Pytanie:
Czy gniazdka elektryczne w domu nie są ze sobą w fazie?
Michael Baker
2015-06-08 19:56:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pracuję nad projektem naukowym i muszę się dowiedzieć o jednym aspekcie okablowania domu (nie martw się, nie bawię się w okablowanie - wszystko jest na papierze). Ponieważ gniazdka 120 V w domu można podłączyć do jednej z dwóch nóg 120 V, które pochodzą z zakładu energetycznego, czy byłoby prawdziwym stwierdzeniem, że gniazda różnych wyłączników mogą być ze sobą w fazie? Innymi słowy, jeśli sypialnia 1 jest przywiązana do nogi 1, a sypialnia 2 do nogi 2, czy można rozsądnie założyć, że fale sinusoidalne mierzone na wylotach w sypialni 1 będą poza fazą z falami sinusoidalnymi mierzonymi na wylotach w sypialni 2?

Możesz także chcieć dowiedzieć się więcej o reaktancji. Reaktancja występuje wtedy, gdy prąd i napięcie stają się poza fazą, aw zastosowaniach przemysłowych z nieliniowymi obciążeniami powoduje to powstawanie prądów harmonicznych w przewodzie neutralnym.
Jest to prawdopodobnie jedna z najczęściej niezrozumianych koncepcji w amerykańskiej energetyce mieszkaniowej. Większość elektryków nawet się myli.
Sześć odpowiedzi:
Tester101
2015-06-08 21:30:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W pewnym sensie. To zależy od twojego układu odniesienia.

Jeśli spojrzysz na nieuziemiony (gorący) przewodnik z każdego gniazda, otrzymasz obwód 240 woltów. Ponieważ jest to pojedynczy obwód, nie może być ze sobą w fazie. Jeśli podłączysz oscyloskop do nieuziemionego (gorącego) przewodu każdego gniazda, otrzymasz pojedynczą falę sinusoidalną 240 V.

Jeśli patrzysz na dwa oddzielne obwody (np. Nieuziemiony ( gorący) i uziemiony (neutralny) przewód z każdego gniazda), otrzymasz dwa obwody 120 V przesunięte fazowo o 180 ° od siebie. Jeśli podłączysz oscyloskop do nieuziemionego (gorącego) przewodu i uziemionych (neutralnych) przewodów z każdego gniazda (4 przewody zamiast 2), zobaczysz dwie 120-woltowe fale sinusoidalne przesunięte o 180 ° względem siebie.

Dwie fale sinusoidalne powinny wyglądać mniej więcej tak.

sine waves from single split phase transformer

Ponieważ fale są przesunięte w fazie o 180 °, potencjał elektryczny między nogami (w szczycie ) będzie wynosić 240 woltów. Podczas gdy potencjał między jedną z linii a „neutralnym” wyniesie 120 woltów.

Gdyby fale nie były przesunięte w fazie, miałyby ten sam potencjał (lub 0 woltów między nimi).

in phase sine waves

Chociaż nie jest to system wielofazowy, nie jest to również prosty system jednofazowy. Technicznie jest znany jako „ system jednofazowy ”.

Wszystko to; oczywiście zakłada, że ​​nieuziemione (gorące) przewody pochodzą z różnych gałęzi usługi.

Tak, patrzę na dwa oddzielne obwody, więc ma sens, że są poza fazą. Dzięki za jasność.
Przepraszam, ale to jest niepoprawne. @RobotAndy ma właściwą odpowiedź. Aby wyjaśnić na przykładzie, gdyby były przesunięte o 180 stopni w fazie, połączenie między dwiema fazami dałoby 0 V, a nie 240 V.
@DavidPfeffer Go podłącz oscyloskop. Jest to jednofazowe, ze środkowym dotknięciem „neutralnego”. Jeśli mierzysz linię do linii, zobaczysz falę sinusoidalną o napięciu 240 V. Jeśli zmierzysz linię (L1) do „neutralnego” (N), zobaczysz 120-woltową falę sinusoidalną. Jeśli zmierzysz linię (L2) do „neutralnego” (N), zobaczysz również falę sinusoidalną 120 woltów. Jednak dwie fale 120 V zostaną przesunięte o 180 ° od siebie. Tak więc, podczas gdy jedna fala osiąga szczyt przy + 120 V, druga osiąga szczyt przy -120 V. Zgadzam się, że „* faza *” może nie jest najlepszym słowem, ale idea jest ta sama.
@Davis Przepraszam, że OP pyta o sinusoidalną zależność falową między transformatorem. Napięcie nie ma znaczenia.
@DavidPfeffer Dodałem trochę więcej szczegółów, aby pomóc Ci zrozumieć, o czym mówię.
Nie oddano głosu na podstawie aktualizacji.
Jak wskazałem poniżej Henry'emu: są tylko 180 ° poza fazą, jeśli najpierw zmierzysz jeden od neutralnego do gorącego, a następnie zmierzysz drugi od neutralnego do gorącego, ponieważ mierzysz je w różnych kierunkach. Odwracasz polaryzację. W rzeczywistości nie ma przesunięcia fazowego. Jeśli zmierzyłeś L1 do neutralnego, a następnie neutralny do L2, nie zobaczysz żadnej zmiany polaryzacji. Naprawdę o tym mówisz. Nie przesunięcie fazowe.
Inną interesującą koncepcją jest algebraiczne, że twój pierwszy rysunek sumowałby się do zera, podczas gdy drugi rysunek dałby sumę do 240. Wydawałoby się, że dwie fazy 180 ° na zewnątrz zsumowałyby się, ponieważ między szczytami jest 240 woltów, ale wektorowo dwa wektory 180 ° anuluj do zera. Wszystko to jest jednak dyskusyjne, ponieważ jest tylko jedna faza, a dwie nogi centralnie podłączonego transformatora stanowią po prostu połowę całości. Są one ze sobą w fazie, gdy są mierzone w tym samym kierunku.
Przy okazji, trochę mylące jest pokazanie wykresu oscyloskopu z osią Y idącą do 120 V, ponieważ jeśli zrobiłbyś to w systemie 120 V RMS (cała moc gospodarstw domowych w USA), szczyt na osi Y wyniósłby ~ 172 V. Ręczne mierniki RMS pokazują tylko 120 lub 240, ale to inny sposób pomiaru. Jeśli chcesz pokazać 120 V na wykresie oscyloskopu, powinieneś zacienić cały obszar pod przebiegiem, ponieważ to matematycznie równa się 120 V.
@JeffMeden Zgadzam się, ale próbuję (bezskutecznie) wyjaśnić koncepcję. Liczby na wykresie nie mają znaczenia i zostały zamieszczone tylko po to, aby były bardziej znane ogółowi odbiorców. Gdybym chciał być zbyt techniczny w swojej odpowiedzi, nie rysowałbym diagramów kredką.
@ArchonOSX: Dlaczego miałbyś dodać do zera? Napięcie to różnica.
Jak możesz podzielić jedną falę sinusoidalną o amplitudzie 240 na dwie fale sinusoidalne 120 V tak, że są „poza fazą” - rozumiem, że to jedna linia napięcia, ale nie dostaję, jak masz dwie linie 120 V z tego
@AzizJaved, ponieważ neutralny jest środkowym zaczepem, więc połowa cewki znajduje się po każdej stronie.
Hank
2015-06-10 23:28:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jest to głównie kwestia semantyczna.

Z punktu widzenia elektryka , zasilanie domowe w USA to pojedyncze napięcie 240 V, które można podzielić na dwie rozgrzane w środku nogi.

Z punktu widzenia matematycznego lub E&M różne nogi mają napięcia, które są przesunięte w fazie o 180º, dlatego myślę, że byłoby to bezpieczne nazwać je dwiema fazami po ich rozdzieleniu.

(Zadanie pozostawione czytelnikowi jako ćwiczenie: jeśli weźmiesz cegłę i przekroisz ją na pół, czy masz jedną lub dwie cegły?)

Zgadzam się. Wydaje się, że zaczynamy rozumieć znaczenie słowa „* faza” *. Wydaje mi się, że wszystkie odpowiedzi mówią te same (lub podobne) rzeczy, ale w jakiś sposób niektóre są głosowane negatywnie, a inne pozytywnie.
Są tylko 180 ° poza fazą, jeśli najpierw zmierzysz jeden od neutralnego do gorącego, a następnie zmierzysz drugi od neutralnego do gorącego, ponieważ mierzysz je w różnych kierunkach. W rzeczywistości nie ma przesunięcia fazowego. Stąd termin jednofazowy.
Czy możemy po prostu użyć definicji z Wikipedii? „Różnica faz to różnica, wyrażona w stopniach lub czasie, między dwiema falami o tej samej częstotliwości i odnoszącymi się do tego samego punktu w czasie”, jeśli mierzysz każde źródło kranu w centrum mieszkalnym, czyli „fazę rozdzieloną” względem ziemi, 172v będzie oddalone od siebie o 180 stopni, proste i proste.
Jeśli weźmiesz cegłę i przetniesz ją na pół, otrzymasz jedną podzieloną cegłę. Stąd pojedyncza faza rozdzielona.
Kris
2015-06-08 20:59:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak. Technicznie są one przesunięte w fazie o 180 stopni, jeśli transformator ma fazę rozdzieloną 120/240. Przewód neutralny jest zaczepiany w środku cewki, a każda strona przewodu neutralnego jest przesunięta w fazie o 180 stopni od drugiej. Transformator 120 / 208Y miałby każdą fazę 120 stopni poza fazą.

Edycja : Oto niedawny diagram, który zrobiłem, aby zilustrować koncepcję. enter image description here

Przepraszam, ale to nieprawda. @RobotAndy ma właściwą odpowiedź. Aby wyjaśnić na przykładzie, gdyby były przesunięte o 180 stopni w fazie, połączenie między dwiema fazami dałoby 0 V, a nie 240 V.
Mylisz się. Usuń lub zaktualizuj swój komentarz, ponieważ wprowadza on w błąd.
RobotAndy
2015-06-10 18:23:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W typowym mieszkalnym stanie 120 V prądu zmiennego w Ameryce Północnej odpowiedź brzmi: NIE

Powód jest taki, że w Twoim domu jest tylko jedna faza, a więc ta faza nie może być z sobą w fazie. Zmiana układu odniesienia (poprzez pomiar napięcia z punktu N, a nie między L1 i L2) nagle nie powoduje ich przesunięcia w fazie.

Jeśli twoje prawdziwe pytanie brzmi: „Czy napięcie mierzone od N do L1 zawsze jest przesunięty o 180 stopni w porównaniu z napięciem mierzonym z N do L2? " to odpowiedź brzmi „Tak”

... jednak sam ten fakt nie wystarczy, aby uznać go za oddzielną fazę władzy.

Jeśli naprawdę miałeś dwie fazy , wtedy różnica napięć między nimi będzie się zmieniać i czasami wynosić 0.

Przepraszam, że OP pyta o zależność sinusoidalną między transformatorem. Napięcie nie ma znaczenia. Podczas gdy jedna sinusoida ma zasięg 360 °, terminologia z fazą rozdzieloną opisuje zależność przewodu neutralnego w punkcie środkowym 180 °. Neutralny ma zerowe napięcie potencjalne z powodu fali sinusoidalnej znoszącej drugą.
OP pyta o dwie rzeczy: „czy byłoby prawdziwym stwierdzeniem, że gniazda różnych wyłączników mogą być ze sobą w fazie poza fazą” - odpowiedź zależy od tego, jak dokładnie zdefiniujesz „fazę” i „czy rozsądne jest założenie, sinusoidy mierzone na wylotach w sypialni 1 będą poza fazą, a sinusoidy mierzone na wylotach w sypialni 2 "
pojedyncza fala sinusoidalna pobrana w środku jest technicznie poza fazą o 180 °. To jest prawdziwe stwierdzenie.
Ponownie, przebiegi napięcia mogą wydawać się niezgodne z fazą. Myślę, że jest to uwzględnione w moim stwierdzeniu "Czy napięcie mierzone od ..." (które poprawię, ponieważ nie jest dobrze odczytane w atm).
Tak frustrujące, że nie mam tu wystarczającej wiarygodności, aby komentować rzeczywisty post, ale problem ze zdjęciami zamieszczonymi przez Tester101 w innym poście polega na tym, że nie ma ZIELONEJ i NIEBIESKIEJ linii. Jest tylko jedna linia! Gdybyś naprawdę miał zieloną i niebieską linię, w pewnym momencie byłbyś w stanie zmierzyć między nimi 0V za pomocą swojego sprzętu testowego - ale nie możesz! Zawsze będziesz mieć między nimi różnicę 240 V, to subtelna różnica między fazą rozdzieloną a rzeczywistą dwufazową 180 stopni.
@RobotAndy Jeśli użyjesz @ przed nazwą użytkownika, system powiadomi ich bezpośrednio.
@RobotAndy Twój ostatni komentarz mnie zmylił. Rozumiesz, że kiedy podłączasz woltomierz, tak naprawdę mierzysz [napięcie RMS] (http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square), prawda? Na moim rysunku NIEBIESKA linia przedstawia napięcie w czasie mierzone między L1 i N, podczas gdy ZIELONA linia przedstawia napięcie w czasie mierzone między L2 i N. Mógłbym narysować dodatkową CZERWONĄ linię, która mogłaby pokazać napięcie na czas mierzony między L1 i L2. W takim przypadku zobaczysz falę sinusoidalną o amplitudzie 240 woltów. Okres mojego diagramu to 1/60 sekundy.
JCS
2016-04-06 19:44:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Używając sum wektorów,

Jeśli przyjmiemy, że V1 + V2 = VT

Gdzie

V1 jest od środkowego zaczepu transformatora do jednej fazy (L1)

V2 jest od środkowego zaczepu transformatora do drugiej fazy (L2)

a L1 = 120 V pod kątem 0 stopni

i L2 = 120 V pod kątem 180 stopni

i VT = suma napięć V1 i V2 (tj. napięcie na obu fazach)

Korzystając z prawa napięcia Kirchoffa (tj. , krążąc po obwodzie)

VT = V1 + V2 '= V1 + (-V2)

VT = (120, kąt zero stopni) - (120, kąt -180 stopni )

VT = (120, kąt zero stopni) + (120, kąt zero stopni)

VT = 240, kąt zero stopni

Powyższa matematyka wspiera że L1 i L2 są przesunięte o 180 stopni w fazie

Zakładasz, że fazy są poza fazą, więc następująca matematyka tylko udowadnia założenie - a dokładniej jest to podstawowe pytanie (czy gniazda (lub nogi lub szyny zbiorcze w panelu) są po prostu przesunięte w fazie w mieszkaniu Układ elektryczny?). Otóż, gdybyś po prostu stwierdził, że 240 V jest mierzone (i obliczane) przez różnicę między dwoma potencjałami napięcia, a 120 V minus ujemne 120 V równa się 240 V, to znaczenie użycia zmierzonego napięcia jako dowodu, że fazy są równe i przeciwne, mogłoby były znaczące (ale zbędne według odpowiedzi Tester101).
user66127
2017-02-07 00:52:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Napięcia na każdej odnodze będą poza fazą o 180 stopni .... pamiętaj, że napięcie jest RÓŻNICĄ, więc jeśli napięcie na gałęzi 1 do przewodu neutralnego (V1) jest dodatnie, druga będzie mierzona ujemnie (-V2) (poza fazą o 180) względem V1. (Liczby V1 i V2 są liczbami dodatnimi). Przypomnij sobie, że napięcie jest RÓŻNICĄ między dwoma punktami. Mamy więc V1- (-V2), które wynosi 240 woltów, jeśli zarówno V1, jak i V2 mają 120 woltów. Minus razy liczba minus to liczba dodatnia, więc V1 - (- V2) = V1 + V2.

Richard MS fizyka, BSEE



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...