En un suministro de CA, ¿por qué dos cables monofásicos de 110 V conectados a vivo y neutro producen 220 V?

He visto a personas conectar 110 V al extremo caliente y 110 V al extremo neutro del enchufe para dar 220 V a electrodomésticos como refrigeradores.

Mi entendimiento es que la corriente fluye, cada vez que hay una diferencia de voltaje entre los cables como un cable caliente de 110 V y un cable neutro de 0 V, lo que proporciona un suministro de 110 V a un dispositivo.

  1. Pero, ¿cómo es posible que dos cables de 110 V que se suministran al mismo voltaje puedan hacer funcionar un dispositivo?

  2. Además, ¿cómo 110V + 110V produce 220V matemáticamente?

Las señales están desfasadas. Cuando uno está a +110V el otro está a -110V, con 220V entre ellos.
La diferencia entre 110 [ V ] ⋅ 2 porque ⁡ ( ω t ) y 110 [ V ] ⋅ 2 porque ⁡ ( ω t + π ) (un cambio de fase de 180 grados) es muy distinto de cero.
Si hay 110 voltios en el cable, definitivamente no es neutral. Es caliente y frío, como se les llama, siendo neutral el punto medio entre ellos. O, de manera menos ambigua, L1 y L2, o X e Y, en oposición a N (también conocido como W). ... Realmente hay muchos nombres diferentes para ellos, ¿no?
"220V a electrodomésticos como refrigeradores" Es un refrigerador grande que necesita 240V. Todos los refrigeradores a los que he estado tan cerca están diseñados para 120V. En un esquema de cableado típico de América del Norte, los únicos electrodomésticos de 240 V son la estufa, la secadora y el horno (si es eléctrico). Y aunque un enchufe de 240 V de 3 clavijas parece un enchufe de 120 V de gran tamaño, tiene conexión a tierra y dos cables activos en fase opuesta (es decir, 240 V entre ellos).
Tenga en cuenta que diferentes partes del mundo tienen diferentes sistemas eléctricos. La suya parece ser una red doméstica bifásica. En otras partes del mundo puede tener red doméstica trifásica, donde su observación ya no es cierta.

Respuestas (2)

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. En un suministro de fase dividida, L1 y L2 están desfasados ​​180°.

  • L1 - N = 110 V.
  • L2 - N = 110 V.
  • L1 - L2 = 220 V.

Viste algo diferente de lo que creías ver.

Es posible que desee agregar algo que se me ocurra al leer el primer párrafo del OP. Hay circuitos derivados de cables múltiples que alimentan encimeras de cocina, por ejemplo, donde el cableado a los tomacorrientes se ve así . Estos están permitidos por NEC, aunque existen requisitos especiales en los disyuntores del panel de entrada (se requiere que tanto L1 como L2 se "interrumpan" simultáneamente en caso de sobrecorriente o un evento de ICFA dual o GFCI en cualquiera de las piernas). podría ser que el OP se esté refiriendo a uno de estos.
Adelante, @jonk, si desea editar o publicar una respuesta complementaria. No los tenemos este sitio del Atlántico.
Podría, si y solo si veo adiciones del OP. De lo contrario, es sobre todo una pérdida de tiempo, creo. El OP necesita aclarar algunas cosas en función de lo que ya se ha agregado aquí.

El voltaje siempre se mide en relación con un punto de referencia, generalmente el punto de referencia en un sistema de suministro de red es el cable "neutro" que atamos a la masa general de la tierra.

En relación con el punto de referencia, el voltaje en cualquier instante puede ser positivo o negativo, primero pensemos en un sistema de CC, imaginemos que tenemos un cable a +120V y otro a -120V. Ahora tenemos 240V entre el cable de +120V y el cable de -120V.

Bien, ¿qué pasa con el aire acondicionado? en CA, el voltaje cambia continuamente en un patrón sinusoidal (con suerte). Hay varias formas de caracterizar el voltaje de un sistema de CA, pero el más común es RMS, el voltaje RMS de un sistema de CA es el voltaje de CC equivalente que entregaría la misma potencia promedio a una carga de calentamiento resistivo.

Ahora, algunos podrían decir que los voltajes de CA no tienen polaridad y eso es cierto cuando observamos un solo cable vivo de forma aislada, pero cuando observamos más de uno de esos suministros, hay algo análogo a la polaridad, pero en lugar de ser voltajes de CA 1D (en un sistema de frecuencia única) son 2D, tienen una magnitud y un ángulo de fase.

Así como tenemos que definir un nivel cero para medir cualquier voltaje, para medir voltajes de CA de una sola frecuencia tenemos que definir un ángulo de fase cero. Por lo general, definiríamos uno de nuestros conductores de fase como 0 °, si el otro suministro es igual y opuesto, lo consideramos desfasado 180 °.

Esta es la situación que tiene con los típicos suministros monofásicos divididos que se usan en América del Norte. El secundario del transformador está configurado de manera que los dos puntos calientes sean iguales y opuestos.

Los suministros trifásicos en estrella, por otro lado, tienen tres conductores calientes que están desfasados ​​120 grados. Dado que las fases solo están parcialmente opuestas, el voltaje entre fases es solo √3 veces el voltaje de fase a neutro en lugar de duplicarlo.

En un suministro de CA, ¿por qué dos cables monofásicos de 110 V conectados a vivo y neutro producen 220 V?
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