Ecualización de terrenos desiguales con baterías

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Sé que generalmente es perfectamente posible conectar dos conexiones a tierra, y que el voltaje se mide en relación a su conexión a tierra, pero esto me hizo preguntarme acerca de las baterías. Supongo que en algún lugar de mi tren de pensamientos me estoy perdiendo algo, pero me cuesta descubrir dónde. Entonces, vamos con un ejemplo de lo que creo que debería suceder.

  1. Si enchufo una batería (digamos mi computadora portátil) en la casa, la cargo y la desconecto, de lo que recibo, la base de la batería permanece en el nivel en el que estaba la tierra en mi casa.
  2. Llevo mi computadora portátil al trabajo, una ciudad completamente diferente donde el suelo probablemente se encuentra en un nivel diferente al de casa. Supongo que esta diferencia estaría en cualquier lugar entre -10 y 10 voltios, pero podría ser suficiente para freír una computadora portátil. Realmente no lo sé.
  3. conecto mi computadora portátil. En el momento en que lo conecto, el suelo en mi batería se iguala con el suelo en la oficina. Esto significa que un voltaje de alrededor de 10 V pronto se cortocircuitará, y mi computadora portátil está bloqueada.

Sé que esto no sucede, así que claramente tengo algo mal, pero ¿qué es exactamente? Y si mover una batería de una tierra a otra no es un riesgo, entonces ¿por qué conectar dos bases es un riesgo?

    
pregunta Daniël van den Berg

4 respuestas

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Los voltajes no tienen un marco de referencia "universal". Un voltaje también se conoce como una "diferencia de potencial", lo que significa que un voltaje es solo la diferencia entre dos puntos. Para que puedan hacer referencia a cualquier otro voltaje.

Los ingenieros pueden trabajar con un cable de 400,000 V si no se conectan a tierra; de hecho, a veces se encuentran en una jaula que cuelga del cable aéreo, que se colocó allí en helicóptero.

Entonces, cuando conectas una batería de 10 V a un punto de conexión a tierra, dice "está bien, ahora estoy a 10 V con relación a esta conexión a tierra", y la desconectas y luego la conectas a otro punto de conexión a tierra, dice: "Ahora tengo 10V en relación a este terreno" y así sucesivamente. Se ha olvidado el primer terreno. La batería no puede recordar la antigua referencia de voltaje, de hecho, nunca la "conoció", simplemente continúa generando la misma diferencia de potencial con respecto a cualquiera de sus terminales a los que esté conectada. Puede tomar la misma batería, cargarla a +10 en su terminal positivo en relación a tierra, luego desconectarla, conectar el terminal positivo a tierra y el otro ahora es -10.

Que es un poco como la magia, pero en realidad es solo aburrida física.

    
respondido por el Ian Bland
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Tan pronto como desconecte su computadora portátil de un terreno, su potencial de tierra puede ir a cualquier parte, no solo a +/- 10v.

Lo único que controla el voltaje con respecto a cualquier otra conexión a tierra del terminal común aislado (también conocido como "conexión a tierra" del portátil) es su capacidad y la ruta de fuga a la otra conexión a tierra. Esta capacitancia puede ser muy baja, 10s o 100s de pF es común, por lo que se necesita muy poca carga para obtener grandes diferencias de voltaje. Si la fuga es deficiente, digamos que es un día seco, entonces es muy fácil obtener y mantener kV o incluso 10s de kV (sí, me refiero a miles de voltios) entre su computadora portátil aislada y otra tierra, simplemente cruzando una alfombra.

Es esta gran diferencia de potencial que a veces le da un "cinturón" cuando toca un archivador o un automóvil, después de caminar hacia él, en un día seco. Es poco probable que la diferencia de 10 voltios fríe su computadora portátil, pero kV podría, dependiendo de dónde golpee.

Si la chispa va a la tierra del portátil, entonces todo estará bien, puede manejarlo. Si va a los conductores USB, entonces probablemente estará bien. Estos se han "endurecido" contra ESD (descarga electroestática) ya que se espera que las personas enchufen las cosas que se han cargado al caminar sobre una alfombra y están en diferentes potenciales de tierra. El puerto RJ45 también debería estar bien, este es un transformador aislado.

Por supuesto, siempre trato de utilizarme para conectar a tierra los conductores locales antes de enchufarlos. Si consigo un cinturón, siento que valió la pena el esfuerzo.

    
respondido por el Neil_UK
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¿Por qué conectar dos motivos es un riesgo?

Esto puede ser un riesgo: hacer una conexión galvánica entre la tierra A y la tierra B puede pasar niveles importantes de corriente, pero esto generalmente se conoce como corrientes de falla a tierra y es típico en fábricas con grandes máquinas de CA que tienen corrientes de tierra significativas. esta corriente de conexión a tierra se abrirá camino hacia el potencial más bajo de la fábrica y, si ayuda a este flujo de corriente conectando las conexiones a tierra paralelas, parte de esa corriente pasará por su equipo y posiblemente causará problemas.

Con respecto a la comparación de la batería, los cargadores generalmente producen salidas aisladas galvánicamente, por lo que realmente no hay una conexión a tierra. Sin embargo, debido a la capacitancia de fuga en el cargador, es posible que existan voltajes de hasta varias decenas de voltios en el punto de 0 voltios de la batería en relación con la tierra / tierra real del edificio. Esta tensión será de CA y aumentará y disminuirá según la frecuencia de la red de CA.

Por lo tanto, desconecta la computadora portátil y, siempre que no haya una ruta de descarga a la "tierra real" a través de sus dedos / cuerpo, los 0 voltios internos de la computadora portátil se pueden dejar en un potencial significativo: este potencial es bastante aleatorio para predecir - en qué momento del ciclo de CA la desconexión ocurrió es algo arbitrario, por supuesto.

Sin embargo, una vez desconectado, la computadora portátil puede volver a conectarse a tierra en otro edificio (por ejemplo) y lo único que notaría (si estuviera armado con un medio perfecto de mirar la corriente que fluye), es una oleada duró unos microsegundos mientras la computadora portátil se aclimataba al nuevo potencial de tierra.

    
respondido por el Andy aka
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Los voltajes solo tienen sentido en el contexto de un circuito eléctrico . Cuando desconecta su computadora portátil del cargador en casa, ese circuito deja de existir (bueno, si desea obtener información técnica al respecto, existe una pequeña capacitancia entre las partes metálicas del cargador y las partes metálicas de la computadora portátil, que rápidamente tiende a cero a medida que aumenta la distancia).

Una vez que conecta su computadora portátil en la oficina, tiene lugar el proceso inverso: primero, la capacitancia entre su computadora portátil y el cargador aumenta, cargada a un voltaje inicial. A medida que se acercan las partes metálicas, aumenta la capacitancia y la tensión a la que se cargó disminuye proporcionalmente. Cuando las partes metálicas finalmente entran en contacto, la capacitancia sufre una descarga (es por eso que la mayoría de los conectores están diseñados para que las conexiones a tierra entren en contacto primero).

En este punto, tiene un nuevo circuito compuesto por su computadora portátil y el cargador de su oficina, ambos con el mismo potencial. El voltaje entre la computadora portátil y su primer cargador es completamente irrelevante ahora: la capacitancia entre los dos se reduce a nada, y están separados por muchos metros de aire (la ruta más corta es desde el cargador 1 a la Tierra y desde la Tierra al cargador 2) , por lo que ninguna cantidad de voltaje sensata podría dar lugar a una corriente medible. Desde el punto de vista práctico, simplemente no hay un circuito eléctrico desde su casa hasta la computadora portátil en su oficina .

    
respondido por el Dmitry Grigoryev

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