Mục đích của việc có các dây nối đất riêng biệt dây pha và dây trung tính trong mạch điện là gì?

Mục đích của việc tách dây nối đất, dây nóng và dây trung tính trong mạch điện

Dây nóng

Truyền năng lượng điện: Dây nóng là đường dây chính chịu trách nhiệm truyền năng lượng điện trong mạch. Nó truyền dòng điện xoay chiều do nguồn cung cấp (như mạng 220V) đến các thiết bị điện khác nhau để cung cấp năng lượng cần thiết cho các thiết bị điện hoạt động. Ví dụ, khi bạn bật đèn, dòng điện chảy từ dây nóng vào bóng đèn, đi qua sợi đốt của bóng đèn, sau đó trở về nguồn cung cấp thông qua dây trung tính, làm cho bóng đèn sáng.

Cung cấp điện thế cao: Dây nóng có sự chênh lệch điện thế cao so với dây trung tính và dây nối đất. Trong mạch điện xoay chiều, điện áp của dây nóng thay đổi theo dạng sóng sin, và đỉnh của nó thường là 2 lần căn bậc hai của 220V (khoảng 311V). Sự chênh lệch điện thế cao này là nguồn năng lượng thúc đẩy dòng điện chảy trong mạch, để các thiết bị điện có thể hoạt động đúng cách. Ví dụ, trong động cơ điện, dòng điện được tạo ra bởi sự chênh lệch điện thế giữa dây nóng và dây trung tính gây ra trường từ trong cuộn dây của động cơ, khiến rotor của động cơ quay.

Dây trung tính

• Tạo thành vòng kín: Vai trò chính của dây trung tính là tạo thành mạch với dây nóng, để dòng điện có thể lưu thông giữa nguồn cung cấp và thiết bị điện. Bình thường, điện thế của dây trung tính gần với điện thế địa lý, và điện thế của dây nối đất rất gần. Ví dụ, trong điện gia dụng, dòng điện chảy từ dây nóng vào thiết bị điện, sau khi làm việc của thiết bị điện, rồi trở lại nguồn cung cấp thông qua dây trung tính, hoàn thành một chu kỳ mạch kín.

• Cân bằng điện áp: Dây trung tính cũng đóng vai trò cân bằng điện áp trong mạch ba pha. Trong hệ thống cung cấp điện ba pha bốn dây, sự chênh lệch pha điện áp của ba dây nóng là 120 độ, và điện áp trong mạch ba pha có thể được cân bằng bằng cách kết nối dây trung tính. Nếu dây trung tính bị ngắt hoặc tiếp xúc kém, có thể dẫn đến mất cân bằng điện áp ba pha, khiến thiết bị điện không hoạt động bình thường, thậm chí hỏng hóc. Ví dụ, ở một số nhà máy hoặc nơi thương mại, nếu tải ba pha không cân bằng, dòng điện trong dây trung tính sẽ tăng, và cần đảm bảo rằng dây trung tính được kết nối tốt để đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định.

Dây nối đất

• Bảo vệ an toàn: Mục đích chính của dây nối đất là cung cấp bảo vệ an toàn. Khi thiết bị điện có lỗi như rò rỉ hoặc ngắn mạch, dây nối đất có thể nhanh chóng đưa dòng rò vào đất để tránh giật điện. Ví dụ, khi vỏ máy giặt bị điện, nếu máy giặt được kết nối với dây nối đất, dòng rò sẽ chảy vào đất thông qua dây nối đất, thay vì qua cơ thể con người, do đó bảo vệ an toàn cho người dùng.

• Loại bỏ tĩnh điện: Dây nối đất cũng có thể loại bỏ tĩnh điện được tạo ra bởi thiết bị điện. Trong một số môi trường khô, thiết bị điện dễ bị tĩnh điện, nếu không loại bỏ kịp thời, tĩnh điện có thể tích tụ lên mức điện thế cao, gây hại cho con người hoặc thiết bị. Bằng cách kết nối dây nối đất, tĩnh điện có thể được giải phóng nhanh chóng vào đất, đảm bảo an toàn cho thiết bị và môi trường. Ví dụ, trong phòng máy tính, để ngăn ngừa hư hỏng do tĩnh điện đối với thiết bị điện tử, thường đặt thanh đồng nối đất để kết nối tất cả thiết bị điện tử với dây nối đất để loại bỏ tĩnh điện.

Một dây đơn không thể phục vụ tất cả các mục đích này

Đặc tính điện khác nhau: Đặc tính điện của dây nóng, dây trung tính và dây nối đất trong mạch điện là khác nhau. Dây nóng có chênh lệch điện thế cao và chịu trách nhiệm truyền năng lượng điện; Dây trung tính được sử dụng để tạo thành vòng kín và cân bằng điện áp; Dây nối đất được sử dụng để bảo vệ và loại bỏ tĩnh điện. Nếu sử dụng một dây để thực hiện tất cả các chức năng này cùng một lúc, sẽ làm cho hiệu suất điện của mạch không ổn định, tăng nguy cơ hỏng hóc thiết bị điện. Ví dụ, nếu dây nối đất và dây nóng hoặc dây trung tính được kết hợp, khi thiết bị điện rò rỉ, dòng rò có thể không chảy vào đất kịp thời, do đó tăng nguy cơ giật điện.

Tiêu chuẩn an toàn không cho phép: Để đảm bảo an toàn điện, các quốc gia đã phát triển các tiêu chuẩn an toàn điện nghiêm ngặt, quy định rõ ràng rằng dây nóng, dây trung tính và dây nối đất phải được lắp đặt riêng biệt. Các tiêu chuẩn này dựa trên kinh nghiệm thực tế lâu dài và nghiên cứu khoa học để bảo vệ sinh mạng và tài sản của con người. Nếu vi phạm các tiêu chuẩn này, sử dụng một dây thay vì ba dây có thể dẫn đến tai nạn điện nghiêm trọng và thậm chí đe dọa tính mạng. Ví dụ, trong quá trình xây dựng hệ thống điện, nếu nhân viên thi công nhằm tiết kiệm chi phí mà kết hợp dây nối đất và dây trung tính, một khi xảy ra tai nạn rò rỉ, thiết bị bảo vệ rò rỉ có thể không hoạt động đúng, do đó mang lại rủi ro an toàn lớn cho người dùng.