Perché alcune prese e spine CA sono polarizzate?


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Questo mostrerà la mia ingenuità quando si tratta di corrente alternata ... ma perché alcune spine e prese su prese CA sono polarizzate (un polo è più alto dell'altro)?

( Vedi questa domanda sul fai da te .) ( O questo. )

Il mio pensiero è che se la corrente si alterna, il caldo e il neutro cambiano efficacemente i ruoli ogni 60 ° di secondo. (50 se sei in Europa!)

Non riesco a avvolgere la testa perché a qualsiasi dispositivo dovrebbe importare quale linea è calda o neutra, poiché la corrente che entra nel dispositivo potrebbe provenire da entrambi i lati. L'opzione più sicura per implementare un interruttore on / off sarebbe quella di scollegare entrambi i lati per off?

Frase diversa, se collego solo neutro a un dispositivo, perché non conduce a terra allo stesso modo della linea calda?


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Per quanto riguarda la sicurezza del design del prodotto, questo articolo su allaboutcircuits.com contiene informazioni utili sulle spine polarizzate.
JYelton,

Risposte:


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Ha tutto a che fare con il modo in cui l'energia viene trasformata da alta tensione a normali tensioni di rete.

La potenza viene trasmessa in tutto il paese in 3 fasi. Esistono due tipi di elettricità trifase: stella e triangolo. Delta utilizza 3 cavi e l'alimentazione viene suddivisa tra loro 120 gradi fuori fase. Quando si tratta della sottostazione locale, l'alimentazione viene alimentata attraverso un trasformatore che la commuta in "stella" trifase. In questa disposizione ci sono 3 fili sotto tensione (o caldi) e 1 neutro. Le 3 bobine del trasformatore sono collegate insieme a questa connessione neutra e, in relazione alle altre tre linee, ha potenza zero. È neutrale Molto spesso anche questo è collegato alla terra a questo punto.

Stella:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Delta:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Per quanto riguarda le spine, se l'alimentazione viene alimentata all'interno di un trasformatore internamente per ridurre la tensione, le connessioni non contano in quale direzione.

Alcuni sistemi impiegheranno interruttori e fusibili e simili nella potenza di ingresso, e questo è meglio gestito dalla connessione live, non dal neutro, quindi una spina polarizzata aiuta a garantire questo. Vi sono anche questioni di base e "comuni" da prendere in considerazione.


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+1 anche per alcuni diagrammi eccellenti. Tuttavia sento ancora la domanda senza risposta. Se ho capito bene, all'alimentazione di rete di una determinata presa a muro, il caldo è una delle tre fasi e il neutro è neutro. Se il neutro è legato al suolo, allora perché il neutro e il suolo sono separati?
JYelton,

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La terra è una connessione locale, il neutro è una connessione remota. Lo scopo del neutro è di completare il circuito alla sottostazione. Lo scopo della messa a terra è (tra le altre cose) quello di far fluire una grande corrente nel caso di un guasto che fa scattare un dispositivo di sovracorrente (fusibile). Il terreno è collegato localmente appena fuori casa (a volte ha anche un collegamento alla sottostazione, noto come "PME").
Majenko,

@Matt grazie per quello! Ciò aiuta a rendere molto più chiaro lo scopo del neutro rispetto al terreno.
JYelton,

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La messa a terra deve essere "sicura" in quanto non deve mai trasportare corrente a meno che non si verifichi un guasto. Se la corrente alternata viene instradata a terra, dovrebbe essere assorbita una corrente sufficientemente elevata da attivare rapidamente un dispositivo di protezione (un fusibile, un interruttore, ecc.) E rendere sicuro il circuito.
Adam Lawrence,

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Vr=Vp×sin(ωt),Vy=Vp×sin(ωt2π/3),Vb=Vp×sin(ωt4π/3)Vr+Vy+Vb

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Il mio pensiero è che se la corrente si alterna, il caldo e il neutro cambiano efficacemente i ruoli ogni 60 ° di secondo.

Le correnti attraverso entrambi i pin sono uguali e opposte, ma le tensioni su ciascun pin non lo sono. Il neutro è all'incirca 0 V rispetto alla Terra in ogni momento. Il caldo si alterna tra positivo e negativo.


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Le linee neutre e di terra sono legate insieme nel centro di carico ed entrambe sono collegate a un grosso palo di rame nel terreno. L'unica differenza è che la linea neutra è destinata ad avere corrente che la attraversa, mentre la linea di terra non dovrebbe avere corrente che la attraversa.

Mentre l'interruzione di una linea neutra con corrente che scorre attraverso di essa ti espone ad alta tensione, c'è poco o nessun potenziale su una linea neutra correttamente funzionante tra il filo e la terra, quindi non puoi essere scioccato.

Ricerca prese GFIC (Ground Fault Interruption Circuit) per sapere come è stata applicata questa proprietà.


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alla fine di una lunga corsa con un carico di corrente elevato, è possibile che il neutro salga 2 o 3 volt dal suolo.
JustJeff,

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E in vecchi (cattivi) cavi
Johan

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@JustJeff ... almeno nel Regno Unito, il neutro può essere facilmente a 50 V da terra locale.
Martin Bonner supporta Monica il

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perché dovrebbe interessare il dispositivo che è neutro e che è a terra? come accennato in precedenza (a meno che non si verifichi un errore neutro) non è possibile ottenere una scarica di neutro - quando si esegue la progettazione fisica di un apparecchio è necessario posizionare un interruttore da qualche parte e qualunque cosa venga commutata da qualche parte - se si mette il caldo ( attivo) sull'altro lato dell'interruttore e il resto del circuito (fusibili, trasformatori, qualunque cosa) sul lato neutro dell'interruttore, quindi quando le cose sono spente ci sono meno cose che potrebbero scuoterti quando il dispositivo è spento - immagina qualcuno cambia stupidamente una miccia senza scollegarla, o la custodia in plastica dell'aspirapolvere economica viene danneggiata quando un bambino vi cade sopra


ed è per questo che è importante il corretto cablaggio delle prese - il grado di sicurezza offerto dalla linea neutra in prossimità della terra viene annullato quando viene cablato caldo al suo posto.
Toybuilder il

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Dal punto di vista della sicurezza, ancor più importante di un interruttore è un fusibile. Se ad esempio un riscaldatore sviluppa un corto tra la parte del suo elemento resistivo e qualcosa che è solidamente collegato a terra, la corrente attraverso quel percorso potrebbe superare notevolmente il carico per cui è progettato il cavo di alimentazione. Se il dispositivo avesse un interruttore bipolare o un fusibile bipolare (una coppia di fusibili con un meccanismo tale che se uno dei due fosse inciampato, entrambi si disconnetterebbero) non importerebbe quale lato fosse caldo, ma in generale i dispositivi mettono solo sovracorrente protezione da un lato. Nota, a proposito, che ...
supercat,

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... avere fusibili indipendenti su entrambi i cavi è generalmente più pericoloso che fondere solo il filo caldo. Ad esempio, se un riscaldatore che aveva il filo neutro in cortocircuito verso la custodia fosse collegato a una presa con messa a terra con il caldo e il neutro invertiti, farebbe scattare il fusibile sul filo neutro. Se collegato a una presa correttamente cablata, sembrerebbe funzionare normalmente ma tutta l'energia che fluisce nel riscaldatore fluisce attraverso il conduttore di terra . Anche se oggigiorno è necessario dimensionare i cavi di messa a terra in modo che non si surriscaldino a causa di tale utilizzo, la situazione è ancora molto pericolosa.
Supercat,

3

Finché non vi è alcun difetto nell'apparecchio, la polarizzazione non fa alcuna differenza pratica. In caso di guasto, tuttavia, la polarizzazione aiuta a ridurre il potenziale di shock o incendi. Un apparecchio tipico riceve la sua elettricità attraverso due fili, uno "caldo" e uno "neutro": uno si collega direttamente alle parti di lavoro dell'elettrodomestico, l'altro passa attraverso l'interruttore on-off dell'apparecchio. All'apparecchio non importa quale. Ma gli umani che usano l'apparecchio si preoccupano: la polarizzazione assicura che sia il filo “caldo” che passa attraverso l'interruttore dell'apparecchio, in modo che fino a quando l'interruttore è spento, nessuna elettricità penetri nemmeno nelle parti di lavoro dell'apparecchio. Ad esempio, se una lampada è correttamente cablata con una spina polarizzata in una presa polarizzata ed è spenta, è possibile inserire il dito nella presa della lampadina della lampada senza provocare scosse elettriche.


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Se un dispositivo ha un mezzo per disconnettere l'alimentazione (sia tramite interruttore manuale, fusibile o dispositivo di sicurezza automatico), lasciare il filo neutro collegato mentre è scollegato caldo sarà più sicuro che avere disconnesso neutro mentre è collegato caldo. Di conseguenza, sono necessari molti dispositivi per garantire che non sia possibile scollegare il cavo neutro senza scollegare contemporaneamente il cavo caldo. Mentre ciò potrebbe essere fatto tramite l'uso di hardware interbloccato che disconnette entrambi i fili senza tener conto del fatto che è caldo o neutro, è generalmente più facile ed economico richiedere che un determinato cavo sia caldo e semplicemente disconnetterlo.


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Per quanto ho letto, è perché sicurezza. Per EX. il contatto inferiore della lampadina è caldo e il guscio della vite è neutro, quindi per essere scioccato è necessario toccare il fondo mentre durante lo svitamento è sicuro toccare la filettatura. Per il momento ho pensato perché la rotazione dei motori in alcuni dispositivi è importante, ma poi il 50% dei cittadini avrebbe sudato mentre il 50% sarebbe stato raffreddato dalla ventola, che spesso è impossibile ...


Questo non risponde bene alla domanda (polarizzazione dei socket), né aggiunge informazioni alle risposte esistenti.
JYelton,

Lo è e non so come si conclude che non ...
Bojan Simonovic,

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Se il dispositivo s ha un malfunzionamento e un filo caldo è sfilacciato e toccato all'esterno della custodia, e ti avvicini alla pozza d'acqua sul pavimento della tua asciugatrice, e tocchi la custodia, diventi una lampadina gigante e illumina il cielo notturno. Se la linea di terra è legata alla custodia / al telaio di detto asciugabiancheria, quando il filo sfilacciato tocca la custodia, una forte corrente tenta di illuminare l'asciugatrice e si fa saltare un interruttore / fusibile. La lampadina non si brucia. Per rispondere in modo specifico alla domanda, l'interruttore on / off quando il filo caldo entra nella custodia viene portato in posizione off, non c'è alcuna tensione A / C nel caso oltre quel punto, è più sicuro. Per le piccole cose senza interruttore, la polarità non ha molto valore.


Neutral ≠ Protective Earth
Richard the Spacecat
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