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

Esta pregunta surge de anotaciones sobre esquemas e información aparentemente conflictiva que estoy viendo. Sospecho que estoy viendo diferentes vernáculos para los mismos conceptos, pero estoy en un lugar donde nadie me dijo que un "ascensor" es un "ascensor". Por otra parte, es posible que tenga el concepto completamente apagado, y necesito que me eduquen para que no explote mi taller. :)

Con CC: las baterías tienen terminales +/-. La mayoría de los esquemas que veo muestran el circuito con voltaje dentro y tierra. He oído que la mayoría de los esquemas no rastrean la ruta de retorno al terminal negativo porque eso se entiende y no necesita desordenar todo. También escuché que en un circuito de CC, la tierra es SINÓNIMA con el terminal negativo. En esquemas, he visto V-in y tierra, también he visto V-in, tierra y una traza separada que se conecta al terminal negativo.

Luego, nos mudamos a AC. Hay un cable caliente (positivo), un cable neutro y tierra. Supongo ~ que en un circuito de CA, lo positivo se correlaciona con lo positivo, neutro con lo negativo y tierra con tierra. Los transformadores correlacionarán el +/- al cambiar DC.

¿Cuáles son los hechos y cuáles son los mitos? ¿Cómo puedo saber si necesito conectar a tierra algo a tierra versus "tierra" a la terminal negativa? ¿Cuándo aterrizo en el chasis de mi dispositivo? ¿Existen convenciones estándar en un esquema que indiquen tierra CON TIERRA versus tierra de retorno a la fuente? ¿O es algo que sabes por experiencia y por hacer un análisis del circuito? ¿Es generalmente seguro asumir que puedo conectar tierra a negativo? ¿O hay casos en los que eso sería muy malo, y cómo identifico esos casos?

Solo trato de entender mi cabeza + / - / tierra en CA contra CC, y cómo se usa ese voltaje ...

Tierra significa lo que se adjunta a este símbolo en el esquema:

Todo lo que toca este símbolo en el esquema está conectado a todo lo demás que toca el símbolo. Dado que muchas 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 unido 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 estaría "conectado a 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.

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Como los voltajes son relativos, la tierra existe como una especie de voltaje de referencia supuesto. Si decimos que una entrada es "5 voltios", queremos decir "la diferencia entre la entrada y la 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 "terreno" signifique muchas cosas. Todavía podría significar lo que esté unido a ese símbolo, o podría significar ese tercer conector en la pared. Más sobre eso más tarde.

En lo que respecta al circuito, live y neutral no son diferentes. Elija uno, y el otro oscila entre un voltaje más alto y más bajo, relativamente. Si todo lo que tiene son esos dos cables como referencia, no se pueden distinguir.

La diferencia es más importante cuando se considera la seguridad. Las cosas a su alrededor están en un potencial electromotor particular (voltaje). La corriente fluye cuando hay una diferencia de potencial. El neutro de línea de CA debe ser aproximadamente el mismo potencial que la mayoría de las cosas a su alrededor, por lo que, en teoría, si la toca, y también la tierra, que no te sorprendido, porque no hay ninguna diferencia en el voltaje. Si tocas el cable con corriente, te sorprendes, porque hay una diferencia en el potencial.

Sin embargo, he dicho neutra debe ser aproximadamente el mismo potencial que la Tierra, y dado que es probable que esté tocando la Tierra, usted. Pero no confiaría en tu vida. 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 Estados Unidos, uno de los dientes es un poco más gordo para evitar esto, pero nunca se sabe. Por eso está el tercer conector, llamado tierra o tierra . Esto debería ir a una gran barra de cobre cerca de su casa atrapada 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 a tierra algo a tierra versus "tierra" a la terminal negativa? ¿Cuándo aterrizo en el chasis de mi dispositivo?

Si estamos hablando de un dispositivo que se conecta a la pared, deje estas preguntas a otra persona. Cada país tiene normas de seguridad, y estas normas existen por buenas razones. Compre una fuente de alimentación de CC que se encargue de todo eso por usted, y conéctese a su salida, y nada más. No se conecte a la 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 debe 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 desea 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 usan en los EE. UU. (Al menos).

Clases de electrodomésticos

http://en.wikipedia.org/wiki/Appliance_classes

Diagramas de aislamiento

Los diagramas de aislamiento son diagramas de bloques, que muestran las características de aislamiento, tales como: transformadores, optoacopladores, conexiones de red, condensadores de seguridad.

Ejemplo de un diagrama de aislamiento bien detallado

Ejemplo de diagrama de aislamiento crudo

con referencia a la corriente alterna. Según tengo entendido durante la mitad del ciclo, la vida es positiva a neutral y durante la mitad del ciclo, la vida neutral es positiva. Entonces, seguramente obtendrás el mismo impacto al tocar neutral y tierra como lo harías con live and earth. En otras palabras, la CA no rectificada no tiene polaridad y puede conectarse de cualquier manera.