¿Por qué no utilizamos el cable neutro para conectar los dispositivos a tierra y el cable de tierra para cerrar el circuito?

Question

Sé que el punto neutro de un transformador de distribución está conectado al cable de tierra, así que creo que son lo mismo.

¿Puedo utilizar el cable neutro para proteger los aparatos eléctricos con carcasa metálica conectándolo a la carcasa (cubierta)?

¿Puedo utilizar el cable de tierra para cerrar el circuito? Por ejemplo, ¿puedo conectar una bombilla entre el cable de corriente y el de tierra?

Creo que la respuesta sería: "Sí, pero es malo hacerlo", pero no sé por qué es malo.

Editar:

transistor, Muchas gracias por su gran respuesta y su tiempo. Te lo agradezco. Tengo una cosa más que todavía no entiendo. Me pregunto si te importaría responderme y espero no molestarte con mis preguntas.

Si la bombilla está conectada de esta manera:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Si el cliente toca la lámpara cuando está encendida, no creo que note un ligero cosquilleo porque la vía de retorno es la tierra.

Si el cable neutro se ha caído, la caja metálica no tiene corriente. Si el cable de tierra se cayó, la bombilla se apagará pero no hay peligro. ¿Es correcto cablear los dispositivos de esta manera?

Answer 1

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Figura 1 y 2. que muestran el peligro de la puesta a tierra a través del neutro.

En el primer ejemplo, el "lectricista" lunático ha puesto a tierra la carcasa de la lámpara conectándola al cable neutro. Todo parece estar bien, aunque el cliente nota un ligero cosquilleo cuando toca la lámpara al encenderla. Esto se debe a que hay una ligera caída de tensión causada por la corriente que pasa por el cable de retorno. El cliente vive esta vez.

En la segunda situación, uno de los cables de Lunatic 'Lectrician se cayó. Desgraciadamente, era el cable de retorno y ahora la lámpara metálica tiene corriente. (La resistencia de la bombilla no es lo suficientemente alta como para proteger al cliente).

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Figura 3. Peligro de inversión de fases con el "neutro" conectado al marco de la lámpara.

Ahora bien, no todos los países utilizan enchufes polarizados y, por desgracia, Lunatic 'Lectrician opera en uno de estos países. Hay un 50% de posibilidades de que el enchufe entre por la vía "segura". Hay un 50% de posibilidades de que entre de esta manera.

¿Necesitas algo más para convencerte?

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Figura 4. Lámpara correctamente cableada.

Piensa en lo que ocurre en un sistema correctamente cableado. Si el cable con corriente se desprende de la bombilla y toca la carcasa metálica, fluirá una gran corriente a tierra. Si el fusible está correctamente dimensionado, se fundirá rápidamente desconectando el suministro de corriente. Si el neutro entra en cortocircuito con la carcasa, es posible que no se detecte el fallo y que la corriente se divida entre los cables neutro y de tierra. Un RCD / ELCB protegerá contra este tipo de fallo, pero eso es otra pregunta .

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Actualización tras actualización de preguntas.

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Figura 5. Rotura del cable de tierra.

No. Nunca es seguro utilizar el cable de tierra como neutro. Considere la figura 5: el cable de tierra se ha roto y cualquier otra cosa conectada a él se convertirá en vida una vez que se encienda S1. Es demasiado peligroso. Causará una confusión potencialmente fatal a la siguiente persona que modifique el sistema. Respete las buenas prácticas, las normas locales y disfrute de una larga vida.

Answer 2

Aunque normalmente el cable neutro y el de tierra están al mismo potencial, y por lo tanto pueden intercambiarse efectivamente desde un punto de vista puramente eléctrico, la forma en que están conectados los hace muy, muy diferentes.

Una instalación eléctrica doméstica debe tener siempre dos dispositivos de protección:

• el RCD, también conocido como dispositivo de corriente residual
• un disyuntor

El RCD se conecta a la corriente y al neutro y mide la diferencia de corriente entre los dos cables: si la diferencia es demasiado alta, se desconecta el cableado posterior. El objetivo de este dispositivo es evitar que la corriente procedente de la tensión no regrese a través del neutro: esto puede ocurrir si dicha corriente fluye sobre una carga, por ejemplo, una persona, que no está conectada al neutro sino a algún otro potencial similar, como la tierra.

El disyuntor suele incluir dos mecanismos de disparo: magnético y térmico. El mecanismo magnético interviene si la corriente que circula por el disyuntor es demasiado alta, aunque sea por poco tiempo, mientras que el mecanismo térmico interviene si circula una corriente algo alta durante mucho tiempo. El objetivo de este dispositivo es evitar que los cables se incendien, al tiempo que permite picos de corriente elevados, pero no demasiado, que duran un breve momento.

Si sólo intercambias el vivo y la tierra en una carga, el RCD simplemente se disparará y no debería pasar nada interesante, simplemente olvídalo. Si no hay un RCD y tienes un cableado pequeño/largo/mal hecho, es posible que la tierra suba varios voltios, y eso es algo malo.

Answer 3

Vladamir tiene la respuesta importante: tratamos los dos conductores de forma diferente, aunque nominalmente tengan la misma tensión. Da el ejemplo de un RCD, y los GFCI que se ven en las construcciones modernas de EE.UU. funcionan de forma muy similar. Lo que se espera es que el flujo de corriente del cable caliente y del neutro sea de igual magnitud. Si no lo son, el RCD/GFCI calcula que la corriente tiene que volver por otra vía (cable de tierra, tuberías, etc.), por lo que se disparará.

Hay una segunda razón que no mencionó, y es que sólo son nominalmente a la misma tensión. Los cables de cobre no son perfectos. Tienen cierta resistencia. Esto significa que la corriente que circula por la línea neutra puede "elevarla" a una tensión superior a la de tierra. Normalmente, esto es lo suficientemente pequeño como para que no lo notemos, pero los equipos estéreo lo notan gran tiempo. Los equipos de audio a menudo necesitan medir pequeñas tensiones (es decir, menos de 1V) contra un nodo común, y luego amplifican esa señal para enviarla a los altavoces. Esta medición se realiza a menudo a partir de la tensión de referencia de "tierra" (por muchas razones). Si empiezas a poner ruido en la "tierra", empieza a aparecer en el sonido con bastante rapidez. Por eso, muchos amplificadores estéreo tienen un conector de 3 clavijas o un puerto de tierra dedicado que puedes conectar a una tierra si el ruido eléctrico cercano tiene un gran efecto en la calidad del sonido.

Answer 4

Respondiendo a la pregunta en la edición:

Si la bombilla está conectada de esta manera:

Si el cliente toca la lámpara cuando está encendida, no creo que note un ligero cosquilleo porque la vía de retorno es la tierra.

Si el cable neutro se cayó, la caja metálica no tiene corriente. Si el cable de tierra se cayó, la bombilla se apagará pero no hay peligro. ¿Es correcto cablear los dispositivos de esta manera?

A los electrones no les importa el color de los cables ni las etiquetas arbitrarias que les ponemos. Si nuestro cable de alimentación tuviera tres conductores aislados con plástico negro, blanco y verde (estoy asumiendo los códigos de color norteamericanos) y conectáramos todos los elementos metálicos que se pueden tocar al cable blanco y todas las vías de retorno al cable verde, no habría riesgo inmediato de descarga. Incluso si se produjera un "fallo único".

Sin embargo, hay un par de razones por las que esto es una mala idea.

1. En muchos cables prácticos, la toma de tierra no es simplemente otro conductor recubierto de plástico que sólo se diferencia en el color de los demás hilos. Puede estar aislado de las personas que tocan el cable sólo por la cubierta exterior, mientras que los otros conductores están aislados tanto por su propio aislamiento como por la cubierta exterior. A veces puede no estar aislado de las personas que tocan el cable en absoluto.
2. Las convenciones son convenciones por una razón. Incluso si su sistema con colores extraños de los cables es seguro tal y como está, sólo hace falta que alguien venga y haga modificaciones en él asumiendo que sigue el estándar para hacerlo inseguro.

Answer 5

Esta solía ser la práctica habitual en el cableado doméstico: tomas de corriente de 3 clavijas que tenían la N y la PE puenteadas, y utilizaban 2 cables en la pared. El riesgo de que un cable en la pared se rompa y provoque el peor de los casos descrito anteriormente es menor; aun así, el cableado dañado o mal ejecutado/modificado provocó suficientes accidentes como para que se eliminaran estas prácticas en la mayoría de los lugares.