Aflați despre elementele de bază ale terenului, împământare și simboluri de împământare. Nu toate motivele sunt create egale. În acest articol, vom discuta pământul, pământul comun, pământul analog și pământul digital.

Aflați despre elementele de bază ale terenului, împământare și simboluri de împământare. Nu toate motivele sunt create egale. În acest articol, vom discuta pământul, pământul comun, pământul analog și pământul digital.

Ce este Ground?

În electronică și inginerie electrică, prin convenție definim un punct dintr-un circuit ca punct de referință. Acest punct de referință este cunoscut sub numele de masă (sau GND) și poartă o tensiune de 0V. Măsurătorile de tensiune sunt măsurători relative. Adică, o măsurare a tensiunii trebuie comparată cu un alt punct din circuit. Dacă nu este, măsurarea nu are sens.

Punctul de referință al solului este adesea, dar nu întotdeauna - mai multe despre asta mai târziu - reprezentat de un simbol standard al solului. Vezi Figura 1.

analog

figura 1. Simbol comun.

De obicei, acest punct de referință este baza pentru toate celelalte măsurători de tensiune din circuit. Cu toate acestea, nu toate măsurătorile de tensiune sunt luate din acest punct de referință. De exemplu, dacă ar fi să măsurați tensiunea peste rezistorul superior într-un divizor de tensiune rezistiv, punctul dvs. de referință nu ar fi împământat. Vezi Figura 2.

Figura 2. Nu toate măsurătorile de tensiune se referă la masă.

Pământul Pământ

Pământul Pământului este exact așa cum pare. Este un pământ conectat fizic (și electric) la pământ printr-un material conductiv, cum ar fi cupru, aluminiu sau un aliaj de aluminiu.

Un pământ de pământ adevărat, așa cum este definit de Codul electric național (NEC), constă dintr-o țeavă conductivă sau o tijă, antrenată fizic în pământ la o adâncime minimă de 8 picioare.

Pământul oferă un corp neutru din punct de vedere electric și, datorită stării de neutralitate a Pământului, practic infinită, este imun la vacilarea electrică. Trebuie menționat, totuși, că „pământul fiind imun la oscilația electrică” este, de fapt, o generalizare. În realitate, pământul este un subiect destul de complex, având în vedere toate variabilele și materialele care alcătuiesc pământul. Și, potențialul electric al Pământului se confruntă într-adevăr cu unele zone izolate de variație din cauza evenimentelor, cum ar fi loviturile fulgerului, ca exemplu. Stâlpii de putere, cei care sunt strânși în toate cartierele, sunt, de asemenea, conectați la sol. Figura 3 prezintă un fir de împământare atașat la un stâlp de alimentare.

Figura 3. Polii de alimentare au cabluri de împământare conectate la pământ.

Al treilea vârf de la prizele electrice (vezi Figura 4) este conectat fizic la pământ.

Figura 4. A treia priză de 110VAC.

Această conexiune de priză la pământ oferă un mijloc pentru, de exemplu, echipamentele de testare să fie conectate la pământ - cablul de masă (verde) de la un cablu de alimentare este conectat la cadrul sau șasiul intern al echipamentului. Și atunci când conectați diferite piese de echipament de testare la pământ, toate sunt conectate la un punct de împământare comun și, prin urmare, au o referință comună. Puteți verifica acest punct măsurând rezistența dintre bornele la sol ale oricăror două piese de echipament de testare.

Această referință comună este adusă la cunoștința utilizatorului, ca un terminal cu cablu de masă. Notă laterală: șasiul computerului dvs. de birou este, de asemenea, conectat la pământ.

Figura 5. Echipamentul de testare pune la dispoziția utilizatorului terminale cu cablu de împământare. Imagine originală, prin amabilitatea cal-center.us. Notă adăugată de autor.

Simbolul pământului de pământ este, din păcate, utilizat în multe aplicații în electronică și inginerie electrică, ceea ce înseamnă adesea lucruri diferite pentru diferite persoane, deci poate fi un pic confuz pentru unii începători. De exemplu, simbolul de împământare al pământului este, de asemenea, utilizat ca simbol comun de împământare sau ca referință 0V. Acest lucru este un pic înșelător, deoarece o referință 0V nu este de fapt conectată la pământ. Figura 6 prezintă diferite conexiuni de împământare folosind simbolul comun/împământare.

Figura 6. Diverse conexiuni la pământ folosind simbolul pământ.

Terenuri analogice și digitale

Circuitele digitale generează vârfuri de curent atunci când semnalele digitale se schimbă de stare. Când curenții de sarcină se schimbă în circuitele analogice, vârfurile de curent sunt generate din nou.

Deși există mai multe tehnici pentru punerea la pământ corespunzătoare, atunci când vine vorba de împământarea cu semnal mixt, este de cea mai mare importanță - indiferent de tehnica de împământare adoptată - să separe curenții de întoarcere digitale „mai zgomotoși” de întoarcerea analogică „mai puțin zgomotoasă” curenți. Această separare a terenurilor ajută la minimizarea sau prevenirea generării de zgomot în circuite datorită curenților de masă.

Astfel de curenți la sol - gândiți-vă la aceștia ca la curenți în schimbare - atunci când sunt aplicați pe căile de retur la sol, creează variații de tensiune (amintim Legea lui Ohm) numite zgomot. Este posibil să fi auzit termenul „un teren zgomotos”. Un astfel de zgomot poate compromite semnalele sensibile din circuitele locale. Împământarea a fost întotdeauna un obstacol major pentru inginerii de proiectare, sisteme și teste.

O posibilă tehnică de împământare, care poate fi utilă în unele situații, dar nu în toate, folosește ceea ce se numește un teren „stelar”. Această filozofie se bazează pe teoria că toate tensiunile dintr-un circuit sunt referite la un singur punct de masă.

Figura 7 prezintă o conexiune cu un singur punct de împământare atât pentru terenuri analogice, cât și digitale.

Figura 7. O punere la pământ unică pentru baze digitale și analogice.

Metoda de utilizare a punctelor de împământare unice (sau terenuri stelare) arată grozav pe hârtie. Cu toate acestea, în practică, poate fi foarte dificil de implementat în funcție de complexitatea proiectării. O abordare alternativă este utilizarea unei bare de legare la pământ.

Rețineți, totuși, că separarea fizică a terenurilor analogice și digitale nu este, în general, necesară, deoarece curenții de retur pot fi gestionați printr-o dispunere adecvată a PCB chiar și atunci când proiectarea utilizează un singur plan de masă (partajat).

Eroare comună la împământare

O alimentare cu curent continuu cu trei terminale, precum cea din Figura 8, poate fi puțin confuză pentru începători. Această sursă de alimentare are un terminal pozitiv (+), unul negativ (-) și un terminal GND (la sol). Așa cum s-a menționat anterior, terminalul de împământare (împământare la pământ) este legat fizic de șasiu, care la rândul său este conectat la firul de împământare din interiorul cablului de alimentare, care este în cele din urmă conectat la pământ prin priza cu trei vârfuri.

O greșeală destul de comună făcută de începători este conectarea unei sarcini între terminalele pozitive (+) și GND. Această conexiune incorectă nu va permite curentului să revină la sursa sa de energie (sursa de alimentare în sine) și, prin urmare, nu va curge curent. Conexiunea corectă este de a conecta sarcina între terminalele pozitive (+) și negative (-).

Figura 8. Alimentare DC cu conexiune la pământ (terminal verde în centru). Imagine oferită de GWInstek.com.

Descărcare electrostatică (ESD)

Împământarea echipamentului de testare ajută și la eliminarea descărcării electrostatice (ESD). ESD apare atunci când un corp încărcat static (adică, dumneavoastră) intră în contact cu echipamentul de testare. Unele echipamente de testare sunt ultra sensibile și pot fi foarte vulnerabile la evenimentele ESD.

Circuitele integrate (IC) sunt cunoscute pentru faptul că sunt ultra vulnerabile la evenimentele ESD. Covoarele împământate (denumite covoare ESD), scaunele împământate și curelele pentru încheietura mâinii asigură o protecție ESD adecvată pentru CI-urile dvs. prin împământare - descărcând astfel orice statică pe care o aveți pe corp - înainte de a atinge componentele sensibile. Majoritatea inginerilor și tehnicienilor poartă, de asemenea, jachete ESD-safe atunci când lucrează cu PCB-uri și circuite integrate pentru o protecție suplimentară împotriva componentelor și echipamentelor care pot deteriora.

Simboluri la sol

Următoarele simboluri de bază sunt unele care pot fi găsite în modele:

Figura 9. Simbolul general de împământare sau împământare (IEEE Std 315-1975 secțiunea 3.9.1 și IEC 60417-5017).
Figura 10. Pământ cu zgomot redus sau împământare funcțională (IEEE Std 315-1975 secțiunea 3.9.1.1 și IEC 60417-5018).
Figura 11. Teren de siguranță sau de protecție (IEEE Std 315-1975 secțiunea 3.9.1.2 și IEC 60417-5019).
Figura 12. Conexiune șasiu sau cadru (IEEE Std 315-1975 secțiunea 3.9.2 și IEC 60417-5020).
Figura 13. Conexiuni comune/nivel potențial nespecificat (IEEE Std 315-1975 secțiunea 3.9.3.2)

Continut Asemanator

Află mai multe despre:

  • împământare
  • sol
  • pământ pământ
  • gnd
  • teren comun
  • teren digital
  • teren analogic

Această afirmație NU este ADEVĂRATĂ, dar este adevărată de cele mai multe ori. Furtunile cu fulgere vor varia potențialul Pământului. La turnarea trotuarelor în jurul bazinelor sunt implicate tehnici speciale de împământare.

Din experiența personală, am aflat despre o instalație Ethernet din cupru care prăjea dispozitivele de pe ambele părți ale unei clădiri lungi din cauza diferențelor de potențial într-o situație de furtună. Cablurile au fost înlocuite cu fibre.

Pământul de pământ este, de asemenea, utilizat în case pentru a face corpuri și dispozitive metalice același potențial ca pământul. Robinetele de bucătărie cu aramă și sobe fără comenzi electronice sunt făcute astfel încât să atingeți solul unui aparat și aragazul dvs., de exemplu, nu va duce la un șoc.

Televizorul dvs. prin cablu, telefonul și alimentarea ar trebui să aibă toate aceeași referință. Fibrele pot izola terenurile.

Un alt lucru pe care trebuie să îl atingeți este că atunci când prizele electrice sunt paralele, potențialele la sol atunci când sunt utilizate ca referință ar fi aceleași. În cazul unei defecțiuni (fierbinte la masă) la sfârșitul liniei, este posibil ca 15 sau 20 A de curent în SUA să poată dezvolta o tensiune peste rezistența la sol, făcând potențialele diferite.

Un fulger direct ar crește cu adevărat aceste potențiale.

Unele dispozitive moderne comunică prin această referință la sol, astfel încât o defecțiune ar putea compromite aceste dispozitive dacă sunt departe. (de ex. camere diferite, circuite diferite).

Acest articol nu se referă la protecția energiei electrice, dar merită menționat faptul că se poate deplasa local legătura la sol/neutru la echipament cu un transformator de izolare conceput pentru protecția energiei electrice.

M-am săturat să repar mini-computere cu tehnologie mai veche (ne-am decis să ne auto-reparăm). Găsesc modulul defect și trimit unul nou la un preț fix.

Defecțiunile au fost apoi reduse la defecțiuni mecanice în mare parte din praf și uzură. Rulmenții ventilatorului și unitățile floppy și într-o măsură mai mică sursa de alimentare. Pierderea acestui computer critic ar fi însemnat o pierdere a productivității. Am putea trăi cu o pierdere de curent electric.

Acest sistem a fost, de asemenea, în vigoare cu un computer modern la acea vreme (A McIntosh Centris 650 timp de 17 ani până la punerea în funcțiune fără defecțiuni ale hard disk-ului, singura defecțiune a fost unitatea dischetă și singurul PM necesar a fost îndepărtarea prafului, care credeam că este Este, de asemenea, ceva ce șeful tău probabil nu vede.

Generatorul de rezervă a efectuat în principal ventilația și monitorizarea gazelor toxice cu o sughițire de 30 până la 2 minute. Un UPS a fost utilizat într-un sistem pentru a alimenta PLC-ul de oprire de urgență. Alarma de incendiu a fost un astfel de declanșator.

Mai târziu, aceeași schemă de protecție a fost aplicată unui sistem portabil/de rezervă pentru testul de producție și un alt sistem rar utilizat, cu aproximativ 32.000 USD de electronică, dintre care două au fost designuri personalizate de către mine.

Primul sistem avea aproximativ 14.000 USD de electronice protejate care puteau fi schimbate pentru reparații. Aceste electronice au fost supuse unui impuls de 40 kV de-a lungul cablurilor lungi (10 picioare în total) în apropiere pentru a aprinde o lampă o dată pe zi. În medie, a fost utilizat aproximativ 6 ore pe zi.

Bună ziua keepitsimplestupid.
Mulțumesc pentru citirea articolului și mulțumesc pentru comentarii. În termeni generali și ca introducere la sol (pământ), tot pământul este considerat același potențial. Dar, în realitate, „pământul pământului” este un subiect destul de complex, având în vedere toate variabilele și materialele care alcătuiesc pământul. Și aveți dreptate că fulgerul care lovește pământul va varia într-adevăr potențialul pământului. Voi actualiza articolul pentru a clarifica această generalizare.

„Simbolul pământului de pământ este, din păcate, utilizat în multe aplicații în electronică și inginerie electrică, ceea ce înseamnă adesea lucruri diferite pentru diferite persoane, deci poate fi un pic confuz pentru unii începători. „

De fapt, aceasta nu este doar confuză pentru începători, ci este confuză pentru inginerii electrici, electricieni, tehnicieni ingineri, pasionați, tehnicieni militari, tehnici audio, muncitori ai companiilor de energie electrică, alți ingineri, toți! Nici nu este la fel de mic lucru, oamenii au fost uciși pentru că „experții” experimentați și „profesioniștii” autorizați în domeniul electicii NU înțeleg și utilizează în mod fundamental ideea de „teren”. Îmi încurajez studenții tehnici să nu folosească simbolul generic, ca actualitate Standardele denumesc în mod clar simbolul „masă” ca însemnând masă de pământ, partea „generală” nu înseamnă că este înțelept să o folosim pentru orice referință de circuit aleatoriu, înseamnă că reprezintă pământul de pământ atunci când nu există un Simbolul de împământare a pământului care se aplică. Chiar și codurile electrice din SUA sunt neglijent cu simbolurile.

Cred că postarea dvs. este bună pentru a evidenția confuzia - aș încerca, de asemenea, să descurajez concepțiile greșite și aplicarea greșită și să încurajez pe toată lumea să fie mai deliberat în ceea ce privește utilizarea solului Pământ și NU folosirea acestor simboluri atunci când nu vă referiți la solul Pământ.