Сегодня попытаемся восполнить все пробелы на тему переменного тока, вот у меня в руке классический источник постоянного тока.
Пока эта батарейка ни к чему не подключена - это источник постоянного напряжения, а ни тока. Ток потечет если эти два контакта замкнуть желательно конечно через нагрузку, чтобы не сажать батарейку.
Мы легко можем сделать из батарейки источник переменного тока или напряжения, если будем постоянно менять контакты местами, это самое настоящее переменное напряжение.
Конечно это выглядит глупо, так никто не делает, но все таки он переменный. Если это переменное напряжение, где же тут фаза и ноль, а я скажу их тут нет.
Если давать определение переменному току, переменному напряжению, то можно простыми словами выразиться так:
переменный ток это электрический ток, который постоянно меняет направление своего протекания, а переменное напряжение это напряжение между двумя контактами которые постоянно меняют свою полярность.
Давайте теперь попытаемся понять, как генерирует переменный ток на электростанции.
Вот перед вами схема генератора переменного тока, схема естественно очень простая в реальности эти генераторы достаточно сложное устройство, но принцип везде одинаковый.
В генераторе есть три обмотки, которые расположены вокруг ротора. Ротор в нашем случае это двухполюсной магнит. Для начала рассмотрим, что происходит в одной из обмоток во время вращения ротора. При приближении одного из полюсов обмотки генератора, в этой обмотки возникает электродвижущая сила, с каждым миллиметром уменьшения расстояния от обмотки до полюса, плавно увеличивается интенсивность магнитного поля воздействующего на обмотку. Из-за чего рост напряжение в обмотке тоже происходит плавно и прямо пропорционально приближению магнитного полюса, но и преодоление полюса напряжение в мотке резко не падает по мере отдаления магнита.
Напряжение так же плавно уменьшается до тех пор пока намотку не начнет воздействует магнитное поле противоположного полюса и при воздействии противоположного полюса в мотке будет происходить все тоже самое, только ток будет течь в противоположном направлении и напряжение будет отрицательным.
Возможно кто-то задастся вопросом, а что этот магнит крутить то просто приблизьте его к обмотке магнитное поле будет постоянно воздействуете вот вам вечный двигатель, но к сожалению законы природы устроены немного иначе.
Чтобы расталкивать электроны в обмотке необходимо именно движение магнитного поля.
Сравнить это можно в с водой в тазике, чтобы вода двигалась и вообще что-то происходило нужно чтобы моя рука тоже двигалась в тазике, если я просто статично положу руку то вода тоже двигаться не будет.
Теперь можно провести аналогию представить, что магнитное поле это рука, а электронов обмотки генератора это молекулы воды в тазике, за один оборот в ротора гераторе мы получим ту самую синусоиду переменного тока.
Теперь вспоминаем, что обмотки у нас три, но этого факта пугаться не нужно в каждой из этих обмоток происходит все ровным счетом то же самое. Только все немного смещено по времени потому, что ротор своими плюсами приближается к обмоткам не одновременно, а в разное время. Конструктивно у нас получилось 3 обмотки у каждой обмотки по 2 контакта, итого 6 контактов и можно шестью проводами передавать сгенерированное электричество на подстанцию.
Но шесть проводов это слишком много, много тонн металла нужно чтобы тянуть провода надо экономить для этого эти три обмотки соединять друг с другом способом под красивым названием «звезда».
Для этого берут контакты от начала всех обмоток и соединяет их в общую точку, получается один общий контакт. Остальные концы обмоток остаются раздельными при таком раскладе у нас получился классический трехфазный генератор. Общая точка ноль, остальные провода в фазы. Вот теперь можно передавать электричество на трансформаторы подстанции, а потом по домам.
Но тут три фазы мы про такой слышали конечно, но три фазы нужны для заводов наверное, а у нас квартире же одна фаза. И тут тоже все банально, для бытовых потребителей просто используют одну из фаз и общий контакт.
Теперь непосредственно поговорим о том что делает контакт фазы фазой, а общий контакт обмоток нулем и почему ноль не бьется током.
Принципиальное отличие фазы от нуля не в том что 0 контакт общий с другими обмотками, а в том, что на электроподстанции нулевой провод заземлен.
Именно по этой причине фаза может вас ударить током потому, что через землю и вас цепь может замкнуться, а нулевой провод наглухо связан с землей и если вы его коснетесь то ничего страшного не произойдёт. Потому что цепь через вас не замкнется.
Главное вовремя касания 0 контакта не трогать фазу, а то будет совсем невесело.