Domanda:
Le prese di corrente in una casa sono sfasate tra loro?
Michael Baker
2015-06-08 19:56:08 UTC
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Sto lavorando a un progetto scientifico e c'è un aspetto del cablaggio domestico che devo scoprire (non preoccuparti, non sto scherzando con il cablaggio - è tutto sulla carta). Dal momento che le prese da 120 V in una casa possono essere collegate a una delle due gambe da 120 V che provengono dalla compagnia elettrica, sarebbe una vera affermazione che le prese su diversi interruttori potrebbero essere sfasate tra loro? In altre parole, se la camera da letto 1 è legata alla gamba 1 e la camera da letto 2 è legata alla gamba 2 è ragionevole presumere che le onde sinusoidali misurate dalle prese nella camera 1 saranno sfasate rispetto alle onde sinusoidali misurate dalle prese nella camera 2?

Potresti anche voler saperne di più sulla reattanza. La reattanza è il punto in cui la corrente e la tensione diventano sfasate e nelle applicazioni industriali con carichi non lineari questo crea correnti armoniche sul neutro.
Questo è probabilmente uno dei concetti più comunemente fraintesi nel potere residenziale americano. La maggior parte degli elettricisti addirittura sbaglia.
Sei risposte:
Tester101
2015-06-08 21:30:30 UTC
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Una specie di. Dipende dal tuo sistema di riferimento.

Se stai guardando il conduttore senza messa a terra (caldo) da ciascuna presa, ti ritroverai con un circuito a 240 volt. Poiché è un circuito singolo, non può essere fuori fase con se stesso. Se colleghi un oscilloscopio al conduttore senza messa a terra (caldo) di ogni presa, otterrai una singola onda sinusoidale da 240 volt.

Se stai osservando i due circuiti separati (ad es. caldo) e conduttore di terra (neutro) da ciascuna presa), quindi ti ritroverai con due circuiti da 120 volt sfasati di 180 ° l'uno dall'altro. Se si collega l'oscilloscopio al conduttore senza messa a terra (caldo) e ai conduttori a terra (neutri) da ciascuna presa (4 conduttori invece di 2), si vedrebbero due onde sinusoidali da 120 volt sfasate di 180 ° l'una dall'altra.

Le due onde sinusoidali dovrebbero assomigliare a questa.

sine waves from single split phase transformer

Poiché le onde sono sfasate di 180 °, il potenziale elettrico tra le gambe (al picco ) sarà di 240 volt. Mentre il potenziale tra una linea e il "neutro" sarà di 120 volt.

Se le onde non fossero sfasate, avrebbero lo stesso potenziale (o avrebbero 0 volt tra di loro).

in phase sine waves

Quindi, sebbene questo non sia un sistema multifase, non è nemmeno un semplice sistema monofase. Tecnicamente è noto come " sistema monofase ".

Tutto questo; ovviamente, si presume che i conduttori senza messa a terra (caldi) provengano da parti diverse del servizio.

Sì, sto guardando due circuiti separati quindi ha senso che siano fuori fase. Grazie per la chiarezza.
Mi dispiace, ma non è corretto. @RobotAndy ha la risposta giusta. Per spiegare con un esempio, se fossero sfasati di 180 gradi, il collegamento attraverso le due fasi produrrebbe 0 V, non 240 V.
@DavidPfeffer Collega un oscilloscopio. È una fase singola, con un centro tappato "neutro". Se misuri linea per linea, vedrai un'onda sinusoidale di 240 volt. Se misuri la linea (L1) su "neutro" (N), vedrai un'onda sinusoidale da 120 volt. Se misuri la linea (L2) su "neutro" (N), vedrai anche un'onda sinusoidale da 120 volt. Tuttavia, le due onde da 120 V verranno spostate di 180 ° l'una dall'altra. Quindi, mentre un'onda raggiunge il picco a + 120 V, l'altra raggiungerà il picco a -120 V. Sono d'accordo che "* fase *" potrebbe non essere la parola migliore, ma l'idea è la stessa.
@Davis Siamo spiacenti che l'OP chieda informazioni sulla relazione dell'onda sinusoidale tra un trasformatore. La tensione è irrilevante.
@DavidPfeffer Ho aggiunto un po 'più di dettagli, per aiutarti a capire cosa sto dicendo.
Non votato in base all'aggiornamento.
Come ho fatto notare in basso a Henry: sono solo 180 ° fuori fase se prima misuri uno da Neutro a Caldo e poi misuri l'altro da Neutro a Caldo poiché li stai misurando entrambi in direzioni diverse. Stai invertendo la polarità. In realtà non c'è spostamento di fase. Se misuri L1 a neutro e poi neutro a L2 non vedresti inversione di polarità. Questo è davvero ciò di cui stai parlando. Non uno sfasamento.
Un altro concetto interessante è algebricamente che il tuo primo disegno si sommerebbe a zero mentre il secondo disegno si sommerebbe a 240. Sembrerebbe che due fasi fuori 180 ° si sommino poiché ci sono 240 volt tra i picchi ma vettorialmente due vettori 180 ° fuori sarebbero annulla a zero. Tutto ciò è discutibile, poiché c'è solo una fase e le due gambe di un trasformatore con presa centrale sono semplicemente la metà del tutto. Sono in fase l'uno con l'altro quando misurati nella stessa direzione.
A proposito, è un po 'fuorviante mostrare un grafico dell'oscilloscopio con l'asse y che va a 120v poiché se lo facessi su un sistema RMS a 120v (tutta l'alimentazione domestica negli Stati Uniti) il picco dell'asse y sarebbe ~ 172v. I misuratori RMS portatili mostrano solo 120 o 240, ma questo è un modo diverso di misurare. Se si desidera mostrare 120 v sul grafico dell'oscilloscopio, è necessario ombreggiare l'intera area sotto la forma d'onda, poiché è ciò che matematicamente equivale a 120 v.
@JeffMeden Sono d'accordo, ma sto cercando (e fallendo) di spiegare un concetto. I numeri sul grafico sono privi di significato e sono inclusi solo per renderlo più familiare al pubblico generale. Se avessi voluto essere eccessivamente tecnico nella mia risposta, non avrei disegnato i diagrammi a pastello.
@ArchonOSX: Perché "sommare fino a zero"? La tensione fa la differenza.
Come puoi dividere un'onda sinusoidale con ampiezza 240 in due onde sinusoidali da 120 V in modo tale che siano "fuori fase" - capisco che è l'unica linea di tensione, ma quello che non capisco è come hai ottenuto due linee da 120 V da
@AzizJaved perché il neutro è un rubinetto centrale, quindi metà della bobina si trova su ciascun lato di esso.
Hank
2015-06-10 23:28:54 UTC
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Questa è principalmente una questione semantica.

Dal punto di vista di un elettricista , la fornitura domestica degli Stati Uniti è un singolo 240 V che può essere suddiviso in due gambe calde a presa centrale.

Da un punto di vista matematico o E&M , le diverse gambe hanno tensioni sfasate di 180º, quindi penso che sarebbe sicuro chiamarle due fasi una volta che sono separate.

(Lasciato al lettore come esercizio: se prendi un mattone e lo tagli a metà, hai un mattone o due mattoni?)

Sono d'accordo. Sembra che ci stiamo bloccando sul significato della parola "* fase" *. Mi sembra che tutte le risposte dicano le stesse (o simili) cose, eppure in qualche modo alcune sono state votate in basso mentre altre sono state votate.
Sono sfasati solo di 180 ° se prima ne misuri uno da Neutro a Caldo e poi misuri l'altro da Neutro a Caldo poiché li stai misurando entrambi in direzioni diverse. In realtà non c'è spostamento di fase. Da qui il termine monofase.
Possiamo semplicemente usare la definizione di Wikipedia? "La differenza di fase è la differenza, espressa in gradi o tempo, tra due onde aventi la stessa frequenza e riferite allo stesso punto nel tempo" se misuri ogni sorgente di un centro residenziale tocca la "fase divisa" a terra, il picco di 172v sarà a 180 gradi di distanza, chiaro e semplice.
Se prendi un mattone e lo tagli a metà, avrai un singolo mattone diviso. Quindi, fase monofase.
Kris
2015-06-08 20:59:02 UTC
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Sì. Tecnicamente sono sfasati di 180 gradi se il trasformatore è a 120/240 di fase divisa. Il neutro viene sfruttato al centro della bobina e ciascun lato del neutro è avvolto 180 sfasato dall'altro. Un trasformatore 120 / 208Y avrebbe ogni fase sfasata di 120 gradi.

Modifica : ecco un diagramma recente che ho creato per illustrare il concetto. enter image description here

Mi dispiace, ma non è corretto. @RobotAndy ha la risposta giusta. Per spiegare con un esempio, se fossero sfasati di 180 gradi, il collegamento attraverso le due fasi produrrebbe 0 V, non 240 V.
Ti stai sbagliando. Elimina o aggiorna il tuo commento poiché è fuorviante.
RobotAndy
2015-06-10 18:23:54 UTC
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In un tipico 120 V CA nordamericano residenziale, la risposta è NO”

Il motivo è che la tua casa riceve solo una fase, quindi quella fase non può essere fuori fase con se stessa. Cambiare il sistema di riferimento (misurando la tensione da N piuttosto che tra L1 e L2) non li rende improvvisamente sfasati.

Se la tua vera domanda è: "La tensione misurata da N a L1 essere sempre spostato di 180 gradi rispetto alla tensione misurata da N a L2? " allora la risposta è "Sì"

... tuttavia questo fatto da solo non è sufficiente per essere considerato una fase separata del potere.

Se avessi veramente due fasi , quindi la differenza di tensione tra di loro varierebbe e occasionalmente sarebbe 0.

Spiacenti, l'OP sta chiedendo informazioni sulla relazione dell'onda sinusoidale tra un trasformatore. La tensione è irrilevante. Mentre una sinusoidale è a 360 °, la terminologia a fase divisa descrive la relazione del neutro nel punto centrale di 180 °. Il neutro ha tensione potenziale zero a causa dell'onda sinusoidale che annulla l'altra.
OP chiede due cose: "sarebbe un'affermazione vera che le prese su interruttori diversi potrebbero essere sfasate tra loro" - la risposta alla quale dipende da quanto accuratamente si sta definendo "fase" ed "è ragionevole presumere che le onde sinusoidali misurate dalle prese nella camera da letto 1 saranno sfasate rispetto alle onde sinusoidali misurate dalle prese nella camera da letto 2 "
una singola onda sinusoidale che viene presa al centro è tecnicamente sfasata di 180 °. Questa è una dichiarazione vera.
Anche in questo caso, le forme d'onda di tensione possono apparire sfasate. Penso che sia coperto nella mia dichiarazione di "Will the voltage misurata da ..." (che correggerò poiché non legge bene atm).
È così frustrante che non ho abbastanza credibilità qui per commentare il post effettivo, ma il problema con le foto pubblicate da Tester101 sull'altro post è che non c'è una linea VERDE e BLU. C'è solo una riga! Se avessi davvero una linea verde e blu, a un certo punto saresti in grado di misurare 0 V tra di loro con la tua attrezzatura di prova, ma non puoi! Avrai sempre una differenza di 240 V tra di loro, questa è la sottile differenza tra la fase divisa e la fase bifase di 180 gradi reale.
@RobotAndy Se usi @ prima del nome di un utente, il sistema lo notificherà direttamente.
@RobotAndy Sono confuso dal tuo ultimo commento. Capisci che quando colleghi un voltmetro, stai effettivamente misurando [tensione RMS] (http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square) giusto? Nel mio disegno, la linea BLU rappresenta la tensione nel tempo misurata tra L1 e N, mentre la linea VERDE rappresenta la tensione nel tempo misurata tra L2 e N. Avrei potuto disegnare una linea ROSSA aggiuntiva, che potrebbe mostrare la tensione oltre tempo misurato tra L1 e L2. In tal caso vedresti un'onda sinusoidale con un'ampiezza di 240 volt. Il periodo del mio diagramma è 1/60 di secondo.
JCS
2016-04-06 19:44:57 UTC
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Usando le somme vettoriali,

Se assumiamo che V1 + V2 = VT

Dove

V1 è dalla presa centrale del trasformatore a una fase (L1)

V2 va dalla presa centrale del trasformatore all'altra fase (L2)

e L1 = 120 V con un angolo di zero gradi

e L2 = 120 V con un angolo di 180 gradi

e VT = la somma della tensione di V1 e V2 (cioè, tensione su entrambe le fasi)

Usando la legge della tensione di Kirchoff (cioè , girando intorno al circuito)

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

VT = (120, angolo zero gradi) - (120, angolo -180 gradi )

VT = (120, angolo zero gradi) + (120, angolo zero gradi)

VT = 240, angolo zero gradi

La matematica di cui sopra supporta che L1 e L2 sono sfasati di 180 gradi

Stai presupponendo che le fasi siano sfasate, quindi la matematica successiva sta solo dimostrando il presupposto, che è più precisamente la domanda sottostante (le prese (o le gambe, o le sbarre nel pannello) sono semplicemente sfasate in un edificio residenziale sistema elettrico?). Ora, se tu avessi semplicemente affermato che 240 V è misurato (e calcolato) dalla differenza tra due potenziali di tensione e che 120 V meno 120 V negativo è uguale a 240 V, allora l'importanza di usare la tensione misurata come prova che le fasi erano uguali e opposte, potrebbe sono stati significativi (ma ridondanti secondo la risposta di Tester101).
user66127
2017-02-07 00:52:36 UTC
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Le tensioni su ciascuna gamba saranno sfasate di 180 gradi .... ricorda che la tensione è UNA DIFFERENZA quindi se la tensione attraverso la gamba 1 al neutro (V1) è positiva, l'altra sarà misurata negativa (-V2) (fuori fase di 180) rispetto a V1. (I numeri V1 e V2 sono entrambi numeri positivi). Ricorda che la tensione è una DIFFERENZA tra due punti. Quindi abbiamo V1- (-V2) che è 240 volt se sia V1 che V2 sono 120 volt. Un meno per un numero meno è un numero positivo, quindi V1 - (- V2) = V1 + V2.

Richard MS fisica, BSEE



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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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