為什麼高壓線上3根線,到你家的電源線是兩根線

2020-11-29 高中物理知識

我們在路上看到高壓線的時候,通常是三根線或者六根線,為什麼到家裡的輸入電源線就是兩根呢?

我們用的電怎麼來的?

我們用的電一般是發電機發的電,當轉子(線圈)轉動的時候,「穿過線圈的磁通量發生了變化」,從另一個角度看,如下圖的線圈ab、cd邊在切割磁感線,由於線圈平面所處的不同,切割的效果不同,造成了這樣的發電機發的電是交變電流,也就是電壓(電流的大小和方向都隨時間變化,而且是按照正弦規律變化。

單相發電機的原理圖
交變電流的電壓圖象

單相電流

這樣的發電機輸出一路電流,叫做單相發電機,我們可以看到不同時刻t1、t2、t3、t4,線圈轉在不同地方的時候,電壓是不同的,不同時候,電壓電流都是不同的。我們家裡的就是這樣,可能你認為,這不是一會兒有電一會兒沒電嗎?怎麼我家沒有這個感覺電燈閃爍?

你說對了,電流有時候是0,如果你家的電燈零火線分別放在電燈的左右,那這個時候通過電燈的電流將一會兒往左一會兒往右。為什麼你沒有感覺電燈在閃爍。因為這個變化太快了,我國的民用電是頻率50Hz,就是每秒鐘有50個變化周期,就是上面那個電壓圖象裡的有50個t1到t4的變化,所以有多少次閃爍你知不知道?人的眼睛視覺又有「暫留作用」(人眼在觀察景物時,光信號傳入大腦神經,需經過一段短暫的時間,光的作用結束後,視覺形象並不立即消失,這種殘留的視覺稱「後像」,視覺的這一現象則被稱為「視覺暫留」)。所以你就感覺不到燈光在閃爍。

三相輸電

如果在轉子上多繞兩個線圈,三個線圈的平面互成相同的角度。這樣就成了三相發電機,這樣一個發電機就能輸出三路電了,我們叫A相、B相、C相。三路電在同一時刻的電壓(電流)是不同的。但是任意時刻把三相接到一起,合起來電壓是0。

電力部門把三路電一同送到你家附近,供給各戶居民使用。三路店,每一路都能獨立地供給使用。如下圖,孫家、李家、王家分別用了 A相、B相、C相。有人就問,為什麼那麼麻煩,還要送三根線過來,直接把其中一路(一相)送來就可以了。

其實你家用一相的電,工廠可能需要三相都用。有些工廠需要三相電動機,就需要三個相。所以高壓線上送來三個電壓線,在你家附近就四根(三根火線加一根零線),到你家就兩根線,一根零線一根火線。

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