¿Por qué no usamos un cable neutro para conectar a tierra los dispositivos y un cable de tierra para cerrar el circuito?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Las figuras 1 y 2 muestran el peligro de conexión a tierra a través del neutro.

En el primer ejemplo, Lunatic 'Lectrician ha' conectado a tierra 'la carcasa de la lámpara conectándola al cable neutro. Todo parece estar bien, aunque el cliente nota un ligero cosquilleo cuando toca la lámpara cuando está encendida. Esto se debe a que hay una ligera caída de voltaje causada por la corriente a través del cable de retorno. El cliente vive esta vez.

En la segunda situación, uno de los cables de Lunatic 'Lectrician se cayó. Desafortunadamente fue el cable de retorno y ahora la lámpara de metal está encendida (La resistencia de la bombilla no es lo suficientemente alta para proteger al cliente). Lunatic 'Lectrician puede perder a este cliente.

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Figura 3. Peligro de inversión de fase con "neutral" conectado al marco de la lámpara.

Ahora no todos los países usan enchufes polarizados y, lamentablemente, Lunatic 'Lectrician opera en uno de estos países. Hay una probabilidad del 50/50 de que el enchufe se ponga en la forma "segura". Hay un 50% de posibilidades de que suceda de esta manera.

¿Necesita algo más convincente?

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Figura 4. Lámpara correctamente conectada.

Considere lo que sucede en un sistema correctamente cableado. Si el cable vivo se cae de la bombilla y toca la caja de metal, una gran corriente fluirá a tierra. Si el fusible está correctamente clasificado, se fundirá rápidamente y se desconectará la alimentación eléctrica. Si el neutro no llega al caso, es posible que no se detecte la falla y que la corriente se divida entre el neutro y los cables de tierra. Un RCD / ELCB protegerá contra este tipo de falla, pero eso es otra pregunta .

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Figura 5. Rotura en el cable de tierra.

No. Nunca es seguro usar el cable de tierra como neutro. Considere la Figura 5: el cable de conexión a tierra se ha roto y todo lo que esté conectado se volverá activo una vez que se encienda S1. Es demasiado peligroso. Causará una confusión potencialmente fatal para que la siguiente persona modifique el sistema. Se adhieren a las buenas prácticas, a las normativas locales y disfrutan de una larga vida útil.

Aunque normalmente el cable neutro y el cable de tierra tienen el mismo potencial y, por lo tanto, pueden intercambiarse desde un punto de vista puramente eléctrico, la forma en que están conectados los hace muy, muy diferentes.

Un sistema eléctrico doméstico siempre debe tener dos dispositivos de protección:

• el RCD, también conocido como dispositivo de corriente residual
• un interruptor de circuito

El RCD está conectado a vivo y neutral y mide la diferencia de corriente entre los dos cables: si la diferencia es demasiado alta, se dispara desconectando el cableado corriente abajo. El propósito de este dispositivo es evitar que la corriente que proviene de la conexión en vivo no regrese a través del neutro: esto puede suceder si dicha corriente fluye en una carga, por ejemplo. un humano, que no está conectado a un neutral, sino a algún otro potencial similar, como la Tierra.

El interruptor generalmente incluye dos mecanismos de disparo: magnético y térmico. El mecanismo magnético interviene si la corriente que fluye en el interruptor es demasiado alta, incluso por un corto tiempo, mientras que el mecanismo térmico interviene si fluye una corriente algo alta durante mucho tiempo. El propósito de este dispositivo es evitar que los cables se incendien, a la vez que permite picos de corriente altos, pero no demasiado, que duran por un breve momento.

Si solo intercambias en vivo y por tierra con una carga, el RCD solo se disparará y no debería pasar nada interesante, simplemente olvídalo. Si no hay un RCD presente y tiene un cableado pequeño / largo / malo, posiblemente pueda elevar la tierra desde una toma de tierra de varios voltios, y eso es una cosa mala.

Vladamir tiene la respuesta importante: tratamos a los dos conductores de manera diferente, aunque estén nominalmente en el mismo voltaje. Da el ejemplo de un RCD, y los GFCI que se ven en la construcción moderna de los EE. UU. Funcionan de manera muy similar. La expectativa es que el flujo de corriente del alambre caliente y del neutro sea igual en magnitud. Si no lo están, el RCD / GFCI calcula que la corriente debe estar regresando a través de otra ruta (cable de conexión a tierra, tuberías, etc.) para que se dispare.

Hay una segunda razón que no mencionó, y es que solo están nominalmente a la misma tensión. Los alambres de cobre no son perfectos. Tienen alguna resistencia. Esto significa que la corriente que fluye a través de la línea neutral puede "elevarla" a un voltaje sobre el suelo. Por lo general, esto es lo suficientemente pequeño como para que no lo notemos, pero el equipo estéreo notifica el tiempo grande . El equipo de audio a menudo necesita medir pequeños voltajes (es decir, menos de 1 V) contra un nodo común, y luego amplifican esa señal para enviarla a los altavoces. Esta medición a menudo se realiza fuera del voltaje de referencia de "tierra" (por muchas razones). Si empiezas a poner ruido en el "suelo", comienza a aparecer en el sonido con bastante rapidez. Es por eso que muchos amplificadores estéreo tienen un conector de 3 clavijas o un puerto de tierra dedicado que puede conectar a tierra si el ruido eléctrico cercano tiene un gran efecto en la calidad de su sonido.

Respondiendo a la pregunta en la edición:

  

Si la bombilla está conectada de esta manera:

           

        

Sielclientetocalalámparacuandoestáencendida,nocreoqueellanoteunligerocosquilleoporquelarutaderetornoeselsuelo.

    

Sielcableneutrosecayó,lacarcasademetalnoestáviva.Silaconexiónatierrayelcablesecayeron,labombillasimplementeseapagaráperonohaypeligro.¿Es>correctocableardispositivosdeestamanera?

Aloselectronesnolesimportaelcolordeloscablesolasetiquetasarbitrariasquelespegamos.Sinuestrocabledesuministrotuvieratresconductoresaisladosconplásticonegroblancoyverde(supongoqueaquíestánloscódigosdecolordeAméricadelNorte)yconectamostodoslosmaterialesmetálicosquesepuedentocaralcableblancoytodaslasrutasderetornoalcableverde,entoncesnohabríariesgoinmediato.deshockInclusosisedesarrollauna"falla única".

Sin embargo, hay un par de razones por las que esto es una mala idea.

1. En muchos cables prácticos, el cable de tierra no es simplemente otro conductor cubierto de plástico que difiere solo en color de los otros cables. Puede estar aislado de personas que tocan el cable solo por la funda exterior, mientras que los otros conductores están insultados por su propio aislamiento y la cubierta exterior. A veces puede que no esté aislado de personas que toquen el cable en absoluto.
2. Las convenciones son convenciones por una razón. Incluso si su sistema con colores de cables extraños es seguro en su estado actual, solo hace falta alguien que lo acompañe y le haga modificaciones, asumiendo que sigue el estándar para hacerlo inseguro.

Esto solía ser una práctica estándar en el cableado de la casa: tomacorrientes de 3 clavijas que tenían la N y la PE puenteadas, y usaban 2 cables en la pared. Menos riesgo de que un cable en la pared se rompa y provoque el peor escenario descrito anteriormente; aún así, el cableado dañado o mal ejecutado / modificado condujo a suficientes accidentes como para causar la eliminación de dichas prácticas en la mayoría de los lugares.