Eu estava lendo sobre comunicação serial em computadores e sistemas embarcados e encontrei a seguinte declaração -
Os computadores conectados por fios devem ter uma referência de aterramento comum, normalmente fornecida por um fio de aterramento no cabo. ( Fonte )
Qual é a razão para isto? Eu pensei que o fio terra era apenas para proteção contra vazamentos elétricos. Qual seria a necessidade de um fio terra comum nas redes de comunicação?
Respostas:
A tensão é relativa. Um nível de voltagem só faz sentido se você tiver outro nível de voltagem para compará-lo. Se você olhar apenas para o fio do sinal, não ficará mais sábio, não medirá a tensão. Você precisa de uma referência para medir, para poder dizer que o sinal é de tantos e tantos volts, referenciado ao terra .
Isso relacionado ao terra está implícito quando falamos sobre níveis de tensão, a menos que seja indicado o contrário. Sinais balanceados costumam ser simétricos em relação ao aterramento, de modo que, quando em um fio, a tensão vai para +1 V no outro fio, vai para -1 V. Bem simétrico. Mas o receptor não olha para um fio e vê o +1 V; ele examinará a diferença de tensão entre os dois fios e, em seguida, o terra não é relevante. Tais sinais serão transmitidos com mais freqüência através de cabos de par trançado, onde um fio é o sinal positivo e o outro, o sinal negativo. Não há fio terra.
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Kortuk quer ver uma imagem bonita. Novamente. (suspiro)
Et voilà, uma imagem jolie. Não olhe para En-Ya, é sobre o meu relógio de parede. Quão alto ele está? A maioria das pessoas dirá "cerca de 2 metros". Isso ocorre porque geralmente tomamos a palavra como nível de referência, nosso "solo". Mas meu apartamento fica no segundo andar e, se eu tomar o nível da rua como referência, o relógio estará a 8 m acima do nível da rua. Um geógrafo pode sugerir 35 m acima do nível do mar. Então "altura" não tem significado sem referência, e com tensão é a mesma coisa.
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O dmckee está correto (deve ser realmente uma resposta) porque qualquer sinal elétrico precisa de um caminho de retorno, fornecido pela conexão à terra. Outro nome para Voltagem é "Diferença de potencial", que significa a diferença de potencial entre dois pontos. Portanto, você não pode simplesmente dizer que um ponto é "Cinco volts", você deve dizer que é "Cinco volts em relação a x" (na prática, dizemos o primeiro, mas presume-se que sabemos onde está o ponto relativo - por exemplo, um ponto nó)
Pense em uma lâmpada - existem dois terminais. Uma bateria - dois terminais. Podemos acender a lâmpada apenas conectando um dos seus terminais a um dos terminais das baterias? Não, precisamos completar o circuito .
Outra maneira de ver isso é uma bomba (bateria) e tubos (fios), além de uma roda d'água (fechada) (carga) Para que a bomba gire a roda, é necessário que haja um tubo de saída e um tubo de retorno.
Aqui está um diagrama para esclarecer:
Observe que o exposto acima explica a necessidade de 2 fios - não é necessário que haja necessariamente um "terreno comum" (ou seja, em sistemas isolados com transformador / óptico), como Wouter explica corretamente. O transmissor e o receptor ainda possuem um circuito completo (por exemplo, o primário do transformador que é acoplado magneticamente ao secundário - é por isso que o secundário pode ter uma referência "terra" diferente) para que as coisas "pareçam" o mesmo para eles.
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Em geral, isso está correto - a tensão deve ter um ponto de referência. Pense em tensão como distância: o conceito de distância não faz sentido, a menos que você esteja de acordo de onde.
Mas a afirmação não é estritamente verdadeira. Um fio não precisa transportar eletricidade, pode ser um fio de fibra de vidro ...
Outro contra-exemplo é a comunicação acoplada a transformador balanceada, usada pela maioria das conexões Ethernet modernas e alguns sistemas de alta confiabilidade como o MIL-1553. Para tal comunicação, os dois sistemas de comunicação não precisam ter um terreno comum.
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A rede de comunicação transmite dados em termos de diferença de tensão. Para medir qualquer tensão, deve haver algum ponto de referência. Ambos os computadores ou os dois equipamentos com conexões seriais apostam que eles devem entender o mesmo significado dos dados (leia o mesmo ponto de referência para a tensão), portanto é essencial fornecer o mesmo terreno comum. Isso também ajuda a evitar ruídos que corrompem a troca de dados.
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