Что такое земля в электронике
Перейти к содержимому

Что такое земля в электронике

  • автор:

Общий провод и заземление в схемах

Прежде, чем разбираться с тем, где и как изображаются точки заземления и общий провод, надо разобраться с тем, что же это такое.
Согласно определению, общим проводом (землей, корпусом) обозначается такая точка, в которой электрический потенциал принимают за ноль. Согласно этого, все другие значения в схеме замеряют относительно к этой точке, именуемой общим проводом. Пример обозначение общего провода в схемахКак правило, общий провод на схемах – это тот, относительно которого производят замеры всех напряжений схемы. В электронных схемах эту функцию далеко не всегда несет отрицательный полюс. Существует немало схем, в которых эта функция возложена на положительный провод, тогда, как для схем, имеющих питание двухполярного типа (то есть питание по системе +-Uпит) общим проводом является общая точка источников питания. Иными словами, общим проводом схемы можно именовать тот проводник, на который сходится самое большое число выводов всей схемы. Сие понятие, как раз, и введено было с целью упрощения процесса начертания и чтения схем (ведь вместо прокладки проводников к нему, зачастую, просто вычерчивается знак, состоящий из вертикальной черты, идущей в середину горизонтальной) одновременно это позволяет экономить пространство на чертеже схемы. Применительно к электронным схемам небольших размеров, которые выполняются на платах с помощью печатного монтажа, общий провод (он же заземление) выполняется в виде подложки из меди. Кроме того, проводники этого назначения на печатных платах, как правило, имеют достаточно большую площадь (на много большую, чем у других проводников). Применительно к любой электрической (либо электронной) схеме, общий провод (он же масса) настолько удобная штука, что чтение любых схем, если в них нет этого элемента, значительно затруднено и неудобно. Для схем, предназначенных для работы на высоких скоростях, уже давно стало аксиомой то, что каждый квадратный миллиметр платы, не имеющий радиоэлектронных компонентов, или проводников следует заливать полигоном, предназначенным для земляного провода. Если этого не сделать, то результат может быть весьма плачевным. Однако, бывают случаи, при которых достаточно тяжело (а иногда и не возможно) выполнять эти правила (например, когда монтаж довольно плотен). Чтобы преодолеть эту сложность, приходится снижать плотность монтажа, отводя тем самым больше пространства под «общий провод». Примером максимальной заливки полигоном заземления (массы) легко может служить любая плата печатного монтажа промышленного типа (например, «печатка» любого магнитофона, или телевизора). Если требуется найти общий провод на таких платах, то, ткнувшись в проводник с наибольшей площадью, попадем именно на общий провод. Пример раздельного общего провода для цифры и аналогаС цифрой немного иначе, хотя тоже ничего сложного: тут достаточно вычислить точку, в которую сходятся обязательно присутствующие практически в каждой цифровой схеме конденсаторы (бесполярные), установленные параллельно питанию каждой цифровой микросхемы. Обычно, в промавтоматике все системы имеют как аналоговую, так и цифровую часть. По этой причине могут возникать помехи, наведенные цифровой частью схемы. Чтобы максимально избавиться от помех, наведенных цифровой частью оборудования на всю остальную схему, общий провод аналоговой части максимально разъединяют с цифровой, делая так, чтобы «земля» от «цифры» соединялась с «землей» от «аналога» лишь в одной единственной точке, расположенной как можно ближе к общему проводу источника питания. И обозначают их, так же, по-разному: AGND – общий провод аналогового типа, тогда, как, DGND – соответственно цифровой. Обозначение общего провода или заземления Общий проводТеперь разберемся с тем, каким образом принято обозначать на схемах различные виды общего провода и точек заземления.
Согласно ЕСКД, точка, относительно которой выполняются замеры всех напряжений и токов схемы считается общей и обозначается вертикальной чертой, касающейся короткой горизонтальной черточки (иногда от этой черточки отходят короткие линии, наклоненные вправо). Точка же, подлежащая соединению с заземлителем, обозначается так же, с той разницей, что под горизонтальной линией расположены еще две, образующие в сумме с первой треугольник (вторая короче первой, а третья – короче второй). Обозначение общего провода на зарубежных схемах На зарубежных схемах, кроме того, имеется еще и разграничение между общим проводом аналогового и цифрового типов: аналоговый общий провод обозначается в виде вертикальной черточки, заканчивающейся закрашенным равносторонним треугольником, вершина которого направлена вниз, тогда, как в цифровом виде эта черточка оканчивается лишь контуром такого треугольника. В любом случае, если используется отдельный общий провод для цифры и аналога, то на схемах разработчики стараются подписывать какой тип общего провода используется: AGND или DGND. Существует множество программ, предназначенных для вычерчивания схем на экране компьютера с возможностью последующей разводки их печатного рисунка. Среди них такие, как sPlan, Eagle, DipTrace и прочие. P.S. Если у вас есть чем дополнить статью, то пишите в комментариях.

noauthor Опубликована: 18.07.2015 Изменена: 19.09.2015 0 0

Вознаградить Я собрал 0 1

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 4.5 Проголосовало: 1 чел.

Земля (электроника)

Земля в электронике — узел цепи, потенциал которого условно принимается за ноль. Другими словами, все напряжения в системе отсчитываются от потенциала земли. Выбор земли произволен, однако на практике чаще всего за землю принимают один из выводов источника питания. При однополярном источнике обычно землёй считают его отрицательный вывод, при двуполярном источнике за землю принимают его среднюю точку. Иногда в англоязычной литературе на схемах обозначается GND (от англ. Ground , земля).

Источник двухполярного питания с общей землёй

Разновидности

Сигнальная земля

Сигнальная земля — узел цепи, относительно которого отсчитываются потенциалы сигналов в схеме. Соответственно, сигналы подаются в схему (и снимаются со схемы) таким образом, что один вывод источника (приёмника) сигнала подключен к сигнальной земле.

Виртуальная земля

В электронных схемах могут существовать такие узлы, потенциал которых равен потенциалу земли, однако они не имеют короткого соединения с землёй. Узел, обладающий такими свойствами, называют виртуальная земля. Классическим случаем виртуальной земли является инвертирующий вход операционного усилителя, включенного как инвертирующий усилитель.

«Мекка» заземления

В некоторых случаях даже сплошной медный проводник не обеспечивает достаточной эквипотенциальности по всей своей длине. Такая ситуация имеет место при протекании большого тока по земляному проводнику малого сечения. В результате потенциал в различных точках земли может отличаться на десятки милливольт. В некоторых случаях это может привести к нежелательным последствиям. Например, если несколько мощных нагрузок подключены к источнику напряжения через общую земляную шину, то изменение тока, потребляемого одной нагрузкой будет вызывать изменение напряжения на всех остальных нагрузках. Для минимизации подобного взаимного влияния земляные проводники, идущие к каждой нагрузке должны расходиться от одной точки, которая и получила название «мекка» заземления.

От этой же точки следует брать потенциал для обратной связи в стабилизаторе, который регулирует напряжение для нагрузок, подключенных к «мекке» заземления. При этом можно быть уверенным, что выходное напряжение стабилизатора стабилизировано относительно «мекки» заземления, а не какой-либо другой точки шин заземления.

См. также

Литература

  • Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 1. Пер. с англ.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Мир, 1993.—413 с., ил. ISBN 5-03-002337-2.

Примечания

  1. Electrical and electronics diagrams, IEEE Std 315-1975, Section 3.9: Circuit return.

Что такое «фаза», «земля» и «ноль»?

Цветовая маркировка проводов в однофазной и трехфазной сетях

В электрических системах существует несколько терминов, которые часто встречаются: фаза, ноль и земля. Эти термины играют важную роль в обеспечении безопасности и правильной работы электрических устройств. Давайте разберем различия между фазой, нулем и землей в электрике.

  1. «‎Фаза»‎ — это проводник в электрической системе, который несет переменное напряжение. Фаза обычно имеет напряжение относительно нуля и других фаз. Она представляет собой активную часть электрической цепи, которая обеспечивает энергией работу электрических устройств. Фаза обычно имеет определенную цветовую маркировку, например, это может быть коричневый или черный провод.
  2. «‎Ноль»‎ — это также проводник, который несет переменное напряжение, но он обычно имеет нулевой потенциал относительно земли. Ноль служит для возврата тока и обеспечения замкнутой цепи. Ноль имеет цветную маркировку и чаще всего это синий провод. В некоторых странах ноль также может называться «нейтралью».
  3. «‎Земля»‎ — это проводник или металлическая структура, которая используется для соединения с землей или земельной плоскостью. Земля служит для обеспечения безопасности в случае короткого замыкания или других неисправностей в электрической системе. Она предотвращает образование опасных напряжений на корпусе электрических устройств и может использоваться для заземления.
Важные моменты:
  • Фаза и ноль : Фаза и ноль обеспечивают электрическое питание устройств. Фаза предоставляет энергию, а ноль способствует ее протеканию через источник.
  • Земля : Земля обеспечивает безопасность. В случае неисправностей она предотвращает образование опасных напряжений на корпусе устройств.
  • Цветовая маркировка : В разных странах провода фазы, ноля и земли могут иметь различную цветовую маркировку. В Украине часто используются стандарты, где «‎фаза»‎ может быть обозначена коричневым, «‎ноль»‎ — синим или сине-белым цветом, а «‎земля»‎ желто-зеленым.
Как устроена электросистема?

Перед тем как погрузиться в понятия фазы, земли и ноля, давайте кратко разберемся, как устроена электросистема. Обычно электрическая система состоит из трех проводников: фазы, ноля и земли. Фаза — это проводник, по которому поступает электроэнергия из источника (например, генератора) в потребителя (электроприборы). Ноль — это проводник, который способствует протеканию электричества через источник. Земля — это проводник, который создает низкое сопротивление между системой и Землей, что позволяет безопасно отводить нежелательные электрические токи в окружающую среду и предотвращать поражение током человека. Земля используется для обеспечения безопасности и заземления системы.

Обозначение фазы, ноля и земли:

Обозначение фазы, ноля и земли

Обозначение фазы, ноля и земли на примере схемы подключения розетки.

В Украине фазу ноль и заземление обозначают следующим образом:

  • Фаза: обозначается буквой «L».
  • Ноль: обозначается буквой «N».
  • Земля: заземление обозначается буквой «PE».

В разных странах используют разные обозначения для фазы, ноля и земли. В Европе как и в Украине фазу часто обозначают буквой «L», а ноль — буквой «N» заземление «PE».

Как определить фазу, ноль и заземление?

Как определить ноль и заземление с помощью мультиметра

Поиск фазы на примере трехжильного кабеля с помощью мультиметра

Определение фазы, ноля и заземления может быть важным, особенно при установке или ремонте электрооборудования. Вот несколько способов, как это можно сделать:

Как найти фазу?

Использование мультиметра: С помощью мультиметра можно измерить напряжение между проводниками. Фаза будет иметь напряжение относительно нуля или земли, в то время как ноль будет иметь нулевое напряжение. Однако, будьте осторожны и следите за правильной полярностью мультиметра.

Визуальная идентификация: В Украине часто используются стандарты, где фаза может быть обозначена коричневым, а ноль — синим цветом. В некоторых случаях проводники могут быть обозначены другим цветом, например, фаза часто имеет черный или красный цвет, а ноль — сине-белый. В Европе цветовая маркировка может отличаться, но часто фазу обозначают коричневым цветом, а ноль — синим.

Как найти ноль?

Использование мультиметра: Для того, чтобы найти «Ноль» сначала необходимо найти «Фазу» как показано на картинке выше. С этого момента мы пробуем делать замеры только относительно фазы, т.е.:

  1. «Фаза» + 1 провод (неопределенный)
  2. «Фаза» + 2 провод (неопределенный)

Далее в водном щите отключаем питающий провод шины заземления и делаем замер мультиметром относительно фазы как описали выше: «Фаза» + 1 провод (неопределенный) и «Фаза» + 2 провод (неопределенный). Так как заземление отключено благодаря манипуляции в щитке, то значение мультиметра между «Фазой» + «Заземления» будет уже 0, а не +/- 220 как на картинке выше, когда был включен провод шины заземления. А между «Фазой» + «Ноль» также останется +/- 220 В. Таким методом исключения можно определить нулевой проводник и заземление.

Цветовая маркировка: Как уже упоминалось, в Украине проводники часто имеют цветовую маркировку, ноль может быть обозначен синим или сине-белым цветом. В разных странах проводники могут быть различного цвета. Обратите внимание на маркировку проводов и цветовую кодировку, если она применяется.

Как найти заземление в электрике?

Методом исключения как описано в пункте — «Как найти ноль?».

Визуальный осмотр: Заземляющий провод маркируется желто-зеленым или зеленым цветом.

Консультация специалиста: Если вы не уверены в способности найти заземление самостоятельно, рекомендуется обратиться к квалифицированному электрику. Он сможет провести более подробную проверку и, при необходимости, внести коррективы.

Когда может понадобиться поиск нуля, фазы и заземления?

Поиск нуля, фазы и заземления может быть необходимо при следующих обстоятельствах:

  • Установке новых электроприборов или светильников.
  • Проведении ремонта и обслуживания существующей электросистемы.
  • Использовании дополнительных средств защиты от электротравм, таких как реле дифференциального тока (RCD).
  • Знание основ электросистем и умение определять фазу, ноль и заземление может помочь обеспечить безопасность и правильную работу вашей электроустановки.

Фаза, ноль и заземление — это ключевые понятия в электрике, которые играют важную роль в обеспечении правильной работы электрооборудования. Определение их местоположения может быть необходимо при различных электротехнических работах. Всегда соблюдайте меры безопасности при работе с электричеством и, если вы не уверены, лучше обратитесь к профессионалам.

Что такое земля в электронике?

RUS FBI SWAT Мастер (1003) markus mak-frank, короче это некая зона куда я ставлю щуп и куда уходит весь ток, например на этот металл положить щуп или же на корпус компа? я прав?

RUS FBI SWATМастер (1003) 3 месяца назад

Возьми в руки два провода со слабым напряжением и встань на землю. Что произойдет? Тебя «ударит током».
Земля это выход лишнего напряжения, используется для защиты человека и системы, когда сила тока слишком большая, лишнее напряжение «сливается» в землю для предотвращения ЧС.

markus mak-frankИскусственный Интеллект (310991) 3 месяца назад
Ты путаешь понятия заземления и земля

Юрий Ермаков Мастер (2276) markus mak-frank, может быть) два часа ночи на дворе, а коты срут не прекращая.

Земля-это соединение одного из полюсов источника питания с корпусом
На кожухе USB-портов посмотри

вот сама батарейка там где нарисован минус и есть земля .
любое ближайшее отверстие для крепления к корпусу там то же земля по краям .
ну и если материнка в корпусе , то корпус то же земля

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *