As tomadas de energia estão fora de fase uma em relação à outra?

Classificar de. Depende do seu quadro de referência.

Se você estiver olhando para o condutor não aterrado de cada receptáculo, você terminará com um circuito de 240 volts. Já que é um circuito único, não pode estar fora de fase com ele mesmo. Se você conectasse um osciloscópio ao condutor não aterrado de cada receptáculo, teria uma única onda senoidal de 240 volts.

Se você está olhando para os dois circuitos separados (por exemplo, o condutor não aterrado (quente) e aterrado (neutro) de cada receptáculo), então você vai acabar com dois circuitos de 120 volts de fase de 180 ° deslocados um do outro. Se você conectasse o osciloscópio ao condutor não aterrado (quente) e aos condutores aterrados (neutros) de cada receptáculo (4 condutores em vez de 2), você veria duas ondas senoidais de 120 volts de fase de 180 ° deslocadas uma da outra.

As duas ondas senoidais devem se parecer com algo assim.

Como as ondas são deslocadas em fase de 180 °, o potencial elétrico entre as pernas (no pico) será de 240 volts. Enquanto o potencial entre linha e "neutro", será de 120 volts.

Se as ondas não estivessem mudando de fase, elas teriam o mesmo potencial (ou teriam 0 volts entre elas).

Portanto, embora este não seja um sistema multifásico, também não é um sistema monofásico simples. Tecnicamente, é conhecido como " Sistema de fase única split ".

Tudo isso; é claro, presume-se que os condutores não aterrados (quentes) sejam de diferentes pernas do serviço.

Esta é principalmente uma questão semântica.

Do ponto de vista de um eletricista , o suprimento doméstico dos EUA é de apenas 240V, podendo ser dividido em duas pernas aquecidas centrais.

De um ponto de vista matemático ou E & M , as diferentes pernas têm voltagens que estão 180º fora de fase e, portanto, acho que seria seguro ligar as duas fases, uma vez separadas.

(Deixado para o leitor como um exercício: se você pegar um tijolo e cortar ao meio, você tem um tijolo ou dois tijolos?)

Em uma típica residencial norte-americana de 120VCA, a resposta é NÃO

O motivo é que a sua casa recebe apenas uma fase e, portanto, essa fase não pode ficar fora de fase com ela mesma. Alterar o quadro de referência (medindo a tensão do N em vez de cruzar L1 e L2) de repente não os torna fora de fase.

Se a sua verdadeira questão for: "A voltagem medida de N a L1 será sempre deslocada 180 graus em comparação com a voltagem medida de N a L2?" então a resposta para isso é "sim"

... no entanto, esse fato por si só não é suficiente para que seja considerado uma fase separada do poder.

Se você realmente tivesse duas fases, então a diferença de voltagem entre elas variaria e ocasionalmente seria 0.

Sim. Tecnicamente, eles estão 180 graus fora de fase se o transformador estiver em fase de divisão de 120/240. O neutro é tocado no centro da bobina e cada lado do neutro é enrolado 180 fora de fase do outro. Um transformador 120 / 208Y teria cada fase 120 graus fora de fase.

Editar : Aqui está um diagrama recente que fiz para ajudar a ilustrar o conceito.

Usando somas vetoriais

Se assumirmos que V1 + V2 = VT

Onde

V1 é da derivação central do transformador para uma fase (L1)

V2 é da derivação central do transformador para a outra fase (L2)

e L1 = 120 V em um ângulo de zero graus

e L2 = 120 V em um ângulo de 180 graus

e VT = a soma de tensão de V1 e V2 (ou seja, tensão em ambas as fases)

Usando a lei de tensão de Kirchoff (ou seja, contornando o circuito)

VT = V1 + V2 '= V1 + (-V2)

VT = (120, ângulo zero graus) - (120, ângulo -180 graus)

VT = (120, ângulo zero graus) + (120, ângulo zero graus)

VT = 240, ângulo zero graus

A matemática acima confirma que os L1 e L2 estão 180 graus fora de fase

As tensões entre cada perna estarão 180 graus fora de fase ... lembre-se de que a tensão é uma DIFERENÇA, portanto, se a tensão entre a perna 1 e o neutro (V1) for positiva, a outra será negativa (-V2) por 180) em relação a V1. (Os números V1 e V2 são ambos números positivos). Lembre-se de que a tensão é uma DIFERENÇA entre dois pontos. Então nós temos V1- (-V2) que é 240 volts se V1 e V2 são 120 volts. Um Minus vezes menos um número é um número positivo, então V1 - (- V2) = V1 + V2.

Richard MS física, BSEE