Basic: Stromfluss und Erdung

Denken Sie daran, dass ein "ideales Amperemeter" einem Draht entspricht, um zu verstehen, was die Schaltung tut, und dass Strom nur fließt, wenn Sie eine Schleife haben.

Beachten Sie auch, dass Sie mit dem integrierten Schaltplan-Tool diese Schaltungen schnell und einfach zeichnen und simulieren können, um Fragen wie diese zu beantworten! Sie können mit meinen Beispielen unten beginnen.

Letzte Anmerkung: Eine "1,5-Ohm-LED" ist keine echte Sache. Ich habe 1,5-Ohm-Lampen in den folgenden Schaltplänen ersetzt. Ich werde hier nicht näher auf das Thema LED/Lampe eingehen, da die Lampe nur eine hypothetische Komponente ist, die die Rolle der an diesen Stromkreis angeschlossenen Last erfüllt. Ich bin sicher, ein wenig Forschung wird klären, wie LEDs funktionieren.

Fall 1: Ja, das Amperemeter zeigt 1A an.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Fall 2: Hier haben Sie den Minuspol der Batterie abgeklemmt. Es gibt keine Schleife, durch die Strom fließen kann, und das Amperemeter zeigt 0 A an.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Fall 3: Dieser Fall ist GENAU derselbe wie Fall 1, da sich ein ideales Amperemeter für alle praktischen Zwecke genauso verhält wie ein Draht. Da Amperemeter 1 und Amperemeter 2 Teil derselben Stromschleife sind, müssen sie denselben Wert anzeigen - obwohl Amperemeter 2 hier -1A anzeigt, weil der Strom in seinen Minuspol statt in seinen Pluspol fließt (im Uhrzeigersinn um die Schleife herum).

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Also, was ist mit diesem Fehlerstromschutzschalter?

Das Schlüsselkonzept hier ist, dass der Neutralleiter und der Erdungsleiter beide ~ 0 V sind. Der Neutralleiter soll jedoch den Rückstrom führen. Das Erdungskabel ist NICHT dazu bestimmt, Strom zu führen.

Die Schaltung auf der linken Seite ist die "beabsichtigte" Operation. Beachten Sie, dass die beiden Amperemeter an den heißen und neutralen Drähten die gleichen 1A anzeigen.

In der Schaltung rechts stellt eine „Person“ (dargestellt als 100-mOhm-Widerstand) eine Verbindung vom heißen Draht zur Erdungsleitung (oder dem geerdeten Metallgehäuse der Schaltung) her. Strom fließt jetzt entlang des Erdungskabels, und die heißen und neutralen Kabel haben jetzt unterschiedliche Ströme. Dies löst den GFI-Schaltkreis aus und schaltet die Stromversorgung der Lampe aus.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}