Messa a terra e perché si verifica una perdita di carica

Nella mia immagine end-to-end manca una serie di informazioni di base su come funziona il grounding e perché è importante. Quando viene applicata una tensione in un circuito, la corrente elettrica inizia a fluire (o il campo si stabilisce da solo). Ora in un circuito domestico CA la corrente fluisce attraverso il circuito come in CC, ma capita anche di invertire le direzioni 50 o 60 volte al secondo (Hz).

Quindi perché alcuni apparecchi hanno perdite di corrente elettrica sulle loro superfici metalliche in primo luogo. Tutti gli interni degli apparecchi non dovrebbero essere progettati in modo tale da non poter mai (o raramente) perdere corrente?

Il punto centrale della mia domanda è: perché diamo la colpa alla mancanza di messa a terra quando un elettrodomestico provoca una scossa elettrica? Non è ugualmente la colpa di essere progettata in modo tale da consentire perdite di carica?

Quindi in caso di scossa elettrica non è altrettanto importante indagare sull'appliance (in questo caso si tratta in realtà di un computer desktop assemblato su misura) per scoprire perché il suo circuito perde la carica delle sue parti metalliche, invece di aspettarsi sempre messa a terra per rimuovere quella carica in eccesso sulla terra.

Un altro modo per parafrasare questa domanda è: è probabile che alcune apparecchiature (in particolare i computer assemblati) perdano la carica. Pertanto, in caso di urti rari, a volte non dovrebbe essere più importante indagare sull'apparecchio stesso per avere la tendenza a ricevere la perdita di carica invece di controllare ciecamente la messa a terra

Non è insolito che l'alimentazione di rete sia deliberatamente collegata a terra tramite piccoli condensatori ad alta tensione, per ridurre le interferenze radio emesse. Questi condensatori sono classificati per resistere ad alte tensioni in modo sicuro e per "fallire in sicurezza" (cioè non formare cortocircuiti in caso di incidente o temperatura eccessiva.) Di solito sono identificati come "Classe Y" o "Classe X2" sul loro caso marcature, in genere 0,1 uF 275 V o 400 V.

Questi condurranno una piccola corrente CA a una custodia di metallo e se la custodia di metallo NON è correttamente messa a terra, è possibile che si verifichi una leggera scossa da questa corrente, ma non dovrebbe essere pericoloso.

Ho anche misurato circa 110 V CA su metallo esposto semplicemente dalla capacità all'interno di un trasformatore di rete (230 V) (la corrente di corto circuito era solo di 30 microampere ma si sentiva il "formicolio")

Concordo tuttavia sul fatto che qualsiasi altra fonte di dispersione dalla rete CA alla carpenteria metallica dovrebbe essere studiata: quelle pericolose di solito si presentano con misurazioni della resistenza CC, a differenza di quanto sopra.

La custodia dell'apparecchio potrebbe surriscaldarsi == collegata al filo sotto tensione a causa di un errore di progettazione o di un uso improprio (caduta sul pavimento). Queste cose accadono, proprio come qualsiasi altro software ha dei bug. Sarebbe bello se tali errori NON costassero vite umane. Per tale motivo, abbiamo messo a terra il caso e, se si verifica un cortocircuito, la corrente eccessiva si sposta a terra, gli interruttori di circuito (o meglio, il dispositivo a corrente residua scatta) e nessuno viene ferito.

Per chiarire: la carica NON deve perdere a terra. Qualsiasi evento di questo tipo significa che l'apparecchio è difettoso e deve essere riparato o sostituito. È interessante notare che la corrente mediana, necessaria per uccidere un umano di 30 ma, è anche il valore standard per far scattare i dispositivi a corrente residua.

Ora, perché la corrente fluisce attraverso una persona, collegando la custodia dell'apparecchio a terra? Perché non isolare tutti gli alimentatori da terra e quindi non sarebbe possibile chiudere un circuito attraverso la persona, toccando la custodia?

FIXMEUP:
Sfortunatamente, non sono sicuro. Penso che ciò sia dovuto al fatto che la Terra ha una capacità significativa e prima che sia sufficientemente carica da interrompere il flusso di corrente, la persona sarà morta da molto tempo.

Esistono due principali fonti di dispersione di rete in un apparecchio di Classe I (chassis con messa a terra) che funzioni correttamente: connessioni capacitive deliberate dalla rete a terra e capacità parassita.

In primo luogo, e soprattutto nel caso della maggior parte delle apparecchiature di classe I di consumo / commerciale leggero (PC desktop, apparecchiature di prova alimentate dalla rete elettrica), sono i condensatori di classe Y, spesso circa 4,7-10 nF circa, dalla rete alla terra all'alimentazione ingresso. Questi forniscono un percorso che consente al rumore interno ad alta frequenza di tornare alla sua origine invece di entrare o uscire dal box - insieme al resto delle parti del filtro di ingresso alla rete, forniscono un "noise firewall" che impedisce al box di fare un hash della tua stazione radio preferita.

Per le apparecchiature mediche, dove la bassa perdita è fondamentale, e per gli apparecchi più vecchi, dove non è necessario un filtro antirumore di questo tipo, questi condensatori non sono presenti. Di conseguenza, le fonti di dispersione primarie sono ora capacità parassite, o "vaganti", dal cablaggio di rete al metallo con messa a terra e anche tra i due lati del trasformatore di rete se uno è presente e il secondario è collegato a terra. Nella maggior parte dei casi, queste capacità sono più piccole dei condensatori Y, ma possono comunque fornire un po 'di corrente di dispersione, in particolare per apparecchi che hanno motori CA di grandi dimensioni o simili.

Gli apparecchi più recenti, con i loro controlli sofisticati, e alcuni altri dispositivi (come le microonde) sono un equilibrio tra le due fonti di corrente di dispersione.