Disyuntor Diferencial

Los disyuntores diferenciales están diseñados para proteger de una descarga eléctrica, mediante la interrupción del circuito doméstico, en donde hay una diferencia de corriente entre los hilos "activo" y neutro. Tal diferencia es indicativa de que está ocurriendo una anormal desviación de la corriente en el hilo "activo". Tal corriente debería estar fluyendo a través del cable de tierra, como consecuencia de una fuga de corriente en motores o condensadores. Mas importante aún, esa desviación de corriente podría estar ocurriendo porque una persona ha entrado en contacto con el cable "activo" y se está electrocutando. Cuando un circuito funciona normalmente, todas las corrientes de retorno de los aparatos fluyen a través del hilo neutro, de modo que la presencia de una diferencia entre las corrientes del activo y el neutro, representa una malfunción que en algunas circunstancias podría producir un peligro o aún una letal descarga eléctrica.

Los hilos "activo" y neutro se pasan a través de una bobina sensora, de manera que las corrientes en los dos cables en cualquier instante, están viajando en direcciones opuestas, dando una corriente neta de cero amperios si ambas corrientes son exactamente iguales. Al igual que un cable portador de corriente alterna produce un campo magnético de AC externo al cable, una corriente distinta de cero, inducirá un voltaje en la bobina sensora. La bobina sensora está enrollada longitudinalmente, para capturar mas que el campo magnético de un solo hilo y por lo tanto constituirse en un detector de corriente neta mas sensible. Aún así, la diferencia que debe detectar es muy pequeña. El GFI se diseña para dispararse cuando hay mas de 5 miliamperios de corriente de fuga fuera del circuito normal. El retorno del neutro debería tener entonces 5 mA. de corriente menos que el hilo "activo", pero esta debe estar fuera de la carga de 20 A. De modo que el circuito debería detectar una desviación de 0.025% de los 20A de la corriente de retorno. Afortunadamente, los circuitos comparadores tales como un comparador amplificador-operacional son completamente capaces de detectar tales diferencias. El voltaje en la bobina sensora se rectifica y se aplica a la entrada de un comparador sensible. El comparador activa una bobina de disparo la cual abre ambos cables "activo" y neutro. Si todos los circuitos estuvieran cableados con la polaridad correcta, sería suficiente con abrir solo el cable "activo", pero puesto que no es raro el cableado erróneo de estos accidentalmente, se hace prudente interrumpir ambos terminales.

Es una práctica común en los circuitos domésticos, alimentar varios enchufes con un mismo GFI. Un solo GFI en el cuadro de distribución, protege el conjunto entero de enchufes, porque una diferencia entre las corrientes del hilo "activo" y neutro en cualquiera de los enchufes causará una diferencia en el GFI a través del cual fluye la corriente total del circuito.

Debido a la gran sensibilidad en la detección de la diferencia de corrientes, los GFI son propensos a disparos intempestivos en ciertas aplicaciones. Una práctica bastante común en algunas áreas consiste en instalar el congelador en el garaje, donde los enchufes llevan cableados sus propios GFIs. Bajo condiciones de humedad, algunas veces se pueden producir suficientes fugas de corriente para disparar el GFI, y las personas encuentran en su retorno al hogar, su congelador descongelado. Los GFI son una medida de seguridad necesaria en los baños y cerca de las piscinas. A veces son muy molestos en aplicaciones al aire libre donde se necesita una alimentación fiable. John de Armond tiene realizado un buen estudio sobre otras circunstancias que conducen a falsos disparos, particularmente en los vehículos de campistas y recreativos.