¿Por qué un circuito de transistor debe estar conectado a tierra? La forma en que lo entiendo es que la tierra es un suministro infinito de electrones y, por lo tanto, es equivalente al terminal negativo de una batería. Pero en esta página , hay ambos un terminal negativo y el circuito también está conectado a tierra. Si he entendido correctamente, para que un circuito esté completo, necesitamos un terminal positivo, algunos elementos del circuito y amp; un terminal negativo. Si la conexión a tierra es equivalente a un terminal negativo, ¿por qué lo necesitamos en el circuito que se muestra arriba? (Por cierto, todos los circuitos en el libro al que me refiero no estaban no conectados a tierra hasta que los transistores empezaron. Se podría decir que se agregó a la confusión)
¿Por qué un circuito debe estar conectado a tierra?
5 respuestas
El término "suelo" puede significar cosas diferentes. Cuando se mira un circuito a nivel local, tierra es simplemente la red que alguien eligió para llamar a 0 V, de modo que se entiende que todos los demás voltajes son relativos a él. El voltaje es, después de todo, un concepto relativo. No existe el valor absoluto de 20V, solo 20V aquí con respecto a allí . "Ground" es una forma abreviada y útil para un allí común, por lo que no tiene que seguir diciéndolo.
Tal tierra es a menudo elegida para ser la tensión de alimentación negativa. Eso hace que otros voltajes sean positivos, lo que solo facilita las cosas mentalmente. En general, se intenta elegir tierra, ya que las subsecciones individuales hacen referencia al punto en las señales del circuito y similares. Generalmente hay una opción clara y obvia. A veces solo tienes que elegir uno.
El otro "suelo" se refiere al potencial real de la tierra, o al menos al potencial del entorno general. Esto importa cuando la potencia y las señales vienen o salen de su pequeño circuito. Para poder y seguridad, debes asumir que un usuario podría estar vinculado a este terreno, y debes asegurarte de no tener un potencial peligroso a tierra para evitar golpear a alguien. La conexión a tierra también puede ser importante para los sistemas de radio, ya que algunos tipos de antenas realmente usan la tierra como parte del sistema general de antenas.
Desde la perspectiva de un circuito, la conexión a tierra es relativa: es solo un nombre para un cable (traza, red, nodo, etc.) que otras cosas pueden medirse o controlarse con referencia a. Como tal, es en gran medida arbitrario, por ejemplo, hay (o al menos hubo) vehículos motorizados donde el terminal positivo de la batería, en lugar del negativo, se conectó a la tierra del chasis. La adición de un símbolo de fondo en su libro en el mismo momento en que se introdujeron los transistores es un cambio de estilo coincidente o un aumento general en la sofisticación de los diagramas en un momento en que la complejidad aumenta y, por lo tanto, hace que los principios de organización como la idea de un "nodo de tierra" más valioso.
En un circuito de comunicación, especialmente en una radio, "tierra" puede tener algún significado literal o, como mínimo, implicación de conexión a tierra (potencialmente una estaca conductora conducida hacia el suelo, posiblemente con el suelo circundante tratado químicamente si no es lo suficientemente conductor). Pero eso puede no ser confiable para un walkie-talkie de mano, y ciertamente no lo es para una instalación de radio de avión. De hecho, el potencial del "terreno" del avión podría ser bastante diferente del de "tierra" durante el vuelo. .
Pero mientras estamos en el circuito, pensamos en "tierra" como algo puramente relativo, en química y física, hay un concepto de carga neutra que en realidad es absoluto. Una carga neutra es lo que tendría en un átomo o molécula con un número igual de protones y electrones, o una unidad de materia más grande con números netos iguales. La carga absoluta de un objeto determina la fuerza de la regla de la mano derecha que experimentaría si se moviera a través de un campo magnético, mientras que la carga relativa a otra carga cercana determinará el campo eléctrico (y la fuerza resultante) establecido entre los dos.
Debido a que también podemos crear un campo eléctrico entre dos puntos en un circuito, puede ser tentador pensar que "tierra" tiene una carga neutral, pero en última instancia, no hay nada que diga que ese sea el caso. De hecho, en relación con la atmósfera, la tierra tiene carga negativa, aunque no estoy encontrando una respuesta lista en cuanto a la carga absoluta de la tierra, la atmósfera significativa o las dos cosas en conjunto. Es de suponer que estamos ligeramente sujetos al campo magnético del sol, por lo que si la Tierra tuviera una carga neta lo suficientemente grande, causaría una perturbación orbital, pero el tema del magnetismo solar es enormemente complicado, incluidos los bucles de campo llamados manchas solares que tienen su propio efecto. Efectos obvios en las comunicaciones de radio y los cables largos aquí en la tierra ...
Chris proporcionó una respuesta más compleja, así que la haré simple.
Esta confusión es un problema masculino del idioma inglés que utiliza el mismo nombre para diferentes conceptos. En alemán, este extraño y nuevo terreno se llamaría masa y es un poco diferente al real.
Básicamente, la masa es solo un nodo conveniente en el circuito. En teoría, puede ser absolutamente cualquier nodo en el circuito (más sobre esto en la respuesta de Chris) pero en la práctica, es solo una forma más simple de mostrar la conexión al terminal negativo de la batería. Por ejemplo, eche un vistazo a this circuito. Aquí conecté el terminal negativo de la batería a tierra y el cátodo del diodo a tierra. Es lo mismo que este circuito donde el cátodo está conectado explícitamente al terminal negativo de la batería.
Otra cosa que generalmente viene con la masa es la fuente de voltaje de un terminal. Eche un vistazo a este circuito. Es igual que los otros dos, pero aquí no vemos la batería en absoluto. La ventaja de utilizar este enfoque es que ahora está entrando en la electrónica real y puede esperar circuitos más complejos. Pueden ser muy complicados de leer muy rápidamente, por lo que la fuente de voltaje de un terminal y los símbolos de "tierra" se usan para mostrar que el componente está conectado a la batería. Por ejemplo, en este circuito, es completamente irrelevante para el circuito en sí mismo cómo se ve la fuente de voltaje y cómo El emisor del transistor está conectado al terminal negativo.
Aquí hay dos imágenes divertidas que ilustran un campo gravitacional ...
...yunatomadetierraeléctrica.
Grouding y Earthning en un sentido más amplio son los mismos conceptos. Son los conceptos relacionados con el voltaje relativo. Cuando tomamos algo de 0 voltios (potencial nulo), se denomina conexión a tierra. Por ejemplo, consideramos 5V. Significa la placa negativa está a 0 V y el positivo a 5 V. Esto es tierra de wrt. Y cuando no tomamos wrt a tierra, significa que el positivo está a 2,5 V y el negativo a -2,5 V, lo que nuevamente lo hace 2.5 - (- 2.5 ) = 5V. Por lo tanto, GROUNDING no es más que la referencia de lo que estamos tomando w.r.t 0V.