题主的问题是:家庭的用电都是交流电,为何会有零线和火线的区别?
我们首先看看题主问题的答案与什么有关:
1)题主的问题与配电系统的接地密切相关;
2)题主的问题与电气接线方式密切相关;
3)题主的问题与用电安全密切相关。
现在我们来解答问题。
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1.火线与零线的基本概念
1)我们首先看直流电源供电方式,见图1
图1:直流电源供电方式
在直流电源电路图的图1中我们看到一个电压源E,还有它的内阻,它们共同构成直流电源。
注意到右边的电压输出曲线(纵轴是电压U,横轴是时间),我们看到随着时间推移,电压的大小不变;再看下面的伏安特性曲线(纵轴是电压,横轴是电流),我们发现随着电流加大,电压会降低,原因很简单:电流越大,内阻上的电压也越大,于是输出电压也即路端电压也降低。
直流电源电路图的图2是多种电源组合体,其中有正负15V电压,有5V电压。此电源一般为单片机系统供电。
那么我们如何确定0V呢?我们只需要在线路上画上接地符号,见2图的左侧,表示这一点是电压参考点,也即零电压。
我们再看3图:
在电池的负极绘制的接地符号表示接大地。于是,电池负极的电压就是大地的零电位。
注意:
参考地和大地的零电位不同。参考地对大地来说,可以有一定的电压,但大地的电位一定是零。也因此,把接大地获取零电位的做法又叫做工作接地。
参考地和工作接地可以合并,其符号见3图红线框内的符号。
2)我们再看交流电源,见图2
图2:交流电源供电方式
从交流电源线路图和波形图看,交流电与直流电截然不同,主要的区别在于:
1)电压值会周期性地改变大小和方向。
从外电路看当正半周时电流从接线端子XT1流向电阻R,然后再经过接线端子XT2返回电源;负半周时电流从XT2流向R,再经过XT1返回电源。
我们发现,对于我国的工频交流电来说,在0到10毫秒的时间段内,电压为正,此时电流从XT1流出,从XT2流入;在10毫秒到20毫秒的时间段内,电压为负,此时电流从XT2流出,从XT1流入。
2)我国规定交流电压值的周期为20毫秒。
如果我们就这么用电,则无所谓什么线号定义。但如果我们