Por que a companhia de energia fornece uma linha neutra?

Entendo que o poder é frequentemente transmitido em 3 fases (sem neutro). Então, quando chegamos a uma certa subestação, a empresa de energia basicamente fornece a casa 1, L1, casa 2, L2, casa 3 L3 e as conecta a uma linha neutra comum. Ou seja, cada casa recebe uma fase de poder e um ponto morto compartilhado entre as três linhas. Então, esse neutro é aterrado na terra na subestação.

Também entendo que no painel principal de minha casa o neutro está ligado ao chão. Parece-me que, se vamos fazer isso, por que precisamos do fio neutro? De fato, em qualquer sistema, se a empresa de energia realmente aterra o fio neutro na subestação, por que cada casa não pode simplesmente fornecer seu próprio neutro (ou seja, cada casa tem uma fase única e um poste de metal ou dois atrás) no solo que serve como neutro (corrente transportando terra) e terra (por segurança)). Parece-me que isso evitaria que a empresa elétrica precisasse fornecer um fio neutro. O que quero dizer é que o fio neutro é aterrado na subestação e em cada casa, então por que é necessário fornecê-lo?

Na minha configuração, a corrente fluiria do 1 fio que entra na casa do polo (fase monofásica) e a corrente fluiria para um aterramento fornecido em cada casa. Não há razão para a empresa de energia fornecer o neutro.

Você pode corrigir meus equívocos, por favor? Eu li muitos posts e recebo informações conflitantes ou contraditórias sobre isso.

Uma tensão é uma diferença potencial entre condutores. Por exemplo, a diferença entre o fio ativo e o neutro.

A empresa de energia fornece essas duas linhas para garantir a diferença potencial aos clientes. Se ele fornecer apenas o fio ativo e o terra de um cliente local for usado, não se sabe qual voltagem o cliente recebe.

Isso ocorre porque não há conhecimento sobre a diferença potencial de ponto morto entre a instalação elétrica e sua casa. Pode ser maior ou menor. E então a tensão resultante nos seus dispositivos também pode ser maior ou menor.

Acho que parte do motivo pelo qual você vê informações contraditórias é que a prática difere em diferentes países. Portanto, se você pegar parte da imagem em um lugar e parte em outro, não surpreende que você veja informações contraditórias.

Atenha-se a um local e entenda como a prática funciona e você estará em melhor forma. No Reino Unido, a prática deve seguir o BS7671 , anteriormente conhecido como "IEE Wiring Regulations", atualmente na 17ª edição. A primeira edição data de 1882.

Seu primeiro parágrafo resume bem: cada casa fica com uma fase e um neutro, e o neutro é aterrado na subestação.

Nesse sistema, o solo da sua casa é isolado do neutro, não está conectado a ele e, portanto, carrega relativamente pouca corrente. No entanto, deve ter impedância baixa o suficiente para transportar corrente suficiente para mantê-lo seguro em caso de falha, até que o fusível da casa principal queime ou que os disjuntores disparem. Essa impedância de aterramento é garantida - tradicionalmente, conectando-se ao tubo de água fria nos dias em que eram metálicos - e é testado - para novas casas, antes de você se mudar.

De fato, em uma casa protegida por disjuntores modernos - RCDs no Reino Unido ou GFCIs (EUA) - se você desviar apenas 20mA do neutro para o solo em qualquer lugar da casa, os disjuntores detectarão o desequilíbrio e desconectarão a energia, caso esses 20mA estavam fluindo através de você.

Considere o que aconteceria se você economizasse e usasse apenas um condutor para corrente neutra e terra de segurança. Agora imagine fluxos de corrente excessivos porque você sobrecarrega o circuito ou uma conexão ruim desenvolve alta resistência e superaquece, e o condutor de neutro / terra derrete antes da operação ...

Tudo em sua casa (incluindo o fio neutro / terra e, portanto, todas as peças de metal expostas) está ativo e você está vagando no escuro tentando consertá-lo. Você está feliz com isso?

Você pode desconectar a linha neutra e usar a terra para transportar a corrente de volta à empresa de energia ... desde que você use apenas uma quantidade muito pequena de corrente. Se você for corajoso, pegue uma pequena noite de LED e conecte uma das pontas ao lado quente de uma tomada e a outra a uma haste lançada no chão. Deve acender. (Tenha muito cuidado se você tentar isso - pode ser perigoso se você não souber o que está fazendo!)

Por que apenas um pouco de luz noturna? Por que não desconectar o neutro da empresa de energia elétrica da minha casa e acionar meu liquidificador usando apenas conexões neutras da minha casa até a haste na terra?

Porque a sujeira tem uma resistência muito, muito, muito maior do que o fio e a central elétrica está longe. Quanto mais corrente você tentar enviar através da sujeira, maior será a queda de tensão na sujeira. Não haverá energia suficiente na terra para acionar o liquidificador.

Observe que, na verdade, existem alguns sistemas de distribuição de "retorno à terra" que usam o terra como um dos condutores - eles normalmente funcionam com tensões muito, muito mais altas do que a sua casa. Como a tensão é muito alta, a corrente é baixa (lei de ohms), portanto a resistência do solo é menos problemática.

https://en.wikipedia.org/wiki/Single-wire_earth_return

Quem já viu o que acontece quando uma bateria de carro de 12V é conectada a duas estacas conduzidas em solo úmido, entenderá que os caminhos de condução da Terra em larga escala e alta potência não são viáveis. (Em solo fértil, as minhocas se soltam do chão - o que é ótimo para pegar iscas de pesca, mas ruim para o solo.)

Usar o solo como condutor em larga escala perturbaria muitas criaturas escavadoras.

Por que precisamos de terra e neutro nos EUA?

Bem, nos EUA, o neutro é um condutor de corrente. Não é diferente da linha "quente", exceto por estar ligada à terra (em exatamente um lugar). Os fios terra transportam corrente SOMENTE em caso de falha. Este esquema funciona bem. O fio terra é ligado a todos os metais acessíveis externamente de todos os equipamentos de linha. Normalmente, nenhuma corrente flui no fio terra. Porém, se o fio quente se soltar dentro do equipamento e causar um curto-circuito na caixa de metal, isso causará uma grande corrente de falha e disparará o disjuntor.

E se o neutro estiver em curto para o caso? Principalmente, como a corrente flui no fio neutro, você ainda pode receber um choque nesse cenário.

Mas a maioria das tomadas agora possui disjuntores de falha de aterramento (GFI). O que eles fazem é comparar a corrente que flui nos condutores quentes e neutros. Se as correntes não são exatamente iguais em magnitude (dentro de alguns mA), o GFI desarma. Isso é possível SOMENTE porque são usados ​​terra e ponto morto. E é um grande benefício de segurança.

É por isso que precisamos de ambos.

Em um sistema aterrado, a eletricidade está sempre procurando o caminho mais curto (menos resistivo) de volta ao solo. Não faz diferença qual é a resistência do solo real se você é o único caminho para o solo. Uma das principais razões para um bom aterramento (baixa resistência) é que a eletricidade escolha um caminho de aterramento seguro do sistema, em vez de percorrer seu corpo e matá-lo.

Nos EUA, a alta tensão trifásica é enviada para todo o país. A tensão é reduzida através de uma série de transformadores, o último dos quais local é frequentemente montado em poste na rua para serviços residenciais e é monofásico. A bobina secundária desse último transformador é isolada de todo o sistema anterior e é batida em cada extremidade da bobina e no centro da bobina.

Esses três fios entram na residência l1, l2 e neutro, que é o condutor de derivação central. As tensões entre l1 ou l2 e o neutro são, em cada caso, 120 volts, e esse é o serviço de 120 volts. A tensão entre l1 e l2 é de 240 volts e é usada para itens de maior potência, como fornos e fogões.

O neutro é aterrado [aterrado] diretamente no painel de serviço. Além disso, a maioria das casas possui um sistema de aterramento doméstico separado para segurança.