Pływająca ziemia
Większość obwodów elektrycznych ma uziemienie , które jest elektrycznie połączone z ziemią , stąd nazwa „uziemienie”. Mówi się, że ziemia unosi się , gdy to połączenie nie istnieje.
Przewodniki są również opisywane jako posiadające napięcie zmienne , jeśli nie są elektrycznie połączone z innym nieunoszącym się (uziemionym) przewodnikiem. Bez takiego połączenia napięcia i przepływy prądu są indukowane przez pola elektromagnetyczne lub gromadzenie się ładunku w przewodniku, a nie przez zwykłą zewnętrzną różnicę potencjałów źródła zasilania.
Aplikacje
Sprzęt elektryczny może być zaprojektowany z pływającą ziemią z jednego z kilku powodów. Jednym z nich jest bezpieczeństwo. Na przykład zasilacz prądu stałego o niskim napięciu, taki jak ładowarka do telefonu komórkowego, jest podłączony do sieci za pośrednictwem transformatora tego czy innego rodzaju i nie ma bezpośredniego połączenia elektrycznego między ścieżką powrotną prądu po stronie niskiego napięcia a fizycznym ziemia (ziemia). Zapewnienie braku połączenia elektrycznego między napięciem sieciowym a wtyczką niskonapięciową znacznie ułatwia zagwarantowanie bezpieczeństwa zasilania. Pozwala również ładowarce bezpiecznie łączyć się tylko z napięciem i przewodem neutralnym, co pozwala na dwustykową wtyczkę w krajach, w których jest to istotne. Rzeczywiście, każde urządzenie gospodarstwa domowego z wtyczką z dwoma bolcami musi mieć pływającą masę.
Innym zastosowaniem jest elektroniczny sprzęt testujący . Załóżmy, że chcesz zmierzyć różnicę potencjałów 0,5 V między dwoma przewodami, które znajdują się około 100 V nad ziemią. Jeśli urządzenie pomiarowe musi być podłączone do uziemienia, niektóre z jego elementów elektronicznych będą musiały poradzić sobie z różnicą potencjałów 100 V na swoich zaciskach. Jeśli całe urządzenie unosi się w powietrzu, to jego elektronika widzi tylko różnicę 0,5 V, co pozwala na użycie delikatniejszych komponentów, które mogą wykonać dokładniejsze pomiary. Takie urządzenia są często bateryjnie .
Inne zastosowania obejmują samoloty i statki kosmiczne, gdzie bezpośrednie połączenie z ziemią jest fizycznie niemożliwe podczas lotu.
Po czwarte, pływająca masa może pomóc w wyeliminowaniu pętli masy , co zmniejsza hałas sprzężony z systemem. Przykład takiej konfiguracji pokazano na obrazku po prawej stronie. Systemy izolowane w ten sposób mogą dryfować w potencjale i jeśli transformator jest w stanie dostarczyć dużą moc, mogą być niebezpieczne. Jest to szczególnie prawdopodobne, jeśli pływający system znajduje się w pobliżu linii wysokiego napięcia. Aby zmniejszyć niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym, obudowy przyrządów są zwykle podłączane do uziemienia oddzielnie.
Bezpieczeństwo
Pływające grunty mogą być niebezpieczne, jeśli są spowodowane nieprawidłowym uziemieniem sprzętu, który został zaprojektowany tak, aby wymagał uziemienia, ponieważ obudowa może mieć zupełnie inny potencjał niż potencjał wszelkich pobliskich organizmów, które następnie doznają porażenia prądem po dotknięciu. Telewizory z obudową na żywo, w których uziemienie telewizora pochodzi z prostowania sieci zasilającej pod napięciem, były powszechne do lat 90.
Odsłonięte żywe tereny są niebezpieczne. Są pod napięciem i po dotknięciu mogą porazić użytkownika końcowego prądem. Gniazda słuchawkowe montowane przez użytkowników końcowych do telewizorów z obudową pod napięciem są szczególnie niebezpieczne, ponieważ nie tylko często są pod napięciem, ale także każdy porażenie prądem przechodzi przez głowę użytkownika. Zestawy, które mają zarówno gniazdo słuchawkowe, jak i obudowę na żywo, wykorzystują transformator izolujący dźwięk , aby zapewnić bezpieczeństwo aranżacji.
Pływające masy mogą powodować problemy ze sprzętem audio korzystającym ze złączy RCA (zwanych również złączami gramofonowymi). W przypadku tych wspólnych złączy pin sygnałowy łączy się przed masą, a 2 urządzenia mogą mieć większą różnicę między uziemieniem, niż jest to potrzebne do nasycenia wejścia audio. W rezultacie podłączanie lub odłączanie przy włączonym zasilaniu może powodować bardzo głośne dźwięki w głośnikach. Jeśli różnica napięcia uziemienia jest niewielka, zwykle powoduje tylko buczenie i kliknięcia.
Wyłącznik różnicowoprądowy można włączyć do systemu w celu zmniejszenia, ale nie wyeliminowania zagrożeń powodowanych przez pływający grunt.