Apa dasar dan apa fungsinya?

Saya agak bingung tentang konsep tanah, dan mungkin tegangan juga, terutama ketika mencoba menganalisis rangkaian. Ketika saya belajar tentang hukum Ohm di sekolah dasar, saya belajar bagaimana menerapkan hukum untuk menghitung arus, tegangan, dan resistansi rangkaian sederhana.

Misalnya, jika kita diberi sirkuit berikut:

Kita akan diminta untuk menghitung arus yang melewati sirkuit. Pada saat itu, saya cukup menghitung (berdasarkan aturan yang diberikan) 1.5V / 1Ohms = 1.5A.

Namun kemudian, saya mengetahui bahwa alasan tegangan resistor 1.5V adalah karena tegangan benar-benar perbedaan potensial antara dua titik, dan bahwa perbedaan tegangan pada baterai akan sama dengan tegangan pada baterai. resistor (koreksi saya jika saya salah), atau 1.5V. Namun, saya bingung setelah pengenalan konsep tanah.

Pertama kali saya mencoba melakukan perhitungan arus untuk rangkaian yang mirip dengan rangkaian sebelumnya pada simulator, program mengeluhkan tidak memiliki ground dan "sumber tegangan mengambang". Setelah sedikit mencari, saya belajar bahwa sirkuit perlu ground sebagai titik referensi atau untuk alasan keamanan. Disebutkan dalam satu penjelasan bahwa seseorang dapat mengambil simpul apa pun untuk ground, meskipun sudah biasa untuk merancang sirkuit sehingga ada "tempat yang mudah" untuk mengambil ground.

Demikian untuk sirkuit ini

Saya mengambil tanah di bagian bawah, tetapi apakah tidak apa-apa untuk mengambil tanah antara 7 ohm dan 2 ohm resistor - atau tempat lain? Dan apa bedanya ketika menganalisis rangkaian?

Saya telah membaca bahwa ada 3 simbol tanah yang khas dengan makna yang berbeda - tanah sasis, tanah bumi, dan tanah sinyal. Banyak sirkuit yang saya lihat digunakan dalam latihan baik menggunakan arde atau sinyal arde. Apa tujuan penggunaan tanah bumi? Untuk apa ground sinyal terhubung?

Pertanyaan lain: karena tanah berada pada potensi yang tidak diketahui, bukankah akan ada arus yang mengalir ke atau dari tanah ke sirkuit? Dari apa yang saya baca kita memperlakukan tanah sebagai 0V, tetapi tidak akan ada semacam efek karena perbedaan dalam potensi rangkaian dan tanah? Apakah efeknya akan berbeda tergantung pada tanah apa yang digunakan?

Akhirnya: Dalam analisis nodal, seseorang biasanya mengambil ground pada terminal negatif baterai. Namun, ketika ada beberapa sumber tegangan, beberapa di antaranya "mengambang". Apa artinya tegangan dari sumber tegangan mengambang?

Pertama kali saya mencoba melakukan perhitungan arus untuk rangkaian yang mirip dengan rangkaian sebelumnya pada simulator, program mengeluhkan tidak memiliki ground dan "sumber tegangan mengambang".

Simulator Anda ingin dapat melakukan kalkulasinya dan melaporkan tegangan masing-masing node relatif terhadap beberapa referensi, daripada harus melaporkan perbedaan antara setiap pasangan node yang mungkin. Perlu Anda katakan itu simpul mana yang merupakan simpul referensi.

Selain itu, untuk rangkaian yang dirancang dengan baik, "ground" tidak memiliki arti penting dalam simulasi. Jika Anda merancang sirkuit di mana tidak ada jalur dc antara dua node, sirkuit akan terpecahkan. Simulator khas SPICE-seperti menyelesaikan ini dengan menghubungkan resistor ekstra, biasanya 1 GOhm, antara setiap node dan ground, sehingga dapat dibayangkan bahwa pilihan ground node dapat secara artifisial mempengaruhi hasil simulasi dari rangkaian impedansi sangat tinggi.

Saya mengambil tanah di bagian bawah, tetapi apakah tidak apa-apa untuk mengambil tanah antara 7 ohm dan 2 ohm resistor - atau tempat lain? Dan apa bedanya ketika menganalisis rangkaian?

Anda dapat memilih sembarang simpul sebagai landasan referensi Anda. Seringkali kita berpikir ke depan dan memilih sebuah simpul yang akan menghilangkan istilah untuk persamaan (dengan menyetelnya sama dengan 0), atau menyederhanakan skema (dengan memungkinkan kita untuk menunjukkan koneksi melalui simbol tanah bukan oleh sekelompok garis yang menghubungkan bersama-sama).

Saya telah membaca bahwa ada 3 simbol tanah yang khas dengan makna yang berbeda - tanah sasis, tanah bumi, dan tanah sinyal. Banyak sirkuit yang saya lihat digunakan dalam latihan menggunakan arde atau sinyal arde. Apa tujuan penggunaan tanah bumi? Untuk apa ground sinyal terhubung?

Tanah bumi digunakan untuk menunjukkan koneksi ke sesuatu yang secara fisik terhubung ke tanah di bawah kaki kita. Sebuah kawat yang mengarah melalui bangunan ke batang tembaga didorong ke tanah, dalam kasus khas. Tanah ini digunakan untuk tujuan keamanan. Kami berasumsi bahwa seseorang yang menangani peralatan kami akan terhubung ke sesuatu seperti tanah di kaki mereka. Jadi ground ground adalah simpul sirkuit teraman bagi mereka untuk disentuh, karena itu tidak akan menggerakkan arus melalui tubuh mereka.

Chassis ground hanyalah potensi dari casing atau penutup sirkuit Anda. Untuk tujuan keamanan, seringkali yang terbaik adalah terhubung ke ground ground. Tapi menyebutnya "chassis" bukan "bumi" berarti Anda belum diasumsikan bahwa itu adalah terhubung.

Ground sinyal sering dibedakan dari ground bumi (dan sebagian terisolasi darinya) untuk meminimalkan kemungkinan bahwa arus yang mengalir melalui kabel ground bumi akan mengganggu pengukuran sinyal penting.

Pertanyaan lain: karena tanah berada pada potensi yang tidak diketahui, bukankah akan ada arus yang mengalir ke atau dari tanah ke sirkuit?

Ingat, rangkaian lengkap diperlukan agar arus mengalir. Anda akan membutuhkan koneksi ke arde di dua tempat agar arus mengalir masuk dan keluar dari sirkuit Anda dari arde. Secara realistis, Anda juga akan memerlukan semacam sumber tegangan (baterai, atau antena, atau sesuatu) di salah satu jalur koneksi tersebut untuk mengalirkan arus bolak-balik antara sirkuit Anda dan bumi.

Namun, ketika ada beberapa sumber tegangan, beberapa di antaranya "mengambang". Apa artinya tegangan dari sumber tegangan mengambang?

Jika saya memiliki sumber tegangan dengan nilai V antara node a dan b , itu berarti bahwa perbedaan tegangan antara a dan b akan menjadi V volt. Sumber tegangan yang sempurna akan menghasilkan arus apa pun yang diperlukan untuk mewujudkannya. Jika salah satu node kebetulan menjadi ground, itu memberi Anda segera nilai di node lain dalam sistem referensi Anda. Jika tidak satu pun dari node tersebut yang menjadi "ground" maka Anda akan memerlukan beberapa koneksi lain untuk menentukan nilai voltase pada a dan b relatif terhadap ground.

Terkadang orang menjadi bingung hanya dengan banyak definisi kata.

kata benda dasar

1. permukaan bumi yang padat; tanah yang keras atau kering: jatuh ke tanah
2. Seringkali, alasan. dasar atau dasar yang menjadi dasar suatu keyakinan atau tindakan; alasan atau sebab: alasan pemecatan .

$6\cdot10^{24} kg$

Tentu saja, Bumi sangat besar. Tidak semuanya memiliki potensi yang sama. Bahkan tidak menutup sekalipun. Medan magnet bumi yang besar terus berubah, dan menginduksi arus di seluruh Bumi. Orang lain memiliki batangnya sendiri yang tersangkut di Bumi dan menempatkan arus di Bumi. Petir bergerak arus yang luar biasa di Bumi. Karena Bumi bukan konduktor yang sempurna, dan menurut hukum Ohm, arus apa pun melalui hambatan apa pun banyak disertai dengan tegangan, potensi antara dua titik di Bumi tidak sama, kecuali jika Anda beruntung, atau titik-titik tersebut sangat dekat satu sama lain.

Dan, jika Anda pernah mengoperasikan perangkat bertenaga baterai, Anda tahu bahwa perangkat elektronik dapat berfungsi dengan baik tanpa koneksi ke Bumi. Namun, perangkat ini memang memiliki dasar. Jadi, ini mungkin bukan arti tanah yang harus Anda gunakan untuk dasar pemahaman listrik Anda. Pengertian lain, dasar yang menjadi dasar kepercayaan , mungkin merupakan awal yang lebih baik.

$0V$$0V$

Jadi apa itu tegangan ? Istilah yang lebih keras untuk itu adalah perbedaan potensial listrik . Ketiga kata tersebut merupakan bagian dari pengertian voltase. Listrik jelas.

Bagaimana dengan potensi ? Potensi memiliki arti khusus dalam fisika. Energi potensial adalah kapasitas untuk beberapa pengaturan untuk melakukan pekerjaan . Misalnya, pegas terkompresi, busur yang diregangkan, atau tangki gas bertekanan tinggi memiliki potensi untuk melakukan pekerjaan, jika dilepaskan.

Bayangkan sebuah bola di bagian atas tanjakan. Jika bola dibiarkan bergulir di jalan, di bagian bawah, itu akan bergerak cukup cepat. Ia memperoleh energi kinetik ini dari energi potensial yang dimilikinya di puncak tanjakan. Jika tidak ada kerugian lain (gesekan, misalnya), maka energi kinetik yang diperoleh bola sama dengan energi potensial yang hilang, oleh hukum kekekalan energi .

Itu energi potensial . Hanya potensial dengan sendirinya memiliki definisi yang berbeda: itu adalah energi potensial per unit barang di beberapa titik dalam suatu sistem. Jelas, bola besar di bagian atas jalan memiliki energi potensial lebih dari bola kecil di atas jalan yang sama. Jadi, kedua bola memiliki energi potensial yang berbeda di bagian atas tanjakan, tetapi mereka memiliki potensi yang sama.

$J/kg$$J/C$

Jadi sebelumnya kita katakan tegangan adalah beda potensial listrik . Apa bedanya ? Bayangkan lagi jalan kita. Jika Anda berasumsi bahwa gravitasi sama kuatnya di mana pun di Bumi (ini hanya kira-kira benar , tetapi apakah asumsi penyederhanaan yang valid untuk banyak rekayasa praktis), lalu apakah lokasi tanjakan itu penting? Itu bisa di Death Valley atau di Mount Everest : bola, setelah bergulir menuruni jalan, akan memiliki energi kinetik yang sama. Potensi di bagian atas dan bawah jalan tidak relevan; yang penting bedanyadalam potensi antara bagian atas dan bawah. Jika kita mengasumsikan bahwa medan gravitasi bumi adalah sama di mana pun kita mungkin mengambil jalan ini, daripada hanya ketinggian jalan yang relevan.

$5V$$5V$

$8848 m$$8848m$ $237m$$21229 m$

$0V$$0m$$0$$0V$$0V$sampai kita mendefinisikan sesuatu seperti itu. Biasanya, apa pun yang kita putuskan untuk menempelkan simbol tanah. Kita dapat meletakkannya di mana saja yang kita suka, tetapi biasanya kita meletakkannya di tempat yang membuat perhitungan lebih mudah dan diskusi menjadi lebih sederhana.

Pertanyaan-pertanyaan Terkait:

• Apakah tegangan delta? Bisakah itu selalu diperlakukan sebagai perbedaan potensial dari titik referensi?
• Perbedaan antara terminal negatif dan tanah tembaga?

Lihat jawaban saya di sini tentang apa itu ground dan bagaimana istilah "ground" digunakan dalam elektronik. Bagian penting dari jawaban itu juga relevan dengan pertanyaan di sini.