La mayoría de los circuitos eléctricos tienen una tierra que está conectada eléctricamente a la Tierra , de ahí el nombre "tierra". Se dice que el suelo está flotando cuando esta conexión no existe. [1]
También se describe que los conductores tienen un voltaje flotante si no están conectados eléctricamente a otro conductor no flotante (puesto a tierra). Sin dicha conexión, los voltajes y los flujos de corriente son inducidos por campos electromagnéticos o acumulación de carga dentro del conductor en lugar de deberse a la diferencia de potencial externa habitual de una fuente de alimentación.
Aplicaciones
Los equipos eléctricos pueden diseñarse con suelo flotante por una de varias razones. Uno es la seguridad. Por ejemplo, una fuente de alimentación de CC de bajo voltaje, como un cargador de teléfono móvil, está conectada a la red eléctrica a través de un transformador de un tipo u otro, y no hay una conexión eléctrica directa entre la ruta de retorno de corriente en el lado de bajo voltaje y la conexión física. tierra (tierra). Asegurarse de que no haya conexión eléctrica entre la tensión de red y el enchufe de baja tensión hace que sea mucho más fácil garantizar la seguridad del suministro. También permite que el cargador se conecte de forma segura solo a vivo y neutral, lo que permite un enchufe de dos clavijas en países donde esto sea relevante. De hecho, cualquier electrodoméstico con un enchufe de dos clavijas debe tener un suelo flotante. [2]
Otra aplicación es en equipos de prueba electrónicos . Suponga que desea medir una diferencia de potencial de 0,5 V entre dos cables que se encuentran aproximadamente a 100 V por encima de la tierra. Si su dispositivo de medición tiene que conectarse a tierra, algunos de sus componentes electrónicos tendrán que lidiar con una diferencia de potencial de 100 V en sus terminales. Si todo el dispositivo flota, entonces su electrónica solo verá la diferencia de 0.5 V, lo que permitirá el uso de componentes más delicados que pueden realizar mediciones más precisas. Estos dispositivos suelen funcionar con pilas .
Otras aplicaciones incluyen aeronaves y naves espaciales, donde una conexión directa a la Tierra es físicamente imposible durante el vuelo.
En tercer lugar, un suelo flotante puede ayudar a eliminar los bucles de tierra , [3] lo que reduce el ruido acoplado al sistema. Un ejemplo de dicha configuración se muestra en la imagen de la derecha. Los sistemas aislados de esta manera pueden derivar en potencial y, si el transformador es capaz de suministrar mucha energía, pueden ser peligrosos. Esto es particularmente probable si el sistema flotante está cerca de líneas eléctricas de alto voltaje. [4] Para reducir el peligro de descargas eléctricas, el chasis de los instrumentos generalmente se conecta por separado a tierra. [5]
Seguridad
Los terrenos flotantes pueden ser peligrosos si son causados por una falla en la conexión a tierra adecuada de equipos que fueron diseñados para requerir conexión a tierra, porque el chasis puede tener un potencial muy diferente al de cualquier organismo cercano, que luego recibe una descarga eléctrica al tocarlo. Los televisores de chasis en vivo, donde la conexión a tierra del televisor se deriva mediante la rectificación de la red en vivo, eran comunes hasta la década de 1990.
Los terrenos vivos expuestos son peligrosos. Están vivos y pueden electrocutar a los usuarios finales si se tocan. Los enchufes para auriculares instalados por los usuarios finales en televisores con chasis en vivo son especialmente peligrosos, ya que no solo suelen estar en vivo, sino que cualquier descarga eléctrica pasará por la cabeza del usuario. Los equipos que tienen una toma de auriculares y un chasis en vivo utilizan un transformador de aislamiento de audio para hacer que la disposición sea segura.
Las tierras flotantes pueden causar problemas con los equipos de audio que utilizan conectores RCA (también llamados conectores phono). Con estos conectores comunes, la clavija de señal se conecta antes que la tierra, y 2 equipos pueden tener una diferencia mayor entre sus tierras que la que se necesita para saturar la entrada de audio. Como resultado, conectar o desconectar mientras está encendido puede resultar en ruidos muy fuertes en los altavoces. Si la diferencia de voltaje de tierra es pequeña, tiende a causar solo zumbidos y clics.
Se puede incorporar un dispositivo de corriente residual a un sistema para reducir, pero no eliminar, los riesgos causados por un suelo flotante.
Ver también
Referencias
- ^ Graf, Rudolf (1999). Diccionario moderno de electrónica (7ª ed.). Butterworth-Heinemann. pag. 292. ISBN 0-7506-9866-7.
- ^ Miller, Rex; Miller, Mark R. (2002), Electronics the Easy Way (4ª ed.), Barron's Educational Series, pág. 38 , ISBN 0-7641-1981-8
- ^ "Conceptos básicos de los bucles de tierra | ¿Qué es el bucle de tierra?" . Herramientas de instrumentación . Herramientas de instrumentación. 26 de julio de 2016 . Consultado el 26 de diciembre de 2020 .
- ^ Joffe, Elya B .; Lock, Kai-Sang (2010). "4.2.2.1". Conexiones a tierra: Manual de circuito a sistema . Wiley. ISBN 978-0471-66008-8.
- ^ Dorf, Richard C., ed. (2005). El manual de ingeniería (2ª ed.). Prensa CRC. pag. 113-10. ISBN 0-8493-1586-7.