Frage:
Sind Steckdosen in einem Haus nicht in Phase miteinander?
Michael Baker
2015-06-08 19:56:08 UTC
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Ich arbeite an einem wissenschaftlichen Projekt und es gibt einen Aspekt der Hausverkabelung, den ich herausfinden muss (keine Sorge, ich mache keine Probleme mit der Verkabelung - das ist alles auf Papier). Wäre es eine echte Aussage, dass Steckdosen an verschiedenen Leistungsschaltern zueinander phasenverschoben sein könnten, da 120-V-Steckdosen in einem Haus an eines der beiden 120-V-Beine des Energieversorgungsunternehmens angeschlossen werden können? Mit anderen Worten, wenn Schlafzimmer 1 an Bein 1 und Schlafzimmer 2 an Bein 2 gebunden ist, ist es vernünftig anzunehmen, dass die von den Steckdosen in Schlafzimmer 1 gemessenen Sinuswellen nicht mit den von den Steckdosen in Schlafzimmer 2 gemessenen Sinuswellen phasenverschoben sind?

Vielleicht möchten Sie auch mehr über Reaktanz erfahren. In der Reaktanz werden Strom und Spannung phasenverschoben, und in industriellen Anwendungen mit nichtlinearen Lasten entstehen harmonische Ströme am Neutralleiter.
Dies ist wahrscheinlich eines der am häufigsten missverstandenen Konzepte in der amerikanischen Wohnmacht. Die meisten Elektriker verstehen es sogar falsch.
Sechs antworten:
Tester101
2015-06-08 21:30:30 UTC
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Art von. Dies hängt von Ihrem Referenzrahmen ab.

Wenn Sie den ungeerdeten (heißen) Leiter von jeder Steckdose betrachten, erhalten Sie einen 240-Volt-Stromkreis. Da es sich um eine einzelne Schaltung handelt, kann sie nicht außer Phase mit sich selbst sein. Wenn Sie ein Oszilloskop an den nicht geerdeten (heißen) Leiter jeder Steckdose anschließen, erhalten Sie eine einzelne 240-Volt-Sinuswelle.

Wenn Sie sich die beiden separaten Schaltkreise ansehen (z. B. den nicht geerdeten (). heißer) und geerdeter (neutraler) Leiter von jeder Steckdose), dann erhalten Sie zwei um 180 ° phasenverschobene 120-Volt-Stromkreise. Wenn Sie das Oszilloskop an den nicht geerdeten (heißen) Leiter und die geerdeten (neutralen) Leiter von jeder Buchse anschließen (4 Leitungen anstelle von 2), sehen Sie zwei um 180 ° phasenverschobene 120-Volt-Sinuswellen. P. >

Die beiden Sinuswellen sollten ungefähr so ​​aussehen.

sine waves from single split phase transformer

Da die Wellen um 180 ° phasenverschoben sind, ist das elektrische Potential zwischen den Beinen (am Peak) ) beträgt 240 Volt. Während das Potential zwischen einer der Leitungen und "neutral" 120 Volt beträgt.

Wenn die Wellen nicht phasenverschoben wären, wären sie auf dem gleichen Potential (oder hätten 0 Volt zwischen sich).

in phase sine waves

Dies ist zwar kein Mehrphasensystem, aber auch kein einfaches Einphasensystem. Technisch ist es als " Single Split Phase System " bekannt.

All dies; Es wird natürlich davon ausgegangen, dass die nicht geerdeten (heißen) Leiter aus verschiedenen Bereichen des Dienstes stammen.

Ja, ich betrachte zwei separate Schaltkreise, daher ist es sinnvoll, dass sie phasenverschoben sind. Danke für die Klarheit.
Es tut mir leid, aber das ist falsch. @RobotAndy hat die richtige Antwort. Um es mit einem Beispiel zu erklären: Wenn sie um 180 Grad phasenverschoben wären, würde eine Verbindung zwischen den beiden Phasen 0 V ergeben, nicht 240 V.
@DavidPfeffer Schließen Sie ein Oszilloskop an. Es ist eine einzelne Phase mit einem Zentrum, das auf "neutral" getippt ist. Wenn Sie Linie zu Linie messen, sehen Sie eine 240-Volt-Sinuswelle. Wenn Sie die Leitung (L1) auf "neutral" (N) messen, sehen Sie eine 120-Volt-Sinuswelle. Wenn Sie die Leitung (L2) auf "neutral" (N) messen, sehen Sie auch eine 120-Volt-Sinuswelle. Die beiden 120-V-Wellen werden jedoch um 180 ° gegeneinander verschoben. Während also eine Welle einen Spitzenwert von + 120 V aufweist, erreicht die andere einen Spitzenwert von -120 V. Ich stimme zu, dass "* Phase *" vielleicht nicht das beste Wort ist, aber die Idee ist dieselbe.
@Davis Entschuldigung, das OP fragt nach der Sinuswellenbeziehung zwischen einem Transformator. Die Spannung spielt keine Rolle.
@DavidPfeffer Ich habe ein bisschen mehr Details hinzugefügt, damit Sie besser verstehen, was ich sage.
Undownvoted basierend auf dem Update.
Wie ich unten auf Henry hingewiesen habe: Sie sind nur um 180 ° phasenverschoben, wenn Sie zuerst einen von Neutral nach Heiß und dann den anderen von Neutral nach Heiß messen, da Sie beide in verschiedene Richtungen messen. Sie kehren die Polarität um. Es gibt tatsächlich keine Phasenverschiebung. Wenn Sie L1 bis Neutral und dann Neutral bis L2 messen, sehen Sie keine Polaritätsumkehr. Das ist wirklich das, worüber du sprichst. Keine Phasenverschiebung.
Ein weiteres interessantes Konzept ist, dass sich Ihre erste Zeichnung algebraisch zu Null addieren würde, während sich Ihre zweite Zeichnung zu 240 addieren würde. Es scheint, dass sich zwei Phasen um 180 ° summieren würden, da zwischen den Spitzen 240 Volt liegen, aber vektoriell zwei Vektoren um 180 ° auf Null abbrechen. All dies ist jedoch umstritten, da es nur eine Phase gibt und die beiden Schenkel eines Transformators mit Mittelabgriff einfach die Hälfte des Ganzen sind. Sie sind in Phase, wenn sie in die gleiche Richtung gemessen werden.
Übrigens ist es etwas irreführend, ein Oszilloskopdiagramm mit einer y-Achse von 120 V anzuzeigen, da bei einem 120-V-RMS-System (alle Haushaltsstromversorgungen in den USA) die Spitze der y-Achse ~ 172 V betragen würde. Handheld-RMS-Messgeräte zeigen immer nur 120 oder 240 an, aber das ist eine andere Art zu messen. Wenn Sie 120 V in Ihrem Scope-Diagramm anzeigen möchten, sollten Sie den gesamten Bereich unter der Wellenform schattieren, da dies mathematisch 120 V entspricht.
@JeffMeden Ich stimme zu, aber ich versuche (und scheitere), ein Konzept zu erklären. Die Zahlen in der Grafik sind bedeutungslos und nur enthalten, um sie dem allgemeinen Publikum näher zu bringen. Wenn ich in meiner Antwort zu technisch sein wollte, hätte ich die Diagramme nicht mit Wachsmalstift gezeichnet.
@ArchonOSX: Warum würden Sie "zu Null addieren"? Spannung ist ein Unterschied.
Wie kann man eine Sinuswelle mit 240 Amplituden in zwei 120-V-Sinuswellen aufteilen, so dass sie "phasenverschoben" sind? Ich verstehe, dass es sich um die eine Spannungsleitung handelt, aber ich verstehe nicht, wie man zwei 120-V-Leitungen hat davon
@AzizJaved, da der Neutralleiter ein Mittelabgriff ist, befindet sich die Hälfte der Spule auf jeder Seite.
Hank
2015-06-10 23:28:54 UTC
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Dies ist hauptsächlich eine semantische Frage.

Aus Sicht eines Elektrikers besteht die US-Haushaltsversorgung aus einer einzigen 240-V-Spannung, die in zwei mittig angezapfte heiße Beine aufgeteilt werden kann.

Aus mathematischer oder E&M Sicht haben die verschiedenen Beine Spannungen, die um 180 ° phasenverschoben sind, und daher denke ich, dass dies sicher wäre sie zwei Phasen zu nennen, sobald sie getrennt sind.

(Als Übung dem Leser überlassen: Wenn Sie einen Ziegelstein nehmen und in zwei Hälften schneiden, haben Sie einen oder zwei Ziegelsteine?)

Genau. Wir scheinen uns auf die Bedeutung des Wortes "* Phase" * einzulassen. Es scheint mir, dass alle Antworten die gleichen (oder ähnliche) Dinge sagen, aber irgendwie werden einige abgelehnt, während andere gewählt werden.
Sie sind nur um 180 ° phasenverschoben, wenn Sie zuerst einen von Neutral nach Heiß und dann den anderen von Neutral nach Heiß messen, da Sie beide in verschiedene Richtungen messen. Es gibt tatsächlich keine Phasenverschiebung. Daher der Begriff einphasig.
Können wir nur die Wikipedia-Definition verwenden? "Phasendifferenz ist die Differenz, ausgedrückt in Grad oder Zeit, zwischen zwei Wellen mit derselben Frequenz und bezogen auf denselben Zeitpunkt", wenn Sie jede Quelle eines Abgriffs eines Wohnzentrums messen, auch bekannt als "geteilte Phase" gegen Erde, die Spitze von 172v wird schlicht und einfach um 180 Grad voneinander entfernt sein.
Wenn Sie einen Ziegelstein nehmen und in zwei Hälften schneiden, erhalten Sie einen einzelnen geteilten Ziegelstein. Daher einzelne Split-Phase.
Kris
2015-06-08 20:59:02 UTC
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Ja. Technisch gesehen sind sie um 180 Grad phasenverschoben, wenn der Transformator eine geteilte Phase von 120/240 aufweist. Der Neutralleiter wird in der Mitte der Spule abgegriffen und jede Seite des Neutralleiters ist gegenüber der anderen Phase 180 phasenverschoben gewickelt. Ein 120 / 208Y-Transformator hätte jede Phase um 120 Grad phasenverschoben.

Bearbeiten : Hier ist ein aktuelles Diagramm, das ich zur Veranschaulichung des Konzepts erstellt habe. enter image description here

Es tut mir leid, aber das ist falsch. @RobotAndy hat die richtige Antwort. Um mit einem Beispiel zu erklären, wenn sie um 180 Grad phasenverschoben wären, würde eine Verbindung zwischen den beiden Phasen 0 V ergeben, nicht 240 V.
Du liegst falsch. Bitte löschen oder aktualisieren Sie Ihren Kommentar, da er irreführend ist.
RobotAndy
2015-06-10 18:23:54 UTC
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In einem typischen nordamerikanischen Wohngebiet mit 120 VAC lautet die Antwort NEIN

Der Grund dafür ist, dass Ihr Haus nur eine Phase und damit diese Phase erhält Phase kann nicht außer Phase mit sich selbst sein. Wenn Sie Ihren Referenzrahmen ändern (indem Sie die Spannung von N anstatt über L1 und L2 messen), werden diese plötzlich nicht mehr phasenverschoben.

Wenn Ihre eigentliche Frage lautet: "Wird die Spannung von N nach L1 gemessen? immer um 180 Grad gegenüber der von N nach L2 gemessenen Spannung verschoben sein? " dann lautet die Antwort darauf "Ja"

... diese Tatsache allein reicht jedoch nicht aus, um als separate Phase der Macht betrachtet zu werden.

Wenn Sie wirklich zwei Phasen hatten dann würde die Spannungsdifferenz zwischen ihnen variieren und gelegentlich 0 sein

Entschuldigung, das OP fragt nach der Sinuswellenbeziehung zwischen einem Transformator. Die Spannung spielt keine Rolle. Während eine Sinuskurve 360 ​​° beträgt, beschreibt die Split-Phase-Terminologie die Beziehung des Neutralleiters am 180 ° -Mittelpunkt. Der Neutralleiter hat eine Potentialspannung von Null, da die Sinuswelle die andere aufhebt.
OP fragt zwei Dinge: "Wäre es eine wahre Aussage, dass Auslässe an verschiedenen Leistungsschaltern außer Phase sein könnten?" - Die Antwort darauf hängt davon ab, wie genau Sie "Phase" definieren und "ist es vernünftig, dies anzunehmen Die von den Steckdosen in Schlafzimmer 1 gemessenen Sinuswellen sind phasenverschoben zu den von den Steckdosen in Schlafzimmer 2 gemessenen Sinuswellen. "
Eine einzelne Sinuswelle, die in der Mitte abgegriffen wird, ist technisch um 180 ° phasenverschoben. Dies ist eine wahre Aussage.
Auch hier können die Spannungswellenformen phasenverschoben erscheinen. Ich denke, das wird in meiner Aussage "Wird die Spannung gemessen von ..." behandelt (die ich korrigieren werde, da sie atm nicht gut liest).
So frustrierend, dass ich hier nicht genug Glaubwürdigkeit habe, um den eigentlichen Beitrag zu kommentieren, aber das Problem mit den Bildern, die Tester101 auf dem anderen Beitrag gepostet hat, ist, dass es keine GRÜNE und BLAUE Linie gibt. Es gibt nur eine Zeile! Wenn Sie wirklich eine grüne und blaue Linie hätten, könnten Sie irgendwann mit Ihrem Testgerät 0 V zwischen ihnen messen - aber das können Sie nicht! Sie werden immer einen Unterschied von 240 V zwischen ihnen haben, das ist der subtile Unterschied zwischen der geteilten Phase und der realen 180-Grad-Zweiphase.
@RobotAndy Wenn Sie @ vor einem Benutzernamen verwenden, benachrichtigt das System diese direkt.
@RobotAndy Ihr letzter Kommentar verwirrt mich. Sie verstehen, dass Sie beim Anschließen eines Voltmeters tatsächlich die [RMS-Spannung] messen (http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square), oder? In meiner Zeichnung repräsentiert die BLAUE Linie die Spannung über der Zeit, gemessen zwischen L1 und N, während die GRÜNE Linie die Spannung über der Zeit repräsentiert, gemessen zwischen L2 und N. Ich hätte eine zusätzliche ROTE Linie zeichnen können, die die Spannung über zeigen könnte Zeit gemessen zwischen L1 und L2. In diesem Fall sehen Sie eine Sinuswelle mit einer Amplitude von 240 Volt. Die Periode meines Diagramms beträgt 1/60 Sekunde.
JCS
2016-04-06 19:44:57 UTC
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Verwenden von Vektorsummen,

Wenn wir annehmen, dass V1 + V2 = VT

Wobei

V1 vom Mittelabgriff des Transformators zu einer Phase führt (L1)

V2 verläuft vom Mittelabgriff des Transformators zur anderen Phase (L2)

und L1 = 120 V in einem Winkel von null Grad

und L2 = 120 V in einem Winkel von 180 Grad

und VT = die Spannungssumme von V1 und V2 (dh Spannung über beide Phasen)

unter Verwendung des Kirchoffschen Spannungsgesetzes (dh Umgehen der Schaltung)

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

VT = (120, Winkel Null Grad) - (120, Winkel -180 Grad )

VT = (120, Winkel Null Grad) + (120, Winkel Null Grad)

VT = 240, Winkel Null Grad

Die obige Mathematik unterstützt dass L1 und L2 um 180 Grad phasenverschoben sind

Sie setzen voraus, dass die Phasen phasenverschoben sind, sodass die nachfolgende Mathematik nur die Voraussetzung beweist - genauer gesagt die zugrunde liegende Frage (sind die Steckdosen (oder Beine oder Sammelschienen im Panel) in einem Wohngebiet einfach phasenverschoben) elektrisches System?). Wenn Sie einfach angegeben hätten, dass 240 V durch die Differenz zwischen zwei Spannungspotentialen gemessen (und berechnet) werden und dass 120 V minus negative 120 V gleich 240 V sind, dann könnte die Relevanz der Verwendung der gemessenen Spannung als Beweis dafür, dass die Phasen gleich und entgegengesetzt sind waren sinnvoll (aber gemäß der Antwort von Tester101 überflüssig).
user66127
2017-02-07 00:52:36 UTC
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Die Spannungen an jedem Zweig sind um 180 Grad phasenverschoben. Denken Sie daran, dass die Spannung ein UNTERSCHIED ist. Wenn also die Spannung an Zweig 1 zum Neutralleiter (V1) positiv ist, wird der andere negativ (-V2) (phasenverschoben) gemessen um 180) relativ zu V1. (Die Zahlen V1 und V2 sind beide positive Zahlen). Denken Sie daran, dass die Spannung ein UNTERSCHIED zwischen zwei Punkten ist. Wir haben also V1- (-V2), das 240 Volt beträgt, wenn sowohl V1 als auch V2 120 Volt sind. Ein Minus mal eine Minuszahl ist eine positive Zahl, also V1 - (- V2) = V1 + V2.

Richard MS Physik, BSEE



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