Conexión a tierra y por qué ocurre una fuga de carga

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Falta un nugget básico de información en mi imagen de principio a fin de cómo funciona la conexión a tierra y por qué es importante. Cuando se aplica un voltaje en un circuito, la corriente eléctrica comienza a fluir (o el campo se establece por sí mismo). Ahora, en un circuito doméstico de CA, la corriente fluye a través del circuito como en CC, pero también revierte las direcciones 50 o 60 veces por segundo (Hz).

Entonces, ¿por qué algunos aparatos tienen fugas de corriente eléctrica en sus superficies metálicas en primer lugar? ¿No deberían diseñarse todos los dispositivos internos para que nunca (o raramente) haya una fuga de corriente?

El punto central de mi pregunta es que ¿por qué culpamos a la falta de conexión a tierra cuando un electrodoméstico produce una descarga eléctrica? ¿No es el culpable de que el electrodoméstico esté diseñado de una manera que permita una fuga de carga?

Por lo tanto, en el caso de una descarga eléctrica, ¿no es igualmente importante investigar el dispositivo (en este caso, en realidad es una computadora de escritorio ensamblada a la medida) para averiguar por qué su circuito pierde carga en sus partes metálicas, en lugar de Siempre esperando que la conexión a tierra elimine el exceso de carga de la tierra.

Otra forma de parafrasear esta pregunta es si algunos dispositivos (especialmente las computadoras ensambladas) probablemente / se espera que pierdan carga. Por lo tanto, en el caso de que se produzcan choques raros, a veces no debería ser más importante investigar el propio dispositivo para tener la propensión a recibir un cargo filtrado en lugar de verificar ciegamente la conexión a tierra

    
pregunta PKM

3 respuestas

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No es raro que la fuente de alimentación se conecte deliberadamente a tierra a través de pequeños condensadores de alto voltaje, para reducir las interferencias de radio emitidas. Estos capacitores están calificados para resistir altos voltajes de manera segura y para "fallar a salvo" (es decir, no deben formar cortocircuitos en caso de accidente o temperatura excesiva). Por lo general, se identifican como "Clase Y" o "Clase X2" en su caja. marcas, típicamente 0.1 uF 275V o 400V.

Éstos conducirán una pequeña corriente de CA a una caja de metal, y si la caja de metal NO está conectada a tierra correctamente, es posible recibir una descarga leve de esta corriente, pero no debería ser peligroso.

También he medido alrededor de 110 VCA en trabajos de metal expuestos, simplemente a partir de la capacitancia dentro de un transformador de red (230 V) (la corriente de cortocircuito fue de solo 30 microamperios, pero el "cosquilleo" podría sentirse).

Sin embargo, estoy de acuerdo en que debería investigarse cualquier otra fuente de fuga de la red de CA a la metalurgia: las peligrosas suelen aparecer con medidas de resistencia de CC, a diferencia de las anteriores.

    
respondido por el Brian Drummond
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La carcasa del aparato puede calentarse == conectada a un cable vivo debido a un error de diseño o uso incorrecto (dejarlo caer al suelo). Esas cosas pasan, tanto como cualquier software tiene errores. Sería bueno si tales errores NO cuestan vidas humanas. Por ese motivo, hemos puesto a tierra el caso y, si se produce un cortocircuito, la corriente excesiva se desplaza a tierra, se dispara el interruptor de circuito (o, mejor dicho, se dispara el dispositivo de corriente residual) y nadie resulta afectado.

Para aclarar: no se supone que la carga se escape a tierra. Cualquier evento de este tipo significa que el artefacto está defectuoso y debe ser reparado o cambiado. Curiosamente, la corriente media, requerida para matar a un humano 30 ma, es también el valor estándar para que los dispositivos de corriente residual se disparen.

Ahora, ¿por qué la corriente fluye a través de una persona, conectando la carcasa del aparato a tierra? ¿Por qué no aislar todas las fuentes de alimentación del suelo, y entonces no sería posible cerrar un circuito a través de la persona, tocando el estuche en vivo?

FIXMEUP:
Lamentablemente, no estoy seguro. Creo que esto se debe a que la Tierra tiene una capacitancia significativa y, antes de que se cargue lo suficiente para que se detenga el flujo de corriente, la persona morirá hace mucho tiempo.

    
respondido por el Vorac
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Hay dos fuentes principales de fugas de red en un dispositivo de Clase I (chasis a tierra) que funciona correctamente: conexiones capacitivas deliberadas de la red a tierra y capacitancia parásita.

Primero, y lo más importante en el caso de la mayoría de los equipos de Clase I de uso ligero / para uso comercial (PC de escritorio, equipos de prueba alimentados por red), son los condensadores de Clase Y, a menudo alrededor de 4.7-10nF aproximadamente, desde la red eléctrica hasta la tierra. en la entrada de potencia. Estos proporcionan una ruta que permite que el ruido interno de alta frecuencia regrese a su origen en lugar de entrar o salir de la caja, junto con el resto de las partes del filtro de entrada de la red, brindan un "firewall de ruido" que evita que su caja haga un hash de tu emisora de radio favorita.

Para los equipos médicos, donde las fugas bajas son primordiales, y los aparatos antiguos, donde no se necesita un filtro de ruido de esta naturaleza, sin embargo, estos condensadores no están presentes. Como resultado, las principales fuentes de fugas son ahora capacitancias parásitas, o "parásitas", desde el cableado de la red al metal conectado a tierra y también entre los dos lados del transformador de la red, si hay uno presente y el secundario está conectado a tierra. Estas capacitancias son más pequeñas que los condensadores Y en la mayoría de los casos, pero aún pueden proporcionar un poco de corriente de fuga, especialmente para los aparatos que tienen motores de CA grandes o similares.

Los dispositivos más nuevos, con sus controles sofisticados, y algunos otros dispositivos (como las microondas) son un equilibrio entre las dos fuentes de corriente de fuga.

    
respondido por el ThreePhaseEel

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