Eu aprendi muito com todas as respostas, e pode ser que o meu argumento aqui seja tão óbvio que não mereça menção, mas não era óbvio para mim e o mesmo pode ser verdade para alguns outros.
Parece-me que o efeito dos caminhos de aterramento não foi atribuído como a causa do aumento da tensão prejudicial em uma perna devido a uma perda de neutro.
Evidentemente, nos EUA, usamos o sistema de aterramento TN-CS. Consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system para o qual um neutro quebrado é um grande risco de segurança.
Se o neutro for perdido (total ou parcialmente), o único ou principal caminho da corrente de retorno do painel (barras de aterramento) para o transformador (haste de aterramento) é através da terra, um caminho com resistência significativa (ao contrário de um neutro intacto que efetivamente resistência zero).
Para a potência de 125 V consumida na casa, o fluxo de corrente de volta ao transformador é a diferença entre a corrente nas duas pernas quentes. Um desequilíbrio nas duas pernas aparecerá como uma corrente diferente de zero no caminho de retorno. Se o neutro de baixa resistência for perdido, essa corrente causará uma diferença de tensão (V = IR) entre as barras de aterramento no painel do consumidor e no transformador. Essa diferença de voltagem será subtraída da voltagem de uma perna da casa (a mais alta carregada), mas adicionadaà tensão na outra perna (a perna mais baixa carregada). Portanto, qualquer equipamento na perna inferior carregada terá mais da metade da diferença de tensão entre as pernas. E pode haver uma falha em cascata, porque toda vez que uma carga desaparece (quando o equipamento falha) na perna de tensão mais alta, a tensão fica muito mais alta.
EDITAR
Eu brinquei com o modelo infinito de grade de resistores do caminho da haste de aterramento da casa para a haste de aterramento no pólo do transformador e fiquei perplexo e humilhado rapidamente. @Harper se referiu a isso em seu comentário.
Pesquisei no Google e encontrei uma resposta bacana https://www.mathpages.com/home/kmath669/kmath669.htm (A resposta para o problema definido no desenho animado no comentário do @Harper seria -0,5 + 4 / pi = 0,773 Ohm.)
Essa análise de página matemática fornece a fórmula para a resistência entre dois pontos em uma diagonal separados por m etapas diagonais como:
Rmm = R (2 / pi) (1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 +.. + 1 / (2m-1))
Acho que é possível estimar a resistência por pé do solo e, em seguida, o número de pés em relação ao poste seria m. Mas meu argumento é que existe uma resistência significativa entre a haste de aterramento da casa e a do poste do transformador.
Eu tenho duas hastes de terra em série e pude desconectar a externa do meu painel, usando cabos de ligação em ponte e um cabo de extensão para medir a resistência. Não tenho certeza se vou conseguir me motivar a fazer isso. Alguém conhece a resistência através de 30 pés de "solo" (agora solo muito úmido de Dallas)?
EDIT2 Agora percebo que precisaria desconectar as duas hastes de terra para obter uma medição precisa e não estou disposto a fazer isso. No meu quintal, longe da casa, eu podia esfaquear dois pedaços de vareta de aterramento cortada e ver qual a resistência que tenho entre eles.
EDIT3
Eu saí e pisei dois pedaços de haste de aterramento de 18 "de 1 pé no chão, a 30 pés de distância, em nosso quintal muito úmido. Usei uma extensão de 50 pés como extensão dos cabos de teste do meu novo multímetro True RMS Fluke 115 no modo de resistência.É claro que essa é uma medida DC e quantitativamente sem sentido, mas estou apenas relatando o que obtive.Alguém aqui deve saber qual deve ser um resultado válido.
O primeiro valor que apareceu no visor foi de ~ 40 ohm e esse valor aumentou em aproximadamente 10 segundos para ~ 120 ohm. Percebo que um ohmímetro CC não dará resultados significativos para 60 hz ac, mas estou apenas relatando o que obtive. Eu acho que ~ 2 ohm a 20 ohm de impedância por 60 hz.
EDIT4
A resistência ao longo de uma diagonal em uma grade infinita 2-D de resistores R foi referenciada acima
Rmm = R (2 / pi) (1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 +.. + 1 / (2m-1)).
A soma dos recíprocos dos números inteiros ímpares (também conhecida como série harmônica ímpar) não converge à medida que m aumenta para m cada vez maior. Para m> 5 e progressivamente melhor para m> 10, a soma desta série se aproxima assintoticamente de uma função logarítmica
gama / 2 + Ln (2) + (1/2) Ln (m), em que gama é a constante de Euler (ou Euler-Mascheroni) ~ 0,57722, portanto
0,57722 / 2 + 0,69315 + (1/2) Ln (m) = 0,98176 + (1/2) Ln (m).
Testando isso para m = 7
A soma dá: 1 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + 1/9 + 1/11 + 1/13 = 1,9551
A fórmula logarítmica fornece 0,98176 + 0,5 Ln (7) = 0,98176 + 0,97296 = 1,9547, e a fórmula logarítmica se aproxima cada vez mais como m>.
Portanto, a resistência ao longo de uma diagonal de m etapas diagonais é aproximada por
Rmm = ~ R / pi (1,9635 + Ln (m)) onde m seria o número de etapas diagonais entre os dois nós.
Portanto, podemos ver que a resistência entre a haste de aterramento de uma casa e a haste de aterramento do transformador é uma função crescente logarítmica da distância. Isso significa que é uma função da distância que aumenta muito lentamente.
