Ноль в электротехнике — самое простое объяснение
![ноль в электротехнике](https://poweredhouse.ru/wp-content/uploads/2023/12/nol-v-ehlektrotekhnike.jpg)
![ноль в электротехнике - самое простое объяснение ноль в электротехнике](https://poweredhouse.ru/wp-content/uploads/2023/12/nol-v-ehlektrotekhnike.jpg)
Что такое ноль в электротехнике? На этот вопрос можно найти несколько ответов. И такое различие мнений, по-моему, приводит к путанице и искажению настоящего смысла нуля в электротехнике. В данном обзоре я постараюсь буквально на пальцах объяснить истинное предназначение нуля, то как он образуется и как работает.
Ноль в розетке — что это на примере однофазного генератора
Начнем самого простого — того, что мы видим и чем пользуемся каждый день, с обычной электрической розетки. Что мы знаем о розетке? В ней два контакта (заземление мы не рассматриваем). К одному контакту подводиться фазный проводник, к другому — рабочий нулевой проводник (N). Включая какой-либо электроприбор (например лампочку) мы замыкаем цепь, и по ней течет ток (лампочка начинает светиться). Здесь все понятно — для протекания тока в цепи она обязательно должна быть замкнута. При этом важно учитывать чем мы замыкаем. Лампочка обладает определенным сопротивлением (сотни Ом). И не трудно в этом случае посчитать силу тока в цепи по закону Ома — делим напряжение (220 — 230 В) на сопротивление. Получаем силу тока в пределах одного ампера. Чем больше сила тока, тем быстрее электроны упорядочено двигаются в цепи и тем сильнее ее разогревают. Именно поэтому если замкнуть фазный провод с нулевым без нагрузки (с минимальным сопротивлением) — будет короткое замыкание. При больших токах короткое замыкание сопровождается громким хлопком и яркой вспышкой. Если не сработает автоматика, то провода разогреются до высокой температуры, начнет гореть изоляция и все что ее окружает.
Теперь рассмотрим фазный и нулевой контакт в розетке по отдельности. И естественно нас интересует, что произойдет, если человек прикоснется к ним. Начнем с фазы, прикосновение к которой не сулит ничем хорошим (вплоть до летального исхода). Почему же прикосновение к фазе опасно? Все просто — мы замыкаем цепь, и через тело начинает течь ток. Объясним это сначала на примере с однофазным генератором (важно не путать с трехфазной системой электроснабжения).
Итак, мы имеем однофазный генератор с двумя выводами. По сути здесь нет ни фазы ни нуля. Если работающий генератор изолировать от земли, то можно смело прикасаться к любому из его выводов (только не к двум одновременно). В этом случае цепь никаким образом не замыкается, и ток по ней не течет. Хотя, конечно существует емкостная связь с землей. Но она в данном случае настолько мала, что принимать ее во внимание не стоит. Покажем это:
Далее для наглядности смоделируем ситуацию в программе Multisim:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-1.png)
Как видно цепь у нас замкнулась через конденсатор, образованный вторым выводом генератора, воздухом и землей. Но емкость такого конденсатора очень мала. И в нашем примере ток протекающий в такой цепи имеет силу 6,9 микроампер (мкА или µA) или 0,0069 миллиампер (мА или mA). Для справки приведем таблицу воздействия на организм переменного и постоянного тока:
Сила электротока (мА) | Переменный ток | Постоянный ток |
0,6-1,5 | Начало ощущения — слабый зуд, пощипывание кожи. | Не ощущается. |
2-3 | Ощущение тока распространяется на запястье руки, слегка сводит руку. | Не ощущается. |
5-7 | Болевые ощущения, судороги в руках. | Легкое покалывание, зуд небольшое ощущение тепла. |
8-10 | Выраженные болевые ощущения, верхний порог возможности самостоятельно разжать руки. | Возрастают симптомы покалывания кожи и нагрева. |
20-25 | Паралич конечностей, невозможность отпустить источник тока, сильные боли в руках и груди, затруднение дыхания | Слабые судороги, сильный нагрев кожных покровов. |
50-80 | Нарушение сердечной деятельности, паралич дыхательного центра. | Затрудненное дыхание, сильные судорожные спазмы. |
90-100 | Остановка дыхания, вероятность фибрилляции предсердий. | Паралич органов дыхания, вероятность отброса пострадавшего, получения физической травмы. |
200-300 | При воздействии более 0,1 с остановка сердца, разрушение тканей. | Термическое разрушение тканей. |
Теперь рассмотрим следующую ситуацию:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-2.png)
В данном случае мы заземлили второй вывод генератора (сопротивление заземлителя 30 Ом). Ко второму выводу генератора прикоснулся человек. Примем условно, что человек контактируя с землей образовал заземлитель с сопротивлением растеканию тока 5000 Ом. Цепь замкнулась и с учетом последовательного соединения нагрузок от сопротивлений 30 и 5000 Ом сила тока 0,044 А или 44 мА (миллиампер). Данное значение тока согласно приведенной выше таблицы приведет к нарушению сердечной деятельности, параличу конечностей и дыхательного центра.
С фазой мы закончили. Теперь рассмотрим, что произойдет при прикосновении к так называемому нулю. На самом деле это не ноль, а заземленный вывод однофазного генератора. Ноль в электротехнике имеет иной смыл и функцию, но об этом чуть позже. А пока рассмотрим первую ситуацию:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-3.png)
Что мы видим на схеме? Во-первых цепь уже замкнута через нагрузку сопротивлением 30 Ом. Без нагрузки нет смысла рассматривать, так как просто повторим предыдущие примеры. Чтобы было понятно, представьте, что к генератору подключены две розетки. В одну розетку включен электрочайник, а к заземленному выводу второй розетки мы прикасаемся. В этом случае многие ошибочно могут предположить, что так как вывод заземлен и человек прикасающийся к этому проводу имеет контакт с землей, никакого тока через образовавшееся ответвление не потечет. Но это не так. Провод имеет определенное сопротивление. А раз он имеет сопротивление, то потенциал на всем его протяжении меняется. На схеме сопротивление участка между точкой заземления вывода генератора и точкой, в которой происходит контакт человека, условно 0,01 Ом. Соответственно мы имеем разность потенциалов, и через человека пройдет ток силой 0,015 мА. Это не большое значение, но важно об этом знать. И чем больше сопротивление участка между точкой заземления вывода генератора и точкой, в которой происходит контакт человека, тем большая разность потенциалов образуется, и соответственной увеличивается сила тока в ответвлении. На следующем примере мы увеличили сопротивление R4 в 10 раз, получив увеличение силы тока U2 в 10 раз:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-4.png)
Давайте еще раз рассмотрим данную ситуацию, но уже более детально с понятной иллюстрацией. Примем, что каждый провод, подключенный к выводам однофазного генератора имеет сопротивление 0,05 Ом и условно разделим его на пять частей. Получим 10 равных участков и суммарное сопротивление двух проводов 0,5 Ом. Пока заземлять один из выводов и включать в цепь дополнительную нагрузку не будем. Посмотрим как распределились потенциалы на наших 10 участках:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-5.png)
Чтобы увидеть потенциалы на участках цепи мы воспользовались осциллографом. Важно понимать, что напряжение у нас переменное. Соответственно и потенциалы изменяются со временем и отрисовывают синусоиды. Поэтому берем только конкретные амплитудные (максимальные на пике графика) значения. Теперь рассмотрим показания осциллографа:
- Амплитудные значения потенциалов на выводах генератора +155 В и -155 В. Чтобы было сразу понятно — разность потенциалов между выводами генератора получается +155-(-155) = +310 В. Это амплитудное значение напряжения. Чтобы получить привычное многим действующее значение 220 В, нужно амплитудное значение поделить на корень из двух.
- Цепь мы разделили на 10 равных частей с сопротивлением 0,05 Ом. Суммарная нагрузка создается сопротивлением 0,5 Ом. Нетрудно посчитать силу тока в цепи I = U/R = 220/0,5 = 440 А (значение большое, но это всего лишь пример). Зная силу тока в цепи по правилу последовательного соединения находим напряжение между выводами каждого резистора UR = R1×I = 0,05×440 = 22 В (важно — это действующее значение). Зная падение напряжения на резисторах, нетрудно определить потенциалы на участках цепи. Найдем X — амплитудное значение потенциала в точке между резистором R9 и R10. Известно, что амплитудное значение потенциала на выводе генератора +155 В. Амплитудное напряжение на каждом резисторе +31 В (действующее значение 22 В умножили на корень из двух). Напряжение — это разность потенциалов. Соответственно +31 = +155-X. Отсюда искомый потенциал X = +155-(+31) = +124 В. Проверяем по осциллографу (канал C) — значения совпадают. Аналогично мы можем просчитать или посмотреть через осциллограф потенциалы в каждой точке цепи.
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-10.png)
Какой можно сделать промежуточный вывод из приведенной выше иллюстрации? В однофазном генераторе нет как таковых фазы и нуля. Два вывода генератора выполняют одинаковые функции и являются частью одной фазы. В любой момент времени потенциалы на выводах равны по модулю, но имеют разный знак.
Теперь рассмотрим эту же схему, но с одним заземленным выводом:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-6.png)
По сути ничего кардинально не изменилось. Ток в цепи как протекал от одного вывода генератора к другому меняя направление 100 раз в секунду (частота 50 Гц), так и продолжил протекать. Изменился только потенциал в точке соединения с землей в моменте с -155 В до 0 В. А это в свою очередь привело к перераспределению потенциалов во всей цепи:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-11.png)
Важно отметить — мы получили точку с нулевым потенциалом и при этом ток в полном объеме протекает от одного вывода генератора к другому. К этому моменту мы вернемся, когда будем рассматривать трехфазную систему. И там нам станет понятно, почему заземлив один из выводов генератора, мы не получаем ноль.
Продолжим рассматривать пример. Включим в цепь электрочайник (R3 = 30 Ом):
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-8.png)
Увеличив нагрузку мы снизили силу тока в цепи. Соответственно снизились и напряжения на участках цепи, изменились потенциалы в выбранных нами точках. Покажем это перераспределение потенциалов:
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-12.png)
Потенциалы в точках мы перераспределили с учетом амплитудной силы тока в цепи 10 А (310 В/30,5 Ом ≈ 10 А). Это значение для удобства округлили. В связи с этим более точные значения из осциллографа могут немного отличаться (но это не принципиально).
Теперь представим, что человек прикасается к так называемому нулевому проводу (заземленному выводу генератора) в некоторой точке. На схеме эта точка расположена между резисторами R6 и R7. В этой точке амплитудный потенциал +1,5 В. Через человека, землю и заземленный вывод генератора замыкается параллельная цепь. В точке заземления вывода генератора потенциал 0 В. Получаем амплитудную разность потенциалов 1,5 В.
Важно помнить — когда мы работаем с осциллографом, то все значения показываются мгновенные или амплитудные. Если нам нужно перевести в привычные нам действующие значения, то амплитудные делим на корень из двух.
![ноль в электротехнике ноль в электротехнике - однофазный генератор](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-rozetke-chto-ehto-na-samom-dele-9.png)
Просчитаем амплитудную силу тока в параллельной цепи: 1,5 В/5030 Ом = 0,00029821 А или 0,29821 мА. Поделим полученное значение на корень из двух и получим действующую силу тока 0,21086 мА. Как видно вольтметр в программе показывает почти такое же значение. Это не большая сила тока. Но она есть, и есть именно благодаря тому, что данный вывод, к которому мы прикоснулись, заземлен. Не нужно ошибочно полагать, что если мы заземляем один из выводов однофазного генератора, то он превращается в ноль, а ноль в розетке якобы не бьет током. В домашней розетке у нас совсем другой ноль, который в определенных случаях тоже может неплохо шандарахнуть.
Подведем итог:
- У однофазного генератора нет ни нуля ни фазы.
- У однофазного генератора есть два равнозначных вывода, являющихся частью одной фазы.
- Заземляя любой из выводов генератора мы получаем только нулевой потенциал в точке. При этом сам вывод не превращается в нулевой. Почему это важно? Я не против называть заземленный вывод однофазного генератора нулем. Ведь я понимаю как работает такая цепь. Но некоторых такое название может ввести в заблуждение. Примером такого заблуждения является ситуация, когда требуется запитать фазозависимый газовый котел к однофазному генератору. Об этом я напишу в отдельной публикации.
- Пока же вернемся к теме публикации и разберемся, что такое на самом деле ноль в электротехнике.
Ноль в трехфазной системе электроснабжения
Возвращаемся к розетке, но только сейчас уже будем рассматривать не однофазный генератор, а полноценную трехфазную систему электроснабжения. Подробно на ней останавливаться не будем — в предыдущих публикациях трехфазная система подробно расписана. С ней можно также ознакомится, просмотрев следующие ролики:
Сейчас же перейдем к самой сути. В трехфазной системе источником электроэнергии выступает трехфазный генератор. Всю цепочку транспортировки от электростанции до конечного потребителя мы рассматривать не будем. Остановимся на участке последний распределительный трансформатор — потребители. Трансформатор в схемах можно заместить трехфазным генератором 220 В.
Разберемся с трехфазным генератором 220 В. По сути это три однофазных генератора, у которых один из выводов соединен в общей точке, а фазные обмотки смещены друг относительно друга на 120°. Для простоты восприятия начнем с одного однофазного генератора, который мы уже ранее рассматривали.
Первое, что нужно отметить — потенциалы на выводах генератора изменяются во времени, равны по модулю, но имеют противоположный знак. Покажем это наглядно:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme.png)
Давайте проанализируем потенциалы на одном из выводов генератора. Будем рассматривать красный график-синусоиду. Что мы видим:
- Потенциалы со временем изменяются.
- В начале потенциал на выводе 0 В.
- Далее он начинает плавно нарастать с максимальным амплитудным значением на вершине графика. В нашем случае амплитудный потенциал +155 В.
- Пройдя вершину графика потенциал начинает уменьшаться вплоть до нуля. Электроны начинают движение в противоположную сторону.
- После нуля снижение потенциала продолжается и доходит до амплитудного значения -155 В.
- Далее электроны опять меняют направление и потенциал начинает увеличиваться, доходит до нуля и заканчивает период. Так как частота 50 Гц, то таких периодов в секунду 50.
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-1.png)
На втором выводе генератора график изменения потенциалов такой же, только зеркально отражен.
Приведем упрощенную модель генератора и объясним, почему происходит изменение потенциалов на выводах:
Генератор, в котором магнитное поле вращается относительно витка и индуцирует ток: | |
![]() |
|
1) | корпус генератора |
2) | виток, в котором индуцируется ток |
3) | электромагнит |
4) | скользящие контакты |
+) | плюсовая клемма электромагнита |
-) | минусовая клемма электромагнита |
a) | вывод генератора (начало фазной обмотки) |
x) | вывод генератора (конец фазной обмотки) |
Если сравнить с нашим моделированием в программе мультисим, то приведенная на схеме модель генератора соответствует моменту, когда потенциалы на выводах +155 и -155 В. То есть полюса магнита находятся непосредственно под витками. Вращая магнит, мы удаляем полюса от витков, электроны в витках изменяют направление и скорость движения. Тем самым происходит постоянное изменение потенциалов на выводах генератора и формируется синусоида.
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-1.gif)
Более подробно с принципом работы генератора можно ознакомиться в следующем ролике:
Трехфазный генератор — это три однофазных генератора со смещенными друг относительно друга фазными обмотками на 120°. Что это значит? Мы рассмотрели однофазный генератор. Давайте возьмем еще один однофазный генератор, но расположим его обмотку под углом 120° относительно обмотки первого генератора:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-2.png)
На рисунке a и x — выводы одного генератора, b и c — выводы второго генератора. Потенциал на выводе а +155 В (это мы уже отмечали выше). Каков же потенциал в этот момент времени на выводе b второго генератора? Его можно просчитать, но давайте не будем этим заниматься, так как в нашем распоряжении имеется программа. Отметим лишь важное — для того, чтобы потенциал на выводе b был максимальным +155 В, магнит должен провернуться на 120°. А это займет некоторое время. Соответственно, чтобы получить синусоиду потенциалов вывода b, достаточно взять синусоиду потенциалов вывода а и сместить ее на время, которое затратит магнит при вращении на 120°. Покажем это в программе мультисим:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-3.png)
Красная синусоида показывает изменение потенциала на выводе первого генератора, а зеленая — второго. Как видно, графики идентичные, просто смещены друг относительно на 120° (2π/3). С помощью программы мы видим, что в выбранный нами момент времени потенциал на выводе первого генератора +155,5 В, на выводе второго -75,6 В.
Добавим в схему третий генератор со смещением обмотки 240° или -120°:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-4.png)
Получаем потенциал на выводе третьего генератора в выбранный нами момент времени -79,9 В. В этот же момент времени потенциалы на других выводах такие же, только с противоположным знаком: -155,5 В, +75,6 В и +79,9 В. Соединим выводы с этими потенциалами по схеме звезда:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-5.png)
Мы получили точку с нулевым потенциалом. В самом деле путем сложения потенциалов получаем -155,5 В+(+75,6 В)+(+79,9 В) = 0 В. А с учетом нуля в общей точке соединения изменяются потенциалы на оставшихся выводах (получаем +311 В, -151,2 В и -159,8 В). Причем в любой момент времени, если сложить потенциалы на выводах генераторов со смешенными друг относительно друга фазными обмотками на 120°, всегда получим 0 В. Таким образом мы показали, как образуется ноль в электротехнике.
Чтобы было немного понятнее, представьте, что точка соединения фазных обмоток звездой — это нейтраль трансформатора, и она уже имеет нулевой потенциал. Многие ошибочно считают, что нулевой потенциал в общей точке образуется за счет ее заземления. Но это не так, и заземление выполняет совсем иную функцию.
Нулевую точку мы нашли, а теперь разберемся с нулевым проводом в трехфазной системе электроснабжения. Для этого опять применим программу мультисим, и отрисуем в ней простую схему:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-6.png)
Что мы видим на схеме:
- Нейтраль трансформатора — нулевую точку соединения выводов генератора по схеме звезда.
- К оставшимся выводам подсоединены желтый, зеленый и красный провод — это соответственно три фазы.
- К трем фазам подключены резисторы по 30 Ом каждый. Упростим трехфазную систему электроснабжения и представим, что резисторы это три дома по улице в которых включены по чайнику. То есть резистор — это чайник.
- Чтобы подключить чайник нужна фаза и ноль. Фазы есть, но нулевой провод от трансформатора не вывели. Поэтому представим, что чайники соединены с фазой и нулем. Сам нулевой провод проложен по опорам на улице, но к трансформатору не подключен.
- Как вы могли заметить, чайники в домах прекрасно работают и без нуля от трансформатора. А все это благодаря симметричной нагрузке по фазам (30 Ом = 30 Ом = 30 Ом). Ранее мы уже выделяли потенциалы на фазных выводах +311 В, -151,2 В и -159,8 В в некоторый момент времени. Пусть потенциал на первой фазе +311 В, на выводе второй фазы -151,2, на выводе третьей фазы -159,8. Потенциалы второй и третьей фазы в сумме дают -311 В. Соответственно в выбранный момент времени электроны начинают движение от первой фазы и в полном объеме беспрепятственно возвращаются через вторую и третью фазу. По сути мы подучаем аналогию однофазного генератора, где в роли одного из выводов поочередно выступают любые две фазы. И в данном случае будет глупо утверждать, что заземлив один из выводов, мы получим ноль.
- Так как электроны за счет симметричной нагрузки беспрепятственно циркулируют в трехфазной цепи, то потенциалы в нулевых точках равны 0 В. Здесь следует отметить, что помимо нейтрали трансформатора есть еще один ноль — общая точка соединения фазных нагрузок. Соединяя две нулевые точки мы получаем нулевой или нейтральный провод.
Добавим в схему нулевой провод:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-7.png)
Как видно по нему не проходит ток, и при симметричной нагрузке от него можно вовсе отказаться. Но добиться идеально симметричной нагрузки при электроснабжении частных домов, квартир и иных потребителей невозможно. Покажем, что происходит при несимметричной нагрузке и отсутствии нулевого провода:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-8.png)
Увеличив нагрузку (уменьшив сопротивление с 30 до 20 Ом) на второй фазе мы получили разброс в напряжениях на нагрузках. В домах, запитанных от первой и третьей фазы напряжение 237 В. А на второй фазе напряжение 188 В. По сути мы рассмотрели аварийную ситуацию отгорания нуля. Но почему же без нулевого провода и несимметричной нагрузке происходит такое? Все просто. Уменьшив сопротивление на второй фазе мы создали небольшой барьер для беспрепятственного перемещения электронов в цепи. Теперь в моменте электроны вылетевшие через сопротивление 30 Ом первой фазы не успевают полностью вернуться через сопротивления 20 и 30 Ом второй и третьей фазы. Некоторое количество остается в нулевых точках, изменяет их потенциалы. Отличные от нуля потенциалы нулевых точек трехфазной цепи в свою очередь изменяют напряжения на нагрузках.
Поэтому самая важная роль нулевого провода в электротехнике — устранение перекоса системы при несимметричной нагрузке. Сейчас мы добавим нулевой провод, и вы наглядно увидите, как выровняются напряжения на фазных нагрузках:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-9.png)
После добавления нулевого провода появился дополнительный путь для прохождения электронов. Электроны перестали накапливаться в нулевых точках и напряжения фазных нагрузок выровнялись.
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-10.png)
По нулевому проводу пошла часть тока. При этом основные токи продолжили циркулировать между фазами. Это важно отметить, так как многие ошибочно считают что весь ток по нулю возвращается в трансформатор.
Вспомним важное из предыдущего пункта про однофазный генератор: «Заземлив один из выводов мы получили точку с нулевым потенциалом и при этом ток в полном объеме протекает от одного вывода генератора к другому».
Надеюсь теперь понятно, почему у однофазного генератора не может быть нуля даже при заземлении одного из выводов. У него два равнозначных вывода, по которым ток циркулирует беспрепятственно в полном объеме. Ноль в электрике (нулевые точки генератора и потребителя) — это точки соединения фазных обмоток генератора и потребителя по схеме звезда. А по самому нулевому проводу, соединяющему эти точки, вообще может не протекать ток, а если и протекает, то только некоторая часть (в зависимости от размера несимметрии потребления).
Заземлим нулевую точку трансформатора:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-11.png)
Как видно, ничего кардинально не изменилось. Заземление никак не влияет на ноль в электротехнике. Оно нужно лишь для безопасности при использовании системы.
Учитывая, что из-за несимметричного потребления по нулевому проводу как правило всегда протекает некоторый ток, то по аналогии с однофазным генератором посмотрим, что произойдет при прикосновении к нему в разных точках. Для начала разделим его на пять равных участка с сопротивлением 0,05 Ом:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-12.png)
Амплитудный потенциал заземленной нейтрали 0 В. Амплитудный потенциал в предполагаемой точке прикосновения 755 мВ. Разность потенциалов хоть небольшая, но есть. Значит через человек пройдет ток. Рассчитывать и переводить из амплитудного значения в действующее не будем. Просто посмотрим, что покажет программа:
![ноль в электротехнике ноль в трехфазной системе электроснабжения](https://poweredhouse.ru/wp-content/img/ehlektro/nol-v-ehlektrotekhnike/nol-v-trekhfaznoj-sisteme-13.png)
А показывает она силу тока 0,1 мА. Для сравнения, в примере с однофазным генератором мы получали значение 0,2 мА. То, что значения отличаются — это не принципиально. Принцип действия один и тот же. Только важно понимать, что в случае с однофазным генератором мы прикасались к проводу, идущему от заземленного вывода, а в случае с трехфазным генератором — к нулевому проводу идущему от заземленной нейтрали.
Подведем итог. Рассматривать ноль в электротехнике нужно в основном на примере трехфазной системы электроснабжения. Ноль образуется путем соединения фазных обмоток в общей точке. Провод соединяющий нулевые точки называется нулевым или нейтральным. Несмотря на кажущуюся безопасность, ни в коем случае не прикасайтесь к нулевому проводу без должной подготовки.