Розетки в доме не совпадают по фазе друг с другом?

Я работаю над научным проектом, и мне нужно выяснить один аспект домашней проводки (не волнуйтесь, я не возился с проводкой — это все на бумаге). Поскольку розетки 120 В в доме могут быть подключены к любой из двух ветвей 120 В, поступающих от энергетической компании, будет ли верным утверждение, что розетки на разных выключателях могут быть не в фазе друг с другом? Другими словами, если спальня 1 связана с опорой 1, а спальня 2 связана со опорой 2, разумно ли предположить, что синусоидальные волны, измеренные от розеток в спальне 1, будут не в фазе с синусоидами, измеренными от розеток в спальне 2?

Вы также можете узнать больше о реактивном сопротивлении. Реактивное сопротивление — это место, где ток и напряжение не совпадают по фазе, и в промышленных приложениях с нелинейными нагрузками это создает гармонические токи на нейтрали.
Это, вероятно, одна из наиболее часто неправильно понимаемых концепций американской жилой власти. Большинство электриков даже ошибаются.

Ответы (6)

Вроде, как бы, что-то вроде. Это зависит от вашей системы отсчета.

Если вы посмотрите на незаземленный (горячий) проводник от каждой розетки, вы получите цепь на 240 вольт. Поскольку это одна цепь, она не может быть не в фазе сама с собой. Если вы подключите осциллограф к незаземленному (горячему) проводнику каждой розетки, вы получите одиночную синусоиду на 240 вольт.

Если вы посмотрите на две отдельные цепи (например, незаземленный (горячий) и заземленный (нейтральный) проводник от каждой розетки), то вы получите две цепи на 120 вольт, сдвинутые по фазе на 180 ° друг от друга. Если вы подключите осциллограф к незаземленному (горячему) проводнику и заземленному (нейтральному) проводнику от каждой розетки (4 провода вместо 2), вы увидите две синусоидальные волны на 120 вольт, сдвинутые по фазе на 180 ° друг от друга.

Две синусоиды должны выглядеть примерно так.

синусоидальные волны от однофазного трансформатора с расщепленной фазой

Поскольку волны сдвинуты по фазе на 180°, электрический потенциал между ногами (на пике) будет 240 вольт. В то время как потенциал между любой линией и «нейтралью» будет 120 вольт.

Если бы волны не были сдвинуты по фазе, они были бы с одинаковым потенциалом (или между ними было бы 0 вольт).

в фазе синусоиды

Таким образом, хотя это и не многофазная система, это также и не простая однофазная система. Технически это известно как « система с одной расщепленной фазой ».

Все это; конечно, предполагает, что незаземленные (горячие) проводники от разных ветвей обслуживания.

Да, я смотрю на две отдельные цепи, поэтому логично, что они не совпадают по фазе. Спасибо за ясность.
Извините, но это неправильно. У @RobotAndy есть правильный ответ. Чтобы объяснить на примере, если бы они были сдвинуты по фазе на 180 градусов, то соединение двух фаз дало бы 0 В, а не 240 В.
@DavidPfeffer Подключи осциллограф. Это одна фаза, с центральным отводом «нейтраль». Если вы измерите линию к линии, вы увидите синусоиду на 240 вольт. Если вы измерите линию (L1) до «нейтрали» (N), вы увидите синусоиду на 120 вольт. Если вы измерите линию (L2) до «нейтрали» (N), вы также увидите синусоиду на 120 вольт. Однако две волны 120 В будут сдвинуты друг от друга на 180°. Таким образом, в то время как одна волна достигает максимума при +120 В, другая будет иметь пик при -120 В. Я согласен, что « фаза » может быть не лучшим словом, но идея та же.
@Davis Извините, ОП спрашивает о синусоидальной зависимости между трансформатором. Напряжение не имеет значения.
@DavidPfeffer Я добавил немного больше деталей, чтобы помочь вам понять, о чем я говорю.
Отменено голосование на основе обновления.
Как я указал внизу Генри: они сдвинуты по фазе всего на 180°, если вы сначала измерите один из нейтральных сигналов в сторону горячего, а затем измерите другой из нейтрального в горячий, поскольку вы измеряете их оба в разных направлениях. Вы меняете полярность. На самом деле фазового сдвига нет. Если вы измерите L1 на нейтраль, а затем нейтраль на L2, вы не увидите смены полярности. Это действительно то, о чем вы говорите. Не фазовый сдвиг.
Еще одна интересная концепция заключается в том, что алгебраически ваш первый рисунок будет в сумме равен нулю, тогда как ваш второй рисунок даст в сумме 240. Казалось бы, две фазы, отвернутые на 180°, складываются, поскольку между пиками 240 вольт, но векторно два вектора, отвернутые на 180°, будут отменить до нуля. Все это спорно, поскольку есть только одна фаза, а две ножки трансформатора с отводом от середины - это просто половина целого. Они находятся в фазе друг с другом, если измеряются в одном и том же направлении.
Кстати, это немного вводит в заблуждение, чтобы показать график осциллографа с осью Y, идущей к 120 В, поскольку, если вы сделаете это в системе 120 В RMS (все домашние электросети в США), пик оси Y будет ~ 172 В. Ручные измерители среднеквадратичного значения покажут вам только 120 или 240, но это другой способ измерения. Если вы хотите показать 120 В на графике осциллографа, вы должны заштриховать всю область под осциллограммой, поскольку это то, что математически равно 120 В.
@JeffMeden Я согласен, но я пытаюсь (и не могу) объяснить концепцию. Цифры на графике не имеют смысла и включены только для того, чтобы сделать его более знакомым для широкой аудитории. Если бы я хотел быть слишком техническим в своем ответе, я бы не рисовал схемы мелками.
@ArchonOSX: Зачем вам «суммировать до нуля»? Напряжение - это разница.
Как вы можете разделить одну синусоидальную волну с амплитудой 240 на две синусоидальные волны 120 В, чтобы они были «не в фазе» — я понимаю, что это одна линия напряжения, но чего я не понимаю, так это того, как вы получили две линии 120 В. от него
@AzizJaved, потому что нейтраль - это центральный отвод, поэтому половина катушки находится с каждой стороны от него.

Это в основном смысловой вопрос.

С точки зрения электрика , бытовое электроснабжение США представляет собой одно напряжение 240 В, которое можно разделить на две горячие ветви с центральным отводом.

С математической или E&M точки зрения, разные ветви имеют напряжения, которые сдвинуты по фазе на 180º, и поэтому я думаю, что было бы безопасно называть их двумя фазами, когда они разделены.

(Предоставлено читателю в качестве упражнения: если взять кирпич и разрезать его пополам, получится один кирпич или два кирпича?)

Я согласен. Кажется, мы зациклились на значении слова « фаза» . Мне кажется, что все ответы говорят об одном и том же (или похожем) вещах, но каким-то образом некоторые из них проголосовали против, а другие проголосовали за.
Они сдвинуты по фазе только на 180°, если вы сначала измеряете один из нейтральных и горячих сигналов, а затем измеряете другой от нейтрального к горячему, поскольку вы измеряете их оба в разных направлениях. На самом деле фазового сдвига нет. Отсюда термин однофазный.
Можем ли мы просто использовать определение Википедии? «Разность фаз — это разница, выраженная в градусах или времени, между двумя волнами, имеющими одинаковую частоту и отнесенными к одному и тому же моменту времени», если вы измеряете каждый источник отвода жилого центра, также известного как «разделенная фаза», на землю, пик 172v будет на 180 градусов друг от друга, просто и понятно.
Если вы возьмете кирпич и разрежете его пополам, у вас получится один расколотый кирпич. Следовательно, одна расщепленная фаза.

В типичном жилом доме на 120 В переменного тока в Северной Америке ответ НЕТ .

Причина в том, что ваш дом получает только одну фазу, и, таким образом, эта фаза не может быть не в фазе сама с собой. Изменение вашей системы отсчета (путем измерения напряжения от N, а не между L1 и L2) внезапно не приводит к их несовпадению по фазе.

Если ваш реальный вопрос звучит так: «Будет ли всегда напряжение, измеренное от N до L1, сдвинуто на 180 градусов по сравнению с напряжением, измеренным от N до L2?» тогда ответ на это "да"

... однако одного этого факта недостаточно, чтобы считать его отдельной фазой власти.

Если бы у вас действительно было две фазы, то разница напряжений между ними была бы разной и иногда равнялась бы 0.

Извините, ОП спрашивает о синусоидальной зависимости между трансформатором. Напряжение не имеет значения. В то время как одна синусоида составляет 360 °, терминология расщепленной фазы описывает отношение нейтрали в центральной точке 180 °. Нейтраль имеет нулевое потенциальное напряжение из-за того, что синусоидальная волна компенсирует другую.
ОП спрашивает две вещи: «было бы верным утверждение, что розетки на разных выключателях могут быть не в фазе друг с другом» — ответ на который зависит от того, насколько точно вы определяете «фазу» и «разумно ли предположить, что синусоидальные волны, измеренные от розеток в спальне 1, будут не в фазе с синусоидами, измеренными от розеток в спальне 2".
одиночная синусоидальная волна, отводящаяся от центра, технически не совпадает по фазе на 180°. Это верное утверждение.
Опять же, формы сигналов напряжения могут оказаться не в фазе. Я думаю, что это описано в моем заявлении «Будет ли измеряться напряжение от ...» (которое я исправлю, поскольку оно плохо читается в банкомате).
Так расстраивает, что у меня недостаточно доверия, чтобы прокомментировать фактическое сообщение, но проблема с изображениями, опубликованными Tester101 в другом сообщении, заключается в том, что здесь нет ЗЕЛЕНОЙ и СИНЕЙ линии. Есть только одна линия! Если бы у вас действительно были зеленая и синяя линии, вы могли бы в какой-то момент измерить 0 В между ними с помощью своего тестового оборудования, но вы не можете! У вас всегда будет разница в 240 В между ними, это тонкая разница между расщепленной фазой и реальной двухфазной на 180 градусов.
@RobotAndy Если вы используете @ перед именем пользователя, система уведомит его напрямую.
@RobotAndy Меня смущает ваш последний комментарий. Вы понимаете, что когда вы подключаете вольтметр, вы на самом деле измеряете среднеквадратичное напряжение , верно? На моем рисунке СИНЯЯ линия представляет изменение напряжения во времени, измеренное между L1 и N, а ЗЕЛЕНАЯ линия представляет изменение напряжения во времени, измеренное между L2 и N. Я мог бы нарисовать дополнительную КРАСНУЮ линию, которая могла бы показать напряжение на время измеряется между L1 и L2. В этом случае вы увидите синусоиду с амплитудой 240 вольт. Период моей диаграммы составляет 1/60 секунды.

Да. Технически они сдвинуты по фазе на 180 градусов, если трансформатор имеет расщепленную фазу 120/240. Нейтраль отводится в центре катушки, и каждая сторона нейтрали намотана на 180° в противофазе друг с другом. Трансформатор 120/208Y будет иметь каждую фазу сдвинутой по фазе на 120 градусов.

Редактировать : Вот недавняя диаграмма, которую я сделал, чтобы проиллюстрировать концепцию.введите описание изображения здесь

Извините, но это неправильно. У @RobotAndy есть правильный ответ. Чтобы объяснить на примере, если бы они были сдвинуты по фазе на 180 градусов, то соединение двух фаз дало бы 0 В, а не 240 В.
Вы ошибаетесь. Пожалуйста, удалите или обновите свой комментарий, так как он вводит в заблуждение.

Используя векторные суммы,

Если предположить, что V1 + V2 = VT

Где

V1 от центрального ответвления трансформатора к одной фазе (L1)

V2 от центрального ответвления трансформатора к другой фазе (L2)

и L1 = 120 В под углом ноль градусов

и L2 = 120 В под углом 180 градусов

и VT = сумма напряжений V1 и V2 (т. е. напряжение на обеих фазах)

Использование закона напряжения Кирхгофа (т.е. обход цепи)

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

VT = (120, угол ноль градусов) - (120, угол -180 градусов)

VT = (120, угол ноль градусов) + (120, угол ноль градусов)

VT = 240, угол ноль градусов

Приведенная выше математика подтверждает, что L1 и L2 сдвинуты по фазе на 180 градусов.

Вы предполагаете, что фазы не совпадают по фазе, поэтому последующая математика только подтверждает предположение, а точнее основной вопрос (являются ли розетки (или ножки, или шины в панели) просто не в фазе в жилом доме). электрическая система?). Теперь, если бы вы просто заявили, что 240 В измеряется (и рассчитывается) по разнице между двумя потенциалами напряжения, и что 120 В минус минус 120 В равняется 240 В, тогда уместность использования измеренного напряжения в качестве доказательства того, что фазы равны и противоположны, может быть были значимыми (но избыточными в соответствии с ответом Tester101).

Напряжения на каждой ноге будут на 180 градусов не сдвинуты по фазе... помните, что напряжение это РАЗНИЦА, поэтому, если напряжение между ветвью 1 и нейтралью (V1) положительное, то другое напряжение будет отрицательным (-V2) (сдвинуто по фазе на 180) относительно V1. (Числа V1 и V2 являются положительными числами). Напомним, что напряжение – это РАЗНИЦА между двумя точками. Итак, у нас есть V1- (-V2), что составляет 240 вольт, если и V1, и V2 равны 120 вольт. Минус, умноженный на минус, является положительным числом, поэтому V1-(-V2) = V1 + V2.

Ричард Магистр физики, BSEE

Розетки в доме не совпадают по фазе друг с другом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v