家用220v电不是交流电么?为什么还会有零线和火线之分

2021-01-22 科技 194阅读

家用220V是交流电,和交流电定义一样,家用电的电流的方向也要周期性改变,但是家用电为什么要提出零火线的概念呢?这个其实和物理里的电学涉及不多,可参考电工学。我就简单解释一下:

  1. 三相发电机:

    家用电由一根火线(相线)和一根零线(中性线)组成,为单相电,现在发电站都用的是三相交流发电机发电(建议百度一下便于更好理解日常电与实验电的区别)。零线是三相发电机的中性点引出的线,电势为0,三个火线引出结点的电势则会u=220√2sin(ωt+φ)周期性变化。

    以50Hz电为例ω=2π/50,但三个火线引出点初相位不同,φ=-2π/3,0,2π/3(120°)。

  2. 零线:

    中性点的0电势是发电机的三个初相φ分别为-2π/3,0,2π/3导致的,如果还死抱着物理电学是比较难理解的。零线在进户前已经在发电机和变电所接地,电势与大地相同,人如果触碰零线(人站在地上与大地等电势)不会有任何危险,除非零线出现故障电势不为大地电势了。

  3. 火线:

    火线则是发电机电势会周期性发生变化(你可以假想成正弦交流电,那个u-t图)的结点引出的线,由于三个结点独立因而不会像零线那样稳定在0电势,也会有+-220√2V的幅值。

  4. 电器的运行方法:

    家用电器一端接上火线另一端接上零线,则与发电机的一相(就看你这火线是哪一相引出来的)构成交流回路,回路中电流的大小和方向会周期性改变,但是有效值(工作电流)不变,电器可正常工作。

  5. 火线触电:

    火线的电势会周期(50、60Hz)变化,而人的电势与大地等电势,一旦触摸火线,你的触摸点与你的脚就有了周期性变化的电势差,你就成为了4中的“家用电器”,电流会来回在你身体里流动,电流方向:220V  从火线到大地,-220V则是从大地到火线。

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