Básico: Flujo de corriente y puesta a tierra

Tengo una pregunta elemental sobre el flujo de corriente:

Si conecto una batería simple de 1,5 V a un LED hipotético de 1,5 ohmios y un amperímetro ideal, el amperímetro mostraría una corriente de 1 amperio y el LED brillaría (supongamos que la potencia es suficiente).

Ahora, en cambio si:

  • ---------- LED de 1,5 ohmios ----- amperímetro ideal ----- Tierra
  • ------- gratis

Es decir, el terminal positivo de la batería de 1,5 V se conecta a un extremo del LED y el otro extremo del LED al amperímetro ideal que a su vez va a un cable de cobre grueso conectado a tierra, entonces el LED no se encenderá y el amperímetro leerá cero, ya que el extremo negativo de la batería está libre. (Sí ?)

Pero si es esto:

  • ---------- LED ----- amperímetro ideal 1 ----- Tierra
  • ------- amperímetro ideal 2 ---- tierra

entonces supongo que el LED se iluminará, el amperímetro ideal 1 mostrará una corriente de 1 amperio. ¿Qué pasa con el amperímetro ideal 2? ¿No lee también 1 amperio?

La razón por la que pregunto es porque estoy tratando de entender el principio de los interruptores de circuito de falla a tierra, pero luego me confundí sobre el escenario básico anterior. Entonces, en un interruptor de circuito de falla a tierra, si hay una ruta a tierra a través de una persona que toca un cable vivo, entonces hay una diferencia de corriente entre la ruta de retorno y la ruta de avance que activa el interruptor... pero si el extremo negativo es también conectado a tierra (a través de la persona o por estar conectado a tierra), ¿no debería tener la ruta de retorno la misma corriente?

Gracias !

Bienvenido a EE.SE. "un hipotético led de 1,5 ohm"??? A 1 amperio, el LED puede convertirse en un láser, por unos pocos dólares estadounidenses. Tu mente está dando vueltas. Publique un análisis conciso y bien pensado y luego sus preguntas.
El GFCI funciona porque la conexión neutral/tierra está del otro lado del GFCI. Entonces, la conexión viva pasa por el GFCI y la conexión neutral no pasa por el GFCI. Por lo tanto, el GFCI lee 0 amperios en el neutro porque la corriente fluye a su alrededor, no a través de él.
@immibis, ¿podría ampliar eso un poco? ¿Son correctas las declaraciones antes de mi último párrafo?
@immibis, gracias... ahora entiendo tu respuesta, después de leer la respuesta de Selvek a continuación.
Los LED hipotéticos no tienen resistencia, tienen una corriente máxima y un voltaje de funcionamiento típico, y ¡ay de ti si controlas el voltaje, no la corriente! Por no hablar de disponer de calor....

Respuestas (1)

Tenga en cuenta que un "amperímetro ideal" es el equivalente a un cable para comprender lo que hace el circuito, y esa corriente solo fluye si tiene un bucle.

Además, tenga en cuenta que la herramienta esquemática integrada le permitirá dibujar y simular estos circuitos rápida y fácilmente para responder preguntas como esta. Puede comenzar con mis ejemplos a continuación.

Nota final: un "LED de 1,5 ohmios" no es algo real. He sustituido lámparas de 1,5 ohmios en los esquemas a continuación. No entraré en detalles sobre el problema de la lámpara/LED aquí porque la lámpara es solo un componente hipotético que cumple el rol de cualquier carga que esté conectada a este circuito. Estoy seguro de que un poco de investigación aclarará cómo funcionan los LED.

Caso 1: Sí, el amperímetro marca 1A.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Caso 2: Aquí has ​​desconectado el terminal negativo de la batería. No hay bucle a través del cual pueda fluir la corriente y el amperímetro marca 0A.

esquemático

simular este circuito

Caso 3: Este caso es EXACTAMENTE igual que el caso 1, porque para todos los propósitos prácticos, un amperímetro ideal actúa igual que un cable. Debido a que el amperímetro 1 y el amperímetro 2 son parte del mismo lazo de corriente, deben leer el mismo valor, aunque aquí, el amperímetro 2 lee -1A porque la corriente fluye hacia su terminal negativa en lugar de su terminal positiva (en el sentido de las agujas del reloj alrededor del lazo).

esquemático

simular este circuito

Entonces, ¿qué pasa con ese interruptor de falla a tierra?

El concepto clave aquí es que el cable neutro y el cable de tierra son ~0V. Sin embargo, el cable neutro está DISEÑADO para transportar la corriente de retorno. El cable de tierra NO está diseñado para transportar corriente.

El circuito de la izquierda es la operación "prevista". Observe que los dos amperímetros en los cables Vivo y Neutro marcan el mismo 1A.

En el circuito de la derecha, una "persona" (que se muestra como una resistencia de 100 mOhm) hace una conexión desde el cable vivo hasta el cable de tierra (o la caja metálica conectada a tierra del circuito). La corriente ahora fluye a lo largo del cable de Tierra, y los cables Vivo y Neutro ahora tienen diferentes corrientes. Esto activa el circuito GFI y apaga la lámpara.

esquemático

simular este circuito

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