Ayúdame a entender la relación entre positivo, negativo, neutral y tierra en AC y DC


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Esta pregunta surge de anotaciones sobre esquemas e información aparentemente conflictiva que estoy viendo. Sospecho que estoy viendo diferentes vernáculos para los mismos conceptos, pero estoy en un lugar donde nadie me dijo que un "ascensor" es un "ascensor". Por otra parte, es posible que tenga el concepto completamente apagado, y necesito que me eduquen para que no explote mi taller. :)

Con CC: las baterías tienen terminales +/-. La mayoría de los esquemas que veo muestran el circuito con voltaje dentro y tierra. He oído que la mayoría de los esquemas no rastrean la ruta de retorno al terminal negativo porque eso se entiende y no necesita desordenar todo. También escuché que en un circuito de CC, la tierra es SINÓNIMA con el terminal negativo. En esquemas, he visto V-in y tierra, también he visto V-in, tierra y una traza separada que se conecta al terminal negativo.

Luego, nos mudamos a AC. Hay un cable caliente (positivo), un cable neutro y tierra. Supongo ~ que en un circuito de CA, lo positivo se correlaciona con lo positivo, neutro con lo negativo y tierra con tierra. Los transformadores correlacionarán el +/- al cambiar DC.

¿Cuáles son los hechos y cuáles son los mitos? ¿Cómo puedo saber si necesito conectar a tierra algo a tierra versus "tierra" a la terminal negativa? ¿Cuándo aterrizo en el chasis de mi dispositivo? ¿Existen convenciones estándar en un esquema que indiquen tierra CON TIERRA versus tierra de retorno a la fuente? ¿O es algo que sabes por experiencia y por hacer un análisis del circuito? ¿Es generalmente seguro asumir que puedo conectar tierra a negativo? ¿O hay casos en los que eso sería muy malo, y cómo identifico esos casos?

Solo trato de entender mi cabeza + / - / tierra en CA contra CC, y cómo se usa ese voltaje ...


Gran pregunta Y es aterrador cuántas personas responden con respuestas incorrectas o conflictivas en general sobre este tema.
HörmannHH

Respuestas:


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Tierra significa lo que se adjunta a este símbolo en el esquema:

símbolo de tierra

Todo lo que toca este símbolo en el esquema está conectado a todo lo demás que toca el símbolo. Dado que muchas cosas se conectan a él, esto hace que el esquema sea más fácil de leer.

Por lo general, el lado negativo de una batería está unido a eso. Pero, hay muchos circuitos que funcionan de manera diferente. Algunos circuitos necesitan un voltaje negativo, por lo que el lado positivo de una batería estaría "conectado a tierra". Algunos circuitos necesitan voltajes positivos y negativos, en cuyo caso podría haber dos baterías, una con el lado negativo conectado a tierra y la otra con el lado positivo conectado a tierra.

10kΩ

Como los voltajes son relativos, la tierra existe como una especie de voltaje de referencia supuesto. Si decimos que una entrada es "5 voltios", queremos decir "la diferencia entre la entrada y la tierra es de cinco voltios".

En el contexto de AC, las cosas no son realmente diferentes, excepto que la tradición ha hecho un buen trabajo al hacer que el mismo término "terreno" signifique muchas cosas. Todavía podría significar lo que esté unido a ese símbolo, o podría significar ese tercer conector en la pared. Más sobre eso más tarde.

En lo que respecta al circuito, live y neutral no son diferentes. Elija uno, y el otro oscila entre un voltaje más alto y más bajo, relativamente. Si todo lo que tiene son esos dos cables como referencia, no se pueden distinguir.

La diferencia es más importante cuando se considera la seguridad. Las cosas a su alrededor están en un potencial electromotor particular (voltaje). La corriente fluye cuando hay una diferencia de potencial. El neutro de línea de CA debe ser aproximadamente el mismo potencial que la mayoría de las cosas a su alrededor, por lo que, en teoría, si la toca, y también la tierra, que no te sorprendido, porque no hay ninguna diferencia en el voltaje. Si tocas el cable con corriente, te sorprendes, porque hay una diferencia en el potencial.

Sin embargo, he dicho neutra debe ser aproximadamente el mismo potencial que la Tierra, y dado que es probable que esté tocando la Tierra, usted. Pero no confiaría en tu vida. Podría haber un transformador defectuoso en el poste cerca de su casa. Podría haber un rayo cerca. La casa estaría cableada al revés. O, como mencioné, el circuito funcionará incluso si los cables están invertidos, podría enchufarse al revés. En los Estados Unidos, uno de los dientes es un poco más gordo para evitar esto, pero nunca se sabe. Por eso está el tercer conector, llamado tierra o tierra . Esto debería ir a una gran barra de cobre cerca de su casa atrapada en la Tierra, así:

varilla de puesta a tierra

De lo contrario, no se conecta a nada más. Algunas veces esto es importante para la seguridad, y otras veces es importante por otras razones. El punto es que no tiene nada que ver con la energía eléctrica suministrada a su hogar.

¿Cómo puedo saber si necesito conectar a tierra algo a tierra versus "tierra" a la terminal negativa? ¿Cuándo aterrizo en el chasis de mi dispositivo?

Si estamos hablando de un dispositivo que se conecta a la pared, deje estas preguntas a otra persona. Cada país tiene normas de seguridad, y estas normas existen por buenas razones. Compre una fuente de alimentación de CC que se encargue de todo eso por usted, y conéctese a su salida, y nada más. No se conecte a la Tierra a través del tercer pin en la pared o puede eludir las características de seguridad de su fuente de alimentación.

Si se pregunta si el símbolo de "tierra" en su esquema también debe estar conectado a la caja en la que se encuentra su proyecto, bueno, depende. Tal vez quieras hacer eso para el blindaje de RF. O tal vez no, porque no desea que otro dispositivo con una idea diferente de "tierra" lo toque, lo que podría provocar ruido en su circuito o derretir algo. En muchos circuitos, no importa en absoluto.


Impresionante explicación. Los voltajes RELATIVOS tienen mucho sentido. Mi circuito tiene una fuente de alimentación de pared, así que ya he dejado que alguien más se preocupe por eso. Cuando llego a mi dispositivo, es el + 9VDC que requiere mi circuito. . Tengo una punta +, un anillo y una pestaña de conexión a tierra del chasis en el conector de alimentación. En este caso, no se menciona una conexión a tierra del chasis en el esquema, de hecho, V-in es un solo rastro desde la punta. En este momento, tengo todos mis terrenos de poder corriendo hacia el ring. Pero, ¿qué hago con la tierra del chasis? ¿Ignoralo? ¿Conectarlo al anillo? ¿Ponerlo a tierra al chasis? Nada se especifica ...
dwwilson66

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@ dwwilson66 No estoy seguro de lo que quiere decir con una "pestaña de tierra del chasis en el conector de alimentación". Esto probablemente merece otra pregunta, con una foto y enlaces a la hoja de datos de la fuente de alimentación que está utilizando.
Phil Frost


"En lo que respecta al circuito, el vivo y el neutro no son diferentes. Elija uno y el otro oscila entre un voltaje más alto y más bajo, relativamente. Si todo lo que tiene son esos dos cables para referencia, no se pueden distinguir". Digamos que tengo un gran bloque de cobre con una capacitancia sustancial y lo conecto al neutro a través de un amperímetro. Solo puedo imaginar que no fluirá corriente. Pero si hiciera lo mismo para vivir, creo que recibiría una corriente en direcciones alternas 60 veces por segundo a medida que el bloque se carga y descarga. Esto parece una diferencia fundamental entre ellos.
markasoftware

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@markasoftware Está describiendo dos circuitos topológicamente diferentes, porque ha incluido la Tierra como parte del circuito. Por supuesto, son diferentes: no son el mismo circuito. La mayoría de los circuitos no están modelados para incluir la Tierra, porque (excepto las consideraciones de seguridad) no es relevante para la operación del dispositivo.
Phil Frost

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Simbología

Estos símbolos se usan en los EE. UU. (Al menos).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Clases de electrodomésticos

http://en.wikipedia.org/wiki/Appliance_classes

Diagramas de aislamiento

Los diagramas de aislamiento son diagramas de bloques, que muestran las características de aislamiento, tales como: transformadores, optoacopladores, conexiones de red, condensadores de seguridad.

Ejemplo de un diagrama de aislamiento bien detallado
ingrese la descripción de la imagen aquí

Ejemplo de diagrama de aislamiento crudo
ingrese la descripción de la imagen aquí


Esto ayuda. Siempre me pregunté si los dos símbolos básicos diferentes eran el mismo concepto o no. Me alegra ver la diferenciación entre la tierra del circuito y la tierra. ¿La tierra de la señal sería equivalente a una tierra del chasis? ¿qué?
dwwilson66

Tienes los símbolos "tierra física" y "tierra física" mezclados.
Trevor Hickey

@Trevor No creo que los haya mezclado (aunque si proporcionas una referencia lo reconsideraré).
Nick Alexeev

@NickAlexeev Estaba viendo este video: youtu.be/eGeFVIJ2u0w?t=3m2s Si buscas en Google el "símbolo de tierra", también verás un consenso al respecto. Par = tierra terrestre según el Consorcio Unicode.
Trevor Hickey

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con referencia a la corriente alterna. Según tengo entendido durante la mitad del ciclo, la vida es positiva a neutral y durante la mitad del ciclo, la vida neutral es positiva. Entonces, seguramente obtendrás el mismo impacto al tocar neutral y tierra como lo harías con live and earth. En otras palabras, la CA no rectificada no tiene polaridad y puede conectarse de cualquier manera.


No, el neutro nunca es más que unos pocos voltios diferentes del suelo en condiciones normales. Cuando "neutral es positivo para vivir", significa que vivir es realmente negativo con respecto a neutral y fundamental.
Dave Tweed
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