Warum sind einige Wechselstromsteckdosen und -stecker polarisiert?

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Dies wird meine Naivität in Bezug auf Wechselstrom zeigen ... aber warum sind einige Stecker und Buchsen an Wechselstromsteckdosen polarisiert (ein Stift ist höher als der andere)?

( Siehe diese Frage auf DIY .) ( Oder diese. )

Mein Gedanke ist, dass, wenn sich der Strom abwechselt , die heiße und die neutrale Stelle effektiv alle 60 Sekunden die Rollen wechseln. (50, wenn Sie in Europa sind!)

Ich kann anscheinend nicht verstehen, warum es einem Gerät egal ist, welche Leitung heiß oder neutral ist, da der Strom, der in das Gerät fließt, von beiden Seiten kommen kann. Wäre es nicht die sicherste Option für die Implementierung eines Ein / Aus-Schalters, beide Seiten für Aus zu trennen?

Anders ausgedrückt: Wenn ich nur einen Nullleiter an ein Gerät anschließe, warum leitet es nicht auf die gleiche Weise wie die Hotline zur Erde?

JYelton
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In Bezug auf die Sicherheit des Produktdesigns enthält dieser Artikel auf allaboutcircuits.com hilfreiche Informationen zu polarisierten Steckern.
JYelton,

Antworten:

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Es hängt alles davon ab, wie die Leistung von Hochspannung in normale Netzspannung umgewandelt wird.

Der Strom wird in 3 Phasen landesweit übertragen. Es gibt zwei Arten von Drehstrom - Stern und Dreieck. Delta verwendet 3 Kabel und die Stromversorgung ist 120 Grad phasenverschoben. Wenn es um Ihr lokales Umspannwerk geht, wird der Strom über einen Transformator eingespeist, der ihn auf "sternförmig" dreiphasig umschaltet. In dieser Anordnung gibt es 3 stromführende (oder heiße) Drähte und 1 Neutralleiter. Die drei Spulen des Transformators sind an diesem neutralen Anschluss miteinander verbunden und haben in Bezug auf die anderen drei Leitungen keine Leistung. Es ist neutral. Sehr oft ist dies auch an dieser Stelle mit der Erde verbunden.

Star:

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Delta:

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Was die Stecker betrifft, spielt es keine Rolle, in welche Richtung die Anschlüsse verlegt werden, wenn der Strom intern in einen Transformator eingespeist wird, um die Spannung zu verringern.

Einige Systeme verwenden Schalter und Sicherungen und dergleichen für die Eingangsleistung. Dies geschieht am besten über die Live-Verbindung und nicht über den Neutralleiter. Daher hilft ein polarisierter Stecker, dies sicherzustellen. Es gibt auch Grund- und Gemeinsamkeitsfragen, die berücksichtigt werden müssen.

Majenko
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+1 für einige hervorragende Diagramme. Ich habe jedoch immer noch das Gefühl, dass die Frage unbeantwortet bleibt. Wenn ich das richtig verstehe, ist am Stromnetz für eine bestimmte Steckdose die heiße Phase eine der drei Phasen, und der Neutralleiter ist der Neutralleiter. Wenn Neutral mit Masse verbunden ist, warum sind Neutral und Masse dann getrennt?
JYelton
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Masse ist eine lokale Verbindung, Neutral ist eine Fernverbindung. Der Zweck des Neutralleiters besteht darin, den Stromkreis zum Umspannwerk zu vervollständigen. Der Zweck der Erdung besteht unter anderem darin, im Falle eines Fehlers, der das Durchbrennen eines Überstromgeräts (Sicherung) auslöst, einen hohen Stromfluss zu verursachen. Die Erdung ist lokal direkt vor Ihrem Haus angeschlossen (manchmal besteht auch eine Verbindung zur Unterstation, die als "PME" bezeichnet wird).
Majenko
@Matt danke dafür! Das hilft, den Zweck von Neutral gegen Boden viel klarer zu machen.
JYelton
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Die Erdung soll "sicher" sein, da sie niemals Strom führen darf, es sei denn, es liegt ein Fehler vor. Wenn Wechselstrom jemals zur Erde geleitet wird, sollte ausreichend Strom entnommen werden, um schnell eine Schutzvorrichtung (eine Sicherung, einen Schutzschalter usw.) zu aktivieren und den Stromkreis sicher zu machen.
Adam Lawrence
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Vr=Vp×sichn(ωt),Vy=Vp×sichn(ωt-2π/3),Vb=Vp×sichn(ωt-4π/3)Vr+Vy+Vb
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Mein Gedanke ist, dass, wenn sich der Strom abwechselt, die heiße und die neutrale Stelle effektiv alle 60 Sekunden die Rollen wechseln.

Die Ströme durch beide Stifte sind gleich und entgegengesetzt, die Spannungen an jedem Stift jedoch nicht. Der Neutralleiter ist zu jeder Zeit ungefähr 0 V relativ zur Erde. Das heiße wechselt zwischen positiv und negativ.

Endolith
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Die Neutral- und die Masseleitung sind in Ihrem Ladezentrum miteinander verbunden und beide sind mit einem großen Kupfereinsatz im Boden verbunden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Neutralleitung von Strom durchflossen werden soll, während die Masseleitung nicht von Strom durchflossen werden soll.

Wenn Sie eine neutrale Leitung unterbrechen, während Strom durch sie fließt, können Sie Hochspannung ausgesetzt werden. Eine ordnungsgemäß funktionierende neutrale Leitung zwischen dem Kabel und der Erdung weist jedoch nur ein geringes oder gar kein Potenzial auf, sodass Sie nicht geschockt werden können.

Forschung GFIC (Erdschluss Unterbrechung Circuit) Steckdosen , um zu erfahren , wie diese Eigenschaft angewandt wurde.

Kevin Vermeer
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am ende einer langen laufzeit mit hoher strombelastung kann es sein, dass der neutrale anstieg 2 oder 3 volt über dem boden liegt.
JustJeff
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Und in alten (schlechten) Kabeln
Johan
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@ JustJeff ... in Großbritannien kann der Neutralleiter leicht 50 V von der örtlichen Masse betragen.
Martin Bonner unterstützt Monica
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Warum sollte das Gerät dafür sorgen, dass es neutral und geerdet ist? gut wie oben erwähnt (es sei denn, es liegt ein neutraler Fehler vor), kann man keinen Schock von neutral bekommen - wenn man das physikalische Design eines Geräts ausführt, muss man irgendwo einen Schalter platzieren und was auch immer irgendwo geschaltet wird - wenn man den heißen ( aktiv) Seite auf der anderen Seite des Schalters und der Rest des Stromkreises (Sicherungen, Transformatoren, was auch immer) auf der neutralen Seite des Schalters, dann, wenn die Dinge ausgeschaltet sind, gibt es weniger Dinge, die Sie schockieren könnten, wenn das Gerät ausgeschaltet ist - stellen Sie sich vor jemand tauscht dumm eine Sicherung aus, ohne sie herauszuziehen, oder die Plastikhülle des billigen Staubsaugers wird beschädigt, wenn ein Kind darauf fällt

Taniwha
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Aus diesem Grund ist eine ordnungsgemäße Verkabelung der Steckdosen wichtig - der Grad an Sicherheit, den die Neutralleitung in Bodennähe bietet, wird beeinträchtigt, wenn die heiße Leitung an ihrer Stelle verkabelt wird.
Toybuilder
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Aus Sicherheitsgründen ist eine Sicherung noch wichtiger als ein Schalter. Wenn z. B. eine Heizung einen Kurzschluss zwischen einem Teil ihres Widerstandselements und einem fest geerdeten Element aufweist, kann der Strom durch diesen Pfad die Last, für die das Netzkabel ausgelegt ist, erheblich überschreiten. Wenn das Gerät einen zweipoligen Schutzschalter oder eine zweipolige Sicherung hätte (ein Paar Sicherungen mit einem Mechanismus, bei dem bei einer Auslösung beide abschalten würden), wäre es unwichtig, welche Seite heiß ist, aber die Geräte setzen im Allgemeinen nur Überstrom einseitiger Schutz. Beachten Sie übrigens, dass ...
Supercat
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... unabhängige Sicherungen an beiden Leitungen zu haben, ist im Allgemeinen gefährlicher als nur die Sicherung des heißen Drahtes. Wenn zum Beispiel eine Heizung, deren Neutralleiter mit dem Gehäuse kurzgeschlossen ist, an eine geerdete Steckdose mit heißem und umgekehrtem Neutralleiter angeschlossen wird, löst sie die Sicherung am Neutralleiter aus. Wenn es an eine ordnungsgemäß verdrahtete Steckdose angeschlossen wird, scheint es normal zu funktionieren, aber der gesamte Strom, der in die Heizung fließt, fließt über den Erdungsleiter ab . Obwohl Erdungskabel heutzutage so dimensioniert sein müssen, dass sie bei einer solchen Verwendung nicht überhitzen, ist die Situation immer noch sehr gefährlich.
Supercat
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Solange das Gerät fehlerfrei ist, macht die Polarisation keinen praktischen Unterschied. Im Fehlerfall hilft die Polarisation jedoch, die Gefahr von Stößen oder Bränden zu verringern. Ein typisches Gerät wird über zwei Drähte, einen „heißen“ und einen „neutralen“, mit Strom versorgt: Einer wird direkt an die Arbeitsteile des Geräts angeschlossen, der andere über den Ein- / Ausschalter des Geräts. Dem Gerät ist es egal, welche. Menschen, die das Gerät benutzen, kümmern sich jedoch darum: Durch die Polarisierung wird sichergestellt, dass es sich um das „heiße“ Kabel handelt, das durch den Schalter des Geräts verläuft. Solange der Schalter ausgeschaltet ist, gelangt kein Strom in die Funktionsteile des Geräts. Wenn beispielsweise eine Lampe mit einem polarisierten Stecker ordnungsgemäß an eine polarisierte Steckdose angeschlossen und ausgeschaltet ist, können Sie einen Finger in die Lampenfassung der Lampe stecken, ohne einen Schlag zu bekommen.

David Johnson
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Wenn ein Gerät die Möglichkeit hat, die Stromversorgung zu unterbrechen (entweder über einen manuellen Schalter, eine Sicherung oder eine automatische Sicherheitsvorrichtung), ist es sicherer, den Neutralleiter im heißen Zustand angeschlossen zu lassen, als den Neutralleiter im heißen Zustand zu trennen. Folglich sind viele Geräte erforderlich, um sicherzustellen, dass es nicht möglich ist, den Neutralleiter zu trennen, ohne gleichzeitig den Heißleiter zu trennen. Dies könnte durch die Verwendung von ineinandergreifender Hardware geschehen, die beide Drähte trennt, ohne Rücksicht darauf, ob sie heiß oder neutral sind. Es ist jedoch im Allgemeinen einfacher und billiger, zu verlangen, dass ein bestimmter Draht heiß ist, und diesen Draht einfach zu trennen.

Superkatze
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Naja soweit ich gelesen habe, liegt es an der Sicherheit. Für EX. Der untere Kontakt der Glühbirne ist heiß und das Gehäuse der Schraube ist neutral. Um einen Stoß zu bekommen, müssen Sie den Boden berühren, während Sie beim Lösen sicher sind, das Gewinde zu berühren. Für die Zeit dachte ich, weil die Drehung der Motoren in einigen Geräten wichtig ist, aber dann würden 50% der Bürger schwitzen, während 50% durch Lüfter gekühlt würden, was unmöglich ist ...

Bojan Simonovic
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Dies beantwortet die Frage (Polarisierung der Buchsen) nicht gut und fügt keine Informationen zu vorhandenen Antworten hinzu.
JYelton
Es ist und ich weiß nicht, wie Sie daraus schließen, dass es nicht ...
Bojan Simonovic
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Wenn das Gerät eine Fehlfunktion aufweist und ein heißer Draht ausgefranst ist und die Außenseite des Gehäuses berührt, und Sie zu der Wasserpfütze auf dem Boden Ihres sterbenden Wäschetrockners gehen und das Gehäuse berühren, werden Sie zu einer riesigen Glühbirne und erhelle den Nachthimmel. Wenn die Masseleitung mit dem Gehäuse / Rahmen des Wäschetrockners verbunden ist und der ausgefranste Draht das Gehäuse berührt, versucht ein massiver Strom, den Trockner anzuzünden, und Sie lösen einen Schutzschalter / eine Sicherung aus. Die Glühbirne ist nicht durchgebrannt. Um die Frage genau zu beantworten, wird der Ein- / Ausschalter, wenn der Heizdraht in das Gehäuse eintritt, in die Aus-Position gedreht. Außerhalb dieses Punkts ist keine A / C-Spannung im Gehäuse vorhanden. Das ist sicherer. Bei kleinen Dingen ohne Schalter ist die Polarität nicht besonders wichtig.

SimplyT
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Neutral ≠ Schutzerde
Richard the Spacecat