NAIZMENIČNA STRUJA koristiti kao dopunu udžbenika

NAIZMENIČNA STRUJA koristiti kao dopunu udžbenika 1

Da bude jasno na samom početku : Tesla nije izmislio struju jer je ona bila poznata ljudima pre nogo što je Tesla ušao u svet nauke. Njegov doprinos je uvođenje polifaznog sistema struje (mi u našim kućama koristimo trofaznu). Postoji mnogo tekstova o Tesli. Preporučujem jedan od njih. Tu je i prezentacija Muzeja Nikola Tesla. Tomas Edison je bio poznata ličnost u Americi, ali je njegov elektroenergetski sistem zasnovan na jednosmernoj struji izgubio bitku protiv sistema naizmenične struje koju je osmislio jedan potpuni anonimus (došljak u Ameriku i napočetku fizički radnik) Nikola Tesla. Razlog je jednostavan: za napajanje jednosmernom strujom jednog kvarta u gradu bila je potrebna jedna (termo)elektrana zbog velikih padova napona u mreži. Sistemom naizmenične struje mogao bi da se napaja čitav grad od samo jedne elektrane koja je bila prilično udaljena od potrošača. Dakle, ovde vidimo već dve prednosti naizmenične struje. Iz iskustva znamo da adapter (punjač) za mobilni telefon vrši pretvaranje naizmenične struje u jednosmernu koja puni baterije. Kao što vidimo ovakvo pretvaranje nije skupo, a obrnuto proces jeste i za to se koriste invertori (prisutni su kod sistema za korišćenje energije Sunca). Polazeći od primera sa adapterom možemo izvesti još jedan važan zaključak : nije baš uvek naizmenična struja u prednosti kada se poredi sa jednosmernom! Na kraju uvodnog dela nije loše znati da jednosmerna struja protiče kroz celu zapreminu provodnika dok naizmenična isključivo po njegovoj površini (zbog toga se provodnici za transport naizmenične struje prave iznutra šuplji, što postiže uštedu u materijalu). Zapravo, frekvencija naizmanične struje određuje kolika je debljina sloja provodnika koji nosi struju. Ovakva pojava ponašanja naizmenične struje poznata je kao skin efekat. U kolima jednosmerne struje elektroni teku u jednom smeru, a u kolima naizmenične struje elektroni menjaju smer kretanja u skladu sa frekvencijom izvora EMS. 2

Kako se proizvodi naizmenična struja Bez obzira da li se električna energija dobija u hidroelektranama, termoelektranama, nuklearnim elktranama ili energijom talasa (vetra) postoje neke zajedničke karakteristike uređaja za proizvodnju i oni se nazivaju generatori. Pogledajmo kako se dobija monofazna naizmenična struja : Ukoliko se žičani ram oblika kao na slici okreće u homogenom magnetnom polju dobijamo struju u kolu. Najjednostavnije objašnjenje daje Faradejev zakon elektromagnetne indukcije. Na slici vidimo da su krajevi provodnika preko pokretnih prstenova (na slici slip-rings) spojeni sa nepokretnim četkicama (na slici brush) i preko takvog sistema struja putuje u kolo sa potrošačem. Pre nego što se upustimo u detalje, bilo bi dobro da prostudirate ovu animaciju. Zamislimo da proces ravnomerne rotacije rama posmatramo sa strane. Malo 3

uprošćena slika bi izgledala ovako : vsinθ v vcosθ N S Brzinu elektrona v u ramu koji rotira razložili smo na dve komponente jer komponenta vcosθ ne doprinosi stvaranju EMS (prisetimo se da Lorencova sila vrši razdvajanje naelektrisanja, a ona je za ovu komponentu brzine elektrona 0). Zbog toga jednačina za EMS biće : ε = BLvsinθ L je dužina jedne uzdužne stranice rama (plava na pretposlednjoj slici). Kada uzmemo u obzir da se EMS indukuje i u drugoj (crvenoj na pomenutoj slici), dobijamo : ε = 2BLvsinθ Ne znam da li ste zapazili da nisam pomenuo poprečni deo rama (crveno-plavi deo na pomenutoj slici). Ako primenite pravilo desne šake videćete da tu Lorencova sila ne može da obezbedi stvaranje EMS zbog pravca svoga delovanja. Ako uzmemo u obzir da se ugao θ sinhrono menja sa obrtanjem rama : θ = ωt gde je ω kružna frekvencija obrtanja rama. Pošto je (linijska) brzina v rama izražena preko kružne frekvencije (ugaone brzine) : v = rω gde je r rastojanje od ose rotacije do napadne tačke vektora v, jednačina za EMS sada dobija oblik : ε = 2BLrωsinωt = BSωsinωt S je površina rama. Konačan oblik jednačine za EMS generatora je : ε = ε 0 sinωt Ako bismo imali 3 rama simetrično raspoređena pod uglovima od 120 0, imali bi trofaznu naizmeničnu struju. Svaki generator ima rotor i stator i jasno je šta su u okviru ovog primera jedan i drugi. Gledajući animaciju mogli ste zapaziti da struja u toku jednog punog obrta rama 2 puta promeni smer. Frekvencija struje u Evropi je 50 Hz (u Americi 60 HZ) što znači da struja promeni smer 100 puta u toku jedne sekunde (odnosno 120). Kada se provodnik sa strujom nalazi u magnetnom polju na njega deluje Amperova sila. To važi i za naš žičani ram! Amperova sila stvara moment sile koji usporava kretanje rama. To znači da treba delovati nekom spoljašnjom silom da bi se ram obrtao stalnom ugaonom brzinom. U hidroelektranama takva spoljašnja sila potiče od vode koja pada na lopatice turbine. U termoelektranama to čini zagrejana vodena 4

para. Naravno, ova sila kompenzuje i sile trenja. Da vidimo kako se u hidroelektranama dobija struja. Postoje 3 vrste ovakvih elektrana : protočne, akumulacione i reverzibilne. Razmotrimo kako radi akumulaciona (kojih ima dve vrste) kao što je hidroelektrana Uvac na donjoj slici. 5

Na gornjoj slici vidimo da postoji jedan ulaz (intake) ispod brane (dam), i nakon prolaska kroz ulaz voda ide kroz dovodni kanal brane (penstock) koji vodu dovodi na turbinu (turbine). Setimo se da kada voda uđe u dovodni kanal visinski pritisak vode se smanjuje, a povećava se dinamički pritisak u skladu sa Bernulijevom jednačinom. Samo jedno malo pojašnjenje pre nego što nastavimo sa lekcijom. Šta je elektromagnet? Na slici sa desne strane vidimo jedan prost elektromagnet. Dakle, šraf se ponaša kao pravi magnet sve dok kroz kalem prolazi struja. Šraf bi mogao da postane stalni magnet pod određenim uslovima, ali to nije predmet ove lekcije. Da nastavimo gde smo stali. Voda pada na lopatice turbine i pokreće je, a pošto je turbina vezana za generator pokreće rotor generatora. Rotor generatora čine serijski vezani magneti (zapravo to su elektromagneti), a stator su kalemi žica (dakle, u realnosti rotor i stator su drugačiji u odnosu na primer koji je pokazivao nastanak monofazne struje). Evo kako izgleda spoj turbine i generatora : 6

Na slici možemo zapaziti i transformator (transformer) koga ćemo detaljnije izučavati u jednoj od narednih lekcija. Za sada je dovoljno znati da on vrši transformaciju napona iz nižeg u viši ili obratno. Jasno je čemu služe dalekovodi (power lines). Količina dobije struje zavisi od zapreminskog protoka vode i razlike visinskog pritiska. Postoje i reverzibilne hidroelektrane kao što je ona u Bajinoj Bašti. U ovakvim elektranama voda se iz donjeg rezervoara pumpa u gornji rezervoar kada je potrošnja struje manja i time se obezbeđuje popunjenost rezervoara u časovima velikih opterećenja strujne mreže. Da bi lekcija bila bolje naučena, pogledajte odgovarajući Youtube kratki film. Efektivne vrednosti Bilo kakvi proračuni u kolima naizmenične struje su nemogući ukoliko se za tako nešto koriste trenutne vrednosti EMS, struje i napona. Razlog za ovo je što se ovakve veličine stalno menjaju kada je reč o njihovom intenzitetu. Zbog toga se uvode efektivne vrednosti (obratimo pažnju da to nisu srednje vrednosti). Primenjujući matematiku koja se uči u četvrtom razredu može se lako pokazati da postoji veza između maksimalne (amplitudne) i efektivne vrednosti jačine struje, napona i EMS : I e = I 0 / 2 1/2 ; U e = U 0 / 2 1/2 ; ε e = ε 0 / 2 1/2 Naprimer, napon u gradskoj mreži od 220 V je efektivna vrednost, a kolika je amplitudna izračunajte sami. Prema tome, merni instrumenti (ampermetri i voltmetri) mere efektivne vrednosti ovakvih veličina. Uobičajeno je da se trenutne vrednosti jačine struje i napona u kolima naizmenične struje označavaju malim slovima, a efektivne i amplitudne velikim. U kolima jednosmerne struje jedina vrsta otpornosti je termogeni otpor. Ovakav otpor postoji i u kolima naizmenične struje i vrednost termogenog otpora potrošača ne zavisi od toga da li taj isti otpornik radi u kolu jednosmerne ili naizmenične struje. Tipičan primer termogenog potrošača je fen koga čini elektromotor, ventilator (fan) i kalem koji se zagreva i kroz koga protiče vazduh koga potiskuje ventilator. Otpori u kolima naizmenične struje Pogledajte animaciju koja prikazuje termogeni otpor u kolu jednosmerne struje. Međutim, videćemo da u kolima naizmenične struje postoje još 2 otpora. 7

Uvodimo jedan novi pojam a to je fazor. Pažljivo analizirajmo donju sliku : Promena jačine i smera struje opisuje se sinusnom funkcijom. Ovakva promena može se opisati i jednim rotirajućim vektorom fazorom. Vidimo da fazori opisuju amplitudne vrednosti napona i jačine struje. Kakva je korist od ovoga videćemo u sledećoj lekciji. Razmotrićemo prvo slučaj kada u kolu postoji jedino termogeni otpor. Grafik pokazuje da između jačine struje i napona na termogenom potrošaču ne postoji bilo kakva razlika u fazi. Razlika postoji jedino u amplitudnim vrednostima pomenutih veličina. Ako u kolu imamo samo ovaj otpor, Omov zakon ima isti oblik kao i u kolu jednosmerne struje : I e = U e / R Zapazimo talasastu liniju (~) na desnoj slici : to je simbol za izvor naizmeničnog napona (naizmenične EMS). Kako izgleda ova situacija prikazana na fazorskom 8

dijagramu videćemo na slici koja sledi : I 0 U 0 Jednačine kojima se opisuju trenutne vrednosti ove dve veličine izgledaju ovako : i = I 0 sinωt u = U 0 sinωt Termogeni otpor zove se još i aktivni otpor. Pogledajte jednu dobru animaciju kao ilustraciju ovoga. Prvi od dva otpora koji postoje jedino u kolima naizmenične struje zove se induktivni. Znamo da koeficijent samoindukcije zavisi, između ostalog, od oblika provodnika. To znači da ukoliko pravolinijskom provodniku promenimo oblik onda se menja i njeova induktivnost. Moramo uvek imati na umu da potrošači najčešće imaju i induktivni i termogeni otpor ISTOVREMENO. Mi ćemo za početak upoznavanja sa ovim otporom predpostaviti da je jedino induktivni prisutan u kolu. Poznato je da signal audio uređaja oko žice stvara magnetno polje i da se na račun energije takvog polja indukuje EMS samoindukcije koja ometa signal tj. javlja se induktivni otpor proticanju signala. On opada sa smanjenjem frekvencije signala pa zbog toga dolazi do izražaja kod onih signala koji ulaze u zvučnike. Kvalitetni zvučnici poseduju kvalitetne kablove koji imaju takvu geometriju da se poništava magnetno polje oko provodnika, a time i EMS samoindukcije. 9

Dakle, struja u kolu nazmenične struje ne može trenutno da poraste do maksimalne vrednosti ili da opadne do nulte. Ispada kao da postoji nekakav otpor koji trpi struja, a to sigurno nije termogeni! Reč je o EMS samoinukcije. Na račun koje energije se ona javlja rečeno je u primeru sa kablovima audio uređaja. VAŽNO JE ZNATI DA INDUKTIVNI OTPOR NE DOPRINOSI ZAGREVANJU POTROŠAČA. Zbog toga spada u pasivne otpore. U slučaju kada je u kolu prisutan samo induktivni otpor, Omov zakon glasi : I e = U e / X L gde je X L induktivni otpor čija jedinica je ista kao i jedinica za termogeni : X L = ωl L koeficijent samoindukcije Istinu govoreći, induktivni otpor postoji i u kolu jednosmerne struje, ali samo kada se ono uključuje / isključuje veoma kratko. Napominjem još jednom da poslednja jednačina za Omov zakon važi samo u slučaju postojanja induktivnog otpora u kolu. Ukoliko potrošač poseduje i termogeni, to se razmatra kao redna veza dva otpora (a kako se rešava takav problem u narednoj lekciji). Grafički prikaz jačine struje i napona u kolu koje poseduje samo induktivnu otpornost : Kao što možemo uočiti na desnoj slici struja kasni u odnosu na napon zbog postojanja induktivnog otpora. i = I 0 sinωt u = U 0 sin(ωt + π/2) Ako pogledamo fazorski dijagram vidimo da se on razlikuje u odnosu na onaj u udžbeniku. Zašto? Fazori prikazuju trenutne vrednosti amplitudnih veličine i oni stalno rotiraju, stalno menjaju položaj. ONO ŠTO JE BITNO JESTE FAZNA RAZLIKA IZMEĐU FAZORA, a ona je ista na oba dijagrama. Pogledajte opet animaciju ali kliknite na dugme kalem na desnoj strani stranice. Kako se prave zvučnici? Drugi tip pasivnog otpora je kapacitivni. U kolu jednosmerne struje kondenzator predstavlja prekid toka struje. Podsetimo se ovoga kroz jednu animaciju. 10

U kolu naizmenične struje to nije slučaj jer ona menja smer svog kretanja. Razmotrićemo kolo gde postoji jedino kondenzator i izvor naizmenične EMS. Da bi se uspostavio napon na potrošaču kondenzatoru, njegove obloge moraju se napuniti (zapravo samo jedna obloga se puni elektronima, a druga ima manjak ovih čestica). Ako je na početku kondenzator bio prazan struja je ta koja ga puni. Odavde zaključujemo da u ovakvom kolu struja mora da prednjači u odnosu na napon fazno je pomerena za π / 2. U početku kada se puni kondenzator struja je najjača jer je obloga gde treba da se smeste elektroni prazna. Međutim, kako punjenje traje tako je ono sve sporije tj. struja opada. Razlog za to je odbojna Kulonova sila između elektrona na oblozi i elektrona koji žele da dođu na oblogu. To se može posmatrati kao postojanje nekog otpora struji punjenja. Kada se kondenzator napuni struja punjenja je 0 i istovremeno menja se polaritet izvora što dovodi do prelaska elektrona na drugu oblogu pri čemu se proces ponavlja. KAPACITIVNI KAO I INDUKTIVNI OTPOR NE DOPRINOSI ZAGREVANJU POTROŠAČA. U slučaju da je u kolu prisutan jedino kondenzator, Omov zakon ima oblik : I e = U e / X C gde je X C kapacitivni otpor koji se izražava istom jedinicom kao i termogeni : X C = 1/ωC C je kapacitet kondenzatora. Odgovarajući grafici ovako izgledaju : 11

Jednačine koje opisuju promene jačine struje i napona su : i = I 0 sin(ωt + π/2) u = U 0 sinωt I opet pogledajte opet animaciju ali kliknite na dugme kondenzator na desnoj strani stranice. Da se opet vratimo na kablove audio uređaja. U elektronici su poznati tzv. filteri koji propuštaju visoke ili niske učestanosti signala. To su kola sa kombinacijom elemenata R, L i C. Kabl je zpravo jedan kondenzator te ima kapacitivni otpor, a i termogeni. Dakle, kabl električnog signala koji treba da postane zvuk u zvučnicima je jedan RC filter propusnik niskih učestanosti odnosno on prigušuje neke više učestanosti signala, a time utiče na kvalitet zvuka. Ne preporučuje se da ovakvi kablovi budu dugački jer što su duži to su prigušenja veća. U zvučnicima postoji LC kolo filter, tako da donji deo zvučnika prima samo niske frekvencije signala iz pojačala i taj deo zvučnika emituje basove. Solenoid određene induktivnosti je odgovoran za taj deo posla. Kondenzator vrši propuštanje visokih frekvencija signala, pa gornji deo zvučnika emituje visoke tonove. 12

Omov zakon za kolo naizmenične struje Do sada je bilo reči o najprostijim strujnim kolima, a sada ćemo se pozabaviti složenijim kolom u kome istovremeno postoje i aktivni i pasivni otpori. Dakle, u pitanju je RLC kolo. Fazori će nam biti od velike pomoći prilikom izvođenja jednačine. Analizirajmo sliku : 13

Ako ste razumeli predhodnu lekciju onda bi druga slika od tri prikazane trebala da bude jasna. Ako ona nije jasna onda morate da se vratite unazad i opet proučite tekst. Ako od vektora U 0C oduzmemo vektor U 0L pa zatim takvu razliku saberemo sa vektorom U 0R dobijamo, kao što je prikazano na slici 3, prema Pitagorinoj teoremi: U 0 = [ U 0R2 + (U 0C - U 0L ) 2 ] 1/2 Uzmimo u obzir da ista jačina struje prolazi kroz sve potrošače u ovakvom kolu: U 0R = I e R U 0L = I e X L U 0C = I e X C Zamenom u predhodnu jednačinu dobijamo Omov zakon : I 0 = U 0 / [ R 2 + (X C - X L ) 2 ] 1/2 Izraz : Z = [ R 2 + (X C - X L ) 2 ] 1/2 zove se impedansa kola i predstavlja ukupni otpor u ovakvom kolu. Izražen preko efektivnih vrednosti Omov zakon glasi : I e = U e / [ R 2 + (X C - X L ) 2 ] 1/2 = U e / Z Ako ovakav izraz za Omov zakon uporedite sa onim u zbirci, na prvi pogled možete pomisliti da nisu isti, ali ukoliko vladate matematikom shvatićete da jesu isti. Analizirajući treću sliku možemo dobiti jednu korisnu jednačinu za faznu razliku: cosφ = U 0R / U 0 = R / Z Kada je otpor u kolu najmanji? To pitanje je važno jer je tada prisutna rezonancija u kolu. Ako pogledamo jednačinu za impedansu zaključujemo da je to u slučaju : X C = X L Iz poslednje jednačine sledi poznata Tomsonova jednačina. Jedna fantastična animacija u kojoj možete da napravite kolo kakvo želite. Medicinske implikacije Ljudski organizam poseduje impedansu (znatnu kapacitivnu otpornost i zanemarljivu induktivnu) i njenim merenjem pomoću naizmenične struje mogu se dobiti podaci o krvotoku. Struja od 50 Hz i jačine 10 ma izaziva jak bol i skraćuje mišiće. Međutim, Tesline visokofrekventne struje ne samo da nisu opasne već se koristi u pojedinim medicinskim tretmanima. Ovakve struje zagrevaju mišiće jer teku po površini tela (opet skin efekat). Objašnjenje neškodljivosti temelji se na malom periodu koji karakteriše ovakve struje da bi se joni natrijuma i kalijuma pokrenuli. Detaljnije možete pročitati u jednom maturskom radu. 14

Snaga naizmenične struje Polazeći od jednačine za snagu jednosmerne struje dobićemo jednačinu u nešto drugačijem obliku koja važi u RLC kolima naizmenične struje. Dakle, pođimo od jednačine : p = ui = U 0 I 0 sinωt sin(ωt + φ) Kao što vidite jačina struje i napon nisu u fazi što jeste najčešći slučaj. Ja sam napisao kao da jačina struje prednjači u odnosu na napon što nemora uvek da bude slučaj (to zavisi od vrednosti L i C). U svakom slučaju, jednačina koju ćemo dobiti važi bez obzira da li jačina struje prednjači ili napon. Ova jednačina opisuje trenutnu snagu struje u kolu i nije pogodna za bilo kakva izračunavanja. Zbog toga treba da usrednimo ovu jednačinu. Koristićemo matematičku transformaciju : sinα sinβ = [cos(α-β) cos(α+β)] / 2 Jednačina za trenutnu snagu dobija oblik : p = ui = U 0 I 0 [cos(-φ) cos(2ωt+φ)] / 2 Uzimajući u obzir da je kosinusna funkcija parna : p = ui = U 0 I 0 [cosφ cos(2ωt+φ)] / 2 Sada ćemo da usrednimo jednačinu za snagu i takvu srednju snagu zvaćemo aktivna snaga. Srednja vrednost konstante cosφ je opet ta vrednost konstante, dok je srednja vrednost cos(2ωt+φ) nula: p a = U 0 I 0 cosφ /2 Ili izraženo preko efektivnih vrednosti : p a = U e I e cosφ 15

cosφ je faktor snage. On je jednak 1 ukoliko u kolu postoji samo termogeni otpor. Međutim, u električnoj mreži većina potrošača je takva da postoje i pasivni otpori (pogotovo induktivni) tako da faktor snage nikada nije 1. Da bi snaga bila što bolje iskorišćena faktor snage treba da bude što veći. Transformator Na gornjoj slici možemo videti transformator u računaru (najkrupniji crveni deo). Veliki broj uređaja koje koristimo poseduje ovu veoma korisnu napravu kao što su adapteri (punjači) za mobilne telefone. Svrha transformatora je da poveća ili snizi napon. On to može ostvariti jedino kod naizmenične struje. Kako se to postiže? Na slici koja se nalazi na sledećoj stranici vidimo da transformator čini transfomatorsko jezgro (transformer core) od gvožđa, jedan namotaj bakarne žice sa leve strane koji se zove primarni namotaj (primary winding) ili kraće primar na koga se dovodi napon koji se treba sniziti ili povećati, dok je sa desne strane drugi namotaj bakarne žice sekundarni namotaj (secondary winding) ili kraće sekundar sa koga se preuzima sniženi ili povećani napon bez promene frekvencije struje. Kada kroz primar protiče naizmenična struja u skladu sa njenom promenom indukuje se promenljivi magnetni fluks magnetnog polja unutar primarnog namotaja. Preko jezgra transformatora ovakva promena prenosi se na sekundar u kome se na 16

osnovu Faradejevog zakona indukuje EMS samoindukcije. U kakvoj su vezi brojevi namotaja žica sa celom ovom pričom o radu transformatora? Ako na primaru postoji N p namotaja (kao na slici) onda se u njemu kada je priključen na izvor struje u kolu indukuje EMS : ε p = - N p ΔΦ / Δt U sekundaru će doći do indukcije EMS samoindukcije jer gvozdeno jezgro prenosi promenu magnetnog fluksa: ε s = - N s ΔΦ / Δt gde je N s broj namotaja na sekundaru. Znamo iz drugog razreda da je EMS srazmerna naponu. Prema tome: ε ~ U e Gubici prenosa magnetnog fluksa su zanemarljivi tako da izjednačavanjem ovih jednačina dobijamo : U ep / U es = N p / N s Zapazimo da se napon struje na sekundaru može povećati povećanjem broja navojaka žice u odnosu na primar i obrnuto. Treba imati u vidu da se jednačina ovakvog oblika ne može baš uvek primeniti što nije predmet ove lekcije. Ako poslednju jednačinu izrazimo preko aktivne snage i jačine struje na primaru i sekundaru: (p ap / I ep cosφ) / (p as / I es cosφ) = N p / N s Snaga struje se od primara ka sekundaru prenosi bez velikih gubitaka tako da važi : p ap p as Dobijamo kakav treba da bude odnos broja namotaja na primaru i sekundaru da bi se povećala ili smanjila jačina struje : I es / I ep = N p / N s 17

Interesantno je da Teslin transformator nema jezgro. Čini ga takođe primar i sekundar, a naponi dobijeni ovakvim transformatorom mere se milionima volti. Postoji jedna dobra stranica o ovome. Pogledajte animaciju transformatora. Transport struje Elektrana proizvodi trofaznu struju napona koji se meri hiljadama volti. Takav napon se prvo transformatorima (transmission substation) podiže do vrednosti nekoliko stotina kv i prenosi se visokonaponskom strujnom mrežom (high voltage transmission lines) do blizu naseljenih mesta. Zašto se to čini? Jednostavan proračun pokazuje da su gubici prilikom takvog prenosa i do 10 000 puta manji nego da se struja prenosi na niskom naponu. Blizu gradova napon se etapno snižava do potrebnih 220 V (power substation; transformer). Šta mi zapravo koristimo od trofazna struje Do nas, kao što znate, stiže trofazna struja. Ali, mi retko korisimo sve tri faze. Ovakav napon naziva se fazni. Sijalice i svi ostali potrošači koji se uključuju u utičnice koje imaju dve rupe koriste samo jednu fazu kao što je prikazano na levoj slici. Kada skinete utikač sa zida, unutra su 3 žice : jedna faza, nula u kojoj nema struje i žica koja se vezuje za metalni jezičak na utikaču uzemljenje. Svrha uzemljenja je da odvede suvišno naelektrisanje kada dođe do proboja faze. 18

Kod potrošača u industriji kao i velikih kućnih potrošača poput šporeta koriste se tri faze. Verovatno ste primetili koliko je drugačiji utikač za šporet koji ima 5 klema (3rupe i 2 jezička). To omogućava šporetu da odjednom upotrebi više monofaznih struja. U industriji, veza između faza omogućava dobijanje većih napona kao što je prikazano na slici. Ovakvi naponi između faza nazivaju se linijski. Pogledajte animaciju trofaznog generatora. O nekim Teslinim patentima Obrtno magnetno polje u Muzeju Nikola Tesla predstavlja se kao rotiranje gvozdenog jajeta na disku. Ukoliko ste shvatili ovo što sam napisao, animacija će biti sasvim dovoljna da razumete zbog čega ovo polje rotira. U vezi sa obrtnim magnetnim poljem je princip rada asinhronog motora. Ovakve motore danas koristimo u mnogim kućnim uređajima. 19