交流電是世界上使用最廣泛的一種電流形式,交流電是指電流方向隨時間作周期性變化的電流。
直流電我們也很熟悉,直流電的電流在流動過程中電流方向不會發生變化,并且我們知道,電流是從正極流向負極,如果我們用這個形式來理解交流電的話,就相當于交流電的正負極在不停的變化,如果交流電的頻率是50HZ的話,按照這個邏輯,那么正負極就會在一秒鐘內變化100次,但這樣理解又會存在一個問題,就是既然兩根線不停地轉變電壓,那么兩根線的性質應該是一樣的呀,卻為什么又分零線和火線,并且我們觸摸火線會觸電,觸摸零線卻不會觸電呢?那么我們就來捋一捋家用交流電中零線和火線的關系。
我們先從交流發電機講起,發電機主要是由磁體和線圈組成,國中我們就學過,當線圈切割磁感線時就能夠產生感應電動勢,也就是有了電壓,當我們接通電路時,就有了電流。
不過連續轉動線圈有一個問題,就是線圈是要外接電路的,因此轉動線圈這個操作不太方便,我們知道,運動是相對的,所以我們可以讓線圈靜止,讓磁體來運動,磁體在外力的作用下不停轉動從而發電,下面這個圖就是最簡單的模型。對于這種單套線圈產生的交流電來說,的確沒有火線和零線之分,這兩根線性質完全一樣,如果我們用手觸摸到任何一條線都會觸電。
但這種方式發電沒有完全利用好磁鐵動力,因為只有當磁體轉到豎直方向部分區域時,才會形成一定的電流,在其它角度,沒有很好利用到磁鐵的動力,那么這個時候就需要改造一下發電機,就是多繞幾組線圈,也就是我們現在所使用的三相發電機,利用三組線圈發電,每一組線圈相差120°。模型就類似于下面這個圖。
通過這種接法,就可以實現三個線圈同時發電,并且由于這些線圈的相位差為120°,因此各組線圈產生的電壓的相位差也是120°。你會發現如果使用三組線圈就要接出6根電線,對于遠距離輸電來說,將會大大增加線纜的使用量,成本高昂,那么有什么方式可以改變這種狀況呢?那就是換一種線圈的接法,我們依舊保持線圈的位置不動,將線圈的一端作為公共接點,并進行接地,我們把這根公共的線稱為中性線,而發電處的大地與我們所處的大地是相連的,因此直接輸出三根線就可以了,用戶這一端的零線實際上就是接入大地的一根線(這是零線不觸電的主要原因)。
也就是說,一個發電機可以輸出三套供電系統,每一個系統供應不同的用戶,并且這三組電路的用電功率通過電網的調配基本保持在平衡狀態。所以,按照這個標準,我們可以計算一下我們三組電路的總電流是多少。
假如三組線路中功率一樣,我們可以將三組電路等效于接入了三個一樣的電阻,所以各線路中電流的關系與電壓的關系一樣(根據歐姆定律),按照這個方式計算(需要使用三角函數計算)我們會得到接地線的電流為零,所以實際上電流是在三根火線(發電機接出的四根線中,一條為中性線接地,三條為火線)上循環。而零線也就是接地線上基本無電流。所以,這就是火線與零線的差別,實際上零線就是一根接地線,并且在三個供電線路功率基本一致的情況下,零線的公共端是沒有電流的。
所以家用交流電實際上是三相交流電,電流基本是在三根火線之間流通,而并不是我們簡單想象的單相交流電,如果是那種的話,的確是沒有零線和火線的區別。
最后總結一下,首先零線是接地線,所以零點的電勢實際上為零(因為大地的電勢為零)所以當我們觸摸零線時,零線與大地是沒有電勢差的,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,這就是零線與火線的根本區別。
關于電原理講的最好的一篇文章,
見過的對家用交流電的零線和火線講解最易懂的短文,比教科書講解得透徹多了!
其實兩根線都可以是火線,埋地那根線人站上面沒電位差所以不被電,站地上碰到火線形成回路就被電。以前修老式彩電為安全要用到220V變220ⅴ變壓器防觸電,經過變壓器輸出的兩根線單獨碰哪根都不觸電,因為和大地沒關系了。
有點不明白,將其中三條線作中性線了,那不是費浪一半的電能?
終于有人把發電機的原理講清楚了!
你這發電機中性線為何接地?不接地行嗎?
先說變壓器,發電機繞組的連接形式。變壓器,發電機三相繞組有的是三角形,有的是星型,當繞組采用星型連接時,三相繞組尾端連接在一起形成中性點。電力系統中中性點接地形式有中性點非有效接地和中性點直接接地,中性點直接接地時,從接地后的中性點引出一根導線就是零線。110kV及以上,0.4kV的電力系統中性點是直接接地。發電機中性點要根據實際需求來調整中性點接地情況。
還有一點沒說明白,火線電流經過用電器再經過零線,零線一點電流沒有嗎,那串聯燈泡為什么會亮
一秒變化100次?50好理解
圖文并茂,通俗易懂[贊]。可以講解一下三相電為何是380V嗎[呲牙]