В ответ на вопрос о базовой подготовке для работы с 120 В переменного тока зебонавт ответил, что «обычная настенная розетка привязана к земле», и это обеспечивает замкнутый контур для замыкания цепи. Также было указано, что в целях безопасности, если используется изолирующий трансформатор, ток должен будет течь обратно к трансформатору, и вы не получите удар током, прикоснувшись только одной рукой. Так почему же питание от электросети не поступает от изолирующего трансформатора? Таким образом, не будет ли меньше риск поражения электрическим током от электроприборов?
Вы не хотите, чтобы вся электрическая система вашего дома произвольно плавала. Во-первых, небольшая утечка или статическое электричество могут зарядить его до высокого напряжения. Вся система будет иметь достаточную емкость для заземления, чтобы разряд мог привести к повреждению.
Что, если какая-либо из трех линий будет случайно замкнута на землю? Вы бы ничего не узнали, если бы один из них закоротил, но внезапно другие части системы оказались под смертельным напряжением.
Здесь, в США, возле вашего дома есть конечный трансформатор, часто на опоре на улице перед вашим домом. Это делает центральным отводом 220 В от любого источника более высокого напряжения на опоре электросети. Их оставляют изолированными на столбе, и все три линии заводят в дом. Затем центральный отвод заземляется толстым кабелем на медную трубу, уходящую в землю, или на заземляющий столб только для этой цели. Это оставляет две фазы 110 В с противоположной полярностью. Большинство цепей подключаются между одной из фаз и центром, называемым «нейтралью». Несколько специальных цепей высокой мощности, например, для сушилки для белья или электрической плиты, подключены с обоих концов и, следовательно, имеют напряжение 220 В вместо обычных 110 В.
Одна из причин, по которой наземная установка направлена на то, чтобы как можно лучше справиться с освещением. Система заземлена как можно ближе к панели выключателя в доме, чтобы свести к минимуму общее напряжение в системе из-за смещения земли. Представьте, что произошло бы, если бы центральный отвод вторичной обмотки трансформатора был заземлен на опоре электросети, а не в вашем доме, а поблизости ударила молния. Между точкой заземления центрального ответвления и фактическим потенциалом земли, к которому могут быть подключены другие вещи в вашем доме, может быть смещение в несколько кВ, например, бетонный пол, на котором вы стоите в подвале, водопроводные трубы и т. д. Даже хорошо изолированные и правильно спроектированные приборы не защитят вас от этого.
Потому что любой реальный трансформатор не является идеальным изолятором. Емкость между первичной и вторичной обмотками всегда составляет несколько сотен или тысяч пикофарад.
Если вы не заземлите вторичную обмотку, то на всех вторичных выходах у вас будет плавающее переменное напряжение 60 Гц, составляющее примерно половину первичного напряжения, скажем, 5500 вольт относительно земли.
И, да, помимо простых эффектов первого порядка есть десятки аспектов безопасности, регулирования, стоимости, окружающей среды и других аспектов.
Без заземления был бы очень высокий риск, если бы первичная обмотка высокого напряжения столба электросети замкнулась на вторичную обмотку низкого напряжения (120 В или 240 В) - тысячи вольт, отправленные на ваши приборы. При заземлении такое короткое замыкание приведет к срабатыванию выключателя на стороне электросети.
Маженко
Кортук