Erdung, was ist ihr Zweck?

Der Grund, warum dies verwirrend ist, liegt darin, dass die Ideen verwirrt sind, vermischt mit dem Wort „Boden“.

Manchmal wird „Erde(n)“ verwendet, um sich auf das Konzept der elektrischen Verbindung mit der Erde zu beziehen, wodurch „Masse“ für das Konzept „ein Teil des Stromkreises, den wir als 0 Volt betrachten“ verwendet werden kann.

Einige sagen, dass Masse nur ein Bezugspunkt zum Messen von Spannungen ist

Das ist eine der Bedeutungen. Sie haben ein Gerät, einen Schaltkreis und sagen, dass dieser Leiter 0 V hat, und messen alles andere relativ dazu.

Wenn das Gerät isoliert ist (batteriebetrieben und an nichts anderes angeschlossen), dann ist es wirklich willkürlich, aber wenn Sie Verbindungen, Signal- oder Stromkabel zu etwas anderem haben – Stromversorgung, digitales Signal, analoges Audiosignal, was auch immer – dann Die erwarteten elektrischen Eigenschaften sind im Allgemeinen so, dass die beiden Geräte eine gemeinsame 0-V-Referenz haben – eine gemeinsame Masse.

(Wenn es ein Problem gibt, bei dem eines der Geräte dazu führt, dass Strom entlang verschiedener Teile des Systems fließt, die dieselbe „Erde“ sein sollten , wird dies als Erdungsschleife bezeichnet .)

Einige sagen, dass Erdung eine Sicherheitsvorrichtung für Geräte ist

Die Sicherheitsvorrichtung ist hier das Vorhandensein einer Verbindung zwischen dem Gehäuse des Geräts (im Allgemeinen alle freiliegenden Metallteile) und dem „Masse“-Leiter des Stromkreises, der ebenfalls mit Erde verbunden ist. Die Sicherheit ergibt sich aus der Idee, dass, wenn das Chassis irgendwie mit Netzspannung verbunden wird („heiß“) und Strom zur „Masse“ fließt (und möglicherweise einen Unterbrecher oder GFCI/RCD-Gerät auslöst), anstatt durch Sie, wenn Sie es berühren (da Sie eine höherohmige Verbindung zur Erde sind).

Einige sagen, dass Erde nur ein blankes Stück Metall ist, unabhängig davon, ob es überhaupt mit der Erde verbunden ist

Ein blankes Stück Metall ist niemals „ein Boden“ für sich. Aus Sicherheitsgründen und zur Vereinfachung des elektrischen Designs ist es üblich, Dinge so zu konstruieren, dass das gesamte freiliegende Metall mit der „Masse“ des Stromkreises verbunden oder ein Teil davon ist.

Können Sie nicht sicher sein, wenn Sie nur einen heißen Draht berühren, vorausgesetzt, Sie berühren nicht den Neutralleiter?

Wenn Sie in die Luft springen und in den heißen Draht stechen, sind Sie auf jeden Fall sicher. Wenn Sie irgendetwas anderes berühren, z. B. das, worauf Sie stehen, können Sie möglicherweise eine Schaltung herstellen.

Was ist, wenn Sie dann einen heißen Draht berühren und Ihren anderen Finger in den Dreck (Boden) stecken?

Es sagt mir also, dass der Stromfluss von einem heißen Draht zum Erdungsdraht -> (mit einigen Steinen und Schmutz / Kacke verbinden) so hoch ist, dass er einen Unterbrecher auslösen kann?

Hängt von der Art des Schmutzes ab und davon, wie nass er ist. Wenn es ausreichend leitfähig ist, besteht der Stromkreis aus der ankommenden elektrischen Versorgung (heißer Zweig) → Hausverkabelung → Sie → Schmutz → Erdungsverbindung der Versorgung am Leistungsschalterfeld → Neutralleiter. (Zumindest wenn Ihre Verkabelung der US-Verkabelung entspricht.)

Aber bei der Sicherheitserdung geht es nicht nur um „Schmutz“ – denken Sie an die Küche. Sie haben Elektrogeräte, salziges (leitfähiges) Wasser beim Kochen, mögliche Verschüttungen und/oder beschädigte Kabel –

In einer DC-Situation gibt es keinen heißen Draht, und

Das ist wahr, aber irreführend. Der Grund, warum wir den Begriff „heiß“ nur bei Wechselstrom verwenden, liegt darin, dass sich Wechselspannungen ständig umkehren und wir daher nicht einfach „das positive Kabel“ oder „das -5-V-Kabel“ oder ähnliches sagen können. Beide Fälle lassen sich mit „nicht bei 0 V“ beschreiben. (Nominell bedeutet dieser Widerstand in der Verkabelung, dass fast nichts genau 0 V beträgt.)

(Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege), aber wenn ich einen voll aufgeladenen 350-V-Kondensator habe, kann ich absolut keinen Stromschlag erleiden, wenn ich nicht beide Anschlüsse berühre.

Wenn Sie eine isolierte 350-V-Wechselstromquelle hätten, könnten Sie einen Anschluss berühren und genauso gut sein wie im Kondensatorgehäuse.

(Nun, meistens in Ordnung. Da Wechselstrom durch Kondensatoren fließen kann und viele Dinge ein bisschen wie Kondensatoren sind, könnte ein gewisser Stromfluss fließen, wenn auch nicht viel, wenn der andere Anschluss mit nichts verbunden ist und daher keine Gelegenheit dazu hat eigene kapazitive Kopplung.)

Aber Ihre Haushalts-Wechselstromversorgung ist nicht isoliert – die neutrale Seite ist mit Erde verbunden – also ist es auf diese Weise nicht sicher.

Die Leute sagen, dass Schritt 4 darin besteht, diesen Draht zu erden. Wie? Das Auto ist von der Erde isoliert. Ich sehe nur einen offenen Stromkreis.

Was sie auf dem Bild nicht zeigen, ist, dass bei „Ihrem“ Auto angenommen wird, dass der Minuspol der Batterie mit dem Metallrahmen des Autos verbunden ist, wodurch der Stromkreis auf dem Bild geschlossen wird.

Der Grund für dieses Anschlussschema liegt nicht im Stromkreis selbst – es liegt daran, dass die letzte Verbindung, wenn der Strom zu fließen beginnt, für einen Moment einen Lichtbogen erzeugen kann, und Sie möchten, dass dieser Lichtbogen von der Batterie entfernt ist, damit er sich nicht entzündet jegliches Wasserstoffgas, das sich in der Nähe befinden könnte. (Missbehandelte Blei-Säure-Batterien elektrolysieren ihr Wasser und erzeugen so Wasserstoffgas.)

1. Können Sie nicht sicher sein, wenn Sie nur einen heißen Draht berühren, vorausgesetzt, Sie berühren den Neutralleiter nicht?

Ihre Frage ist nicht vollständig. Ein heißer Draht bedeutet heiß in Bezug auf etwas anderes. In den meisten Situationen Erde oder Masse. Ohne Bezug können Sie den Begriff heißer oder stromführender Draht nicht verwenden. Heiß hat auch nichts mit Polarität zu tun, sondern nur mit einem Potential relativ zu einer Referenz.

2. Was ist, wenn Sie einen heißen Draht berühren und dann Ihren anderen Finger in den Dreck (Boden) stecken?

Die Auswirkung einer solchen Aktion hängt davon ab, ob Sie einen Stromkreis schließen oder nicht. Solange Sie den Stromkreis nicht schließen, gibt es keinen Strom und kein Risiko.

Bitte beachten Sie, dass der Begriff heißer oder spannungsführender Draht hauptsächlich in Netzsituationen verwendet wird, in denen der Neutralleiter mit Erde verbunden ist. In diesem Fall wird der Stromkreis in dem Moment geschlossen, in dem Sie das heiße oder stromführende Kabel berühren. Das bedeutet, dass Sie in solchen Situationen einen Stromschlag erleiden können. Also "nicht einmal versuchen"

3. Es sagt mir also, dass der Stromfluss von einem heißen Draht zum Erdungsdraht -> (mit einigen Steinen und Schmutz / Kot verbinden) so hoch ist, dass er einen Unterbrecher auslösen kann?

Ja, aber nur wenn der Stromkreis geschlossen ist. Andernfalls gibt es keinen Strom und der Unterbrecher löst nicht aus. Aber auch hier Achtung: Wenn Sie eine spannungsführende Leitung berühren und den Stromkreis schließen, fließt ein tödlicher Strom durch Ihren Körper. Dieser Strom ist jedoch nicht groß genug, um den Unterbrecher auslösen zu lassen. Wieder "Nicht versuchen".

4.In einer Gleichstromsituation gibt es keinen heißen Draht, und (korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege), aber wenn ich einen voll aufgeladenen 350-V-Kondensator habe, gibt es absolut keine Möglichkeit für mich, einen Stromschlag zu bekommen, es sei denn, ich berühre beide Anschlüsse. Warum verhält sich AC nicht so?

Siehe Antwort unter 1.

Nur eine Teilantwort zu "Punkt 4":

Das hat nichts mit Erdung zu tun, sondern mit Sicherheit!

In modernen Autos wird "unlackiertes Metall" mit dem Minuspol der Batterie verbunden.

Stellen Sie sich folgende Situation vor:

Sie schließen die beiden Drähte direkt an die Pole der Batterie an, Sie berühren versehentlich das Ende des "Pluskabels", das "Pluskabel" fällt von der Batterie und berührt etwas "unlackiertes Metall" des Autos.

Das würde bedeuten: Die "Minus"-Pole beider Batterien sind verbunden ("Minus-Leitung") und sie werden mit dem unlackierten Blech des Autos verbunden und dieses wird nun mit dem "Plus"-Pol einer Batterie verbunden - also haben Sie eine Abkürzung. Ein Kurzschluss einer Blei-Säure- (oder noch schlimmer: Lithium-) Batterie ist sehr gefährlich!

Um diese Situation zu vermeiden, verbinden Sie zuerst beide "Plus" -Pole und wenn Sie das zweite Ende des "Minus" -Kabels anschließen, verbinden Sie es nicht direkt mit dem Minuspol der Batterie, sondern mit einem unlackierten Metall am Auto (das mit verbunden ist Minuspol) weit von der Batterie entfernt.

Wenn Sie ein Metallstück weit entfernt von der Batterie wählen, vermeiden Sie es, versehentlich das Ende des "Pluskabels" zu berühren ...

Es gab viele unglückliche Wartungsseelen, die mit einem DMM auf einer 480-V-Wechselstrom-Sammelschiene mit isolierten Sonden und isolierten Schuhen eine Selbstentzündung hatten, bis die Industrie den Schutz vor Lichtbögen erkannte.

Wenn ein Instrument, das für eine AC-Netzspannung ausgelegt ist, und ein transienter oder Streuverlust auftritt, der einen Spannungsausfall verursacht und das Instrument kurzschließt, ist der Folgestrom wie ein Brecheisen und nimmt so viel Strom auf, wie er abgeben kann. (>>10kA)

Ich habe persönlich Hochleistungs-Schraubendreherspitzen verdampft, um Netzkabelklammern zu entfernen, weil ich dachte, es sei sicher in den Bautagen meines Neulingsheims vor 40 Jahren. Ich habe nie einen Schock bekommen, aber das verdampfte Kupfer hinterließ spritzendes Kupferspray auf meinen Plastiklinsen, nachdem ich die Leitung unter einer Hochleistungsklammer auf neutral kurzgeschlossen hatte.

Genug davon.

• Masse ist nur dazu bestimmt, Kriechstrom, Netzfilterstrom, HF-Streurauschen, SMPS-Streurauschen, ESD/EOS-Entladungen usw. zu absorbieren.
• Andernfalls definieren wir Masse als Bezugspunkt für 0 V, der in der Nähe mit einem Widerstand von nahezu 0 Ohm zwischen ihnen gefunden werden kann. Es kann eine große Flächenkapazität und einen geringen Widerstand haben oder in trockenen Gebieten bis zu 100 Ohm durch die Erde zum Leistungstransformator betragen.
• Es soll verhindern, dass diese unerwünschten niedrigen Ströme Personen und Geräten Schaden zufügen oder Störungen des Gerätebetriebs reduzieren.

• Wenn Sie den gut bezahlten Job haben, Isolatoren an UHV-Übertragungsleitungen von einem Hubschrauber aus zu reinigen, würden Sie einen geflochtenen „Faraday-Käfig“ -Anzug tragen und eine 500-kV-Stromleitung berühren, um den Hubschrauber aufzuladen, und dann auf die Leitung springen, um mit der Reinigung zu beginnen Staub verursacht Korona auf Buchsen.

• Daher fließen auf Schaltplänen normalerweise 0 V und 0 Ampere durch, es sei denn, es liegt irgendwo im Strom-zu-Masse-Netzwerk ein Fehler vor

  • oder ein Konstruktionsfehler, bei dem digitale Ströme auf analoge Masse übergehen und aufgrund eines schlechten Layouts mit einem kürzeren Pfad oder einer induktiven oder kapazitiven elektromagnetischen Kopplung Störungen verursachen

• Es könnte noch viel mehr darüber gesagt werden, aber dies ist nur eine Ergänzung zu den anderen guten Antworten

Du sprichst von zwei völlig verschiedenen Dingen

Deshalb bist du verwirrt.

Das erste ist das Konzept "GND als gewöhnliche Stromrückführung", das üblicherweise in der Niederspannungs-Gleichstromelektronik und in Automobilen verwendet wird. In diesem Fall stört sich niemand daran, "Sicherheitsabschirmung" vom "normalen Stromrückweg" zu trennen, da es sich um sichere Niederspannung handelt . Also ja, Ihre Siliziumelektronikschaltung gibt Strom an die Backplane zurück. Ja, Ihr Auto gibt Rücklichtstrom an das Chassis zurück.

Zweitens ist das Konzept der Gerätesicherheitserdung als Schutzschild zum Schutz von Menschen vor gefährlichen Hochspannungen . In diesem Regime ist es absolut verboten, die Sicherheitsabschirmung als Stromrückführung zu verwenden, da dies zusammen mit einem einzelnen Fehlerpunkt unnötigerweise eine tödliche Situation schaffen könnte. Tatsächlich widerspricht die Verwendung von Erde als Stromrückfluss dem Zweck der Erde und verschwendet das Geld, das für den dritten Draht ausgegeben wird.

Was tun sie im zweiten Fall in Bezug auf die laufende Rendite? Sie bringen es zu einem anderen heißen Draht zurück. Um nun zu verhindern, dass die verschiedenen heißen Drähte mit Tausenden von Volt schweben (z. B. aufgrund kapazitiver Kopplung in einem Transformator), schaffen sie eine Äquipotentialverbindung , um alle heißen Drähte auf vernünftige Spannungen im Vergleich zur Erde zu zwingen. Wenn dies dazu führt, dass einer der Hitzdrähte ziemlich nahe an Erde liegt, z. B. innerhalb von 1–2 Volt im Normalbetrieb, dann wird dieser Hitzdraht auf „neutral“ geschlagen. Hier ist der Trick: Es ist immer noch heiß und sollte aus vielen Gründen als solches isoliert werden.

So...

Können Sie nicht sicher sein, wenn Sie nur einen heißen Draht berühren, vorausgesetzt, Sie berühren nicht den Neutralleiter?

Eine örtliche Stadtbahn hat einen alten Wartungswagen aus dem Jahr 1890. Er ist sehr wertvoll. Damals hatten Straßenbahnwagen Holzseitenwände. Auch dieser hat ein Deck auf dem Dach und eine nach oben teleskopierbare Plattform – komplett aus Holz. Dieses Deck und diese Plattform ermöglichen die Wartung des Oberleitungskabels, und das Auto selbst ist elektrisch - es hat eine Oberleitungsstange und Selbstantrieb. Wenn Sie auf dem Dach arbeiten, haben Sie Oberleitungsspannung, und das ist keine große Sache. Die Schienen und die Erde sind tödlich. Es ist Ihnen beispielsweise verboten, einen Draht vom Boden nach oben zu führen.

Wenn Sie also heiß anfassen, nehmen Sie Ihr Leben in die Hand. Wenn Sie mit dem Neutralleiter, der Erde oder einem Weg zurück zum Neutralleiter in Kontakt kommen, werden Sie selbst aus Versehen genagelt.

Die Frage ist also... "Fühlst du dich heute glücklich?"

Was ist, wenn Sie dann einen heißen Draht berühren und Ihren anderen Finger in den Dreck (Boden) stecken?

Sie hängt von der Impedanz/Leitfähigkeit des Bodens ab. Wenn es in der Lage ist, mehr als etwa 20 mA zu fließen, könnte es Sie töten. Bei mehr als etwa 5 mA könnte es Sie betäuben, und dann werden Sie die Folgeerscheinungen einer Betäubung haben, wie z. B. Stürze oder Ertrinken.

Also... fühlst du dich heute glücklich?

Es sagt mir also, dass der Stromfluss von einem heißen Draht zum Erdungsdraht -> (mit einigen Steinen und Schmutz / Kacke verbinden) so hoch ist, dass er einen Unterbrecher auslösen kann?

Sie hängt von der Impedanz/Leitfähigkeit des Bodens ab. Wenn es deutlich mehr Strom fließen kann als der Schalterauslöser, dann ja. Es gibt jedoch einen Grund, warum wir Kupfer abbauen: Erde ist ein schlechter Leiter, also ist es nicht die Art zu wetten.

In einer Gleichstromsituation gibt es keinen heißen Draht und (korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege), aber wenn ich einen voll aufgeladenen 350-V-Kondensator habe, kann ich absolut keinen Stromschlag erleiden, wenn ich nicht beide Anschlüsse berühre.

Warum verhält sich AC nicht so?

AC und DC verhalten sich in dieser Hinsicht gleich, außer dass DC in größeren Extremen unangenehm ist.