El voltaje eléctrico solo se puede medir entre dos conductores o polos. A menudo, el “potencial de tierra” se usa (implícitamente) como el segundo polo cuando se miden voltajes que ocurren en rayos u ondas electromagnéticas. Además, pueden producirse descargas eléctricas e incluso electrocución si se completa un circuito eléctrico a través de un cuerpo humano a tierra. Por lo tanto, los sistemas de energía eléctrica generalmente incluyen una “Tierra” donde un poste conductor es conducido a varios pies de profundidad en la tierra. A menudo, se utiliza un cable verde para conectar esta tierra a las cajas eléctricas y los gabinetes eléctricos en un plan de cableado eléctrico residencial.
Una conexión a tierra también se puede utilizar como “sumidero” para un sistema de protección contra rayos y como el otro polo en un sistema de antena monopolo. Ver: sistema de puesta a tierra y tierra (electricidad)
Los dispositivos eléctricos a menudo se construían sobre chasis metálicos para proporcionar una estructura mecánica para soportar los componentes. Este chasis de metal a menudo se usaba como plano de tierra para distribuir energía a través del sistema. Un polo del sistema de alimentación está conectado a esta tierra del chasis y los componentes se pueden conectar fácilmente a este plano de tierra. Un ejemplo de esto es el cuerpo de un automóvil que está conectado al terminal negativo de la batería. Los circuitos modernos a menudo se basan en placas de circuitos impresos multicapa. A menudo, se eligen una o más capas conductoras de estas placas multicapa como tierra del chasis.
Los equipos eléctricos sensibles deben poder detectar con precisión diferencias de voltaje muy pequeñas para funcionar correctamente. Los ejemplos incluyen receptores de radio sensibles o equipos biomédicos como un EEG o EKG. Estos voltajes de señal son muchas magnitudes más pequeñas que los voltajes de potencia utilizados en el sistema. Para mejorar la sensibilidad, la tierra de la señal está aislada del chasis o la tierra de potencia. Esto ayuda a aislar las señales débiles del ruido en el circuito de alimentación.
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Estos pueden pensarse en tres estimaciones cada vez más precisas de referencias de voltaje cero. Conexión a tierra para un sistema de alimentación, conexión a tierra del chasis para un dispositivo y conexión a tierra para las señales de muy bajo voltaje dentro de un dispositivo.