Pourquoi certaines prises et fiches CA sont-elles polarisées?


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Cela montrera ma naïveté en ce qui concerne le courant alternatif ... mais pourquoi certaines fiches et prises sur les prises secteur sont-elles polarisées (une broche est plus haute que l'autre)?

( Voir cette question sur le bricolage .) ( Ou celui-ci. )

Ma pensée est que si le courant est alternatif , le chaud et le neutre changent de rôle tous les 60 secondes. (50 si vous êtes en Europe!)

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi un appareil se soucierait de la ligne chaude ou neutre, car le courant entrant dans l'appareil peut provenir de chaque côté. L'option la plus sûre pour implémenter un interrupteur marche / arrêt ne serait-elle pas de déconnecter les deux côtés pour l'arrêt?

Formulé différemment, si je ne connecte que du neutre à un appareil, pourquoi ne conduit-il pas à la terre de la même manière que la ligne chaude?


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En ce qui concerne la sécurité de la conception du produit, cet article sur allaboutcircuits.com contient des informations utiles sur les fiches polarisées.
JYelton

Réponses:


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Tout est lié à la façon dont l'alimentation est transformée de la haute tension à la tension secteur normale.

La puissance est transmise à travers le pays en 3 phases. Il existe deux types d'électricité triphasée - étoile et delta. Delta utilise 3 câbles et l'alimentation est divisée entre eux à 120 degrés hors phase. En ce qui concerne votre sous-station locale, l'alimentation est fournie par un transformateur qui la commute en "étoile" triphasé. Dans cet arrangement, il y a 3 fils sous tension (ou chauds) et 1 neutre. Les 3 bobines du transformateur sont reliées entre elles à cette connexion neutre et, par rapport aux trois autres lignes, il a une puissance nulle. C'est neutre. Très souvent, cela est également lié à la terre à ce stade.

Étoile:

entrez la description de l'image ici

Delta:

entrez la description de l'image ici

En ce qui concerne les fiches, si l'alimentation est alimentée en interne dans un transformateur pour réduire la tension, les connexions n'ont vraiment pas d'importance dans le sens où elles circulent.

Certains systèmes utilisent des interrupteurs et des fusibles et autres dans la puissance d'entrée, et cela est mieux géré par la connexion en direct, pas par le neutre, donc une prise polarisée aide à garantir cela. Il y a également des questions d'ancrage et de «mise en commun» à prendre en considération.


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+1 pour d'excellents diagrammes également. Cependant, je pense toujours que la question est sans réponse. Si je comprends bien, au secteur pour une prise murale donnée, le chaud est l'une des trois phases et le neutre est neutre. Si le neutre est lié à la terre, alors pourquoi le neutre et la terre sont-ils séparés?
JYelton

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La terre est une connexion locale, le neutre est une connexion à distance. Le neutre a pour but de compléter le circuit de la sous-station. Le but de la mise à la terre est (entre autres) de faire circuler un courant important en cas de défaut déclenchant un dispositif de surintensité (fusible). La terre est connectée localement juste à l'extérieur de votre maison (elle a parfois un lien avec la sous-station également, connue sous le nom de "PME").
Majenko

@Matt merci pour ça! Cela aide à rendre le but du neutre par rapport au sol beaucoup plus clair.
JYelton

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La mise à la terre est censée être «sûre» en ce sens qu'elle ne doit jamais transporter de courant sauf en cas de défaut. Si un courant alternatif est acheminé vers le sol, il devrait y avoir un courant suffisamment élevé pour activer rapidement un dispositif de protection (fusible, disjoncteur, etc.) et rendre le circuit sûr.
Adam Lawrence

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Vr=Vp×sin(ωt),Vy=Vp×sin(ωt2π/3),Vb=Vp×sin(ωt4π/3)Vr+Vy+Vb

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Ma pensée est que si le courant alterne, le chaud et le neutre changent de rôle tous les 60 secondes.

Les courants à travers les deux broches sont égaux et opposés, mais les tensions sur chaque broche ne le sont pas. Le neutre est à peu près à 0 V par rapport à la Terre à tout moment. Le chaud alterne entre positif et négatif.


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Les lignes neutre et terre sont liées ensemble dans votre centre de charge, et les deux sont connectées à un grand piquet en cuivre dans le sol. La seule différence est que la ligne neutre est censée avoir du courant qui la traverse, tandis que la ligne de terre n'est pas censée avoir du courant qui la traverse.

Tout en interrompant une ligne neutre avec du courant qui la traverse vous exposerait à une tension élevée, il y a peu ou pas de potentiel sur une ligne neutre fonctionnant correctement entre le fil et la terre, vous ne pouvez donc pas être choqué.

Recherchez les prises GFIC (Ground Fault Interruption Circuit) pour savoir comment cette propriété a été appliquée.


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à la fin d'une longue course avec une charge de courant élevée, vous pourriez voir le neutre monter de 2 ou 3 volts au-dessus du sol.
JustJeff

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Et dans les vieux (mauvais) câbles
Johan

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@JustJeff ... au Royaume-Uni au moins, le neutre peut facilement être à 50 V de la terre locale.
Martin Bonner soutient Monica

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pourquoi le dispositif se soucierait-il de ce qui est neutre et lequel est broyé? ainsi que mentionné ci-dessus (sauf s'il y a un défaut neutre), vous ne pouvez pas obtenir un choc hors du neutre - lorsque vous faites la conception physique d'un appareil, vous devez mettre un interrupteur quelque part et tout ce qui est commuté quelque part - si vous mettez le chaud ( actif) de l'autre côté de l'interrupteur et le reste du circuit (fusibles, transformateurs, etc.) du côté neutre de l'interrupteur, puis lorsque les choses sont éteintes, il y a moins de choses qui pourraient vous choquer lorsque l'appareil est éteint - imaginez quelqu'un change stupidement un fusible sans le débrancher, ou le boîtier en plastique de l'aspirateur bon marché est endommagé lorsqu'un enfant tombe dessus


c'est pourquoi un câblage correct des prises est important - le degré de sécurité offert par la ligne neutre proche de la terre est vaincu lorsque le fil chaud est câblé à sa place.
Toybuilder

2
Du point de vue de la sécurité, un fusible est encore plus important qu'un interrupteur. Si, par exemple, un radiateur développe un court-circuit entre une partie de son élément résistif et quelque chose qui est solidement mis à la terre, le courant passant par ce chemin pourrait largement dépasser la charge pour laquelle le cordon d'alimentation est conçu. Si l'appareil avait un disjoncteur bipolaire ou un fusible bipolaire (une paire de fusibles avec un mécanisme tel que si l'un ou l'autre se déclenchait, les deux se déconnecteraient), peu importe le côté chaud, mais généralement les appareils ne mettent que la surintensité protection d'un côté. Notez, btw, que ...
supercat

3
... la présence de fusibles indépendants sur les deux fils est généralement plus dangereuse que la seule fusion du fil chaud. Par exemple, si un appareil de chauffage dont le fil neutre était court-circuité au boîtier était branché sur une prise mise à la terre avec chaud et neutre inversé, il ferait sauter le fusible sur le fil neutre. S'il est branché sur une prise correctement câblée, il semblerait alors fonctionner normalement mais toute la puissance circulant dans le radiateur s'écoulerait par le conducteur de mise à la terre . Bien que les fils de mise à la terre doivent de nos jours être dimensionnés pour ne pas surchauffer lors d'une telle utilisation, la situation est toujours très dangereuse.
supercat

3

Tant qu'il n'y a pas de défaut dans l'appareil, la polarisation ne fait aucune différence pratique. S'il y a un défaut, cependant, la polarisation aide à réduire le potentiel de chocs ou d'incendies. Un appareil typique obtient son électricité à travers deux fils, un «chaud» et un «neutre»: l'un se fixe directement aux parties actives de l'appareil, l'autre passe par l'interrupteur marche / arrêt de l'appareil. L'appareil s'en fiche. Mais les humains qui utilisent l'appareil s'en soucient: la polarisation garantit que c'est le fil «chaud» qui passe par l'interrupteur de l'appareil, de sorte que tant que l'interrupteur est éteint, aucune électricité ne pénètre même dans les parties actives de l'appareil. Par exemple, si une lampe est correctement câblée avec une fiche polarisée dans une prise polarisée et qu'elle est éteinte, vous pouvez coller votre doigt dans la douille de l'ampoule de la lampe sans subir de choc.


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Si un appareil a un moyen de couper l'alimentation (que ce soit via un interrupteur manuel, un fusible ou un dispositif de sécurité automatique), laisser le fil neutre connecté alors que le chaud est déconnecté sera plus sûr que d'avoir le neutre déconnecté alors que le chaud est connecté. Par conséquent, de nombreux dispositifs sont nécessaires pour garantir qu'il n'est pas possible de déconnecter le fil neutre sans déconnecter simultanément le fil chaud. Bien que cela puisse être fait via l'utilisation de matériel interverrouillé qui déconnecte les deux fils sans tenir compte de ce qui est chaud ou neutre, il est généralement plus facile et moins cher d'exiger qu'un fil particulier soit chaud, et simplement de le déconnecter.


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Eh bien pour autant que j'ai lu, c'est parce que la sécurité. Pour EX. le contact inférieur de l'ampoule est chaud et la coque de la vis est neutre, donc pour être choqué, vous devez toucher le fond tandis que pendant le dévissage, vous pouvez toucher le fil en toute sécurité. Pour le temps j'ai pensé car la rotation des moteurs dans certains appareils c'est important mais là encore 50% des citoyens transpireraient tandis que 50% se refroidiraient par ventilateur ce qui est impossible ...


Cela ne répond pas bien à la question (polarisation des prises), ni n'ajoute d'informations aux réponses existantes.
JYelton

C'est et je ne sais pas comment vous concluez que ce n'est pas ...
Bojan Simonovic

-3

Si l'appareil est défectueux et qu'un fil chaud est effiloché et a touché l'extérieur du boîtier, et que vous vous dirigez vers la flaque d'eau sur le sol de votre sèche-linge mourant et que vous touchez le boîtier, vous devenez une ampoule géante et illumine le ciel nocturne. Si la ligne de masse est liée au boîtier / cadre dudit sèche-linge, lorsque le fil effiloché touche le boîtier, un courant massif tente d'allumer le sèche-linge et vous faites sauter un disjoncteur / fusible. Vous ne brûlez pas votre ampoule. Pour répondre spécifiquement à la question, l'interrupteur marche / arrêt lorsque le fil chaud entre dans le boîtier est tourné en position d'arrêt, il n'y a pas de tension A / C dans le boîtier au-delà de ce point, c'est plus sûr. Pour les petites choses sans interrupteur, la polarité n'a pas beaucoup de valeur.


Neutre ≠ Terre protectrice
Richard the Spacecat
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