Az elektromosságban és az elektronikában a fázis szót különböző összefüggésekben használják, amelyek mind a váltakozó elektromos áramokra vonatkoznak.
Az elektromosságban a fázis szó azonos váltakozó áramforrás „csatornáit” jelöli, amelyek között fáziseltolódás van (kettő 180 ° -ban egyfázisú és három 120 ° -ban háromfázisú ).
Az asszimilációval a kisfeszültségű villanyszerelők a fázis szóval is kijelölik az AC tápegység aktív vezetőit . Háztartási létesítményekben a vezetőt általában élénk színű vezetékkel (piros, narancssárga) kell bekötni. Általában a vezetőt vagy vezetékeket nevezzük fázishuzaloknak , amelyeken egy váltakozó elektromos feszültség jelenléte " fázis tesztelővel " kimutatható .
Az elektronikában fáziseltolódásról beszélünk, amikor a szinuszos jelek között szögeltolódás van, oszcilloszkóp észleli . Ha a nulla és a maximális érték áthaladása egyidejű, akkor azt mondjuk, hogy fázisban vannak .
Megjegyzés: Az egyenárammal táplált vezetéken mért feszültség kijelölése fázisról való visszaélés és helytelen . Ezt az etimológiával nem összefüggő fogalmat itt nem kezeljük.
Két váltakozó feszültség (két különböző vezetéken) fázisban van (vagy fázisban van), amikor egyidejűleg nullára mennek. Ez könnyen kimutatható az oszcilloszkóp X és Y bemeneteinek felhasználásával a Lissajous-görbék megjelenítéséhez .
Másrészt ugyanazon elektromos vezeték feszültségének és áramerősségének nulla kereszteződésének időeltolódása (az úgynevezett teljesítménytényező ) mutatja a szállított terhelés kapacitív vagy induktív hatását .
Mivel a nagy teljesítményű villamos energia előállítása általában központosított, eloszlását a szállítás problémája határozza meg. Már az elődök idején vita folyt a vita Thomas Edison, aki az egyenáram használatát szorgalmazta, és alkalmazottja, Nikola Tesla, aki a váltakozó áramot részesítette előnyben, amely végül egyértelmű előnyöket mutatott az egyenárammal szemben. Ezen előnyök közül a fő az a lehetőség, hogy váltakozó üzemmódban elektromos transzformátorokat használnak a feszültség megemelésére, hogy csökkentse az ugyanazon teljesítmény szállításához szükséges áramot, ami csökkenti a távvezetékek fém költségeit és súlyát. az oszlopokon. Ezen túlmenően a transzformátor lehetővé teszi a feszültség csökkentését is, hogy „elfogadható feszültséget” kapjon a végfelhasználó számára.
Ha az elektromos áram háztartási felhasználója azt látja, hogy két tápvezetéken (egyfázisú) érkezik, az ipari felhasználás sokkal érdekesebbé teszi három vezeték (háromfázisú) vagy négy ( idem , semleges) vezetéken történő továbbítását . Először azért, mert a vezetékeket jobb hatékonysággal használják, majd azért, mert ha egyfázisúak az áramellátás, amikor a két fázis kereszteződik, akkor háromfázisú, a három fázis soha nem lép át egyszerre. Ellentétben a háromfázisúval, amely "forgó" energiaelosztást biztosít, egyfázisú, a két fázis váltakozása képes fenntartani a már megkezdett forgást, de nem határoz meg egy prioritási forgásirányt (ez egyenértékű két forgással) mezők, azonosak, de ellentétes irányúak), ezért az egyfázisú motor beindításához olyan eszközre van szükség, amely a két forgó mező egyikének enyhe intenzitási különbségét eredményezi.
A háromfázisú tápegység három egyfázisú kiegyensúlyozatlan tápegységnek tekinthető. Mindegyik egy fázist biztosít egy semleges közös körül az összes fázis számára. Ha a különböző fázisok fogyasztása kiegyensúlyozott, akkor a semleges teljes áram majdnem nulla lesz. Ez az oka annak, hogy ez nem mindig szükséges, hogy kiadja a 4 th huzal, például egy háromfázisú motor működni fog nélküle. A 4 -én drót, az úgynevezett „semleges” kell egy nulla potenciál a földhöz képest, azonban a földára- és más természeti jelenségeket, amelyek a villamos energia, hogy nem mindig ez a helyzet.
Az egyfázisúak eléréséhez elegendő egy fázist és a semlegeset venni. Ebben az esetben aszimmetrikus egyfázisúak vagyunk, és egy tesztelő csavarhúzó csak a fázisvezetéken jelzi a feszültség jelenlétét. Szintén lehetséges szimmetrikus egyfázisú, az előzőnél nagyobb feszültséggel két fázis között. Egy háromfázisú 400 V - os hálózat két fázis között 400 V rms-t, az egyik fázis és a semleges között 230 V-ot szolgáltat .
Történelmi okokból egyes elosztóhálózatok háromfázisú 230 V -ot táplálnak, és ebben az esetben a felhasználó az egyfázisú 230 V-ot fázisok között kapja, nem pedig fázis és semleges között . A háromfázisú háztartási hálózatnak ki kell egyensúlyoznia a különböző egyfázisú áramköreit a különböző fázisokban annak érdekében, hogy kiegyenlítse az egyes fázisok teljes fogyasztását.
A generátor csatlakoztatása a termelési hálózathoz kényes művelet, mert szükséges:
Miután csatlakozik a hálózathoz, a generátor szinkronban marad, de a gerjesztést fokozni kell, hogy energiát szolgáltassunk a hálózatnak, és ne használjuk fel. Az európai kontinensen minden hálózat szinkron, kivéve az Egyesült Királyság hálózatát, amely ugyan szintén 50 Hz frekvencián van , de nincs szinkronban a kontinenssel. A villamosenergia-csere összeköttetéseket egyenáramú vezeték és a Csatorna keresztirányú vonalak mindkét végébe telepített átalakítókon keresztül hozzák létre .
A zöld-sárga vezető, amely néhány fali aljzatban megjelenik, és néhány mennyezeti lámpa (főleg fémes), a " védővezeték " vagy "PE" (védőföldelés). Ez a meghajtó két szerepet tölt be:
A karmester jelen a fali elektromos csatlakozók és a világítás pont nem a „föld” vezetéket , de a védelem vezeték , amely kapcsolódik a potenciálkiegyenlítő maga csatlakozik a Föld bárban. Csatlakozik az épület föld .
Az otthon földelésének csak akkor van értelme, ha ez a földelés helyi (az épület szintjén). Ezért nincs értelme (és még veszélyes is lenne) terjeszteni. Emellett a földet ritkán osztja szét az áramszolgáltató. A felhasználó feladata hivatkozni sajátjaira, akár földelő rudakon keresztül (régi módszer), akár úgy, hogy az épületet eltemetett rézkábellel veszi körül ( jelenleg kötelező módszer A hírépítésekhez). A szállító által általában szállított semleges állapot gyakran a földhöz csatlakozik a zóna transzformátorának szintjén. Emellett a felhasználó semleges és saját földje közötti potenciális különbség (ddp) normál helyzetben gyakran alacsony (max. Néhány volt). Ez a különbség tehát valójában megfelel a felhasználó helyi földje és az elosztó transzformátorától távoli föld közötti feszültségkülönbségnek. Különleges körülmények (villámlás) esetén a ddp több tízezer voltot (vagy akár sokkal többet) is elérhet, és ezért előfordulhat, hogy a felhasználóval semleges és helyi földje között ugyanaz a ddp jelenik meg, amely pusztító íveket okozhat a semleges és a védővezeték között, egészen addig, hogy felrobbantsa a kimeneteket vagy a hosszabbító vezetékeket.
A személyes biztonság alapvetően a számára hozzáférhető tömegek potenciálpotenciálján alapul: az áramütés a testen áthaladó áram következménye, maga a test különböző pontjai közötti potenciális különbségek eredménye. Ennek az egyenlő potenciálnak a fenntartása és ellenőrzése érdekében többféle mechanizmus áll rendelkezésre:
Biztonsági elvek:
Semleges a villamos potenciál vagy feszültség referencia a fázisok; csak egy semleges közös az összes fázis. Feszültsége csak akkor nulla, ha az egyes fázisok terhelése állandóan azonos, ami ritkán fordul elő. Időnként vezeték segítségével valósul meg, mint például az egyfázisú háztartási tápegység esetében, ahol a semleges az áramtermelő oldalon gyakran a földhöz csatlakozik . Ezért elvileg nem veszélyes megérinteni, még akkor sem, ha ezt erősen nem ajánljuk.
Széles körű hiba az a megfontolás, hogy a semleges a földhöz kapcsolódó fázis. Polifázisban ez lehetetlen: nagyon különleges helye van, és ha az egyik fázissal megfordították, akkor a kapott rendszer már nem lenne szimmetrikus, és elveszítené elektromos (szállítási) és mechanikai (gyártási) tulajdonságait. Három fázisban általában el lehet tekinteni a semleges nagy távolságokon történő szállításától, még akkor is, ha a rendszer kiegyensúlyozatlan .
Ha a semleges nem volt csatlakoztatva a földhöz (sem az elosztó, sem a felhasználói oldalon), akkor az áram nem tudott a földre áramolni; ezért egyetlen (és csak egy) vezető megérintése nem jelent veszélyt. Másrészt már nem észlelnénk egy esetleges szigetelési hibát (amikor egy huzalt lecsupaszítanak és például egy tetemet érintenek). Ipari környezetben ezt a rendszert alkalmazzák, de specifikus ellenőrzéseket tartalmaz. Ezeket a feltételeket nem lehet előírni az egyénekre, mert egy ilyen rendszer túl veszélyesvé válik (hiba esetén elegendő lehet két különböző eszköz megérintése a sérüléshez). Éppen ezért az egyének számára a semleges és a föld közötti kapcsolat létrejön, és differenciál megszakítókkal ellenőrizzük, hogy az áramkörben nincs-e szivárgó áram , amely bármely élőlényre veszélyes lehet.
Elvileg figyelembe kell venni, hogy veszélyes a fázis megérintése, még akkor is, ha a berendezés biztonsági differenciál megszakítóval ( 30 mA ) van felszerelve, amelynek észlelnie kell a legkisebb hibát és azonnal meg kell szakítania az áramellátást. Az eszköz teszteléséhez célszerű az erre a célra szolgáló gombot használni.
Országtól függően néhány aljzat rendelkezik kulcskészülékkel, amely lehetővé teszi a semleges és a fázis megkülönböztetését. A gyermekek biztonsága érdekében minden elérhető elektromos aljzatot "automatikus furattöltővel" kell felszerelni, hogy megakadályozzon bármilyen villamosan vezető tárgy beillesztését a fázisvezetéknek megfelelő lyuk (ok) ba.
Nagyon fontos, hogy meg lehessen különböztetni az elektromos vezetékek típusait (a semleges és a földelő vezetékek fázisa (az úgynevezett „forró”). Noha a földet általában a zöld dominanciája ( ) vagy egy csupasz vezeték határozza meg, az egész világon történő felhasználás során különböző színkombinációk születtek a különböző szálakhoz. A régiótól függően néhány szabványosítási kísérlet jelent meg, különösen a szabványok megírásával.
Az alábbi táblázat számos, a különböző országokban található színkombinációt csoportosít.
Ország | 1. fázis (L1) | 2. fázis (L2) | 3. fázis (L3) | Semleges (N) | Föld (T / G) |
---|---|---|---|---|---|
Európai Unió Egyesült Királyság Svájc |
Barna | Fekete | Szürke | Kék |
Zöld / sárga csupasz |
Európa (régi)
Franciaország (1970 előtt) |
Fekete
Sárga |
Barna
Kék |
Piros fekete |
Kék
Szürke |
Zöld / sárga Piros |
Egyesült Királyság (volt) Dél-Afrika Malajzia |
Piros | Sárga | Kék | Fekete |
Zöld / sárga Zöld Csupasz |
Egyesült Államok (közös) | Fekete | Piros | Kék |
Fehér szürke |
Zöld Zöld / sárga Csupasz |
Egyesült Államok (alternatív) | Barna | narancs | Sárga |
Szürke Fehér |
Meztelen Zöld |
Kanada (hivatalos) | Piros | Fekete | Kék | fehér |
Meztelen Zöld |
Kanada (elszigetelt létesítmények) | narancs | Barna | Sárga | fehér |
Meztelen Zöld |
Ausztrália, Új-Zéland (AS / NZS 3000: 2000, 3.8.1. Bekezdés) |
Piros |
Fehér sárga (elavult) |
Kék | Fekete |
Zöld / sárga Zöld Csupasz |
Kínai Népköztársaság | Sárga |
Kék zöld |
Piros | Barna |
Fekete zöld / sárga csupasz |
Ország | Fázis (L) | Semleges (N) | Föld (T / G) |
---|---|---|---|
Franciaország (1970 előtt) |
Zöld Sárga Kék Piros Fehér Barna |
Szürke |
Piros |
Európai Unió (aktuális) |
Piros fekete narancs lila Rózsaszín fehér |
Kék |
Zöld sárga
Meztelen |
Jó megjegyezni, hogy a színkód csak akkor életképes, ha mindenki tiszteletben tartja; ellenkező esetben fennáll a súlyos károk veszélye.
Bizonyos esetekben (régi létesítmények a skandináv országokban , transzformátorok kimenete az Egyesült Királyságból és néhány más esetben) a háztartási aljzat két kábele lehet fázis vagy a háromfázisú hálózatból, vagy egyetlen kimeneten -fázisú transzformátor (s nem kapcsolódik semleges potenciálhoz). Ez nem ajánlott.
Európában és az Egyesült Királyságban egyezmény szerint használják, az Európai Elektronikai és Elektrotechnikai Szabványügyi Bizottság (CENELEC) által létrehozott HD 308 S2 szabvány (a rugalmas és szigetelt kábelek vezetőinek azonosítása és használata ) szerint. az NF C 15-100 szabvány Franciaországban: