Глупые вопросы по нейтрали и не только Опции

[ElectroNewbie]

Здравствуйте, можете забить меня палками за такие вопросы но никак не могу понять ряд вопросов, которые меня очень волнуют:
1) В ситуации использования однофазного трансформатора, например, 220/36 В, питающегося от однофазного участка трехфазной цепи, обмотка высшего напряжения подключаются к фазе и к нулю соответственно. Что делать с началом и концом обмотки низшего напряжения? На схемах однофазных трансформаторов часто пишут "+" и "-", но ведь сам классический трансформатор невозможен в сети постоянного тока, где мы и используем понятия плюса и минуса. Получается, что с начала и конца обмотки низшего напряжения выходят, грубо говоря, две фазы, одна из которых является некой нейтралью?
2) В трехфазной четырех/пятипроводной системе имеется нейтраль. Нейтраль является точкой соединения трех обмоток трансформатора, и выполняет, опять же, "возвратную" функцию для замыкания контура. Вопрос: почему нейтраль не является 3хфазным КЗ? Понятно, что при симметричной нагрузке векторная сумма токов равна 0, однако если у нас произошел перекос и по нулю все таки идёт ток? Ведь если мы в любой другой точки сети оборвем изоляцию кабеля и соединим три фазы между собой, будет нехилый "бабах". Почему именно так не работает с нейтралью?
3) В электронике (платы компьютеров и т.д.) постоянно используются дроссели и прочие индуктивности. При этом я много раз слышал да и видел, что в блоке питания компьютера происходит выпрямление тока. Каким образом индуктивность работает на выпрямленном токе, если она должна работать исключительно на переменном? Либо же там стоят мини-инверторы для выполнения задач этих самых дросселей?
4) Из закона Ома и закона Джоуля-Ленца мы знаем, что мощность, потребляемая электроприбором равна P=U^2/R. Это справедливо для источника напряжения в сети (как я понял, понятие "источник тока" в принципе в природе отсутствует, только напряжение). Отсюда получаем, что чем меньше сопротивление электроприемника - тем большую мощность он будет потреблять. Как в таком случае это устроено для нагревательных элементов? Ведь их мощность - это напрямую их нагрев, но при этом при меньшем сопротивлении мы получаем... меньший нагрев? Не могу увязать это в своей голове

Спасибо огромное за ваши будущие ответы, очень надеюсь на прояснение этих вопросов в своей голове!

[с2н5он]

марка транса?

[ElectroNewbie]

марка транса?

Конкретной марки нет. Исхожу из самого обычного типового однофазного транса который в учебниках рисуют, две катушки на магнитопроводе и всё. Но меня скорее другие вопросы волнуют описанные выше)) Они, если что, между собой никак не связаны и ответы нужны мне лишь для просвещения а не для решения какой-то практической задачи

[Ваня Иванов]

...
4) Из закона Ома и закона Джоуля-Ленца мы знаем, что мощность, потребляемая электроприбором равна P=U^2/R....
...Как в таком случае это устроено для нагревательных элементов? Ведь их мощность - это напрямую их нагрев, но при этом при меньшем сопротивлении мы получаем... меньший нагрев? Не могу увязать это в своей голове...

Уважаемый ElectroNewbie! А какие оценки были у Вас в школе по арифметике?
Ну-ка, давайте ещё разок более внимательно посмотрим на формулу: P=U^2/R.
Что будет с мощностью Р при меньшем сопротивлении R ?

[ElectroNewbie]

Уважаемый ElectroNewbie! А какие оценки были у Вас в школе по арифметике?
Ну-ка, давайте ещё разок более внимательно посмотрим на формулу: P=U^2/R.
Что будет с мощностью Р при меньшем сопротивлении R ?

Да, я видимо до конца соорудил мысль в своей голове однако забыл отразить её в тексте. Из этого же закона мы знаем, что потери, т.е. нагрев проводника вычисляется по формуле P=I^2*R. В таком случае, большее сопротивление даёт меньший нагрев. Вот это вызвало у меня диссонанс, скорее. По первой формуле понятно, что мощность при меньшем сопротивлении будет увеличиваться.
Господа опытные электрики, ответьте пожалуйста на другие вопросы тоже!!! Даже можно в снисходительной и неуважительной форме, знаю что вопросы тупые, просто главное чтоб я смог это понять, прошу!

[Гость_репетитор_*]

...нагрев проводника вычисляется по формуле P=I^2*R. В таком случае, большее сопротивление даёт меньший нагрев...

Подставьте в формулу P=I^2*R сначала сопротивление R = 1 Ом, а затем сопротивление R = 2 Ом при той же самой силе тока, например, при I = 2 А и посчитайте, как изменится мощность Р.

[gomed12]

Получается, что с начала и конца обмотки низшего напряжения выходят, грубо говоря, две фазы, одна из которых является некой нейтралью?

Нет. Это две фазы.

Вопрос: почему нейтраль не является 3хфазным КЗ? Понятно, что при симметричной нагрузке векторная сумма токов равна 0, однако если у нас произошел перекос и по нулю все таки идёт ток? Ведь если мы в любой другой точки сети оборвем изоляцию кабеля и соединим три фазы между собой, будет нехилый "бабах". Почему именно так не работает с нейтралью?

Был такой товарищ Кирхгоф, верьте ему, его правило гласило сумма токов в узле равны 0, при несимметричной нагрузке сумма входящих и исходящих токов в нейтральной точке равны тоже нулю. Электротехника.

при этом при меньшем сопротивлении мы получаем... меньший нагрев?

Ваша ошибка в рассуждении, что при изменении R неизменной остается I².
В приведенных выше формулах все величины взаимосвязаны, изменение одного влекут за собой изменение остальных. Хотите какую-то величину без изменений, обязательно изменятся остальные.
Но для конкретной нагрузки, например, нагревателя есть предельные величины по напряжению, току и соответственно мощности.
Например, у вас трансформатор на 36 В, к которому подключен нагреватель с R=1 Ом.
Тогда I =U/R =36 В/1 Ом=36 А, а при 2 Ом, I=18 А ... т.е. при одном и том же напряжении при изменении сопротивления пропорционально изменятся ток и мощность.

Сообщение отредактировал gomed12 - 18.7.2024, 16:08

[ElectroNewbie]

gomed12, спасибо большое за ответ! Однако открытым остался вопрос по нейтрали и товарищу Кирхгофу. Первый закон слышал, видел, однако вопрос - почему тогда вообще существует такое явление как трёхфазное КЗ? Ведь исходя из этой логики мы можем в любой точке замкнуть три фазных жилы кабеля и получим нейтраль, т.к. сумма токов в этом узле будет равна нулю. Однако, насколько мне известно, этого не происходит и мы получаем нехилый такой КЗ. К тому же, при несимметричной нагрузке ведь в нуле есть ток, да и греется ноль хорошо, и отгорает в подъездных щитках чаще. А в узле, получается, тока нет, непонятно... А если ещё и вопрос про дроссели в электронике ответите - цены вам не будет!

[Олега]

.. выходят, грубо говоря, две фазы, одна из которых является некой нейтралью?

Добавлю, если одна из фаз заземлена, то она является PEL-проводником (совмещенный защитный заземляющий и линейный проводник (PEL-проводник, PEL): Проводник, выполняющий функции защитного заземляющего и линейного проводников)

..мы можем в любой точке замкнуть три фазных жилы кабеля и получим нейтраль, т.к. сумма токов в этом узле будет равна нулю. Однако, насколько мне известно, этого не происходит и мы получаем нехилый такой КЗ.

Так ить три обмотки соединяются только одним концом (и получаем нейтраль). Кто вам рассказал, что и оставшиеся концы обмоток нужно соединять ? Думаю вы единственный автор этой задумки.
Может вам в ГОСТ 30331.1-2013 проще заглянуть ?

[gomed12]

почему тогда вообще существует такое явление как трёхфазное КЗ?

Потому что нагрузкой источника является только сопротивление линии от источника до места кз, которое гораздо меньше, чем внутренне сопротивление нагрузки.
Также как в однофазной цепи, чем меньше сопротивление, тем больший ток, только в трехфазной цепи.

Ведь исходя из этой логики мы можем в любой точке замкнуть три фазных жилы кабеля и получим нейтраль, т.к. сумма токов в этом узле будет равна нулю. Однако, насколько мне известно, этого не происходит и мы получаем нехилый такой КЗ.

Логика правильная, в точке замыкания в действительности напряжение нулевой величины, первый закон Кирхгофа работает.
Вы попробуйте сперва замкнуть глухо 3 фазы, а потом подать напряжение, никакого бабаха не увидите, или сгорит питающий кабель, либо трансформатор, либо и то и другое.

К тому же, при несимметричной нагрузке ведь в нуле есть ток, да и греется ноль хорошо, и отгорает в подъездных щитках чаще. А в узле, получается, тока нет, непонятно...

Понятно, при несимметричной нагрузке, токи небаланса нагрузки текут по нейтрали, это физика, для наглядности это видно на векторной диаграмме токов и напряжений.
Чтобы не отгорало необходимо обслуживать, протягивать. Раз греется, значит в этой точке сечение контакта не соответствует протекающим токам.

[Олега]

Вы попробуйте сперва замкнуть глухо 3 фазы, а потом подать напряжение

А ведь пойдёт и попробует..

[ElectroNewbie]

Потому что нагрузкой источника является только сопротивление линии от источника до места кз, которое гораздо меньше, чем внутренне сопротивление нагрузки.
Также как в однофазной цепи, чем меньше сопротивление, тем больший ток, только в трехфазной цепи.

Логика правильная, в точке замыкания в действительности напряжение нулевой величины, первый закон Кирхгофа работает.
Вы попробуйте сперва замкнуть глухо 3 фазы, а потом подать напряжение, никакого бабаха не увидите, или сгорит питающий кабель, либо трансформатор, либо и то и другое.

Понятно, при несимметричной нагрузке, токи небаланса нагрузки текут по нейтрали, это физика, для наглядности это видно на векторной диаграмме токов и напряжений.
Чтобы не отгорало необходимо обслуживать, протягивать. Раз греется, значит в этой точке сечение контакта не соответствует протекающим токам.

Подождите, т.е. получается, что в точке замыкания трёх фаз напряжение будет нулевой величины, однако токи небаланса все равно текут по нейтрали? Векторные диаграммы с нейтралью помню, да, но меня скорее интересует не факт наличия тока в нуле, а объяснение этого факта и сопоставление его с другими известными явлениями.
И отсутствие разрушительных последствий в нейтрали объясняется тем, что ток посредством ЭДС начинает проходить с катушек трансформатора уже ПОСЛЕ точке соединения, и возвращаясь обратно на ТП его величины падают ввиду большого количества сопротивления по пути? Но по факту короткое замыкание все таки имеется, но оно "контролируемое"?

[Олега]

получается, что в точке замыкания трёх фаз напряжение будет нулевой величины

Так это в идеале.. Синоним идеального - недостижимый.

[ElectroNewbie]

Так это в идеале.. Синоним идеального - недостижимый.

так вот и я о том, однако товарищ gomed12 говорит что оно всегда будет нулевой величины. Даже при наличии токов небаланса. Вот я и не могу грамотно разложить это всё в своей голове. Также, отвечая на ваше сообщение чуть повыше, вы утверждаете что концы катушек замыкаются только с одной стороны. Но ведь трехфазная система - это замкнутый контур. Условно мы тянем 4 провода с ТП, рассмотрим простой случай TN-C. Три фазы поступают на какой-нибудь потребитель который неравномерно распределяет нагрузку по фазам (опять же для упрощения, чтобы обосновать применение нейтрали как рабочего проводника вообще). Однако ведь ток, условно, выходит из фаз и заходит на ноль. Т.е. мы электрически связаны как на источнике питания, так и на потребителе. И фазы "сливаются" в одну точку и там и там, разве не так?

[Олега]

однако токи небаланса все равно текут по нейтрали?

Обязательно текут (при наличии небаланса). Именно они и приближают потенциал в (.) замыкания к нулю. А еще лучше использовать заземлитель.

И фазы "сливаются" в одну точку и там и там, разве не так?

Забавный термин "сливаются" А вернувшись к трансу оне вновь "разливаются", видимо..
Для чистоты размышлизьмов устройте КЗ сразу на трансформаторе.

Сообщение отредактировал Олега - 19.7.2024, 13:51

[gomed12]

получается, что в точке замыкания трёх фаз напряжение будет нулевой величины, однако токи небаланса все равно текут по нейтрали?

Если идеально замкнуть все 4 провода и подать напряжение, тока небаланса на нейтрали не будет, т.к. система получится симметричная.

И отсутствие разрушительных последствий в нейтрали объясняется тем, что ток посредством ЭДС начинает проходить с катушек трансформатора уже ПОСЛЕ точке соединения, и возвращаясь обратно на ТП его величины падают ввиду большого количества сопротивления по пути?

На звезде тоже будет кз. Бабахнет при разомкнутых обмотках звезды трансформатора и трехфазном замыкании на линии, если подать напряжение на трансформатор и попытаетесь выполнить последующее замыкание звезды.
Система ЭС уравновешена, когда сопоставима мощность источника и нагрузки независимо она симметричная или нет.
Между звездами источника и нагрузки постоянно должно сохраняться равновесие, в одном случае оно создается за счет симметричной нагрузки, в другом, при несимметричной нагрузке введением нейтрального провода для уравновешивания системы электроснабжения. Физически это в идеале объяснимо равенством величин на источнике E, Z, I и нагрузке U, Z, I.

ток, условно, выходит из фаз и заходит на ноль. Т.е. мы электрически связаны как на источнике питания, так и на потребителе. И фазы "сливаются" в одну точку и там и там, разве не так?

Сливание, это на самом деле сложение векторов токов фаз или остаток от этого действия, т.е. ток небаланса между трансформатором и нагрузкой.