מה ההבדל בין קרקע חילופין לקרקע ישר?
השוואה בין קרקעות חילופין לקרקעות ישר: ההבדלים העיקריים
קרקעות חילופין וקרקעות ישר עשויות להוות נקודת מתייחס בתוך מערכת חשמלית, אך הן מתבדרות באופן משמעותי במאפייניהן הבסיסיים, התנהגות המעגלים שלהן ובתפקידיהן האופרטיביים. ההבדלים הללו הם קריטיים להבנה כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה, יעילה וממוכנת של מערכות חשמליות שמשתלבות עם זרם חילופין (AC) או זרם ישר (DC).
שיטות קרקעות חילופין והמשמעות שלהן
בארצות הברית, קרקעות חילופין היא תהליך מבנה מדוקדק. הוא כולל את החיבור של המרכיבים המתכתיים והחשופים של מכשירים חשמליים למקלע קרקע. החיבור מתבצע דרך שני מוליכים קריטיים: מוליך הקרקעות של הציוד (EGC) ומוליך מוליך הקרקע (GEC). EGC מחבר את המרכיבים המתכתיים של המכשיר למערכת הקרקעות, בעוד GEC מתארך מהמערכת הקרקעית למקלע הקרקע האמיתי, ויוצר מסלול 저 - עמידה עבור זרם חשמלי.
מדינות שמתאימות לסטנדרטים של הוועדה הבינלאומית לאלקטרוטכניקה (IEC) עוקבות אחר גישה דומה במושגים, אם כי המונחים משתנים. כאן, המסגרת המתכתית של מכשיר חשמלי מחוברת ללוח אדמה באמצעות מוליך רציפות אדמה. מוליך זה משרת את אותו מטרה בסיסית כמו EGC ו-GEC במערכת האמריקאית, ומבטיח שהזרמים הנזקים יכולים להתפזר בבטחה לתוך האדמה.
כאשר מדובר בחוטים פיזיים המשמשים לקרקעות חילופין, ישנה קונבנציית צבעים מקובלת. בדרך כלל, משמשים חוט ירוק, חוט ירוק עם פס צהוב, או מוליך חשוף. חוטי הצבעים הממוספרים легко доступны и играют важную роль в электрической безопасности. Например, заземляющий контакт в стандартной трехконтактной розетке в США или заземляющий штырь в британской розетке напрямую соединен с заземляющим контактом в системе питания переменного тока. Это соединение обеспечивает прямой путь для безопасного отвода любых электрических неисправностей от пользователей.
במערכות הפצה של כוח חשמלי, קרקעות חילופין 종종 통합 중성선과 실제 지구와 함께됩니다. 이 연결은 여러 중요한 기능을 합니다. 단지 전기 안전을 향상시키는 것뿐만 아니라, 떠돌이 AC 전압과 고장 전류가 무해하게 지구로 흐르도록 하는 경로를 제공하여 인원을 전기 충격으로부터 보호할 뿐만 아니라 회로 내의 전기 소음 및 간섭을 완화하는 데도 도움이 됩니다. 전기 잠재력을 안정화하고 원치 않는 전기 간섭을 줄임으로써, AC 접지는 개별 장치에서 대규모 전력망에 이르기까지 전기 시스템의 신뢰성 있고 효율적인 작동을 보장합니다.
DC Ground
DC ground充当直流（DC）电路中的零电压参考点。与交流系统中电压极性不断变化不同，DC ground保持固定的电位，作为电路中流动电流的恒定回路。
DC接地的应用多种多样，对于各种电气系统的正常运行至关重要。通常，直流电路的负端被指定为地线，提供一个稳定的0V参考，这对于准确的电压测量是必不可少的。在机箱接地的情况下，电气设备的金属框架连接到这个0V点。这种连接不仅有助于最小化电气噪声干扰，还通过提供一个路径让任何不需要的电荷无害地消散来增强安全性。此外，在信号处理中，DC地线作为电路内所有信号电压的公共参考点，确保电信号能够正确定义并准确传输和处理。
在电池供电的设备和电子电路中，DC地线通常标记为0V（零伏）。在单电源电路中，它对应于负端，而在双电源系统中，如提供±12V的系统，地线作为中间参考点，有效地在正负电压供应之间建立0V电位。通过提供稳定和一致的参考点，DC接地在维持电路稳定性、实现精确电压调节以及促进准确的电气测量方面发挥着关键作用，这些对于DC供电电气系统的可靠性能至关重要。
AC & DC Grounding比较
AC和DC接地之间的主要区别
目的
AC接地的基本目的是确保安全。通过为故障电流提供低电阻路径以流入大地，它保护人员免受电击，并在短路或其他电气故障期间保护电气设备免受损坏。相比之下，DC接地在电路中具有多种功能。它作为准确电压测量的零电压参考点，提供电流回路，帮助减少电气噪声，并作为信号处理的共同参考，所有这些都是确保DC电路正常运行和稳定性的关键。
与地球的连接
AC接地需要直接物理连接到大地。这种连接通过接地电极（如接地棒）建立，为电流提供可靠的路径以流入大地。另一方面，DC接地与大地的连接并不总是强制性的。虽然一些DC系统可能为了额外的安全或满足特定法规要求而包含接地连接，但许多DC电路使用与大地隔离的地线，仅专注于在电路内部提供稳定的参考点。
在电路操作中的作用
在AC系统中，地线主要作为安全功能。其主要作用是迅速将故障电流从电气系统引向地面，防止危险的电气条件危及人员和设备。然而，在DC电路中，地线在电路操作中扮演了更加核心和积极的角色。它对于保持电流的适当流动、确保准确的电压水平以及有效传输和处理电信号至关重要。如果没有明确定义的DC地线，电路可能无法正确运行，导致诸如信号失真、错误的电压读数和整体系统不稳定等问题。
AC接地 vs DC接地电路
AC接地、DC接地以及AC和DC接地组合的概念在电源电路中可能会引起混淆，因为它们的术语可能看起来非常相似。然而，它们的实施取决于电路的具体要求和预期应用。根据电路设计，这些接地类型可以单独使用或集成使用，以实现最佳性能。
在一个电路中，当接地通过电容器实现时，该电路被分类为AC接地。电容器具有只允许交流（AC）信号通过到地线而有效阻挡直流（DC）的特性。相反，当直流电流有通路到达地线时，通常是通过电阻等元件，电路被认为是DC接地。
考虑一个非反相运算放大器（op-amp）的例子。当配置有电压分压反馈电阻并通过电容器连接到地线时，该运算放大器电路被认为是AC接地。电容器限制了直流分量的流动，只允许交流信号分流到地线。另一方面，如果运算放大器直接连接到地线而没有任何介电容元件，该电路被认为是DC接地。这种直接连接使交流和直流信号都能流向地线，显著改变了电路的行为和性能特征，与AC接地的对比例子相比。
