Pregunta fundamental sobre circuitos y puesta a tierra

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Entiendo que el voltaje es relativo y que el cable caliente en la red de la casa es nominal \ $ \ pm \ $ 120v en referencia al cable neutro. También creo que el cable de tierra está conectado al neutro en la caja de interruptores y luego se conecta a una estaca de metal clavada en el suelo. Así que aquí está mi pregunta:

Si el cable caliente se conectara al marco de un aparato como una tostadora, digamos, y el marco de la tostadora no estaba conectado a tierra, ¿qué sucede cuando toco el marco de metal de la tostadora? No entiendo por qué. Una situación peligrosa. Quiero decir, no veo el camino del circuito. Si se dice que el calor está a 120 V por encima del neutro (en ese momento) y el neutro está conectado a tierra en la caja de alimentación, por lo que el calor está por lo tanto a 120 V por encima de la tierra, ¿cómo estoy involucrado incluso si estoy bien conectado a la tierra? de pie en el agua por ejemplo)? Mi mente dice esto, la corriente fluye desde lo caliente hasta lo más corto en el marco de la tostadora hacia la tierra, pero no estoy cerca de la estaca de metal en mi patio y, entonces, ¿cómo se completa el circuito? Así que realmente tengo dos preguntas:

P1: ¿Hay un circuito completo aquí que no entiendo?

P2: ¿El bastidor de la tostadora tiene una acumulación de carga que excede a un cuerpo neutral y, por lo tanto, imparte una descarga como una fuente a un fregadero (incluso si ese cuerpo neutral flotaba fuera de la superficie de la tierra)?

En realidad, tengo una pregunta más. ¿Cómo protege el cable de tierra a alguien de esta situación en la medida en que no veo la ruta del circuito en él más de lo que lo veo cuando soy el "cable de tierra"?

Gracias

    
pregunta Salbando Jones

3 respuestas

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Su pregunta sobre la protección es muy importante. Todo electricista, técnico que trabaje con maquinaria pesada e ingeniero eléctrico debe saber cómo funcionan estas cosas.

All About Circuits publicó un compendio en línea muy completo sobre electrónica e ingeniería eléctrica. Para su pregunta, recomiendo leer este artículo sobre seguridad en el diseño de circuitos .

En resumen, la corriente elige el camino más corto hacia un potencial más bajo. Sin una caja de metal conectada a tierra, su cuerpo puede convertirse en un camino hacia un potencial más bajo (tierra). Es posible que su cuerpo no sea el mejor conductor, por ej. 1000 ohmios, pero sigue siendo muchos órdenes de magnitud menos que el aire.

El piso de su cocina tiene aproximadamente un potencial de tierra. Los edificios, el suelo, etc. no son muy buenos conductores, pero aún tienen una baja resistencia en comparación con, por ejemplo, el aire. El suelo de la Tierra puede tener una resistencia de unos pocos ohmios, tal vez decenas de ohmios, depende de muchos factores. Lo que es seguro es que lo hace.

La corriente elige los caminos más cortos. Lo que es más, una gran superficie de contacto creará más caminos para que la corriente fluya, disminuyendo así la resistencia de algo que a primera vista no es un buen conductor.

    
respondido por el Jonny B Good
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Está tocando el marco de la tostadora que ahora está conectada a la línea, por lo que ahora está "caliente". si hay alguna ruta de retorno, fluirá para completar el circuito. En muchos casos, es posible que la ruta de retorno no exista, pero puede ser difícil determinarlo, especialmente para un lego.

Hay muchos dispositivos electrónicos que no utilizan la seguridad, pero en ese caso el diseñador debe asegurarse de que alguien no pueda colocar una varilla conductora en la caja y tocar la línea / Caliente. Normalmente, las unidades selladas cumplen con este requisito.

Si necesita orificios de ventilación, en los cuales es posible pegar una varilla de metal, entonces la caja debe estar dispuesta de tal manera que sea probable que la barra de metal se ponga en cortocircuito contra la caja, complete el circuito en neutral y haga saltar el interruptor.

Esto se hace para evitar que las personas se pongan en contacto con la línea / caliente porque en algunos escenarios se convierten en parte del circuito.

    
respondido por el placeholder
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El circuito se completa a través del suelo. No es muy conductivo a menos que esté mojado, pero es suficiente.

Un cable de tierra protege al tomar la corriente por sí misma como una ruta preferida, tan pronto como el cable toca la caja, soplando el fusible en su caja de distribución.

    
respondido por el pjc50

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