Как сделать заземление на плате

Обновлено: 03.05.2024

Тема: Как правильно заземлять

Как правильно заземлять

Или по другому "Как правильно разводить земли?"

Допустим есть корпус усилителя железный.

Плата усилителя мощности.

Блок питания для платы усилителя мощности (здоровый такой трансформатор и большие банки кондеров)

Плата селектора входов и регулятора громкости на сигнальных релюшках. (расположена эта плата недалеко от входных гнезд типа RCA у задней стенки корпуса)

Плата управления и индикации. (кнопочки, ручечки там всякие, немножко логики. статика, никаких генераторов и контроллеров нет). Расположена около передней стенки. Задача платы управления, переключать релюшки на плате селектора входов.

Источник питания для платы управления и индикации (трансик или аккум).

Если представляете себе картину в целом, проанализируйте пожалуйста пути всех полезных токов, токов возможных помех и расскажите как правильно организовать заземление в подобной системе с целью достижения 100% хайэнда.

Присоединяюсь. На днях посещала мысль создать подобную тему

Звездой, наверное, соединять все корпусные провода и потом эту "звезданутую" точку подсоединять к корпусу так, чтобы помехи были минимальны.

Я делал так(Орбита 50УМ): в районе БП поставил шину, представляющую собой прямоугольный стержень, с десятком отверстий и винтами для зажима вставляемого провода. Такие шины бываю на 6-20 отверстий, у меня было 10. Продают в магазинах где электрика всякая, автоматы сетевые, розетки, лампы и т.п.
Можно сделать по другому - болт вкрутить в корпус, а на него посредством клемм "под болт" подсоединить провода. затем гайкой затянуть.

TQWP 75ГДШ33+Beyma CP 22+Kenwood KA-6100+Pioneer PD206

У меня тоже вопросы про землю есть, прошу прощения, если тупые
Если делаем двойное моно, есть ли смысл делать каналам разную землю? (В источнике ведь всё равно наверняка земля каналов общая, а то и штеккер с общей землёй. )
Имеет ли значение, заземлять центральную точку звезды на корпус как можно короче или так же, как и прочие элементы - проводом?
Даёт ли что-то наличие массы в центральной точке?
Следует ли подключаться к земле в розетке (в доме проводка по современному стандарту)?
Ещё какие-то вопросы были, может, потом вспомню

Последний раз редактировалось TheLivingOne; 28.10.2006 в 23:56 .

Если делаем двойное моно, есть ли смысл делать каналам разную землю?

Все эти вопросы подробно рассматривал Л.Зуев в ветке про свой усилитель.
PSV также давал разводку.

Игорь. Meridian 507.24 => DAC6 v2+свой выхлоп => Noosfera Echo v5 => Celestion A2 + Hand-made cable

Добавлено через 4 минуты

Следует ли подключаться к земле в розетке (в доме проводка по современному стандарту)? Говорят что такое заземление портит звук.
Сам я аппаратуру не заземлил.

На самом деле, не все так легко. Топологий разводки земли есть несколько. Зависит это и от схемотехники, например если есть понятие земли-корпуса, как во многих измерительных приборах - это одно, есть усилители с совмещенной землей - другое, усилители с разделенной силовой и сигнальной землей - это третье. Последнее самое правильное, но если схемотехника позволяет. Второе, что влияет на разводку земли - это устройство питания. Если есть общее между каналами питание и его нельзя отвязать от сигнальной земли - это одно, если все ИП имеют общий провод - второе, все ИП независимы и соединить их можно где угодно - третье.

Если случай идеальный и усилитель классический с операми и с оконечником с ОООС, то:
1. Делай медную земляную шину (продается в электротоварах) и соединяй ее с корпусом усилка посередине.
2. От этой шины ведешь провод на общую точку соединения сигнальных земель левого канала через резистор 10 Ом 1-2Вт. То же самое для ПК.
3. От этой общей точки соединения сигнальных земель ЛК ведешь сигнальную землю на вход предварительного усилителя ЛК. То же для ПК отдельно.
4. С точки входа сигнальной земли ЛК тянешь сигнальную землю на вход УМ ЛК. С этой землей в УМ имеют право быть соеденини только резисторы сигнальных утечек, нагрузки драйвера и цепи ООС. То же и в предаврительном усилителе. Ни в коем случае на эту сигнальную землю не должны опираться конденсаторы питания любых каскадов. Так же и для ПК.
5. Если ИП двуполярные и земля у них уже готовая, то все эти земли надо вывести на колодку. Если, например силовые ИП раздельные, то тогда они заводятся на платы потребителей, там соединяются в локальные силовые земли и из этих точек делаются проводники на земляную колодку и на минус клемм АС.

Эффективная система заземления на платах с ИС смешанного сигнала

В статье обсуждаются проблемы создания системы заземления на печатных платах (ПП), содержащих микросхемы смешанного сигнала. Предложены практические рекомендации по разводке печатных плат, которые позволяют минимизировать перекрестные помехи и повысить надежность работы системы смешанного сигнала. Рассмотрены базовые принципы протекания тока в печатных платах.

У разработчиков печатных плат часто возникают вопросы, связанные с тем, как правильно выполнить заземление интегральных схем (ИС), которые имеют раздельные аналоговую и цифровую земли. Должны ли эти земли быть совершенно отдельными и никогда не соединяться между собой? Следует ли их соединять в одной точке с помощью разрывов в плоскости земли? Как может быть реализовано заземление на ПП при наличии нескольких ИС, в которых предусмотрены как аналоговая, так и цифровая земли?

В данной серии статей содержатся рекомендации по заземлению ПП для проектов смешанного сигнала. Для большинства приложений применим простой метод без разрезов земляной плоскости, который позволяет успешно выполнить разводку ПП, содержащей микросхемы смешанного сигнала. Мы рассмотрим этот метод ниже и, кроме того, покажем, что базовые принципы, изложенные в данной статье, могут быть использованы в более сложных приложениях.

В первой части статьи мы рассмотрим базовые принципы протекания тока в ПП. Во второй части изучим, как размещать компоненты и выполнить разводку сигнальных проводников, чтобы минимизировать проблемы, связанные с перекрестными помехами. В третьей части рассмотрим особенности протекания токов, потребляемых от источников питания, и завершим эту серию статьей о применении изложенных принципов для заземления схем с несколькими ИС смешанного сигнала.

Следуя за током

Вспомним, что набор соединенных электрических и электронных компонентов мы называем «схемой» или «цепью», поскольку токи всегда протекают от источника к нагрузке, а затем возвращаются назад по обратному каналу, образуя своего рода кольцо. Учет направления протекания токов — как их путей при выполнении полезной работы, так и образующихся каналов обратного тока — является основополагающим принципом проектирования аналоговой схемы. Кроме того, все цифровые схемы являются, по сути, аналоговыми схемами, они представляют собой систему, для которой мы определяем всего два состояния. Транзисторы и другие компоненты, а также токи и напряжения в такой схеме работают в соответствии с теми же физическими принципами, что и другие аналоговые цепи. Они генерируют обратные токи точно таким же образом, как и любые другие схемы.

Рис. 1. Простое соединение — прямое соединение
между двумя ИС

На рисунке 1 показано простейшее соединение в схеме: прямое соединение от одного чипа к другому. В идеальных условиях выходной импеданс ИС1 будет равен нулю, а входной импеданс ИС2 будет бесконечным, поэтому ток в таких условиях не протекает. В реальных же условиях ток будет протекать из ИС1 в ИС2 или обратно. Что происходит с этой схемой?

На самом деле должно существовать еще одно соединение ИС1 и ИС2, которое позволяет протекать току из ИС1 в ИС2 и возвращаться в ИС1 или наоборот. Этим соединением обычно и служит земля, и часто на принципиальной схеме цифровой части системы ее даже не обозначают (см. рисунок 1). В большинстве случаев на принципиальных схемах для обозначения заземления используется специальный символ, как показано на рисунке 2а. На рисунке 2б показана полная цепь протекания тока.

Рис. 2. Простая схема, показанная на рисунке 1: а) земляное соединение обозначено специальным
символом; б) полная цепь с каналом протекания тока по земле

Конечно, сами по себе ИС не являются источниками тока. Ими служат источники питания схемы. Для упрощения предположим, что в схеме имеется одна шина питания, а источником питания служит батарея. Дополним схему развязывающими конденсаторами, шунтирующими источник питания ИС.

Рис. 3. Путь протекания постоянного тока для случая, когда ток вытекает из ИС1

Все постоянные токи начинаются и заканчиваются на источнике питания. На рисунке 3 показан путь протекания постоянного тока для случая, когда ток вытекает из ИС1. Для высокочастотных сигналов (высокая частота в значительной степени определяется шунтирующей емкостью и импедансом источника питания) ток начинается и заканчивается на развязывающем конденсаторе. На рисунке 4 показан путь тока высокочастотного сигнала.

Рис. 4. Путь протекания тока высокочастотного сигнала для случая, когда ток вытекает из ИС1

Важно помнить, что выход не всегда является источником токов. Рассмотрим случай, когда выход ИС1 подсоединен ко входу ИС2, который имеет нагрузочный подтягивающий резистор, подключенный к напряжению питания VDD. На рисунке 5 показан путь протекания переходного (высокочастотного) тока для такого случая от конденсатора C2 через подтягивающий резистор в ИС2, через полевой транзистор нижнего плеча, который находится во включенном состоянии — в ИС1, а затем — через вывод земли ИС1 на земляной вывод C2. Хотя ИС1 является управляющим устройством, подключение выхода ИС1 с помощью полевого транзистора к земле приводит к тому, что ток от C2 протекает через ИС2 и втекает в ИС1. Если выход ИС1 на рисунке 5 остается в состоянии низкого уровня длительное время – потребляемый статический ток будет вытекать прямо из источника питания (рисунок 6).

Рис. 5. Путь протекания высокочастотного тока для случая, когда ток вытекает из ИС2

До сих пор в нашем обсуждении использовалась упрощенная модель. Мы условно разделили сигналы на низкочастотные и высокочастотные, как если бы между ними существовала вполне определенная граница. В реальности всегда имеются оба канала протекания тока. На рисунке 6 при начальном переходе выхода ИС1 в состояние низкого уровня ток вытекает из развязывающего конденсатора ИС2. Это объясняется тем, что на выходе ИС1 требуется почти мгновенное изменение тока, поступающего от входного вывода ИС2, который привязан резистором к напряжению питания.

Рис. 6. Путь протекания постоянного тока для случая, когда ток вытекает из ИС2

Мы подключили развязывающий конденсатор к ИС2 на очень близком расстоянии от ее выводов питания и земли, чтобы обеспечить требования быстрого изменения тока. Источник питания не может обеспечить такой быстрый переходный ток, поскольку он расположен не так близко от ИС и потому имеет значительное сопротивление и, что более важно — существует индуктивность между этим источником питания и выводом напряжения питания ИС2.

Цель подключения развязывающего конденсатора к микросхемам — обеспечить переходные (высокочастотные) токи, что не способен сделать источник питания. По мере того как переходный процесс спадает, все большая часть тока поступает от источника питания, а меньшая его часть — от развязывающего конденсатора.

Упростим нашу концепцию еще больше, допустив, что постоянный ток поступает от источника питания, а переменный — от развязывающего конденсатора. Мы знаем, конечно, что в реальности дело обстоит немного сложнее.

Рассматривая более динамичную ситуацию, мы обнаружим, что путь протекания токов представляет собой сочетание всех четырех вариантов, рассмотренных выше. Общий путь в любом направлении начинается с вывода питания компонента, из которого вытекает ток (ИС1 или ИС2), проходит через этот компонент и через соединение с другим компонентом (ИС2 или ИС1), а затем протекает через второй компонент к выводу земли этого компонента.

Каким образом ток завершает свой круговой путь от вывода земли к выводу питания компонента источника – зависит от частоты сигнала. Постоянный ток полностью вернется в земляной терминал источника питания, он будет протекать от вывода питания ИП к выводу питания компонента, из которого вытекает ток. Ток высокочастотного сигнала вернется в земляной вывод развязывающего конденсатора компонента с вытекающим током, который также передает ток в вывод питания.

В реальности всегда присутствуют оба компонента тока, причем для низкочастотных сигналов доминирующим является путь постоянного тока. Не забывайте, что даже если цифровой сигнал переключается с низкой скоростью (как, например, в случае прямоугольного сигнала с частотой 1 Гц), переключения из одного состояния в другое, вызываемые переходными токами, происходят с частотой, которую имеет намного более высокочастотный сигнал. Они просто происходят реже.

Обсуждая, как реализовать заземление на корректно выполненном проекте, мы полагаем, что развязывающие конденсаторы и выводы питания и земли микросхемы находятся в непосредственной близости друг от друга. Развязка подобного рода существенно упрощает работу разработчика. Обычно, рассматривая протекание сигнальных токов в печатной плате, мы представляем развязывающие конденсаторы и ИС как одно целое.

Заметим, наконец, что питающий ток для высокоскоростных переменных сигналов проходит очень короткое расстояние от развязывающего конденсатора до ИС, которую он шунтирует. Пути тока в самой ИС, конечно, малы. Подавляющая часть пути тока в петле приходится на соединение между выходом одного чипа и входом другого и канал возврата тока через землю.

Изучите рисунки 4 и 5 и подумайте, что произойдет, если ИС отделить друг от друга на большее расстояние. Развязывающие конденсаторы остаются рядом с соответствующими ИС, и все расстояние увеличивается за счет удлинения соединения между чипами и пути возврата тока через землю. Для токов высокоскоростных сигналов именно здесь могут возникнуть проблемы.

Цифровые и аналоговые источники питания и земли

На схемах, приведенных выше, мы не определили, являются ли ИС и сигналы цифровыми или аналоговыми. ИС1 может быть операционным усилителем с полевым транзистором нижнего плеча в выходном каскаде, входной вывод на ИС2 может быть входом АЦП. ИС1 может быть микроконтроллером с двухтактным выходом в качестве стандартного порта ввода/вывода, вход ИС2 может быть управляющим выводом ЦАП. Мы упомянули об АЦП и ЦАП, как о типичных компонентах, по поводу которых возникают вопросы, связанные с заземлением как для аналоговых, так и для цифровых сигналов. Аналоговые схемы обычно имеют дело с сигналами, которые изменяются плавно и непрерывно и для которых небольшие изменения напряжения и тока имеют существенное значение. Цифровые схемы работают на основе скачкообразного перехода из одного состояния в другое, генерируя импульсы тока. Для них обычно допускаются широкие диапазоны напряжений, которые соответствуют определенному состоянию. Именно такие, достаточно большие по величине, резкие импульсы цифрового тока во время перехода схемы из одного состояния в другое могут исказить аналоговые сигналы, если их надлежащим образом не отделить друг от друга.

Путь наименьшего импеданса

Широко известен принцип, согласно которому ток протекает по пути наименьшего сопротивления. К сожалению, этот принцип верен только для постоянных токов. Более полным и точным вариантом изложения этого принципа является утверждение, что ток протекает по пути наименьшего полного сопротивления (импеданса). Для постоянного тока имеет значение только резистивная часть импеданса. В случае сплошной плоскости заземления путь наименьшего сопротивления представляет собой прямую линию. В действительности ток будет протекать и не по прямому пути.

Величина тока по любому конкретному пути будет обратно пропорциональна расстоянию, поскольку сопротивление земляного слоя на единицу длины — величина практически постоянная. Поэтому большая часть тока будет протекать по прямолинейному пути наименьшего сопротивления, а меньшая часть тока — по пути, который все больше отклоняется от прямолинейного. Для упрощения мы обозначим постоянные токи как токи, текущие по прямолинейному пути, с учетом того, что имеется довольно широкое распределение токов, причем ток максимальной величины протекает вдоль этой прямой линии.

Для сигналов, которые имеют наибольшее значение, то есть для переменных сигналов, нам также следует рассмотреть реактивную часть импеданса. Для печатных плат, в которых используется плоскость земли, смежная с сигнальным слоем, мы имеем однозначно определенное значение импеданса, которое зависит от геометрии проводника, толщины слоя печатной платы, отделяющего проводник от слоя земли, материала платы и частоты сигнала. Все математические подробности, связанные с этими параметрами, выходят за пределы данной статьи. К счастью, нет необходимости погружаться в математические расчеты, чтобы использовать предложенную концепцию и получить хорошие результаты.

Рис. 7. Простое соединение двух ИС с помощью
проводника, идущего не по кратчайшему пути

Рис. 8. Токи возврата через землю протекают по
пути наименьшего сопротивления (синие стрелки) и
по пути наименьшего импеданса (красные стрелки)

Рассмотрим очень простой пример для одного проводника, соединяющего две ИС. Представим, что микросхемы установлены на печатной плате, а соединяющий их проводник проложен не по кратчайшему пути (рисунок 7). Допустим, имеется сплошная плоскость земли с соединением к земляному выводу каждой ИС вблизи от точки подключения проводника. Обратные токи должны протекать от заземляющего соединения одной ИС к заземляющему соединению другой ИС. Поскольку у нас имеется сплошная земляная плоскость, путем наименьшего сопротивления и, следовательно, путем постоянного тока, будет прямая линия (путь, обозначенный синей стрелкой на рисунке 8). Для высокочастотных сигналов (из-за взаимной индуктивности между проводником и земляной плоскостью под ним) путем с наименьшим импедансом на плоскости земли оказывается путь, расположенный непосредственно под проводником (путь, обозначенный красной стрелкой на рисунке 8).

Но какую частоту считать высокой? Эмпирическое правило на этот счет гласит, что обратные токи сигналов частотой в несколько сотен килогерц и выше протекают под сигнальными проводниками. Рабочая частота, выше которой она считается «высокой», определяется геометрией проводника и печатной платы (ширина проводника, зазор между слоями) и материалом платы (диэлектрическая постоянная). Для определения того, будет ли обратный ток следовать вдоль проводника, в наиболее общем случае нам нужно точно знать, какова эта частота.

Математическое описание этого явления чрезвычайно сложно и, по мнению автора, весьма запутано. К счастью, доктор Брюс Аршамбо (Bruce Archambeault) опубликовал свою работу, в которой представил рисунки, иллюстрирующие эту проблему намного лучше, чем страницы текста, полные уравнений. На рисунке 9 в качестве примера показана топология U-образного проводника, проходящего над земляной плоскостью.

Рис. 9. Топология U-образного проводника, проходящего над земляной плоскостью (рисунки 9…12
опубликованы с разрешения Брюса Аршамбо)

Д-р Аршамбо выполнил электромагнитное моделирование для сигналов различной частоты, чтобы выяснить, по какому пути протекает ток. Прямые токи сигналов для каждого случая, конечно, ограничены проводником, однако обратные токи по земле могут протекать в любом участке земляной плоскости.

Рис. 10. Ток земли частотой 1 кГц протекает от нагрузки к источнику по прямой линии

На рисунке 10 показано, как протекают токи сигнала частотой 1 кГц. Ток земли главным образом протекает от нагрузки к источнику по прямой, что показано с помощью узкой желтой линии. Небольшая величина тока земли протекает вдоль пути сигнала (обозначено светло-синим цветом), в то время как еще меньшая часть тока протекает между этими двумя путями, что показано с помощью более темного оттенка синего цвета на большей части плоскости земли.

Рис. 11. Ток земли частотой 50 кГц протекает по всей плоскости

На рисунке 11 показан ток для сигнала частотой 50 кГц, текущий главным образом вдоль сигнального проводника (широкая зеленая полоса вдоль проводника) и, в меньшей степени — непосредственно от нагрузки к источнику (более бледная и широкая зеленая линия между двумя концами проводника), а также в промежуточной области. В средней области, которая окрашена в светло-синий (а не темно-синий) цвет, протекает минимальная величина тока. Наконец, на рисунке 12 показаны пути тока для сигнала 1 МГц. Практически весь обратный ток земли протекает вдоль сигнального проводника.

Рис. 12. Ток земли частотой 1 МГц протекает вдоль сигнального проводника

Как можно было бы предполагать, для этого случая обратный ток не распределяется по плоскости земли шире, чем сам проводник. Распределение тока для таких высоких частот определяется следующим уравнением:

где J(x) — плотность тока, I — общий ток, w — ширина проводника, h — толщина слоя ПП (высота проводника над земляной плоскостью), x — ширина зоны измерения тока под проводником (рисунок 13).

Рис. 13. Поперечный разрез печатной платы

Важно отметить, что данное уравнение не зависит от частоты (опять же, полагая, что частота достаточно высокая, о чем говорилось выше). Если оценить уравнение, мы получим гауссово распределение с пиком, который находится прямо под центром проводника.

Если суммировать ток в полосе между x = -h и x = h, то обнаружим, что 50% общего тока протекает в этой области. Более того, 80% тока находится в полосе между x = -3h и x = 3h. Как можно догадаться интуитивно, чем тоньше слой печатной платы (то есть, чем ближе проводник расположен к плоскости земли), тем более плотным будет распределение тока.

Что дальше?

Изложенные базовые принципы протекания тока можно применить и для более сложных схем. В следующей части статьи мы рассмотрим принципы протекания тока в реальных схемах и обсудим способы создания печатных плат, свободных от распространенных проблем с заземлением.

Заземление компьютера: а нужно ли делать?

В доме современного человека, в настоящее время, полно всевозможной электрической техники. Однако для достижения комфорта не всегда достаточно просто включить прибор. Необходимо, чтобы устройство также было и безопасно. Особенно это становится заметно при отсутствии заземления. Порою это становится заметно если ненароком случайно дотронутся к корпусу ПК, а другой частью тела радиатора батареи центрального отопления. В этот момент можно почувствовать покалывание или жжение на участках соприкосновения кожи с металлическими объектами. В пределах стати расскажем, как организовать заземление компьютера.

Зачем заземлять компьютер?

В странах СНГ электроснабжение в большинстве случаев, до сих пор организовано по двухпроводной схеме: провод фаза и провод ноль. Заземление компьютера необходимо произвести по некоторым причинам:

Схема блока питания компьютера выполнена таким образом, что половина напряжения всегда присутствует на корпусе. То есть входная цепь фильтрующего элемента блока питания через гасящие конденсаторы , постоянно подключена к средней точке. Данное устройство играет очень важную роль в питании ПК. Конденсатор не пропускает высокочастотные сигналы с блока питания в сеть, и в свою очередь оберегает сам блок питания от внешних помех.
Заземленный компьютер не может собирать на своем корпусе статическое электричество. А всем известно, что статическое напряжение очень опасно для электроники, и в некоторых случаях может стать причиной отказа в работе сложной техники, или к выходу из строя некоторых элементов. Особенно бояться статики, планки памяти для компьютера. Кроме того статика притягивает пыль, которая покрывает поверхности и затрудняя отвод тепла от радиаторов, и забивает вентиляторы охлаждения.
Шум в колонках и микрофоне так же может быть причиной не заземленного корпуса ПК. А так же посторонний шум в динамиках, вызванный работой другой бытовой техники.

И так заземление компьютера необходимо чтобы:

Защитить компьютер от статического электричества.
Устранить фон при работе аудио системы.
Убрать напряжение с корпуса Пк, и обезопасить пользователя.

Как заземлить компьютер?

Если все перечисленное нами ранее вам знакомо: компьютер бьет током, фон в колонках, огромное скопление пыли вокруг компьютера, и частые отказы в работе системы, и вы проживаете в старом жилищном фонде, значит нужно задуматься про организацию заземления .

Современные дома строятся с учетом новых требований безопасности, с отдельным проводом защитного заземления. В том случае, если вы проживаете в частном доме, можно самостоятельно организовать заземление для своего жилища и ПК. И произвести разделение нуля по схеме TN-C-S или заземлить один корпус компьютера, по схеме TT.

Для изготовления заземления необходимо:

Определиться с местом расположения будущего заземляющего контура.
Очертить контур треугольника с вершиной 2.5 -3 метра.
В вершинах треугольника вбиваются металлические штыри длиною не менее двух метров.
Вершины соединяются выкопанной траншеей, и закладываются металлические поперечины которые сваривают между собой и штырями.
Отдельно выводится часть металлической шины от устройства, на стену здания и приваривается болт, для последующего присоединения провода заземления.

В настоящее время, уже можно купить готовые комплекты для самостоятельной установки заземления. Если вы оказались жителем квартиры, то организация заземления ПК будет намного сложнее. Было бы просто чудесно, если ваш дом попал под программу реконструкции, и управляющая компания заменила подъездную проводку на современную, пяти проводную систему TN-C-S. Тогда можно смело менять квартирную проводку на трехжильную, с проводом защитного заземления.

Если такого нет, а вы уже поменяли самостоятельно в своей квартире проводку на трехпроводную, необходимо ждать модернизацию домовой сети для подключения нуля. Есть путь отдельной организации индивидуального заземления по схеме ТТ , в палисаднике под окнами. Но для этого необходимо согласовать и получить разрешение управляющей компании.

Важно, знать как делать нельзя:

Заземлять компьютер на батарею отопления.
Использовать арматуру из стен или потолка.
Соединять заземление с нулем.
Использовать защитную оплетку антенного провода.
Подключать заземление к подъездному электро щитку.

Батарея отопления не является отличным заземлением, и при кажущейся надежности, электрическая цепь из металлических труб может разрываться пластиковыми трубами, а вода не надежный проводник и имеет высокое сопротивление, вплоть до того что она может банально отсутствовать в данном промежутке места и времени. А появившийся потенциал на корпусе батареи представляет опасность.

Арматура перекрытий также не может являться надежным проводником, и не иметь контакта с землей.

Подключение заземления на ноль, называется занулением. Данный способ представляет опасность в том, что в случае аварии при отгорании нуля заземленный корпус через зануление, просто окажется под опасным фазным напряжением.

Использование оплетки антенны так же опасно, она для этого не предназначена, за годы эксплуатации часть оплетки могла сгнить и даже просто может использовать в качестве заземления подъездный щиток.

Заканчивая статью подведем итоги. Лучше для заземления компьютера перейти на трехпроводную проводку с отдельным защитным проводником TN-C-S. Организовать свой собственный контур заземления, если первый способ не доступен. Ни в коем случае нельзя использовать в качестве заземления, не приспособленные для этого предметы и способы, оговоренные в статье.

Что такое "земля"на схемах в электронике?

Заземление сбивает с толку. Особенно, если это касается электроники. Я думаю, что большинство людей, которые начали изучать электронику, в тот или иной момент спрашивали «что такое земля здесь на схеме?». Это подключение к земле?

Весь смысл в том, что земля в электронике и в высоковольтных электрических цепях - это одни и те же слова, но с разным смыслом. В высоковольтных цепях термин "заземление" означает фактическое соединение с землей.

Обычно в электронике заземление - это просто "имя", которое мы даем определенной точке цепи.

В цепи с одной батареей (с положительной и отрицательной клеммой) мы обычно называем отрицательную клемму заземлением.

Сейчас я попробую объяснить на примерах.

Чтобы увидеть, как течет ток на принципиальной схеме с символами заземления, просто соедините точки, которые имеют символы заземления между собой.

Схема с использование символа заземления Схема с использование символа заземления Та же равнозначная схема без символов заземления Та же равнозначная схема без символов заземления

Цепи, где есть "плюс", "минус" и "заземление"

На некоторых схемах вы можете найдете соединение с клеммой "плюс", клеммой "минус" и клеммой заземления. Это распространено, например, в схемах усилителей. В чем тут "секрет" и "как это работает"?

В этом варианте земля является средней точкой между плюсом и минусом. Если напряжение, измеренное между минусом и плюсом, составляет 9 вольт, это означает, что заземление будет на уровне 4,5 вольт. Но в этом случае на клемме "плюс" будет потенциал 4,5 вольт, на клемме "минус" - 4,5 вольт. На клемме заземления будет, следовательно, потенциал равен 0 Вольт.

Я напомню вам, что напряжение -разность потенциалов между двумя точками. Таким образом, если на клемме "минус" -4,5 вольт и на клемме "плюс" 4,5 вольт, то мы имеем разницу потенциалов (напряжение) между ними в 9 Вольт.

Как заземлять бытовую технику-полное описание

Огромное значение в безопасной и надежной работе домашней бытовой техники играет правильно выполненное заземление. Компьютеры, периферийные устройства, локальные сети и конечно, бытовая техника будут работать бесперебойно и долго только благодаря использованию хорошего заземления.

Техника безопасности, защита и правильная эксплуатация – вот три главные задач, стоящие перед заземлением, которое ни как нельзя забывать делать.

Блоки питания любой бытовой техники, компьютера, телевизора и прочих устройств имеют в своей конструкции сетевой фильтр.

Конденсаторы, которые обязательны для сетевого фильтра служат шунтирующими устройствами, сглаживающими высоковольтные помехи и повышающими качество питающей сети посредством провода защитного заземления, через специальную вилку и розетку. Земляной контур в доме, если он существует, соединяется с земляным проводом.

Важно: ни в коем случае нельзя заземляющий контур соединять с нулем силовой сети.

Факторы, обеспечивающие безопасность

1.При выполнении зануления пользователь должен быть уверен, что нулевой проводник не будет задействован в качестве фазы, если случайно электрическую вилку перевернут другой стороной.

2.Если земляной провод ни куда не присоединять, на корпусе техники появится напряжение около 100В переменного тока. В этом случае конденсаторы выступают в качестве делителей напряжения, одинаковая величина емкости конденсаторов, делит напряжение 220В надвое.

3.Чем мощнее мощность блока питания, тем выше емкость конденсаторов в фильтре и выше величина тока. При величине емкости С = 0,01 mF значение тока составит 0.7mA. Это опасное значение тока и может, причинить вред ребенку или домашнему животному, объясняется это тем, что они имеют невысокий вес тела и низкую устойчивость к опасным факторам. Если вы одновременно дотронетесь и до неокрашенных металлических частей корпуса, например, компьютера и батареи отопления, то можете попасть под напряжения, которое появилось из-за разности потенциалов между устройствами. Это болезнь всех интерфейсных схем.

4.Если заземление или зануление исполнено правильно, отдельным проводником на общий контур, разности потенциалов не будет.

1.При разводке электропроводки двухпроводным кабелем нельзя использовать в качестве заземления нулевой провод, иначе вы рискуете получить разность потенциалов, которая появится в результате падения напряжения от протекания силового тока Inul.

2.Большая разность потенциалов появится при подключении в эти розетки потребителей с большой нагрузкой, например, принтер, возникнут большие импульсные помехи, особенно при включении и отключении прибора и соответственно появится разность потенциалов. Величина ЭДС в этой сети будет невысокой, выходное сопротивление будет низким и равным сопротивлению нулевого проводника.

Важно: так как сопротивление питающего кабеля, общего назначения, обладающего большим диаметром, чем сечение соединительного провода, имеет сопротивление меньше чем сопротивление соединительного кабеля, ток будет намного меньше, чем на силовом кабеле. Это действие справедливо по закону Ома U = I * R I = U/R

Если произошло нарушение контактной системы в нулевом питающем проводнике, через кабель соединения может уходить весь ток нагрузки прибора. Это чревато выходом устройства из строя. Потенциалы корпуса, которые не выровнены, служат причиной помех в сети.

Важно помнить: самая нежелательная и опасная ситуация, которая может угрожать жизни и целостности прибора, появляется при повреждении, обрыве нулевого провода в результате заземления устройств с помощью рабочего нулевого провода. Это может произойти в результате отгорания проводника в силовом щите или распределительной коробке, вследствие плохого контакта. Трансформатор питающего блока или двигатель бытового устройства, например, стиральной машины или пылесоса, создадут на нулевом контакте и на корпусе прибора напряжение 220В с мощностью равной мощности сети.

Пример: во время уборки квартиры, вы пылесосите ковер, а пылесос вдруг останавливается, ваше желание посмотреть, что случилось, заставляет вас прикоснуться к пылесосу и вы случайно дотрагиваетесь до батареи отопления, получаете удар током. Тоже самое может произойти, если вы одновременно коснетесь стиральной машины и полотенцесушителя

Запрещено соединять корпус прибора нулевым проводом – опасно для жизни.

В случае отсутствия заземления на разных соединяемых устройствах и питании их от одной фазы разность потенциалов не будет значительной, это следствие разброса емкостей конденсаторов и разных фильтров устройств. Уравнивающий ток через общий провод соединительного кабеля не будет большим, соответственно и разность потенциалов тоже будет небольшой.

Если незаземленные устройства питаются от различных фаз, разность потенциалов между их несоединенными корпусами будет примерно равно 190В. Уравнивающий ток будет равен 10 мА. Это может представлять опасность при осуществлении коммутационных действий при включенной нагрузке, может произойти выгорание контактов проводников.

Самый опасный случай, который может повлечь большие неприятности, соединение заземленного устройства с незаземленным устройством, имеющим мощный блок питания.

Опасно подключать сетевые шнуры приборов с электровилкой на два полюса от блока питания с трехполюсным разъемом, это представляет опасность в квартирах с отсутствием заземляющего контура.

Некоторые причины, влияющие на качество подключения

Ненадежный контакт из-за плохой упругости или из-за наличия заусенцев в корпусе розетки.
Частые действия по выниманию и вставке электровилок в розетки, под нагрузкой, что ведет к ослаблению контактов и возникновению разностей потенциалов. Перед тем как вставить, или вынуть вилку из розетки потребитель желательно выключить.
Параллельные порты различных интерфейсных устройств особенно чувствительны к разности потенциалов, это относится и к интерфейсам локальных сетей

Прокладка для заземления отдельной шины или провода не всегда эффективна и не может полностью защитить от помех, могут появиться замкнутые контуры с большим охватывающим пространством. Наиболее удобно пользоваться трехпроводным проводом, где одна жила используется в качестве заземляющего проводника.

Предупреждения:

Стандартная электрическая сеть рассчитана на линейную нагрузку. Компьютеры и их бестрансформаторные блоки питания, обладают способностью создавать проблемы при разводке электросети из-за динамической нелинейности входной цепи.
Крайне не желательно подключать заземляющий провод к батарее отопления.
Заземление отдельным проводом к щиту управления на лестничной площадке, не имеющего отдельный контур заземления, пускать также не желательно.
Заземление в квартире, если есть контур, должно быть полным, не частичным.
Категорически нежелательно соединять заземляющий контакт розетки с рабочим нулем электрической сети.
При соединении кабелей бытовых приборов питание необходимо отключать

Вывод: Соблюдение правильного соединения заземляющего провода способно защитить вас и ваших близких от поражений электрическим током, а вашу бытовую технику обеспечить длительным периодом бесперебойной работы.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Как правильно подключать заземление

Так как наводки представляют собой источник нежелательных сигналов, то они могут быть причислены к шумам. Защита от наводок может быть достигнута за счет надлежащего заземления, тщательного расположения монтажа и экранирования. Задача надлежащего экранирования может оказаться достаточно сложной, но может быть сведена к трем простым принципам (которым отнюдь не просто следовать):
1) проводник экрана должен быть присоединен к нулю опорного напряжения сигнала (земле сигнала) только один раз (При экранировании низкочастотных помех в ближнем поле. При экранировании радиопомех заземление лучше подобрать экспериментально);
2) экран и земля сигнала должны быть заземлены у источника питания в одной и той же физической точке;
3) все проводники, несущие сигнал, должны быть помещены в экран. Надлежащий монтаж должен исключать чрезмерную сгущенность, длинные пути прохождения сигнала с экраном или без него, не необходимые перекрещивания проводов. Другими словами, следуйте хорошему конструкторскому опыту.

Заземление

Непродуманное заземление, как правило, приводит к восприятию схемой нежелательных сигналов. Сформулировать принцип надлежащего заземления нетрудно, но иногда следовать этому принципу тяжело. Этот принцип можно сформулировать так: заземление, по которому течет ток нагрузки к источнику питания, должно осуществляться отдельным проводом, а не объединяться с проводом земли сигнала.

На рис. 1 показан пример реализации этого принципа. Смысл такого заземления заключается в том, что часто ток нагрузки во много раз больше тока сигнала. Ток нагрузки, протекая даже через провода достаточно большого сечения, может вызвать падение напряжения (IR) на линии заземления. Это вызовет изменение напряжения на линиях опорного напряжения каждого ОУ, присоединенного к этой линии заземления. В экстремальных случаях это изменение потенциала может составить несколько милливольт и может служить источником значительной погрешности.

Рис. 1. Правильная схема заземления.

А и Б (в кружках) - провода заземления, по которым течет малый ток; В и Г (в кружках) - провода заземления, по которым течет большой ток; 3 - заземляемый вывод.

Л. Фолкенберри "Применение операционных усилителей и линейных ИС"

Еще раз о заземлении

Существует два технических приема, к которым несерьезно относятся даже те, кто производит впечатление знающих, - это заземление и экранирование. Главная причина осложнении, которые могут возникнуть в этой области, заключена в образовании так называемых цепей обратной связи через землю.

Рис 2. Ситуация, приводящая к тяжелым последствиям — повсеместные токи заземления (а); правильное заземление (б).

Такая цепь создается токами, протекающими в проводнике заземления. Этот ток создает падение, напряжения, которое проявляется для системы как сигнал. Эта ситуация показана на рис.2,а., где земля сигнала, общий проводник к источнику питания от усилителя и проводник заземления самого источника питания подключены к различным токам на поверхности заземления.

Рис. 3. Метод соединения земли аналоговых и цифровых схем на печатной плате.

Поверхностью заземления может быть массивный толстый кусок меди, или сама земля, или большой лист металла, но даже в этом случае нет уверенности, что проблема решена. Если же "землей" будет тонкий провод, то почти наверняка вы столкнетесь с проблемой цепей обратной связи через землю.

В случае, показанном на рис. 2, большой ток ("большим" может считаться ток всего в несколько миллиампер) вызывает падение напряжения между точками В и С. Это можно интерпретировать как сигнал постоянного тока на входе усилителя. Хотя мы можем считать, что входной сигнал действует между точкой Л и входной линией усилителя, в действительности входным сигналом для усилителя будет напряжение относительно точки С.

Мы очень часто говорим о необходимости заземления, но, по-видимому, возможны и такие случаи, когда точек заземления слишком много. Лучшая ситуация - это единственная точка заземления, как это показано на рис. 1,б. При этом формирование цепей обратной связи через землю исключается или по крайней мере значительно затрудняется.

Рис. 3. показывает, как это можно сделать при разработке рисунка печатных проводников на печатной плате. Проводники заземления от различных цепей сходятся в одну точку на торцевом разъеме платы. Для более сильных токов используются два параллельных вывода.

Дж. Кар "Проектирование и изготовление электронной аппаратуры" М., "Мир" 1980г.

none Опубликована: 2005 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Читайте также: