3 핀 플러그는 어떻게 작동합니까?

북미에서 3 개의 핀이있는 기기 플러그는 기기가 접지되도록 설계되었음을 나타냅니다. 접지는 간단히 말해서 3 핀 플러그 연결의 기능이지만 실제로는 무엇을 의미합니까?

주거용 회로에 내장 된 안전 기능이라고 들었을 것입니다. 그러나 접지가 안전을 위해 매우 중요하다면 왜 일부 새로운 가전 제품에는 3 핀 플러그 대신 2 핀 플러그가 함께 제공됩니까? 스포일러 경고: 핀의 크기가 다르기 때문에이 질문에 대한 답을 찾을 수 있습니다.

리셉터클은 1903 년 Harvey Hubble에 의해 최초의 분리형 콘센트가 도입 된 이후 상당히 변경되었습니다. 그 전에는 전기 회로에서 램프 나 가전 제품을 일시적으로 연결하고 분리하는 실용적인 방법이 없었습니다. 허블의 콘센트는 점차적으로 NEMA 5-15 콘센트로 변형되었으며, 이는 오늘날 120 볼트 회로에 사용되는 표준 3 핀 플러그 및 콘센트 조합입니다.

콘센트, 스위치, 램프베이스 및 기타 일반 장치는 AC 회로 용으로 설계되었습니다. 북미와 세계의 다른 모든 지역에서 상업적 힘은 귀납법에서 비롯됩니다. 발전기. AC 전원은 DC 전원과 다른 특성을 가지고 있으며 전구가 완성 된 이후로 지배적이었습니다.

전구의 개발은 1806 년에 시작되어 1879 년 Thomas Edison과 그의 동료들에 의해 어느 정도 완성 될 때까지 19 세기까지 계속되었습니다.

백열전 구에 대한 수요는 전기를 생산할 수있는 사람의 능력을 즉시 능가했으며, 발전소에 대한 필요성이 분명해졌습니다. 그리하여 직류 (DC) 발전소와 교류 (AC) 발전소의 지지자들 사이에 줄다리기가 시작되었습니다. 이는 해류의 전쟁으로 알려진 작은 역사입니다.

에디슨과 그의 후원자들은 분명히 DC 발전 측에 있었고 반대편에는 에디슨의 직원이었던 세르비아 엔지니어 니콜라 테슬라가있었습니다. 테슬라의 캠프가 이날 승리했고, 최초의 AC 발전기 중 하나가 1892 년 나이아가라 폭포에서 온라인으로 가동되었습니다. AC 전력은 생산 비용이 저렴하고 DC 전력보다 운송 비용이 더 저렴하다는 것이 입증되었습니다.

AC 전원의 생성은 본질적으로 자기장에서 회전하는 코일로 구성된 유도 발전기에 의존합니다. 도체를 통해 흐르는 전류는 회전 할 때마다 역전됩니다.

이것은 코일 단자와 그 사이의 모든 전구 사이에 흐르는 전기가 한 단자에서 직접 흐르지 않음을 의미합니다. 다른 하나는 DC 전류와 같지만 대신 지속적으로 반전되어 한 반주기 동안 한 단자로 흐르고 다른 절반 동안 다른 단자로 흐릅니다. 주기.

양극 및 음극 단자 대신 AC 회로에는 고온 및 중성 단자가 있습니다. AC 회로의 모든 전기 장치의 경우 핫 단자는 발전기에 연결된 단자이고 중립 단자는 발전기로 전력을 되 돌리는 단자입니다.

회로를 차단하면 핫 터미널은 활성 상태로 유지되지만 중립 터미널은 작동하지 않습니다. 뜨거운 단자를 만지면 충격을 받지만 중립 단자를 만져도 아무 느낌이 없습니다.

발전소가 가동됨에 따라 북미 전역의 가정에 전기가 공급되고 전력 세탁기, 진공 청소기 및 전기 냉장고를 빠르게 사용할 수있게되었습니다. 그러나 충격은 흔했습니다. 전선, 스위치 및 콘센트는 전기적으로 절연되었지만 절연체가 자주 부서 지거나 깨지거나 닳아서 노출 된 열선이 사람들이 만지는 장치의 일부와 접촉하게했습니다. 마모 된 단열재와 느슨한 연결로 인해 화재가 자주 발생했습니다.

사람이 활선 열선이나 열선과 접촉하는 스위치를 만졌다 고 가정 해보십시오. 그 사람이 어떻게 든 공중에 떠 있거나 전기 절연 신발을 신고 있으면 아무 일도 일어나지 않을 것입니다. 하지만 사람이 맨발로 땅에 서 있다면, 전기는 사람의 몸을 통해 지구로 흐르게 될 것입니다.

사람의 심장을 멈출 때 전류 (100mA)의 1/10 만 필요하므로 만남은 매우 치명적일 수 있습니다.

이제 전기가 이미 도선을 통해 해당 경로를 사용할 수 있는지 고려하십시오. 와이어는 인체보다 접지에 대한 임피던스가 낮은 경로를 제공합니다. (임피던스 AC 회로에 무엇입니까 저항 DC 회로).

전기는 항상 저항이 가장 적은 경로 (임피던스)를 선택하므로 열선을 만지는 사람은 충격을받지 않을 것입니다. 이것이 접지의 기본 아이디어입니다.

접지는 전기 장비에도 좋습니다. 절연 마모, 느슨한 연결 또는 장치 파손으로 인해 단락이 발생하면 접지 와이어는 전기에 대한 대체 경로를 제공하므로 회로가 타지 않고 불. 다시 말하지만 접지 경로의 임피던스가 회로를 통한 임피던스보다 작기 때문에 작동합니다.

회로의 접지 경로는 연결할 방법이 없다면 그다지 좋지 않으며 이것이 3 핀 플러그의 세 번째 핀이 사용하는 것입니다. 플러그는 전원 코드에 연결되어 진공, 블렌더, 파워 톱 또는 작업 램프 등 사용중인 전기 장치에 차례로 연결됩니다. 장치의 회로는 모든 것이 접지 단자에 연결되도록 배선되어 있습니다.

접지 단자는 플러그의 접지 핀을 통해 건물 회로의 접지선에 연결됩니다. 어플라이언스에 3 핀 플러그가있는 경우 세 번째 핀을 자르거나 3 핀 대 2 핀 어댑터를 사용하여 우회해서는 안됩니다. 이렇게하면 사용중인 장치가 접지되지 않고 위험 할 수 있습니다.

3 핀 플러그 와이어 색상은 전 세계적으로 동일하지는 않지만 캐나다, 미국 및 멕시코를 포함한 북미 전역에서 표준화되어 있습니다. NEC (National Electrical Code)는 중성선의 색상으로 흰색을 지정하지만 열선 또는 접지선의 색상에 대한 요구 사항은 설정하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 핫 와이어에는 빨간색 또는 검은 색을 사용하고 접지 와이어에는 녹색을 사용하는 규칙이 엄격하게 적용됩니다. 접지선도 일반적으로 노출되어 있습니다.

NEC는 1947 년 세탁실에 접지 회로를 요구하기 시작했으며 1956 년에는 대부분의 다른 위치로 요구 사항을 확장했습니다. 이러한 변화로 인해 2 핀 플러그와 콘센트는 쓸모 없게되었습니다. 2 핀 콘센트를 설치할 수 있었던 유일한 때는 기존 콘센트를 교체 할 때였습니다. 모든 새 콘센트는 3 핀 콘센트 여야했습니다.

그러나 오늘날에는 단자가 두 개인 새 어플라이언스에 슬롯이 두 개 뿐이고 전원 코드 만있는 새 콘센트를 보는 것이 일반적입니다. 그러나 이것들을 자세히 살펴보면 구식의 1947 년 이전의 2 핀 플러그 및 콘센트와 구별되는 차이점을 발견 할 수 있습니다. 프롱 중 하나가 다른 프롱보다 크므로 플러그가 한 방향으로 만 소켓에 들어갈 수 있습니다. 이 플러그와 콘센트는 편광. 소켓의 플러그 방향을 바꿀 수 없기 때문에 극성을 바꿀 수 없습니다.

분극 램프 또는 기기에서 핫 와이어는 스위치의 한 단자에 연결되고 내부 회로는 다른 단자에 연결되어 차례로 중성선에 연결됩니다. 스위치는 나머지 회로와 절연되어 있으므로 열려있을 때 열선과 접촉 할 수 없습니다.

플러그에 크기가 다른 프 롱이 없으면 거꾸로 꽂아 극성을 바꿀 수 있습니다. 열선이 회로와 접촉하여 장치가 잠재적으로 사용자에게 충격을 줄 수 있습니다. 플러그 또는 극성을 반전시킬 수 없기 때문에 접지는 중요한 안전 기능이 아니며 플러그에 접지 핀이 필요하지 않습니다.

지금까지 논의중인 3 구 플러그는 120 볼트 회로 용으로 설계되었으며 최대 15A의 전류를 처리 할 수 ​​있습니다. NEMA는 NEMA 5-15 플러그 및 콘센트이며 NEMA는 미국 전기 제조업체 협회입니다. 이 콘센트에는 3 개의 핀을위한 슬롯이 있지만 핫 및 중립 핀 슬롯은 크기가 다르기 때문에 극성 플러그와 함께 사용할 수 있습니다.

NEMA 1-15는이 플러그의 2 핀 극성 버전입니다. 북미 이외 지역의 3 핀 플러그는 반드시 NEMA 표준을 준수하는 것은 아니며 일반적으로 핀 구성이 다릅니다.

NEMA 5-15 접지 플러그의 흥미로운 특징은 접지 핀이 다른 두 개보다 약 1/8 인치 더 길다는 것입니다. 이것의 논리는 무언가를 꽂을 때 접지 핀이 먼저 접촉하므로 항상 접지 보호 기능이 있다는 것입니다. 많은 사람들이 접지 핀이 다른 두 개 아래에있는 NEMA 5-15 콘센트를 설치하지만 이는 거꾸로되어 있습니다. 위에서 떨어지는 물체가 전도 핀에 닿지 않도록 접지 핀이 맨 위에 있어야합니다.

120V 및 240V 애플리케이션을 처리하기위한 전체 NEMA 플러그 구성 카탈로그가 있습니다. 일부 120 볼트 회로에는 2 개의 핀이 있고 일부에는 3 개의 핀이 있습니다. 240 볼트 회로 용 플러그 및 리셉터클에는 일반적으로 4 개의 핀이 있습니다. 이러한 회로에는 두 개의 핫 와이어, 중성선 및 접지가 있기 때문입니다.

그건 그렇고, 120 볼트 플러그와 125 볼트, 115 볼트 또는 110 볼트라고 표시된 기기와 250 볼트, 230 볼트, 220 볼트라고 표시된 240 볼트 플러그를 볼 수 있습니다. 이것들은 모두 본질적으로 같은 것을 의미합니다. 북미의 라인 전압은 명목상 240V이며 주거용 패널에서 두 개의 120V 다리로 나뉩니다. 다양한 대체 전압은 전송 라인의 변동과 회로 부하 및 패널과의 거리로 인한 전압 강하 때문입니다.

북아메리카의 많은 주택은 NEC가 회로 접지를 요구하기 전에 지어졌으며 접지되지 않은 회로 및 구식 2 핀 아울렛은 "할아버지"입니다. 대부분의 최신 장치에는 3 핀 플러그 또는 극성이 있기 때문에 실제로 불편합니다. 하나. 2 핀 플러그를 3 핀 소켓에 꽂는 것이 안전하지만 그 반대는 사실이 아니며 접지 보호없이 장치를 남겨 둡니다.

가장 쉬운 해결 방법은 접지 된 콘센트가 필요한 집 영역에 접지 오류 회로 차단기 (GFCI) 콘센트를 설치하는 것입니다. GFCI에는 콘센트에서 전류의 비정상적인 변화가 감지 될 때마다 작동하는 내부 차단기가 있습니다. GFCI는 감전사를 방지 할 수 있지만 민감한 장비를 전류 서지로부터 보호하지 않으며 접지를 완전히 대체 할 수 없습니다.

GFCI의 핀은 표준 NEMA 5-15 구성에 있으며, 이는 각각 다른 크기의 두 개의 수직 슬롯과 반원형 접지 슬롯을 의미합니다. 모든 GFCI는 회로에서 연결된 장치를 보호하기 때문에 일반적으로 회로 당 하나 이상의 GFCI가 필요하지 않습니다. 따라서 회로의 첫 번째 콘센트를 GFCI로 변경하여 전체 회로를 보호 할 수 있습니다.