制造一个带有两个插头的电器以获得双倍的电压?

电器工程 电源 电压
2022-01-23 09:28:58

我刚刚和某人就电压进行了一次愚蠢的讨论。在欧洲,通常的电压是 220 V,而在其他一些地方则是 110 V。

所以我们在讨论如何在国外使用欧洲设备,我的朋友问,你认为可以在设备上添加另一个插头,从两个 110 伏插座获得 220 伏电压吗?

虽然这似乎是一个很棒的想法,但它很可能不起作用,因为否则每个人都会这样做。

所以我们开始试图弄清楚为什么它不能工作。虽然我们都不知道,但我建议 110 伏意味着整个房子的总电压为 110 伏。我想通过争论来结束这个论点,如果你插入一个使用 60 个 110 伏电压的烤面包机,那么就只剩下 50 个了。

除了我知道这是错误的,因为没有设备“耗尽”部分电压。

所以我的问题是:

请有人详细解释一下为什么(如果)不能使用两个插头来获得双倍电压?

或者,如果可能的话,它是如何工作的?

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只是为了回应一些答案:我们绝对没有任何实际构建任何东西的意图。这对我们来说纯粹是理论上的兴趣,我们希望我们在这个过程中学到一些关于电的东西。谢谢你的关心。

4个回答

如果您插入一个使用 60 个 110 伏电压的烤面包机,那么就只剩下 50 个了。

不,这些设备是并联的,这意味着家中的所有设备共享相同的电压。

事情不是这样串联的:

110 V ---------HiFi--------Fridge-----.
                                      |
neutral-------------------------------'

这可能意味着 HiFi 获得 85V 而冰箱获得 25V 并且两者都无法工作,因为每个都需要 110V 才能工作。

但是像这样并联连接:

 110 V   ----------+--------------+
                   |              |
 neutral -------+--------------+  |
                |  |           |  |
                |  |           |  |
                HiFi          Fridge

想想通常的水类比可能会有所帮助。如果您有一个非常大的高水箱,则底部的压力仅取决于水箱中水的高度,与其他无关。不管罐底连接多少根管子,每根管子的压力都是一样的。您不能通过创造性地将管道连接在一起来增加压力。

显然,您可以将流量加倍,如果一根管道每分钟可以输送n加仑,那么两根管道(相同尺寸)每分钟可以输送 2x n加仑。但是流量就像电流(安培)而不像电势(伏特)。

您的房子确实对可以提供的总电流有限制。这是因为连接到您家的电线如果承载的电流超过其额定电流,就会变热。当电线变热、熔化或着火到周围的建筑物和其中的人时,这是一件坏事。

因此,如果您的房子有 200A 的电源并为您的 Prius 充电需要 100A,那么您的其他电器只剩下 100A。但那是电流,不是电压。

为什么(如果)不能使用两个插头来获得双倍电压?

因为您最终只会将电线加倍(无效)或将 100V 短路到中性线并烧断保险丝/使断路器跳闸。

您可以使用多个电池来执行此操作。例如,将两节 1.5A AA 电池串联(一个接一个)确实会产生 3V。但是你不能仅仅通过创造性的接线从单个 1.5V 电池产生 3V。您的家用 110V 交流电源更像是一个电池,其中有许多通过电线连接的物品。

美国确实对房屋使用“分相”供电(想想两节电池),这意味着您可以通过使用两相来产生 240V 电压。关于如何做到这一点有一些规则,任何对电力原理没有基本了解的人都不应该搞砸这个。

首先是一个重要的注意事项:这与潜在的致命电路有关,除了获得适当许可的电工之外,绝不应该尝试任何可能由于此答案而提出的建议特别是 OP 没有足够的知识来做到这一点而不会对生命和肢体造成严重风险。我们这里很少有人是有执照的电工。如果您想要关于什么是安全和/或实际可以接受的建议,请参阅 DIY SE。

尽管不太可能,但这在北美的某些情况下可能会奏效。

首先,如果插座连接到同一电路,或连接到同一相位的另一个电路,它将无法工作。要让两者“相加”,您会将它们短路。如果你用一个(大而昂贵的)120:120 变压器隔离一个,它会起作用。该变压器的尺寸可能约为 120:240 变压器的 1/2,因为它实际上是一个自耦变压器。

现在,它可能工作的有限情况:北美住宅电源通常已经是中心抽头的 240V,每相路由到整个房子的不同插座,240V 仅路由到一些高消耗电器(炉子、烘干机、空调压缩机单元)。在某些情况下,同一房间的插座会连接到不同的相位,因此它们之间会有 240V。(曾经,分开容器(顶部和底部)甚至是犹太洁食,但不再被认可 - 大概是因为厨房强制要求 GFI 插座,而您可能会遇到这种情况)。较旧的“分体式插座”安装肯定存在并且是祖父辈的。

在大型公寓楼中它更复杂,120V 作为三相一相,以及任何两个 120V 相的总和 (\$208V=120\cdot 2 \cdot \sin(\pi/3))\$ 用于主要电器)。

所以 240V/60Hz 已经存在于大多数房屋(不一定是公寓)中。重新接线以给一些随机的外国设备供电是否符合犹太教规,这都是电气代码问题,DIY 的好人可以为您提供建议。允许使用 240V 插座,并且通常位于为主要电器预留的位置,它们与任何国外的国内或北美工业 240V 插座不同 - 通常比前者更大。例如,请参阅这个涉及一些微妙之处的答案。

接线图从这里 在此处输入图像描述

通过问你的问题很明显你没有电气背景,所以我试着用一个类比来回答。

您可以在一定程度上将电力想象成一个水管系统,其中电压是压力,电流是流过管道的水量和管道的直径(这限制了每秒流过的水量)为阻力。

如果将管道分成两条独立的路径,则每条路径中的水压仍与之前管道中的压力相同,即无论您添加多少插头,您的电压仍然相同。

但是您所做的是增加了管道面积(将其增加了一倍),因此您现在每次可以从管道中获得更多的水,即您降低了阻力,因此通过添加第二个插头允许更多的电流流动(在'电气世界,电流限制因素通常不是电线,而是设备本身,尽管您的电线必须足够大以承载所需的电流)。

至少在北美,家庭从电力公司获得 240V 电压。但它被“分成两半”,每一半(120V)都连接到照明和插座电路以插入电器。大功率电器(取暖器等)直接使用240V的两“相”。所以 240 可以在大功率器件的电路中找到。

但是对于欧洲电器,他们通常需要一个 240V 的“热”支路,而另一端是“中性”,在某些时候接地。没有办法直接从典型的北美电源接线方案中安全地得到它。

这就是为什么人们使用变压器在 120 和 240V 之间进行转换(反之亦然)。

理论上,你可以用两条长电源线制作一个小工具,然后在房子里寻找另一个“相”的插座电路,你会有 240V,但两边都会“热”,除非你真的真的知道你在做什么。这是一个理论说明,在实际实践中绝对不推荐。