Por que usamos terra

Estou pensando nisso há algum tempo, então fiz algumas pesquisas e, como sempre, a wikipedia foi a mais esclarecedora. Parece que o telégrafo foi a primeira vez que o terra foi introduzido para concluir um circuito. Parecia ter sido uma boa idéia economizar fio, se não pelo fato de o solo ter muito mais resistência; portanto, você precisará de muito mais energia para que a eletricidade flua.

Isso era bom para a telegrafia, mas, para qualquer outra coisa, parece mais problemas do que vale a pena.

Eu li o argumento para um "ponto de referência" na medição de tensões absolutas. Essa é a solução para um problema artificial. As tensões são significativas apenas como diferenças de potencial. Portanto, você mede diferenças de potencial, não escolhe um quadro de referência sem sentido.

Quanto ao argumento de segurança, parece que estaríamos muito mais seguros sem o sistema de aterramento. Se o solo não fosse usado para completar o circuito, a eletricidade geralmente teria que raciocinar para viajar através de uma pessoa para o solo. Isso reduziria o risco de eletrocussão, exigindo que alguém tocasse nos dois fios para ficar chocado, e não apenas no quente. O fio terra parece ser uma medida de segurança adotada para evitar um problema desnecessário.

Quanto aos sistemas de baixa tensão, o solo cria uma fonte desnecessária de ruído. Tanto quanto posso dizer, o solo atuaria como uma bateria gigante instável + antena. Qualquer diferença de ph no solo significaria um deslocamento de CC - dependente da diferença na acidez das composições de água e minerais nos dois pontos do solo.

Usar o terra para completar o circuito para sinais de rádio significa resistência desnecessária em um circuito. Sua qualidade está à mercê de sua escolha no solo, e não no design do seu circuito.

Provavelmente há problemas que perdi, mas estou realmente me perguntando se há algumas vantagens realmente sensatas que perdi.

Alguém conhece a história / filosofia do uso do terra para completar os circuitos?

A conexão à terra ou a referência são usadas quando usadas, porque a longa experiência mostrou que é a melhor escolha na prática. "Reinventar a" roda de aterramento "" pode ter seu lugar em alguns casos, mas geralmente não. Em muitos casos, existem aspectos concorrentes, mas o melhor resultado geral é obtido com o uso do solo. Os sistemas de distribuição de energia são um exemplo.

Os sistemas de rede ou de tensão da rede seriam mais seguros se o sistema não fosse totalmente referenciado à terra, e este é o princípio que os "transformadores de segurança" usam, MAS no momento em que uma falha aterra total ou parcialmente uma parte do sistema em qualquer parte do circuito, em seguida, o todo o sistema se torna letalmente perigoso para os usuários.

Observe que APENAS UMA ferramenta deve ser usada com um transformador de isolamento, e o transformador deve estar localizado próximo à ferramenta. O uso de cabos longos após o transformador e duas ou mais ferramentas corre o risco de aterrar uma ferramenta ou fiação deixando a outra desprotegida.

A dificuldade em manter um sistema isolado é na prática (que é o que conta) muito mais difícil do que os problemas causados ​​pelo aterramento. Alguns sistemas de energia a bordo de navios têm ambos os condutores flutuando em relação ao solo do navio (= potencial da água do mar quando você está flutuando em água salgada), MAS e a falha no solo é perigosa, como acima, um grande esforço é feito para rastrear e remover falhas no solo. Em um sistema terrestre que não foi referenciado em terra, qualquer falha no aterramento na mesma fase afetaria todos os usuários na mesma fase. Portanto, uma rua inteira de casas pode ser afetada por uma falha em um circuito em uma casa.

Depois de ter um sistema referenciado à terra, os aspectos de segurança da detecção e gerenciamento de circuitos individuais são facilmente manipulados. As caixas aterradas fornecem proteção e detecção, as correntes de falha fluem para o terra e podem ser "incentivadas" para permitir fácil terminação de falha (fusíveis) ou detectadas em um nível muito baixo (ELCB / GFI). A referência no solo é um ponto positivo geral nos sistemas de energia domésticos.

Poucos sistemas modernos usam o solo como um condutor real.
(Swer S ingle W ira E Arth R sistemas egressar) de energia foram muito utilizados de uma só vez e ainda são utilizados em alguns sistemas rurais. Eu vi um aqui (NZ) há alguns meses, mas eles são raros. Eles são de fato muito úteis e econômicos, mas geralmente são eliminados por razões que geralmente não fazem sentido técnico. O custo de fornecer uma conexão à terra suficientemente boa em cada extremidade é, na maioria dos casos, baixo comparado ao custo de muitos quilômetros de adição de um condutor extra.

Linha SWER de 19 kV:

Wikipedia SWER

Apresentação de slides do SWER - boa

Vídeo SWER - NZ

Excelente apresentação de slides do SWER / tutorial

SWER - Experiência australiana com aplicação para uso em países em desenvolvimento

SWER - Wikipedia

Os sinais de RF geralmente são "lançados" como sinais desequilibrados contra uma imagem fantasma refletida no solo. Um radiador vertical de quarto de onda típico tem uma imagem implícita refletida no plano do solo. As altas torres das estações de brodcast da AM quase todas usam esse sistema. Existem economias de materiais usados ​​em comparação com dipolo ou outras antenas, o padrão de radiação é omnidirecional e os ângulos de radiação são adequados para as comunicações diretas de ondas - a maioria das audiências está próxima do transmissor para as estações de transmissão AM.

• As antenas receptoras de TV 9o design tradicional Yagi) e as estações de transmissão de longa distância usadas para notícias intercontinentais etc. geralmente usam feixes ou antenas similares. A antena HRH delta Loop não aterrada foi desenvolvida especialmente para e a partir de tais aplicações.

Em sistemas que precisam de aterramento, técnicas foram desenvolvidas para fornecer bases adequadamente boas para minimizar adequadamente os efeitos das condições locais. O aterramento adequado é essencialmente de resistência zero, pois é de tamanho sensivelmente infinito. Conectar o aterramento local ao aterramento real é o desafio, e os métodos e necessidades são bem compreendidos para cada aplicação relevante.

Você está fazendo um monte de suposições incorretas. Alguns sistemas de transmissão de energia muito antigos usavam o solo como um dos condutores, mas não é assim que as coisas são feitas hoje, pelo menos não são novos sistemas.

Caso contrário, você assume que as coisas estão sempre conectadas à terra quando isso não é verdade. Aqui nos EUA, o fornecimento de energia para uma casa está realmente flutuando. É do secundário de um transformador de uma das três fases. O secundário é de 220 V com uma torneira central. A maioria dos circuitos é executada entre uma extremidade e a torneira central para obter 110 V. Os circuitos de alta potência, como faixas elétricas ou secadores, são conectados por todo o secundário e, portanto, são de 220 V.

Enquanto os três fios do secundário do transformador estão flutuando, a torneira central é deliberadamente aterrada na casa. Isso é em parte para lidar com o raio e evitar um grande acúmulo estático. Sem a conexão à terra, todo o circuito poderia carregar até alguma alta tensão em relação à terra. Em uma tempestade, isso pode ser particularmente ruim, mesmo sem um impacto direto.

Quando você diz "terra", deve realmente distinguir entre terra e circuito. A terra é o que parece, uma conexão direta com a terra. A terra do circuito realmente não tem nada a ver com a terra real. É apenas o nome que damos ao nó no circuito que consideramos a referência de 0 V para os outros nós. Isto é principalmente por conveniência.

O rádio é uma questão totalmente diferente novamente. As ondas de rádio não completam um circuito, pelo menos não no caso normal geral, quando você está no campo distante. O solo é usado nos rádios como referência para a antena e, às vezes, como um espelho para fazer uma pequena antena parecer maior. Às vezes, esse terreno é terreno, mas muitas vezes não, e certamente não precisa ser.

Notei este site em minha busca para encontrar a primeira vez que alguém decidiu aterrar e fornecer rede elétrica. As razões para o aterramento ou aterramento são pelo menos três vezes maiores que eu descobri enquanto estudava eletricidade:

1 Construção estática a partir principalmente de suprimentos aéreos. A acumulação estática nos fios aéreos do vento, etc., que estão obviamente conectados diretamente aos eletrodomésticos, daria a alguém um choque desagradável de um elemento de torradeira através de uma pessoa para o solo.

2Fenômenos à Terra em Arco. Eu li em um documento antigo sobre o sistema de suprimento inicial em Wisconsin. Muitas referências na rede ao Arcing Ground. Mas, como eu entendo nos primeiros sistemas não aterrados, percebeu-se que, quando um condutor de fase caiu no chão e foi retomado, um arco foi desenhado inesperadamente. Percebe-se desde que, uma vez que um fio entra em contato com o terra, um circuito completo não intencional é formado através da capacitância entre outras fases e o terra agora conectado. Às vezes, um circuito próximo ao ressonante é formado, causando tensões muito altas entre as outras fases e o condutor de terra não intencional, o que é perigoso. Ao conectar os vários níveis de tensão do sistema de alimentação ao terra, esse Problema de aterramento do arco é eliminado, pois o acoplamento capacitivo entre os condutores aéreos e o terra é curto.

3O chão é um condutor. Portanto, se em um sistema não aterrado ocorrer uma falha de isolamento, de modo que uma fase seja conectada ao terra, o solo se tornará vivo nessa tensão, mas pouco mais acontecerá. Até que ocorra uma segunda falha. O terra então conecta as duas falhas e podem ocorrer altas correntes e energização não intencional do equipamento. ou seja, uma torradeira com o seu ativo conectado ao terra na rua principal nº 1 pode ser conectada a uma lâmpada no nº 26 da rua principal com o seu ativo também em curto-circuito. Ligar a torradeira no No 1 fará com que a lâmpada acenda no No 26 e vice-versa. Sem dúvida, isso teria confundido qualquer eletricista. Compre conectando o ponto estrela (Wye) do transformador de alimentação ao terra, sabemos exatamente o que esperar do solo. É um condutor neutro simplesmente porque o conectamos à fonte neutra.

O ponto de referência da voltagem é que, ao aterrar o ponto estrela, a voltagem ao terra é minimizada à voltagem da fase, em vez da voltagem da linha. Os sistemas SWER ainda são comuns nas áreas rurais da Austrália. Algumas minas, fábricas e navios funcionam com um sistema desenterrado. Nesse caso, indicadores ou relés são dispostos de modo que, se uma conexão com o terra ocorrer, seja imediatamente indicada ou alarmada e o eletricista de plantão encontre e corrija a falha (espero) antes que ocorra uma segunda conexão ao terra. A vantagem é que o sistema pode sofrer uma falha e não disparar, mantendo o fornecimento e a produção. Contanto que a falha seja rapidamente isolada e corrigida. Alguém sabe quem e quando eles fundaram o sistema de suprimento?

Veja o sistema elétrico como nosso sistema circulatório, uma linha de pressão e uma linha de retorno, positivas e negativas, quentes e neutras (um loop único) no mais simples dos circuitos. O solo deve ser usado apenas para segurança.