Эрл Гейтс - Введение в электронику

Рис. 3-27. В домовом распределительном щитке все цепи связаны с общей точкой (нейтральной шиной).

Эта общая точка (нейтральная шина) соединена толстым медным проводом с медным стержнем, закопанным в землю или прикреплена к водопроводной трубе. Заземление защищает пользователя от электрического поражения в случае ошибочного соединения.

Защитное заземление используется и в автомобилях. Здесь в качестве земли используется шасси автомобиля. Это можно проверить, посмотрев, куда подсоединены провода от аккумулятора. Обычно отрицательный электрод прикручен болтом прямо к раме автомобиля. Эта и любая другая точка на раме автомобиля рассматривается как земля. Земля служит частью общей электрической цепи.

Таким образом, земля определяется как нулевая точка, относительно которой измеряются все напряжения. Следовательно, напряжение в любой точке цепи может быть измерено по отношению к земле. Измеренное напряжение может быть положительным и отрицательным по отношению к земле.

В больших корпусах электронного оборудования шасси или металлический корпус также служит землей (точкой отсчета), как и в автомобиле. В небольших электронных устройствах, которые используют пластмассовый корпус, все компоненты связаны с печатной платой. В этом случае землей является медная подложка печатной платы, которая работает как общая точка цепи.

3–5. Вопросы

1. Для чего используется заземление?

2. Что является целью заземления?

3. Как электрическая земля используется в автомобиле?

4. Как электрическая земля используется в корпусах электронного оборудования?

5. Какую функцию выполняет земля при проведении измерений напряжения в электронике?

РЕЗЮМЕ

• Напряжение возникает при одновременном возникновении избытка и недостатка электронов на разных концах проводника.

• Источник напряжения обеспечивает способ преобразования некоторых видов энергии в электрическую.

• Шестью основными источниками напряжения являются: трение, магнетизм, химический, свет, тепло и давление.

• Магнетизм является основным методом, используемым для получения напряжения.

• Химические элементы являются вторым основным методом получения напряжения.

• Напряжение может также быть использовано для получения магнетизма, химических реакций, света, тепла и давления.

• Элемент содержит положительный и отрицательный электроды, разделенные раствором электролита.

• Батарея является комбинацией двух или более элементов.

• Элементы, которые не могут быть заряжены, называются первичными элементами.

• Элементы, которые можно подзаряжать, называются вторичными элементами.

• Сухие элементы являются первичными элементами.

• Жидкостно-кислотные батареи и никель-кадмиевые (NiCd) элементы являются примерами вторичных элементов.

• Элементы и батареи могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно-параллельно для повышения напряжения, тока или и того, и другого.

• Когда элементы или батареи соединены в последовательно-дополняющей конфигурации, выходной ток остается таким же, как у каждого элемента в отдельности, а выходное напряжение увеличивается:

I T= I 1= I 2= I 3, E T= E 1+ Е 2+ Е 3

• Когда элементы или батареи соединены параллельно, выходное напряжение остается таким же, как и у отдельного элемента, а выходной ток увеличивается:

I T= I 1 + I 2 + I 3, E T= E 1 = Е 2 = Е 3.

• Последовательно-параллельная комбинация увеличивает как выходное напряжение, так и выходной ток.

• Напряжение, подключаемое к цепи, рассматривается как приложенное напряжение.

• Энергия, потребляемая цепью, рассматривается как падение напряжения.

• Падение напряжения в цепи равно приложенному напряжению.

• Защитное заземление создает на всех приборах и оборудовании одинаковый потенциал и используется для предотвращения электрического поражения.

• Защитное заземление обеспечивает общую точку отсчета.

Глава 3. САМОПРОВЕРКА

1. Действительно ли ток и напряжение выполняют работу в цепи?

2. Перечислите шесть видов энергии, которые могут быть использованы для получения электричества.