Чому ланцюг повинен бути заземлений?

Чому слід заземлити транзисторний ланцюг? Як я розумію, це те, що земля - ​​це нескінченна запас електронів, і тому вона еквівалентна негативному клему акумулятора. Але на цій сторінці є і негативний термінал, і схема також заземлена. Якщо я правильно зрозумів, для завершення схеми нам потрібен позитивний термінал, деякі елементи схеми та негативний термінал. Якщо заземлення еквівалентно негативному терміналу, навіщо нам це потрібно у схемі, показаній вище? (До речі, всі схеми в книзі, про яку я згадую , не були заземлені, поки не почалися транзистори. Можна сказати, що це додало плутанини)

Термін "земля" може означати різні речі. Коли схема розглядається локально, земля - ​​це просто та чиста мережа, яку хтось вибрав для виклику 0В, щоб зрозуміти, що всі інші напруги відносно неї. Напруга - це поняття відносне. Немає такого поняття, як 20В абсолютний, лише 20В тут щодо там . "Земля" - це зручна коротка форма для загального там, тому вам не доведеться говорити про це.

Таку землю часто вибирають як негативну напругу живлення. Це робить інші напруги позитивними, що просто полегшує справи подумки. Як правило, ви намагаєтесь вибрати землю як точку сигналів ланцюга тощо, на які посилаються окремі підрозділи. Зазвичай є чіткий і очевидний вибір. Іноді просто потрібно вибрати один.

Інший "ґрунт" відноситься до реального потенціалу Землі або, принаймні, до потенціалу загального оточення. Це має значення, коли живлення та сигнали надходять або виходять за межі вашого маленького кола. Що стосується влади та безпечності, ви повинні припустити, що користувач може бути прив’язаний до цієї землі, і ви повинні переконатися, що у вас немає небезпечного потенціалу, щоб заземлитись, щоб уникнути кого-небудь забиття. Земля може також мати значення для радіосистем, оскільки деякі типи антен фактично використовують землю як частину загальної антенної системи.

З точки зору ланцюга, заземлення є відносним - це лише назва дроту (траса, сітка, вузол тощо), до якого інші речі можуть бути виміряні або керовані посиланням. Таким чином, це значною мірою довільно - наприклад, є (або принаймні були) автотранспортні засоби, де позитивний термінал акумулятора, а не негативний, був підключений до заземлення шасі. Додавання основного символу до вашої книги в той же час, коли були введені транзистори, є або збігом стилю, або загальним збільшенням витонченості діаграм у момент, коли складність зростає і, таким чином, створюються принципи організації наприклад, ідея «наземного вузла» більш цінна.

У комунікаційній схемі, особливо радіо, "земля" може мати деякий буквальний зміст або, принаймні, матиме значення для зв'язку із землею (можливо, провідним колом, загнаним далеко в землю, можливо, з навколишнім ґрунтом, хімічно обробленим, якщо його недостатньо провідні). Але це не може бути достовірним для ручної рації, і це, звичайно, не вірно для радіоустановки літака - адже потенціал літака "земля" може стати зовсім іншим, ніж потенціал наземного "землі" під час польоту. .

Але в той час як у схемі ми вважаємо "землю" чисто відносною, в хімії та фізиці існує поняття нейтрального заряду, яке насправді є абсолютним. Нейтральний заряд - це те, що ви мали б в атомі або молекулі з однаковою кількістю протонів і електронів, або в більшій одиниці речовини з рівними чистими числами. Абсолютний заряд об’єкта визначає праву силу, яку він би відчував, коли рухався через магнітне поле, тоді як заряд відносно іншого заряду, що знаходиться поблизу, визначатиме електричне поле (і результуючу силу), встановлене між ними.

Оскільки ми також можемо створити електричне поле між двома точками в ланцюзі, може бути спокусливо думати про "землю" як нейтральний заряд, але в кінцевому рахунку немає нічого, що говорить про те, що повинно бути так. Дійсно, щодо атмосфери земля має негативний заряд, хоча я не знаходжу готової відповіді щодо абсолютного заряду Землі, змістовної атмосфери або двох разом узятих. Імовірно, ми трохи піддаємося магнітному полю Сонця, тож якби Земля мала достатньо чистий заряд, це спричинило б певне орбітальне збурення, але тоді предмет сонячного магнетизму надзвичайно складний - включаючи польові петлі, звані сонячними плямами, які мають більше очевидний вплив на радіозв'язок і довгі дроти тут на землі ...

Кріс дав більш складну відповідь, тому я зроблю просту.

Ця плутанина є серйозною проблемою англійської мови, яка використовує однакові назви для різних понять. Скажімо, німецькою мовою цей дивний новий ґрунт буде називатися масовим і дещо іншим, ніж реальний.

В основному маса є просто зручним вузлом в ланцюзі. Теоретично це може бути абсолютно будь-який вузол ланцюга (докладніше про це у відповіді Кріса), але на практиці це просто простіший спосіб відображення підключення до негативного терміналу акумулятора. Наприклад, погляньте на цю схему. Тут я підключив негативний клем акумулятора, щоб заземлити діодний катод на землю. Це те саме, що і ця схема, де катод явно підключений до негативного клеми акумулятора.

Інша річ, яка зазвичай поставляється з масою, - це одне кінцеве джерело напруги. Погляньте на цю схему. Це так само, як і два інших, але тут ми зовсім не бачимо батарею. Перевага використання цього підходу полягає в тому, що ви зараз переймаєтеся справжньою електронікою і можете очікувати складніших схем. Вони дуже швидко можуть бути дуже складними для зчитування, тому одне джерело напруги та термінал "земля" використовуються для показу, що компонент підключений до акумулятора. Наприклад, у цій схемі абсолютно не має значення для самої схеми, як виглядає джерело напруги та як емітер транзистора підключений до негативного терміналу.

Ось дві забавні картинки, що ілюструють гравітаційну землю ...

... і електричний заземлення .

Гроудінг і Земля в більш широкому розумінні - це одне і те ж поняття. Це поняття, пов'язані з відносною напругою. Кожного разу, коли ми беремо щось wt 0 вольт (нульовий потенціал), це називається заземленням. при 0V, а позитивне - 5V. Це wrt ground. І коли ми не беремо wrt на землю, це означає, що позитив знаходиться на 2,5V, а від'ємний - на -2,5V, що знову робить 2,5 - (- 2,5) = 5V . Таким чином, ЗНАЧЕННЯ - це не що інше, як посилання на те, що ми беремо wrt 0V.