Por que os proprietários não foram eletrocutados quando os aparelhos foram aterrados através do neutro?

O sistema de distribuição dos EUA usa um condutor neutro que é aterrado na entrada de serviço de cada casa / prédio. O condutor neutro e o condutor de aterramento são fisicamente e eletricamente ligados na entrada de serviço principal, e ligados ao aterramento real através de hastes e / ou tubulações metálicas de água também.

Os dispositivos que eram comumente "aterrados via neutro" eram exclusivamente cargas primárias de 240V. No sistema norte-americano, essas cargas são alimentadas por dois condutores quentes, a cada 120 V de distância (em direções opostas) do terra / neutro. Nenhuma corrente flui no condutor neutro de uma dessas cargas (em geral, elas nem estão conectadas a ele). Se houvesse qualquer potência de 120V usada nesses itens, seria uma carga menor, como um motor de clock. O condutor neutro, no entanto, era de tamanho normal para a carga nominal do aparelho - 30A para um secador típico, 50 A para um fogão típico. Assim, qualquer carga de 120V que realmente faria com que a corrente fluísse no condutor neutro faria com que uma pequena corrente fluísse em um fio grande que estava aterrado no outro extremo. Como tal, nenhuma voltagem apreciável jamais surgiria no condutor neutro.

A mudança para um sistema de 4 fios com condutor de terra separado não é, notadamente, aquele em que os poderes que são decretados que todos os seus dispositivos antigos precisavam ser retirados e substituídos, já que eram assustadores e perigosos para si próprios; novos dispositivos precisam atender ao novo padrão. Quanta "real melhoria em segurança" pode haver, francamente, discutível; mas esse debate é um tanto sem sentido (4-fios é um negócio feito) e provavelmente também fora do tópico.

Em geral, mesmo um neutro de transporte de corrente em um circuito de 120V totalmente carregado não deve ter tensão suficiente acima do solo para causar um choque. Os fios corretamente dimensionados devem limitar a queda de tensão total na fiação para 3%, ou 3,6 volts, 1/2 dos quais abaixará a tensão quente e 1/2 deles (1,8 volts) aparecerão como uma diferença entre o neutro e o terra.

O corpo do aparelho não está "carregando" a corrente, porque a corrente flui entre dois pontos de tensão diferente. Um objeto aterrado, no entanto, é mantido com o mesmo potencial de tensão do que está conectado. Em termos mais simples, a única maneira de a corrente fluir para fora do corpo de um eletrodoméstico (digamos, a estrutura de um fogão) é que a corrente flua para a estrutura da estufa a partir de alguma outra fonte potencial mais alta. Como (esperançosamente) o fogão não está ligado a nada "quente" (ou seja, com alto potencial em relação ao solo), então nenhuma corrente fluirá através do quadro. Pense em pássaros em uma linha de energia ... embora eles estejam conectados a um alto potencial, eles não estão conectados a qualquer outra coisa, então não há corrente fluindo. No exemplo da estufa, o quadro é conectado ao neutro (que é amarrado ao terra no painel) e é mantido em 0V. A menos que algo toque o fogão que está em um potencial maior - seja um fio vivo ou uma pessoa vestindo um suéter - nenhuma corrente flui. Neste último caso, apenas uma corrente transitória flui até que a pessoa atinja o mesmo potencial que o fogão.

Não é uma questão de "caminho de menor resistência", tanto quanto a corrente que flui para dentro do fogão a partir do fio neutro não teria para onde ir. O fogão não é diferente de um pássaro em um fio, e assim como nenhuma corrente flui através dos pássaros (independentemente de quanto está fluindo através do fio em si), nenhuma corrente flui através do fogão.

O motivo pelo qual o fio de aterramento está separado é que - em alguns casos - o fio neutro pode ter um potencial diferente do terra (ou seja, há uma diferença de tensão entre o fio neutro e uma pessoa no solo ). Nesse caso, a corrente fluirá de um potencial alto para um potencial baixo (da linha neutra carregada até a pessoa que está tocando o fogão) da mesma maneira que faria se a pessoa tivesse tocado em qualquer outro condutor vivo com alto potencial. Na fiação moderna, o fio de aterramento separado preferencialmente "desviará" quaisquer correntes parasitas dos usuários através do efeito "caminho de menor resistência".

É preciso alguma intrigante para pegar o jeito, mas espero não ter confundido ainda mais a questão!