Поскольку нейтраль подключена к заземлению, как ток отводится от земли?

Я знаю, что это старая тема и что здесь уже было несколько ответов. Если я ещё больше всё запутал, дайте мне знать, и я всё удалю.

Это моя упрощённая версия того, что происходит и почему заземляющие провода важны и должны быть разделены на всём протяжении до главного распределительного щита, а также почему «заземление» необходимо, но его недостаточно для выполнения функции единственного заземления.

Электрическая сеть похожа на большую систему трубопроводов с множеством маленьких трубок с разным давлением. Электростанция — это большой насос, перекачивающий электрический ток и стремящийся вернуть всё, что он отправляет по большому контуру. (Очень упрощённое объяснение)

1. В любой точке перед главным распределительным щитом заземляющий (зелёный или медный) и заземлённый (белый) провода должны быть разделены, поскольку белый провод (заземлённый или нейтральный) возвращает ток в центральную точку трансформатора (в жилом помещении), а «заземляющий» провод обеспечивает наличие альтернативного, неиспользуемого пути на случай необходимости. Если бы эти провода были соединены до главного распределительного щита, то заземляющий провод мог бы возвращать ток в главный распределительный щит, что было бы опасно. Например, в случае многоступенчатой цепи, если нейтраль используется в качестве заземляющего провода (подключенного к прибору), корпус прибора может стать токопроводящим устройством. То есть, если нейтраль ниже по цепи оборвана, прибор будет казаться человеку, прикоснувшемуся к нему, проводником тока.
2. Заземление существует как альтернативный (альтернативный на рисунке) путь к трансформатору и т. д., но оно является плохим проводником. Вот почему обрыв нейтрали в трансформаторе приводит к появлению странных (плавающих) напряжений. Заземление не является достаточно хорошим проводником, чтобы передавать весь ток, поэтому путь проходит через любую замкнутую цепь в доме, состоящую из цепей с разной фазировкой. Заземление необходимо для устранения проблем, связанных с блуждающим током, когда нет другого пути для его возврата.
3. Для старых приборов, в которых нейтраль используется в качестве заземляющего проводника, прибор подключается напрямую к распределительному щиту, поэтому он никогда не должен быть подключен последовательно к другой нейтрали. Это продолжение заземления распределительного щита. Если нейтраль оборвана, прибор может оказаться под напряжением, так как он будет пытаться замкнуть цепь любым возможным способом, в том числе через людей. Вот почему в цепях важен отдельный заземляющий провод и почему его необходимо механически соединять при сращивании.

Вот мое искусство для этого описания, только показывающее основания. Оно рудиментарное, и хотя я старался быть точным, в нем многое упущено. Я надеюсь, что это поможет прояснить, почему "заземленный" и "заземляющий" - это очень разные и важные понятия, и почему земля ищет не землю, а источник генерации, из которого она пришла. (Не порти искусство, это все, что у меня есть..Забавные маленькие рожицы на панелях — это розетки с заземлением. На изображении не показано питание, за исключением выводов трансформатора на главную панель.)

Вопрос, по-видимому, заключается в том, может ли при «нормальной работе» существовать «какой-либо» ток в большом заземляющем проводе, идущем от главного щита к фактическому «заземлению».
Ответ: ДА, это возможно, но сила тока должна быть очень низкой.
Примечание: мы не обсуждаем ток в заземляющих проводах электропроводки внутри дома, а говорим только о большом заземляющем проводе, идущем от главного щита к внешнему «заземлению».

На главном щите нейтраль питания подключена к «земле», поэтому существует параллельный путь: 1) к нейтрали питания и 2) к «земле».

Сила тока на участке цепи определяется разницей в сопротивлении между этим участком и любым другим участком цепи.

При правильном проектировании и монтаже сопротивление нейтрали источника питания намного меньше сопротивления «земли», поэтому большая часть тока проходит по нейтрали источника питания, но небольшая его часть может проходить по «земле».

Признаюсь, я очень мало разбираюсь в проводке переменного тока. Для меня это не имеет особого смысла. Но вот моё объяснение для новичков. Пожалуйста, кто-нибудь, объясните, почему это неправильно.

Переменный ток меняет полярность 60 раз в секунду. Когда чёрный провод под напряжением меняет полярность, белый нейтральный провод меняет полярность в противоположную сторону. Когда на проводе под напряжением +60 В, на нейтральном проводе -60 В, и наоборот, что в сумме даёт размах напряжения 120 В.

Можно представить это и по-другому: положительное напряжение толкает, а отрицательное — тянет, поэтому относительно источника (понижающего) трансформатора происходит эффект «толкай-тяни» 60 раз в секунду.

Таким образом, причина, по которой ток не уходит через нейтральный провод на землю, заключается в потенциале. Потенциал земли равен 0 В. Положительное напряжение составляет +60 В, что больше 0 В (потенциала земли), поэтому можно подумать, что ток уходит на землю. Однако в то же время, когда на одном проводе есть +60 В, на другом также есть -60 В. Таким образом, +60 В фактически возвращается к источнику питания через трансформатор под действием отрицательного напряжения (-60 В), потенциал которого выше, чем потенциал земли (0 В). На протяжении всего цикла синусоиды положительное напряжение уравновешивается отрицательным напряжением, что поддерживает ток в цепи. Разность потенциалов колеблется от 0 В до 120 В 60 раз в секунду.

Ток не хочет возвращаться в землю, он хочет вернуться к источнику. Земля — не лучший проводник, и хотя она подключена параллельно к сети, ток, возвращающийся через землю, настолько мал, что фактически равен нулю. Однако если вы потеряете нейтраль, то земля станет единственным возможным путём для возврата тока к источнику.

Я проводил замену в жилом помещении, и нейтральный провод на стороне подключения к сети оборвался. В доме по-прежнему было электричество, потому что система была заземлена и ток возвращался к источнику по «плану Б» через землю. К счастью, владельцы дома только что купили его и ещё не переехали.

Потому что заземление не является возвратом, если только вы не подключаетесь к нейтрали, фазе или не замыкаете компонент на заземление корпуса.

Это отдельно стоящая сеть проводов/трубопроводов, подключённая к земле и не являющаяся частью цепи до тех пор, пока не произойдёт короткое замыкание.

Отличный вопрос, и кажется странным, что у нас есть заземление и нейтраль. Нейтраль нужна для того, чтобы заземление не было нагружено. Мы не хотим, чтобы заземление было нагружено, у него нет такой мощности, и оно предназначено для резервного питания.

В системах переменного тока ток протекает по «горячей» и «опорной» ножкам. В качестве опорной мы используем нейтральную ножку. В странах с напряжением 240 В нейтральной ножки нет, но есть две противоположные ножки по 120 В, которые служат опорой друг для друга. В системах переменного тока напряжение непостоянно — оно чередуется между +X вольт и -X вольт. + и - относительно чего? Напряжение — это просто разность потенциалов относительно опорной точки. В системах на 120 В на одной ноге будет -60 В относительно нейтрали, а затем напряжение будет переключаться на +60 В относительно нейтрали 60 раз в секунду. В системах на 240 В без нейтрального провода между двумя фазами на 120 В, находящимися в противофазе, существует воспринимаемая разница потенциалов.

Так что да, теоретически вы могли бы получить разность потенциалов между «горячей» ногой на 120 В и заземлением, НО тогда вы нагрузите заземление, и оно перестанет выполнять защитную функцию. На практике, когда вы нагружаете заземление, панели приборов и другие заземлённые элементы тоже нагружаются и могут ударить током.

Заземляющий провод нужен для безопасности, он должен быть максимально приближен к потенциалу Земли. В связи с этим существует законодательно установленное ограничение на сопротивление между заземлением на входе в помещение и грунтом снаружи. В США оно составляет 25 Ом, или можно обойтись двумя заземляющими стержнями, расположенными на расстоянии 6 футов (или более) друг от друга. (Дешевле установить два заземляющих стержня, чем тратить время и деньги на проверку сопротивления)

Нейтральный и заземляющий провода подключаются на служебном входе, чтобы свести к минимуму разность потенциалов между нейтралью и землёй за счёт снижения сопротивления заземления.

Чтобы на заземляющем проводе, идущем к заземляющим стержням, не было абсолютно никакого тока, ближайший трансформатор должен был бы иметь одинаковый ток на обоих фазных проводниках. Поскольку нейтраль (центральный отвод) трансформатора обычно заземляется в том же месте, что и сторона с более высоким напряжением, ток на всех проводниках со стороны высокого напряжения также должен быть одинаковым.

Таким образом, через систему заземления на служебном входе всегда проходит некоторый ток. Главное, чтобы напряжение было как можно ниже, а сопротивление — как можно меньше.

Если вам нужны доказательства того, что в системе заземления есть напряжение, а значит, и ток, измерьте напряжение между заземляющим стержнем и точкой в земле на расстоянии нескольких футов.
Если вы измерите напряжение с помощью высокоточного мультиметра и оно составит хотя бы десятую долю вольта (переменный ток), значит, в вашей системе заземления есть ток.
Вы даже можете измерить напряжение между заземляющим стержнем и точкой соединения нейтрали и системы заземления. Хотя оно будет намного меньше, чем при другом измерении, поскольку медь и алюминий являются лучшими проводниками, чем земля.

Даже если вы отключите питание, при выполнении обоих этих тестов вы всё равно увидите некоторое напряжение. При условии, что к тому же трансформатору, что и у вас, подключён кто-то ещё, а ваши нейтральные и заземляющие провода подключены правильно. Путь, который должен пройти ток, прежде чем он попадёт в ваше помещение, будет длиннее, поэтому сила тока/напряжение будут значительно меньше.

Если коротко, то это сопротивление. Электрический ток будет искать самый простой путь к заземлению. Соединение нейтрали с заземлением в распределительном щите — это подключение к заземляющему проводу, который идёт к реальному заземлению. Это провод большого сечения, подключённый к заземляющим стержням, глубоко вкопанным в землю, чтобы обеспечить минимально возможное сопротивление.

Чтобы ток прошёл от нейтрального провода к заземляющему и поразил вас электрическим током, ему необходимо:

1. дисбаланс в домашней электропроводке (помните, что есть два фазных провода, и при обрыве нейтрали цепь становится последовательной с двумя нагрузками),
2. обрыв нейтрали, поскольку нейтраль будет находиться под воздействием разницы в токах, потребляемых двумя фазными проводами (по конструкции трансформатора с центральным отводом), и
3. более эффективный путь к земле, чем заземляющий провод, подключённый к заземляющим стержням.

Пока не выполняется хотя бы одно из этих трёх условий, ток в заземляющем проводе отсутствовать не будет.