240 voltios - No se requiere neutral - ¿Cómo regresa la energía a la tierra?

Creo que esta pregunta es apropiada aquí para ayudar a los aficionados al bricolaje (a mí) a comprender por qué no se necesita un neutro en una toma de corriente de 240 voltios.
Entiendo que dos fuentes de alimentación de 120 voltios que están desfasadas 180 grados se pueden combinar para proporcionar 240 voltios y creo que logran esto usándose mutuamente fuera de fase para completar el circuito.
Mi pregunta
Si toda la energía eléctrica de CA completa su circuito volviendo a la tierra, ¿cómo se logra eso en un circuito de 240 voltios sin neutro?

Respuestas (5)

El poder no quiere volver a la tierra. Quiere volver a la fuente .

Para energía natural, ESD y relámpagos, sí, la fuente es la tierra. Sin embargo, para la energía humana, la fuente es el transformador o la batería. Tan caliente quiere volver a neutral o al otro caliente.

Da la casualidad de que hay una conexión equipotencial para evitar que los tres voltajes (240 V y neutro en el medio) sean demasiado altos en comparación con la tierra. Este se une neutro a tierra. Como tal, la corriente caprichosa puede abrirse camino a través del sistema de puesta a tierra, el enlace equipotencial neutro-tierra y volver al neutro. Pero la potencia preferiría la neutra o la otra caliente.

@Harper - Reincorporar a Monica: Gracias, su primera línea ayudó mucho: "El poder no quiere volver a la tierra. Quiere volver a la fuente".
240V and neutral in the middle... es solo así porque el medio se eligió como neutral ... podría tener 240 V y neutral con 120 V en el medio (por supuesto, ese arreglo no sería tan útil)
@jsotola sí, puede configurar su enlace NG en cualquier lugar que desee cuando tenga su propio transformador. Podría ver una razón para hacerlo si tiene electrodomésticos europeos y estadounidenses en la misma casa. Use una placa CH o Square D aislada para 277V, funcionaría muy bien.
Para una imagen: fase dividida 240V
@jsotola, Re un sistema de 240-120-0 V frente a un sistema de 120-0-120 V: no estoy seguro de que la disposición sea menos útil que la que tenemos ahora (en los EE. UU.), pero podría ser un poco menos seguro en caso de falla o accidente.
solo decía que se elige el cable neutro, no predeterminado... El sistema de 240-120-0 V sería menos útil si tiene muchos electrodomésticos de 120 V... también carga el neutro más
Sé que este no es un foro de física, pero decir que los actuales 'quieren' algo es común pero, en última instancia, confuso. La electricidad fluye en el camino de menor resistencia de alto potencial a bajo. No tiene 'preferencia' por su 'fuente' sobre cualquier otro camino.
@JimmyJames Podría decir "busca", como en "el agua busca su propio nivel" ... pero eso no sería una mejora real sobre el problema central: imbuir una voluntad consciente en un objeto inanimado.
@JimmyJames Sería aún más correcto decir que la electricidad fluye en todos los caminos simultáneamente, incluidos los de mayor resistencia. La mayor parte fluirá en las rutas de resistencia más baja, pero eso no significa que las rutas de resistencia más alta tengan corriente cero. Desde una perspectiva de seguridad, esta es la razón por la que no es seguro tocar una fuente de alto voltaje aunque ya exista una ruta de menor resistencia: aún fluirá una corriente significativa a través de usted. Pero para propósitos prácticos ignoramos resistencias muy altas/voltajes muy bajos donde el flujo de corriente es insignificante.

Creo que el problema fundamental que tiene es que la alimentación de CA no "regresa a la tierra". Para obtener energía de 120v y 240v, pusimos neutral en el medio y decidimos que sería una buena idea que ese punto central estuviera conectado a tierra, pero no es un requisito.

La alimentación de CC (una batería) tiene un cable positivo y un negativo para completar el circuito sin ninguna referencia a tierra. La alimentación de CA funciona de la misma manera: solo necesita los dos cables y la tierra no tiene que estar involucrada.

Sí, Harper indicó que "quiere volver a la fuente", lo que ayuda mucho. Pero usó DC como ejemplo: ¿no es DC diferente en el sentido de que el circuito se completa en el aparato / luz? Probablemente mostrando mi ignorancia aquí pero tratando de aprender.
@HoneyDo, no estoy seguro de lo que quiere decir con que el circuito se completa en el aparato con CC. El cableado y los interruptores para CA y CC son muy similares, por lo que no creo que lo que quiere decir sea cierto. La principal diferencia entre CA y CC es que en CC la polaridad importa mucho más porque el flujo siempre es de positivo a negativo. Los dispositivos deben estar conectados a los cables correctos. Dado que + y - cambian rápidamente con CA, la polaridad no importa (excepto por seguridad). Casi cualquier electrodoméstico/luz funcionará bien si se cambian los cables blanco y negro (pero eso podría ser un riesgo de descarga eléctrica).

Respondiste parcialmente tu propia pregunta. Cada tramo está 180 desfasado, de ahí viene el 240. El circuito de 240 voltios está en ambas fases y no requiere un neutro para lograrlo. La Tierra no proporciona parte del circuito.

Además, podría estar confundiendo "regresar a la Tierra" con conexión a tierra.

El conductor neutro conectado a tierra proporciona un camino de regreso para los circuitos de 120 voltios y la conexión a tierra del equipo unido debe proporcionar un camino para que las corrientes errantes pasen de manera segura a tierra neutra/unión que mantenemos en el potencial de tierra (sin voltaje entre neutro y tierra). Espero que esto ayude.

La corriente CA en un circuito doméstico típico no fluye a través de la tierra. Para circuitos de 120 voltios, fluye a través de uno de los cables de 120 voltios (normalmente negro) y regresa a través del cable neutro (normalmente blanco). Para cargas de 240 voltios, la corriente fluye de una de las líneas de 120 voltios a la otra línea de 120 voltios. No hay corriente a través del neutro para tales cargas. Por razones de seguridad, el cable de tierra (tierra) (normalmente verde) se conecta al cable neutro en el panel eléctrico principal. Sin embargo, si no hay fallas, este cable de tierra no lleva ninguna corriente de carga.

Agregando a las respuestas anteriores, la energía de 240v en su casa se llama servicio eléctrico de fase dividida. Se crea tocando el devanado del lado de la casa de su transformador de servicio en el medio. Esta derivación central está conectada a tierra y se usa como neutral en circuitos de 120v. La corriente de estos circuitos viaja entre los lados calientes y la derivación central. https://en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power

Formalmente, de acuerdo con la ley de corriente de Kirchhoff, toda la corriente que entra o sale de un nodo del circuito debe sumar cero. En otras palabras, la corriente se conserva. El grifo central es un nodo con tres cables, los dos lados de la bobina del transformador y otro que va hacia la casa. Toda la corriente que sale de las bobinas del transformador debe ser reemplazada por el cable en la derivación central.

La conexión a tierra y el cable de tierra usan tierra para conducir la corriente de falla . Dado que mantener ciertas cosas al potencial de tierra (como las cajas metálicas de los electrodomésticos) es importante para la seguridad, esto proporciona un respaldo para el servicio de energía neutral. Imagínese que un desastre natural dañó su servicio eléctrico y solo rompió el cable del grifo central, y de alguna manera también rompió un electrodoméstico de tal manera que la caja de metal quedó unida a un cable caliente. Por lo general, la conexión a tierra de protección fluiría esa corriente al neutral de servicio (probablemente quemando un interruptor), pero sin el cable neutral, solo se mantendrá en un potencial de alto voltaje. Las varillas de tierra brindan un lugar de respaldo para que fluya la corriente y garantizan la suposición de que el cable blanco nunca lo electrocutará. Trabajan en conjunto con otros enlaces a tierra en toda la red eléctrica.

Algunos sistemas de energía muy antiguos o extremadamente remotos en realidad usan la tierra como corriente de retorno en la red eléctrica de alto voltaje, pero hay muchas desventajas. En estos sistemas, la corriente de retorno de la casa seguiría fluyendo a través de la llave del centro del transformador. https://en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power

Gracias. Vi que escribiste: "Trabajan en conjunto con otros enlaces a tierra en toda la red eléctrica". Lo mismo estaba en Wiki. ¿Eso implica que toda la energía en un sistema está conectada a tierra en el transformador u otra parte de la red eléctrica? ¿O es solo en "Algunos sistemas de energía muy antiguos o extremadamente remotos"?
@HoneyDo Todos los sistemas de energía están conectados a tierra, es muy importante para la seguridad. Sucede por todos lados, transformadores, casas, postes de energía, subestaciones, plantas eléctricas. La diferencia entre los sistemas modernos y los de un solo cable es que en los sistemas nuevos, la corriente solo viaja a través de la tierra en circunstancias excepcionales/malas, mientras que en los sistemas de un solo cable, ¡la tierra básicamente reemplaza a un cable!
Entiendo que están conectados a tierra. Tenía curiosidad por saber si toda la electricidad volvió a la tierra y supongo que la respuesta es... ¡no! Como dijo Harper anteriormente: "El poder no quiere volver a la tierra. Quiere volver a la fuente". Suena como si estuvieras diciendo lo mismo. Gracias por la educación.
240 voltios - No se requiere neutral - ¿Cómo regresa la energía a la tierra?
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