Confusión sobre el significado de flotar

Flotante es un término de voltaje y, como cualquier voltaje, debe tener una referencia.

Es decir: "El objeto A puede estar flotando con respecto al objeto B."

Si se muestra el circuito, ambas conexiones a tierra están conectadas entre sí, por lo que la fuente, V1, NO está flotando con respecto al amplificador.

Sin embargo, si se trata de un widget a batería, sin ninguna otra conexión, todo está flotando con respecto al suelo bajo tus pies.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El siguiente esquema, por otro lado, tiene una fuente flotante.

^{simular este circuito}

BTW: Solo para confundirte aún más, hay otro significado de flotar.

En el esquema debajo, las dos entradas A y B están desconectadas y llamamos a eso flotante. En este caso, en realidad están atados al suelo a través de los menús desplegables, pero el extremo izquierdo todavía se considera flotante, ya sea que existan o no los elementos desplegables.

^{simular este circuito}

En mi definición, un circuito está "flotando" si no fluye corriente cuando lo conecto a tierra o cualquier otro voltaje relacionado con mi tierra, usando un cable.

Un circuito está no flotando cuando puedo hacer un flujo de corriente.

Bien, puedo aplicar 1 millón de voltios y fluirá una corriente. Estoy hablando de aplicar una diferencia de voltaje que no dañará ningún componente o romperá el aislamiento, etc.

En su primera imagen, la fuente correcta está efectivamente flotando, si conecto un cable a mi tierra o en cualquier punto de mi circuito (la fuente conectada a tierra a la izquierda), entonces no la corriente fluirá . Solo existirá la conexión que acabo de establecer, por lo que no puede fluir actual

En la segunda imagen, hay 2 conexiones entre la fuente de la izquierda y el amplificador de la derecha. Esto significa que estos circuitos están no flotando unos en relación con los otros.

Creo que tu confusión proviene de la declaración Sin conexión a tierra = flotante .

"La Tierra es de hecho solo una tierra (referencia). Imagina los circuitos A y B que están flotando unos en relación con otros, no pueden compartir una tierra (o cualquier otra conexión).

Si el circuito A está conectado a "tierra", el circuito B no se puede conectar a "tierra" de ninguna manera. Si el circuito B estuviera conectado, entonces ya no estaría flotando en relación con A.

Ambos circuitos A y B pueden tener una conexión a tierra pero no pueden compartirlo ni compartir ninguna otra conexión.

Mi batería o calculadora que funciona con energía solar llamada circuito C está flotando en relación con el circuito A y el circuito B, ya que no tiene conexión alguna con A ni con B.

Un truco simple para verificar si un circuito está flotando es dibujar una línea (punteada) para separar los dos circuitos. ¡La línea de puntos no puede cruzar ningún cable!

Me gusta así:

Tengaencuentaqueunsímbolodetierrapodríaserusadoenmásdeunlugaryquetambiénesunaconexión,aunquenohayningúncablevisible.

Nopuedodibujarunalíneadepuntosparasepararlafuenteyelamplificadorentusegundaimagen.Porlotanto,noestánflotandoenrelaciónconlosdemás.

Editar

Confusiónsobreestecircuito:

Realmente,¡noestanconfuso!

Esteessolouncircuito,porloquepodríaflotarconrespectoalsueloperonotienequehacerlo.Realmentenohaydiferencia,yaqueelterrenoessolounpuntodereferencia.Elterrenoentrelas2bateríasde9Vesunbuenpunto.

Nohaynecesidaddeningúnotrosímbolodetierraamenosquedeseequetenganunaconexióndirectaaesamismatierra(entrelasbaterías).

Siagregatierraalaterminal-deV1,lacortocircuitaráatierrayinterrumpeelfuncionamientodelcircuito.

Asíqueno,nodeberíahaberterrenoañadidonienelsimuladornitampocoenelmundoreal.

Peroestecircuitonofuncionarábienporquenohayunarutaparalascorrientesdebasedelostransistores.Debeconfigurarunvoltajedemodocomúnutilizandoresistenciasquetambiénsuministraránesacorrientedebase.

Pararesolverestohazlo:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La fuente de voltaje de CC V2 debe ser un voltaje en el rango de modo común que el amplificador puede manejar. También puedes hacer que V2 sea cero y eliminarlo.

Esta solución conserva la naturaleza diferencial de las señales. También puede conectarse a tierra (o aplicar un voltaje de CC) en un lado (vea la respuesta de Trevor) y eso funciona, pero la señal ya no es diferencial.

Viajes actuales en bucles. Cuando un sistema está flotando en relación con el otro, significa que los bucles no están en comunicación (no están conectados).

Considere un vagón del metro de Nueva York. El bucle grande es desde la subestación, al tercer riel, al sistema de propulsión de automóviles, a los rieles en movimiento y de regreso a la subestación. No hay forma de aislar las ruedas del chasis del automóvil, por lo que el chasis es parte del gran bucle. A veces, un automóvil perderá el contacto con los rieles corrientes debido a la nieve, el hielo, el óxido, etc. Si hubiera puentes de tierra entre los automóviles, la corriente de propulsión intentaría regresar a través de ese puente de tierra a un automóvil con buen contacto.

También hay un sistema de control que le permite al conductor controlar el sistema de propulsión de cada automóvil, detectar puertas bloqueadas, anuncios, intercomunicador del conductor, etc. Realmente no desea que la corriente de propulsión regrese a través de los cables de control . Entonces este sistema está aislado, o "flotando", de la corriente de propulsión.

En su caso, el otro sistema no está aislado del suyo, porque está vinculado por Q3 y Q4. Esto llevará al otro sistema al potencial de su sistema. O viceversa, todo es cuestión de perspectiva.

Idealmente, no quieres terreno allí. En todo caso, quiere dividir su vsin en dos entradas aditivas separadas y poner una tierra en medio de eso. Si pones un lugar a ambos lados tal como está, terminarás con un amplificador que no funciona de manera óptima. Esto se debe a que está fijando un lado de sus entradas a un solo voltaje. La mayoría de los amplificadores operacionales funcionan mejor con entradas diferenciales (una señal aumenta mientras que la otra disminuye). El vsin dividido en dos con un terreno en medio de ellos es la forma correcta de simular esto.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La razón por la que Spice está teniendo problemas sin que usted ponga un campo de referencia en su lugar es porque ve a su op-amp como un diagrama de bloques simplificado y no comprende los aspectos internos de op-amp. A través del amplificador operacional, realmente estás conectado a tierra pero Spice nunca lo sabría porque está usando un modelo simplificado.

En el mundo real, no necesita una onda sinusoidal doble / dividida, ya que la tierra es solo una referencia para medir el voltaje. Una entrada de onda sinusoidal única en un amplificador operacional BJT probablemente esté bien sin ningún tipo de referencia fuera del amplificador operacional. Si fuera un amplificador operacional MOSFET, sin duda recomendaría colocar resistencias de purga entre las entradas y la tierra para evitar que las señales flotantes generen un voltaje demasiado alto en las entradas del amplificador operacional. Incluso en un amplificador operacional BJT, no me opondría a las resistencias de purga para prevenir aún más los eventos inesperados o catastróficos.

Para responder a la Edición 2 :
Si bien esto puede funcionar. Es posible que aún le den un diagrama simplificado de lo que ocurre en el voltímetro o DAQ. Debería haber algún circuito de seguridad para evitar diferencias extremas de potencial entre los dispositivos que no comparten terreno. Esto puede ser en forma de resistencias de sangrado de alta resistencia o diodos Zener en el DAQ o voltímetro. Sin algún tipo de protección de circuito, existe una buena posibilidad de que la ESD destruya el dispositivo.

La otra cosa a tener en cuenta aquí es que aunque los dispositivos no están conectados externamente a la misma tierra, aún están conectados entre esos dos cables a tierra de los demás de manera indirecta. Dependiendo de la tecnología de transistores, esto puede ser suficiente en dispositivos reales para evitar cualquier tipo de problema de voltaje flotante.