"Ground" vs "Earth" vs terminal umum vs terminal negatif


28

Ini mungkin saja saya tidak memiliki gelar di bidang teknik listrik atau elektronik, tetapi seluruh gagasan "tanah" dan "bumi", ketika digunakan dalam diagram sirkuit listrik (terutama sirkuit terintegrasi), sangat membingungkan. Saya kira seluruh gagasan current"datang dari" terminal positif (yang sering kali bagaimana arus tampaknya dijelaskan) tampak terbalik dan menyesatkan bagi saya, mengingat deskripsi mekanika kuantum dari arus listrik sebagai aliran elektron. Jadi, saya hanya ingin menjernihkan pemahaman saya tentang berbagai hal.

Hal pertama yang pertama ... untuk memastikan pemahaman saya tentang tegangan dan arus sudah benar. Dengan asumsi konteks arus searah (Saya memahami hal-hal yang lebih kompleks ketika menggunakan arus bolak-balik, dan saya mengerti bahwa adalah mungkin untuk memiliki landasan pada terminal positif dalam beberapa sistem dan hal-hal seperti itu.)


A. Terminal positif dalam suatu rangkaian adalah apa yang menciptakan tegangan. Tegangan sangat potensial , sehingga mengingat bahwa itu adalah ion positif dalam, katakanlah, baterai, yang umumnya dipasang di tempat, masuk akal bahwa terminal + dalam suatu rangkaian akan menciptakan tegangan.

B. Terminal negatif dalam suatu rangkaian adalah apa yang menyediakan arus. Arus adalah aliran elektron, dan aliran itu menuju terminal yang menciptakan potensi arus.


Dengan asumsi pernyataan ini benar ... lalu mengapa istilah "tanah" (terutama) atau kadang-kadang simbol untuk "bumi" digunakan secara luas dalam diagram sirkuit listrik? Mengapa itu tanah atau bumi, bukan hanya terminal negatif, atau terminal 0V, atau mungkin hanya terminal "umum"? Penggunaan simbol tanah atau bumi, khususnya dalam diagram sirkuit IC (yang tidak harus digunakan dalam sirkuit yang bahkan jauh mampu "membumi" ke bumi ... seperti di pesawat terbang atau pesawat ruang angkasa, atau bahkan sejumlah sistem terisolasi dan terisolasi yang tidak dapat langsung dihubungkan ke bumi), sangat membingungkan bagi saya.

Apakah ini hanya beberapa konvensi lama yang belum pernah dilanggar? Apakah ground (terminal GND) atau simbol bumi dalam diagram sirkuit hanya hal yang dilakukan, karena selalu seperti itu? Karena begitulah selalu diajarkan? Apakah itu benar-benar hanya berarti terminal negatif, atau terminal dari mana elektron mengalir? Kapan penggunaan tanah literal, suatu titik di mana sirkuit sebenarnya terhubung ke bumi literal, sebenarnya diperlukan? Tampak jelas bahwa tidak setiap sirkuit, seperti IC, tidak benar-benar membutuhkan koneksi literal ke bumi untuk berfungsi.

Yah, maaf jika ini adalah pertanyaan aneh, namun karena saya semakin sering bermain dengan elektronik, dan karena saya memberi daya pada sebagian besar proyek kecil saya dengan baterai, seluruh konsep ini tampak aneh dan membingungkan bagi saya ... tidak ada literal "ground" atau "earth" yang terlibat dalam sirkuit. Hanya terminal baterai dan komponen elektronik.


1
Pertanyaan yang sangat mirip (hampir duplikat): Memahami simbol dasar .
Nick Alexeev

1
Ya, saya menemukan pertanyaan itu sebelumnya ... itu tidak benar-benar menjawab pertanyaan saya. Itu hanya menyatakan bahwa tanah (apa pun itu ... yang merupakan jantung dari pertanyaan saya) dapat dipindahkan di sekitar sirkuit dan masih melakukan pekerjaan yang sama.
jrista

Anda dapat menghapus simbol ground dari (-) sisi baterai dan menarik kembali sisi (+). Elektron akan terus mengalir dengan cara yang sama. Sirkuit akan berfungsi dengan cara yang sama. Dalam kebanyakan kasus, gagasan tentang tanah hanyalah singkatan teknik. Ini adalah steno yang sangat umum, dan yang berguna, dan semua orang terbiasa dengannya. (Pertanyaan Anda tidak berhubungan dengan bahaya sengatan listrik dan semacamnya. Sebaliknya, Anda bergulat dengan pemahaman mendasar tentang simbol tanah, saya pikir. Dalam kabel listrik AC, "bumi" memiliki makna fisik tertentu. Tetapi saya tidak akan pergi ke sana.)
Nick Alexeev

Jawaban:


21

Masalah:

Pertama , arus tidak "berasal dari" terminal positif. Itu kesalahpahaman yang sangat umum, yang disebut "kesalahan berurutan" dalam buku pelajaran listrik sekolah dasar. Masalah mendasarnya adalah kabel tidak seperti pipa kosong. Dan, catu daya tidak mengisinya. Sebagai gantinya, kabel sudah diisi sebelumnya dengan muatan, sehingga arus selalu muncul di mana-mana dalam suatu sirkuit, semuanya pada saat yang bersamaan. ("Arus" berarti aliran daya. Ketika lingkaran muatan bergerak mulai mengalir, "arus" muncul di seluruh cincin. Itulah aturan sirkuit dasar.)

Dengan kata lain, sirkuit listrik berperilaku seperti roda dan ikat pinggang. Dengan cara yang sama, logam rantai sepeda tidak "berasal dari" lokasi tertentu pada sproket. Itu tidak "memulai" pada satu titik. Sebagai gantinya, seluruh lingkaran terbuat dari rantai. Juga, semua rantai ada di sana sebelum catu daya ada. Dengan rantai sepeda, ketika kekuatan diterapkan, semuanya berubah. Dengan sirkuit, ketika perbedaan potensial diterapkan, semua muatan bergerak di dalam cincin (di dalam sirkuit), mereka semua mulai bergerak sebagai satu unit, seperti rantai padat dalam lingkaran penuh. Tetapi biaya itu sudah ada di dalam kabel sebelum baterai terhubung. Kabel seperti selang berisi air.

Kedua, potensial listrik hanya dapat ada di antara dua titik, dan satu titik tunggal pada suatu rangkaian tidak pernah "memiliki tegangan." Ini benar karena tegangan agak mirip ketinggian: suatu objek tidak dapat "memiliki ketinggian," karena ketinggian hanya dapat diukur antara dua titik. Tidak ada artinya membahas tinggi atau panjang atau ketinggian suatu objek. Ketinggian di atas apa? Di atas lantai? Di atas tanah di luar gedung? Ketinggian di atas pusat Bumi? Setiap objek akan memiliki banyak ketinggian tanpa batas pada saat yang bersamaan!

Tegangan memiliki masalah yang sama persis: satu terminal hanya dapat "memiliki tegangan" jika dibandingkan dengan terminal lain. Tegangan bertindak seperti panjang: tegangan dan panjang adalah pengukuran ujung ganda. Atau dengan kata lain, satu terminal dalam suatu rangkaian selalu memiliki banyak voltase yang berbeda pada saat yang sama, tergantung di mana kami menempatkan lead meter lainnya .

Ketiga , di sirkuit tenaga penggerak disediakan oleh terminal catu daya positif dan negatif, keduanya pada saat yang sama. Dan, yang paling penting: jalur untuk arus adalah melalui catu daya. Catu daya adalah sirkuit pendek. Catu daya ideal berfungsi seperti resistor nol-ohm. Pikirkan tentang hal ini: dalam kumparan dinamo, muatan melewati kumparan dan mundur lagi. Kawat memiliki resistansi yang sangat rendah. Hal yang sama dengan baterai: jalur untuk arus adalah melalui baterai dan mundur lagi. Pelat baterai disingkat oleh elektrolit yang sangat konduktif.

Contoh:
Berikut deskripsi yang benar tentang senter. Tuduhan dimulai di dalam filamen tungsten. Ketika sakelar ditutup dan sirkuit selesai, salah satu ujung filamen terisi positif, yang lainnya negatif. Ini memaksa muatan filamen sendiri untuk mulai mengalir. Tuduhan pindah dari filamen ke satu kawat, sementara pada saat yang sama, lebih banyak biaya masuk ke ujung filamen. Muatan ini dipasok oleh kabel logam (dan, sebelum sakelar dihidupkan, semua konduktor sudah penuh muatan bergerak). Melanjutkan, muatan yang ada di filamen akan mengalir keluar menjadi satu kawat, bergerak perlahan ke baterai (membutuhkan beberapa menit atau beberapa jam untuk sampai ke sana), kemudian mengalir melalui baterai dan kembali lagi. Mereka keluar dari terminal baterai lainnya, mengalir kembali ke ujung filamen, kemudian mereka berakhir di mana mereka mulai. "Sirkuit lengkap." Tuduhannya seperti sabuk penggerak, atau seperti roda berputar atau rantai sepeda. Baterai menekan daya, tetapi tidak mengisi daya. Tembaga dan tungsten memasok muatan yang mengalir di sirkuit senter. Biaya bergerak cukup lambat, tetapi karena mereka semua mulai bergerak pada saat yang sama, bola lampu langsung menyala, bahkan jika kabelnya cukup panjang.

Keempat: setiap ion positif di dalam baterai sangat mudah dipindah . Mereka pasti tidak terkunci di tempatnya. Jika ya, maka baterai akan menjadi isolator, dan tidak akan berfungsi. Beberapa baterai didasarkan pada aliran ion positif di satu arah dan ion negatif di lain. Baterai timbal-asam berbeda. Dalam asam hanya proton yang mengalir. Asam adalah konduktor-proton.

Namun berhati-hatilah: baterai memberikan kompleksitas tambahan yang dapat menggagalkan penjelasan.

Sebagai gantinya, ganti baterai senter Anda dengan koil besar, dan supermagnet. Hubungkan ke bola lampu. Dorong supermagnet ke koil, dan bola lampu berkedip sebentar. Dari mana asalnya? Bagaimana magnet yang bergerak dapat menghasilkan muatan? ITU TIDAK. Dynamo dan baterai adalah pompa pengisian daya. Magnet yang bergerak memaksa muatan kawat sendiri untuk mulai bergerak. (Sebuah pompa tidak memasok barang-barang yang dipompa!) Magnet yang bergerak menyebabkan arus, karena ia menggunakan gaya pemompaan EM untuk muatan bergerak yang sudah ada di dalam logam.

Konduktor buruk Buruk!
Ini klarifikasi. Banyak buku teks intro memberikan definisi yang salah tentang "konduktor." Benar-benar salah, dan sangat menyesatkan. Mereka akan mengajarkan Anda bahwa konduktor "membiarkan muatan melewati" (atau, mereka listrik melewati, atau arus.) Tidak. Konduktor tidak seperti pipa berlubang. Konduktor tidak transparan untuk listrik. Sebaliknya, "konduktor" berarti "bahan yang penuh dengan biaya ponsel." Konduktor seperti tangki yang penuh air. Mereka seperti akuarium, atau seperti pipa yang diisi sebelumnya. Konduktor mematuhi hukum ohm: ketika kita menerapkan perbedaan tegangan ke ujung kabel, aliran muatan tergantung pada resistansi kawat, I = V * R. Biaya kawat itu sendiri yang melakukan pengaliran. Pikirkan tentang itu: udara adalah insulator, bahkan vakum adalah isolator, tetapi bagaimana cara vakum menghalangi aliran biaya? Vakum tidak perlu. Tidak ada muatan bergerak dalam ruang hampa udara, itulah yang membuatnya terisolasi.)

Semua ini mengarah pada konsep penting. Setiap kali kita mengambil seutas kawat dan menyatukan ujung-ujungnya untuk membentuk loop tertutup, kami telah membuat "sabuk penggerak tidak terlihat", sebuah loop muatan bergerak di dalam kabel yang tidak bergerak. Dorong tiang magnet ke dalam lingkaran logam, dan semua muatan kawat akan bergerak seperti roda. Ini adalah kolam renang berbentuk cincin, dan jika kita mendorong di atas air, kita bisa mendapatkan semua air berputar seperti roda gila, sementara kolam itu sendiri tetap diam.

KELIMA , arus tidak mundur, karena arus listrik bukan aliran elektron.

Secara khusus, polaritas muatan yang mengalir tergantung pada jenis konduktor. Ya, dalam logam padat, muatan bergerak adalah elektron. Tetapi ada sejumlah besar konduktor di mana tidak ada elektron yang bisa bergerak. Yang terdekat adalah otak dan sistem saraf Anda: aliran simultan dari positif dan negatif ke arah yang berlawanan, tanpa elektron mengalir sama sekali. Air garam, "elektrolit" termasuk tanah dan lautan bukanlah konduktor elektron.

Contoh yang lebih aneh: asam konduktif karena penuh + ion hidrogen positif H. Nama lain untuk ion + H adalah ... "proton." Ketika Anda menaruh beberapa ampere melalui asam, arus adalah aliran proton. (Heh, jika ada beberapa arus tanah di tanah, dan kotoran itu bersifat asam daripada asin, maka arus itu adalah arus proton!)

Dengan kata lain, "ampere" dapat berupa elektron yang mengalir, atau proton yang mengalir, atau natrium positif yang melewati klorida negatif, sebaliknya. Atau, elektron cepat bergerak satu arah dalam percikan, sementara ion nitrogen lambat maju atau mundur tergantung pada apakah mereka pos atau negatif terionisasi. Dan dalam semikonduktor tipe-p, arus adalah aliran "kekosongan kisi" dalam kristal! (Setiap kekosongan mengekspos proton silikon berlebih, sehingga lowongan masing-masing membawa muatan positif asli. "Lubang" bergerak melalui transfer elektron, namun setiap lubang benar-benar bermuatan positif.)


Dengan semua kompleksitas di atas, bagaimana kita bisa menggambarkan apa yang terjadi di dalam sirkuit? Mudah: sudah dilakukan untuk kita. Kami menutupi biaya pemindahan dan mengabaikannya. Kami mengabaikan kecepatan aliran mereka, dan kuantitas mereka. Kami mengabaikan polaritas mereka. Alih-alih, kami menjumlahkan semua biaya yang mungkin ada di dalam konduktor apa pun, menghitung laju aliran total, dan menyebutnya "ampere." Apakah konduktor Anda penuh dengan air garam? Letakkan ammeter clamp-on di sekitarnya, dan bacakan ampere. Kepadatan ion tidak masalah. Kecepatan ion tidak masalah, dan bahkan bisa berupa selang asam penuh proton, bukannya selang air laut. Amp adalah amp.

Ampere juga disebut "arus konvensional," atau hanya "arus listrik."

Sangat penting: ampere bukan arus muatan. Seorang konduktor mungkin memiliki satu amp, tetapi ini tidak memberi tahu kami apa-apa tentang tuduhan di dalam. Mungkin ada beberapa muatan yang mengalir cepat, atau banyak muatan yang mengalir lambat. Mungkin ada muatan positif yang maju, atau negatif mundur, atau keduanya pada saat yang sama (seperti dengan tubuh manusia yang menerima sengatan listrik DC). Semua barang yang ditutup-tutupi, dan yang tersisa adalah ampere ... ampere ... arus konvensional.


Oke, kembali ke GND versus COM versus EARTH.

"Ground" membingungkan karena kata itu hampir selalu digunakan salah.

Di sirkuit, kami hampir selalu memilih satu terminal catu daya untuk menjadi "umum," dan kami menghubungkan satu lead voltmeter ke sana. Itu tidak di-ground, jadi kita tidak seharusnya menyebutnya "tanah" (itu tidak terhubung ke tiang logam yang didorong ke tanah!) Sebaliknya itu hanya titik tradisional untuk membuat pembacaan tegangan. Ini perjanjian diam! Karena voltase merupakan pengukuran ujung ganda yang rumit, segala sesuatunya disederhanakan jika kita berpura - pura bahwa itu berujung tunggal. Jadi, kaitkan kabel voltmeter hitam Anda ke "rangkaian umum", lalu abaikan saja.

Sekarang berpura-pura bahwa probe berwarna merah pada voltmeter Anda benar-benar dapat mengukur TEGANGAN TERMINAL. Tetapi terminal tidak dapat "memiliki tegangan!" Ya benar Tapi kami diam-diam berpura-pura melakukannya. Setiap titik di sirkuit dapat memiliki tegangan ... sehubungan dengan titik sirkuit lain. Jika kita berbicara tentang ketinggian, kita selalu bisa melakukan pengukuran dalam kaitannya dengan permukaan laut, lalu tidak pernah menyebut permukaan laut, dan kemudian berpura-pura bahwa benda dan lokasi dapat "memiliki ketinggian", padahal sebenarnya itu mustahil.

Jadi siswa baru menjadi bingung ketika kita membahas "tegangan terminal." Sebenarnya yang kami maksud adalah "tegangan yang muncul antara terminal dan Circuit Common." Tapi itu terlalu banyak untuk diulang sepanjang waktu. Kami diam-diam mengatakan "tegangan antara, tegangan antara," sementara sebenarnya mengatakan "tegangan di tempat ini," atau di tempat lain itu. Yap, maka semua siswa baru mulai berpikir bahwa satu terminal tunggal dapat memiliki tegangan.

Apakah terminal suplai negatif Circuit Common? Ya biasanya. Saya telah melihat radio yang sangat tua dengan transistor PNP, dan tegangan suplai negatif dengan "ground positif." Terminal baterai positif adalah Circuit Common. Semua pengukuran dalam skema adalah tegangan negatif. Selain radio tahun 1950-an, hal yang sama terjadi pada VW Beetles lama, dan di beberapa sepeda motor. Terminal baterai positif terhubung ke sasis, sehingga "terminal persediaan" adalah yang negatif. Jangan memasang radio mobil normal di VW lama, karena akan mati atau terbakar ketika Anda menyalakan kunci kontak. Catu daya mundur.

Yang harus kita lakukan adalah menyingkirkan semua radio transistor-PNP Jepang tahun 1950 yang dapat dikumpulkan, kumbang VW, dan sepeda motor yang memiliki landasan positif, dan kemudian Circuit Common akan selalu dan selamanya menjadi terminal pasokan negatif. Nah, kecuali itu beberapa aneh, sistem sensor industri mengambang listrik dengan campuran daya AC dan sirkuit virtual-ground op-amp.


2
Salah satu penjelasan terbaik tentang tegangan dan arus yang pernah saya lihat. Terima kasih, ada begitu banyak informasi hebat di sini.
Cthutu

Penjelasan yang bagus, terima kasih! Tapi saya kira poin ke-6 hilang (well, itu tercampur dengan poin ke-5). 5 harus fokus (menurut saya) pada: "bukan hanya elektron yang mengalir". Yang ke-6 harus fokus pada: "apa itu amp"? [Saya tidak memahaminya] (Dan kemudian, akan lebih jelas untuk memiliki gelar ke-7 untuk "GND versus COM versus EARTH")
JinSnow

Ampere: "Pikirkan listrik dalam kawat sebagai air dalam pipa. Amp adalah laju aliran, volt adalah penurunan tekanan dari satu ujung pipa ke ujung lainnya, dan watt adalah daya yang dibutuhkan untuk memindahkan air - atau daya diproduksi dengan memindahkan air seperti dalam generator listrik tenaga air. " electronics.stackexchange.com/a/267900/60167
JinSnow

Granpa's Austin 8 juga + sasis, jadi Anda mungkin ingin menambahkannya ke daftar Anda!
Indraneel

Kabel tidak penuh dengan biaya. Kabel memiliki elektron yang terikat longgar yang dapat dicabut untuk menyebabkan arus. Kawat tembaga memiliki muatan nol bersih. Panjangnya tidak relatif: ujung ke ujung bukan relatif. Selain itu, baterai dalam contoh filamen Anda pasti memberikan biaya .. Baterai diisi karena suatu alasan. Ban berjalan Anda dimuat dari suatu tempat.
HörmannHH

18

Sumber tegangan memiliki terminal negatif dan positif, dan menghasilkan tegangan (atau beda potensial) antara terminal tersebut.

Dalam The Beginning, para ilmuwan awal mempelajari listrik tidak memiliki cara untuk menentukan apa, jika ada, terdiri dari arus listrik, sehingga mereka agak sewenang-wenang menyatakan bahwa arus adalah aliran muatan positif, mengalir dari terminal positif dari sumber tegangan, melalui sirkuit eksternal, dan kembali ke terminal negatif. Kami sekarang menyebut konsep ini "Arus Konvensional", dan para ilmuwan dan insinyur umumnya menggunakan konsep ini ketika membahas aliran saat ini.

Kita sekarang tahu bahwa, di sebagian besar material, arus sebenarnya dibawa oleh elektron bermuatan negatif. Ketika tabung vakum dikembangkan, banyak teknisi diajarkan menggunakan arus elektron, karena operasi internal tabung vakum tidak dapat dengan mudah dijelaskan menggunakan Arus Konvensional. Sayangnya, arus elektron hidup di banyak tempat, menyebabkan siswa menjadi bingung antara Arus Konvensional dan Arus Elektron. Saya pikir yang terbaik adalah tetap menggunakan Arus Konvensional, karena itulah yang sebagian besar komunitas teknis dan ilmiah gunakan.

"Ground" adalah istilah yang sangat disalahgunakan dalam elektronik.

Dalam distribusi daya AC dan beberapa sistem antena radio, "Ground" benar-benar berarti "koneksi ke Bumi".

Namun, dalam sebagian besar elektronik, "Ground" hanyalah label yang kami tempelkan pada titik di sirkuit yang ingin kami pertimbangkan "Zero volts" (di mana kami meletakkan lead meter hitam saat mengukur voltase di tempat lain). Akan lebih baik untuk menyebut titik ini "referensi" atau "umum", tetapi penggunaan "tanah" sudah sangat mapan sehingga kita terjebak dengannya. Ini "tanah / umum" tidak memiliki kekuatan magis - ini bukan wastafel tak terbatas untuk elektron - ini hanyalah titik lain di sirkuit.

Saat ini, "ground / common" biasanya merupakan titik paling negatif dalam rangkaian, tetapi kadang-kadang bisa menjadi titik paling positif (satu keluarga logika dimaksudkan untuk beroperasi dari -5 volt - di sana ground positif). Di banyak sirkuit audio, "ground / common" adalah titik tengah catu daya, dan kami menemukan voltase positif dan negatif di sirkuit.


Hmm. Bagi saya, arus elektron jauh lebih masuk akal, karena sepertinya menggambarkan apa yang sebenarnya terjadi. Kecuali saya salah, ion positif biasanya merupakan bagian dari bahan yang membentuk kabel, resistor, kapasitor, dll. Jadi mereka tidak bebas mengalir melalui rangkaian. Ini adalah elektron yang biasanya mengalir "mundur" melalui sirkuit untuk menciptakan apa yang kita gambarkan sebagai arus, bukan? Muatan positif tidak mengalir, muatan negatif mengalir? Saya kira masalah saya dengan elektronik adalah begitu tenggelam dalam gagasan lama yang dibuat sebelum kita mengerti apa yang sebenarnya terjadi ...
jrista

... bahwa sekarang kita memiliki hal-hal seperti "Arus Konvensional" yang menggambarkan, setidaknya dalam pemahaman saya, "aliran" tidak ada muatan positif. Atau apakah itu hanya salah ... apakah ion bermuatan positif benar-benar mengalir melalui rangkaian listrik?
jrista

Pertanyaan lain yang saya miliki, terkait dengan masalah Ground. Saya telah menemukan sejumlah diagram rangkaian yang tampaknya hanya memiliki sumber tegangan positif, dan ground. Saya sering tidak dapat menemukan terminal negatif atau semacamnya. Dalam sirkuit seperti itu, apakah arde sama dengan terminal negatif pada baterai? Karena perbedaan antara Arus Konvensional dan Arus Elektron, saya tidak begitu yakin cara membaca diagram seperti itu ... Saya tidak tahu bagaimana menyelesaikan rangkaian, kecuali hanya selesai pada titik dasar.
jrista

@jrista: Ya, "ground" biasanya merupakan terminal negatif dari catu daya. Di banyak sirkuit, Anda akan melihat simbol tanah tersebar di sekitar gambar - ini semua harus dihubungkan bersama. Menggunakan simbol tanah seperti itu dimaksudkan untuk mengurangi kemacetan dalam gambar. Seringkali, Anda juga akan melihat simbol "Vcc" yang terisolasi - semuanya juga terhubung bersamaan, dan ke terminal positif catu daya.
Peter Bennett

Ya, itulah yang saya lihat, khususnya dalam skema IC. Simbol tanah tersebar di semua tempat, dan setidaknya satu Vcc. Terimakasih atas infonya.
jrista

3

Pertama, A dan B Anda salah. Mengingat tegangan antara titik A dan B, tidak ada yang istimewa sebagai "sumber" arus atau "sumber" tegangan. Yang dapat Anda katakan adalah bahwa jika sebuah konduktor digunakan untuk menghubungkan A dan B, arus akan mengalir antara A dan B. Jika tegangan antara A dan B adalah positif, dalam logam ini akan berbentuk elektron yang mengalir dari B ke A Dalam semikonduktor seperti transistor, bagian kedua tidak (tentu) benar, karena arus dapat disebabkan oleh elektron atau oleh tidak adanya elektron (lubang, yang mengalir ke arah lain).

Sebagian besar, identifikasi "tanah" dengan "bumi" memang merupakan kecelakaan historis, dan timbul dari praktik yang digunakan oleh perusahaan distribusi listrik awal. Dalam terminologi Amerika saat ini, ground adalah titik referensi untuk mengukur tegangan dan arus dalam suatu rangkaian, sedangkan bumi adalah koneksi aktual ke batang yang ditumbuk ke tanah.

Penggunaan tanah yang lebih umum diturunkan dari praktik ini, dan sebenarnya masih penting dalam sistem yang menggunakan daya dalam jumlah besar. Untuk sistem berdaya rendah, terutama sistem bertenaga baterai, arde dapat sepenuhnya terlepas dari koneksi apa pun (fisik atau lainnya) ke pentanahan fisik. Tetapi setiap sirkuit listrik atau elektronik, apakah itu di dalam pesawat, atau mobil, atau bahkan di luar angkasa, memerlukan titik referensi untuk memulai dari dalam menggambarkan tegangan dan arus, dan titik referensi itu umumnya disebut sebagai tanah.

Sangat mungkin untuk menghasilkan sistem tenaga dengan tegangan yang secara konsisten negatif terhadap tanah (dan arde). Meskipun tidak digunakan lagi, pada tahun 70-an dan 80-an keluarga logika kecepatan tertinggi adalah ECL, yang menggunakan -5,2 volt sebagai tegangan dasarnya. Komputer Cray, untuk sementara waktu, superkomputer tercepat di sekitar, dan mereka menggunakan hampir secara eksklusif ECL, dan menarik banyak arus yang dihasilkan oleh - pasokan 5,2 volt.

Jadi, kapan koneksi tanah dan bumi diperlukan? Nah, pada dasarnya setiap kali Anda berbicara tentang sistem yang terhubung ke jaringan listrik AC. Jika Anda tidak memperhatikan hal itu, Anda berisiko bunuh diri jika secara tidak sengaja memberikan jalur yang tidak disengaja agar arus mengalir. Saluran listrik harus direferensikan ke bumi untuk menyediakan hal-hal seperti perlindungan petir, dan oleh karenanya pertimbangan seperti itu harus diperhitungkan.


1
Saya ingin tahu tentang seluruh gagasan "lubang". Apakah lubang benar-benar mengalir, seperti elektron, melalui sirkuit? Jika demikian, apa sebenarnya "lubang" itu? Atau apakah itu, sekali lagi, hanya konsep abstrak lainnya ? Dari tingkat mekanika kuantum, satu-satunya hal yang menurut saya dapat mengalir melalui rangkaian listrik yang terbuat dari logam dan semikonduktor adalah elektron itu sendiri. Saya pikir plasma akan berbeda, seperti dalam plasma baik ion dan elektron bebas mengalir ... tapi saya cukup spesifik tentang pertanyaan saya tentang aplikasi elektronik DC.
jrista

4
Pikirkan lubang dalam hal papan catur Cina. Ada banyak depresi pada kotak biasa, yang masing-masing memegang marmer di tempatnya. Namun, kelereng dapat bergerak jika mereka memiliki tempat untuk pergi dan diberi dorongan. Sekarang keluarkan satu marmer. Ini meninggalkan lubang di susunan kelereng. Jika Anda sedikit memiringkan papan dan menggoyang-goyangkannya, kelereng akan perlahan-lahan bergerak ke bawah untuk mengisi lubang, tetapi dengan melakukannya akan meninggalkan lubang sendiri. Anda dapat menganggap gerakan marmer bersih sebagai gerakan lambat dari banyak kelereng ke bawah, atau lubang tunggal bergerak ke atas.
WhatRoughBeast

1
Saya melihat. Jadi ini sedikit konsep abstrak ... elektron masih bergerak, tetapi mereka mempengaruhi muatan lebih dari satu cara saat mereka bergerak melalui rangkaian. Menarik ...
jrista

1
Ya. Dalam beberapa hal itu masalah kenyamanan. Jika Anda berkonsentrasi pada perilaku elektron, itu akan menjadi agak berantakan, ketika Anda berurusan dengan berdesak-desakan kelereng di grid, dan Anda harus berurusan dengan perilaku statistik sebagian besar dari mereka. Berurusan dengan lubang memungkinkan transfer muatan netto yang sama, tetapi dalam hal satu partikel "virtual", lubang, yang bergerak lebih lambat daripada banyak elektron individu. (Itulah sebabnya MOSFET tipe-p memiliki resistensi yang lebih tinggi daripada tipe-n yang sepadan).
WhatRoughBeast

Baiklah, jadi saya mengerti itu. Tetapi hanya untuk kembali ke dasar-dasar, dalam rangkaian sederhana katakanlah kapasitor, dan induktor, dan sebuah resistor. Jika saya menemukan diagram sirkuit yang memiliki koneksi + 5V di satu sudut, dan simbol Bumi di sudut lain (saya pikir penggunaan simbol bumi akan tidak valid, tetapi saya sudah melihatnya beberapa kali, maka alasan saya mengajukan pertanyaan: P) ... simbol bumi, itu tanahnya ... dan apakah itu juga terminal negatifnya? Dengan kata lain, hubungkan "ground / earth" ke terminal - pada baterai untuk menyelesaikan rangkaian dan benar-benar membuatnya bekerja?
jrista

1

Tegangan dan Arus

Dalam listrik ada muatan positif (biasanya proton) dan muatan negatif (biasanya elektron.

Ketika satu objek bermuatan positif, dan yang lainnya bermuatan negatif, maka ada medan elektrostatik. Ini adalah tegangan, atau potensi muatan untuk dapat dipindahkan oleh medan elektrostatik.

Jika semacam konduktor diletakkan di antara keduanya, arus akan mengalir. Ini bisa berupa elektron menuju proton (seperti pada kabel yang terhubung ke baterai), atau proton terhadap elektron (seperti di dalam lampu neon), atau keduanya mengalir di kedua arah (seperti pada beberapa baterai).

Tanah / Bumi / 0V / Umum

Tanah dan bumi sebagian besar berasal dari listrik AC. Mereka digunakan secara bergantian hari ini. Dalam distribusi daya AC, Anda benar-benar menghubungkan satu sisi rangkaian ke ground / bumi / terra.

0V mulai digunakan karena sederhana. Jika Anda memiliki baterai 6V, apa yang Anda beri nama setiap terminal jika Anda ingin nama-nama itu juga mengandung voltase? + 6V dan 0V sepertinya cara paling sederhana. + (6V) dan - (6V) juga dapat digunakan sebagai sisi positif dan negatif dari perbedaan potensial 6V - tetapi itu akan membingungkan dan orang mungkin berpikir bahwa potensi di antara mereka adalah 12V, atau bahwa potensi dari satu ke bumi adalah 6V dan -6V lainnya dll.

Common berbeda lagi dan masuk ke makna dengan komunikasi. Jika Anda mengirim sinyal melalui satu kawat, maka siapa pun yang membaca sinyal itu perlu mengukur tegangan antara kawat dan referensi tegangan titik 'umum' yang disepakati.


0

Saya bukan seorang EE. Dari apa yang saya pahami: Tegangan adalah bias potensial antara dua terminal yang menghasilkan aliran elektron melalui konduktor, semikonduktor, atau beban. Elektron akan mengalir dari terminal paling negatif ke paling positif. Istilah GND, COM adalah istilah relatif dan tidak selalu sama dengan 0Vdc

Katakanlah rangkaian memiliki terminal: A) + 5Vdc B) 0Vdc C) + 10Vdc D) + 24Vdc
Jadi ground untuk semua terminal pasti adalah A) 0Vdc, elektron akan mengalir dari B ke A (5v) dan B ke C (10v) ) dan B ke D (24v). Tetapi + 5Vdc dapat dianggap terminal bersama untuk C dan D: Karena elektron dapat mengalir dari A ke C (5v) dan A ke D (19v)

Beberapa rangkaian memiliki terminal ini (mis. ATX PSU) A) -5vdc B) -12vdc C) 5vdc D) 12vdc. sunting: E) 0vdc Setiap terminal tegangan rendah dapat disebut ground untuk terminal tegangan tinggi.


Saya tidak yakin ini jawaban yang valid. 0Vdc bukanlah benda ajaib yang sebenarnya ada, itu selalu merupakan titik yang ditentukan (dan kemungkinan besar diberi label GND atau COM), jadi ATX PSU Anda juga memiliki terminal 0Vdc, jika tidak, Anda tidak akan dapat mengukur tegangan lainnya.
Arsenal

Saya mengalami sirkuit yang memiliki GND dan COM. Dalam manual perangkat COM disebutkan persis (landasan bersama untuk terminal X1) yang merupakan input sumber 24v. Dan ketika diukur melalui multimeter GND yang terhubung ke COM (sebagai ref) ada potensi 12v. Dan ketika GND (sebagai ref) terhubung ke X1 ada potensi 12v. Dan ketika COM (sebagai ref) terhubung ke X1 ada potensi 24v. Disimpulkan demikian.
Haliff Roslan

Jadi disimpulkan bahwa GND adalah 0Vdc, COM adalah -12Vdc dan X1 adalah 12Vdc sedangkan input sinyal dari X1 melalui saklar relay eksternal adalah 24Vdc. Awalnya pikiran saya 0Vdc sebagai absolut dan selalu GND atau COM dan mereka sama. Tetapi karena saya melihat sirkuit itu, saya mengubah pemahaman saya.
Haliff Roslan

Dan dalam manual, mereka secara khusus menyebutkan untuk mengisolasi GND dan COM, saya tidak yakin apakah itu karena mengisolasi kebisingan atau karena ada arus antara GND dan COM.
Haliff Roslan

koreksi: atau karena ada POTENSI antara GND dan COM.
Haliff Roslan

0

Saya selalu mengisolasi referensi dc Psu 0v saya dari ground / earth ac saya untuk menghindari noise ac di rangkaian dc. Saya kemudian melindungi kedua + dan -dc menggunakan jembatan kembali ke ac acase secara tidak sengaja diperkenalkan kembali ke dc tidak dilindungi oleh tanah / bumi. Ini adalah metode yang gagal aman yang melindungi pnp, npn, orang, dan perangkat. Tidak ada asap atau poni, hanya alat pelindung yang akan terus tersandung kecuali kesalahan telah diperbaiki. Saya kemudian memantau sistem lengkap melalui volt bebas aux / no / nc untuk menentukan apakah itu dalam logika atau kabel dan menentukan apakah itu terjadi pada peristiwa logis atau fisik. Saya kemudian menyalahkan programmer atau insinyur saya. Sembilan dari sepuluh aku harus pergi dan memperbaikinya sendiri.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.