Por que aterramento não tem caminho de retorno na eletricidade?

Em sistemas elétricos, o aterramento (grounding) serve principalmente para fornecer um caminho seguro para que as correntes de falha sejam direcionadas à terra, protegendo equipamentos e pessoal. No entanto, o aterramento não é o caminho de retorno normal para a corrente, pois existem diferenças distintas em função e design entre o aterramento e o caminho de retorno normal. Aqui estão algumas razões-chave:

1. Propósito de Segurança

1.1 Dissipação de Corrente de Falha

• Proteção contra Falhas: O propósito principal do aterramento é fornecer um caminho de baixa impedância para que as correntes de falha fluam rapidamente para a terra, acionando dispositivos de proteção (como disjuntores ou fusíveis) para interromper o circuito com falha, prevenindo danos ao equipamento e choques elétricos.

• Aterramento de Segurança: Ao aterrar a carcaça do equipamento e partes metálicas, garante-se que a carcaça permaneça em potencial de terra, mesmo que ocorra uma falha interna, protegendo assim o pessoal.

2. Caminho de Operação Normal

2.1 Caminho de Retorno Normal para a Corrente

• Conduto Neutro: Em sistemas trifásicos ou monofásicos normais, o caminho de retorno para a corrente é através do condutor neutro (neutral). O condutor neutro conecta-se ao ponto neutro da fonte de energia, formando um circuito fechado para garantir que a corrente possa fluir de volta à fonte de energia.

• Propósito do Design: O condutor neutro é projetado para fornecer um caminho de baixa impedância para garantir que a corrente flua suavemente sob condições operacionais normais, evitando quedas significativas de tensão ou desequilíbrios de corrente.

3. Redução de Interferência Eletromagnética

3.1 Minimização da Interferência Eletromagnética

• Integridade do Sinal: Em dispositivos eletrônicos e sistemas de controle, o aterramento é usado principalmente para reduzir a interferência eletromagnética (EMI) e a interferência de rádio-frequência (RFI), protegendo a integridade e estabilidade dos sinais.

• Ponto de Referência: O aterramento fornece um potencial de referência estável para garantir que os sinais permaneçam inalterados por interferências externas durante a transmissão.

4. Evitar Desequilíbrio de Corrente

4.1 Equilíbrio de Corrente

• Sistemas Trifásicos: Em sistemas trifásicos, o condutor neutro equilibra as correntes entre as três fases, garantindo uma distribuição uniforme de corrente e prevenindo corrente excessiva no neutro, que poderia causar quedas de tensão e superaquecimento do equipamento.

• Sistemas Monofásicos: Em sistemas monofásicos, o condutor neutro também serve como caminho de retorno, garantindo um circuito fechado entre a carga e a fonte de energia.

5. Regulamentações e Padrões

5.1 Requisitos Regulatórios

• Códigos Elétricos: Códigos e padrões elétricos nacionais e internacionais (como NEC, IEC) especificam claramente o uso e os requisitos de design para aterramento e condutores neutros para garantir a segurança e confiabilidade dos sistemas elétricos.

• Conformidade: A aderência a esses códigos e padrões garante a conformidade e segurança dos sistemas elétricos, evitando riscos e acidentes potenciais.

Resumo

O aterramento em sistemas elétricos é usado principalmente para proteção de segurança e redução de interferência eletromagnética, não como o caminho de retorno normal para a corrente. O caminho de retorno normal para a corrente é fornecido pelo condutor neutro, que é projetado para garantir o fluxo estável de corrente sob condições operacionais normais, evitando desequilíbrios de corrente e quedas de tensão. O aterramento e o condutor neutro têm funções e designs distintos, trabalhando juntos para garantir a operação segura e estável dos sistemas elétricos.