Construindo um aparelho com dois plugues para obter o dobro da tensão?

Acabei de ter uma discussão boba com alguém sobre tensões. Na Europa, a voltagem usual é de 220 V, enquanto em outros lugares é de 110 V.

Então estávamos discutindo como usar dispositivos europeus no exterior e meu amigo perguntou: você acha que alguém poderia simplesmente adicionar outro plugue ao dispositivo para obter 220 volts de duas tomadas de 110 volts?

Embora pareça uma ideia incrível, provavelmente não funciona, porque, de outra forma, todo mundo faria isso.

Então começamos a tentar descobrir por que não funciona. Enquanto nós dois não temos idéia, sugeri que 110 volts significa 110 volts no total para toda a casa. Eu queria terminar esse argumento argumentando que, se você conectar uma torradeira que usa 60 dos 110 volts, restarão apenas 50.

Só que sei que isso está errado, porque nenhum dispositivo "consome" parte da tensão.

Então, minha pergunta é:

Por favor, alguém poderia me explicar em detalhes por que (se) não é possível usar dois plugues para obter o dobro da tensão?

Ou então, se for possível, como funciona?

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Apenas em resposta a algumas das respostas: Não temos absolutamente nenhuma intenção de realmente construir alguma coisa. Isso é de interesse puramente teórico e esperamos que aprendamos algo sobre eletricidade no processo. Obrigado por sua preocupação.

se você conectar uma torradeira que use 60 dos 110 volts, restarão apenas 50.

Não, os dispositivos são conectados em paralelo, o que significa que todos os dispositivos em uma casa compartilham a mesma voltagem.

As coisas não são conectadas em séries como esta:

110 V ---------HiFi--------Fridge-----.
                                      |
neutral-------------------------------'

o que pode significar que o HiFi recebe 85V e o Frigorífico recebe 25V e nem funciona porque cada um precisa de 110V para funcionar.

Mas estão conectados em paralelo assim:

 110 V   ----------+--------------+
                   |              |
 neutral -------+--------------+  |
                |  |           |  |
                |  |           |  |
                HiFi          Fridge

Pode ajudar a pensar na analogia usual da água. Se você tem um tanque alto de água muito grande, a pressão na parte inferior depende apenas da altura da água no tanque, nada mais. Não importa quantos tubos estejam conectados no fundo do tanque, a pressão em cada tubo é a mesma. Você não pode dobrar a pressão conectando tubos de forma criativa.

Você pode dobrar o fluxo , obviamente, se um tubo pode fornecer n litros por minuto, dois tubos do mesmo tamanho podem fornecer 2x n litros por minuto. Mas o fluxo é como corrente elétrica (amperes), não como potencial elétrico (volts).

Sua casa tem um limite na corrente total que pode ser fornecida. Isso ocorre porque os fios da sua casa esquentam se eles carregam mais do que a corrente nominal. É uma coisa ruim quando os fios esquentam, derretem ou atearam fogo aos prédios vizinhos e às pessoas neles.

Portanto, se sua casa possui um suprimento de 200 A e o carregamento do seu Prius leva 100 A, deixando apenas 100 A para o restante de seus aparelhos. Mas isso é corrente, não tensão.

por que (se) não é possível usar dois plugues para obter o dobro da tensão?

Porque você acabou dobrando os fios (sem efeito) ou colocando em curto 100V para neutro e queimando um fusível / disparando um disjuntor.

Você pode fazer isso com várias baterias. Por exemplo, conectar duas pilhas AA de 1,5A em série (uma após a outra) cria 3V. Mas você não pode criar 3V a partir de uma única bateria de 1,5V apenas com fiação criativa. O fornecimento doméstico de 110V CA é mais como uma única bateria com muitos itens conectados por fios.

Os EUA usam um suprimento de "fase dupla" para residências (pense duas baterias), o que significa que você pode criar 240V usando as duas fases. Existem regras sobre como você faz isso e qualquer pessoa que não tenha uma compreensão básica dos princípios da eletricidade não deve mexer com isso.

Em primeiro lugar, uma observação importante: isso está atrapalhando circuitos potencialmente letais e, de maneira alguma, algo que possa ser sugerido como resultado dessa resposta deve ser tentado por outro que não seja um eletricista devidamente licenciado . Em particular, o OP não possui conhecimento suficiente para fazer isso sem riscos graves para a vida e para os membros. Poucos de nós aqui são eletricistas licenciados. Consulte o DIY SE, se desejar obter conselhos sobre o que é seguro e / ou aceitável para realmente fazer.

É possível, embora improvável, que isso funcione em alguns casos na América do Norte.

Primeiro, se as tomadas estiverem conectadas ao mesmo circuito ou a outro circuito na mesma fase, não funcionará. Para obter os dois para 'adicionar', você os colocaria em curto. Funcionaria se você isolasse um com um transformador 120: 120 (grande e caro). O transformador pode ter cerca de metade do tamanho de um transformador 120: 240 porque é efetivamente um autotransformador.

Agora, os casos limitados em que pode funcionar: a energia residencial norte-americana já é tipicamente de 240V, com cada fase direcionada para diferentes tomadas em toda a casa e 240V direcionada apenas para alguns aparelhos de alto consumo (fogão, secador, compressor de ar-condicionado) unidade). Em alguns casos, tomadas na mesma sala serão conectadas a diferentes fases, de modo que haverá 240V entre elas. (Ao mesmo tempo, era ainda mais difícil dividir os receptáculos (superior e inferior), mas isso não é mais sancionado - provavelmente porque as saídas GFI são obrigatórias nas cozinhas, exatamente onde você pode encontrar essa situação). As instalações mais antigas de "receptáculo dividido" certamente existem e são adquiridas.

$208V=120\cdot 2 \cdot \sin(\pi/3))$

Portanto, o 240V / 60Hz já existe na maioria das casas (não necessariamente nos apartamentos). Se é kosher reconfigurá-lo para alimentar algum dispositivo externo aleatório, isso é um problema de código elétrico, sobre o qual as pessoas boas da DIY podem aconselhá-lo. As tomadas de 240V são permitidas e geralmente estão em locais reservados para os principais aparelhos. Elas não são iguais a qualquer tomada de 240V industrial doméstica ou norte-americana estrangeira - geralmente maior que a anterior. Veja, por exemplo, esta resposta que aborda algumas das sutilezas.

Diagrama de fiação daqui

Ao fazer suas perguntas, é óbvio que você não tem formação elétrica, então tento responder com uma analogia.

Você pode, até certo ponto, pensar em eletricidade como um sistema de tubulação de água onde a tensão é a pressão, atualiza a quantidade de água que flui através do tubo e o diâmetro do tubo (o que limita a quantidade de água que passa por ele por segundo) como a resistência.

Se você dividir o tubo em 2 caminhos separados, a pressão da água em cada um dos caminhos ainda é a mesma do tubo anterior, ou seja, sua tensão ainda é a mesma, não importa quantos plugues você adicionar.

Mas o que você fez foi aumentar a área do tubo (dobrou) e, portanto, agora você pode obter mais água por vez, ou seja, diminuiu a resistência e, portanto, permitiu que mais corrente fluísse adicionando o segundo plugue (no ' No mundo elétrico, o fator limitador de corrente geralmente não é o fio, mas o próprio dispositivo, embora seu fio tenha que ser grande o suficiente para transportar a corrente necessária).

Pelo menos na América do Norte, as residências recebem 240V da concessionária. Mas é "dividido ao meio" e cada metade (120V) é conectada aos circuitos de iluminação e tomada para conectar os aparelhos. Dispositivos elétricos de alta potência (aquecedores, etc.) usam as duas "fases" do 240V diretamente. O 240 pode ser encontrado em circuitos para dispositivos de alta potência.

Mas para os aparelhos europeus, eles normalmente querem uma perna "quente" de 240V, e a outra extremidade é "neutra", que é retificada em algum momento. Não há como obtê-lo com segurança diretamente de um esquema típico de fiação de energia norte-americana.

É por isso que as pessoas usam transformadores para converter entre 120 e 240V (e vice-versa).

Teoricamente, você PODE criar um dispositivo com DOIS cabos de força longos e procurar pela casa para encontrar um circuito de saída na OUTRA "fase" e você teria 240V, mas AMBOS os lados seriam "quentes" e isso seria bastante perigoso, a menos que você REALMENTE REALMENTE sabia o que estava fazendo. Esta é uma ilustração teórica e ABSOLUTAMENTE NÃO É RECOMENDADO na prática real.

Você precisaria encontrar duas tomadas em dois circuitos diferentes, com um circuito em uma fase e o outro circuito na segunda fase.

Em um painel elétrico típico, os disjuntores alternam entre as duas fases à medida que você desce pelo painel, para encontrar os dois circuitos diferentes, por exemplo, Sala de Estar e Sala de Jantar.

Portanto, se você escolher essas duas tomadas, cada uma terá um ponto em comum e um ponto comum em comum no painel, para que haja um potencial ~ 220 entre os dois fios quentes / ativos. Seus dois plugues entrariam em cada uma das duas tomadas. Você provavelmente precisará de um cabo de extensão para chegar à segunda tomada!

É assim que o aparelho de 220v funciona nos EUA. Por exemplo, uma secadora de roupas de 220v possui um disjuntor de 2 polos, trazendo dois pontos quentes para a secadora, cada um de uma fase diferente.

Para ser franco, não, você não usa dois plugues. As outras respostas descrevem cenários em que você pode , no entanto, você entende o suficiente para obter as duas fases normalmente disponíveis da tensão de linha em uma residência média nos EUA; em vez disso, você configura uma tomada adequadamente.

Existem vários tipos de tomadas NEMA , a ilustração abaixo mostra ofertas típicas para 120 e 240 VCA.

Se um dispositivo precisar apenas de 240 VCA, o condutor de retorno / branco / neutro não será utilizado; toda a corrente está entre as duas linhas diretas, normalmente vermelha e preta. Se um dispositivo quiser usar 240 VCA e 120 VCA, precisará de um condutor neutro. A imagem pode ser enganosa; Eu observei uma tomada NEMA 10-50 comumente usada para secadores e fornos / fogões elétricos.

Se houver energia trifásica, pode haver um fio azul. Qualquer conexão entre duas cores é de 240 VCA; Além disso, qualquer conexão de um fio colorido ao branco é de 120 VCA. Como um aparte: Cuidado com os fios brancos com fita preta ou vermelha no final, eles estarão quentes.

Visto que você está apenas passando por um exercício de pensamento, então, como dito, é possível obter 220V das duas fases indo para tomadas diferentes (você apenas precisa localizá-las).

Grant Thompson fez isso neste vídeo, mostrando como fazer um soldador por ponto com 2 transformadores de microondas - https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=hsfgwEUXtTc#t=212

Seguro? Não é possível? Sim.

Bom exercício de pensamento.