为什么电路要接地?

电器工程 基本的 接地
2022-01-08 15:54:38

为什么晶体管电路要接地?我理解它的方式是接地是无限的电子供应,因此它相当于电池的负极。但是在这个页面中,既有负极,电路也接地。如果我理解正确,要完成一个电路,我们需要一个正极端子、一些电路元件和一个负极端子。如果接地相当于负极,为什么我们需要在上图所示的电路中使用它?(顺便说一句,我所指的书中的所有电路都在晶体管启动之前没有接地。你可以说这增加了混乱)

4个回答

“地”这个词可以有不同的含义。当在本地查看电路时,接地只是有人选择称其为 0V 的一个网络,因此所有其他电压都被理解为与它相关。电压毕竟是一个相对概念。没有20V绝对,这里相对那里只有20V 。“Ground”是那里常见的一种方便的缩写形式,因此您不必一直说它。

这种接地通常被选择为负电源电压。这使得其他电压为正,这只会让事情变得更容易。通常,您尝试选择接地作为电路信号中的点,以及由各个小节引用的类似信号。通常有一个明确而明显的选择。有时你只需要选择一个。

另一个“地”是指真正的大地电位,或至少是一般环境的电位。当电源和信号来自或离开您的小电路时,这很重要。为了电源和安全,您必须假设用户可能被绑在这个地面上,并且您必须确保您没有接地的危险潜力以避免电击某人。接地对无线电系统也很重要,因为某些类型的天线实际上将地球用作整个天线系统的一部分。

从电路的角度来看,接地是相对的——它只是一条线(迹线、网络、节点等)的名称,可以参考它来测量或驱动其他东西。因此,它在很大程度上是任意的 - 例如,有(或至少是)汽车的正极电池端子而不是负极连接到底盘接地。在介绍晶体管的同一时间点在您的书中添加接地符号要么是风格的巧合改变,要么是在复杂性增加并因此制定组织原则的时候图表的复杂性普遍增加比如“地面节点”的想法更有价值。

在通信电路中,尤其是收音机中,“地”可能具有某种字面意义或至少暗示与大地的连接(可能是一个深入地下的导电桩,如果不够充分,可能会对周围的土壤进行化学处理导电)。但这对于手持对讲机来说可能并不可靠,对于飞机无线电装置当然也不是这样——事实上,飞机“地面”的潜力可能会在飞行过程中与地面“地面”的潜力大不相同.

但是,虽然在电路中我们认为“接地”是纯粹相对的,但在化学和物理学中,有一个实际上是绝对的中性电荷的概念。中性电荷是指质子和电子数相等的原子或分子,或净数相等的较大物质单元中的电荷。物体的绝对电荷决定了它在穿过磁场时会受到的右手定则力,而相对于附近另一个电荷的电荷将决定两者之间建立的电场(和合力)。

因为我们还可以在电路中的两点之间创建电场,所以可能很容易将“接地”视为具有中性电荷,但最终没有什么说一定是这种情况。事实上,相对于大气,地球具有负电荷,尽管我没有找到关于地球的绝对电荷、有意义的大气或两者结合起来的现成答案。大概我们会稍微受到太阳磁场的影响,所以如果地球有足够多的净电荷,它会引起一些轨道扰动,但是太阳磁场的主题是非常复杂的——包括称为太阳黑子的场环,它们有自己的更多对地球上的无线电通信和长电线有明显的影响......

克里斯提供了一个更复杂的答案,所以我会做一个简单的。

这种混淆实际上是英语语言对不同概念使用相同名称的问题。用德语说,这个奇怪的新地面将被称为质量,与真正的地面有点不同。

基本上,质量只是电路中的一个方便节点。从理论上讲,它绝对可以是电路中的任何节点(更多关于克里斯的回答),但在实践中,它只是显示与电池负极端子连接的一种更简单的方法。例如看看这个电路。在这里,我将电池负极端子接地,二极管阴极接地。这与此电路相同,其中阴极明确连接到电池的负极端子。

质量通常附带的另一件事是一个终端电压源。看看这个电路。它与其他两个相同,但在这里我们根本看不到电池。使用这种方法的优点是您现在正在接触真正的电子产品,并且您可以期待更复杂的电路。它们可以很快变得非常复杂,因此使用单端电压源和“接地”符号表示组件已连接到电池。例如,在这个电路中,电压源的外观以及晶体管的发射极如何连接到负极端与电路本身完全无关。

这是两张有趣的图片,说明了重力场...

重力场

...和电气接地

电气接地