¿Por qué es seguro tocar el chasis de un amplificador de válvulas y algo conectado a tierra simultáneamente?

Espero que esto no sea demasiado, originalmente pensé que sería una pregunta simple, pero cuanto más pensaba en el asunto, más podía ver que esto no sucedería. Si es demasiado, espero que algunos de ustedes conozcan algunos buenos libros de los que pueda aprender.

Estoy tratando de entender por qué no te sorprenderás al tocar el chasis de un amplificador de guitarra, por ejemplo, y un radiador. Esta discusión es sobre sistemas de dos puntas, pero siéntase libre de explicar las diferencias si hubiera sido de tres puntas, probablemente ayudaría a la comprensión. :-)

Comencemos con el transformador de potencia. El devanado primario está conectado a los cables de alimentación positivo y neutro. ¿El lado neutral está conectado a tierra al chasis? Según tengo entendido, el cable de alimentación neutro también está conectado a tierra. Entonces, cuando toca el chasis y algo más que está conectado a tierra, estaría agregando la resistencia de su cuerpo en paralelo a la resistencia del conductor neutral, lo que por supuesto da como resultado una corriente insignificante (¡pero existente!) que pasa a través tú. ¿Es este el caso? ¿Y este aspecto del sistema es simplemente seguro debido a este arreglo? Es decir. ¿Se volvería mortal si se colocara una resistencia de 10 M en el conductor neutral después de conectarlo a tierra al chasis? Si el neutro de la red no estuviera conectado a tierra, ¿eso impediría que la electricidad busque el camino a través del cuerpo humano, ya que no puede? ¿Ya no alcanzas el conductor neutral a través de este camino? O, en otras palabras, ¿toda la corriente que sale del cable positivo de la red eléctrica tiene que volver al cable neutral en algún momento, o simplemente puede desaparecer en la tierra? ¿Y es esto cierto para todas las fuentes de energía y, por lo tanto, también para el devanado secundario de alto voltaje que se filtrará para formar el suministro B+? Porque entonces eso significaría que tocar el chasis y un radiador también tendría una corriente muy pequeña de este devanado que atravesaría el cuerpo, entraría al radiador, bajaría al suelo, subiría a través del cable neutral y regresaría al chasis. ¿Es esto básicamente a lo que se refieren como bucles de tierra? o puede simplemente desaparecer en tierra? ¿Y es esto cierto para todas las fuentes de energía y, por lo tanto, también para el devanado secundario de alto voltaje que se filtrará para formar el suministro B+? Porque entonces eso significaría que tocar el chasis y un radiador también tendría una corriente muy pequeña de este devanado que atravesaría el cuerpo, entraría al radiador, bajaría al suelo, subiría a través del cable neutral y regresaría al chasis. ¿Es esto básicamente a lo que se refieren como bucles de tierra? o puede simplemente desaparecer en tierra? ¿Y es esto cierto para todas las fuentes de energía y, por lo tanto, también para el devanado secundario de alto voltaje que se filtrará para formar el suministro B+? Porque entonces eso significaría que tocar el chasis y un radiador también tendría una corriente muy pequeña de este devanado que atravesaría el cuerpo, entraría al radiador, bajaría al suelo, subiría a través del cable neutral y regresaría al chasis. ¿Es esto básicamente a lo que se refieren como bucles de tierra? hacia arriba a través del cable neutral y de regreso al chasis. ¿Es esto básicamente a lo que se refieren como bucles de tierra? hacia arriba a través del cable neutral y de regreso al chasis. ¿Es esto básicamente a lo que se refieren como bucles de tierra?

Inventemos otro escenario. Sucede algo terrible y B+ está en cortocircuito con el chasis. ¿Por qué es esto peligroso? ¿Las tapas de los filtros básicamente simplemente drenarían, de un polo al otro, a través del conductor de baja resistencia que es el chasis, y la resistencia paralela comparativamente alta, que es nuestro cuerpo, no recibiría mucha corriente?

¿Dónde están los defectos en mi comprensión?

¡Que tengan un buen día y gracias por leer!

Respuestas (2)

Advertencia

  • FYI: algunos de los primeros equipos de radio AC/DC tenían un chasis vivo a la red eléctrica cuando funcionaban desde la red eléctrica.

El chasis del equipo generalmente está conectado a tierra a través del cable de tierra en el enchufe de alimentación donde se proporciona.

En cualquier entorno reglamentario sensato, la ley exige que los aparatos sin cable a tierra tengan "aislamiento doble" para que las partes metálicas internas no sean accesibles al tacto durante el funcionamiento. (Nota: el aislamiento doble hoy en día rara vez involucra dos capas de aislamiento; es más un estado de ánimo en la fabricación y las pruebas que conduce a un equipo seguro al tacto. Por lo general, :-). )

Si bien un chasis debe ser "seguro al tacto", nunca asuma que lo es, porque:

  • Hay entornos normativos poco sensatos,

  • o aquellos en los que las autoridades hacen cumplir las reglas tan poco que pueden ser ignoradas y

  • Es demasiado común que las personas hagan cosas tontas y peligrosas con el cableado de la red, a pesar de ser conscientes de que se informa que las personas han muerto debido a tales cosas.


Wikipedia - clases de electrodomésticos

Ellos dicen:

Clase I

  • Estos aparatos deben tener su chasis conectado a tierra eléctrica (EE. UU.: tierra) mediante un conductor de tierra (de color verde/amarillo en la mayoría de los países, verde en EE. UU., Canadá y Japón). Una falla en el aparato que haga que un conductor activo entre en contacto con la carcasa hará que fluya una corriente en el conductor de tierra. Esta corriente debe disparar un dispositivo de sobrecorriente (fusible o disyuntor (CB)) o un dispositivo de corriente residual (RCD) también llamado disyuntor de corriente residual (RCCB), o (interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI)) o también, disyuntor accionado por corriente residual con protección integral contra sobreintensidad (RCBO). que cortará el suministro de electricidad al aparato.

Clase II - Ver también: doble conmutación (y doble aislamiento)

  • Un electrodoméstico de Clase II o con doble aislamiento es aquel que ha sido diseñado de tal manera que no requiere una conexión de seguridad a tierra eléctrica (EE. UU.: tierra).

    El requisito básico es que ninguna falla individual pueda resultar en la exposición de un voltaje peligroso que pueda causar una descarga eléctrica y que esto se logre sin depender de una carcasa metálica conectada a tierra. Esto generalmente se logra, al menos en parte, con dos capas de material aislante que rodean las partes activas o mediante el uso de aislamiento reforzado.

    En Europa, un aparato con doble aislamiento debe estar etiquetado como Clase II, doble aislamiento, o llevar el símbolo de doble aislamiento (un cuadrado dentro de otro cuadrado).

Clase III

  • Un aparato Clase III está diseñado para ser alimentado desde una fuente de alimentación separada/de seguridad de muy bajo voltaje (SELV). El voltaje de un suministro SELV es lo suficientemente bajo como para que, en condiciones normales, una persona pueda entrar en contacto con seguridad sin riesgo de descarga eléctrica.

    Por lo tanto, no se requieren las características de seguridad adicionales integradas en los aparatos de Clase I y Clase II. Para dispositivos médicos, el cumplimiento de la Clase III no se considera protección suficiente.

Si el dispositivo fue diseñado por una persona sensata, entonces ni los cables vivos ni los neutros tocan el chasis, generalmente van al fusible, al interruptor de alimentación, al selector de voltaje y al primario del transformador de potencia. Esto se debe a que puede voltear el enchufe y el "neutro" se activará. Si el enchufe está conectado a tierra (es por eso que necesita una conexión a tierra separada), entonces el cable de tierra está conectado al chasis, de modo que si algún cable tocara accidentalmente el chasis, habría un cortocircuito en lugar de un chasis vivo.

Si el chasis está conectado a la tierra del circuito (puede o no estar conectado a tierra) y el cable B+ toca el chasis, entonces sí, la mayoría de las veces la fuente de alimentación se cortará. Sin embargo, el cable que conecta el chasis a tierra puede quemarse antes que la fuente de alimentación (o el fusible) y dejar el chasis con alto voltaje.

Con respecto a los cables, en algún lugar el cable neutro está conectado a tierra, por lo que si toca el cable vivo y la tierra, recibirá una descarga eléctrica. Sin embargo, es posible crear 220 VCA aislados; una forma es usar un transformador. Si el secundario del transformador no está conectado a tierra, entonces tocar un cable y tierra no le producirá una descarga, ya que la corriente no puede ir al otro cable del secundario a tierra.

Hay algunos dispositivos (deshumidificadores, lavadoras, etc.) que usan 220 V sin transformador, pero tienen carcasas conectadas a tierra (o de plástico) y no hay forma de que los humanos toquen el circuito sin abrir el dispositivo.