Каква е целта от имането на отделни заземващ, фазен и нейтрален проводник в електрическа верига?

Целта на разделението на земна, живо и нулева жица в електрическата верига

Живо

Пренос на електрическа енергия: Живата жица е основната жица, отговорна за преноса на електрическа енергия в веригата. Тя пренася чередиращото се напрежение, предоставено от източника на енергия (например 220V мрежа), към различните електрически устройства, за да им осигури необходимата енергия за работа. Например, когато включите една лампа, токът тече от живата жица в лампата, минава през нейния филамент и след това се връща към източника на енергия чрез нулевата жица, като така лампата свети.

Осигуряване на високо потенциално напрежение: Живата жица има висока разлика в потенциала спрямо нулевата и земната жица. В чередищите вериги напрежението на живата жица се променя като синусоида, а неговият пик обикновено е 2 пъти корен квадратен от 220V (около 311V). Тази висока разлика в потенциала е източникът на енергия, който подтиква тока да тече в веригата, така че електрическите устройства да работят правилно. Например, в електродвигател, токът, генериран от разликата в потенциала между живата и нулевата жица, причинява образуване на магнитно поле в обмотките на двигателя, което подтиква ротора на двигателя да се върти.

Нулева жица

• Формиране на контур: Основната роля на нулевата жица е да формира верига с живата жица, така че токът да може да циркулира между източника на енергия и електрическите устройства. Под нормални условия, потенциалът на нулевата жица е близък до геодезическия потенциал, а потенциалът на земната жица е много близък. Например, в домашната електроенергия, токът тече от живата жица в електрическите устройства, след работата на устройствата, и след това се връща към източника на енергия чрез нулевата жица, завършвайки пълния цикъл на веригата.

• Балансиране на напрежението: Нулевата жица играе също роля при балансирането на напрежението в трифазната верига. В системата за доставка на енергия с три фази и четири жици, фазовата разлика на напрежението на трите живи жици е 120 градуса, а напрежението в трифазната верига може да бъде балансирани чрез свързване на нулевата жица. Ако нулевата жица е прекъсната или контактът е слаб, това може да доведе до несбалансираност на трифазното напрежение, така че електрическите устройства да не работят правилно, дори и да се повредят. Например, в някои заводи или коммерчески места, ако трифазната нагрузка е несбалансирани, токът на нулевата жица ще се увеличи, и е необходимо да се гарантира, че нулевата жица е добре свързана, за да се осигури стабилната работа на електроенергийната система.

Земна жица

• Безопасност: Основната цел на земната жица е да предоставя безопасност. Когато електрическите устройства имат дефект като утечка или късо съединение, земната жица може бързо да въведе утекшият ток в земята, за да се избегне удар на човек. Например, когато корпусът на пералнята е зареден, ако пералнята е свързана с земната жица, утекшият ток ще тече в земята чрез земната жица, а не чрез човешкото тяло, като така се защитава безопасността на потребителя.

• Елиминиране на статично электричество: Земните жици могат също да елиминират статичното электричество, генерирано от електрическите устройства. В някои сухи среди, електрическите устройства са склонни към генериране на статично электричество, ако не се елиминира навреме, то може да се натрупа до по-висок потенциал, причинявайки вреда на човешкото тяло или устройствата. Чрез свързване на земната жица, статичното электричество може бързо да бъде издадено в земята, осигурявайки безопасността на устройствата и околната среда. Например, в компютърна зала, за да се предотврати статичен удар на електронните устройства, обикновено се инсталират медни пръчки, които свързват всички електронни устройства с земната жица, за да се елиминира статичното электричество.

Една жица не може да изпълни всички тези функции

Различни електрически характеристики: Електрическите характеристики на живата, нулевата и земната жица в веригата са различни. Живата жица има висока разлика в потенциала и е отговорна за преноса на електрическа енергия; Нулевата жица се използва за формиране на контур и балансиране на напрежението; Земните жици се използват за защита и елиминиране на статично электричество. Ако една жица се използва за изпълнение на всички тези функции едновременно, това ще доведе до нестабилност на електрическите характеристики на веригата, увеличавайки риска от повреда на електрическите устройства. Например, ако земната жица и живата или нулевата жица са комбинирани, когато електрическите устройства имат утечка, утекшият ток може да не тече навреме в земята, като така се увеличава риска от удар на човек.

Стандартите за безопасност не позволяват: За да се гарантира електрическата безопасност, държавите са разработили строги стандарти за електрическа безопасност, които ясно посочват, че живата, нулевата и земната жица трябва да се инсталират отделно. Тези стандарти са базирани на дългогодишни практически опит и научни изследвания, за да се защитят живота и имуществото на хората. Ако тези стандарти се наруши, използването на една жица вместо три може да доведе до сериозни електрически инциденти и дори до заплаха за живота. Например, при строителството на електроинсталации, ако строителите, за да спестят средства, комбинират земната и нулевата жица, при настъпване на утечка, устройството за защита срещу утечки може да не работи правилно, като така се поставя на риск безопасността на потребителите.