Ayúdame a entender la relación entre positivo, negativo, neutro y tierra en AC y DC

Tierra significa lo que sea que esté adjunto a este símbolo en el esquema:

Todo lo que toca este símbolo en el esquema en realidad está conectado a todo lo demás que toca el símbolo. Dado que tantas cosas se conectan a él, esto hace que el esquema sea más fácil de leer.

Por lo general , el lado negativo de una batería está conectado a eso. Pero, hay muchos circuitos que funcionan de manera diferente. Algunos circuitos necesitan un voltaje negativo, por lo que el lado positivo de una batería sería "tierra". Algunos circuitos necesitan voltajes positivos y negativos, en cuyo caso podría haber dos baterías, una con el lado negativo conectado a tierra y la otra con el lado positivo conectado a tierra.

Esto funciona porque los voltajes son relativos. pon tres$10k\Omega$resistencias en serie y conéctelas a una batería. La diferencia de voltaje de un lado de la batería es de 3V (porque es una batería de 3V). La diferencia de voltaje de un lado de una resistencia (cualquiera de las tres) al otro lado de la misma resistencia es de 1V, porque los 3V de la batería se dividen entre 3 resistencias de igual valor.

Dado que los voltajes son relativos, la tierra existe como una especie de voltaje de referencia asumido. Si decimos que una entrada es de "5 voltios", queremos decir que "la diferencia entre la entrada y tierra es de cinco voltios".

En el contexto de AC, las cosas no son realmente diferentes, excepto que la tradición ha hecho un buen trabajo al hacer que el mismo término "tierra" signifique muchas cosas. Todavía podría significar lo que sea que esté adjunto a ese símbolo, o podría significar ese tercer conector en la pared. Más sobre eso más adelante.

En lo que respecta al circuito, vivo y neutral no son diferentes. Elija cualquiera de los dos, y el otro oscila entre un voltaje más alto y más bajo, relativamente. Si todo lo que tiene son esos dos cables como referencia, son indistinguibles.

La diferencia es más importante cuando se considera la seguridad. Las cosas que te rodean tienen un potencial electromotriz particular (voltaje). La corriente fluye cuando hay una diferencia de potencial. La línea de CA neutra debe tener aproximadamente el mismo potencial que la mayoría de las cosas que lo rodean, por lo que, en teoría, si la toca, y también la Tierra, no se electrocuta, porque no hay diferencia en el voltaje. Si toca el cable con corriente, se sorprende, porque hay una diferencia de potencial.

Sin embargo, dije que neutral debería tener aproximadamente el mismo potencial que la Tierra, y dado que probablemente estés tocando la Tierra, tú. Pero, no confiaría tu vida en ello. Podría haber un transformador defectuoso en el poste cerca de su casa. Podría haber un rayo cerca. La casa estaría cableada al revés. O, como mencioné, el circuito funcionará incluso si los cables están invertidos, podría enchufarse al revés. En los EE. UU., una de las puntas es un poco más gruesa para evitar esto, pero nunca se sabe. Por eso existe el tercer conector, llamado tierra o tierra . Esto debería ir a una barra de cobre grande cerca de tu casa clavada en la Tierra, así:

De lo contrario, no se conecta a nada más. Algunas veces esto es importante para la seguridad y otras veces es importante por otras razones. El punto es que no tiene nada que ver con la energía eléctrica suministrada a su hogar.

¿Cómo puedo saber si necesito conectar algo a tierra o "conectar a tierra" al terminal negativo? ¿Cuándo conecto a tierra el chasis de mi dispositivo?

Si estamos hablando de un dispositivo que se enchufa en la pared, deja estas preguntas para otra persona. Cada país tiene normas de seguridad, y estas normas existen por una buena razón. Compre una fuente de alimentación de CC que se encargue de todo eso por usted y conéctela a su salida, y nada más. No conecte a tierra a través del tercer pin en la pared o puede eludir las características de seguridad de su fuente de alimentación.

Si se pregunta si el símbolo de "tierra" en su esquema también debería estar conectado a la caja en la que se encuentra su proyecto, bueno, depende. Tal vez quieras hacer eso para el blindaje de RF. O tal vez no, porque no quiere que otro dispositivo con una idea diferente de "tierra" lo toque, lo que podría provocar ruido en su circuito o derretir algo. En muchos circuitos, no importa en absoluto.

Simbología

Estos símbolos se utilizan en los EE. UU. (al menos).

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Ejemplo de un diagrama de aislamiento bien detallado

Ejemplo de un diagrama de aislamiento crudo

con referencia a la corriente alterna. Según tengo entendido para la mitad del ciclo, el vivo es positivo a neutral y para la mitad del ciclo, el neutral es positivo a vivo. Entonces, seguramente obtendrá el mismo impacto al tocar neutral y tierra como lo haría con vivo y tierra. En otras palabras, la CA no rectificada no tiene polaridad y se puede conectar de cualquier manera.