Básico: flujo de corriente y conexión a tierra

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Tengo una pregunta elemental sobre el flujo actual:

Si conecto una batería simple de 1,5 V a un hipotético LED de 1,5 ohmios y un amperímetro ideal, el amperímetro mostraría una corriente de 1 amperio y el LED se iluminaría (supongamos que la potencia es suficiente).

Ahora, en cambio si:

  • ---------- 1.5 ohm LED ----- amperímetro ideal ----- Tierra
  • ------- gratis

Es decir, el terminal positivo de la batería de 1.5 V se conecta a un extremo del LED, y el otro extremo del LED al amperímetro ideal que a su vez va a un cable de cobre grueso conectado a tierra, entonces el LED no se ilumina y el amperímetro leerá cero, ya que el extremo negativo de la batería está libre. (¿Sí?)

Pero si es esto:

  • ---------- LED ----- amperímetro ideal 1 ----- Tierra
  • ------- amperímetro ideal 2 ---- tierra

luego asumo que el LED se encenderá, el amperímetro ideal 1 mostrará una corriente de 1 amperio. ¿Qué pasa con el amperímetro ideal 2? ¿No lee también 1 amperio?

La razón por la que pregunto es porque estoy tratando de entender el principio de los interruptores de circuito de falla a tierra, pero luego me confundí con el escenario básico anterior. Entonces, en un interruptor de circuito de falla a tierra, si hay una ruta a tierra a través de una persona que toca un cable vivo, entonces hay una diferencia actual entre la ruta de retorno y la ruta hacia adelante que dispara el interruptor ... pero si el extremo negativo es También conectado a tierra (a través de la persona o con conexión a tierra), ¿no debería la ruta de retorno tener la misma corriente?

¡Gracias!

    
pregunta Suresh

1 respuesta

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Tenga en cuenta que un "amperímetro ideal" es el equivalente a un cable para entender lo que hace el circuito, y esa corriente solo fluye si tiene un bucle.

Además, tenga en cuenta que la herramienta de esquema incorporada le permitirá dibujar y simular estos circuitos rápida y fácilmente para responder a preguntas como esta. Puedes comenzar con mis ejemplos a continuación.

Nota final: Un "1.5 ohm LED" no es una cosa real. He sustituido las lámparas de 1,5 ohmios en los esquemas a continuación. No entraré en detalles sobre el tema de la lámpara / LED aquí porque la lámpara es solo un componente hipotético que cumple la función de cualquier carga conectada a este circuito. Estoy seguro de que un poco de investigación aclarará cómo funcionan los LED.

Caso 1: Sí, el amperímetro lee 1A.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Caso 2: Aquí ha desconectado el terminal negativo de la batería. No hay un bucle a través del cual pueda fluir la corriente, y el amperímetro lee 0A.

simular este circuito

Caso 3: Este caso es EXACTAMENTE el mismo que el caso 1, porque para todos los propósitos prácticos, un amperímetro ideal actúa como un cable. Debido a que el amperímetro 1 y el amperímetro 2 forman parte del mismo bucle de corriente, deben leer el mismo valor, aunque aquí, el amperímetro 2 lee -1A porque la corriente fluye a su terminal negativo en lugar de su terminal positivo (en el sentido de las agujas del reloj alrededor del bucle).

simular este circuito

Entonces, ¿qué pasa con el interruptor de falla a tierra?

El concepto clave aquí es que tanto el cable neutro como el cable de tierra tienen ~ 0V. Sin embargo, el cable neutro está destinado a transportar la corriente de retorno. El cable de tierra NO está diseñado para transportar corriente.

El circuito a la izquierda es la operación "prevista". Tenga en cuenta que los dos amperímetros de los cables caliente y neutro leen el mismo 1A.

En el circuito a la derecha, una "persona" (que se muestra como una resistencia de 100 mOhm) realiza una conexión desde el cable caliente al cable de tierra (o, la caja metálica con conexión a tierra del circuito). La corriente ahora fluye a lo largo del cable a tierra, y los cables caliente y neutro ahora tienen diferentes corrientes. Esto activa el circuito GFI y apaga la lámpara.

simular este circuito

    
respondido por el Selvek

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