Potentialskillnad
Om man har en jordad lampa som matas av spänning L1 och sedan en nolla. Då går det alltså en ström i nollan men ingen spänning.
Sedan blir det en ström i pen-ledaren som gör att det blir en spänning som går ut i höljet på lampan, men hur?
Om det inte finns någon spänning i nolledaren varifrån kommer spänningen?
Är spänningen L1 som sipprar sig fram genom pen-ledaren och når höljet eller uppstår den ur tomma intet?
Om man kan mäta från jord till höljet och få utslag är det två olika jordar då också?
Sedan blir det en ström i pen-ledaren som gör att det blir en spänning som går ut i höljet på lampan, men hur?
Om det inte finns någon spänning i nolledaren varifrån kommer spänningen?
Är spänningen L1 som sipprar sig fram genom pen-ledaren och når höljet eller uppstår den ur tomma intet?
Om man kan mäta från jord till höljet och få utslag är det två olika jordar då också?
Läs Bos inlägg...
Redigerat:
När det går ström i nollan så blir det per automatik även en spänningsskillnad mot jord.A Achren57 skrev:
Spänningen finns redan i nollan innan nolla & jord går ihop.A Achren57 skrev:
Man får olika spänningspotential mellan olika jordplan beror på att det går ström i ena/bägge jordplanen.A Achren57 skrev:
Det är en av anledningarna till att tex en signalkabel (tex ethernet) aldrig ska jordas i bägge ändar främst när det är mellan olika byggnader.
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 24 081 inlägg
Ja det är olika jordar. Det går strömmar lite överallt så två olika "jordpunkter" eller "nollpunkter" har sällan exakt samma potential. Och det går ingen ström utan spänning.
Den första grejen du behöver förstå är att du inte har spänningen 0 i neutralledaren på andra sidan lampan. Det blir ett spänningsfall i neutralledaren precis som det blir ett spänningsfall i PEN-ledaren.
Jag har ritat upp ett exempel på hur det skulle kunna se ut. Sladdar är inte fria från impedans, de är inga supraledare. Så strömmen genom dem orsakar ett spänningsfall.
Om vi börjar hos transformatorn som är vår spänningskälla, så är det endast där som du kan mäta upp 230 V (i ett belastat system, och om vi bortser från transformations interna impedans).
Om vi belastar med en lampa som drar 5 A, så går det 5 A genom fasledaren och 5 A genom N + PEN-ledaren, samma ström hela vägen, om den inte tar en lite omväg vilket den nästan alltid gör. Men den sammanlagda ström som når transformatorn i retur är 5 A.
Impedansen i fasledaren ger ett spänningsfall på 2 V. Det är ett exempel med antagandet att impedansen hos fasledaren är R = U / I = 2 V / 5 A = 0.4 ohm. Inte ett helt orimligt värde. Fasledaren är alltså en "belastning" som utvecklar en effekt (värme).
Ungefär samma spänningsfall sker i returledaren N+PEN. Det mesta spänningsfallet uppstår vanligen i neutralledaren eftersom den har en klen area jämfört med PEN-ledaren. Jag ritade därför in 1.5 V i N-ledaren och 0.5 V i PEN-ledaren.
Över lampan till höger blir det alltså inga 230 V, utan man får dra av spänningsfallet i fas-, neutral och PEN-ledare.
Och nu kommer vi till "spänningen i nollan". Mäter man spänningen på nollan på andra sidan lampan och transformatorns jordpunkt så får man ca 2 V i detta exempel. Så visst finns det en spänning där.
Men samtidigt måste man ju tala om vad man mäter denna spänning emot. En spänning har man mellan två punkter. Var finns spänningen 0? Ja, det beror på vad du mäter emot. När vi talar om att en spänning är farlig så menar man spänningen mot moder jord. Den är inte heller 0. Potentialen 0 finns endast vid transformatorns jordpunkt.
Jag har ritat ut de olika spänningarna mot ett jordtag till höger i den egna anläggningen. Detta jordtag har inte exakt potential 0 V mot transformatorn jordtag. Det flyter lite ström i moder jord också pga diverse medvetna och ofrivilliga jordtag här o där. Men jag har inte justerat sifforna efter det.
Titta också på skyddsjorden. I elcentralen är den förbunden med PEN-ledaren, så även skyddsjorden har en potential mot moder jord, om än liten. Samma potential som spänningsfallet i PEN. Eftersom det inte går någon ström i skyddsjorden så är det samma potential på höljet till den skyddsjordade lampan. 0.5 V kan man känna om man är känslig.
Hur skulle denna potential i skyddsjorden förändras om man anslöt ett jordtag på PEN-ledaren mitt emellan transformatorn och elcentralen? Jo, spänningen blir ungefär halverad, 0.25 V, för nu är det spänningsfallet fram till detta jordtag som man upplever som beröringsspänning i sin anläggning. Det går som sagt jämförelsevis en mycket liten ström i moder jord mellan jordtagen eftersom impedansen i PEN-ledaren är så mycket mindre.
Så lokala jordtag är bra.
Jag ser nu att jag supit bort mina +50 år gamla kunskaper i subtraktion, så en siffra i bilden är felaktig. Vilken?
Den första grejen du behöver förstå är att du inte har spänningen 0 i neutralledaren på andra sidan lampan. Det blir ett spänningsfall i neutralledaren precis som det blir ett spänningsfall i PEN-ledaren.
Jag har ritat upp ett exempel på hur det skulle kunna se ut. Sladdar är inte fria från impedans, de är inga supraledare. Så strömmen genom dem orsakar ett spänningsfall.
Om vi börjar hos transformatorn som är vår spänningskälla, så är det endast där som du kan mäta upp 230 V (i ett belastat system, och om vi bortser från transformations interna impedans).
Om vi belastar med en lampa som drar 5 A, så går det 5 A genom fasledaren och 5 A genom N + PEN-ledaren, samma ström hela vägen, om den inte tar en lite omväg vilket den nästan alltid gör. Men den sammanlagda ström som når transformatorn i retur är 5 A.
Impedansen i fasledaren ger ett spänningsfall på 2 V. Det är ett exempel med antagandet att impedansen hos fasledaren är R = U / I = 2 V / 5 A = 0.4 ohm. Inte ett helt orimligt värde. Fasledaren är alltså en "belastning" som utvecklar en effekt (värme).
Ungefär samma spänningsfall sker i returledaren N+PEN. Det mesta spänningsfallet uppstår vanligen i neutralledaren eftersom den har en klen area jämfört med PEN-ledaren. Jag ritade därför in 1.5 V i N-ledaren och 0.5 V i PEN-ledaren.
Över lampan till höger blir det alltså inga 230 V, utan man får dra av spänningsfallet i fas-, neutral och PEN-ledare.
Och nu kommer vi till "spänningen i nollan". Mäter man spänningen på nollan på andra sidan lampan och transformatorns jordpunkt så får man ca 2 V i detta exempel. Så visst finns det en spänning där.
Men samtidigt måste man ju tala om vad man mäter denna spänning emot. En spänning har man mellan två punkter. Var finns spänningen 0? Ja, det beror på vad du mäter emot. När vi talar om att en spänning är farlig så menar man spänningen mot moder jord. Den är inte heller 0. Potentialen 0 finns endast vid transformatorns jordpunkt.
Jag har ritat ut de olika spänningarna mot ett jordtag till höger i den egna anläggningen. Detta jordtag har inte exakt potential 0 V mot transformatorn jordtag. Det flyter lite ström i moder jord också pga diverse medvetna och ofrivilliga jordtag här o där. Men jag har inte justerat sifforna efter det.
Titta också på skyddsjorden. I elcentralen är den förbunden med PEN-ledaren, så även skyddsjorden har en potential mot moder jord, om än liten. Samma potential som spänningsfallet i PEN. Eftersom det inte går någon ström i skyddsjorden så är det samma potential på höljet till den skyddsjordade lampan. 0.5 V kan man känna om man är känslig.
Hur skulle denna potential i skyddsjorden förändras om man anslöt ett jordtag på PEN-ledaren mitt emellan transformatorn och elcentralen? Jo, spänningen blir ungefär halverad, 0.25 V, för nu är det spänningsfallet fram till detta jordtag som man upplever som beröringsspänning i sin anläggning. Det går som sagt jämförelsevis en mycket liten ström i moder jord mellan jordtagen eftersom impedansen i PEN-ledaren är så mycket mindre.
Så lokala jordtag är bra.
Jag ser nu att jag supit bort mina +50 år gamla kunskaper i subtraktion, så en siffra i bilden är felaktig. Vilken?
Ett stort tack för alla inlägg 
TS fråga är dock väldigt relevant och intressant på ett djupare plan, eftersom man inom strömkretsläran betraktar ledarna i en krets som idealiska, dvs. att två punkter som är sammanbundna med en ledare har samma potential. Alltså just supraledare.
Men som TS insett så uppstår ett dilemma där. Man kommer (teoretiskt) fram till att en viss ström flyter genom en ledare i kretsen, men hur kan ström flyta utan att det finns en potentialskillnad?
Det där träter uppenbarligen de lärde om, men för oss dödliga får man kanske nöja sig med insikten att skolbokens ellära är en teoretisk modell som inte nödvändigtvis är tillämpbar på t.ex. supraledare.
Eller så går man igång på dessa funderingar och skolar om till kvantfysiker.
Kom inte och förstör nu när @Bo.Siltberg föredömligt har visat att det är resistans i alla delar i kedjan. Både i kabeln som går "till" lampan (fas) och från lampan till jord (nollan). Och där det finns resistans och ström finns det även spänning. Annars måste du motbevisa Ohms lag.Ulltand skrev:
Så nej, "hela spänningen" tas inte upp i lampan. Och desto starkare lampa, desto mindre spänning "tas upp" i lampan och desto mer "tas upp" i ledningarna.
Det är därför man säkrar av ledningarna så att en allt för stark lampa inte gör att det "tas upp" så mycket spänning i ledningarna att de börjar lysa istället för lampan
Gör man?C cpalm skrev:
Är det därför vi har säkringar i elsystem och elektriker räknar på förimpedans/utlösningsfaktor när installationer ska göras?
Frågan kan vara retorisk
Ja visst gör man det. Vill man räkna på förimpedans, ledningsresistans, utlösningsvillkor och liknande räknar man på en s.k. ekvivalent krets där dessa är explicit modellerade i kretsen. T.ex.:R RoAd skrev:
Sen är det förvisso så att EL-VIS och liknande verktyg inte nödvändigtvis presenterar det på detta vedertagna sätt. Men det är så beräkningen går till.
Jag vet inte riktigt vart du vill komma. Visst förenklar man i vissa fall och skiter i ledningsresistans om den för den aktuella kretsen är försumbar. Lite som att man skiter i jordens kurvatur om man uppför en friggebod.C cpalm skrev:
Det betyder ju dock inte att det uppstår något dilemma som du skrev. Resistansen finns där och då också ett spänningsfall om man leder ström genom den.
För TS problemställning så förenklade jag lite genom att anta en ideal supraledande kabel.R RoAd skrev:Kom inte och förstör nu när @Bo.Siltberg föredömligt har visat att det är resistans i alla delar i kedjan. Både i kabeln som går "till" lampan (fas) och från lampan till jord (nollan). Och där det finns resistans och ström finns det även spänning. Annars måste du motbevisa Ohms lag.
Så nej, "hela spänningen" tas inte upp i lampan. Och desto starkare lampa, desto mindre spänning "tas upp" i lampan och desto mer "tas upp" i ledningarna.
Det är därför man säkrar av ledningarna så att en allt för stark lampa inte gör att det "tas upp" så mycket spänning i ledningarna att de börjar lysa istället för lampan
Det finns ingen anledning att lyfta in allt i frågan som inte handlar ledningens resistens imo
Du har "förenklat" på ett sätt som gör att det du svarar är rent fel. TS frågar ju rakt ut "Då går det alltså en ström i nollan men ingen spänning".För TS problemställning så förenklade jag lite genom att anta en ideal supraledande kabel.
Det finns ingen anledning att lyfta in allt i frågan som inte handlar ledningens resistens imo
@Bo.Siltberg har gett en bra förklaring i #4
Vart jag vill komma är helt enkelt att jag förstår hur TS resonerar och varför han inte får ihop det.R RoAd skrev:
TS tänker på sin krets ur det teoretiska perspektiv man lär sig i skolboken.
Dilemmat är att om A och B (i teorin) har samma potential - hur kan det då (i teorin) flyta en ström I? Eller vice versa.
Skolbokens idealiserade ledare bryter mot Ohms lag.
Att det inte är ett dilemma i den fysiska världen kan vi vara överrens om. Så länge man håller sig borta från supraledare då, som trots allt finns på riktigt.