家庭的用电都是交流电,为何会有零线和火线的区别?
零线和火线没有本质区别组成回路设备供电的两根线罢了,不同之处在于零线在变压器低压侧接地,属于典型的工作接地,目的是求得一个基准的零伏特电位作参考点罢了,是一种典型的锚定,因为零线有电流,流经导线势必会有压差,所以家里零线对地是有电压的一般五伏特以内都正常。首先更正一点误区:家里的零线里面是有电流的,没有电压而已。我们从基础说起,电流需要在闭合的导体中运动,从高电压流向低电压。而在生活用电中,因为是交流电,时刻都在变换,相对应的交流用电器,也是适应这种变换而生产的。但依然要满足电流的基本条件:压差,那就取中间点零点作为一个参照点,交流电不管什么时候是正是负都与这个参照点存在压差,那么就可以完成电能的传输,只不过电流的方向会随着正负的变换相应改变。在交流电发电机的原理中,三相发电机所发三相交流电相位相差120°,大小相等,它们的一端连在一块,为Y形接线,这个连接点的电压即为零点,专业叫“中性点”。发电机中性点与负载中性点不同,负载中性点可以理解为A、B、C三相线分别带的用户的所有零线接的那个点。现在来说说零线和火线。火线是从发电机线圈段子直接引出,拥有电压和电流两个物理量,也就是说它是电源,而零线则与负载中性点相连,相对电压为零,但它是也回路的一部分,当然拥有电流,它的作用就是让使用单相电的普通用户可以构成回路,完成电能的传输,火线上是有电压的,这也就是为什么我们说用电笔测有电压的为火线,无电压的为零线。从三相系统角度来讲,零线的本质是中线,即发电机中性点与负载中性点的连线。即民用照明中的三相四线制的第四根线。远距离传输线中,对称负载下中线中是无电流的,普通用户因为只是单相电,所以零线是有电流的。而且对称负载时是是不使用零线的,这种情况在三相电机中见的较多。我觉得提问者是误认为交流电前半周期为正电压,后半周期为负电压,电流方向产生变换,如果火线、零线都接电源,那么两者在一个周期内各有半周期接正电源半周期接负电源。简单说就是一会电从火线往零线流,一会点又从零线往火线留,那么又何必分成两个名称,作用一样嘛。这种是从根本上没认识交流电。家用零线只是回路中的一条而已,它与其大系统中有无中线是无关的。
简单说就是家用市电来自于上一级的三相四线制。四线中有一根是零线,其他三根分别对应三相。家里的火线属三相中的一相。三根火线共用一根零线作为回路,由于三根火线中电压电势呈相差120度的相同正弦波,所以任意时刻总和都为零,所以零线上的电压通常为0。但假如因为某种原因三根火线中的某一根或两根断路了,则零线也有可能带电!至于三相电的产生,是由于发电机中有三个相差120度的绕组,当一对磁极产生的磁力线同时切割这三个绕组时就会产生相差120度的正弦波交流电。最后说说为什么要用三相而不用两相问题。其实对发电机来说不管几相,只要共用一根回路则这根回路必然是零线。因此这套架构下最简单的方案应该是两相。但对用电的电动机来说,两相有一个很重要的问题就是有可能造成电动机不能自主启动,就像指南针指向南北后就不会再自己动了一样。而三相则不会有问题,这就是为什么简单便宜的三相鼠笼异步电动机大规模普及的原因,三相四线制也一直延续到今天。