¿Por qué fluye corriente a través de la varilla de tierra si cae un rayo en la caja de interruptores?

En el funcionamiento normal de la fuente de alimentación doméstica, la corriente fluye a través del cable vivo y neutro. ¿Por qué no sigue el camino de la varilla de tierra, incluso cuando la varilla de tierra, el cable neutro y el cable de tierra están todos conectados a la misma barra neutra? Creo que esto se debe a que para completar el circuito, la corriente tendría que fluir desde el suelo, convirtiéndolo en un camino de muy alta resistencia.

Pero, ¿por qué entonces fluye la corriente a través de la varilla de tierra cuando cae un rayo en la caja de interruptores? ¿No debería la corriente seguir un camino de baja resistencia y viajar a través de los cables vivo y neutro?

Los sistemas de energía domésticos pueden diferir según el país. ¿Cuál se aplica a tu pregunta?
Estoy hablando de los sistemas de energía en los EE.UU.

Respuestas (3)

Las reglas normales del flujo de corriente no siempre se aplican cuando se trata de rayos. Esto se debe a que los espacios de aire dentro de la caja entre los diversos conductores dejan de ser aislantes en los altos voltajes presentes en una huelga, y los arcos resultantes a través de esos espacios de aire transportarán un flujo de corriente que no siempre sigue el cable (¡justo allí!) que usted normalmente lo esperaría.

Un golpe a la caja de interruptores seguirá el camino más directo a la conexión de la barra de tierra y luego seguirá eso hacia el suelo. Dentro de la caja de interruptores, formará un arco a través de cualquier espacio que se interponga en su camino y la mayor parte del poder de ataque se gastará a lo largo de ese camino. Los picos de voltaje grandes también se propagarán a través de la red, destruyendo los aparatos conectados a ella, pero la ruta que se convierte en plasma es la línea más directa desde la carcasa de la caja de interruptores hasta la varilla de tierra.

El suelo y el neutro suelen estar conectados a tierra en algún punto. En ese punto específico tienen el mismo potencial. Sin embargo, en condiciones nominales, la tierra no transporta corriente y el neutro transporta una corriente significativa debido a la carga en el sistema eléctrico. Eso significa que en puntos arbitrarios del sistema, tierra y neutro tendrán diferentes potenciales debido a que los cables son conductores imperfectos.

Entonces, probablemente haya menos resistencia en el suelo para el rayo. Dicho esto, la corriente de un rayo sería significativa, por lo que no sé si toda la corriente del rayo seguiría ese camino.

¿Por qué no sigue el camino de la varilla de tierra, incluso cuando la varilla de tierra, el cable neutro y el cable de tierra están todos conectados a la misma barra neutra?

En realidad, parte de la corriente puede tomar el camino de la varilla de tierra. Pero dependiendo del sistema que se utilice (que puede variar entre países), es probable que la resistencia en el camino a través de tierra sea mucho mayor que la que regresa del bus neutral al suministro de servicios públicos.

Pero, ¿por qué entonces fluye la corriente a través de la varilla de tierra cuando cae un rayo en la caja de interruptores? ¿No debería la corriente seguir un camino de baja resistencia y viajar a través de los cables vivo y neutro?

Cuando se trata de un rayo, la conexión a tierra del primario del transformador de servicio público de alto voltaje proporciona una impedancia relativamente baja a tierra, lo que suprime el voltaje máximo de los cables de alto voltaje (punto más alto para que caiga un rayo) a tierra. Por lo general, sería inusual que el rayo golpee primero la caja de interruptores, ya que generalmente busca el punto más alto del sistema.

Espero que esto ayude.

¿Qué quiere decir exactamente con: Cuando se trata de un rayo, la conexión a tierra del primario del transformador de servicio público de alto voltaje proporciona una impedancia relativamente baja a la tierra, lo que suprime el voltaje máximo de los cables de alto voltaje (punto más alto para que caiga un rayo) al suelo.
No entiendo claramente esa afirmación. ¿Podría por favor dar una explicación más detallada?
Sin el electrodo de conexión a tierra del servicio público, un rayo que caiga sobre los cables de alto voltaje elevaría todo el sistema eléctrico cientos de miles de voltios sobre el nivel del suelo, lo que provocaría fallas catastróficas en los equipos eléctricos y el aislamiento. El electrodo proporciona un camino para descargar el rayo a tierra de manera más segura.