1) Переменный ток в бытовой розетке 220 вольт с точки зрения математики действительно выглядит как синусоида См. рисунок. Сам рисовал)).

На самом деле, пик синусоиды не 220, а 310 в.

220 — так называемое, действующее напряжение, расчётное. Оно равно максимальное напряжение делённое на корень из 2". Корень из 2 = 1,41 (округлённо). Итого 310/1,41=220.

 2) 50 герц — 50 раз в секунду. За секунду напряжение достигает пика +310 вольт 50 раз. Столько же — 50 раз напряжение оказывается минус 310.

Здесь есть интересные особенности использования этого.

Лампы дневного света моргают 100 раз в секунду. Каждые -310 вольт, и каждые +310 вольт. Так же моргают и энергосберегающие и светодиодные.

Фотографы замечали, что соседние кадры в таком освещении могут быть разной яркости или разного цвета. Это — в какую фазу мигания попал снимок.

Но в хороших моделях энергосберегающие моргают не от нуля до максимума, а, скажем, от половины яркости до максимума. Что снижает их мерцание.

Со светодиодными ещё проще. Светодиод работает от постоянного напряжения. Поэтому если производитель сделал качественный преобразователь, то светодиод вообще не будет мигать.

См. видео. Сам снимал. Так мигает светодиодная лампа низкого качества. Глазом мы не замечаем, спасибо силе нашего мозга. А вот видеокамера хорошо это видит. Поэтому в видеокамерах есть специальная функция погашения мерцания.

3) Ток на электростанциях вырабатывается в трёхфазном виде. У генератора три катушки. См. картинку. Сам рисовал)).

Провода 1, 2, 3 идут каждый в свою сеть. А другой провод этой же катушки соединён со всеми остальными — это 0 (нуль).

В быту используется только одна фаза, скажем, катушка "0-1". Т.е. провода в картире подключены один к контакту "0", другой к "1". Нам без разницы какая катушка используется. Катушка "0-2" даёт точно такой же ток.

Вот и получается, один провод — это "нуль". Этот "нуль", в общем, виртуальный, потому что в бытовой сети нет разницы "право-лево".

Однако, провод, который выходит из точки "0" на электростанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом, закопан глубоко в землю. Тот провод, который идет от этой точки называют нулевым, другой — фазовым.

Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между "нулем" и "заземлением" будет близко к нулевому значению. (на самом деле это не всегда так! не экспериментировать!!!). Сделано это для создания защиты. Подробности опускаю.

Кроме того, если гипотетически (на практике так делать нельзя!!! известны смертельные случаи) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от сети, то напряжение между "фазой" и "заземлением" у нас будет те же 220 вольт.

Я обязан напомнить, что батарея отопления или водопроводный кран вовсе не заземление.

Никогда ничего не подключайте к ним. Если вы попытаетесь что-то заземлить на трубу в туалете, то бабушка, которая принимает ванну этажом ниже, может не пережить ваших опытов. Таких случаев тысячи. Не станьте убийцей!

Однако, хочу сказать, что на практике сегодня устроено всё на много сложнее. Но теория сохраняется. Безопасность повышается.