Общий провод или земля.
Общий провод (земля, корпусной провод) – это обозначение точки, потенциал которой принимается за ноль. В се остальные потенциалы и напряжения измеряются относительно этого потенциала, то общего провода.
Все открытые токоведущие части приборов и цепей обычно заземлены с помощью защитного заземляющего устройства, которое подключается к общему проводу приборов. Таким образом, между этими приборами не может возникнуть разность потенциалов, и не будет течь опасный для жизни ток.
На рисунке 1. показано, как на силовом распределительном щите все приборы соединены общей нулевой точкой с помощью толстых медных проводов на медную шину, которая соединена с заземлителем вкопанным в землю. Это и есть общий провод схемы.
Рисунок 1.Общий провод в распределительном щите.
Заземлитель или заземляющее устройство защищает человека от поражения электрическим током.
Заземление используется так же в автомобилях. В этом случае в качестве общего провода используется шасси. Если заглянуть под капот автомобиля, то вы увидите, как минусовой провод аккумулятора подключен прямо к раме авто (рис 2.).
Рисунок 2. Общий провод в автомобиле.
Это и есть земля или общий провод электрооборудования автомобиля.
Еще раз повторим, что земля это точка цепи, потенциал которой принимается за ноль и относительно этой точки измеряются все напряжения.
В электронном оборудовании металлический корпус или шасси также служит общим проводом или землей.
В небольших электронных схемах, выполненных на печатных платах, которые размещаются в пластмассовом корпусе, общим земляным проводом является медная подложка. Так же общие корпусные проводники на печатных платах обычно выполняются как можно с большей площадью (рис 3).
Рисунок 3. Общий провод на печатной плате.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Как читать электрические схемы. Соединительные провода и линии электрической связи
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В предыдущей статье мы рассмотрели три основных вида электрических схем применяемых в радио- и электротехнике, и в продолжение темы как читать электрические схемы приступим к изучению условных графических обозначений элементов, с помощью которых строятся электрические схемы. Начнем с самого простого — соединительных проводов и линии электрической связи.
Если взглянуть на принципиальную схему, то в глаза бросается обилие параллельных и пересекающихся прямых линий. Все эти линии обозначают соединительные провода или линии электрической связи, которыми соединяются между собой детали любого электрического устройства. Места соединения, символизирующие электрическое соединение в виде пайки, скрутки, сварки и т.п., изображают зачерненной точкой, а если линии пересекаются без соединения, то в месте их пересечения точка не ставится.
Иногда еще можно встретить старые принципиальные схемы, где при пересечении линий электрической связи отсутствие соединения обозначали специальным обводом, от применения которого в настоящее время отказались, так как он усложнял чертежную работу. Обводы применяли из-за опасения, что в месте пересечения человеческий глаз по ошибке может увидеть точку и тем самым создать ошибочное представление о соединении.
Для удобства чтения линии связи и соединения между деталями на схемах принято изображать горизонтальными и вертикальными линиями. Ответвления соединительных проводов и линий изображают под углом 90°, однако в некоторых случаях допускается изображение ответвлений под углами, кратными 45°.
Длина и расположение соединительных линий на схеме ни как не отображают натуральную длину провода или его расположение в реальном устройстве. Может получиться так, что самая длинная соединительная линия, изображенная на схеме, в реальном устройстве будет представлять короткий проводник или его полное отсутствие, потому что детали между собой соединены выводами.
А может оказаться и так, что самая короткая линия на схеме будет являться изображением самого длинного проводника в реальном устройстве. Тут главное понимать, что на схемах соединительная линия показывает только то, что определенный вывод одной детали электрически соединен с другим определенным выводом другой детали.
Иногда на принципиальных схемах с целью сокращения количества соединительных линий, имеющих общее функциональное назначение, применяют однолинейное изображение, представляющее собой одну общую соединительную линию, в которую сливаются, а в нужном месте разветвляются одиночные линии. При этом каждой одиночной линии на входе и выходе присваивается одинаковый номер, по которому ее определяют в схеме. Допускается как обычное, так и утолщенное изображение общей линии.
В качестве примера рассмотрим часть схемы узла индикации.
На схеме видно, что вывод 2 микроконтроллера DD2 PIC16F84 заходит в общую линию под номером 4 (красная стрелка) и, выходя из общей линии, соединяется с выводом 22 индикатора HG1 CA58-11SR. Или вывод 6 микроконтроллера DD2 заходит в общую линию под номером 1 (темная стрелка) и, выходя из общей линии, соединяется с выводом 7 дешифратора DD1 К514ИД2.
При сборке сложных электрических устройств, состоящих из самостоятельных блоков, в общую схему устройства блоки включают при помощи соединительных проводов, которые в процессе монтажа увязывают в жгуты, что делает монтаж красивым и аккуратным.
На принципиальных и монтажных схемах жгут изображают линией нормальной толщины, ну а то, что это именно жгут, указывают ответвления одиночных линий.
Чтобы легче было искать, в каком направлении находится второй конец одиночной линии, линию изображают с коротким изломом под углом 45°. ГОСТ также допускает и более упрощенный вариант, хотя и менее удобный, это когда разветвление проводов жгута осуществляется без излома.
В электрических устройствах, например, аудиотехнике или измерительной аппаратуре, между отдельными элементами или узлами часто используют соединения экранированным проводником. Это связано с тем, что при определенных условиях обычный проводник может возбуждать электромагнитное поле в окружающем пространстве или, наоборот, в нем может наводиться э.д.с под влиянием внешнего магнитного поля, например, фон переменного тока.
Для устранения такого эффекта провод заключают в заземляющую металлическую оболочку, исключающую распространение магнитного поля, как по проводу, так и от него. Такую оболочку называют экраном, а сам способ защиты – экранированием.
Как правило, экран выполняют из тонких медных проволок сплетенных таким образом, что они образуют своеобразную «рубашку» или оплетку поверх изоляции провода. Экранирование осуществляется соединением одного конца оплетки с общим полюсом питания или с корпусом устройства.
Экранированный проводник обозначается штриховой линией и на принципиальных схемах его изображают либо штриховой окружностью, либо обычной соединительной линией, по обе стороны которой расположены две параллельные штриховые линии, условно изображающие продольное сечение экранирующей оболочки.
Когда хотят показать, что линия экранирована на всем протяжении от одного элемента схемы до другого, то экранирование обозначают штриховой окружностью. Когда же необходимо показать только часть экранированного участка, экранирование показывается не по всей линии связи, а на ее отдельных участках.
Штриховые линии, изображающие экран, рассматриваются как условное изображение элементов, и поэтому к ним допускается присоединение других соединительных линий, показывающих подключение, например, соединение экрана с корпусом электрического устройства.
В электрических устройствах, работающих на сверхвысоких частотах, для передачи энергии электромагнитных волн применяют коаксиальный кабель, обладающий достаточно высокой помехозащищенностью.
Коаксиальный кабель имеет круглое сечение и представляет собой центральный и внешний проводники, которые закрыты внешней защитной оболочкой, защищающей кабель от механических повреждений.
Центральный проводник выполняется целиком из меди или из стали с медным покрытием, и располагается точно по оси внешнего проводника, чем и объясняется название «коаксиальный».
Внешний проводник представляет собой гибкую токопроводящую оплетку (экран) из медной проволоки или алюминиевой фольги с оплеткой из омедненного алюминия.
Благодаря экранирующему действию внешнего проводника электромагнитное поле в коаксиальном кабеле сосредоточено в пространстве между двумя проводниками, что обеспечивает абсолютную защиту от влияния внешних электромагнитных волн и исключает потери электромагнитного поля. Получается, что кабель практически не излучает радиоволн.
Широкое применение коаксиальный кабель получил в системах эфирного, кабельного и спутникового телевидения, в системах видеонаблюдения, в компьютерных сетях, в системах связи и т.п.
На принципиальных схемах коаксиальный кабель изображают сплошным кружком с касательным к нему отрезком линии. Сплошной кружок подчеркивает, что внешняя оболочка является непроницаемой для электромагнитных волн.
К коаксиальному кабелю также как и к экранирующему проводнику допускается электрическое присоединение других линий, показывающих подключение, например, с заземлением или с общим проводом.
Если линия электрической связи выполнена кабелем лишь частично, то знак видоизменяют: касательную линию к кружку направляют только в одну сторону. В примере на рисунке ниже показано, что с правой стороны знака коаксиальная линия отсутствует.
Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать про соединительные провода и линии электрической связи.
Удачи!
1. ГОСТ 2.721-74 Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
2. Згут М.А. Условные обозначения и радиосхемы.
3. Клюев А.С. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля.
Чем «земля» отличается от «нуля»? Разбираемся в сложностях электрики
Если вы знакомы с электрикой, наверняка знаете понятия «нуль» и «земля». В чем разница, или это практически одно и то же? Ответ в нашей статье.
В Советском Союзе была принята двухпроводная сеть, где были лишь фазный и нулевой проводник, а заземление выполнялось на батарею или трубу водоснабжения. Сейчас стал популярен монтаж трехпроводной сети, в котором есть нулевой и заземляющий проводники. В щитовой они оба садятся на заземляющую шину. Если они объединены в щитовой, тогда чем они вообще отличаются? Отвечаем, опираясь на нормативные документы.
Что такое «нуль» и «земля» согласно ПУЭ?
То, что мы привыкли называть «нулем» и «землей» в ПУЭ называется нулевым рабочим проводником (N) и нулевым защитным проводником (PE). Вот как они трактуются в нормативном документе:
1.7.17. Защитным проводником (РЕ) в электроустановках называется проводник, применяемый для защиты от поражения людей и животных электрическим током. В электроустановках до 1 кВ защитный проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, называется нулевым защитным проводником.
1.7.18.а Нулевым рабочим проводником (N) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.
Из этих формулировок понятно, что защитный нулевой проводник необходим для защиты от поражения электрическим током. То есть к нему должно заземляться электрооборудование, например, стиральная машинка, бойлер, котел и т.д. В то же время рабочий нулевой проводник необходим для питания оборудования, то есть по нему будет протекать ток.
В некоторых случаях допускается использовать «нуль» (PE) в качестве «земли», как это указано в ПУЭ 1.7.18.б. В этом случае провод становится совмещенным проводником, который сочетает функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. Он будет называться PEN. Однако здесь есть один нюанс, который важно знать.
Дело в том, что согласно ПУЭ 1.7.83 «В цепи заземляющих и нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей». То есть нулевой защитный проводник («земля») должен идти непрерывно от щитка к розетке или осветительному прибору. Если мы, к примеру, посадим заземление на нуль, тогда «путь» прервется путем вынимания вилки из розетки. И если произойдет пробой, корпус остального оборудования, заземленного на этот провод, окажется под напряжением.
Далее в этом же пункте сказано: «В цепи нулевых рабочих проводников, если они одновременно служат для целей зануления, допускается применение выключателей, которые одновременно с отключением нулевых рабочих проводников отключают все провода, находящиеся под напряжением». Из этого следует, что «нуль» можно использовать в качестве «земли», если при его отключении, отключаются и все стальные проводники, находящиеся под напряжением. Осуществить такое в квартирных условиях довольно сложно.
Как должно осуществляться заземление в трехпроводной сети?
На данный момент в большинстве новостроек укладывают именно трехпроводную сеть, в которой идет фаза, нуль и заземление (желто-зеленый провод). «Нуль» и «земля» присоединяются в щитке к одной заземляющей шине, но не под общий контактный зажим (ПУЭ 7.1.36). Затем заземление одним непрерывным проводом подводится к каждой розетке. У большинства современного электрооборудования уже есть третий заземляющий контакт на вилке, который обеспечивает заземление корпуса прибора при включении его в розетку.
Вывод
Главная отличительная особенность «нуля» и «земли» в их назначении. «Нуль» совместно с фазой предназначен для питания электроприборов, а «земля» для защиты людей и животных от поражения электрическим током, если случится пробой. Рабочий «нуль» можно использовать в качестве «земли», если не нарушаются условия ПУЭ 1.7.83. Мы же рекомендуем класть проводку сразу с заземляющим проводником, что исключает необходимость использовать «ноль» не по назначению.
Проверьте свои знания в электрике:
Общий провод и заземление в схемах
Прежде, чем разбираться с тем, где и как изображаются точки заземления и общий провод, надо разобраться с тем, что же это такое.
Согласно определению, общим проводом (землей, корпусом) обозначается такая точка, в которой электрический потенциал принимают за ноль. Согласно этого, все другие значения в схеме замеряют относительно к этой точке, именуемой общим проводом.
Как правило, общий провод на схемах – это тот, относительно которого производят замеры всех напряжений схемы. В электронных схемах эту функцию далеко не всегда несет отрицательный полюс. Существует немало схем, в которых эта функция возложена на положительный провод, тогда, как для схем, имеющих питание двухполярного типа (то есть питание по системе +-Uпит) общим проводом является общая точка источников питания.
Иными словами, общим проводом схемы можно именовать тот проводник, на который сходится самое большое число выводов всей схемы. Сие понятие, как раз, и введено было с целью упрощения процесса начертания и чтения схем (ведь вместо прокладки проводников к нему, зачастую, просто вычерчивается знак, состоящий из вертикальной черты, идущей в середину горизонтальной) одновременно это позволяет экономить пространство на чертеже схемы.
Применительно к электронным схемам небольших размеров, которые выполняются на платах с помощью печатного монтажа, общий провод (он же заземление) выполняется в виде подложки из меди. Кроме того, проводники этого назначения на печатных платах, как правило, имеют достаточно большую площадь (на много большую, чем у других проводников). Применительно к любой электрической (либо электронной) схеме, общий провод (он же масса) настолько удобная штука, что чтение любых схем, если в них нет этого элемента, значительно затруднено и неудобно.
Для схем, предназначенных для работы на высоких скоростях, уже давно стало аксиомой то, что каждый квадратный миллиметр платы, не имеющий радиоэлектронных компонентов, или проводников следует заливать полигоном, предназначенным для земляного провода. Если этого не сделать, то результат может быть весьма плачевным. Однако, бывают случаи, при которых достаточно тяжело (а иногда и не возможно) выполнять эти правила (например, когда монтаж довольно плотен). Чтобы преодолеть эту сложность, приходится снижать плотность монтажа, отводя тем самым больше пространства под «общий провод». Примером максимальной заливки полигоном заземления (массы) легко может служить любая плата печатного монтажа промышленного типа (например, «печатка» любого магнитофона, или телевизора). Если требуется найти общий провод на таких платах, то, ткнувшись в проводник с наибольшей площадью, попадем именно на общий провод.
С цифрой немного иначе, хотя тоже ничего сложного: тут достаточно вычислить точку, в которую сходятся обязательно присутствующие практически в каждой цифровой схеме конденсаторы (бесполярные), установленные параллельно питанию каждой цифровой микросхемы.
Обычно, в промавтоматике все системы имеют как аналоговую, так и цифровую часть. По этой причине могут возникать помехи, наведенные цифровой частью схемы. Чтобы максимально избавиться от помех, наведенных цифровой частью оборудования на всю остальную схему, общий провод аналоговой части максимально разъединяют с цифровой, делая так, чтобы «земля» от «цифры» соединялась с «землей» от «аналога» лишь в одной единственной точке, расположенной как можно ближе к общему проводу источника питания. И обозначают их, так же, по-разному: AGND – общий провод аналогового типа, тогда, как, DGND – соответственно цифровой.
Теперь разберемся с тем, каким образом принято обозначать на схемах различные виды общего провода и точек заземления.
Согласно ЕСКД, точка, относительно которой выполняются замеры всех напряжений и токов схемы считается общей и обозначается вертикальной чертой, касающейся короткой горизонтальной черточки (иногда от этой черточки отходят короткие линии, наклоненные вправо). Точка же, подлежащая соединению с заземлителем, обозначается так же, с той разницей, что под горизонтальной линией расположены еще две, образующие в сумме с первой треугольник (вторая короче первой, а третья – короче второй).
На зарубежных схемах, кроме того, имеется еще и разграничение между общим проводом аналогового и цифрового типов: аналоговый общий провод обозначается в виде вертикальной черточки, заканчивающейся закрашенным равносторонним треугольником, вершина которого направлена вниз, тогда, как в цифровом виде эта черточка оканчивается лишь контуром такого треугольника. В любом случае, если используется отдельный общий провод для цифры и аналога, то на схемах разработчики стараются подписывать какой тип общего провода используется: AGND или DGND.
Существует множество программ, предназначенных для вычерчивания схем на экране компьютера с возможностью последующей разводки их печатного рисунка. Среди них такие, как sPlan, Eagle, DipTrace и прочие.
Термин: Цепь общего провода
Общим проводом, как правило, называют провод, являющийся общим для двух и более сигнальных цепей.
Основное предназначение общего провода – это привязка потенциала, например, передатчика и приёмника сигнала при локальных соединениях.
Если напряжение полезного сигнала передаётся относительно общего провода, то соответствующие выходы и входы напряжения называют соответственно выходом или входом с общей землёй. Аналогично, если ток полезного сигнала передаётся относительно общего провода, то соответствующие выходы и входы тока называют соответственно выходом или входом с общей землёй
Дифференциальный вход напряжения имеет цепь общего провода, относительно которого обеспечивается требуемый диапазон синфазного сигнала дифференциального входа.
Важно, что цепь общего провода не обязана быть заземлённой (заземление зависит от специфики конкретных устройств). Например, цепь общего провода может принадлежать гальванически изолированной группе входов-выходов, но в этом случае рекомендуется заземлить цепь общего провода (но только в одной точке!) для улучшения помехоустойчивости оборудования, если такое заземление не противоречит особенностям этого оборудования.
Если цепь общего провода заземляется, то она фактически является продолжением цепи сигнального заземления.
Отдельно остановимся на маркировке цепи общего провода. Может встретиться маркировка: «Общ.», или «Общий», или «COM» (от английского Common). Но достаточно часто общие провода цифровых цепей маркируют GND или DGND, а общие провода аналоговых цепей – AGND. Английское Ground, от которого эти обозначения образовались, автоматически не означает, что данные цепи заземлены или должны быть заземлены, а прежде всего означает, что речь идёт о цепях общего провода. В любом случае в документации на изделия всегда следует обращать внимание на назначение цепей с подобной маркировкой (следует заметить, что при применении нового оборудования наиболее характерные ошибки при его подключении – это ошибки подключения цепи общего провода, причём не во всех случаях эти ошибки сразу и явно проявляются, например, в случае сквозных токов по цепям общего провода).
Термин общий провод применяют не только к сигнальным цепям, но и к цепям питания и управления, если речь идёт о проводе, принадлежащем разным цепям.