Одинаково ли нагружены обе фазы домашнего электрооборудования?

Если вы посмотрите на распределительный щит без выключателей, он будет выглядеть примерно так.

Обратите внимание на толстые металлические пластины, расположенные вертикально. Это ваши горячие шины. Одна из них — L1 (A), а другая — L2 (B). Каждая из них находится под напряжением 120 В относительно земли/нейтрали и под напряжением 240 В относительно друг друга (так что не прикасайтесь к ним!).

Когда вы добавляете автоматические выключатели, они соприкасаются с горячими шинами с помощью выступов, которые находятся между шинами.

На крышке панели вы увидите, что каждый слот пронумерован: нечётные номера с одной стороны, чётные — с другой. Таким образом, для панели с 20 выключателями у вас будет.

1    A    2

3    B    4

5    A    6

7    B    8

9    A    10

11   B    12

13   A    14

15   B    16

17   A    18

19   B    20

Таким образом, 1 и 2 будут на ножке A, 3 и 4 — на ножке B и так далее по всей панели.

От того, какие устройства подключены к каждому выключателю, зависит, какая ножка будет использоваться чаще. Например. Если выключатель 1 питает светильники в гостиной, а выключатель 3 — светильники в спальне. Если вы включите свет в гостиной и выключите свет в спальне, ножка A будет использоваться чаще, чем ножка B.

Для цепей напряжением 240 В используется двухполюсный автоматический выключатель, который занимает два слота с одной стороны (например, 2 и 4). Это означает, что он будет получать питание от каждой ножки и использовать каждую ножку в равной степени.

Итак, краткий ответ таков... Это зависит от обстоятельств.

Раз уж мы заговорили об этом, давайте разберёмся с некоторыми заблуждениями относительно фаз в системах такого типа. Хотя иногда её ошибочно называют двухфазной, на самом деле это 3-wire, single-phase, mid-point neutral system (иногда называемая разделённой фазой).

Как вы, возможно, знаете, а возможно, и нет, мы имеем дело с переменным током. Поэтому при наблюдении с помощью осциллографа мы увидим синусоидальную волну такого вида.

Однако, поскольку мы можем измерять параметры этой системы в разных местах, волны будут выглядеть немного по-разному в зависимости от того, где мы проводим измерения. Отсюда и заблуждение, что это двухфазная система. Давайте не будем торопиться и посмотрим, что происходит в системе при изменении направления тока.

В этот момент ток течёт в положительном направлении по L1 и в отрицательном направлении по L2. Поэтому, если мы будем измерять напряжение между разными точками, мы увидим именно это.

L1 -> N = +120 В
L2 -> N = -120 В
L1 -> L2 = +240 В

Теперь, когда ток меняет направление, мы видим появление синусоиды.

Если мы снова проведём те же измерения, то увидим, что ситуация изменилась.

L1 -> N = -120 В
L2 -> N = +120 В
L1 -> L2 = -240 В

Как видите, это действительно однофазная система. При измерении от линии до нейтрали возникает небольшая путаница. В настоящей двухфазной системе используются 4 провода, а фазы сдвинуты на 90°.

В системах такого типа две линии не называются «фазами», вместо этого они называются «ножками».

Как уже отмечали другие, соседние выключатели подключены к противоположным фазам. Это сделано для того, чтобы примерно сбалансировать нагрузку. При обычном использовании в быту нагрузка будет распределяться неравномерно, и в разное время разные фазы будут нагружены сильнее. Это также позволяет использовать две установки с выключателями, подключёнными к обеим фазам.

• Цепи на 240 В (как уже отмечалось). Обычно используются два провода + заземление, но может использоваться и третий провод для нейтрали. Обычно используются для подключения плит, сушилок, обогревателей и водонагревателей. Нагрузки всегда должны быть сбалансированы, если только не требуется нейтраль
• Парные цепи на 120 В, в которых при срабатывании любого из автоматических выключателей обе фазы отключаются. Используются три провода + заземление и подключение нейтрали. Обычно это используется для электропроводки на кухне, чтобы подключение двух устройств к двум розеткам не приводило к перегрузке цепи. Перед установкой вилки необходимо снять язычок, соединяющий горячую часть двух вилок, и подключить два горячих провода к двум горячим винтам. Нейтральный провод будет нести разницу в нагрузке между двумя цепями. (Если нагрузка идеально сбалансирована, нейтральный провод не будет нести нагрузку.) Нагрузка обычно несбалансирована, но можно безопасно подключить чайник и тостер к одной розетке.

Трёхфазные панели работают так же, как двухфазные, но фазы A, B и C чередуются. Соседние цепи сдвинуты по фазе, поэтому номинальное напряжение составляет 208 вольт, а не 240. Опять же, цель состоит в том, чтобы примерно сбалансировать нагрузку по фазам.

В большинстве современных конструкций каждая ножка фазного провода подключается к соседнему автоматическому выключателю с каждой стороны панели (в более старых панелях, выпущенных более 30 лет назад, с каждой стороны может быть по одной планке). Таким образом, два соседних автоматических выключателя на 120 В будут подключены к противоположным фазам. Это означает, что автоматический выключатель на 240 В занимает две позиции с одной стороны, а не с обеих. Две ножки будут примерно сбалансированы, а нейтральный провод компенсирует любой дисбаланс.