Por que algumas tomadas e plugues CA são polarizados?

23

Isso mostrará minha ingenuidade quando se trata de corrente alternada ... mas por que alguns plugues e tomadas de tomadas CA são polarizados (uma ponta é mais alta que a outra)?

( Veja esta pergunta em DIY .) ( Ou esta. )

Meu pensamento é que, se a corrente estiver alternada, o quente e o neutro efetivamente trocam de papéis a cada 60 segundos. (50 se você estiver na Europa!)

Não consigo entender por que qualquer dispositivo se importaria com qual linha está quente ou neutra, já que a corrente que entra no dispositivo pode vir de ambos os lados. A opção mais segura para implementar um interruptor liga / desliga não seria desconectar os dois lados para desligar?

Em outras palavras, se eu conectar apenas um ponto morto a um dispositivo, por que ele não aterra da mesma maneira que a linha direta?

JYelton
fonte
2
No que diz respeito à segurança do design do produto, este artigo em allaboutcircuits.com contém informações úteis sobre plugues polarizados.
JYelton #

Respostas:

11

Tudo tem a ver com a forma como a energia é transformada de alta tensão para tensões normais da rede elétrica.

A energia é transmitida por todo o país em 3 fases. Existem dois tipos de eletricidade trifásica - estrela e delta. A Delta usa 3 cabos e a energia é dividida entre eles 120 graus fora de fase. Quando se trata de sua subestação local, a energia é alimentada por um transformador que o muda para "trifásico" em estrela. Neste arranjo, existem 3 fios vivos (ou quentes) e 1 neutro. As três bobinas do transformador são interligadas nessa conexão neutra e, em relação às outras três linhas, possui potência zero. É neutro. Muitas vezes, isso também está ligado à Terra neste momento.

Estrela:

insira a descrição da imagem aqui

Delta:

insira a descrição da imagem aqui

No que diz respeito aos plugues, se a energia estiver sendo alimentada internamente em um transformador para reduzir a tensão, as conexões realmente não importam para que lado elas vão.

Alguns sistemas empregam interruptores e fusíveis na alimentação de entrada, e isso é melhor tratado pela conexão ao vivo, não pelo neutro; portanto, um plugue polarizado ajuda a garantir isso. Também existem questões de base e comuns que devem ser levadas em consideração.

Majenko
fonte
3
+1 para alguns diagramas excelentes também. No entanto, ainda sinto que a pergunta não foi respondida. Se bem entendi, na alimentação de uma tomada de parede, o quente é uma das três fases e o neutro é neutro. Se o neutro está ligado ao chão, por que o neutro e o chão estão separados?
precisa saber é o seguinte
10
O terra é uma conexão local, o neutro é uma conexão remota. O objetivo do neutro é completar o circuito para a subestação. O objetivo do aterramento é (entre outras coisas) fazer com que uma grande corrente flua no caso de uma falha acionar um dispositivo de sobrecorrente (fusível) soprar. O solo é conectado localmente fora de sua casa (às vezes também possui um link para a subestação, conhecido como "PME").
Majenko
@ Matt obrigado por isso! Isso ajuda a tornar muito mais claro o propósito de neutro versus terreno.
precisa saber é o seguinte
4
O aterramento deve ser "seguro", pois nunca deve carregar corrente, a menos que haja uma falha. Se a CA for roteada para o solo, deve haver corrente alta o suficiente para ativar rapidamente um dispositivo de proteção (fusível, disjuntor etc.) e tornar o circuito seguro.
Adam Lawrence
1
Vr=Vp×sEun(ωt),Vy=Vp×sEun(ωt-2π/3),Vb=Vp×sEun(ωt-4π/3)Vr+Vy+Vb
24

Meu pensamento é que, se a corrente estiver alternada, o quente e o neutro efetivamente trocam de papéis a cada 60 segundos.

As correntes nos dois pinos são iguais e opostas, mas as tensões em cada pino não. O neutro é aproximadamente 0 V em relação à Terra em todos os momentos. O quente alterna entre positivo e negativo.

endólito
fonte
8

As linhas neutra e de terra estão ligadas no seu centro de carga e ambas são conectadas a uma grande estaca de cobre no chão. A única diferença é que a linha neutra deve ter corrente fluindo através dela, enquanto a linha de terra não deve ter corrente fluindo através dela.

Embora a interrupção de uma linha neutra com a corrente que a flua o exponha a alta tensão, há pouco ou nenhum potencial em uma linha neutra que funcione corretamente entre o fio e o terra, para que você não fique chocado.

Pesquise os soquetes GFIC (Ground Fault Interruption Circuit) para aprender sobre como essa propriedade foi aplicada.

Kevin Vermeer
fonte
3
no final de um longo percurso com uma carga de corrente alta, você poderá ver o neutro subir 2 ou 3 volts acima do solo.
JustJeff
2
E no (mau) Cabos velhos
Johan
1
@JustJeff ... pelo menos no Reino Unido, o neutro pode facilmente ser de 50V a partir do solo local.
Martin Bonner apoia Monica
4

por que o dispositivo se importaria com o neutro e o que é retificado? bem como mencionado acima (a menos que haja uma falha neutra), você não pode obter um choque neutro - quando você faz o design físico de um dispositivo, precisa colocar um interruptor em algum lugar e o que estiver sendo trocado em algum lugar - se você colocar o calor ( ativo) do outro lado do comutador e do restante do circuito (fusíveis, transformadores, o que for) no lado neutro do comutador, quando as coisas estão desligadas, há menos coisas que podem chocá-lo quando o dispositivo está desligado - imagine alguém muda estupidamente um fusível sem desconectá-lo da tomada, ou o estojo de plástico do aspirador de pó barato fica danificado quando uma criança cai nele

Taniwha
fonte
é por isso que a fiação adequada das tomadas é importante - o grau de segurança oferecido pela linha neutra estar perto do chão é derrotado quando há uma fiação quente em seu lugar.
Toybuilder
2
Do ponto de vista da segurança, ainda mais importante que um interruptor é um fusível. Se, por exemplo, um aquecedor desenvolver um curto entre parte de seu elemento resistivo e algo solidamente aterrado, a corrente nesse caminho poderá exceder em muito a carga para a qual o cabo de alimentação foi projetado. Se o dispositivo tivesse um disjuntor de dois pólos ou um fusível de dois pólos (um par de fusíveis com um mecanismo que, se ambos disparassem, ambos desconectassem), não importaria qual lado estava quente, mas geralmente os dispositivos apenas colocavam sobrecorrente proteção de um lado. Note, btw, that ... #
318 supercat
3
... ter fusíveis independentes em ambos os condutores é geralmente mais perigoso do que apenas fundir o fio quente. Por exemplo, se um aquecedor que tivesse o fio neutro em curto na caixa fosse conectado a uma tomada aterrada com quente e neutro invertido, ele acionaria o fusível no fio neutro. Se conectado a uma tomada adequadamente conectada, pareceria funcionar normalmente, mas toda a energia que flui para o aquecedor fluiria através do condutor de aterramento . Embora atualmente seja necessário dimensionar os fios de aterramento para não superaquecer com esse uso, a situação ainda é muito perigosa.
Supercat
3

Desde que não haja falhas no aparelho, a polarização não faz diferença prática. Se houver uma falha, no entanto, a polarização ajuda a reduzir o potencial de choques ou incêndios. Um aparelho típico obtém eletricidade através de dois fios, um "quente" e um "neutro": um se conecta diretamente às partes de trabalho do aparelho, o outro passa pelo interruptor liga / desliga do aparelho. O aparelho não liga para qual. Mas os seres humanos que usam o aparelho se importam: a polarização garante que seja o fio "quente" que passa pelo interruptor do aparelho, de modo que enquanto o interruptor estiver desligado, nenhuma eletricidade entrará nas partes de trabalho do aparelho. Por exemplo, se uma lâmpada estiver corretamente conectada com um plugue polarizado a uma tomada polarizada e estiver desligada, você pode enfiar o dedo no soquete da lâmpada sem sofrer um choque.

David Johnson
fonte
1

Se um dispositivo tiver um meio de desconectar a energia (seja por chave manual, fusível ou dispositivo de segurança automático), deixar o fio neutro conectado enquanto estiver quente é desconectado será mais seguro do que ter o neutro desconectado enquanto estiver quente. Consequentemente, são necessários muitos dispositivos para garantir que não seja possível desconectar o fio neutro sem desconectar simultaneamente o fio quente. Embora isso possa ser feito através do uso de hardware intertravado que desconecte os dois fios sem considerar o quente ou o neutro, geralmente é mais fácil e mais barato exigir que um determinado fio esteja quente e simplesmente desconectá-lo.

supercat
fonte
0

Bem, até onde eu li, é porque segurança. Para EX. o contato inferior da lâmpada está quente e o casquilho do parafuso é neutro; portanto, para ficar chocado, você deve tocar no fundo enquanto, durante o desenroscamento, pode tocar na rosca. Por um tempo, pensei porque a rotação de motores em alguns dispositivos é importante, mas 50% dos cidadãos suariam, enquanto 50% seriam resfriados pelo ventilador, o que é impossível ...

Bojan Simonovic
fonte
Isso não responde bem à pergunta (polarização de soquetes), nem acrescenta informações às respostas existentes.
JYelton
É e eu não sei como você concluir isso não acontecer ...
Bojan Simonovic
-3

Se o dispositivo estiver com defeito, e um fio quente estiver desgastado e tocar a parte externa do estojo, você caminhar até a poça de água no chão da secadora de roupas que está morrendo e tocar no estojo, você se tornará uma lâmpada gigante e iluminar o céu noturno. Se a linha de aterramento estiver amarrada à caixa / estrutura do referido secador de roupas, quando o fio desgastado tocar o gabinete, uma corrente massiva tentará acender o secador e você queima um disjuntor / fusível. Você não queima sua lâmpada. Para responder especificamente à pergunta, o interruptor liga / desliga quando o fio quente entra no gabinete é desligado, não há voltagem A / C no gabinete além desse ponto, é mais seguro. Para pequenas coisas sem um interruptor, a polaridade não tem muito valor.

SimplyT
fonte
Neutro, Terra Protetora
Richard the Spacecat