Однофазный и трехфазный переменный ток

Однофазный и трехфазный переменный ток

Рядовой потребитель с электричеством сталкивается, ежедневно за­ живая свет и включая тот или иной прибор в розетку.Выключате­ли друг от друга отличаются мало, а вот с розетками все гораздо сложнее. Попробуем разобраться, как устроена розетка.

Начнем с той, которая была изготовлена и установлена лет этак 10—15 назад. Она подключена всего к двум проводам. Изоляция одного из проводов обязательно должна иметь голубоватую или синюю окраску. Именно так определяется рабочий нулевой проводник. Ток по нему идет не от источника, а от потребителя.

Этот провод вполне безобидный, и если схватиться за него, не прикаса­ясь ко второму, то ничего страшного и ужасного не случится.

А вот второй провод, окраска которого может быть любой, за ис­ключением синей, голубой, желто-зеленой в полоску и черной, бо­лее опасный и коварный. Называется он фазный проводник.

Дотронувшись до этого провода, можно получить хорошенький разряд. И это не шутки, поскольку напряжение бытовой сети пере­менного тока 220 В, а любой ток, напряжение которого свыше 50 В, убивает человека за несколько секунд.

Наличие напряжения на фаз­ных проводниках можно определить специальными индикаторами. Он выполнен в ви­де обыкновенной отвертки с плоским шлицем (встречаются инди­каторные отвертки с крестообразным шлицем). Рукоятка, внутри которой встроена лампочка-диод, изготовлена из полупрозрачного пластика. Верхняя часть рукоятки — металлическая. Дотроньтесь рабочей частью индикатора до проводника, а большим пальцем руки — до металлической части на рукоятке. Если диод загорелся, тро­гать этот провод не стоит — он сейчас под напряжением. Заметьте, что при прикосновении к нулевому проводнику светодиод не загорается (естественно, если этот проводник не соприкасается с фаз­ным проводом).

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление, или земля, и знают, что это важные поня­тия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозна­чают. Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в техниче­ские подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электри­ческого тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояс­нить.

Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому — возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Тот провод, по ко­торому ток идет, называется фазовым или просто фазой, а по кото­рому возвращается — нулевым или нолем.

Трехфазная цепь состо­ит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдви­нута по отношению к соседнему проводу на 120°.

Схема трехфазного тока

Передача переменного тока происходит именно при помо­щи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. В таком виде он обычно и попадает в квартиры и дома, хотя иногда трехфазная сеть заво­дится прямо в дом.

Как правило, речь идет о частном секторе, и та­ кое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Как видно из названия, трехфазная система состоит из трех ис­точников электроэнергии и трех цепей, соединенных общими про­ водами линии передач. Источником энергии для всех фаз является трехфазный генера­тор в виде трех обмо­ток: АХ, BY и CZ.

 

Обмотки фаз генератора можно было бы соединить шестью проводами с нагрузками ZA , ZB , ZС и получить таким путем три независимые фазные цепи. Но если соединить концы обмоток фаз генератора X, Y, Z с концами трех нагрузок одним проводом, то можно сэкономить два соединительных провода (звезда).

Такой способ соединения называется соединением звездой. Указанный общий провод называется нейтральным или просто нейтралью. Поскольку очередность подключения трехфазных двигателей в качестве нагрузки оказывается существенной для установле­ния направления их вращения, то для обеспечения этой одно­значности приняты следующие условные цветовые обозначения фаз: А — желтая изоляция; В — зеленая; С — красная и ней­траль — черная.

При соединении звездой, кроме равного напряжения на зажи­ мах каждой из фаз (фазного напряжения между фазой и общим проводом — Uф ), существует и напряжение между разными фаза­ ми, называемое линейным напряжением — Uл . Линейное напря­жение в этом случае больше фазного в √3 раз. Если ток во всех фазах оказывается одинаковым (такая нагруз­ка называется симметричной; примером может служить трехфаз­ный двигатель), то ток в нейтральном проводе отсутствует и этот провод не нужен. Но другие подключаемые нагрузки бывают не­ симметричными, поэтому для них нейтральный провод необходим.

Преимуществом соединения фаз треугольником считается то, что даже при несимметричной нагрузке нет необходимости исполь­зовать четвертый провод.

Источник:

Бедин В. С. Сам себе электрик. Электромонтаж и полезные электронные самоделки. – Харьков, Белгрод: Клуб семейного досуга. – 2013. – 374 с.