家用交流電的電流方向是怎樣的？
有個問題請教大家，家用交流電的電流方向是一直從火線流到零線的嗎？還是前10ms從火線流到零線，後10ms從零線流到火線，如此反覆循環，消耗電能。假如一直從火線流到零線，那麼它的後半周不是方向沒有變了嗎？假如後10ms從零線流到火線，零線的電壓是0，沒有電壓怎麼形成的電流，另外一種說法是後半周的電壓是負220伏，那麼這個負電壓又是怎麼形成的（負數代表方向，那後半周還是從零線流到火線）。非常感謝您的教導，我是一名資料庫工程師，閑暇之餘特別想了解這些電力知識。
這是非常基本的概念問題。
我們來看下圖：
圖1中的電壓U1反映在圖3電壓波形圖中是一條位於第一象限的水平線，它表示電壓取正值。
圖2中的電壓U2反映在圖3電壓波形圖中是一條位於第四象限的水平線，它表示電壓取負值。
圖4叫做伏安特性曲線圖。我們看到圖中有兩點，分別是點1和點2，並且它們分別位於第一象限和第三象限。
我們注意到點1和點2的電壓、電流方向是相反的。
我們再來看下圖：
圖5的電源e就是交流電源。從圖6中我們看到，在0到10ms時電壓和電流均為正半周，在第一象限；在10到20ms時電壓和電流均為負半周，在第四象限。
我們來看題主的問題：
1.交流電的電流方向是一直從火線流到零線的嗎？還是前10ms從火線流到零線，後10ms從零線流到火線？
2.假如一直從火線流到零線，那麼它的後半周不是方向沒有變了嗎？假如後10ms從零線流到火線，零線的電壓是0，沒有電壓怎麼形成的電流？
3.後半周的電壓是負220伏，那麼這個負電壓又是怎麼形成的？（負數代表方向，那後半周還是從零線流到火線）。
回答第一個問題：
從圖5和圖6中我們已經非常明確地看到答案了。
不過，這裡有兩個概念一定要明確，就是火線和零線的概念。
我們來看下圖：
圖7中我們看到了交流電路。請特別注意火線和零線的區別：
火線，也叫做相線，就是交流電源e上端的電壓。
零線，也叫做保護中性線，就是交流電源e下端的電壓。
值得注意的是：零線電壓不符合歐姆定律，它是節點電壓。零線電壓被接地點給強制性地鉗位在0V。
最重要的是：零線電壓與零線電流無關！零線中流過的電流再大，但零線電壓依然為零。
由於零線也存在導線電阻，因此距離零線接地點越遠，零線末端的電壓會略微上升，不會嚴格等於零。
回答第二個問題：
從圖6中我們明確看到，火線電壓在0到5ms處於正半周。
注意到正半周的火線電壓雖然取正值，但它的電壓對時間的改變數卻有兩個值：
我們看到，從0ms到5ms從零增大到最大值U+max，從5ms到10ms從最大值U+max減小到零。因此，5毫秒前電壓的改變數du/dt&>0，5毫秒後電壓的改變數du/dt&<0。
從10ms開始火線電壓進入到了負半周。我們看到，在15ms處火線電壓達到最小值U-max。並且，15ms之前du/dt&<0，之後就大於零。
換句話說，對於火線電壓波形來說，當電壓在最小值U-max到最大值U+max單調上升區間時，它的斜率為正；當電壓在最大值U+max到最小值U-max單調下降區間時，它的斜率為負。
至於題主所說的「假如後10ms從零線流到火線，零線的電壓是0，沒有電壓怎麼形成的電流？」，見第一條的說明。再次重複：零線電壓與零線電流無關！零線中流過的電流再大，但零線電壓依然為零。
回答第三個問題：
交流電的負半周是因為發電機繞組離開N磁極並轉向S磁極時形成的，我們可以用右手定則判斷出電壓方向。
我們看下圖：
圖8中，左側是一張百度上下載的交流發電機示意圖。
我們看到，N極上我標示了電壓改變方向的變位線，其實就是N極的中線。在此變位線之前，電壓的變化率取正值，之後則取負值。
另外，請題主注意：交流電壓的220V不是指交流電的電壓是+220V和-220V。220V是交流電壓的有效值。
所謂有效值，它是指交流電壓作用在一隻電阻上，如果此電阻的發熱量在一定的時間區間內與某直流電壓對此電阻產生的發熱作用相當，則此直流電壓值叫做交流電壓的有效值。
至於交流電壓的最大值，它與有效值的關係是1.414倍。因此，220V的交流電壓的變化範圍是 ，也即在-311.08V到311.08V之間發生變化。
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給題主提個建議：
請複習《電路分析》中的節點電壓歐姆電壓的內容，明確什麼叫做電壓參考點，明確電壓參考點的電壓與流經此點的電流無關。
同時，請複習有關正弦交流電壓的概念。
基本概念問題。題主對交流電的理解沒有到位。
什麼是電壓呢？簡單說，由於電源存在，電路里的每個點都存在電勢。電壓，就是指兩個點之間電勢的差值（電勢差）。電壓是一個相對量，一個點是談不上電壓的。
那為什麼說零線的電壓是0呢？這個說法其實不嚴謹。準確地說，是零線對地的電壓是0。
零線對地電壓0是有條件的，需要三相四線網路中，三相的負載平衡。當然這是另一個話題。
而火線和零線之間的電壓，則按正弦曲線變化。
這個正弦曲線的周期是多少呢？20ms。因為我國規定民用電的頻率是50Hz。
這個正弦曲線的幅值是多少呢？是220V嗎？不是。我們平時說的220V，是指交流電的有效值。有效值是根據電的熱效應等效後的一個概念，跟最大值存在換算關係。正弦交流電的有效值220V，則最大值應該是220*√2，即311V。
在一個周期內：第0ms～第10ms，火線電壓是高於零線電壓的，電流的方向是從火線到零線；第10ms～第20ms，火線電壓是低於零線電壓的，電流的方向是從零線到火線。在第5ms時刻，火線和零線之間的電壓達到最大值，311V；在第15ms時刻，火線和零線之間的電壓達到最小值，-311V。
對用電器來說，火線和零線有什麼區別嗎？沒有區別！火線和零線的地位，對用電器來說是完全等同的。要避免一個常見的誤區，就是把火線和零線當成正極和負極。交流電的方向本來就是變的，所以無所謂正負極。
那火線和零線的區別到底在哪裡呢？火線和零線唯一的區別，就在於對地的電壓。如上所述，零線一般情況下對地電壓是0，而火線一般情況下對地電壓是220V（有效值）。所以，當人體站在地面上時，接觸火線會有電流從人體通過，會觸電，而接觸零線則一般不會觸電。
回答第2問。原理，張老師已答。個人嘗試換種描述方式。錯誤之處請指正。討論時，我們假設分析的電氣原件為理想原件。看下面的圖
在正半周（0～10ms），Uab為正，i為正，電流流向為：從電源e上端出，經導線E,電阻R，導線F流回電源e下端。
在負半周（10~20ms）,Uab為負，i為負，電流流向為：從電源e下端出，經導線F,電阻R，導線E流回電源e上端。因此a,b之間電壓的大小，方向是周期性變化的。電流的大小，方向也隨電壓的改變而改變。現在我們看下bc之間的電壓。因為理想導線沒有電阻，在有電流流過時，也可認為導線上的任意兩點之間的電位相等。所以無論是正半周，還是負半周，Ubc=0。即相對於c點來說，b點的電位是0V。因為導線電位處處相等，我們可認為：相對於導線G上的任意一點，導線F上任意一點的電位是0V.即相對於導線G,導線F的電壓是0V.
我們將上圖略微修改，見下圖
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