Símbolos de la toma de tierra y la tierra.
Símbolos de la toma de tierra, el chasis y la tierra.

La «toma de tierra» es un punto de referencia en un circuito eléctrico. Se utiliza como punto de referencia para las mediciones de tensión. Como resultado, un voltaje puede estar por encima de la tierra (positivo) o por debajo de la tierra (negativo). Es como si un topógrafo tomara un punto de referencia en un lugar determinado y referenciara todos los demás puntos a ese dato.

Tierra

Ejemplo de tierra de la caja del equipo.
Ejemplo de tierra de la caja del equipo.

La referencia más común es la propia tierra. Los sistemas de energía suelen estar «conectados a tierra» en algún punto para proporcionar una referencia para las tensiones del sistema. El símbolo de la tierra representa las placas paralelas que se enterraron en el suelo para asegurar una buena conductividad. (Las placas estaban conectadas por cable y las primeras formas del símbolo muestran la línea vertical que conecta todas las placas. El símbolo moderno «más limpio» omite la vertical.)

Chasis

Ejemplo de conexión del chasis.
Ejemplo de conexión del chasis.

El símbolo del chasis suele indicar la conexión a un bastidor metálico como el de un vehículo o la carcasa metálica de un equipo como un amplificador o un osciloscopio.

Cuando se utiliza con el símbolo estándar de GND a continuación, suele aparecer sólo una vez para indicar el punto del circuito en el que se realiza la conexión del chasis.

Tierra o GND

El uso del símbolo proporciona una visualización instantánea de los puntos conectados a tierra en el circuito. También elimina parte del cableado y despeja el esquema.
El uso del símbolo de tierra proporciona una visualización instantánea de los puntos conectados a tierra en el circuito. También elimina parte del cableado y despeja el esquema.

Los símbolos de tierra indican el punto de referencia genérico. Aunque no haya conexión a tierra o chasis es común referirse a un punto o tensión del circuito como «tierra». En los equipos en los que se proporciona aislamiento eléctrico entre secciones del circuito pueden ser necesarios dos o más símbolos de tierra para indicar a qué tierra están conectados los componentes.

Ejemplo de tierras aisladas.
Ejemplo de tierras aisladas. Observe que el lado de CC de la izquierda tiene un símbolo de tierra y el lado de CA de la derecha tiene un símbolo diferente.

Tierra analógica y digital

Ejemplo de separación de tierra analógica y digital.
Ejemplo de separación de tierra analógica y digital. Observe que el circuito analógico tiene designaciones de tierra separadas de las digitales y que hay una conexión definida entre las dos. Normalmente esta conexión estaría lo más cerca posible del común de la fuente de alimentación.

En circuitos con circuitos mixtos analógicos y digitales puede ser muy importante evitar que las corrientes de conmutación digitales interfieran con las señales analógicas. En los circuitos de audio, por ejemplo, si no se hace esto, se produciría un ruido audible en la salida. La solución es proporcionar tierras analógicas y digitales y sólo conectarlas juntas en un punto para que las corrientes en la tierra digital no puedan causar ninguna fluctuación de tensión en la tierra de audio.

Ejemplos de medición de tensión

Mediciones de tensión relativas a la tierra del circuito.
Mediciones de tensión relativas a la tierra del circuito.

Cuando se realizan mediciones de tensión, lo normal es conectar el cable común, negro, al común del circuito y sondear otros puntos del circuito con el cable V, rojo. Los resultados para varias configuraciones de una batería de 9 V se muestran arriba. El medidor mostrará un valor positivo o negativo dependiendo del potencial del punto en relación con la referencia de tierra elegida.

Nótese que en estos ejemplos de circuitos que no hay conexión a tierra o a la red eléctrica. Eso no importa en la mayoría de los casos, ya que sólo estamos interesados en las tensiones relativas dentro del circuito.

Tierra virtual

En muchos circuitos analógicos es útil tener una «tierra virtual» que suele ser el punto medio de la alimentación de un solo extremo. Estos son populares en las unidades de efectos de guitarra, por ejemplo, donde las señales de música tienen que ser procesadas, pero el suministro se limita a una sola batería de 9 V.

Tierra virtual usando un op-amp.
Una tierra virtual puede ser creada usando un op-amp. Aquí hemos utilizado diferentes símbolos de tierra para la tierra primaria y la tierra virtual para hacer una clara distinción.

Cómo funciona:

  • R1 y 2 proporcionan una referencia VCC/2.
  • C1 estabiliza la tensión de referencia y la mantiene constante durante las fluctuaciones de VCC.
  • U1 proporciona la tierra virtual.
  • C2 es el condensador de desacoplamiento de la alimentación para el op-amp.

Vea también

  • Opto-triacs, relés de estado sólido (SSR), cruce de cero y cómo funcionan.
  • Optoaisladores.
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