2022年11月27日 星期日

接地的重要

接地是一門很大的學問
大到開個一學期的課可能都上不完

在作電晶體實驗的時候
基本電路就是利用人體讓BE極導通
以NPN來說就是一手抓B極,一手抓正極
就成了一個最簡單的觸碰開關
但為甚麼有時候單純抓住B極也可以導通呢?
尤其是用電源供應器的時候


這時候就需要了解電位和電壓(電位差)的意義了
電壓不是一個絕對值,而是電位的差值
其實就很像是高度的概念(也是一個差值)
但我們還是需要訂一個零電位的地方,這樣才會方便處理
就像我們訂海平面為高度為零的概念相同
定哪裡為零電位呢?
最簡單的方法就是大地
因為大地就像是一個超級大電容
所有電荷進入大地就會被分散到密度極小
因此電位能不容易上升,就當作是零電位的地方了

那我們用電源供應器作出來的3V直流電為甚麼作電晶體實驗會出錯呢?
(單純摸B極就會導通?電從哪裡來)
主要就是這個3V其實是輸出端(正極和負極)的電位差
但負極和人的電位差就不是零了
用電表測量負極和大地(用家裡的接地線),竟然有30V的交流電壓
用示波器則呈現20V的交流電




而人體和大地約只有0.02V的AC電壓(會變動)
因此當我們直接觸摸B極,E極其實會有部分時間為(-10V)-(+15V)的電位
當然LED就會亮了


如果要消除這個討厭的現象
就必須讓E極的電位和人體沒有電位差
最簡單的方法就是將E極(電源負極)接地
這樣單純摸B極就不會通電了(除非電晶體串聯,這是另一件事了)



接地的概念在電子電路中應用非常廣
尤其是放大電路(音響擴大機)
很多雜訊就是因為接地沒作好產生不預期的電位差造成的
接地,就會是一個解決方案
但要怎麼接?實際上又必須考量所多電路的問題
難怪音響界動不動數十萬的機器
不是沒道理的~~