Ajude-me a entender a relação entre positivo, negativo, neutro e fundamentado em CA e CC

Esta pergunta deriva de notações sobre esquemas e informações aparentemente conflitantes que estou vendo. Eu suspeito que estou vendo um vernáculo diferente para os mesmos conceitos - mas estou em um lugar onde ninguém nunca me disse que um "elevador" é um "elevador". Por outro lado, posso ter o conceito completamente desligado e precisar ser educado para não explodir minha oficina. :)

Com CC: As baterias têm +/- terminais. A maioria dos esquemas que vejo mostram o circuito com tensão e terra. Ouvi dizer que a maioria dos esquemas não rastreia o caminho de retorno para o terminal negativo, porque isso é compreendido e não é necessário desorganizar tudo. Também ouvi dizer que, em um circuito DC, o terra é SINÔNIMO com o terminal negativo. Nos esquemas, vi entrada e aterramento, também vi entrada e aterramento e um rastreamento separado conectando-se ao terminal negativo.

Então, passamos para AC. Há um fio quente (positivo), um fio neutro e terra. Suponho que, em um circuito CA, positivo se correlacione com positivo, neutro para negativo e terra para terra. Os transformadores correlacionam o +/- ao mudar DC.

Quais são os fatos e quais são os mitos? Como posso saber se preciso aterrar algo na terra versus "terra" no terminal negativo? Quando aterro no chassi do meu dispositivo? Existem convenções padrão em um esquema que indiquem terreno aterrado versus retorno à origem? Ou isso é algo que você conhece por experiência própria e fazendo uma análise do circuito? É geralmente seguro assumir que posso conectar o terra ao negativo? Ou há casos em que isso seria uma coisa muito ruim e como identifico esses casos?

Apenas tentando envolver minha cabeça em torno de + / - / terra em CA x CC, e como essa tensão é usada ...

Terra significa o que estiver anexado a este símbolo no esquema:

Tudo o que toca nesse símbolo no esquema está realmente conectado a tudo o que toca no símbolo. Como muitas coisas se conectam a ele, isso facilita a leitura do esquema.

Normalmente, o lado negativo de uma bateria é anexado a isso. Mas existem muitos circuitos que funcionam de maneira diferente. Alguns circuitos precisam de uma voltagem negativa, portanto o lado positivo da bateria seria "aterrado". Alguns circuitos precisam de tensões positivas e negativas; nesse caso, pode haver duas baterias, uma com o lado negativo conectado ao terra e a outra com o lado positivo conectado ao terra.

Isso funciona porque as tensões são relativas. Coloque três resistores de em série e conecte-os a uma bateria. A diferença de voltagem de um lado da bateria é de 3V (porque é uma bateria de 3V). A diferença de tensão de um lado de um resistor (qualquer um dos três) para o outro lado do mesmo resistor é de 1V, porque o 3V da bateria é dividido entre três resistores de igual valor.$10k\Omega$

Como as tensões são relativas, o terra existe como uma espécie de tensão de referência assumida. Se dizemos que uma entrada é "5 volts", queremos dizer "a diferença entre a entrada e o terra é de cinco volts".

No contexto da CA, as coisas não são realmente diferentes, exceto que a tradição fez um bom trabalho ao fazer com que o mesmo termo "base" significasse muitas coisas. Ainda pode significar o que estiver anexado a esse símbolo ou o terceiro conector na parede. Mais sobre isso mais tarde.

No que diz respeito ao circuito, ao vivo e neutro não são diferentes. Escolha um deles e o outro oscila entre uma tensão mais alta e mais baixa, relativamente. Se tudo o que você tem são esses dois fios para referência, eles são indistinguíveis.

A diferença é mais importante quando você considera a segurança. As coisas ao seu redor têm um potencial eletromotriz específico (tensão). A corrente flui quando há uma diferença de potencial. O neutro da linha CA deve ser sobre o mesmo potencial como a maioria das coisas ao seu redor, por isso, em teoria, se você tocá-lo, e também a Terra, você não ficar chocado, porque não há nenhuma diferença de tensão. Se você tocar no fio ativo, você fica chocado, porque há uma diferença de potencial.

No entanto, eu disse neutra deve ser sobre o mesmo potencial como a Terra, e uma vez que você provavelmente está tocando a terra, você. Mas, eu não confiaria sua vida nisso. Pode haver um transformador com defeito no poste perto de sua casa. Pode haver um raio nas proximidades. A casa seria conectada ao contrário. Ou, como mencionei, o circuito funcionará mesmo que os fios sejam invertidos, podendo ser conectado ao contrário. Nos EUA, uma das pontas é um pouco mais gorda para evitar isso, mas você nunca sabe. É por isso que existe o terceiro conector, chamado terra ou terra . Isso deve ir para uma grande haste de cobre perto de sua casa presa na Terra, assim:

Caso contrário, ele não se conecta a mais nada. Algumas vezes isso é importante para a segurança e outras, por outras razões. A questão é que isso não tem nada a ver com a energia elétrica fornecida em sua casa.

Como posso saber se preciso aterrar algo na terra versus "terra" no terminal negativo? Quando aterro no chassi do meu dispositivo?

Se estamos falando de um dispositivo que se conecta à parede, deixe essas perguntas para outra pessoa. Cada país possui regulamentos de segurança, e esses regulamentos existem por um bom motivo. Compre uma fonte de alimentação CC que cuide de tudo isso para você e conecte-a à saída, e nada mais. Não conecte à Terra através do terceiro pino na parede ou poderá contornar os recursos de segurança da sua fonte de alimentação.

Se você está se perguntando se o símbolo "terra" no seu esquema também deve estar conectado à caixa em que seu projeto está, bem, isso depende. Talvez você queira fazer isso para blindagem de RF. Ou talvez não, porque você não quer que outro dispositivo com uma idéia diferente de "terra" toque nele, o que poderia resultar em ruído no seu circuito ou derretendo alguma coisa. Em muitos circuitos, isso não importa.

Simbologia

Esses símbolos são usados ​​nos EUA (pelo menos).

Classes de aparelhos

http://en.wikipedia.org/wiki/Appliance_classes

Diagramas de isolamento

Os diagramas de isolamento são diagramas de blocos, que mostram os recursos de isolamento, como: transformadores, optoacopladores, conexões de rede, capacitores de segurança.

Exemplo de um diagrama de isolamento bem detalhado

Exemplo de um diagrama de isolamento bruto

com referência à corrente alternada. Pelo que entendi por metade do ciclo, o live é positivo para neutro e por metade do ciclo o neutro é positivo para viver. Portanto, certamente você terá o mesmo choque ao tocar neutro e terra como faria com a vida e a terra. Em outras palavras, a CA não retificada não possui polaridade e pode ser conectada de qualquer maneira.