انواع زمین کردن
زمین کردن بدنه برای حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی می‌باشد. این نوع زمین کردن، حفاظتی است که به زمین ارت متصل می‌شود.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:
مقدمه
در طراحی آنالوگ، ارتباط سینگال و زمین به عنوان یک مشکل اساسی مطرح می‌شود و می‌تواند مسائلی برای طراحی دیجیتال نیز ایجاد کند. با این حال، لغت " زمین " به عنوان یک مفهوم کلی، به دلیل بیان کردن سه حالت متفاوت، می‌تواند باعث به اشتباه انداختن افراد گردد: زمین کردن بدنه (chassis ground)، سیگنال گراند (signal ground)، یا ارت کردن (earth ground).
هر سه زمین کردن، به صورت تئوری اتصال به یک نقطه با ولتاژ صفر را نشان می‌دهد، اما در یک زمینه متفاوت هستند: زمین کردن بدنه برای تجهیز، سیگنال گراند برای سیگنال‌های دارای ولتاژ بسیار پایین در یک دستگاه و ارت کردن برای یک سیستم قدرت می‌باشد.
در طراحی آنالوگ، ارتباط سینگال و زمین به عنوان یک مشکل اساسی مطرح می‌شود و می‌تواند مسائلی برای طراحی دیجیتال نیز ایجاد کند. با این حال، لغت " زمین " به عنوان یک مفهوم کلی، به دلیل بیان کردن سه حالت متفاوت، می‌تواند باعث به اشتباه انداختن افراد گردد: زمین کردن بدنه (chassis ground)، سیگنال گراند (signal ground)، یا ارت کردن (earth ground).
هر سه زمین کردن، به صورت تئوری اتصال به یک نقطه با ولتاژ صفر را نشان می‌دهد، اما در یک زمینه متفاوت هستند: زمین کردن بدنه برای تجهیز، سیگنال گراند برای سیگنال‌های دارای ولتاژ بسیار پایین در یک دستگاه و ارت کردن برای یک سیستم قدرت می‌باشد.
زمین به صورت تئوری دارای ولتاژ صفر می‌باشد، و در واقعیت تنها یک هادی با امپدانس صفر، دارای ولتاژ صفر است. در حقیقت، سطح زمین معمولا دارای ولتاژ‌های مختلف در حد ناچیز است. در موارد خاص این مسئله بیشتر نمود پیدا می‌کند، زیرا ولتاژ "صفر" زمین به هیچ عنوان به صفر نزدیک نیست. احتمالا اگر مدار یا دستگاه هنگام شروع به کار جریان بالایی بکشد، یا در مواردی که سطح زمین، هادی یا ریل دارای امپدانس بالا باشد، به نظر می‌رسد دیگر قانون اهم برقرار نبوده و V=IR نمی‌باشد.
زمین کردن بدنه
منظور از زمین کردن بدنه، مجموعه‌ای از گراند‌هایی است که در یک نقطه به محفظه فلزی دستگاه الکتریکی متصل می‌شود. برای جلوگیری از شوک الکتریکی، می‌توان از زمین کردن بدنه برای محافظت استفاده کرد. ارتینگ اصلی و ریل‌های ۰ ولت، همه به هم وصل شده و در یک نقطه به بدنه متصل شده است. برای مثال، ممکن است یک یا چند لایه هادی همراه با برد‌های مدار چاپی چند لایه، به عنوان بدنه زمین شده استفاده شود. زمین کردن بدنه معمولا تنها در یک نقطه ایجاد می‌شود. این کار مانع از برگشت جریان از مسیرناخواسته قابل دسترس شده و مانع عبور جریان از طریق بدنه می‌شود. جریانی که از طریق بدنه عبور می‌کند می‌تواند یک حلقه زمین (ground loop) ایجاد کند. اگر بدنه تنها در یک نقطه زمین شده باشد، جریان نمی‌تواند از طریق بدنه عبورکند و ارتباطی بین جریان مغناطیسی و الکتریکی برقرار نمی‌شود. حلقه‌های زمین، که موجب القای EMF (نویز) می‌شوند، برای کاربرد‌های حساس به نویز مانند ابزار دقیق و لوازم صوتی مشکل ساز هستند.
حلقه زمین
حلقه‌های زمین اغلب هنگام اتصال چندین تجهیز الکترونیکی به همدیگر رخ می‌دهد، زیرا دو زمین به طور دقیق هم پتانسیل نیستند که سبب برقراری جریان شوند، حتی یک اختلاف پتانسیل (ولتاژ) بسیار کم، سبب جاری شدن جریان از زمین یک تجهیز به دیگر تجهیزات و برگشت به تجهیز اولی از طریق اتصال زمین ایجاد شده توسط شبکه توزیع قدرت، می‌شود. اگر چه امپدانس یک حلقه زمین، تنها کسر بسیار کوچکی از یک اهم است، ولی همین میزان برای ایجاد مشکلاتی از قبیل: نویز و تداخل کافی است. یک راه حل معمولی برای حلقه‌های زمین، توزیع ستاره است که در آن نقطه دلخواه "پایین‌ترین ولتاژ پتانسیل زمین" انتخاب می‌شود. همه اجزای متصل شده به شبکه، به وسیله زمین ستاره به هم متصل می‌شود. اگر یک توزیع ستاره به دقت انجام شود، سیم کشی سیگنال بین تجهیزات زمین شده متصل به ستاره، دارای پتانسیل صفر خواهند بود، بنابراین از ایجاد حلقه‌های زمین جلوگیری می‌شود.
سیگنال گراند
سیگنال گراند یک نقطه مرجع بوده که با توجه به آن، سیگنال‌های دیگر اندازه گیری می‌شود و ممکن است بیش از یک زمین مرجع در یک مدار مشخص وجود داشته باشد. برای تجهیزات الکتریکی که باید با دقت سطوح ولتاژ و یا تفاوت‌های بسیار کوچک را شناسایی کند، مانند دستگاه‌های پزشکی، استفاده از سیگنال گراند تمیز یا اتصال زمین بدون نویز تزریقی، ضروری است. هنگامی که مسیر‌های مختلفی برای جاری شدن برق به زمین وجود داشته باشد، مسیر‌های زمین تکراری، جریان‌های تداخلی را جمع می‌کنند و جریان را به نوسانات ولتاژ تبدیل می‌کنند. پس از آن دیگر زمین مرجع سیستم، یک پتانسیل پایدار نیست و نویز بخشی از سیگنال می‌شود.
مدار‌های چاپی (PCB) می‌توانند شامل مشکلات گراندینگ در برنامه‌های طراحی اتوماتیک باشند. گراند سیگنال یا ولتاژ مرجع سیگنال ۰ ولت، باید بر روی PCB بوده و از PCB جدا نشود که در غیر این صورت نویز خارجی جذب می‌کند.
ولتاژ‌های سیگنال بسیار کوچکتر از ولتاژ‌های ورودی سیستم می‌باشند، به عنوان مثال ماژول‌های قدرت دارای ورودی سیستم شبکه (POE) به این صورت می‌باشند. عاقلانه‌ترین کار این است که سیگنال گراند از بدنه یا زمین شبکه جدا باشد. گراند سیگنال قسمت‌های دیجیتال و آنالوگ یک سیستم ممکن است مجزا باشد. تداخلات اتصال زمین می‌توانند بر روی سیگنالها، زمانی که سیگنال گراندینگ ورودی از سمت PCB می‌آید، اثر بگذارند. با این وجود، اگر سیگنالی بسیار بزرگتر از نویز تزریق شده باشد، تداخل اتصال زمین ممکن است نادیده گرفته شود.
ارت کردن
ارت کردن روشی برای حفاظت و ایمنی می‌باشد، که یک میله (rod) بوده و به سطح زمین وصل می‌شود. یکی از کاربرد‌های ارت، ارت کردن سیستم‌های الکتریکی خانگی می‌باشد، که جریان توسط یک سیم، از مدار اصلی به سمت لوازم و چراغ‌هایی که برق مصرف می‌کنند جاری شده و از یک مسیر برگشت توسط سیم نول، به مدار بر می‌گردد. گراندیگ توسط سیم سومی (سیم ارت) صورت می‌گیرد و مسیری برای جریان برقرار می‌کند که به مدار وارد نمی‌شود. برای مثال، در صورت عدم وجود اتصال زمین، سیم بدون پوشش می‌تواند باعث انتقال جریان از طریق بدن فرد به زمین شود، و در صورت وجود اتصال زمین، با خیال راحت جریان را به زمین هدایت می‌کند و انتظار می‌رود به خاطر جاری شدن بیش از حد جریان به زمین فیوز عمل کند.
در صورت وجود ولتاژ بالا در مدار، وجود ارتینگ بسیار مهم است. برای مثال در صورتی که تجهیزات الکتریکی دارای قطعه خراب باشد، باعث برقدار شدن بدنه می‌شود، این تجهیزات ممکن است به دلیل وجود عایق داخلی سیستم به کار خود ادامه دهند، ولی در صورت لمس بدنه توسط اولین فردی که به بدنه دست بزند مسیری به زمین ایجاد شده و باعث آسیب جدی و حتی مرگ وی می‌شود. حتی اگر فیوزی در مسیر منبع ولتاژ قرار داشته باشد، بازهم فیوز در حدود چند میکرو یا میلی ثانیه طول می‌کشد که عمل کرده و مدار را باز کند تا از عبور جریان جلوگیری کند؛ بنابراین، ارت و قطع کننده‌های خطا اغلب جا‌هایی که ولتاژ‌های بالا وجود داشته باشندمورد نیاز است.
ارت کردن روشی برای حفاظت و ایمنی می‌باشد، که یک میله (rod) بوده و به سطح زمین وصل می‌شود. یکی از کاربرد‌های ارت، ارت کردن سیستم‌های الکتریکی خانگی می‌باشد، که جریان توسط یک سیم، از مدار اصلی به سمت لوازم و چراغ‌هایی که برق مصرف می‌کنند جاری شده و از یک مسیر برگشت توسط سیم نول، به مدار بر می‌گردد. گراندیگ توسط سیم سومی (سیم ارت) صورت می‌گیرد و مسیری برای جریان برقرار می‌کند که به مدار وارد نمی‌شود. برای مثال، در صورت عدم وجود اتصال زمین، سیم بدون پوشش می‌تواند باعث انتقال جریان از طریق بدن فرد به زمین شود، و در صورت وجود اتصال زمین، با خیال راحت جریان را به زمین هدایت می‌کند و انتظار می‌رود به خاطر جاری شدن بیش از حد جریان به زمین فیوز عمل کند.
در صورت وجود ولتاژ بالا در مدار، وجود ارتینگ بسیار مهم است. برای مثال در صورتی که تجهیزات الکتریکی دارای قطعه خراب باشد، باعث برقدار شدن بدنه می‌شود، این تجهیزات ممکن است به دلیل وجود عایق داخلی سیستم به کار خود ادامه دهند، ولی در صورت لمس بدنه توسط اولین فردی که به بدنه دست بزند مسیری به زمین ایجاد شده و باعث آسیب جدی و حتی مرگ وی می‌شود. حتی اگر فیوزی در مسیر منبع ولتاژ قرار داشته باشد، بازهم فیوز در حدود چند میکرو یا میلی ثانیه طول می‌کشد که عمل کرده و مدار را باز کند تا از عبور جریان جلوگیری کند؛ بنابراین، ارت و قطع کننده‌های خطا اغلب جا‌هایی که ولتاژ‌های بالا وجود داشته باشندمورد نیاز است.
به طور خلاصه می‌توان نتیجه گیری کرد:
زمین کردن بدنه برای حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی می‌باشد. این نوع زمین کردن، حفاظتی است که به زمین ارت متصل می‌شود. ارت کردن به وسیله یک میله نوک تیزی که در بیرون ساختمان به زمین کوبیده می‌شود صورت گرفته و باعث انتقال جریان به زمین می‌شود و زمینی با ولتاژ صفر فراهم می‌آورد. سیگنال گراند نیازی به متصل شدن به زمین ندارد، در واقع سیگنال گراند یک مسیر برگشت مشترک برای سیگنال می‌باشد.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.