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來(lái)源:公司資訊 | 2021.08.19
交流電是世界上運(yùn)用最普遍的一種電流方式,交流電是指電流方向隨時(shí)間作周期性變化的電流。
直流電我們也很熟習(xí),直流電的電流在活動(dòng)過(guò)程中電流方向不會(huì)發(fā)作變化,并且我們知道,電流是從正極流向負(fù)極,假定我們用這個(gè)方式來(lái)理解交流電的話,就相當(dāng)于交流電的正負(fù)極在不停的變化,假定交流電的頻率是50HZ的話,按照這個(gè)邏輯,那么正負(fù)極就會(huì)在一秒鐘內(nèi)變化100次,但這樣理解又會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題,就是既然兩根線不停地轉(zhuǎn)變電壓,那么兩根線的性質(zhì)應(yīng)該是一樣的呀,卻為什么又分零線和前線,并且我們觸摸前線會(huì)觸電,觸摸零線卻不會(huì)觸電呢?那么我們就來(lái)捋一捋家用交流電中零線和前線的關(guān)系。
我們先從交流發(fā)電機(jī)講起,發(fā)電機(jī)主要是由磁體和線圈組成,初中我們就學(xué)過(guò),當(dāng)線圈切割磁感線時(shí)就能夠產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),也就是有了電壓,當(dāng)我們接通電路時(shí),就有了電流。
不過(guò)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈有一個(gè)問(wèn)題,就是線圈是要外接電路的,因此轉(zhuǎn)動(dòng)線圈這個(gè)操作不太便當(dāng),我們知道,運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,所以我們可以讓線圈靜止,讓磁體來(lái)運(yùn)動(dòng),磁體在外力的作用下不停轉(zhuǎn)動(dòng)從而發(fā)電,下面這個(gè)圖就是最簡(jiǎn)單的模型。關(guān)于這種單套線圈產(chǎn)生的交流電來(lái)說(shuō),的確沒(méi)有前線和零線之分,這兩根線性質(zhì)完好一樣,假定我們用手觸摸到任何一條線都會(huì)觸電。
但這種方式發(fā)電沒(méi)有完好應(yīng)用好磁鐵動(dòng)力,由于只需當(dāng)磁體轉(zhuǎn)到豎直方向部分區(qū)域時(shí),才會(huì)構(gòu)成一定的電流,在其它角度,沒(méi)有很好應(yīng)用到磁鐵的動(dòng)力,那么這個(gè)時(shí)分就需求改造一下發(fā)電機(jī),就是多繞幾組線圈,也就是我們往常所運(yùn)用的三相發(fā)電機(jī),應(yīng)用三組線圈發(fā)電,每一組線圈相差120°。模型就類似于下面這個(gè)圖。
經(jīng)過(guò)這種接法,就可以完成三個(gè)線圈同時(shí)發(fā)電,并且由于這些線圈的相位差為120°,因此各組線圈產(chǎn)生的電壓的相位差也是120°。你會(huì)發(fā)現(xiàn)假定運(yùn)用三組線圈就要接出6根電線,關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電來(lái)說(shuō),將會(huì)大大增加線纜的運(yùn)用量,本錢高昂,那么有什么方式可以改動(dòng)這種狀況呢?那就是換一種線圈的接法,我們依舊堅(jiān)持線圈的位置不動(dòng),將線圈的一端作為公共接點(diǎn),并中止接地,我們把這根公共的線稱為中性線,而發(fā)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,用戶這一端的零線理論上就是接入大地的一根線(這是零線不觸電的主要緣由)。
也就是說(shuō),一個(gè)發(fā)電機(jī)可以輸出三套供電系統(tǒng),每一個(gè)系統(tǒng)供應(yīng)不同的用戶,并且這三組電路的用電功率經(jīng)過(guò)電網(wǎng)的分配基本堅(jiān)持在平衡狀態(tài)。所以,按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),我們可以計(jì)算一下我們?nèi)M電路的總電流是幾。
假定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(gè)一樣的電阻,所以各線路中電流的關(guān)系與電壓的關(guān)系一樣(根據(jù)歐姆定律),按照這個(gè)方式計(jì)算(需求運(yùn)用三角函數(shù)計(jì)算)我們會(huì)得到接地線的電流為零,所以理論上電流是在三根前線(發(fā)電機(jī)接出的四根線中,一條為中性線接地,三條為前線)上循環(huán)。而零線也就是接地線上基本無(wú)電流。所以,這就是前線與零線的差別,理論上零線就是一根接地線,并且在三個(gè)供電線路功率基本分歧的情況下,零線的公共端是沒(méi)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,而并不是我們簡(jiǎn)單想象的單相交流電,假定是那種的話,的確是沒(méi)有零線和前線的區(qū)別。
最后總結(jié)一下,首先零線是接地線,所以零點(diǎn)的電勢(shì)理論上為零(由于大地的電勢(shì)為零)所以當(dāng)我們觸摸零線時(shí),零線與大地是沒(méi)有電勢(shì)差的,所以不會(huì)觸電,另方面,由于三個(gè)供電系統(tǒng)之間電流是相互調(diào)和的,所以零線的總端口也就基本不會(huì)存在電流,這就是零線與前線的根本區(qū)別。