¿Por qué no usamos cable neutro para conectar a tierra dispositivos y cable de tierra para cerrar el circuito?

Sé que el punto neutro de un transformador de distribución está conectado al cable de conexión a tierra, así que creo que son lo mismo.

¿Puedo usar el cable neutro para proteger los dispositivos eléctricos con carcasa de metal conectándolo a la carcasa (cubierta)?

¿Puedo usar el cable de conexión a tierra para cerrar el circuito? Por ejemplo, ¿puedo conectar una bombilla entre el cable con corriente y el cable de tierra?

Creo que la respuesta sería: "Sí, pero es malo hacer esto", pero no sé por qué es malo.

Editar:

transistor, muchas gracias por su excelente respuesta y su tiempo. Soy consciente de que. Tengo una cosa más que todavía no entiendo. Me pregunto si te importaría contestarme y espero no molestarte con mis preguntas.

Si la bombilla está conectada de esta manera:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Si el cliente toca la lámpara cuando está encendida, no creo que note un ligero hormigueo porque el camino de regreso es el suelo.

Si el cable neutro se cayó, la carcasa metálica no está viva. Si el cable a tierra se cayó, la bombilla se apagará pero no hay peligro. ¿Es correcto cablear dispositivos de esta manera?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figuras 1 y 2. que muestran el peligro de la puesta a tierra a través del neutro.

En el primer ejemplo, el "Lectricista Lunático" ha "puesto a tierra" la carcasa de la lámpara conectándola al cable neutro. Todo parece correcto, aunque el cliente nota un leve hormigueo cuando toca la lámpara cuando está encendida. Esto se debe a que hay una ligera caída de voltaje causada por la corriente a través del cable de retorno. El cliente vive esta vez.

En la segunda situación, uno de los cables de Lunatic 'Lectrician se cayó. Desafortunadamente fue el cable de retorno y ahora la lámpara de metal está viva. (La resistencia de la bombilla no es lo suficientemente alta como para proteger al cliente.) Lunatic 'Lectrician puede perder a este cliente.

^{simular este circuito}

Figura 3. Peligro de inversión de fase con 'neutro' conectado al marco de la lámpara.

Ahora no todos los países usan enchufes polarizados y desafortunadamente Lunatic 'Lectrician opera en uno de estos países. Hay una probabilidad de 50/50 de que el enchufe funcione de forma "segura". Hay un 50% de posibilidades de que ocurra de esta manera.

¿Necesitas algo más convincente?

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Figura 4. Lámpara debidamente cableada.

Considere lo que sucede en un sistema correctamente cableado. Si el cable con corriente se cae de la bombilla y toca la carcasa metálica, una gran corriente fluirá a tierra. Si el fusible está correctamente clasificado, explotará rápidamente desconectando el suministro de energía. Si el neutro está en cortocircuito con la carcasa, es posible que no se detecte la falla y que la corriente se divida entre los cables neutro y de tierra. Un RCD / ELCB protegerá contra este tipo de falla, pero esa es otra pregunta .

Actualización después de la actualización de la pregunta.

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Figura 5. Rotura en el cable de tierra.

No. Nunca es seguro usar el cable de tierra como neutro. Considere la Figura 5: el cable a tierra se ha roto y cualquier otra cosa conectada a él cobrará vida una vez que se encienda S1. Es demasiado peligroso. Causará una confusión potencialmente fatal para la próxima persona que modifique el sistema. Respete las buenas prácticas, las reglamentaciones locales y disfrute de una larga vida

Si bien el cable neutro y el cable de tierra tienen el mismo potencial y, por lo tanto, pueden intercambiarse efectivamente desde un punto de vista puramente eléctrico, la forma en que están conectados los hace muy, muy diferentes.

Un sistema eléctrico doméstico siempre debe tener dos dispositivos de protección:

• el RCD, también conocido como dispositivo de corriente residual
• un disyuntor

El RCD está conectado a vivo y neutro y mide la diferencia de corriente entre los dos cables: si la diferencia es demasiado alta, se desconecta desconectando el cableado aguas abajo. El propósito de este dispositivo es evitar que la corriente proveniente de la corriente no regrese a través del neutro: esto puede suceder si dicha corriente fluye en una carga, por ejemplo, un ser humano, que no está conectado al neutro sino a algún otro potencial similar, como la tierra

El interruptor generalmente incluye dos mecanismos de disparo: magnético y térmico. El mecanismo magnético interviene si la corriente que fluye en el interruptor es demasiado alta, incluso por un corto tiempo, mientras que el mecanismo térmico interviene si fluye una corriente algo alta durante mucho tiempo. El propósito de este dispositivo es evitar que sus cables se incendien, al tiempo que permite picos de corriente altos, pero no demasiado, que duran un breve momento.

Si simplemente cambia en vivo y en tierra con una carga, el RCD simplemente se dispararía y no debería suceder nada interesante, simplemente olvídalo. Si no hay un RCD presente y tiene un cableado pequeño / largo / malo, posiblemente pueda elevar la tierra desde tierra de varios voltios, y eso es algo malo.

Vladamir tiene la respuesta importante: tratamos los dos conductores de manera diferente, a pesar de que están nominalmente al mismo voltaje. Da el ejemplo de un RCD, y los GFCI que se ven en la construcción moderna de los Estados Unidos funcionan de manera muy similar. La expectativa es que el flujo de corriente del cable caliente y del cable neutro será igual en magnitud. Si no lo están, el RCD / GFCI calcula que la corriente tiene que regresar a través de otra ruta (cable de conexión a tierra, plomería, etc.) para que se dispare.

Hay una segunda razón que no mencionó, que es que solo están nominalmente al mismo voltaje. Los alambres de cobre no son perfectos. Tienen algo de resistencia. Esto significa que la corriente que fluye a través de la línea neutral puede "elevarla" a un voltaje por encima del suelo. Por lo general, esto es lo suficientemente pequeño como para que no nos demos cuenta, pero el equipo estéreo lo nota grandeshora. El equipo de audio a menudo necesita medir pequeños voltajes (es decir, menos de 1V) contra un nodo común, y luego amplifican esa señal para enviarla a los altavoces. Esta medición a menudo se realiza fuera del voltaje de referencia "tierra" (por muchas razones). Si comienza a poner ruido en el "suelo", comienza a aparecer en el sonido con bastante rapidez. Es por eso que muchos amplificadores estéreo tienen un conector de 3 clavijas o un puerto de tierra dedicado que puede conectar a tierra si el ruido eléctrico cercano tiene un gran efecto en la calidad de sonido.

Respondiendo la pregunta en la edición:

Si la bombilla está conectada de esta manera:

Si el cliente toca la lámpara cuando está encendida, no creo que notará un ligero hormigueo porque el camino de regreso es el suelo.

Si el cable neutro se cayó, la carcasa metálica no está viva. Si el cable de tierra se cayó, la bombilla se apagará pero no hay peligro. ¿Es eso correcto conectar los dispositivos de esta manera?

A los electrones no les importa el color de los cables o las etiquetas arbitrarias que les asignamos. Si nuestro cable de suministro tuviera tres conductores aislados con plástico negro blanco y verde (supongo que los códigos de color de América del Norte aquí) y conectamos toda la carpintería metálica al cable blanco y todos los caminos de retorno al cable verde, entonces no habría riesgo inmediato de conmoción. Incluso si se desarrolla una "falla única".

Sin embargo, hay un par de razones por las cuales esta es una mala idea.

1. En muchos cables prácticos, el cable de tierra no es simplemente otro conductor cubierto de plástico que difiere solo en color de los otros cables. Puede aislarse de las personas que tocan el cable solo por la cubierta exterior, mientras que los otros conductores están aislados tanto por su propio aislamiento como por la cubierta exterior. A veces puede no estar aislado de personas que tocan el cable en absoluto.
2. Las convenciones son convenciones por una razón. Incluso si su sistema con colores de cable extraños es seguro tal como está, solo necesita que alguien lo acompañe y le haga modificaciones, suponiendo que siga el estándar para que sea inseguro.

Esto solía ser una práctica estándar en el cableado de la casa: tomacorrientes de 3 clavijas que tenían puenteado N y PE, y usaban 2 cables en la pared. Menos riesgo de que un cable en la pared se rompa y cause el peor de los casos descrito anteriormente; aún así, el cableado dañado o mal ejecutado / modificado condujo a suficientes accidentes para causar la eliminación gradual de tales prácticas en la mayoría de los lugares.