Mengapa arus masuk ke dalam tanah
Mengapa arus listrik masuk ke dalam tanah? Tapi pertanyaan ini tidak bisa ditujukan ke semua rangkaian listrik, jadi mari kita buat sedikit lebih rumit. Dalam kasus apa dan mengapa arus mengalir ke tanah?
Mari kita mulai dengan contoh sederhana. Tentunya kita masing-masing harus mengamati fenomena alam seperti kilat. Petir - tidak ada yang lebih dari arus singkat yang meninggalkan awan petir di tanah. Mengapa ini terjadi?
Diketahui dari kursus fisika sekolah:
1 — bahwa muatan dari tanda yang berlawanan cenderung menarik satu sama lain;
2 - arah arus dalam konduktor diambil sebagai arah yang berlawanan dengan arah pergerakan partikel bermuatan negatif - elektron (untuk gas atau elektrolit terionisasi - berlawanan dengan arah pergerakan ion negatif, dan untuk semikonduktor - berlawanan dengan arah pergerakan « lubang").
Jadi, dalam hal petir, kita dapat mengatakan bahwa ketika awan petir bermuatan positif, dan permukaan tanah di bawah awan bermuatan negatif (yang terjadi sebaliknya! Lihat gambar), dalam kondisi tertentu (suhu, tekanan, kelembapan) , di atmosfer kerusakan udara terjadi ketika elektron dari tanah bergegas ke awan petir bermuatan positif, yang berarti dalam kasus khusus ini arus benar-benar "masuk ke tanah" hanya karena muatan dari tanda yang berlawanan tertarik.
Isi ulang kapasitor, dan biarkan pelatnya yang bermuatan negatif melambangkan bumi dan itu adalah awan petir yang bermuatan positif. Tutup terminal dengan obeng - dapatkan arus "yang masuk ke tanah" - analog miniatur petir dari awan - ke tanah. Jika muatan di bumi sama dengan muatan di awan petir (analogi - kapasitor yang habis), maka pelepasan tidak akan terjadi dan arus "tidak akan masuk ke tanah".
Mari kita bicara sekarang pada jaringan listrik arus bolak-balikdigunakan di sebagian besar industri, di gedung tempat orang bekerja, serta di rumah kita untuk catu daya rumah tangga... Inilah yang disebut «jaringan netral yang dibumikan».
Netral, dalam kaitannya dengan jaringan ini, berarti terminal ground dari belitan sekunder transformator tiga fasa industri (dia berdiri di gardu) dari mana apartemen kami menerima 220 volt per fase yang sama di outlet.
Kabel yang terhubung ke netral padat yang dibumikan disebut «PEN». Konduktor fase sebenarnya adalah terminal berlawanan dari belitan tiga fase tertentu, "titik netral" yang diardekan sesuai dengan persyaratan keselamatan - ini adalah standar yang diterima dalam teknik kelistrikan.
Apa yang terjadi jika salah satu kabel fase secara tidak sengaja bersentuhan dengan badan konduktif beberapa perangkat, asalkan badan ini terhubung ke kabel PEN?
Sirkuit konduktor perumahan fase akan ditutup KHIMILKA (terhubung ke tanah dan ke netral transformator di gardu induk), dalam hal ini perangkat pelindung, sebagai aturan, dipasang di semua jaringan listrik yang dirancang dengan cermat, harus berfungsi. Bisakah kita mengatakan bahwa dalam hal ini "arus telah menembus tanah"? Hanya dengan syarat, jika Anda menyebut ground sebagai tempat koneksi ke ground keluaran netral trafo di gardu induk.
Tetapi bagaimana jika kabel PEN praktis tidak ada dan sebagai gantinya digunakan arde lokal, secara kasar pin atau sirkuit logam dimasukkan ke dalam arde? Lalu bagaimana?
Dalam situasi yang serupa dengan fase yang menyerang kasing, arus akan bergegas ke terminal transformator yang sama yang diardekan di gardu induk, dan arus itu akan mengalir langsung melalui tanah, secara harfiah melalui tanah, membuka jalur dengan hambatan paling kecil dari tanah setempat. ke konduktor ground, terhubung ke gardu netral yang sama.
Pada keadaan ini arus memang akan meninggalkan fasa ke bumi, tetapi bumi hanya berfungsi sebagai penghantar, karena pada prakteknya arus akan diarahkan ke netral transformator yang jauh di gardu induk, dan arus itu akan mengalir melalui bumi hanya karena netral itu dibumikan, yaitu arus dalam hal ini akan dipaksa untuk "memasuki tanah" untuk mencari jalur yang hambatannya paling kecil.
Lihat juga: Tindakan arus listrik: termal, kimia, magnetik, cahaya dan mekanik