Confusión sobre el significado de flotante

Flotante es un término de voltaje y, como cualquier voltaje, debe tener una referencia.

Es decir: «El objeto A puede estar flotando con respecto al objeto B.»

Si el circuito que se muestra, ambas tierras están conectadas juntas, por lo que la fuente, V1, NO está flotando con respecto al amplificador.

Sin embargo, si se tratara de un widget a batería, sin otra conexión, todo está flotando con respecto al suelo bajo tus pies.

^{simula este circuito – Esquema creado usando CircuitLab}

Por otro lado, el siguiente esquema tiene una fuente flotante.

^{simula este circuito}

Por cierto: Solo para confundirlo aún más, hay un otro significado de flotante.

En el esquema de abajo, las dos entradas A y B están desconectadas y lo llamamos flotante. En este caso, en realidad están atados al suelo a través de los menús desplegables, pero el extremo izquierdo todavía se considera flotante tanto si los desplegables están ahí como si no.

^{simular este circuito}

Comentarios

• En cuanto a tierra, creo que se considera flotante si no está conectado físicamente a la Tierra (bueno, esa ‘ es la definición de Wiki). La señal es flotante cuando no tiene un terreno común (no necesariamente no flotante).
• @EugeneSh. la referencia común sería más apropiada, creo. GRound confunde a todos.
• @Trevor Gracias, ¿podría decirme en su » segundo » ejemplo de circuito que dijo que la fuente V1 está flotando. ¿Y si esa fuente fuera de señalización diferencial, todavía estaría flotando? ¿Puede también dar un ejemplo de circuito con eso, estaría muy contento!
• Por favor, vea también mi edición donde amplié mi pregunta a un caso más confuso.
• @ user134429 en ese caso la fuente es flotante, pero tampoco tiene comentarios sobre el amplificador operacional, por lo que es un comparador realmente malo.

En mi definición, un circuito es» flotante «si no fluye corriente cuando lo conecto a mi tierra o cualquier otro voltaje relativo a mi tierra, usando un cable.

Un circuito es no flotante cuando yo puedo haz un flujo de corriente.

Bien, puedo aplicar 1 millón de voltios y fluirá una corriente. Estoy hablando de aplicar una diferencia de voltaje que no dañará ningún componente o romperá el aislamiento, etc.

En su primera imagen, la fuente correcta está flotando, si conecto un desde mi tierra o cualquier punto en mi circuito (la fuente con conexión a tierra a la izquierda) luego no fluirá corriente . Solo estaría la conexión que acabo de hacer no hay corriente fluir.

En la segunda imagen hay 2 conexiones entre la fuente de la izquierda y el amplificador de la derecha. Esto significa que estos circuitos no flotan entre sí.

Creo que su confusión proviene de la declaración Sin conexión a tierra = flotante .

«La Tierra es, de hecho, solo una tierra (referencia). Imagínese los circuitos A y B que están flotando entre sí, no pueden compartir una tierra (o cualquier otra conexión).

Si el circuito A está conectado a «tierra», entonces el circuito B no puede conectarse a » tierra «de cualquier manera. Si el circuito B estuviera conectado, ya no estaría flotando en relación con A.

Ambos circuitos A y B pueden tener una tierra pero no pueden compartirlo ni compartir ninguna otra conexión.

Mi calculadora de batería o solar llamada circuito C está flotando en relación con el circuito A y el circuito B ya que no tiene conexiones lo que sea a A ni a B.

Un truco simple para comprobar si un circuito está flotando es dibujar una línea (punteada) para separar los dos circuitos. ¡La línea de puntos no puede cruzar ningún cable!

Así:

Tenga en cuenta que un símbolo de suelo podría usarse en más de una lugar y luego también es una conexión, aunque no hay un cable visible.

No puedo dibujar una línea de puntos para separar la fuente y el amplificador en su segunda imagen. Por lo tanto, no están flotando en relación entre sí.

Editar

Confusión sobre este circuito:

Realmente, no es eso ¡confuso!

Este es solo un circuito para que pueda flotar con respecto a tierra, pero no es necesario. Realmente no importa, ya que el suelo es solo un punto de referencia . La conexión a tierra entre las 2 baterías de 9 V es un buen punto.

No es necesario ningún otro símbolo de tierra a menos que desee que tengan una conexión directa a esa misma tierra (entre las baterías).

Si agrega una tierra al terminal – de V1, lo cortocircuita a tierra y interrumpe el funcionamiento del circuito .

Así que no, no se debe agregar tierra ni en el simulador y tampoco en el mundo real!

Pero este circuito no funcionará bien porque no hay ruta para las corrientes de base de los transistores . Debe establecer un voltaje de modo común usando resistencias que también suministrarán esa corriente base.

Para resolver que hacen esto:

^{simula este circuito – Esquema creado usando CircuitLab}

Fuente de voltaje CC V2 debe ser un voltaje en el rango de modo común que el amplificador pueda manejar. También puede hacer que V2 sea cero y eliminarlo.

Esta solución conserva la naturaleza diferencial de las señales . También puede conectar a tierra (o aplicar un voltaje de CC) en un lado (consulte la respuesta de Trevor) y eso funciona, pero luego la señal ya no es diferencial.

Comentarios

• Creo que esta es una definición peligrosa. Cuando conectas dos dispositivos flotantes, existe la posibilidad de que la corriente fluya y una bastante alta (aunque instantánea) y queme cosas de inmediato
• Claro, pero ¿cómo se crea esa diferencia de potencial? Por lo general, es acumulación de carga o acoplamiento capacitivo. Si los circuitos flotan realmente correctamente, esa diferencia de voltaje se eliminará cuando la mida a medida que las cargas se igualan (asumiendo que ‘ usando un voltímetro con una impedancia finita).
• Incluso se quemó la traza de tierra cuando se conectaron dos dispositivos con RS-232 Eso no puede suceder por la ecualización de cargas, yo ‘ diga. Así que también hubo otra conexión (para cerrar el ciclo actual). Esa ruta probablemente incluía ma Ins voltaje o alguna otra fuente de energía y luego lo que usted describe es posible. ¡En ese caso, los circuitos no estaban realmente flotando!
• Eso no puede suceder si las cargas se igualan, diría ‘. – ¿por qué no? ¿Crees que la potencia sería demasiado baja? Descargas estáticas conocidas por ser enemigas de la electrónica. Sin embargo, tal vez las trazas de PCB no deberían ser tan sensibles …
• Sí, las cargas estáticas son ESD y todos sabemos lo que eso puede hacer con los semiconductores . Pero no rastros de PCB. Sí, creo que la potencia de una descarga estática es demasiado baja para quemar un rastro de PCB. Para quemar un rastro de PCB con una descarga estática, ‘ necesitaría un dispositivo muy grande para mantener la carga. ¿Quizás un condensador? Pero luego hay ‘ s otra placa, tal vez con una ruta a tierra, y esa ‘ es su bucle, así que ya no es una descarga estática.

La corriente viaja en bucles. Cuando un sistema está flotando en relación con el otro, significa que los bucles no están en comunicación (no están conectados).

Piense en un vagón del metro de Nueva York. El bucle grande va desde la subestación al tercer riel, al sistema de propulsión del automóvil, a los rieles de carrera y de regreso a la subestación. No hay forma de aislar las ruedas del chasis del automóvil, por lo que el chasis es parte del gran circuito. A veces, un automóvil perderá contacto con los rieles debido a la nieve, el hielo, el óxido, etc. Si hubiera puentes de tierra entre los automóviles, la corriente de propulsión intentaría regresar a través de ese puente de tierra a un automóvil con buen contacto.

También hay un sistema de control que permite al conductor controlar el sistema de propulsión de cada automóvil, detectar puertas abiertas bloqueadas, anuncios, intercomunicador del conductor, etc., etc. Realmente no lo hace quiere que la corriente de propulsión regrese a través de los cables de control . Por lo tanto, este sistema está aislado, o «flotando», de la corriente de propulsión.

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En su caso, el otro sistema no está aislado de el tuyo, porque está vinculado por Q3 y Q4. Esto hará que el otro sistema se acerque al potencial de tu sistema. O viceversa, todo es cuestión de perspectiva.

Comentarios

• Por favor, vea también mi edición donde amplié mi pregunta a un caso más confuso.

Idealmente, no quieres terreno allí.En todo caso, desea dividir su vsin en dos entradas aditivas separadas y poner un terreno en el medio de eso. Si coloca una toma de tierra a cada lado tal como está, terminará con un amplificador que no funciona de manera óptima. Esto se debe a que está fijando un lado de sus entradas a un voltaje único. La mayoría de los amplificadores operacionales funcionan mejor con entradas diferenciales (una señal sube y la otra baja). El vsin se divide en dos con una tierra en el medio de ellos es la forma correcta de simular esto.

^{simular este circuito – Esquema creado con CircuitLab}

La razón por la que Spice tiene problemas sin que usted ponga una conexión a tierra de referencia es porque ve su amplificador operacional como un diagrama de bloques simplificado y no comprende las partes internas del amplificador operacional. A través del amplificador operacional, en realidad estás conectado a tierra, pero Spice nunca lo sabría porque está usando un modelo simplificado.

En el mundo real, no necesitas una onda sinusoidal dual / dividida ya que la tierra es solo una referencia a medir el voltaje. Una sola entrada de onda sinusoidal en un amplificador operacional BJT probablemente esté bien sin ut cualquier tipo de referencia fuera del amplificador operacional. Si fuera un amplificador operacional MOSFET, sin duda recomendaría colocar resistencias de purga entre las entradas y la tierra para evitar que las señales flotantes creen un voltaje demasiado alto en las entradas del amplificador operacional. Incluso en un amplificador operacional BJT, no me opondría a las resistencias de purga para evitar más sucesos inesperados o catastróficos.

Para responder a la Edición 2 :
Si bien esto puede funcionar. Es posible que aún le brinden un diagrama simplificado de lo que sucede en el voltímetro o DAQ. Debe haber algún circuito de seguridad en su lugar para evitar diferencias de potencial extremas entre dispositivos que no comparten terreno. Esto puede ser en forma de resistencias de purga de alta resistencia o diodos Zener en el DAQ o voltímetro. Sin algún tipo de protección de circuito, existe una buena posibilidad de que una ESD destruya el dispositivo.

La otra cosa a tener en cuenta aquí es que, aunque los dispositivos no están conectados externamente a la misma tierra, todavía están conectados entre esos dos cables a la tierra del otro indirectamente. Dependiendo de la tecnología del transistor, esto puede ser suficiente en dispositivos reales para evitar cualquier tipo de problemas de voltaje flotante.

Comentarios

• Por favor, consulte mi EDIT 2 sobre este asunto.

Detener usando la palabra tierra y tendrás un mejor comienzo. Consúltelo como un punto de referencia común. El azul es solo azul por acuerdo. Lo mismo ocurre con los circuitos eléctricos; es decir, la tierra se basa solo por acuerdo. Flotar, en resumen, es como el gato de Schrodinger; es tanto positivo como negativo hasta que lo mides, pero solo en el TIEMPO que lo mides. Ocasionalmente positivo y ocasionalmente negativo y tal es esta publicación.