Mengapa sirkuit harus di-ground?

Mengapa sirkuit transistor harus di-ground? Cara saya memahaminya adalah bahwa ground adalah pasokan elektron yang tak terbatas dan oleh karena itu setara dengan terminal negatif baterai. Tapi di halaman ini , ada baik terminal negatif dan sirkuit juga membumi. Jika saya mengerti dengan benar, agar suatu rangkaian menjadi lengkap, kita memerlukan terminal positif, beberapa elemen rangkaian & terminal negatif. Jika pentanahan setara dengan terminal negatif, mengapa kita membutuhkannya dalam rangkaian yang ditunjukkan di atas? (By the way, semua sirkuit di buku yang saya maksudkan adalah tidak beralasan sampai transistor dimulai. Anda bisa mengatakan bahwa menambah kebingungan)

Istilah "tanah" dapat memiliki arti yang berbeda. Ketika sebuah sirkuit dilihat secara lokal, ground adalah satu-satunya jaringan yang dipilih seseorang untuk memanggil 0V sehingga semua voltase lain dipahami relatif terhadapnya. Tegangan adalah konsep yang relatif. Tidak ada yang namanya 20V absolut, hanya 20V di sini sehubungan dengan itu . "Ground" adalah bentuk pendek yang berguna untuk orang biasa di sana sehingga Anda tidak harus terus mengatakannya.

Tanah seperti itu sering dipilih sebagai tegangan suplai negatif. Itu membuat voltase lain positif, yang hanya membuat segalanya lebih mudah secara mental. Secara umum Anda mencoba untuk memilih ground sebagai titik dalam sinyal rangkaian dan sejenisnya dirujuk oleh masing-masing subbagian. Biasanya ada pilihan yang jelas dan jelas. Terkadang Anda hanya perlu memilih satu.

"Tanah" lainnya mengacu pada potensi bumi nyata, atau setidaknya potensi lingkungan umum. Ini penting ketika daya dan sinyal datang atau keluar dari sirkuit kecil Anda. Untuk kekuatan dan keselamatan, Anda harus mengasumsikan pengguna dapat terikat ke tanah ini, dan Anda harus memastikan Anda tidak memiliki potensi berbahaya ke tanah untuk menghindari kejutan listrik pada seseorang. Tanah bumi juga penting untuk sistem radio karena beberapa jenis antena benar-benar menggunakan bumi sebagai bagian dari keseluruhan sistem antena.

Dari perspektif sirkuit, ground relatif - itu hanya nama untuk kawat (jejak, jaring, simpul, dll) yang dapat diukur atau didorong oleh hal lain. Dengan demikian sebagian besar arbitrer - misalnya, ada (atau setidaknya) kendaraan bermotor di mana terminal baterai positif daripada negatif dihubungkan ke ground chassis. Penambahan simbol dasar dalam buku Anda pada titik yang sama ketika transistor diperkenalkan adalah perubahan gaya yang bersamaan, atau peningkatan umum kecanggihan diagram pada titik ketika kompleksitas meningkat dan dengan demikian membuat prinsip-prinsip pengorganisasian seperti gagasan "simpul tanah" yang lebih berharga.

Dalam sirkuit komunikasi, terutama radio, "tanah" mungkin memiliki makna literal atau setidaknya implikasi koneksi ke tanah bumi (berpotensi pancang konduktif yang didorong jauh ke tanah, mungkin dengan tanah di sekitarnya diperlakukan secara kimia jika tidak cukup memadai). konduktif). Tapi itu mungkin tidak benar untuk walkie-talkie genggam, dan tentu saja tidak benar untuk instalasi radio pesawat - pada kenyataannya potensi "darat" pesawat mungkin menjadi sangat berbeda dari "darat" darat selama penerbangan. .

Tetapi sementara di sirkuit kita menganggap "tanah" sebagai murni relatif, dalam kimia dan fisika, ada konsep muatan netral yang sebenarnya mutlak. Muatan netral adalah apa yang akan Anda miliki dalam atom atau molekul dengan jumlah proton dan elektron yang sama, atau unit materi yang lebih besar dengan jumlah bersih yang sama. Muatan absolut dari suatu objek menentukan gaya aturan tangan kanan yang akan dialami jika bergerak melalui medan magnet, sementara muatan relatif terhadap muatan terdekat lainnya akan menentukan medan listrik (dan gaya yang dihasilkan) yang diatur di antara keduanya.

Karena kita juga dapat membuat medan listrik antara dua titik dalam suatu rangkaian, mungkin tergoda untuk menganggap "tanah" sebagai muatan netral, tetapi pada akhirnya tidak ada yang mengatakan bahwa itu yang terjadi. Memang, relatif terhadap atmosfer, bumi memiliki muatan negatif, meskipun saya tidak menemukan jawaban yang siap tentang muatan absolut bumi, atmosfer bermakna, atau keduanya disatukan. Agaknya kita sedikit tunduk pada medan magnet matahari, jadi jika bumi memiliki muatan bersih yang cukup besar itu akan menyebabkan beberapa gangguan orbital, tetapi kemudian subjek magnetisme matahari sangat rumit - termasuk bidang loop yang disebut bintik matahari yang memiliki lebih banyak efek yang jelas pada komunikasi radio dan kabel panjang di bumi ...

Chris memberikan jawaban yang lebih kompleks, jadi saya akan membuat yang sederhana.

Kebingungan ini secara jantan merupakan masalah bahasa Inggris menggunakan nama yang sama untuk konsep yang berbeda. Dalam kata Jerman, tanah baru yang aneh ini akan disebut massa dan sedikit berbeda dari tanah asli.

Pada dasarnya massa hanyalah simpul yang nyaman di sirkuit. Secara teori itu bisa benar-benar setiap simpul di sirkuit (lebih pada jawaban Chris) tetapi dalam praktiknya, itu hanya cara yang lebih sederhana untuk menunjukkan koneksi ke terminal negatif baterai. Misalnya lihatlah sirkuit ini . Di sini saya menghubungkan terminal negatif baterai ke ground katoda dioda ke ground. Itu sama dengan sirkuit ini di mana katoda secara eksplisit terhubung ke terminal negatif baterai.

Hal lain yang biasanya datang dengan massa adalah sumber tegangan satu terminal. Melihat sirkuit ini . Ini sama dengan dua lainnya, tetapi di sini kita tidak melihat baterainya sama sekali. Keuntungan menggunakan pendekatan ini adalah bahwa Anda sekarang masuk ke elektronik nyata dan Anda dapat mengharapkan sirkuit yang lebih kompleks. Mereka dapat menjadi sangat cepat sangat rumit untuk dibaca, sehingga sumber tegangan satu terminal dan simbol "ground" digunakan untuk menunjukkan bahwa komponen terhubung ke baterai. Sebagai contoh dalam rangkaian ini , sama sekali tidak relevan dengan rangkaian itu sendiri bagaimana sumber tegangan terlihat dan bagaimana emitor dari transistor terhubung ke terminal negatif.

Berikut adalah dua gambar lucu yang menggambarkan medan gravitasi ...

... dan tanah listrik .

Konsep Grouting dan Earthning dalam pengertian yang lebih luas adalah konsep yang sama. Konsep-konsep yang terkait dengan tegangan relatif. Setiap kali kita mengambil sesuatu yang 0 volt (potensial nol) itu disebut sebagai pentanahan. pada 0V dan positif pada 5V. Ini adalah wrt ground. Dan ketika kita tidak mengambil wrt ke ground itu berarti positif berada pada 2.5V dan negatif pada -2.5V yang lagi-lagi membuatnya 2.5 - (- 2.5) = 5V . Jadi GROUNDING tidak lain adalah referensi apa yang kita ambil wrt 0V.