Bilanciamento dei carichi elettrici
Il bilanciamento dei carichi elettrici è una parte importante della disposizione dei circuiti in un sistema di cablaggio domestico. Di solito viene eseguito da elettricisti durante l'installazione di un nuovo pannello di servizio (scatola interruttore), il ricablaggio di una casa o l'aggiunta di più circuiti durante una ristrutturazione. In termini semplici, un pannello di servizio elettrico ha due lati e il bilanciamento del carico è una questione di divisione dei circuiti in modo uniforme tra i due lati in modo che il carico, o l'assorbimento di potenza, sia più o meno lo stesso su entrambi i lati. Un carico sbilanciato si verifica quando c'è molta più potenza assorbita da un lato del pannello rispetto all'altro. Questo può portare al surriscaldamento dei componenti elettrici e possibilmente al sovraccarico del pannello.
Nozioni di base sul servizio elettrico
La maggior parte delle case ha un tipo di servizio elettrico chiamato monofase, a tre fili. Il servizio proviene dall'utilità tramite due fili senza messa a terra ("caldi") che trasportano 120 volt ciascuno, più un singolo filo con messa a terra ("neutro"). I fili si collegano al pannello di servizio della casa e ogni filo caldo fornisce alimentazione a 120 volt a una delle due barre del bus caldo nel pannello. Gli interruttori automatici dei vari circuiti domestici (chiamati circuiti derivati) scattano nel pannello e si collegano elettricamente ad una o ad entrambe le sbarre collettrici calde. Un interruttore automatico unipolare si collega a una sola barra bus e fornisce 120 volt a un circuito. Un doppio polo l'interruttore si collega a entrambe le sbarre bus e fornisce 240 volt a un circuito. Come i fili dei servizi di pubblica utilità, ogni circuito derivato ha uno o due fili caldi e un filo neutro. La potenza elettrica esce dal pannello lungo i fili caldi e ritorna al pannello in neutro. Da lì, l'energia ritorna alla rete pubblica tramite il servizio di utilità neutro.
Amperaggio del circuito
Ogni interruttore ha un valore di amperaggio che indica il carico massimo che il circuito può sopportare prima che l'interruttore si spenga per evitare danni da sovraccarico. Gli interruttori unipolari di solito sono classificati per 15 o 20 ampere. Gli interruttori bipolari variano tipicamente da 30 a 50 ampere o più. L'amperaggio è il fattore principale utilizzato per bilanciare i carichi nel pannello di servizio. Un altro fattore è il tipo di apparecchiatura elettrica (apparecchio, prese, illuminazione, ecc.) Servita dai circuiti e quando tale apparecchiatura è tipicamente utilizzata. Ad esempio, un frigorifero funziona 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno e necessita della massima potenza per avviare il motore del compressore. Al contrario, un ventilatore per tutta la casa (ventilatore da soffitta) ha una potenza assorbita relativamente costante e viene utilizzato solo durante la stagione calda e di solito di notte o al mattino presto.
Equilibrio del circuito
Per capire come funziona il bilanciamento, immagina di avere due circuiti da 120 volt con interruttori unipolari. Un circuito fornisce un frigorifero che assorbe 8 ampere; l'altro circuito fornisce un congelatore orizzontale che assorbe 7 ampere. Entrambi gli apparecchi funzionano sempre, tutto l'anno. Per bilanciare il carico dei due circuiti, gli interruttori dovrebbero trovarsi su diverse barre del bus caldo, o "gambe", del pannello di servizio. In questo modo, l'amperaggio dei due circuiti si annullano a vicenda quando la potenza torna all'utenza sul neutro. In questo caso, la corrente sul neutro sarebbe 1 amp: 8 - 7 = 1. Se entrambi gli apparecchi tirassero 8 amp, la corrente sul neutro sarebbe 0. L'obiettivo è di avere la corrente sul neutro più bassa possibile per sicurezza, efficienza energetica e altri motivi.
D'altra parte, se si posizionassero entrambi i circuiti sulla stessa gamba del pannello, i carichi degli apparecchi si sommerebbero, risultando in 15 ampere di corrente di ritorno sul neutro. Sarebbe un carico sbilanciato e preferibilmente evitato.
Posizionamento degli interruttori
La gamba o le gambe da cui ogni circuito attinge dipende da dove si trova l'interruttore nel pannello. Nella maggior parte dei pannelli, le fessure dell'interruttore su ciascun lato del pannello si alternano tra le barre del bus caldo (gambe). Se due interruttori unipolari si trovano sullo stesso lato e sono impilati uno sopra l'altro, si collegheranno a gambe diverse. Se si trovano sullo stesso lato ma hanno uno slot tra di loro, si collegheranno alla stessa gamba. Gli interruttori bipolari occupano due slot adiacenti e si collegano a entrambe le gambe. Ogni gamba fornisce 120 volt per un totale di 240 per il circuito. Per questo motivo, gli interruttori bipolari vengono bilanciati automaticamente, indipendentemente dalla loro posizione sul pannello. Pertanto, quando si progettano i circuiti per la casa, l'obiettivo è di avere un amperaggio più o meno uguale su entrambe le gambe del pannello.
