تفاوت بین زمین واقعی و زمین مجازی

زمین واقعی در مقابل زمین مجازی: تعاریف و کاربردها

در حوزه مهندسی برق، مفاهیم زمین واقعی و زمین مجازی نقش‌های متمایز اما ضروری دارند. زمین واقعی یک اتصال فیزیکی قابل لمس را بین بدنه فلزی یک دستگاه الکتریکی و زمین برقرار می‌کند، که معمولاً از طریق هادی پیوستگی زمین (ECG)، هادی الکترود زمین (GEC) یا معادل آنها به دست می‌آید. از سوی دیگر، زمین مجازی یک مفهوم انتزاعی است که عمدتاً در تقویت‌کننده‌های عملیاتی (اپ-آمپ) استفاده می‌شود. در این زمینه، گره خاصی در مدار به عنوان دارای بالقوه الکتریکی یکسان با ترمینال زمین واقعی در نظر گرفته می‌شود، حتی اگر اتصال فیزیکی مستقیمی به آن نداشته باشد.

زمین واقعی

زمین واقعی، که همچنین به عنوان زمین واقعی یا زمین زمینی شناخته می‌شود، عنصر بنیادی در سیستم‌های الکتریکی است که نشان‌دهنده یک ارتباط فیزیکی مستقیم با زمین یا یک نقطه مرجع مشترک است. وظیفه اصلی آن افزایش ایمنی با فراهم کردن یک مسیر مقاومت کم برای جریان‌های خطایی است که به زمین می‌روند. این مکانیسم به طور موثری از شوک‌های الکتریکی جلوگیری می‌کند با تغییر جریان‌های خطرناک از کاربران و تجهیزات. در نمودارهای مداری، زمین واقعی معمولاً با نماد زمین (⏚ یا ⏋) نشان داده می‌شود.

به موجب ماده ۲۵۰ کد الکتریکی ملی (NEC)، تمامی قطعات فلزی و قابل دید سیستم‌های الکتریکی باید از طریق هادی زمین دستگاه (EGC) و هادی الکترود زمین (GEC) به یک سیم زمین متصل شوند. این اتصال اجباری مطمئن می‌شود که هر گونه جریان‌های الکتریکی غیرمنتظره ناشی از خطا به طور ایمن به زمین منتقل شوند. علاوه بر این، در پنل‌های الکتریکی، سیم متعادل معمولاً به زمین زمینی متصل می‌شود، که ایمنی و ثبات سیستم را تقویت می‌کند. در نصب‌های سیم‌کشی استاندارد، یک هادی سبزرنگ یا برهنه معمولاً برای زمین‌کشی استفاده می‌شود تا شناسایی آسان‌تر شود.

هرچند که کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) و استاندارد BS 7671 اصول و اهداف مشابهی با NEC و کد الکتریکی کانادا (CEC) در مورد زمین‌کشی دارند، اما از واژگان متفاوتی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، بر اساس این استانداردها، قطعات فلزی تجهیزات الکتریکی از طریq هادی پیوستگی زمین (ECC) به یک صفحه زمین متصل می‌شوند. یک سیم با رنگ سبز یا سبز-راه‌روی زرد برای عملکرد زمین محافظ (PE) تعیین شده است که همان هدف مهم ایمنی را که در کدهای دیگر برای هادی‌های زمین‌کشی مشخص شده است، ایفا می‌کند.

به طور خلاصه، V2 جریانی را جذب نمی‌کند زیرا جریان در گره V2 از طریق مقاومت بازخورد (Rf) و VOUT به دلیل مقاومت بالای "R" در اپ-آمپ جریان می‌یابد. بنابراین، گره V2 به عنوان یک زمین مجازی عمل می‌کند، در حالی که V1 به زمین واقعی متصل است.

تفاوت‌های کلیدی بین زمین واقعی و زمین مجازی

جدول مقایسه زیر تفاوت‌های اصلی بین زمین مجازی و زمین واقعی را نشان می‌دهد.