Bir devre neden topraklanmalıdır?

Bir transistör devresi neden topraklanmalıdır? Anladığım kadarıyla, toprak sonsuz bir elektron kaynağıdır ve bu nedenle bir pilin negatif terminaline eşdeğerdir. Ancak bu sayfada hem negatif bir terminal vardır hem de devre topraklanmıştır. Doğru anladım, bir devrenin tamamlanması için pozitif bir terminale, bazı devre elemanlarına ve negatif bir terminale ihtiyacımız var. Topraklama negatif bir terminale eşdeğerse, neden yukarıda gösterilen devrede buna ihtiyacımız var? (Bu arada, tüm devreler Ben bahsediyorum kitapta edildi değil transistörler başladı kadar kalkmayacak. Sen karışıklığa eklenen söyleyebiliriz)

"Zemin" terimi farklı şeyler ifade edebilir. Bir devreye yerel olarak bakıldığında, toprak basitçe birisinin 0V'yi çağırmak için seçtiği tek ağdır, böylece diğer tüm voltajlar ona göre anlaşılır. Sonuçta gerilim göreceli bir kavramdır. 20V Mutlak diye bir şey sadece 20V vardır burada açısından orada . "Zemin" orada bir ortak için kullanışlı kısa bir formdur, bu yüzden söylemeye devam etmek zorunda değilsiniz.

Böyle bir toprak genellikle negatif besleme voltajı olarak seçilir. Bu, diğer voltajları pozitif yapar, bu da zihinsel olarak işleri kolaylaştırır. Genel olarak, devre sinyallerindeki nokta ve benzerleri ayrı alt bölümler tarafından referans verildiği için topraklamayı seçmeye çalışırsınız. Genellikle açık ve bariz bir seçim vardır. Bazen sadece birini seçmelisin.

Diğer "toprak", gerçek toprak potansiyelini veya en azından genel çevrenin potansiyelini ifade eder. Bu, güç ve sinyaller küçük devrenizden geldiğinde veya dışarı çıktığında önemlidir. Güç ve güvenlik için, bir kullanıcının bu yere bağlanabileceğini varsaymanız gerekir ve birisini zaptedmekten kaçınmak için tehlikeli bir topraklama potansiyeline sahip olmadığınızdan emin olmanız gerekir. Topraklama da radyo sistemleri için önemli olabilir, çünkü bazı anten türleri dünyayı genel anten sisteminin bir parçası olarak kullanır.

Devre açısından bakıldığında, toprak görecelidir - bu sadece başka şeylerin referans olarak ölçülebileceği veya sürülebileceği bir tel (iz, ağ, düğüm vb.) İçin bir isimdir. Bu nedenle büyük ölçüde keyfi - örneğin, negatif yerine pozitif akü terminalinin şasi toprağına bağlandığı motorlu araçlar var (veya en azından vardı). Transistörlerin tanıtıldığı sırada aynı zamanda kitabınıza bir toprak sembolü eklenmesi ya tesadüfi bir stil değişikliği ya da karmaşıklığın arttığı ve böylece düzenleme ilkelerinin yapıldığı bir noktada diyagramların karmaşıklığında genel bir artıştır. gibi bir "toprak düğümü" fikri daha değerli.

Bir iletişim devresinde, özellikle bir radyoda, "toprak" bir gerçek anlamına ya da en azından bir toprak toprağına bağlantıya neden olabilir (potansiyel olarak toprağa doğru sürülen iletken bir kazık, muhtemelen yeterince toprak yoksa kimyasal olarak işlenmişse iletken). Ancak bu bir el telsizi için güvenilir bir şekilde doğru olmayabilir ve bir uçak telsiz kurulumu için kesinlikle doğru değildir - aslında uçak "toprağının" potansiyeli uçuş sırasında yer "toprağından" oldukça farklı olabilir .

Ancak devrede "toprak" ı sadece göreceli olarak düşünürken, kimya ve fizikte, aslında mutlak olan nötr yük kavramı vardır. Nötr bir yük, eşit sayıda proton ve elektrona sahip bir atom veya molekülde veya eşit net sayıya sahip daha büyük bir madde biriminde sahip olduğunuz şeydir. Bir nesnenin mutlak yükü, bir manyetik alandan geçerse karşılaşacağı sağ-kural kuvvetini belirler, diğer bir yakındaki yüke göre yük, ikisi arasında ayarlanan elektrik alanını (ve sonuçta oluşan kuvveti) belirler.

Bir devrede iki nokta arasında bir elektrik alanı da oluşturabildiğimiz için, "toprak" değerini nötr yüke sahip olarak düşünmek cazip gelebilir, ancak nihai olarak durumun böyle olması gerektiğini söyleyen hiçbir şey yoktur. Gerçekten de, atmosfere göre, dünyanın negatif yükü vardır, ancak dünyanın mutlak yüküne, anlamlı atmosfere veya ikisinin birlikte ele alınmasına hazır bir cevap bulamıyorum. Muhtemelen güneşin manyetik alanına biraz maruz kalıyoruz, bu yüzden dünya yeterince net bir yüke sahip olsaydı, bazı yörüngesel bozulmalara neden olur, ancak daha sonra güneş manyetizması konusu oldukça karmaşıktır - güneş lekeleri olarak adlandırılan alan döngüleri de dahil olmak üzere daha fazla radyo iletişimi ve dünyadaki uzun kablolar üzerindeki belirgin etkiler ...

Chris daha karmaşık bir cevap verdi, bu yüzden basit bir cevap vereceğim.

Bu karışıklık, farklı kavramlar için aynı adı kullanan bir İngiliz dili sorunudur. Almanca deyin, bu garip yeni zemine kütle denir ve gerçek zeminden biraz farklıdır.

Temel olarak kütle, devrede sadece uygun bir düğümdür. Teoride, devredeki kesinlikle herhangi bir düğüm olabilir (daha çok Chris'in cevabında), ancak pratikte, bataryanın negatif terminaline bağlantıyı göstermenin daha basit bir yolu. Örneğin bu devreye bir göz atın . Burada bir diyot katotunu toprağa topraklamak için akü negatif terminalini bağladım. Bu aynıdır , bu katot açık pilin negatif terminaline bağlı olduğu devrenin.

Genellikle kütle ile gelen bir başka şey, bir terminal voltaj kaynağıdır. Bu devreye bir göz atın . Diğer ikisi ile aynı, ama burada pili hiç görmüyoruz. Bu yaklaşımı kullanmanın avantajı, şimdi gerçek elektroniklere girmeniz ve daha karmaşık devreler beklemenizdir. Okuması çok hızlı bir şekilde çok karmaşık olabilir, bu nedenle bir terminal voltaj kaynağı ve "toprak" sembolleri, bileşenin bataryaya bağlı olduğunu göstermek için kullanılır. Örneğin bu devrede, voltaj kaynağının nasıl göründüğü ve transistör vericisinin negatif terminale nasıl bağlandığı devrenin kendisiyle tamamen ilgisizdir.

İşte yer çekimini gösteren iki komik resim ...

... ve bir elektrik topraklaması .

Grouding ve Earthning daha geniş anlamda aynı kavramlardır. Bağıl voltaj ile ilgili kavramlardır. 0 volt (null potansiyel) bir şey aldığımızda topraklama olarak adlandırılır. Ex.lets için 5V'yi düşünün. 0V'de ve pozitif 5V'de.Bu toprak wrt. ve toprağa wrt almadığımızda, pozitif 2.5V'de ve negatif -2.5V'de olduğu anlamına gelir, bu da onu tekrar 2.5 - (- 2.5) = 5V yapar . Böylece TOPRAKLAMA, 0V wrt aldığımız referanstan başka bir şey değildir.