La terre et les symboles de masse.
La terre, le châssis et les symboles de masse.

La « masse » est un point de référence dans un circuit électrique. Elle est utilisée comme point de référence pour les mesures de tension. En conséquence, une tension peut être au-dessus de la terre (positive) ou au-dessous de la terre (négative). Cela ressemble beaucoup à un géomètre qui prend un point de référence à un certain endroit et qui réfère tous les autres points à cette donnée.

Terre

Exemple de terre de boîtier d'équipement.
Exemple de terre de boîtier d’équipement.

La référence la plus courante est la Terre elle-même. Les systèmes d’alimentation sont généralement « mis à la terre » à un moment donné afin de fournir une référence pour les tensions du système. Le symbole de la terre représente les plaques parallèles qui ont été enterrées dans le sol pour assurer une bonne conductivité. (Les plaques étaient reliées par un fil et les premières formes du symbole montrent la ligne verticale reliant toutes les plaques. Le symbole moderne « plus propre » omet la verticale.)

Chassis

Exemple de connexion du châssis.
Exemple de connexion du châssis.

Le symbole du châssis indique généralement la connexion à un cadre métallique comme celui d’un véhicule ou le boîtier métallique d’une pièce d’équipement comme un amplificateur ou un oscilloscope.

Lorsqu’il est utilisé avec le symbole standard GND ci-dessous, il n’apparaîtra souvent qu’une seule fois pour indiquer le point du circuit où la connexion du châssis est effectuée.

Masse ou GND

L'utilisation de ce symbole permet de visualiser instantanément les points mis à la terre sur le circuit. Il élimine également certains câblages et désencombre le schéma.
L’utilisation du symbole de masse donne une visualisation instantanée des points mis à la terre sur le circuit. Elle permet également d’éliminer certains câblages et de désencombrer le schéma.

Les symboles de masse indiquent le point de référence générique. Même s’il n’y a pas de connexion à la terre ou au châssis, il est courant de se référer à un point ou à une tension du circuit en tant que « masse ». Dans les équipements où une isolation électrique est prévue entre les sections du circuit, deux ou plusieurs symboles de masse peuvent être nécessaires pour indiquer à quelle masse les composants sont connectés.

Exemple de masses isolées.
Exemple de masses isolées. Notez que le côté DC à gauche a un symbole de masse et que le côté AC à droite a un symbole différent.

Masse analogique et numérique

Exemple de séparation de masse analogique et numérique.
Exemple de séparation de masse analogique et numérique. Notez que le circuit analogique a des désignations de masse distinctes de celles du numérique et qu’il y a une seule connexion définie entre les deux. Normalement, cette connexion devrait être aussi proche que possible du commun de l’alimentation.

Dans les circuits comportant des circuits analogiques et numériques mixtes, il peut être très important d’empêcher les courants de commutation numériques d’interférer avec les signaux analogiques. Dans les circuits audio, par exemple, l’échec de cette opération entraînerait un bruit audible sur la sortie. La solution consiste à prévoir des masses analogiques et numériques et à ne les connecter ensemble qu’en un seul point afin que les courants dans la masse numérique ne puissent pas provoquer de fluctuations de tension dans la masse audio.

Exemples de mesures de tension

Mesures de tension par rapport à la masse du circuit.
Mesures de tension par rapport à la masse du circuit.

Lorsque l’on effectue des mesures de tension, il est normal de connecter le fil commun, noir, au commun du circuit et de sonder les autres points du circuit avec le fil V, rouge. Les résultats pour différentes configurations d’une batterie de 9 V sont indiqués ci-dessus. Le compteur affichera une valeur positive ou négative en fonction du potentiel du point par rapport à la référence de masse choisie.

Notez que dans ces exemples de circuits qu’il n’y a pas de connexion à la terre ou à la masse du secteur. Cela n’a pas d’importance dans la plupart des cas car nous sommes seulement intéressés par les tensions relatives à l’intérieur du circuit.

Masse virtuelle

Dans de nombreux circuits analogiques, il est utile d’avoir une « masse virtuelle » qui est généralement le point médian de l’alimentation asymétrique. Ceux-ci sont populaires sur les unités d’effets de guitare, par exemple, où les signaux musicaux doivent être traités mais où l’alimentation est contrainte à une seule pile de 9 V.

Masse virtuelle utilisant un op-amp.
Une masse virtuelle peut être créée en utilisant un op-amp. Ici, nous avons utilisé différents symboles de masse pour la masse primaire et la masse virtuelle afin de faire une distinction claire.

Comment ça marche :

  • R1 et 2 fournissent une référence VCC/2.
  • C1 stabilise la tension de référence et la maintient constante pendant les fluctuations de VCC.
  • U1 fournit la masse virtuelle.
  • C2 est le condensateur de découplage de l’alimentation pour l’amplificateur opérationnel.

Voir aussi

  • Opto-triacs, relais statiques (SSR), zéro-cross et leur fonctionnement.
  • Opto-isolateurs.
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