Verschil tussen echte aarding en virtuele aarding

Echte Aarde versus Virtuele Aarde: Definities en Toepassingen

In het domein van de elektrotechniek spelen de concepten van echte aarde en virtuele aarde verschillende maar essentiële rollen. Echte aarde legt een tastbare fysieke verbinding tussen het metalen lichaam van een elektrisch apparaat en de Aarde, meestal bereikt door middel van een Aardcontinuïteitsgeleider (ECG), Aardingselektrodegeleider (GEC) of andere equivalente middelen. Aan de andere kant is virtuele aarde een abstract concept dat voornamelijk wordt gebruikt in operationele versterkers (op-amps). In dit context wordt een specifiek knooppunt binnen het circuit beschouwd als te hebben dezelfde elektrische potentiaal als de werkelijke aardterminal, ondanks het ontbreken van een directe fysieke verbinding daarmee.

Echte Aarde

Echte aarde, ook bekend als werkelijke aarde of aarde-aarde, is een fundamenteel element in elektrische systemen, die een directe fysieke link met de Aarde of een gemeenschappelijk referentiepunt vertegenwoordigt. De primaire functie ervan is om de veiligheid te vergroten door een laagweerstandspad voor foutstromen te bieden om in de grond te stromen. Dit mechanisme voorkomt effectief elektrische schokken door potentiële gevaarlijke stromen weg te leiden van gebruikers en apparatuur. In schakelschema's wordt echte aarde conventioneel aangeduid met het aardsymbool (⏚ of ⏋).

Overeenkomstig artikel 250 van de National Electrical Code (NEC) moeten alle metalen en blootgestelde componenten van elektrische systemen worden verbonden met een aardepaal via een Apparatuuraardinggeleider (EGC) en een Aardingselektrodegeleider (GEC). Deze verplichte verbinding zorgt ervoor dat onverwachte elektrische stromen die ontstaan door fouten veilig worden geleid naar de grond. Bovendien wordt in elektrische panelen de neutrale draad vaak gekoppeld aan de aarde-aarde, waardoor de veiligheid en stabiliteit van het systeem verder worden versterkt. In standaard elektrische bedradinginstallaties wordt doorgaans een groene of kale geleider gebruikt voor aardingsdoeleinden, wat eenvoudige identificatie mogelijk maakt.

Hoewel de International Electrotechnical Commission (IEC) en de norm BS 7671 dezelfde onderliggende principes en doelen delen als de NEC en de Canadian Electrical Code (CEC) ten aanzien van aarding, gebruiken ze verschillende terminologieën. Bijvoorbeeld, volgens deze normen worden de metalen delen van elektrische apparatuur verbonden met een aardeplaat via een Aardcontinuïteitsgeleider (ECC). Een draad met een groene of groen-met-geelgestreepte kleur is bestemd voor de Protective Earth (PE)-functie, die hetzelfde cruciale veiligheidsdoel dient als de aardinggeleiders die in andere codes zijn opgenomen.

Kortom, V2 leidt geen stroom af omdat de stroom bij knooppunt V2 door de feedbackweerstand (Rf) en VOUT loopt vanwege de hoge weerstand van "R" in de op-amp. Daarom fungeert het V2-knooppunt als een virtuele aarde, terwijl V1 verbonden is met de echte aarde.

Belangrijkste Verschillen Tussen Echte en Virtuele Aarde

De volgende vergelijkende tabel toont de belangrijkste verschillen tussen virtuele en echte aarde.