разница состоит в том, что нейтральная линия предназначена для протекания тока через нее, а линия заземления не должна протекать через нее.

Если прерывание нейтральной линии током, протекающим через нее, может подвергнуть вас высокому напряжению, на нормально функционирующей нейтральной линии между проводом и землей практически нет потенциала, поэтому вы не можете быть шокированы.

Исследование GFIC (Ground Fault Обрыв цепи) розетки , чтобы узнать о том , как было применено это свойство.

Кевин Вермеер
источник
3
в конце длительного пробега с большой токовой нагрузкой вы можете увидеть повышение нейтрали на 2 или 3 вольт над землей.
JustJeff
2
И в старых (плохих) кабелях
Йохан
1
@JustJeff ... по крайней мере в Великобритании, нейтраль может легко быть 50V от местной земли.
Мартин Боннер поддерживает Монику
4

Зачем устройству заботиться о том, что нейтрально, а что заземлено? как уже упоминалось выше (если нет нейтральной неисправности), вы не можете получить удар от нейтральной - когда вы делаете физическое проектирование устройства, вы должны поместить выключатель где-нибудь, и что бы ни переключалось где-то - если вы ставите горячий ( активная сторона на другой стороне коммутатора и остальная часть цепи (плавкие предохранители, трансформаторы и т. д.) на нейтральной стороне коммутатора, тогда, когда что-то выключено, есть меньше вещей, которые могут вас шокировать, когда устройство выключено - представьте себе кто-то тупо меняет предохранитель, не отключая его, или пластмассовый корпус дешевого пылесоса повреждается, когда ребенок падает на него

Taniwha
источник
Именно поэтому правильное подключение розеток важно - степень безопасности, обеспечиваемая нейтральной линией, находящейся близко к земле, нарушается, когда на ее месте проложена горячая проводка.
Toybuilder
2
С точки зрения безопасности, предохранитель даже важнее выключателя. Если, например, у нагревателя возникает короткое замыкание между частью его резистивного элемента и чем-то, что надежно заземлено, ток через этот путь может значительно превысить нагрузку, для которой предназначен шнур питания. Если бы устройство имело двухполюсный автоматический выключатель или двухполюсный предохранитель (пара предохранителей с механизмом, который, если любой из них сработал, оба отключились бы), не было бы важно, какая сторона была горячей, но обычно устройства включали только максимальный ток. защита с одной стороны. Заметьте, кстати, что ...
суперкат
3
... наличие независимых предохранителей на обоих проводах, как правило, более опасно, чем просто перегрев провода. Например, если нагреватель с нейтральным проводом, закороченным на корпусе, был подключен к заземленной розетке с обратной и горячей нейтралью, то это приведет к срабатыванию предохранителя на нейтральном проводе. Если он подключен к правильно подключенной розетке, он будет работать нормально, но вся мощность, поступающая в нагреватель, будет течь через заземляющий провод . Хотя заземляющие провода в настоящее время должны иметь размеры, чтобы они не перегревались при таком использовании, ситуация все еще очень опасна.
суперкат
3

Пока в приборе нет неисправностей, поляризация не имеет практического значения. Однако, если есть неисправность, поляризация помогает уменьшить вероятность шоков или пожаров. Типичное устройство получает электричество по двум проводам: «горячему» и «нейтральному»: один подключается непосредственно к рабочим частям устройства, другой проходит через выключатель устройства. Прибор не заботится, какой. Но люди, использующие прибор, заботятся: поляризация гарантирует, что это «горячий» провод, который проходит через выключатель прибора, так что, пока выключатель выключен, электричество даже не поступает на рабочие части прибора. Например, если лампа правильно подключена с помощью поляризованного штекера к поляризованной розетке и выключена, вы можете вставить палец в патрон лампы без удара током.

Дэвид Джонсон
источник
1

Если у устройства есть средство отключения питания (с помощью ручного выключателя, предохранителя или автоматического защитного устройства), оставление нейтрального провода, подключенного при отключенном горячем, будет более безопасным, чем отключение нейтрали при подключенном горячем. Следовательно, для обеспечения невозможности отсоединения нейтрального провода без одновременного отсоединения горячего провода требуется много устройств. Хотя это можно было бы сделать с помощью оборудования с блокировкой, которое отключает оба провода, независимо от того, является ли оно горячим или нейтральным, обычно проще и дешевле потребовать, чтобы конкретный провод был горячим, и просто отсоединить его.

Supercat
источник
0

Ну, насколько я прочитал, потому что безопасность. Для EX. нижний контакт лампочки горячий, а корпус винта нейтральный, поэтому, чтобы быть в шоке, нужно дотронуться до дна, пока во время отвинчивания вы можете безопасно дотронуться до нити. Некоторое время я думал, потому что вращение двигателей в некоторых устройствах важно, но опять же 50% граждан потеют, а 50% охлаждаются вентилятором, что невозможно ...

Боян Симонович
источник
Это не отвечает на вопрос (поляризация сокетов), а также не добавляет информацию к существующим ответам.
Джелтон
Это так, и я не знаю, как вы пришли к выводу, что это не так ...
Боян Симонович
-3

Если устройство имеет неисправность, и горячий провод изношен и коснулся внешней стороны корпуса, и вы подходите к луже воды на полу в своей умирающей сушилке для белья и касаетесь корпуса, вы становитесь гигантской лампочкой и зажечь ночное небо. Если линия заземления привязана к корпусу / раме указанной сушилки для белья, когда потертый провод касается корпуса, сильный ток пытается зажечь сушилку, и вы отключаете автоматический выключатель / предохранитель. У тебя не перегорела лампочка. Чтобы конкретно ответить на вопрос, переключатель включения / выключения, когда горячий провод входит в корпус, переключается в положение выключения, в корпусе нет напряжения A / C за пределами этой точки, это безопаснее. Для мелких вещей без переключателя полярность не имеет большого значения.

SimplyT
источник
Нейтральная ≠ Защитная Земля
Ричард Космическая Кошка