Vysvětlení uzemnění, země a šasi

Symboly země a uzemnění. — Symboly země, šasi a uzemnění.

„Zem“ je referenční bod v elektrickém obvodu. Používá se jako referenční bod pro měření napětí. V důsledku toho může být napětí nad zemí (kladné) nebo pod zemí (záporné). Je to velmi podobné, jako když geodet vezme referenční bod v určitém místě a všechny ostatní body odkazuje na tento referenční bod.

Země
Podvozek
Zemnění nebo GND
Analogové a digitální uzemnění
Příklady měření napětí
Virtuální zem

Země

Nejběžnějším referenčním bodem je samotná země. Napájecí systémy jsou obvykle v určitém bodě „uzemněny“, aby poskytovaly referenci pro systémová napětí. Symbol země představuje paralelní desky, které byly zakopány do půdy, aby byla zajištěna dobrá vodivost. (Desky byly spojeny drátem a rané formy symbolu zobrazují svislou čáru spojující všechny desky. Moderní „čistší“ symbol svislici vynechává)

Podvozek

Symbol podvozku obvykle označuje připojení ke kovovému rámu, například rámu vozidla nebo kovové skříni zařízení, jako je zesilovač nebo osciloskop.

Při použití níže uvedeného standardního symbolu GND se často objeví pouze jednou, aby označil bod v obvodu, kde je provedeno připojení šasi.

Zemnění nebo GND

Použití symbolu umožňuje okamžitou vizualizaci uzemněných bodů v obvodu. Eliminuje také některá zapojení a odlehčuje schéma. — Použití symbolu země poskytuje okamžitou vizualizaci uzemněných bodů na obvodu. Eliminuje také některá zapojení a zpřehledňuje schéma.

Symboly uzemnění označují obecný referenční bod. I když neexistuje žádné zemní nebo podvozkové spojení, je běžné označovat jeden bod nebo napětí v obvodu jako „zem“. U zařízení, kde je zajištěna elektrická izolace mezi částmi obvodu, mohou být vyžadovány dva nebo více symbolů uzemnění, které označují, ke které zemi jsou součásti připojeny.

Příklad izolovaných uzemnění. Všimněte si, že stejnosměrná strana vlevo má jeden symbol uzemnění a střídavá strana vpravo má jiný symbol.

Analogové a digitální uzemnění

Příklad oddělení analogového a digitálního uzemnění. Všimněte si, že analogový obvod má oddělené označení země od digitálního a že mezi nimi existuje jedno definované spojení. Normálně by toto spojení mělo být co nejblíže společnému napájecímu napětí.

V obvodech se smíšenými analogovými a digitálními obvody může být velmi důležité zabránit tomu, aby digitální spínací proudy rušily analogové signály. Například u zvukových obvodů by nedodržení tohoto požadavku vedlo ke slyšitelnému šumu na výstupu. Řešením je zajistit analogové a digitální uzemnění a spojit je dohromady pouze v jednom bodě, aby proudy v digitálním uzemnění nemohly způsobit kolísání napětí ve zvukovém uzemnění.

Příklady měření napětí

Měření napětí vzhledem k uzemnění obvodu. — Měření napětí vzhledem k zemi obvodu.

Při měření napětí je běžnou praxí připojit společný, černý, vodič ke společnému obvodu a ostatní body v obvodu sondovat vodičem V, červeným,. Výsledky pro různé konfigurace 9V baterie jsou uvedeny výše. Měřicí přístroj zobrazí kladnou nebo zápornou hodnotu v závislosti na potenciálu bodu vzhledem ke zvolenému referenčnímu uzemnění.

Všimněte si, že v těchto příkladech obvodů není žádné spojení se zemí nebo uzemněním sítě. Na tom ve většině případů nezáleží, protože nás zajímají pouze relativní napětí uvnitř obvodu.

Virtuální zem

V mnoha analogových obvodech je užitečné mít „virtuální zem“, kterou je obvykle střední bod jednofázového napájení. Ty jsou oblíbené například u kytarových efektových jednotek, kde je třeba zpracovávat hudební signály, ale napájení je omezeno na jedinou 9V baterii.