
交流电概述
交流电是目前全球广泛使用的电流形式。不同于直流电的一成不变的电流方向,交流电的电流方向会随时间作周期性变化。
家用交流电中的零线与火线关系
直流电的电流流动方向是固定的,从正极流向负极。而对于交流电,正负极在不断变化。若交流电的频率为50HZ,那么在一秒钟内,正负极会变化100次。很多人会有疑问,既然两根线之间的电压在不断转变,那么它们的性质是否应该是一样的呢?为什么我们会有零线和火线的区分,而且接触火线会触电,接触零线却不会呢?接下来我们来探讨一下零线和火线在家用交流电中的关系。
交流发电机的原理
交流发电机由磁体和线圈构成。当线圈切割磁感线时,会产生感应电动势,即电压。当电路闭合时,就会有电流的产生。但连续转动线圈存在操作不便的问题。我们可以让线圈静止,通过磁体的运动来发电。磁体在外力作用下不断转动以产生电力。对于只绕一组线圈的交流电发电机来说,火线和零线之间的确没有区别,它们的性质完全一样。如果接触到任何一条线,都可能导致触电。但这种方式并未充分利用磁铁的动力。因为只有在磁体转到竖直方向的部分区域时,才会形成电流。为了更高效地利用磁铁的动力,人们改进了发电机,采用了多组线圈,也就是现在常用的三相发电机。每组线圈之间相差120°。通过这种方式,可以同时实现三个线圈的发电。这些线圈的相位差为120°,因此它们产生的电压的相位差也是120°。但是使用三组线圈意味着需要输出六根电线,这在远距离输电中会大大增加线缆的使用量和成本。为了解决这个问题,人们改变线圈的接法,将线圈的一端作为公共接点并接地。这根公共的线被称为中性线。发电处的大地与我们所处的地方是相连的,因此只需输出三根线即可。用户端的零线实际上是接入大地的一根线(这是零线不触电的主要原因)。也就是说,一个发电机可以输出三组供电系统,每个系统为不同的用户提供电力。在理想情况下,这三个电路的用电功率通过电网的调配保持平衡。按照这个标准,我们可以计算出三组电路的总电流。实际上,电流主要在三根火线(发电机接出的四根线中,一根为中性线接地,三根为火线)之间循环,而零线上基本无电流。这就是火线和零线的根本区别。
总结及资料获取
总结一下,零线作为接地线,其电势为零。当我们接触零线时,不会触电。在三个供电系统的电流相互调和的情况下,零线的公共端几乎没有电流。本文内容主要来自网络分享,版权归原作者所有。为了获取更多电气热门资料,请关注并私信“电工”,免费领取电气资料,包括经典书籍、历年电工考试真题、电工必备实训仿真软件等。
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