في الأدوات والأجهزة الكهربائية، تتعرض المكونات مثل الأسلاك والأجهزة عادةً لتوتر كهربائي أثناء الاستخدام، بما في ذلك السلك المحايد. وتكون الأجزاء المعدنية في هذه الأجهزة تحت تأثير توتر كهربائي يختلف عن الصفر خلال التشغيل العادي وعند وقوع خلل كهربائي. هذا التوتر الكهربائي يمكن أن يكون مرتفعًا ويشكل خطرًا مباشرًا على الأفراد والممتلكات، إذا لم تُتخذ الإجراءات الوقائية اللازمة. أحد هذه الإجراءات الأساسية هو توصيل هذه الأجهزة بشبكة أرضية (دارة الأرضي) لضمان سلامة التشغيل ولتجنب الحوادث الكهربائية.

دور التأريض في الأنظمة الكهربائية متعدد الأوجه، ويشمل عدة جوانب أساسية لضمان سلامة التشغيل والحماية، وهي كما يلي:

1. حماية الأفراد من الصعق الكهربائي: التأريض يوفر مسارًا آمنًا لتفريغ التيارات الكهربائية الخطرة التي قد تنشأ نتيجة لتسرب التيار في الأجهزة أو الدوائر، مما يحمي الأشخاص من التعرض لصدمات كهربائية قد تكون قاتلة.
2. حماية المعدات من التلف: يعمل التأريض على توجيه التيارات الكهربائية الزائدة، سواء ناتجة عن صدمات أو تسريبات كهربائية، بعيدًا عن المعدات. هذا يساعد في منع أضرار التغيرات الكبيرة والمفاجئة في التوتر الكهربائي التي قد تؤدي إلى تلف المعدات.
3. تأمين تشغيل صحيح للمنظومة الكهربائية: التأريض يساهم في تحقيق شروط التشغيل الآمنة والصحيحة للأجهزة والدوائر الكهربائية، وبالتالي يحافظ على استقرار النظام الكهربائي بشكل عام.
4. الحماية من الحرائق والانفجارات: عندما يتم توصيل الأجهزة الكهربائية بالتأريض بشكل صحيح، يمكن تفريغ التيارات الكهربائية الزائدة بشكل آمن، مما يقلل من خطر نشوب حرائق أو انفجارات ناتجة عن التفريغات الكهربائية الغير مراقبة.
5. حماية من خطر التيار الخطأ: التأريض يساهم في حماية الأجهزة الكهربائية والأشخاص من خطر التيار الخطأ، ويساعد في جعل الأجهزة التفاضلية مثل الفاصلات الكهربائية التفاضلية تعمل بشكل فعال لفصل الدائرة في حال حدوث خطأ كهربائي.

التأريض يعمل كنقطة تفريغ آمنة للتيار الكهربائي الزائد في حالة حدوث خطأ كهربائي في الجهاز. دعونا نشرح كيف يشتغل الأرضي باستخدام سخان كهربائي كمثال:

1. توصيل الجسم المعدني بالأرض: في حالة السخان الكهربائي، يتم توصيل الجسم المعدني (الإطار الخارجي للسخان على سبيل المثال) بالسلك الأرضي. هذا يعني أنه إذا حدث تلف في العازل الذي يفصل بين السلك الكهربائي الداخلي والجسم المعدني، فإن الجسم المعدني يمكن أن يرتفع إلى التوتر الكهربائي الرئيسي.
2. توفير مسار للتيار الكهربائي: إذا قام شخص ما بلمس الجسم المعدني المتصل بالتوتر الكهربائي، فإنه قد يتعرض لصدمة كهربائية خطرة نتيجة لتوجه التيار عبر جسمه نحو الأرض.
3. الحماية بفضل التأريض: بفضل وجود السلك الأرضي، يتم توجيه التيار الكهربائي الزائد بأمان إلى الأرض، وبالتالي يتم تجنب التعرض للصدمات الكهربائية. السلك الأرضي يعمل كمنهاة آمنة تمنع ارتفاع التوتر في الأجزاء المعدنية من الجهاز وتقلل من خطر الإصابة.
4. أهمية المقاومة الأرضية المنخفضة: من المهم أن تكون مقاومة السلك الأرضي منخفضة بما يكفي، لكي يتم توجيه التيار بسرعة كافية عند حدوث خطأ كهربائي. هذا يضمن أن التيار يتدفق بشكل كافي لتنشيط معدات الحماية مثل الفاصلات التفاضلية، التي تفصل الدائرة الكهربائية عندما يكون هناك اختلاف في التيار المار عبرها.