जमीन क्या है और यह क्या करता है?

Question

मैं जमीन की अवधारणा के बारे में थोड़ा भ्रमित हूं, और शायद वोल्टेज भी, खासकर जब एक सर्किट का विश्लेषण करने की कोशिश कर रहा हूं। जब मैंने ग्रेड स्कूल में ओम के नियम के बारे में सीखा, तो मैंने सीखा कि कैसे करेंट, वोल्टेज और साधारण सर्किट के प्रतिरोध की गणना करने के लिए कानून लागू किया जाए।

उदाहरण के लिए, यदि हमें निम्नलिखित सर्किट दिया गया है:

हमें सर्किट से गुजरने वाले वर्तमान की गणना करने के लिए कहा जा सकता है। उस समय, मैं बस गणना करूंगा (दिए गए नियमों के आधार पर) 1.5V / 1Ohms = 1.5A।

बाद में, हालाँकि, मुझे पता चला कि अवरोधक का वोल्टेज 1.5V होगा क्योंकि वोल्टेज वास्तव में दो बिंदुओं के बीच की क्षमता का अंतर है, और यह कि बैटरी के पार वोल्टेज का अंतर उसी के समान होगा रोकनेवाला (सही होने पर मुझे गलत समझें), या 1.5 वी। मैं उलझन में था, हालांकि, जमीन की अवधारणा की शुरुआत के बाद।

पहली बार मैंने एक सिम्युलेटर पर पिछले सर्किट के समान एक सर्किट के लिए वर्तमान गणना करने की कोशिश की, कार्यक्रम ने जमीन और "फ्लोटिंग वोल्टेज स्रोत" नहीं होने के बारे में शिकायत की। थोड़ी खोज के बाद, मैंने सीखा कि सर्किट को एक संदर्भ बिंदु के रूप में या सुरक्षा कारणों से जमीन की आवश्यकता होती है। यह एक स्पष्टीकरण में उल्लेख किया गया था कि कोई भी जमीन के लिए किसी भी नोड को चुन सकता है, हालांकि यह सर्किट डिजाइन करने के लिए प्रथागत है, इसलिए जमीन को चुनने के लिए "आसान स्थान" है।

इस प्रकार इस सर्किट के लिए

मैंने नीचे जमीन को उठाया, लेकिन क्या यह 7 ओम और 2 ओम अवरोधक - या किसी अन्य जगह के बीच जमीन चुनना ठीक होगा? और सर्किट का विश्लेषण करते समय क्या अंतर होगा?

मैंने पढ़ा है कि अलग-अलग अर्थों के साथ 3 विशिष्ट ग्राउंड प्रतीक हैं - चेसिस ग्राउंड, अर्थ ग्राउंड, और सिग्नल ग्राउंड। बहुत सारे सर्किट मैंने अभ्यासों में उपयोग किए हैं जो या तो पृथ्वी के मैदान या सिग्नल ग्राउंड का उपयोग करते हैं। पृथ्वी तल का उपयोग करने में क्या उद्देश्य है? सिग्नल ग्राउंड किससे जुड़ा है?

एक और सवाल: चूंकि जमीन अज्ञात क्षमता पर है, तो क्या जमीन में या जमीन से सर्किट में बहना नहीं होगा? मैंने जो पढ़ा है उससे हम ग्राउंड को 0V मानते हैं, लेकिन सर्किट और ग्राउंड की क्षमता में अंतर के कारण किसी प्रकार का प्रभाव नहीं होगा? क्या जमीन का उपयोग किया गया था इसके आधार पर प्रभाव अलग होगा?

अंत में: नोडल विश्लेषण में, एक बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल पर एक जमीन चुनता है। हालांकि, जब कई वोल्टेज स्रोत होते हैं, तो उनमें से कुछ "फ्लोटिंग" होते हैं। फ्लोटिंग वोल्टेज स्रोत के वोल्टेज का क्या अर्थ है?

Comments

संभव / आंशिक डुप्लिकेट: Electronics.stackexchange.com/questions/51478/…

— फोटॉन

क्षमा करें - मैंने इस प्रश्न को पूछने से पहले डुप्लिकेट की जांच करने की कोशिश की, लेकिन मैं चूक गया ...

— हेजपिग

वोल्टेज ऊर्जा में भिन्न है, इसलिए यह मायने नहीं रखता है कि कौन सी क्षमता / ऊर्जा जमीन पर है।

— गुनिश

वोल्टेज क्षमता में अंतर है । जब तक आप एक आवेशित कण को ​​चित्र में नहीं लाते तब तक कोई ऊर्जा शामिल नहीं है।

— फोटॉन

Answer 1

पहली बार मैंने एक सिम्युलेटर पर पिछले सर्किट के समान एक सर्किट के लिए वर्तमान गणना करने की कोशिश की, कार्यक्रम ने जमीन और "फ्लोटिंग वोल्टेज स्रोत" नहीं होने के बारे में शिकायत की।

आपका सिम्युलेटर अपनी गणना करने में सक्षम होना चाहता है और कुछ संदर्भ के सापेक्ष प्रत्येक नोड के वोल्टेज की रिपोर्ट करना चाहता है, बजाय इसके कि हर संभव जोड़ी नोड्स के बीच अंतर की रिपोर्ट करना है। यह आपको यह बताने की जरूरत है कि कौन सा नोड संदर्भ नोड है।

इसके अलावा, एक अच्छी तरह से डिजाइन सर्किट के लिए, सिमुलेशन में "ग्राउंड" का कोई महत्व नहीं है। यदि आप एक सर्किट डिजाइन करते हैं, जहां दो नोड्स के बीच कोई डीसी पथ नहीं है, हालांकि, सर्किट अस्थिर होगा। विशिष्ट स्पाइस जैसे सिमुलेटर अतिरिक्त प्रतिरोधों को जोड़कर, आमतौर पर 1 GOhm को प्रत्येक नोड और जमीन के बीच जोड़कर हल करते हैं, इसलिए यह अनुमान है कि ग्राउंड नोड की पसंद कृत्रिम रूप से एक बहुत उच्च-प्रतिबाधा सर्किट के सिमुलेशन के परिणामों को प्रभावित कर सकती है।

मैंने नीचे जमीन को उठाया, लेकिन क्या यह 7 ओम और 2 ओम अवरोधक - या किसी अन्य जगह के बीच जमीन चुनना ठीक होगा? और सर्किट का विश्लेषण करते समय क्या अंतर होगा?

आप अपने संदर्भ ग्राउंड के रूप में किसी भी नोड को चुन सकते हैं। अक्सर हम आगे सोचते हैं और एक नोड चुनते हैं जो समीकरणों के लिए शर्तों को समाप्त कर देगा (उन्हें 0 के बराबर सेट करके), या योजनाबद्ध को सरल करेगा (हमें एक साथ जोड़ने वाली लाइनों के बजाय एक जमीन के प्रतीक के माध्यम से कनेक्शन को इंगित करने की अनुमति देकर)।

मैंने पढ़ा है कि अलग-अलग अर्थों के साथ 3 विशिष्ट ग्राउंड प्रतीक हैं - चेसिस ग्राउंड, अर्थ ग्राउंड, और सिग्नल ग्राउंड। बहुत सारे सर्किट मैंने अभ्यासों में उपयोग किए हैं जो पृथ्वी के मैदान या सिग्नल ग्राउंड का उपयोग करते हैं। पृथ्वी तल का उपयोग करने में क्या उद्देश्य है? सिग्नल ग्राउंड किससे जुड़ा है?

पृथ्वी के मैदान का उपयोग किसी ऐसी चीज के संबंध को इंगित करने के लिए किया जाता है जो हमारे पैरों के नीचे जमीन से जुड़ी होती है। एक विशिष्ट मामले में, जमीन में संचालित एक तांबे की छड़ के नीचे इमारत के माध्यम से एक तार। इस मैदान का उपयोग सुरक्षा उद्देश्यों के लिए किया जाता है। हम मानते हैं कि जो कोई हमारे उपकरण को संभालता है, वह अपने पैरों से पृथ्वी की जमीन से जुड़ा होगा। इसलिए धरती का तल स्पर्श करने के लिए सबसे सुरक्षित सर्किट नोड है, क्योंकि यह उनके शरीर के माध्यम से धाराओं को नहीं चलाएगा।

चेसिस ग्राउंड आपके सर्किट के मामले या बाड़े की क्षमता है। सुरक्षा उद्देश्यों के लिए यह अक्सर पृथ्वी के मैदान से जुड़ा होना सबसे अच्छा है। लेकिन यह बुला के बजाय "पृथ्वी" की "चेसिस" आप ग्रहण नहीं किया है कि इसका मतलब है कि है जुड़ा हुआ है।

सिग्नल ग्राउंड को अक्सर पृथ्वी ग्राउंड से अलग किया जाता है (और इसे आंशिक रूप से अलग किया जाता है) इस संभावना को कम करने के लिए कि पृथ्वी ग्राउंड तारों के माध्यम से बहने वाली धाराएं महत्वपूर्ण संकेतों के माप को परेशान करेंगी।

एक और सवाल: चूंकि जमीन अज्ञात क्षमता पर है, तो क्या जमीन में या जमीन से सर्किट में बहना नहीं होगा?

याद रखें, प्रवाह के लिए वर्तमान के लिए एक पूर्ण सर्किट की आवश्यकता होती है। धरती से आपके सर्किट के अंदर और बाहर प्रवाहित होने के लिए आपको धरती के दो स्थानों के लिए कनेक्शन की आवश्यकता होगी। वास्तविक रूप से, आपको अपने सर्किट और पृथ्वी के बीच किसी भी निरंतर प्रवाह को आगे बढ़ाने के लिए उन कनेक्शन रास्तों में किसी प्रकार के वोल्टेज स्रोत (एक बैटरी, या एक एंटीना या कुछ और) की आवश्यकता होगी।

हालांकि, जब कई वोल्टेज स्रोत होते हैं, तो उनमें से कुछ "फ्लोटिंग" होते हैं। फ्लोटिंग वोल्टेज स्रोत के वोल्टेज का क्या अर्थ है?

अगर मैं मान के साथ वोल्टेज स्रोत है वी नोड्स के बीच एक और ख , इसका मतलब है कि के बीच वोल्टेज अंतर एक और ख होगा वी वोल्ट। एक परिपूर्ण वोल्टेज स्रोत ऐसा करने के लिए जो भी वर्तमान की आवश्यकता होती है, उत्पन्न करेगा। यदि नोड्स में से एक ग्राउंड होता है, तो यह आपके संदर्भ प्रणाली में दूसरे नोड पर आपको तुरंत मूल्य देता है। यदि उन नोड्स में से कोई भी "ग्राउंड" नहीं होता है, तो आपको ग्राउंड के सापेक्ष ए और बी के वोल्टेज के मूल्य को स्थापित करने के लिए कुछ अन्य कनेक्शनों की आवश्यकता होगी ।

Comments

विस्तृत प्रतिक्रिया के लिए बहुत-बहुत धन्यवाद। जमीन के बारे में एक सवाल - अगर एक सर्किट में कई ग्राउंड पॉइंट हैं, तो उन्हें एक ही नोड में माना जाता है। अगर मैंने शारीरिक रूप से कोशिश की है (जमीन में कुछ धातु के खंभे अटक गए हैं और एक पूर्ण सर्किट का गठन किया है), तो क्या व्यवहार को जमीन के सभी बिंदुओं को एक नोड के रूप में मानने के लिए तुलनीय होगा?

— हेजपीग

अधिकांश सर्किट में, उन सभी बिंदुओं को अपने सर्किट में तांबे से जोड़ना बेहतर होता है। कुछ सर्किटों में जमीन के बिंदुओं के बीच बहुत कम-प्रतिबाधा संबंध होना बहुत महत्वपूर्ण है और फिर आपको अपने सर्किट बोर्ड में पूर्ण न्यूनतम बाधित तांबे जमीन "विमान" परत की आवश्यकता होती है। दूसरों के लिए, जैसे संभवतः कुछ मशीनरी सर्किट, या पॉवर ट्रांसमिशन, आप पृथ्वी के माध्यम से कनेक्शन के साथ दूर होने में सक्षम हो सकते हैं।

— फोटॉन

कुछ विद्युत वितरण प्रणालियाँ ऐसा ही करती हैं - वापसी पथ के रूप में एक तार और पृथ्वी का उपयोग करें।

— अनुदान

@inkyvoid: कई ग्राउंड पॉइंट एक ही नोड में माने जाते हैं, और इसका उपयोग उदारवादी रूप से योजनाबद्ध चित्र को सरल बनाने के लिए किया जाता है। लेकिन यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह एक अमूर्तता है, जो अलग-अलग बिंदुओं के बीच प्रतिरोध, प्रेरण और समाई की उपेक्षा करता है। अक्सर वास्तविक दुनिया की स्थितियां होती हैं जहां उपेक्षित पैरामीटर मायने रखते हैं, और फिर सुविधाजनक अमूर्तता असत्य होने लगती है। इस बिंदु पर, जमीन वास्तव में एक विद्युत नेटवर्क बन जाता है जिसके मापदंडों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

— श-

Answer 2

कभी-कभी लोग केवल शब्द की कई परिभाषाओं से भ्रमित हो जाते हैं।

जमीनी
संज्ञा

1. पृथ्वी की ठोस सतह; दृढ़ या शुष्क भूमि: जमीन पर गिरना
2. अक्सर, मैदान। वह आधार या आधार, जिस पर कोई विश्वास या कार्रवाई टिकी हुई है; कारण या कारण: बर्खास्तगी के लिए आधार ।

$6\cdot10^{24} kg$

बेशक, पृथ्वी वास्तव में बड़ी है। यह सब एक ही क्षमता पर नहीं है। वास्तव में, करीब भी नहीं। पृथ्वी का विशाल चुंबकीय क्षेत्र लगातार बदल रहा है, और पूरे पृथ्वी पर धाराओं को प्रेरित करता है। अन्य लोगों की पृथ्वी में अपनी छड़ें होती हैं और वे पृथ्वी में धाराएं डालते हैं। पृथ्वी में बिजली की प्रचंड धाराएँ चलती हैं। चूंकि पृथ्वी एक पूर्ण चालक नहीं है, और ओम के नियम द्वारा किसी भी प्रतिरोध के माध्यम से किसी भी वोल्टेज के साथ बहुत अधिक प्रवाह किया जा सकता है, पृथ्वी पर दो बिंदुओं के बीच की क्षमता समान नहीं है, जब तक कि आप भाग्यशाली नहीं हैं, या अंक एक दूसरे के बहुत करीब हैं।

और, यदि आपने कभी बैटरी चालित उपकरण का संचालन किया है, तो आप जानते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक उपकरण पृथ्वी से संबंध के बिना पूरी तरह से कार्य कर सकते हैं। फिर भी, इन उपकरणों में एक जमीन है। तो, यह शायद जमीन का बोध नहीं है जिसे आपको विद्युत समझ के आधार पर उपयोग करना चाहिए। अन्य अर्थ, जिस आधार पर एक विश्वास टिकी हुई है , वह शायद एक बेहतर शुरुआत है।

$0V$$0V$

तो वोल्टेज क्या है ? इसके लिए अधिक कठोर शब्द विद्युत संभावित अंतर है । तीनों शब्द वोल्टेज की समझ का हिस्सा हैं। इलेक्ट्रिक स्पष्ट है।

क्षमता के बारे में क्या ? भौतिकी में संभावित का विशिष्ट अर्थ है। कार्य करने की कुछ व्यवस्था के लिए संभावित ऊर्जा क्षमता है । उदाहरण के लिए, एक संपीड़ित वसंत, एक फैला हुआ धनुष या गैस का एक उच्च दबाव टैंक, कार्य करने की क्षमता रखता है, अगर जारी किया जाता है।

एक रैंप के शीर्ष पर एक गेंद की कल्पना करो। यदि गेंद को रैंप पर नीचे रोल करने की अनुमति है, तो यह काफी तेज गति से आगे बढ़ेगा। इसने इस गतिज ऊर्जा को रैंप के शीर्ष पर मौजूद संभावित ऊर्जा से हासिल किया । यदि कोई अन्य नुकसान (उदाहरण के लिए, घर्षण) नहीं थे, तो गेंद द्वारा प्राप्त गतिज ऊर्जा ऊर्जा के संरक्षण के कानून द्वारा खोई गई संभावित ऊर्जा के बराबर है ।

वह संभावित ऊर्जा है । बस संभावित अपने आप में एक अलग परिभाषा है: यह एक ऐसी प्रणाली में कुछ बिंदु पर प्रति सामान की इकाई संभावित ऊर्जा है। जाहिर है, रैंप के शीर्ष पर एक विशाल गेंद में उसी रैंप के शीर्ष पर एक छोटी गेंद की तुलना में अधिक संभावित ऊर्जा होती है। तो, दो गेंदों में रैंप के शीर्ष पर अलग-अलग संभावित ऊर्जाएं हैं, लेकिन वे एक ही क्षमता पर हैं।

$J/kg$$J/C$

तो पहले हमने कहा कि वोल्टेज विद्युत संभावित अंतर है । क्या अंतर है ? हमारे रैंप पर फिर से कल्पना करें। यदि आप मानते हैं कि गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी पर कहीं भी उतना ही मजबूत है (यह केवल लगभग सच है , लेकिन बहुत व्यावहारिक इंजीनियरिंग के लिए एक वैध सरलीकरण धारणा है), तो रैंप का स्थान क्या मायने रखता है? यह डेथ वैली में या माउंट एवरेस्ट पर हो सकता है : रैंप पर लुढ़कने के बाद, गेंद के अंत में एक ही गतिज ऊर्जा होगी। रैंप के ऊपर और नीचे की क्षमता अप्रासंगिक है; महत्वपूर्ण बात यह है कि अंतर हैऊपर और नीचे के बीच की क्षमता। यदि हम यह मान रहे हैं कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वही है जहाँ हम इस रैंप को ले सकते हैं, तो रैंप की ऊंचाई प्रासंगिक है।

$5V$$5V$

$8848 m$$8848m$ $237m$$21229 m$

$0V$$0m$$0$$0V$$0V$जब तक हम कुछ इस तरह परिभाषित करते हैं। आमतौर पर, यह सिर्फ जो कुछ भी हम जमीन के प्रतीक पर छड़ी का फैसला करते हैं। हम इसे कहीं भी रख सकते हैं जिसे हम पसंद करते हैं, लेकिन हम आमतौर पर इसे डालते हैं जहां यह गणना को सबसे आसान और चर्चा को सरल बनाता है।

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Comments

+1 एक उत्कृष्ट उत्तर, किसी को भी वोल्टेज की व्याख्या के लिए संदर्भित किया जाना चाहिए।

— ज्येल्टन

क्या आप मुझे बता सकते हैं कि, "दो गेंदों में रैंप के शीर्ष पर अलग-अलग संभावित ऊर्जाएं हैं, लेकिन वे एक ही क्षमता में हैं।" मुझे लगा कि वे द्रव्यमान के कारण भिन्न होंगे।

— जॉनी

@ जॉनी उनकी संभावित ऊर्जा अलग है। उनकी क्षमता (कोई ऊर्जा नहीं, बस क्षमता) समान है।

— फिल फ्रॉस्ट

बहुत गहन और स्पष्ट जवाब।

— स्टीवन

इस उत्तर ने निश्चित रूप से वोल्टेज और ग्राउंडिंग की मेरी समझ में सुधार किया।

— क्रिश्चियन वेस्टब्रुक

Answer 3

मेरा जवाब यहां देखें कि इलेक्ट्रॉनिक्स में "ग्राउंड" शब्द का उपयोग कैसे किया जाता है। उस उत्तर के महत्वपूर्ण भाग भी यहाँ प्रश्न के लिए प्रासंगिक हैं।