“Toprak” vs. “Toprak” vs. ortak veya negatif terminal


28

Bu sadece elektrik mühendisliği veya elektronik alanında bir dereceye sahip olmamam olabilir, ancak elektrik devresi şemalarında (özellikle entegre devrelerde) kullanıldığında tüm "toprak" ve "toprak" kavramı oldukça kafa karıştırıcıdır. Sanırım, elektrik akımının kuantum mekanik açıklaması elektronların akışı currentolarak tanımlandığında, "terminalden gelme" kavramının pozitif terminali (çoğu zaman akımın nasıl göründüğü gibi) geriye doğru ve yanıltıcı göründüğünü tahmin ediyorum . Bu yüzden, bazı şeyleri anladığımı netleştirmek istiyorum.

Öncelikle ilk önce ... gerilim ve akım anlayışımın doğru olduğundan emin olmak için. Doğru bir akım bağlamı varsayarak (alternatif akımı kullanırken olayların daha karmaşık olduğunu anlıyorum ve bazı sistemlerde ve bunun gibi şeylerde pozitif bir uçbirimde topraklamanın mümkün olduğunu biliyorum).


A. Devredeki pozitif terminal, voltaj yaratan şeydir. Gerilim potansiyeldir , bu nedenle, genellikle yerine sabitlenmiş olan bir bataryadaki pozitif iyonlar olduğu için, bir devredeki + terminalinin gerilim yaratacağı mantıklıdır.

B. Bir devredeki negatif terminal, akımı sağlayan şeydir. Akım elektronların akışıdır ve bu akış, akım için potansiyel yaratan terminale doğrudır.


Bu ifadelerin doğru olduğunu farz edelim ... o zaman neden "toprak" terimi (öncelikle) veya bazen "toprak" sembolü elektrik devre şemalarında bu kadar yaygın olarak kullanılıyor? Neden sadece negatif bir terminal veya 0V terminalinden ziyade toprak veya toprak, veya sadece "ortak" bir terminalden ibarettir? Toprağın ya da yer simgesinin, özellikle IC devre şemalarında (bir uçakta ya da bir uzay aracında olduğu gibi, toprağa "topraklanabilmesi" bile mümkün olmayan bir devrede kullanılmaması gerekir). doğrudan toprağa bağlanamayan izole edilmiş, yalıtımlı sistemlerin sayısı), beni şaşırtıyor.

Bu sadece hiç kırılmayan eski bir kongre mi? Devre şemasındaki toprak (GND terminali) veya dünya sembolü sadece yapılan bir şey midir, çünkü bu hep böyle yapılır mı? Çünkü her zaman böyle öğretildi? Gerçekten sadece negatif bir terminal mi, yoksa elektronların aktığı bir terminal mi? Ne zaman gerçek anlamda bir toprağın kullanımı, bir devrenin gerçek anlamda gerçek dünyaya bağlandığı bir nokta, aslında gerekli midir? Bir IC gibi her devrenin işlev görmemek için dünyayla gerçek anlamda bir bağlantıya ihtiyaç duymadığı açıktır.

Üzgünüm, eğer bu garip bir soru ise, elektronikle daha fazla oynadığım için ve küçük projelerimin çoğunu pillerle çalıştırdığım için, bu kavram benim için kafa karıştırıcı ve garip görünüyor ... devrede yer alan "toprak" veya "toprak". Sadece akü terminalleri ve elektronik parçalar.


1
Çok benzer bir soru (neredeyse yinelenen): Zemin sembolünü anlama .
Nick Alexeev

1
Evet, bu soruyu daha önce buldum ... ama sorumu cevaplamıyor. Sadece, zeminin (her neyse ... sorumun kalbi olan) bir devre etrafında hareket ettirilebileceğini ve hala aynı işi yapabileceğini belirtir.
jrista

Toprak sembolünü bir pilin (-) tarafından silebilir ve (+) tarafını tekrar çekebilirsiniz. Elektronlar aynı şekilde akmaya devam edecektir. Devre aynı şekilde çalışacaktır. Çoğu durumda, zemin kavramı sadece bir mühendislik stenodur. Bu çok yaygın bir steno ve faydalı bir tane ve herkes buna alışmış. (Sorunuz elektrik çarpması tehlikesi ve bununla alâkalı değil. Bunun yerine, toprak sembolünün temel anlayışı ile boğuşuyorsunuz, sanırım. Şebeke AC kablolarında "toprak" özel bir fiziksel anlama sahip. oraya gidiyoruz.)
Nick Alexeev

Yanıtlar:


21

sorunlar:

İlk olarak , akımlar pozitif terminale "gelmez". Bu, okul öncesi elektrik ders kitaplarında "sıralı yanılsama" olarak adlandırılan çok yaygın bir yanılgıdır. Temel sorun, tellerin boş borular gibi olmamasıdır. Ve güç kaynağı onları doldurmuyor. Bunun yerine, kablolar önceden şarjlı olarak doludur, böylece akımlar her zaman bir devrede her yerde, aynı anda görünür. ("Akım", şarj akışı anlamına gelir. Hareketli yüklerin bir dairesi akmaya başladığında, tüm halkada "akım" görünür. Bu, temel devre kuralıdır.)

Başka bir deyişle, elektrik devreleri tekerlekler ve kayışlar gibi davranır. Aynı şekilde, bir bisiklet zincirinin metali, zincir dişlisindeki belirli bir yerden "gelmez". Bir noktada "başlamıyor". Bunun yerine, dairenin tamamı zincirden yapılmıştır. Ayrıca, herhangi bir güç kaynağı olmadan önce tüm zincir oradaydı. Bisiklet zincirleriyle, bir kuvvet uygulandığında, her şey döner. Potansiyel bir fark uygulandığında devrelerde, halkanın içindeki tüm hareketli yükler (devrenin içindeki), tam bir daire içindeki katı bir zincir gibi, bir birim olarak hareket etmeye başlarlar. Ancak bu şarjlar herhangi bir batarya bağlanmadan önce zaten kabloların içindeydi. Kablolar su dolu hortumlara benzer.

İkincisi, elektrik potansiyeli sadece iki nokta arasında var olabilir ve bir devredeki tek bir nokta asla "gerilime sahip olmaz". Bu doğrudur, çünkü gerilim biraz yükselti gibidir: bir nesne "irtifaya sahip olamaz" çünkü yükseklik yalnızca iki nokta arasında ölçülebilir. Bir nesnenin yüksekliğini, uzunluğunu veya yüksekliğini tartışmak anlamsızdır. Neyin üzerinde rakım? Yerden? Binanın dışındaki yerin üstünde mi? Dünya merkezinin üstünde rakım? Herhangi bir nesnede aynı anda sonsuz sayıda irtifa olacak!

Gerilim tamamen aynı soruna sahiptir: bir terminal diğer bir terminale kıyasla yalnızca "gerilime" sahip olabilir. Voltaj uzunluk gibi çalışır: voltaj ve uzunluk çift uçlu ölçümlerdir. Başka bir deyişle, bir devredeki bir terminal, diğer sayaç ucunu nereye yerleştirdiğimize bağlı olarak, her zaman aynı anda birçok farklı gerilime sahiptir .

Üçüncüsü , devrelerde tahrik kuvveti, aynı anda hem pozitif hem de negatif güç kaynağı terminalleri tarafından sağlanır . Ve en önemlisi: Akım yolu, güç kaynağından geçer. Güç kaynakları kısa devrelerdir. İdeal bir güç kaynağı sıfır ohm'luk bir direnç gibi çalışır. Bir düşünün: bir dinamo bobininde şarjlar bobinin içinden geçer ve tekrar geri gider. Tel çok düşük bir dirence sahiptir. Akülerle aynı şey: Akım yolu aküden geçiyor ve tekrar geri çıkıyor. Akü plakaları çok iletken elektrolit ile kısa devre yapar.

Örnek:
İşte bir el feneri doğru bir açıklaması. Yüklemeler, tungsten filamentinin içinde başlar. Anahtar kapatıldığında ve devre tamamlandığında, filamentin bir ucu pozitif, diğeri negatif yüklü olur. Bu, filamentin akmaya başlaması için kendi suçlamalarını zorlar. Masraflar filamentten ve bir kabloya doğru hareket ederken, aynı zamanda filamentin diğer ucuna daha fazla şarj geliyor. Bu şarjlar metal teller tarafından sağlanır (ve anahtar açılmadan önce, tüm iletkenler zaten hareketli şarjlarla doluydu.) Devam ederken, filamentteki şarjlar bir kabloya akacak, aküye yavaşça akacak (oraya ulaşmak dakikalar veya saatler alır), sonra bataryadan akar ve tekrar dışarı çıkar. Bataryanın diğer terminalinden çıkarlar. filamentin diğer ucuna geri dönün, sonra başladıkları yere kadar giderler. Bir "tam devre". Masraflar tahrik kayışı gibi, döner bir tekerlek veya bisiklet zinciri gibi. Batarya şarjı zorlar, ancak şarjı sağlamaz. Bakır ve tungsten, el feneri devresinde akan yükleri sağlar. Şarjlar oldukça yavaş hareket eder, ancak hepsi aynı anda hareket etmeye başladıklarından, teller oldukça uzun olsa bile ampul anında yanar.

Dördüncüsü: Bir akünün içindeki herhangi bir pozitif iyon son derece hareketlidir . Kesinlikle yerine kilitlenmemişler. Onlar olsaydı, o zaman piller izolatör olurdu ve işe yaramazdı. Bazı piller bir yöndeki pozitif iyonların, diğerindeki negatif iyonların akışına dayanır. Kurşun asitli aküler farklıdır. Asitte sadece protonlar akıyor. Asitler proton iletkenleridir.

Ancak dikkatli olun: Aküler, açıklamaları raydan çıkarabilecek ek bir karmaşıklık sunar.

Bunun yerine el fenerinin pilini büyük bir bobin ve bir supermagnet ile değiştirin. Ampulüne bağlayın. Süper manyetik'i bobine sokun ve ampul kısa süre yanıp söner. Suçlamalar nereden geldi? Hareketli bir mıknatıs nasıl şarj oluşturabilir? Yapmaz. Dinamolar ve bataryalar şarj pompalarıdır. Hareketli mıknatıs, telin kendi yüklerini hareket etmeye başlaması için zorlar. (Bir pompa, pompalanan malzemeyi sağlamaz!) Hareketli mıknatıs bir akıma neden olur çünkü metalin içindeki hareketli yüklere bir EM pompalama kuvveti uygular.

Kötü iletken. Kötü!
İşte bir açıklama. Giriş kitaplarının çoğu, "iletken" in yanlış tanımını sağlar. Tamamen yanlış ve çok yanıltıcı. Size, iletkenlerin "ücretlerin geçmesine izin ver" (veya elektriğin geçtiğini veya akımını) öğreteceklerdir. Hayır. İletkenler içi boş borular gibi değildir. İletkenler elektriğe karşı saydam değildir. Bunun yerine, "iletken" "mobil şarjlarla dolu bir malzeme" anlamına gelir. İletkenler su dolu tanklar gibidir. Akvaryum gibiler veya önceden doldurulmuş borular gibiler. İletkenler ohm kanununa uymaktadır: bir telin uçlarına bir voltaj farkı uyguladığımızda, yüklerin akışı tel direncine bağlıdır, I = V * R. Akışın yaptığı telin kendi yükleri. Bir düşünün: hava bir yalıtkandır, vakum bile bir yalıtkandır, Fakat vakum, şarj akışını nasıl engeller? Vakum gerekmez. Vakumda hareket edebilen hareketli yükler yoktur, bu onu yalıtım yapan şeydir.)

Bütün bunlar önemli bir konsepte götürür. Ne zaman bir tel koparsak ve kapalı bir halka oluşturmak için uçları birbirine bağladığımızda, hareketsiz telin içinde hareketli bir yük döngüsü olan "görünmez bir kayış" yarattık. Metal halkaya bir mıknatıs kutbu sokun ve telin tüm yükleri bir tekerlek gibi hareket eder. Halka şeklinde bir yüzme havuzu ve suya bastırırsak tüm su bir volan gibi dönebilir, havuzun kendisi kalır.

Beşinci olarak , akımlar geriye doğru değildir, çünkü elektrik akımları elektronların akışı değildir.

Spesifik olarak, akan yüklerin polaritesi, iletken tipine bağlıdır. Evet, katı metallerde, hareketli yükler elektronlardır. Ancak hiçbir elektronun hareket edemediği çok sayıda iletken vardır. En yakın olanlar beyniniz ve sinir sisteminizdir: zıt yöndeki iyonların aynı anda pozitif ve negatif akışları, hiçbir elektron akışı olmadan. Tuzlu su, toprak ve okyanusları içeren "elektrolitler" elektron iletken değildir.

Daha tuhaf örnek: asitler iletkendir çünkü + H pozitif hidrojen iyonlarıyla doludurlar. + H iyonunun bir diğer adı da “proton”. Asitten biraz amper koyduğunuzda, akım protonların bir akışıdır. (Heh, toprakta bazı toprak akımları varsa ve kir tuzlu değil asitliyse, o zaman bu akımlar proton akışlıdır!)

Başka bir deyişle, "amper", akan elektronlar veya akan protonlar veya diğer yöne giden negatif klorürden geçen pozitif sodyum olabilir. Veya, hızlı elektronlar kıvılcım içinde bir yönde ilerlerken, yavaş azot iyonları poz veya negatif iyonize olmalarına bağlı olarak ileri veya geri gider. Ve p tipi yarı iletkenlerde, akım kristaldeki "kafes boşluklarının" bir akışıdır! (Her boşlukta fazla miktarda silikon protonu ortaya çıkar, bu nedenle boşlukların her biri gerçek bir pozitif yük taşır. "Delikler" elektron transferiyle hareket eder, ancak her delik gerçekten pozitif olarak yüklenir.)


Yukarıdaki tüm karmaşıklıkla, devrelerin içinde neler olduğunu nasıl açıklayabiliriz? Kolay: Bu zaten bizim için yapıldı. Hareketli masrafları örtüyoruz ve onları görmezden geliyoruz. Akış hızlarını ve miktarlarını görmezden geliyoruz. Kutuplarını görmezden geliyoruz. Bunun yerine, herhangi bir iletkenin içinde olabilecek çeşitli yükleri toplar, toplam akış hızını hesaplar ve buna "amper" diyoruz. İletkeniniz bir hortum tuzlu su ile dolu mu? Etrafına bir kıskaçlı ampermetre yerleştirin ve amperleri okuyun. İyon yoğunluğu önemli değil. İyon hızı önemli değildir ve bir deniz suyu hortumu yerine protonlarla dolu bir asit hortumu bile olabilir. Amper amperdir.

Amperlere "geleneksel akım" veya sadece "elektrik akımı" da denir.

Çok önemli: amper şarj akışı değildir. Bir iletken bir amper içerebilir, ancak bu bize içindeki masraflarla ilgili hiçbir şey söylemez. Hızlı akan birkaç şarj olabilir veya yavaş akan birçok şarj olabilir. İleriye doğru giden veya geriye doğru giden negatif yükler veya aynı anda her ikisi (aynı zamanda DC elektrik çarpması alan insan vücudunda olduğu gibi) olabilir. Konvansiyonel akım.


Tamam, tekrar GND'ye karşı COM'a karşı EARTH'ye.

“Toprak” kafa karıştırıcı çünkü kelime neredeyse her zaman yanlış kullanılıyor.

Devrelerde, neredeyse her zaman "ortak" olmak üzere bir güç kaynağı terminali seçiyoruz ve ona bir voltmetre kablosu bağlıyoruz. Topraklanmamıştır, bu yüzden gerçekten "toprak" dememeliyiz (kire sürüklenen metal bir kazağa bağlı değil!) Bunun yerine voltaj okumaları yapmak için sadece geleneksel bir nokta var. Bu sessiz bir anlaşma! Gerilimler karmaşık çift uçlu ölçümler olduğundan, tek uçlu olduklarını iddia edersek işler basitleştirilir . Bu yüzden, siyah voltmetre ucunuzu "ortak devre" ye bağlayın, sonra yoksayın.

Şimdi voltmetrenizdeki kırmızı renkli probun TERMİNALİN GERİLİMİNİ ölçebileceğini iddia edin. Ancak terminaller “voltajsız” olamaz! Evet, doğru. Ama sessizce yaptıklarını iddia ediyoruz. Devredeki herhangi bir noktanın başka bir devre noktasına göre gerilimi olabilir. Eğer irtifalardan bahsedersek, ölçümlerimizi her zaman deniz seviyesine göre yapabilirdik, sonra deniz seviyesinden asla bahsetmeyebiliriz ve sonra nesnelerin ve konumların aslında bu imkansız olduğunda "irtifaya sahip olduğunu" iddia edebiliriz.

Bu yüzden "terminalin voltajını" tartıştığımızda yeni öğrencilerin kafası karışır. Aslında, " bir terminal ile Ortak Devre arasında görünen voltaj" demeyi kastettik . Ama bu her zaman tekrarlamak için çok fazla. Sessizce "Gerilim Arası, Arasında Gerilim", "Gerçekte" Bu Noktadaki Gerilimi "ya da diğer noktadaki demeyi söylüyoruz. Evet, o zaman tüm yeni öğrenciler tek bir terminalin bir gerilimi olabileceğini düşünmeye başlar.

negatif besleme terminali Devre Ortak? Evet, genellikle. PNP transistörlü çok eski radyoları ve "pozitif toprak" ile negatif besleme voltajını gördüm. Pozitif akü terminali, Genel Devre'dir. Şematikteki tüm ölçümler negatif voltajdır. 1950'lerin radyolarının yanı sıra, aynı şey eski VW Beetles ve bazı motosikletlerde de olur. Pozitif akü terminali şasiye bağlı olduğundan "besleme terminali" negatif olandır. Normal bir araba radyosunu eski bir VW'ye monte etmeyin, çünkü kontağı açtığınızda kısa devre veya yangın çıkarır. Güç kaynağı geriye dönüktü.

Tek yapmamız gereken, 1950'lerde toplanan Japon PNP-transistörlü radyolardan, VW böceklerden ve pozitif topraklamalı motosikletlerden kurtulmak ve sonra Devre Ortak her zaman ve daima negatif besleme terminali olacak. Eh, AC güç ve sanal topraklı op-amp devrelerinin bir karışımı olan bazı tuhaf, elektriksel olarak kayan endüstriyel sensör sistemi olmadığı sürece.


2
Gerilim ve akımın en iyi açıklamalarından biri gördüm. Teşekkürler, burada çok fazla harika bilgi var.
Cthutu

Harika bir açıklama, teşekkür ederim! Ama sanırım 6. bir nokta eksik (peki, 5. ile karışık). 5. odaklanmalı (bence): “sadece akan elektron değil”. 6. odaklanmalı: "amp nedir"? [
Anlamadım

Amper: "Bir teldeki elektriği bir borudaki su olarak düşünün. Amper debidir, volt borunun bir ucundan diğerine olan basınç düşmesidir ve vat suyu taşımak için gereken güçtür - veya gücü suyun bir hidroelektrik jeneratörü gibi hareket ettirilmesiyle üretilir. electronics.stackexchange.com/a/267900/60167
JinSnow

Granpa takımından Austin 8 ayrıca + ve şasiydi, bu yüzden bunu listenize eklemek isteyebilirsiniz!
Indraneel

Kablolar ücretsiz değil. Kablolarda, akıma neden olacak şekilde yerinden çıkabilen gevşek bağlanmış elektronlar bulunur. Bakır tel net sıfır şarjlıdır. Uzunluk göreceli değil: uçtan uca göreli değil. Ek olarak, filament örneğinizdeki pil kesinlikle şarj sağlar. Bir sebeple bir pil şarj olur. Konveyör bandınız bir yerden yükleniyor.
HörmannHH

18

Bir voltaj kaynağının hem negatif hem de pozitif terminalleri vardır ve bu terminaller arasında bir voltaj (veya potansiyel farkı) üretir.

Başlangıçta, elektriği inceleyen bilim adamlarının, herhangi bir şeyin elektrik akımı içerip içermediğini belirleme imkânı yoktu, bu nedenle, elektrik akımının pozitif terminalinden akan akımın pozitif yük akışı olduğunu keyfi bir şekilde ilan ettiler. harici devre ve negatif terminale dönme. Şimdi bu konvansiyonel Akıntı adını veriyoruz ve bilim adamları ve mühendisler bu akıntıyı tartışırken genellikle bu kavramı kullanıyorlar.

Şimdi, çoğu malzemede akımın aslında negatif yüklü elektronlar tarafından taşındığını biliyoruz. Vakum tüpleri geliştirildiğinde, birçok teknisyene elektron akımı kullanılarak öğretildi, çünkü bir vakum tüpünün iç işlemi Konvansiyonel Akım kullanılarak kolayca tanımlanamıyor. Ne yazık ki, elektron akımı birçok yerde yaşar ve bu da öğrencilerin Geleneksel Akım ve Elektron Akımı arasında karışmasına neden olur. Teknik Akım'ın en çok kullandığı şey olduğu gibi, Geleneksel Akım'a bağlı kalmanın en iyisi olduğunu düşünüyorum.

"Toprak" elektronikte oldukça yanlış kullanılan bir terimdir.

AC güç dağıtımında ve bazı radyo anten sistemlerinde "Toprak" gerçekten "Dünya'ya bağlantı" anlamına geliyor.

Bununla birlikte, çoğu elektronikte, "Toprak" yalnızca devrede "Sıfır volt" olarak değerlendirmek istediğimiz bir noktaya yapıştırdığımız bir etikettir (başka bir yerde voltajları ölçerken siyah metre ucunu koyarız). Bu noktaya "referans" ya da "ortak" demek daha iyi olurdu, ancak "toprak" kullanımı o kadar iyi tespit edildi ki, buna sıkıştık kaldık. Bu "toprak / genel" büyülü güçlere sahip değil - elektronlar için sonsuz bir lavabo değil - sadece devrede bir başka nokta.

Bu günlerde, "toprak / genel" genellikle devrede en negatif noktadır, ancak bazen en pozitif nokta olabilir (bir mantıksal ailenin -5 volttan çalışması amaçlanmıştır - burada toprak pozitifdir). Birçok ses devrelerinde, "toprak / genel" güç kaynağının orta noktasıdır ve devrede hem pozitif hem de negatif voltajlar buluruz.


Hmm. Benim için, elektron akımı, gerçekte neler olduğunu tanımlamak için göründüğü kadar anlamlıdır. Yanılmıyorsam, pozitif iyonlar genellikle telleri, dirençleri, kapasitörleri vb. Oluşturan materyallerin bir parçasıdır. Dolayısıyla, bir devre boyunca serbestçe akmazlar. Akım olarak tanımladığımız şeyi yaratmak için genellikle bir devre boyunca "geriye" akan elektronlardır, değil mi? Pozitif şarj akmıyor, negatif şarj akıyor mu? Sanırım elektronikle ilgili sorunum, gerçekte ne olduğunu
anlamadan

... şimdi, en azından benim düşünceme göre, varolmayan bir pozitif yük "akışını" tanımlayan "Geleneksel Akım" gibi şeylere sahibiz. Yoksa bu yanlış mı ... pozitif yüklü iyonlar aslında elektrik devrelerinden mi akıyor?
jrista

Ground sorunu ile ilgili başka bir sorum var. Birkaç devre şeması sadece pozitif bir voltaj kaynağına ve bir toprağa sahip görünüyor. Genellikle negatif bir terminal veya bunun gibi bir şey bulamıyorum. Böyle bir devrede, topraklama akünün negatif terminaliyle aynı mıdır? Konvansiyonel Akım ve Elektron Akım arasındaki fark nedeniyle, böyle bir şemayı nasıl okuyacağımı tam olarak bilmiyorum ... Devreyi nasıl tamamlayacağımı bilmiyorum, sadece başlangıç ​​noktasında tamamlanmadı.
jrista,

@jrista: Evet, "toprak" genellikle güç kaynağının negatif terminalidir. Birçok devrede, çizimin etrafına dağılmış toprak sembollerini göreceksiniz - bunların hepsi birbirine bağlanmalıdır. Bunun gibi toprak sembollerinin kullanılması, çizimdeki tıkanıklığı azaltmak için tasarlanmıştır. Genellikle, izole edilmiş "Vcc" sembollerini de göreceksiniz - bunların hepsi birbirine bağlı ve güç kaynağının pozitif terminaline de bağlı.
Peter Bennett

Evet, özellikle IC şemalarında gördüğüm tam olarak buydu. Yer sembolleri her yere dağılmış ve en az bir Vcc. Bilgi için teşekkürler.
jrista

3

İlk olarak, A ve B'niz basitçe yanlıştır. A ve B noktaları arasında bir voltaj verildiğinde, ne bir "akım kaynağı" ne de "voltaj kaynağı" olarak ayrıcalıklı değildir. Söyleyebileceğiniz tek şey, eğer A ve B'yi bağlamak için bir iletken kullanılıyorsa, akımın A ve B arasında akacağıdır. A ve B arasındaki voltaj pozitifse, bir metalde bu B'den A'ya akan elektronların şeklini alır. Transistörler gibi yarı iletkenlerde, ikinci kısım (zorunlu olarak) doğru değildir, çünkü akım elektronlardan veya elektronların yokluğundan (diğer yönde akan delikler) kaynaklanabilir.

Büyük ölçüde, "toprak" ile "toprak" tanımlanması gerçekten tarihi bir kazaydı ve erken elektrik dağıtım şirketleri tarafından kullanılan uygulamalardan kaynaklanıyor. Şu anki Amerikan terminolojisinde toprak, bir devredeki voltajı ve akımı ölçmek için bir referans noktasıdır, toprak ise toprağa dökülen bir çubuğa gerçek bir bağlantıdır.

Zeminin daha genel kullanımı bu uygulamadan kaynaklanmaktadır ve büyük miktarda güç kullanan sistemlerde hala önemlidir. Düşük güçlü sistemler için, özellikle bataryayla çalışan sistemler için, toprak, herhangi bir bağlantıdan (fiziksel veya başka şekilde) fiziksel toprağa tamamen ayrılabilir. Ancak, ister düzlemde, ister arabada, hatta uzayda olsun, herhangi bir elektriksel veya elektronik devrenin, gerilimleri ve akımları tanımlarken başlaması için bir referans noktasına ihtiyacı vardır ve bu referans noktasına genel olarak topraklama denir.

Toprağa (ve toprağa) göre sürekli negatif olan voltajlı bir güç sistemi üretmek mükemmel bir şekilde mümkündür. Artık kullanılmasa da, 70'lerde ve 80'lerde en yüksek hızlı mantık ailesi, -5.2 volt'u temel voltaj olarak kullanan ECL'dir. Cray bilgisayarlar bir süre etraftaki en hızlı süper bilgisayardı ve neredeyse sadece ECL kullandılar ve - 5,2 voltluk sarf malzemeleri tarafından üretilen bir sürü akım çektiler.

Öyleyse, toprağın ve toprağın bağlantısı ne zaman gereklidir? Temel olarak, AC güç şebekesine bağlı sistemler hakkında konuşurken. Buna dikkat etmezseniz, akımın akması için yanlışlıkla yanlışlıkla bir yol sağlarsanız, kendinizi öldürme riskiniz vardır. Yıldırımdan korunma gibi şeyler sağlamak için elektrik hatlarının dünyaya gönderilmesi gerekir ve bu nedenle bu gibi hususların dikkate alınması gerekir.


1
"Delik" kavramını merak ediyorum. Delikler aslında elektronlar gibi bir devreden mi geçiyor? Eğer öyleyse, tam olarak bir "delik" nedir? Yoksa yine başka bir soyut kavram mı? Kuantum mekanik seviyeden, aslında metallerden ve yarı iletkenlerden oluşan bir elektrik devresinden akabileceğini düşündüğüm tek şey elektronların kendisidir. Plazmalarda, hem iyonların hem de elektronların serbestçe akması serbest olan bir plazmada olduğu gibi farklı olacağını düşünüyorum ... ama DC elektronik uygulamaları hakkında sorum hakkında oldukça spesifiktim.
jrista,

4
Çinli bir dama tahtası açısından delikleri düşünün. Düzenli bir ızgara üzerinde her biri bir mermerin bulunduğu bir sürü çukur vardır. Bununla birlikte, mermerler gidecek bir yerleri varsa ve dürtüklenmeleri durumunda hareket edebilirler. Şimdi bir mermer çıkar. Bu mermer dizisinde bir delik bırakır. Tahtaları hafifçe eğin ve oynatın, mermerler deliği doldurmak için yavaşça aşağı hareket eder, ancak bunu yaparken bir delik kendiliğinden bırakır. Net mermer hareketini, birçok mermerin yavaş hareket etmesi veya tek deliğin yukarı hareket etmesi olarak düşünebilirsiniz.
WhatRoughBeast

1
Anlıyorum. Bu yüzden biraz soyut bir kavramdır ... elektronlar hala hareket ediyor, ancak devre içinde hareket ettikçe yükü birden fazla şekilde etkiliyorlar. İlginç ...
jrista

1
Evet. Bazı açılardan bu bir kolaylık meselesidir. Elektronların davranışına odaklanırsanız, ızgaradaki mermerlerin bir araya gelmesiyle uğraşırken karmakarışık hale gelir ve birçoğunun toplu istatistiksel davranışıyla uğraşmak zorunda kalırsınız. Deliklerle uğraşmak aynı net yük aktarımına izin verir, ancak tek bir "sanal" parçacık açısından, delik, birçok bireysel elektrondan daha yavaş hareket eder. (P tipi MOSFET'lerin eşdeğer n tiplerinden daha yüksek direnç göstermelerinin nedeni budur).
WhatRoughBeast

Tamam, bunu anlıyorum. Ama sadece temellere geri dönmek için, basit bir kapasitör ve indüktör ve bir direnç demek. Bir köşesinde + 5V bağlantısı olan bir devre şemasına, diğerinde ise Dünya sembolüne rastlarsam (Dünya sembolünün kullanımı geçersiz olacağını düşünüyorum, ancak bunu birkaç kez gördüm, bu yüzden neden soruyu sordum: P) ... dünya sembolü, orası zemin ... ve aynı zamanda negatif terminal mi? Başka bir deyişle, devreyi tamamlamak ve gerçekten çalışmasını sağlamak için "toprak / toprak" bağlantısını bir aküdeki - terminale bağlayın.
jrista

1

Gerilim ve Akım

Elektrikte pozitif yükler (genellikle protonlar) ve negatif yükler (genellikle elektronlar) vardır.

Bir nesne pozitif yüklü ve diğeri negatif yüklü olduğunda, elektrostatik bir alan vardır. Bu, elektrostatik alan tarafından hareket ettirilebilecek voltaj veya şarj potansiyelidir.

İkisi arasına bir çeşit iletken yerleştirilirse, bir akım akacaktır. Bu, protonlara karşı elektronlar (bir bataryaya bağlı bir telde olduğu gibi) ya da elektronlara karşı protonlar (flüoresan lambaların içinde olduğu gibi) ya da her iki yönde de akan (bazı bataryalarda olduğu gibi) olacaktır.

Zemin / Toprak / 0V / Ortak

Toprak ve toprak esas olarak AC elektriğinden gelir. Bugün birbirlerinin yerine kullanılırlar. AC güç dağıtımında, devrenin bir tarafını toprağa / toprağa / araziye tam anlamıyla bağlarsınız.

0V kullanıldı çünkü basit. 6V piliniz varsa, adların da gerilimi içermesini istiyorsanız, her bir terminale ne ad verirsiniz? +6V ve 0V en basit yol gibi görünüyor. + (6V) ve - (6V) 6V potansiyel farkının pozitif ve negatif tarafı olarak da kullanılabilir - ancak bu kafa karıştırıcı olabilir ve insanlar aralarındaki potansiyelin 12V olduğunu veya bir dünyadan potansiyel olduğunu düşünebilirler. 6V ve diğer -6V vb.

Ortak yine farklıdır ve iletişim ile anlam kazanmıştır. Bir kablo üzerinden bir sinyal gönderiyorsanız, o zaman bu sinyali okuyan herhangi birinin kablo ile kabul edilen 'ortak' nokta voltaj referansı arasındaki voltajı ölçmesi gerekir.


0

Ben bir EE değilim. Anladığım kadarıyla: Gerilim, iletken, yarı iletken veya yük yoluyla elektron akışı üreten iki terminal arasındaki potansiyelde önyargıdır. Elektronlar en negatifinden en pozitif uçlarına akacaktır. GND, COM terimi göreceli bir terimdir ve her zaman 0Vdc ile aynı değildir.

Devrenin terminalleri olduğunu varsayalım: A) + 5Vdc B) 0Vdc C) + 10Vdc D) + 24Vdc
Yani tüm terminallerin topraklaması kesinlikle A) 0Vdc'dir, elektron B'den A'ya (5v) ve B'den C'ye (10v) akacaktır. ) ve B ila D (24v). Fakat + 5Vdc hem C hem de D için ortak terminal olarak kabul edilebilir: Çünkü elektron A'dan C'ye (5v) ve A'dan D'ye (19v) akabilir.

Bazı devrelerde bu terminaller bulunur (örneğin ATX PSU) A) -5vdc B) -12vdc C) 5vdc D) 12vdc. düzenleme: E) 0vdc Düşük voltaj terminallerinden herhangi biri, yüksek voltaj terminalleri için toprak olarak adlandırılabilir.


Bunun geçerli bir cevap olduğundan emin değilim. 0Vdc, sihirli bir aslında var olan bir şey değildir, her zaman bir nokta olarak tanımlanmıştır (ve büyük olasılıkla GND veya COM olarak etiketlenmiştir), bu nedenle ATX PSU'nuzda ayrıca bir 0Vdc terminali vardır, aksi takdirde diğer gerilimleri ölçemezsiniz.
Arsenal

Hem GND hem de COM olan devrelerle karşılaştım. Cihazın kılavuzunda COM, 24v kaynak girişi olan tam olarak (terminal X1 için ortak zemin) belirtilmiştir. COM'a bağlanan multimetre GND ile ölçülürken (ref gibi) 12v potansiyeli vardır. Ve GND (ref olarak) X1'e bağlandığında, 12v potansiyel var. Ve COM (ref) olarak X1'e bağlandığında 24v potansiyel vardır. Yani sonuçlandı.
Haliff Roslan

Bu nedenle, GND'nin 0Vdc, COM'un -12Vdc ve X1'in 12Vdc olduğu, X1'den harici röle anahtarı üzerinden gelen sinyallerin 24Vdc olduğu sonucuna varılmıştır. Başlangıçta düşüncelerim mutlak ve her zaman GND veya COM olan 0Vdc'dir ve aynıdır. Ama o devreyi gördüğümden beri anlayışımı değiştiriyorum.
Haliff Roslan

Ve kılavuzda, özellikle GND ve COM'u izole etmekten bahsediyorlar, gürültüyü izole ettiğinden veya GND ve COM arasında akım olduğundan emin değilim.
Haliff Roslan

düzeltme: ya da GND ve COM arasında POTANSİYEL olduğu için.
Haliff Roslan

0

DC devresinde herhangi bir AC gürültüsünü önlemek için her zaman dc Psu 0v referansımı ac topraklamadan / topraklarımdan izole ederim. Daha sonra, hem + hem de -dc'yi, istemeden toprağa / toprağa karşı korumasız olan dc'ye yanlışlıkla yeniden yerleştirilmiş ac acına geri köprüleri kullanarak korurum. Pnp, npn, insanları ve cihazları koruyan, güvenli bir yöntemdir. Duman veya çarpma yok, sadece hata giderilmedikçe açmaya devam edecek koruyucu bir cihaz. Daha sonra, tüm sistemi mantıkta mı yoksa kablolamada mı olduğunu ve mantıksal mı yoksa fiziksel bir olayda mı olduğunu belirlemek için volt serbest aux / no / nc üzerinden izliyorum. Daha sonra programcılarımı veya mühendislerimi suçluyorum. Onda dokuz kez gidip kendim düzeltmek zorundayım.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.