masa, czyli potencjał 0V - problem zrozumieniowy

waldek86 · Post autor: **waldek86** » 08 gru 2008, 14:11

Cześć wszystkim!
Jestem nowy na forum, chociaż elektronika interesuje się od jakiegoś czasu. Myślę, że mój problem wynika z braków ze szkoły średniej, z lekcji fizyki. Otóż jak to jest z masa? Jest to potencjał odniesienia w układzie, dzięki któremu łatwiej czyta się schemat i projektuje układ, czy nie tak? Ale chodzi mi o fizyczne zrozumienie tej kwestii... Czy jeśli potencjał w danym punkcie układu jest 0V, czy to oznacza, że w punkcie tym nie ma ładunku elektrycznego(tzn. jest po równo elektronów i ładunków dodatnich)?? Chyba raczej nie, bo jak mamy np. kondensator i ładujemy go z baterii, to mimo że jedna okładka jest podłączona do masy, to jednak muszą tam być ładunki ujemne a ich liczba jest równa dodatnim ładunkom na drugiej okładce. Proszę o sprostowanie mojego myślenia, jeśli jest ono błędne. I jeszcze jedna rzecz. Otóż gdy jest płytka drukowana, na której jest jakiś układ zasilany z baterii(dajmy na to 5V), to wiadomo, że bateria ma 2 elektrody: jedna ma potencjał ujemny a 2. dodatni a ich różnica równa się jej napięciu znamionowemu, ale skąd wiadomo, jakie są potencjały tych elektrod? (na kartce to wygląda tak, że dodatnia elektroda idzie na zasilanie, a ujemna na masę, ale czy przy takim połączeniu na ścieżce przeznaczonej na masę rzeczywiście potencjał ustali się na 0V??). Skąd bateria "wie", że na elektrodę dodatnią dać 5V a na ujemną 0V a nie np. na dodatnią 2v a ujemna -3V(napięcia są jednakowe). Czy masa na kartce to fizycznie wartość potencjału równa 0V? Trochę tego wyszło, ale zależy mi na tym, żeby to zrozumieć. Dzięki za odp.

snow · Post autor: **snow** » 08 gru 2008, 14:31

"Masa - (GND - GrouND) przeciwporażeniowe połączenie wyrównujące potencjały z potencjałem ziemi lub z przewodem ochronnym (PE).

W lampowych układach elektronicznych masą było, na ogół uziemione, metalowe chassis. Spełniało ono rolę ramy konstrukcyjnej, do której były przymocowane elementy układu elektronicznego (np. transformatory, podstawki lamp elektronowych). Jednocześnie chassis było częścią obwodu elektrycznego, do którego były przymocowane i z nim połączone niektóre elementy układu. Obecnie mianem masy określa się wspólny potencjał zasilania. Posługiwanie się tym pojęciem znacznie poprawia czytelność schematów elektrycznych, szczególnie w przypadku złożonych układów. Najczęściej kabel odpowiadający za masę ma kolor zielono-żółty."

http://pl.wikipedia.org/wiki/Masa_(elek ... %9B%C4%87)

to wiadomo, że bateria ma 2 elektrody: jedna ma potencjał ujemny a 2. dodatni a ich różnica równa się jej napięciu znamionowemu, ale skąd wiadomo, jakie są potencjały tych elektrod?

Bateria ma dwa bieguny, jeden o niższym (wcale nie o ujemnym) a drugi o wyższym potencjale. Zazwyczaj ten o niższym będzie uznawany za 0V a drugi za U_bat. Na schemacie zaznacza się znakiem "-" punkt o niższym potencjale danego elementu. Jeżeli zatem za mase uznasz biegun dodatni baterii to będzie na drugim biegunie napięcie ujemne - wszystko zależy który punkt (potencjał) uznasz za punkt odniesienia, czyli tą twoją masę.

przemotronik · Post autor: **przemotronik** » 08 gru 2008, 16:15

Witamy na forum

waldek86 pisze:I jeszcze jedna rzecz. Otóż gdy jest płytka drukowana, na której jest jakiś układ zasilany z baterii(dajmy na to 5V), to wiadomo, że bateria ma 2 elektrody: jedna ma potencjał ujemny a 2. dodatni a ich różnica równa się jej napięciu znamionowemu, ale skąd wiadomo, jakie są potencjały tych elektrod? (na kartce to wygląda tak, że dodatnia elektroda idzie na zasilanie, a ujemna na masę, ale czy przy takim połączeniu na ścieżce przeznaczonej na masę rzeczywiście potencjał ustali się na 0V??). Skąd bateria "wie", że na elektrodę dodatnią dać 5V a na ujemną 0V a nie np. na dodatnią 2v a ujemna -3V(napięcia są jednakowe). Czy masa na kartce to fizycznie wartość potencjału równa 0V?

Jeżeli (w elektronice) oznaczamy gdzieś potencjał, to musimy go gdzieś odnieść. Jeżeli "końcówki" baterii miałyby -3V i +2V, to musiałbyś określić je względem danej elektrody!. Nie ma minusa albo plusa, jeżeli nie określimy jasno, wobec czego to mierzymy. Można to zrozumieć w inny sposób: mulitmetr pod zakresem DC podaje napięcie, które panuje na końcówce czerwonej ("gorącej"), mierzy tam potencjał względem czarnej ("zimnej"). Podłącz + baterii do przewodu gorącego, a - do zimnego. Pokaże Ci napięcie czyli różnicę potencjałów pomiędzy końcówkami baterii. A potem podłącz odwrotnie.. wszystko będzie jasne

Zobaczysz, że gdy odnosimy się względem minusa baterii, wszystko jest ok-potencjał na plusie jest wyższy => napięcie jest dodatnie. Gdy zmierzymy potencjał na minusie baterii, a odniesiemy się względem plusa, napięcie poda jako ujemne, bo różnica potencjałów da taki właśnie wynik. Różnica potencjałów między zaciskami to właśnie napięcie, żeby nie było bałaganu-wprowadzono pojęcie masy.
Pozdrawiam,
Przemotronik

olo16 · Post autor: **olo16** » 08 gru 2008, 17:08

Też nie tak dawno miałem wielkie problemy ze zrozumieniem masy. Jest to pojęcie względne. tak naprawdę, to liczy się różnica potencjałów. np. jeśli masz ukad zasilany 2 bateriami 5v połącznymi tak jak na rysunku górnym (masa.png), to gdy masę wstawisz pośrodku (rys. masa2.png) to masz na dole -5v względem masy a na górze +5v względem masy czyli tzw. zasilanie symetryczne. A jeśji wstawisz na dole (rys. masa1.png) to masz od góry: 10v i 5v (czywiście względem masy).

waldek86 · Post autor: **waldek86** » 09 gru 2008, 0:01

OK, dziękuję za Wasze odpowiedzi, rozjaśniły mi one nieco sprawę. Czyli te 0V to tak naprawdę kwestia umowna i sami ustalamy, który punk układu traktujemy jako 0V(może to być biegun dodatni źródła, ale równie dobrze i biegun ujemny), bo tak istotna jest kwestia różnicy potencjałów w układzie, prawda?? A jaki jest związek potencjału z ładunkiem?? W moim 1. poście pisałem o ładowaniu kondensatora, ale nic o tym nie wspomnieliście. Z tego, co mi odpowiedzieliście wnioskuję, że jeśli gdzieś sobie przyjmuję 0V to nie oznacza wcale, że ładunek elektryczny jest tam równy 0(może być dowolny i może się zmieniać, bo to tylko odniesienie). Prosiłbym jeszcze o wyjaśnienie tej kwestii, wtedy będę to lepiej rozumiał. Dziękuję

Post autor: **Jony130** » 09 gru 2008, 0:59

Przypuśćmy ze na jednym końcu przewodnika brakuje 300 elektronów, a na drugim końcu 500.
Obydwa punkt są dodatnie ale pierwszy punkt jest ujemny w stosunku do drugiego. Jak widzisz wszystko jest względne i zależy od punktu odniesienia.
I przyjmując za masę ten koniec przewodu w którym brakuje 300 elektronów. Wtedy o drugim końcu powiemy ze ma "potencjał" o 200 większy od naszego punktu odniesienia
Podobnie jest z czasem.
W danej chwili - jak możemy określić jaki mamy czas? Musimy oczywiście wiedzieć od czego mierzymy ten czas. Czy od poranka, czy od początku roku czy od początku Ziemi. W zależności jaki wybierzemy punkt odniesienia dostaniemy inną wartość czasu. Więc tak naprawdę nie mierzymy czasu (którego nie da się zmierzyć), a mierzymy jedynie różnice czasu. Spróbuj porównać analogie do potencjału i napięcia (różnicy potencjałów). Aby uzyskać wartość potencjału pewnego elementu musimy znać odniesienie .. - względem czego ten potencjał mierzymy.. np. względem innego elementu.
Podobnie jak dla czasu - nie da się określić dokładnie "czasu" . Bo nie wiadomo kiedy "czas zaczął istnieć" .. podobnie potencjał - nie wiemy czy dany materiał ma wysoki potencjał czy niski. Tylko dla wygody uznano ze potencjał Ziemi jest zerowy (czy też zakładamy ze nasza masa ma zerowy potencjał), zatem mierzymy inne potencjały względem potencjału odniesienia (o przyjętej Wartości zero) by móc w ogóle określić napięcie.

000andrzej · Post autor: **000andrzej** » 09 gru 2008, 15:54

Wtrącę słówko... z tym przykłądem -2V i 3V to nie tak jak myślisz. Spróbuj podłączyć jeden biegun baterii do multimetru, a drugi przewód dotknąć kaloryfera (czyli umownego 0). Powinieneś mieć 3V lub -2V... a masz? Nic nie masz. Czyli oba bieguny baterii są wymagane w obwidzie, abyś zmierzył napięcie i wcale nie wiadomo ile elektronów jest za dużo a ile za mało na poszczególnych elektrodach.

Proponuję dla celów nauki nie wgłębiać się nad tym, co w danej chwili się dzieje z elektronami, dziurami itp... Przyjmij umowne określenia matematyczne opisujące prąd: natężenie, napięcie, rezystancja...

olo16 · Post autor: **olo16** » 09 gru 2008, 17:46

waldek86 pisze:Czyli te 0V to tak naprawdę kwestia umowna i sami ustalamy, który punk układu traktujemy jako 0V(może to być biegun dodatni źródła, ale równie dobrze i biegun ujemny), bo tak istotna jest kwestia różnicy potencjałów w układzie, prawda?? A jaki jest związek potencjału z ładunkiem?? W moim 1. poście pisałem o ładowaniu kondensatora, ale nic o tym nie wspomnieliście. Z tego, co mi odpowiedzieliście wnioskuję, że jeśli gdzieś sobie przyjmuję 0V to nie oznacza wcale, że ładunek elektryczny jest tam równy 0(może być dowolny i może się zmieniać, bo to tylko odniesienie).

Dokładnie tak.

waldek86 · Post autor: **waldek86** » 09 gru 2008, 23:20

Dziękuję za pomoc, rozjaśniło się!

kolbooc · Post autor: **kolbooc** » 10 gru 2008, 20:31

Witam.
nie chciałem zakładać nowego wątka więc zapytam się tu.
mam problem , na schemacie mam napisane że mam na trzy wejścia podać napięcia +9v 0v -9v, i tu mam problem ponieważ nie wiem jak uzyskać te napięcia ze zwykłej dziewięciowoltówki ,jeśli ktoś byłby mi w stanie przejrzyście wytłumaczyć jak to zrobić to byłbym wdzięczny

tom5555 · Post autor: **tom5555** » 10 gru 2008, 20:40

Połącz dwie baterie 9V tak jak na schemacie olo16. Plus górnej baterii to +9V, połączenie minusa górnej z plusem dolnej baterii to 0V (masa), a minus dolnej baterii to -9V.

kolbooc · Post autor: **kolbooc** » 10 gru 2008, 20:50

a jeszcze jedno pytanie:
jeśli bym miał zasilacz z którego wychodzi umowne +9v i GND to jak to rozwiązać
(przepraszam za takie durne pytania ale jestem po prostu zielony)

tom5555 · Post autor: **tom5555** » 10 gru 2008, 21:13

Jeżeli prąd pobierany przez układ będzie mały, to można przerobić zasilacz w ten prosty sposób.

olo16 · Post autor: **olo16** » 10 gru 2008, 21:43

Ewentualnie dodać jeszcze na końcu stabilizatorki.

kolbooc pisze:jeśli bym miał zasilacz z którego wychodzi umowne +9v i GND to jak to rozwiązać

Bez przeróbek? Trzeba by tzw. przetwrnicy impulsowej, ale to już jest bardziej skomplikowane.

kolbooc pisze:(przepraszam za takie durne pytania ale jestem po prostu zielony)

Nie szkodzi. Każdy był kiedyś zielony, a uczymy się przez całe życie, więc żadne pytania nie są durne.