¿Por qué necesitaríamos conectar a tierra una fuente de CA?

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Soy nuevo en este campo por lo tanto, esta pregunta extraña. ¿Por qué necesitaríamos conectar a tierra una fuente de CA? ¿Por qué no sería suficiente tener un solo polo para poner en marcha una corriente alterna? Entiendo por qué no funcionaría en el caso de DC donde la corriente fluye en una dirección. Sin embargo, en el caso de una fuente de CA donde la corriente no fluye en ningún lugar, sino que simplemente oscila de un lado a otro, no me queda claro por qué conectar la carga a un solo polo no funciona.

    
pregunta RuslanM

3 respuestas

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Los circuitos eléctricos son siempre una ruta completa, que es la definición del circuito. En un circuito de CC, la corriente fluye de un polo a otro de manera constante, directa . En un circuito de CA, la corriente también fluye de un polo a otro, pero cambia el voltaje y la dirección muchas veces por segundo. (Con la alimentación de red, esto es 50 o 60 veces por segundo, dependiendo de dónde vivas).

No es correcto decir que con una fuente de CA "la corriente no fluye en ninguna parte, sino que oscila de un lado a otro". El actual fluye, pero está cambiando de dirección rápidamente.

Tomemos un momento y hagamos una analogía. No se trate de una gran analogía, pero creo que puede ayudar. Tome una sierra de cinta, por ejemplo. Hay una hoja de metal con dientes que es esencialmente un anillo (una banda, que es donde la herramienta recibe su nombre) enrollada alrededor de dos tambores. Cuando enciende la sierra, la cuchilla se mueve en una dirección y pasa el material a la cuchilla para cortar. Puede pensar en la banda como corriente continua, siempre moviéndose en una dirección, haciendo un circuito completo.

Si piensa en una sierra de mano, donde oscila la cuchilla de un lado a otro, la analogía se derrumba, porque no hay un circuito completo. Para que la corriente eléctrica fluya, debe haber un circuito completo. Puede ser que este tipo de idea sea lo que te haya confundido con respecto a la corriente alterna. Debido a que es posible mover una hoja de sierra actuando solo desde un lado, se podría asumir que se podría lograr un efecto similar con la corriente eléctrica.

En su lugar, imagina que la hoja siempre debe ser continua, por lo que estamos de vuelta a la sierra de cinta. Esta vez, digamos que la herramienta mueve la hoja hacia arriba y hacia abajo (como una sierra de calar) y los dientes de la hoja se modifican para cortar en ambas direcciones. Aún puede pasar material a la cuchilla para cortar, pero siempre está cortando con la misma sección de la cuchilla, asumiendo que el movimiento en cada dirección es el mismo. Cada vez que la cuchilla se mueve hacia arriba, tiene que detenerse e invertir la dirección. Lo mismo ocurre con el corte hacia abajo. Piense en estas paradas momentáneas como el punto en el que la fuente de voltaje de CA está a 0 voltios (el cruce por cero).

A diferencia de una batería, una fuente de voltaje de CA siempre está cambiando el potencial de voltaje de los dos polos, de manera igual y opuesta. Cuando un polo está en un voltaje positivo, el otro polo (con respecto al primero) está en un voltaje negativo. A medida que cambia el voltaje de un polo, el otro lo refleja. La corriente fluye de uno a otro, siempre.

Ahora sobre eso ground ... Cuando considera una fuente de CA y una carga, básicamente tiene dos conexiones. Un polo a un lado de una carga, y el otro polo al otro lado de la carga. Ninguno de los dos polos es realmente molido , porque ambos son lados opuestos de la fuente de CA. Puede llamar a uno de ellos desde el principio, pero darse cuenta de que hacerlo es solo una referencia. Si decides que el polo "B" está "a tierra", entonces básicamente estás diciendo que todas las mediciones de voltaje deben ser con respecto a ese polo. Si tuviera que medir cualquier parte del circuito con un voltímetro, conectaría la sonda negra al cable que ha etiquetado como "masa" y todas las lecturas se basarán en eso como referencia.

En la mayoría de los circuitos eléctricos y electrodomésticos, tierra es en realidad un tercer cable. Los dos polos que mencioné anteriormente se llaman "caliente" y "neutral" (cables blanco y negro en los EE. UU.), Y "tierra" es el cable de cobre desnudo (o a menudo verde). El propósito de este terreno es la seguridad. Un aparato simple podría tener una carcasa metálica, que está conectada a tierra. Caliente y neutral entra en el aparato para alimentarlo. Si algo saliera mal, como si se hubiera soltado un cable en el interior, si el chasis no estuviera conectado a tierra, al tocarlo podría producirse una descarga eléctrica. Tener el chasis puesto a tierra, en cambio, desvía la corriente a tierra, por lo general de manera muy abrupta, de manera que el interruptor se dispara y se corta la alimentación.

Fíjate, esta es una explicación simplificada, pero espero que te ayude a entender el concepto básico de CA y a diferenciar lo que constituye los cables del circuito y la tierra, tanto como un concepto como una conexión física.

Para obtener información más detallada sobre AC, consulte este artículo en allaboutcircuits.com.

    
respondido por el JYelton
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Piense en la CA como corriente continua de ida y vuelta. Durante el tiempo que fluye en una dirección, necesita un "lugar" para ir. Ese "lugar" es la terminación del circuito, o el neutral.

    
respondido por el Chris Michael
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En realidad, tiene más de una pregunta, por lo que debemos involucrarlos individualmente.

¿Necesitamos conectar a tierra la fuente de CA No? Usted puede tener un solo polo para trabajar, en condiciones especiales (la causa de alta frecuencia 60Hz tomaría mucho tiempo) donde la recolecta, la reutiliza ... (por ejemplo, el cable de alta frecuencia / alto voltaje de un transformador de señal de neón, se puede conectar directamente a una "Y" de dos diodos rápidos de dirección opuesta y colocar un capacitor entre ellos. Este es un conector AV y el capacitor construirá voltaje)

Esto se hizo sin retorno del cable de CA del transformador de señal de neón. Solo cable oscilando como dices.

Conducir una carga es una cuestión diferente porque para tener un flujo de corriente, debe tener la carga entre dos potenciales diferentes, uno más alto y otro más bajo. Así, la tierra es un estado relativo, para AC. Ese terreno podría ser aire, por eso utilizo el término ambiente de energía para un estado de fondo. Estoy seguro de que la gente tiene signos de interrogación alrededor de sus cráneos ahora. Así que permítanme darles un ejemplo de tierra en el aire: tome una bobina de Tesla y hágala transmitir a través de la Tierra (por cierto, esto es posible), la Tierra está actuando como un conductor y el receptor de Tesla está conectado a la Tierra, y luego la bobina de Tesla Está conectado a tierra a la carga superior. La Tierra no es tierra en este ejemplo.

La energía busca el camino del ambiente (estado de fondo del terreno relativo). Entonces, independientemente del lado de la colina de polaridad en la que rueda, el agua fluirá en ambos lados, siempre que haya más potencial. (Una colina o en electricidad que llamamos ese voltaje).

Tenemos que divorciarnos de nuestro pensamiento de terreno en términos de la representación de onda sinusoidal bidimensional donde 0 voltios es tierra. Es solo una referencia para la señal, de lo contrario el ciclo negativo no tendría que buscar ambiente.

Debes considerar los sistemas de circuito abierto, porque la mayoría solo retendrá las respuestas en circuitos cerrados, pero rara vez es así como funciona el universo. Y empieza a preguntarse cómo funciona el acoplamiento inductivo y capacitivo si no hay cables físicos que toquen los circuitos cerrados.

Es mejor pensar en términos generales que cuando tenga cualquier voltaje, buscará un potencial más bajo.

    
respondido por el XR IX

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