Warum wird Erde für Boden verwendet? Im wahrsten Sinne des Wortes Erde?

Kurzgesagt

Strom sollte unter normalen Bedingungen nicht durch Erdspieße fließen. Das bedeutet nicht, dass sein Widerstand hoch ist, er ist tatsächlich überraschend klein. Dieser Zweig des Stromkreises ist einfach nicht normal geschlossen.

Im Detail

Ein Boden ist ein Bezugspunkt. Sie könnten buchstäblich jedes Netz in Ihrem Stromkreis nehmen, das auf einer konstanten Spannung bleiben soll, und es Masse nennen. Schließlich erzeugen Spannungsquellen einen Potentialunterschied (als Spannung bezeichnet) zwischen zwei Netzen, unabhängig von ihren Potentialen - wenn beide extern fixiert sind, kommt es zu einem Konflikt und schlechten Dingen, aber wenn einer von ihnen fixiert ist das andere Potenziale werden sich entsprechend ändern. Generell wird die Masse so genommen, dass wir überwiegend mit positiven Versorgungen arbeiten, zB Masse am Minuspol einer Gleichrichterbrücke. Es bedeutet nicht, dass der gesamte Strom dadurch fließt, es ist nur eine Referenz.

Die Erde hat hauptsächlich eine Personenschutzfunktion. In der Erde soll kein Strom fließen, weil der eigentliche Versorgungskreis von der Erde isoliert ist, aber was ist, wenn diese Isolierung beeinträchtigt ist (von Kaninchen gefressene Drähte, Kinder, die ihre Finger in Steckdosen stecken ...)? Jeder ist indirekt mit der Erde verbunden (keine Isolierung ist perfekt), was bedeutet, dass dieser Stromkreis jetzt geschlossen wird und das einzige, was den Strom durch alles, was den Stromkreis schließt (z. B. Menschen), begrenzt, sein Innenwiderstand ist. Je nach Umgebung kann dieser Widerstand niedrig genug sein, um jemanden zu töten; In diesem Thread erfahren Sie, welche Spannungen als sicher gelten. Um dies zu verhindern, ist jedes Gehäuse mit Erde verbunden (ein Erde-R-Erde-Kreis hat einen Strom von fast 0 A), und die Stromversorgung verfügt über einen Fehlerstromschutz, der den ein- und ausgehenden Strom vergleicht und die Versorgung unterbricht, falls dies der Fall ist es gibt ein Leck (durch die Erde).

Die Erde wird für eine äqui[Referenz]Potentialversorgung genutzt Auch der Stromversorger muss seine Bevölkerung schützen, daher ist auch die vorgelagerte Versorgung auf die Erde bezogen. Wie überall sonst auch. Was passiert also, wenn die Erde kein guter Leiter ist und ihr Potenzial nicht homogen ist? Benutzer könnten mit 2 verschiedenen Erden in Kontakt sein, was zu einem hohen Potentialunterschied (=Spannung) führen kann. Zum Glück sind feuchte Schmutz- und Wasserflecken gute Leiter, aber vor allem ist der äquivalente Querschnitt dieses fiktiven Leiters massiv. Außer bei kurzen Störungen wie Blitzen hat es eine hervorragende Potenzialhomogenität. Warum einen anderen Leiter für die Erdung verwenden, der mehr Kupfer verbraucht und tatsächlich weniger effektiv ist, wenn wir das verwenden können, was sich unter unseren Füßen befindet?

Die Erde ist auch als Schutz gegen Blitze nützlich: Blitze sind wie jeder Durchschlag eines Dielektrikums/Isolators, sie treten dort auf, wo der Widerstand zwischen der geladenen Wolke und der Erde minimal ist (siehe dieses erstaunliche GIF ). Hohe Bäume, Türme usw., und wir können es nicht riskieren, uns allein auf das Glück zu verlassen, also werden hochleitfähige Stacheln verwendet, um Blitze anzuziehen, und die Erde wird verwendet, um diese Energie zu zerstreuen. Frei gesagt. Normalerweise fließt durch Blitze genug Strom, um durch die Erde und über menschliche Beine eine Spannung zu erzeugen, die hoch genug ist, um sie zu töten, sodass sie gleichmäßiger verteilt wird.

Wie üblich freue ich mich über jeden, der mich korrigiert, wenn er nicht korrekt ist.

Schmutz ohne Feuchtigkeit (Wassergehalt) ist KEIN sehr guter Leiter und KEIN guter Boden. Sie haben also Recht, Schmutz ist an sich kein sehr guter Leiter und daher an sich kein guter Boden. Trockener Sand und Felsen sind ebenfalls schlechte Böden.

Gefrorene Erde ist auch kein guter Boden, weshalb es notwendig ist, Erdspieße zu verwenden, die lang genug sind, um unter die „Frostgrenze“ zu reichen. Eis ist kein guter Leiter. Tatsächlich ist Eis ungefähr ein Isolator

Tatsächlich ist reines flüssiges Wasser überhaupt kein Leiter. Es sind die mineralischen Verunreinigungen im Wasser, die Strom leiten, oder besser gesagt die Ionen in diesen Mineralien. Salzwasser hat viele frei bewegliche Ionen, daher ist Salzwasser sehr leitfähig.

Seltsamerweise leitet auch reines Trockensalz keinen Strom.

Es geht um FREI BEWEGLICHE ELEKTRONEN in einem Leiter und in einer Lösung um FREI BEWEGLICHE IONEN.

In reinem Wasser gibt es keine freien Elektronen und keine Ionen.

In reinem Salz gibt es Ionen, aber Natrium Na+ und Chlorid CL-Ionen können sich nicht bewegen, da sie ionisch aneinander gebunden sind.

Die Polarität der Wassermoleküle ermöglicht es Wasser, viele ionisch gebundene Substanzen zu lösen. Flüssiges Salzwasser enthält also frei bewegliche Na+- und CL-Ionen. Jedes andere in Wasser gelöste ionische Mineral wäre im Allgemeinen wahrscheinlich auch ein guter Leiter.

Wenn Sie dieses Salzwasser einfrieren, passieren zwei Dinge. Erstens neigt Eis (feste Wassermoleküle) dazu, die Ionen Na+ und CL- aus den Eiskristallen auszuschließen. Zweitens, selbst wenn die Ionen nicht ausgeschlossen werden, können sie sich nicht mehr genug bewegen, um Ladung zu übertragen. Daher kein Strom.

Das Erden in der Erde funktioniert also nur dann gut, wenn der Boden stimmt. Oft ist das feuchter Boden, der eine Wasserlösung erzeugt, die frei bewegliche Ionen enthält.

Lesen Sie diesen Artikel: „Erreichen eines akzeptablen Bodens in schlechtem Boden“ Er spricht darüber, wie in Hawaii der vulkanische Boden ein Problem für die Schaffung eines Erdungssystems darstellt.

http://ecmweb.com/content/achieving-acceptable-ground-poor-soil

OK, so sehe ich das. Es gibt keine absolute Spannung, sondern nur eine relative Spannung. Das heißt, wenn Sie irgendwo im System +5 Volt haben, bedeutet dies, dass es 5 Volt mehr ist als die Spannung an einem anderen Punkt oder Bezugspunkt.

Aber anstatt einen zufälligen Punkt als Referenz zu machen und Spannungen in Bezug auf diesen Punkt zu messen, bringen wir das Konzept der Erdung ein.

Die Erdung kann physisch nur Erde oder Schmutz sein oder meistens ein Punkt im Schaltungssystem, an dem wir das Punktpotential als null Volt betrachten und jedes andere Potential im System in Bezug auf diesen Punkt gemessen wird.