¿Por qué se usa el chasis como masa en los circuitos eléctricos automotrices?

No hay una razón eléctrica, sino una razón de peso. Al utilizar la estructura metálica existente como base, reduce efectivamente el número de cables a la mitad y, por lo tanto, ahorra mucho peso. (Por ejemplo, de lo contrario, cada luz trasera tendría que tener dos cables en lugar de uno).

Recuerde también que algunas cargas eléctricas en un automóvil consumen mucha corriente. Un motor de arranque, por ejemplo, con mucha frecuencia utiliza un cable 0 AWG que pesa alrededor de 0,5 kg / m.

Curiosamente, aunque no sea su pregunta, la elección de negativo contra positivo es completamente arbitraria. De hecho, en la década de 1960, Volkswagen utilizó un sistema de "tierra positiva" de 6V para el Beetle hasta alrededor de 1967, cuando finalmente cambiaron al sistema de tierra negativa de 12V que es estándar en la actualidad.

Cuantos más cables uses, más cables tienes que pueden fallar. Cuantos más cables tengas que puedan fallar, más probable es que algo deje de funcionar. Realmente no hay manera (por lo que sé) de que el chasis falle electrónicamente, ya que esto no hará que las cosas dejen de funcionar por otras razones más importantes, por lo que al usar el chasis usted reduce la cantidad de formas posibles en que su automóvil o algunas otras componente del mismo, puede dejar de funcionar.

Mientras que las otras respuestas convincentes son correctas, debo agregar la respuesta realmente obvia, que dado que este es un sitio centrado en la ingeniería, ya debería haber sido mencionado.

COSTO

La industria automotriz es altamente competitiva, con márgenes delgados y un entorno exigente para operar. Y el cobre es muy caro.

Esto es en respuesta a mi comentario anterior que no cabría en un comentario.

También intenta ofrecer un enlace a una buena reseña sobre la pregunta principal y luego un poco de historia para aclarar la cuestión del terreno negativo frente al positivo que, erróneamente, pensé que estaba claro.

En este primer enlace, el autor explica claramente las razones y los beneficios de usar el chasis como un punto de tierra común y también la mejor forma de usarlo y cuándo no hacerlo. En pocas palabras, el chasis es un buen punto de referencia de voltaje común de baja resistencia. enlace

Muchos sitios parecen indicar que se usó el suelo positivo para evitar la corrosión de los cables en los días de inulación menos efectiva. enlace enlace

Wikipedia tiene un pequeño debate sobre la elección de la polaridad mencionada en una página de discusión, pero la información sobre los lodos del radiador ya no se encuentra en la página de la batería del automóvil, ya que puede no ser verificable. enlace

Muchas referencias más vagas indican que la corrosión ha sido una preocupación, pero no hay consenso en cuanto a cuál realmente fue peor o si el chasis o el cableado estaban protegidos. enlace

El cambio a la estandarización puede haberse originado en el mercado de accesorios. El uso creciente de componentes semiconductores (reguladores de voltaje) significaba que importaba la forma en que se conectaban las partes. Los autos a menudo se convirtieron a tierra negativa para soportar equipos de radio que se hicieron a convenciones de diseño electrónico. La necesidad de elegir un estándar "cualquier estándar" para los automóviles puede haber sido ajena a los deseos de las necesidades de electricidad del automóvil y debida a la conveniencia comercial. La calidad de la chispa se menciona ocasionalmente, pero la polaridad del chasis no la habría forzado a ser una o la otra, ya que la bobina podría conectarse según se requiera.

Babero, para responder a su pregunta: Sí, hay una razón eléctrica para usar el chasis del vehículo como una toma de tierra. Este es un ejemplo: necesita una toma de corriente eléctrica (enchufe Anderson, por ejemplo) en la parte trasera de su vehículo para alimentar un dispositivo que consume 50 amperios y amp; La longitud del cable requerido para alcanzar el enchufe es de 7 metros. Ahora para calcular el tamaño del cable, también debe tomar la longitud del cable de retorno (negativo). Utilizando los requisitos de ejemplo anteriores con una instalación de cable doble, es decir, positivo & los cables negativos van al enchufe de la batería & basado en un voltaje de batería de 13.8 y amp; una caída de voltaje de ~ 3% que da un voltaje de trabajo de ~ 13.4 voltios en el enchufe. Necesitaría correr 14 metros de cable 4/0 AWG (B & S). Mientras que con el chasis del vehículo como base solo tendría que correr una longitud de 7 m (5 AWG) (B & S) más una corta longitud desde el terminal negativo del enchufe al chasis, digamos ~ 1 metro, lo que hace que la longitud total sea de 8 metros de 5 AWG frente a 14 metros de 4/0 AWG, un gran ahorro. Una buena idea es actualizar el cuerpo & Los cables a tierra del chasis desde el terminal negativo de la batería, ya que los cables originales están dimensionados para la carga eléctrica estándar del vehículo & puede que no sea lo suficientemente pesado como para manejar una mayor carga en la tierra del chasis.

No soy un ingeniero eléctrico, pero me parece que si el chasis es realmente una conexión a tierra adecuada (ya sea que el lado negativo de la batería esté conectado o no), la explicación habitual de por qué siempre debemos desconectar el NEGATIVO La terminal antes de trabajar en nuestro automóvil es falsa (vea el enlace a continuación). Mientras el cable positivo esté conectado, corremos el riesgo de cortocircuitar cualquier número de circuitos en el sistema. He fundido suficientes fusibles para aprender de la manera más difícil.

Desconectando la fuente de alimentación

Para tener un nivel de seguridad adicional: si alguna conexión de cable se pierde, cae sobre el chasis y lo pone en tensión, una corriente fluiría a través del cuerpo de alguien que lo toca. Este es un alto riesgo para las personas. Para evitar esto, se pone a tierra.