Por que a terra é usada para terra? Literalmente terra?

18

Eu nunca considerei a Terra particularmente condutora. É apenas sujeira, afinal.

No entanto, eu vi estacas condutoras "aterradas" sendo enterradas no solo para que a eletricidade seja aterrada, porque encontrará seu caminho até lá.

No entanto, nunca fez sentido para mim por que a Terra forneceria esse efeito: por que a eletricidade se incomodaria em fluir para a sujeira de toda a bondade condutora dentro do circuito?

Quais características da terra / eletricidade fazem a corrente fluir diretamente para o solo?

user3916009
fonte
Nas instalações modernas, toda a corrente flui através dos fios. O aterramento fornece apenas uma referência de tensão. Somente em condições de falha a corrente fluirá através da terra para essa estaca. Os disjuntores GFI podem disparar quando isso acontece. Eu acho que faz sentido ter uma referência 0V, e a Terra é provavelmente uma boa escolha, porque muitas coisas em sua casa estão conectadas a ela de qualquer maneira. Mas a condutividade da terra é muito variável para ser usada como parte intencional do seu circuito.
Mckith
11
Veja também Return Earth Single Wire para uma maneira de usar a Terra Real. Embora a rede regular possa funcionar sem a conexão com a Terra Real, faz sentido referenciar o sistema de energia com a Terra real. Em algum momento, você estará do lado de fora cortando o gramado com uma máquina elétrica, ou a rede elétrica será atingida por um raio.
tomnexus
6
A corrente elétrica não flui na sujeira, mas flui razoavelmente bem na água salgada que torna a sujeira úmida.
markt

Respostas:

9

Em poucas palavras

Não se supõe que a eletricidade flua através de estacas no solo em condições normais. Isso não significa que sua resistência é alta, na verdade é surpreendentemente pequena. Esse ramo do circuito simplesmente não está fechado normalmente.

Em detalhes

Um solo é um ponto de referência. Você poderia, literalmente, pegar qualquer rede em seu circuito que supostamente permanecer em uma tensão constante e chamá-la de aterramento. Depois que todas as fontes de tensão criam uma diferença de potencial (chamada tensão) entre duas redes, independentemente de quais são seus potenciais - se elas são fixadas externamente, haverá um conflito e coisas ruins, mas se uma delas for corrigida, outro potencial mudará de acordo. Geralmente o terreno é ocupado de tal maneira que trabalhamos com suprimentos positivos predominantemente, por exemplo, terra no terminal - de uma ponte retificadora. Isso não significa que todo o fluxo atual através disso seja apenas uma referência.

A Terra tem principalmente um papel de proteção da pessoa. Nenhuma corrente deve fluir na Terra porque o circuito de alimentação real é isolado da Terra; no entanto, e se esse isolamento for comprometido (fios comidos por coelhos, crianças enfiando os dedos em soquetes ...)? Todos estão indiretamente conectados à Terra (nenhum isolamento é perfeito), o que significa que esse circuito será fechado agora e a única coisa que limitará a corrente que passa pelo que quer que esteja fechando o circuito (por exemplo, pessoas) é sua resistência interna. Dependendo do ambiente, essa resistência pode ser suficientemente baixa para matar alguém; consulte esta discussão sobre quais tensões são consideradas seguras. Para evitar isso, todos os compartimentos estão conectados à Terra (um circuito Terra-R-Terra tem uma corrente próxima de 0A) e a fonte de energia elétrica possui um dispositivo de corrente residual que compara a corrente que entra e sai e corta a fonte se há um vazamento (através da Terra).

A Terra é usada para um suprimento equi [de referência] potencial O fornecedor de eletricidade também precisa proteger seu pessoal, de modo que o suprimento a montante também é referenciado à Terra. Assim como em qualquer outro lugar. Então, o que acontece se a Terra não é um bom condutor e seu potencial não é homogêneo? Os usuários podem estar em contato com 2 terras diferentes, o que pode ser uma grande diferença de potencial (= tensão). Felizmente, úmido em manchas de sujeira e água são bons condutores, mas acima de tudo a seção transversal equivalente desse condutor fictício é enorme. Exceto em situações curtas como raios, ele tem uma excelente homogeneidade em potencial. Por que usar outro condutor para o solo, que usará mais cobre e será menos eficaz se pudermos usar o que está sob nossos pés?

A Terra também é útil como proteção contra raios: os raios são como qualquer falha dielétrica / isoladora, ocorre onde a resistência entre a nuvem carregada e a Terra é mínima (veja este incrível GIF ). Árvores altas, torres etc., e não podemos correr o risco de confiar apenas na sorte; portanto, picos altamente condutores são usados ​​para atrair raios, e a Terra é usada para dissipar essa energia. Disse vagamente. Normalmente, os raios têm corrente suficiente fluindo para criar na Terra e nas pernas humanas uma voltagem alta o suficiente para matá-las, de modo que se espalha mais uniformemente.

Como sempre, darei as boas-vindas a qualquer pessoa que me corrija, se não for preciso.

Mister Mystère
fonte
varrer! Muito obrigado pela descrição detalhada!
user3916009
5

Sujeira sem umidade (teor de água) NÃO é um condutor muito bom e NÃO é um bom solo. Então, você está certo, a sujeira não é um condutor muito bom, por si só, e, portanto, por si só, não é um bom terreno. Areia seca e rochas também são péssimas.

A terra congelada também não é um bom terreno, e é por isso que é necessário usar estacas de aterramento por tempo suficiente para atingir abaixo da "linha de geada". O gelo não é um bom condutor. De fato, o gelo é aproximadamente um isolante

De fato, a água líquida PURE não é um condutor. São os minerais contaminados na água que conduzem eletricidade, ou melhor, os íons desses minerais. A água salgada possui muitos íons livres; portanto, a água salgada é muito condutora.

Mais estranho ainda, o sal seco puro também não conduz eletricidade.

É tudo sobre ELETRÔNICOS DE MOVIMENTO LIVRE em um condutor e em uma solução ÍONS DE MOVIMENTO LIVRE.

Na água pura, não há elétrons livres nem íons.

No sal puro, existem íons, mas os íons Na + e Cloreto de Sódio não podem se mover, ligados ionicamente um ao outro.

A polaridade das moléculas de água permite que a água dissolva muitas substâncias ligadas ionicamente. Portanto, a água salgada líquida contém íons Na + e CL- em movimento livre. Qualquer outro mineral iônico dissolvido na água provavelmente também seria um bom condutor, em geral.

Se você congelar a água salgada, duas coisas acontecem. O primeiro gelo (moléculas de água sólida) tende a excluir os íons Na + e CL- dos cristais de gelo. Segundo, mesmo que os íons não sejam excluídos, eles não podem mais se mover o suficiente para transferir a carga. Portanto, sem corrente.

Portanto, aterrar na terra só funciona bem quando o solo está correto. Muitas vezes, esse solo é úmido, criando uma solução aquosa contendo íons livres.

Leia este artigo: "Alcançando um solo aceitável em solo pobre" Ele fala sobre como no Havaí o solo vulcânico é um problema para a criação de um sistema de aterramento.

http://ecmweb.com/content/achieving-acceptable-ground-poor-soil

Mike Rodgers
fonte
1

OK, então é assim que eu vejo. Não existe tensão absoluta, mas apenas uma tensão relativa. O que significa que se você possui +5 volts em algum lugar do sistema, significa que são 5 volts a mais do que a tensão em algum outro ponto ou ponto de referência.

Mas, em vez de fazer um ponto aleatório como referência e medir tensões em relação a esse ponto, trazemos o conceito de terra na Terra.

O aterramento pode ser apenas terra ou sujeira fisicamente ou principalmente um ponto no sistema de circuitos em que consideramos o potencial do ponto como zero volts e todos os outros potenciais no sistema são medidos em relação a esse ponto.

Timmy
fonte
11
Você também pode pensar no potencial zero em termos de cobranças. O potencial no infinito devido a um sistema de carga colombiano é considerado nulo; portanto, o potencial em qualquer ponto é a diferença de potencial entre a posição em questão e o potencial 0 no infinito.
Timmy