一、插座孔的作用
我们先从插座上的孔的作用说起。在美国,当你看到一个普通的120伏插座时,有两个垂直的插槽,在它们下方中间有一个圆形的孔。左边的插槽比右边的略大。左边的插槽被称为“中性线(neutral)”,右边的插槽被称为“火线(hot)”,它们下方的孔被称为“地线(ground)”。插头的插脚插入插座的这些插槽中。
二、电路中的电流流动
如果你读过《电池工作原理》,你就会知道电必须在电路中流动。在电池中,电流从电池的一个电极流向另一个电极。在家庭插座中,电力从火线流向中性线。你插入插座的电器完成了从火线插槽到中性线插槽的电路,电流流经电器来驱动电机、加热线圈或者做其他事情。假设你把一个灯泡插入插座。电流将从火线插脚流出,通过灯丝,再回到中性线插脚,在这个过程中产生光。
三、直接连接火线和中性线插槽的情况
如果你将一根粗电线直接从插座的火线插槽连接到中性线插槽会怎样呢?与电器不同(电器会将电流限制在60瓦(对于灯泡而言)或者500瓦(对于烤面包机而言)),这根电线会让大量的电流通过。在配电箱中,插座的断路器会检测到这种巨大的电流涌动,然后切断电流。断路器防止墙内的电线或者插座本身过热而引发火灾。
四、地线插槽和中性线插槽
插座的地线插槽和中性线插槽是相同的。也就是说,如果你回到配电箱,你会发现所有插座的中性线和地线都通向同一个地方。它们都接地(有关接地的详细信息,请参阅《配电网工作原理》)。既然它们都通向同一个地方,为什么两者都需要呢?
五、三插脚插头的接地保护
如果你环顾你的房子,你会发现几乎每个有金属外壳的电器都有一个三插脚插座。这可能也包括一些东西,比如你的电脑,即使设备本身是塑料外壳,但内部有金属封装的电源。接地的目的是保护使用金属外壳电器的人免受触电危险。外壳直接连接到接地插脚。
假设在一个未接地的金属外壳内有一根电线松动了,松动的电线接触到金属外壳。如果松动的电线是火线,那么金属外壳现在就带电了,任何触摸它的人都可能遭受致命的电击。如果外壳接地,来自火线的电流会直接流向地线,这会使配电箱中的断路器跳闸。现在电器不能工作了,但也不会电死你。
六、去掉接地插脚或使用转换插头的情况
如果你剪掉接地插脚或者使用转换插头以便将三插脚电器插入两插脚插座会怎样呢?实际上没什么事——电器仍然会运行。然而,你已经禁用了一个重要的安全功能,如果有电线松动,这个功能是保护你免受触电危险的。
七、两插脚插头常见问题解答
1. 两插脚插座合法且符合规范吗?
根据美国国家电气规范(National Electrical Code),现有的两插脚插座插座合法地被允许保留,并且在不存在接地连接(第三个插脚插入的地方)的情况下,可以用另一个两插脚插座替换。
2. 我们为什么使用三插脚插头?
三插脚插头的设计是为了能安全地向电器供应电力。第三个插脚将电接地,以保护使用金属外壳电器的任何人免受触电危险。
3. 可以剪掉第三个插脚吗?
从技术上讲,如果你剪掉第三个插脚,不会发生什么事。然而,你已经禁用了一个重要的安全功能,如果有电线松动,这个功能是保护你免受触电危险的。
4. 插头转换器安全吗?
不,不是特别安全。虽然很多人使用接地插头转换器,但对你、你的家或者你插入的任何东西来说都不是真的安全。使用转换器会去除接地插脚的安全功能,使其容易受到潜在的损害。
5. 三插脚插头上连接哪些电线?
左边的插槽是“中性线”,相关的白色电线应该连接到银色螺丝上。右边的插槽是“火线”,相关的黑色电线应该连接到黄铜螺丝上。绿色的“接地”电线应该连接到绿色螺丝上。