Průvodce pro majitele domu k elektrickému uzemnění a jak to funguje

Ať už jste zkušený kutil nebo teprve začínáte, elektrické uzemnění je jedním z nejdůležitějších – a matoucích – konceptů, které je třeba pochopit.

Možná jste slyšeli o uzemnění, ale nejste si jisti, co přesně dělá. Možná jste viděli, a dokonce jste se připojili, zelený "zemnící vodič" v projektu DIY elektro. Nebo pro vás možná uzemňuje zcela nový koncept a hledáte jednoduché vysvětlení.

Zde vám řeknu, co je elektrické uzemnění, k čemu slouží a proč je tak důležité pro bezpečnost každého elektrického obvodu ve vaší domácnosti.

Co je elektrické uzemnění?

Uzemnění znamená připojení k Zemi nebo rozšíření zemního spojení na další věci ve vaší domácnosti – i když jsou daleko od skutečné země. Navázání spojení se Zemí má několik bezpečnostních a logistických výhod a bylo v určité formě vyžadováno Národní elektrický zákoník (NEC) od prvních dnů elektřiny.

Než půjdeme dále, podívejme se, jak je elektřina dodávána ve vašem domě.

Jak funguje elektřina?

Když vejdete do místnosti a otočíte se vypínač, elektřina ve formě aktuální proudí přes vypínač do světla. Tento elektrický proud je tvořen elektrony, drobné subatomární částice, které jsou neustále v pohybu.

Jsou to tyto elektrony, které způsobují, že se vaše světlo rozsvítí, stejně jako toustovač opéká a pračka běží. Dokud nevypnete vypínač, tyto elektrony neustále cyklují od vašeho elektrického panelu ke světlu a zpět v nepřetržité smyčce zvané obvod.

Proud neustále obíhá smyčku kvůli základní pravdě o elektřině: Vždy se chce vrátit ke svému zdroji, kterým je u vás doma elektrický panel.

Měděné nebo hliníkové dráty, tzv vodičů, veďte proud z vašeho panelu do všeho ve vaší domácnosti, co potřebuje napájení, a zase zpět. Tyto kovy se používají, protože jsou vodivé, což znamená, že jimi elektrony snadno procházejí. Napětí je síla, která tlačí proud obvodem.

Země je také vodič. A vy jím můžete být, bohužel. Elektrický proud je oportunistický a bude muset vzít jakoukoli cestu, aby se vrátil tam, odkud přišel. Pokud se mu postavíte do cesty – alias se stanete součástí okruhu – proud by se mohl rozhodnout, že projde přímo vaším tělem. K zabití člověka stačí jen nepatrné množství proudu.

Proč zemníme?

Jedním slovem: Bezpečnost. Pokud by nás proud napájející naše světla, spotřebiče a nástroje mohl zabít, je důležité toto nebezpečí zmírnit, že? Uzemnění je způsob, jak toho dosáhneme, a existují dva způsoby, jak to udělat:

Uzemnění systému

Vaše domovní elektroinstalace je elektrický systém, připojený k zemi u vašeho elektrický panel. Nástroje, spotřebiče, světla a elektronika potřebují specifické napětí, aby fungovaly správně a bezpečně, a uzemnění systému tato napětí stabilizuje.

Uzemnění to zajistí, ať jste kdekoli zapojit počítač nebo televizi, získáte stejný 120voltový obvod (plus nebo mínus několik voltů). Pokaždé, když sušíte oblečení, vaše elektrická sušička získá 240 voltů, aby fungovala bezpečně. Uzemnění systému také omezuje napěťové rázy, pokud údery blesku vašeho domova nebo okolí.

Uzemnění a pospojování zařízení

Když přemýšlíte o elektrickém zařízení, pravděpodobně se vám vybaví spotřebiče a nástroje – věci, které zapojujete a používáte. Máš pravdu.

Ale s uzemněním tento termín také zahrnuje rámy spotřebičů, spojovací krabice, vedení (potrubí) a další kovové věci, které normálně nevedou ani nepoužívají elektřinu. Tyto „bezproudové“ kovové části musí být uzemněny (propojeny se zemí) v případě, že se dostanou pod napětí.

Vezměte si pračku. Pokud se některý z vodičů (drátů) přivádějících elektřinu do vaší pračky uvolní nebo roztřepe v důsledku stáří nebo tření, může se náhodně dostat do kontaktu s kovovým rámem a způsobit jeho elektrizaci. Pokud k tomu dojde, váš domov má a jistič která vypíná okruh.

Jak jistič pozná, že má vypadnout? To je tam kde lepení přichází v.

Spojení znamená spojení pro vytvoření elektrické kontinuity. Když roztřepený drát narazí na pračku, vytvoří a zemní spojení. Tento neúmyslný, opravdu vysoký proud se musí rychle vrátit do panelu a jističe. Nemůže se pohybovat po běžné cestě (vodiče obvodu), protože rám pračky tuto cestu přerušil. Musí jít alternativní cestou. Elektrikáři pro tento účel záměrně instalují trasu.

Trasou může být přiměřeně velký zelený nebo holý drát nebo samotné kovové části, ale musí být souvislá až k panelu. Bez této cesty by rám mohl sedět pod napětím a čekat, až šokuje osobu nebo zvíře. Uzemnění a propojení zařízení zmírňují nebezpečí úrazu elektrickým proudem.

Jak funguje elektrické uzemnění?

Takže víme, že uzemnění je důležité, ale jak to funguje? Proč připojení k zemi dělá věci bezpečnějšími? Může to být matoucí, ale zůstaňte se mnou.

Když jsi byl dítě, šel jsi někdy po koberci v ponožkách a pak se dotkl svého přítele, abys ho šokoval? (Možná to stále děláte. Žádný soud.)

Tvůj přítel dostal šok, protože jsi sebral spoustu přebytečných elektronů z koberce a tvůj kamarád měl nedostatek elektronů ve srovnání s tebou. Elektrony vnímaly tento relativní rozdíl, nazývaný také a potenciála přesunul se ke svému příteli, aby se vrátil do stavu rovnováhy.

Podobně se chovají elektrony v elektrických obvodech; neustále se posouvají k jinému potenciálu. Země (země) má potenciál nula, zatímco elektrické obvody vašeho domova mají potenciál vyšší – o 120 voltů a 240 voltů vyšší. (To je pravda, potenciál je stejný jako napětí.)

Pamatujete si dříve, když jsem se zmínil, že byste mohl být dirigentem? Pokud se dotknete elektrifikovaného kovového rámu, když stojíte na Zemi s nulovým potenciálem, elektrony ve 120-voltovém obvodu dokáže vycítit ten potenciálový rozdíl, stejně jako když jste přerušili svého kamaráda s statická elektřina. Mohli by použít vás a Zemi, abyste se dostali zpět ke svému zdroji. To je špatné.

Naštěstí vás elektrony projdou pouze tehdy, pokud pocítí rozdíl v potenciálu. Připojení rámu pračky k zemi pomocí zeleného vodiče nebo spojených kovových částí ji udržuje na zemním potenciálu (nule), takže se nemůžete stát součástí obvodu.

Pokud se rám někdy stane elektrifikovaným, byť na zlomek sekundy, proud se okamžitě vrátí zpět do panelu podél této záměrně nainstalované cesty, namísto čekání, až přijdete a dokončíte obvod.