从电路图中的“⊥”符号谈起

🏠 首页 《无线电》杂志 1978年 🔗 第10期 🔗 第31页 分类:答读者问 🔗 宋东生 🔗

在电路图上,我们经常可以看到许多如图3(a)所示的符号,这就是大家常说的“接地”或“地”。如图①所示的单管机电路中就有四个这样的符号。在焊接电路时,要把标有这种“接地”符号的各点用导线连接起来;如果是金属底板,通常是把各“接地”点直接焊接在底板上;如果是印刷电路板,则由铜箔把各接地点连在一起。虽然我们把它叫做“接地”,但很多电子设备的“地”并没有真正和大地连接,那么为什么把图3(a)所示符号叫做“接地”呢?它又有什么实际意义呢?

图1
图1 🔍原图 (685×397)

为了说明这个问题,需要先谈谈电位和电位差。大家知道,水是从高处向低处流的。也就是说,水是从高水位处流向低水位处。这说明有了水位差,水才能流动。同样,在电路中要产生电流也必须有电位差,电流也是从高电位流向低电位的。电位差表明电路中两点之间电位的高低差别,习惯上也称为两点之间的电压。

电路中各点的电位有高有低,要对它们进行测量和比较,就要有一个作比较的基准点,就好比一个烟囱高40米,是以地平面为基准点,从地面算起的,否则无法说明高低。同一地平面上其它建筑物的高低也是以地平面为计算基准,这样就可以比较各建筑物的高低。

为了确定电路中各点电位的高低,同样需要选择一个公共的参考点,并规定为零电位,这个公共参考点也就是俗说的接地点。接地点(零电位点)确定以后,再去测量或计算电路中某一点对接地点之间的电压,就是该点的电位。这样,电路中各点的电位就有了确定的数值。电路中任意两点间的电压值,就是这两点的电位之差。显然,选择不同的零电位点,则各点电位也将不同,但两点间的电压却不会改变。

在电工和电子技术中,我们确认大地的电位为零电位,这是对所有电力和电子设备而言的。凡用地线与大地可靠连接便叫接地,例如电力系统的保护接地,收音机的地线接地等等,这是真正的接地。在一些要求高的电子设备中,为防止干扰,往往把电路中的“零电位”与大地相连,使电路中的“零电位”真正成为零电位,通常把这种接地叫做“通地气”,常常用图3(c)所示符号表示。然而在许多电子设备中所谓的“接地”并不一定真与大地相连,它的“零电位”并不接大地,只是习惯上把电路中的“零电位”叫做“接地”或“地”。实际上,这时的“零电位”与大地相比,并不一定是真正的零电位,它在电路中所起的作用只是作为电位比较的基准——参考电位罢了。这个“接地”通常用图 3(a)所示符号表示。

图2
图2 🔍原图 (397×284)

在分析电路时,原则上可以选择电路中的任一点做为参考电位,即“零电位”,如选择得当可以给计算、分析和测试带来很多方便。

图3
图3 🔍原图 (471×374)

在电子电路中,电源、信号输入和信号输出的公共端总是连在一起的,因此我们就用它作为“零电位”。图2是一个用NPN型晶体管组成的共发射极放大电路。在调试或检修的过程中,为了判断晶体管的工作是否正常,需要测量各极间的电压和电流(如U\(_{be}\)、Uce和I\(_{c}\)等)。在使用电子仪器进行测量时,仪表的接地端一般都要求和放大器的地线连接在一起,以免引入干扰使工作情况不正常。因此在测量Uce和U\(_{be}\)时,不是把表笔跨接在c—e两端,而是应该分别量测c、b和e对地的电位,它们分别为Vb、V\(_{c}\)和Ve。然后可以很方便地算出相关两点之间的电压,即:

U\(_{be}\)=Vb-V\(_{e}\)

U\(_{ce}\)=Vc-V\(_{e}\)

测量集电极电流I\(_{c}\),也可以不必断开电路,而是测出c点对“地”的电位Vc,然后应用欧姆定律便可算出I\(_{c}\),即:

I\(_{c}\)=Ec-V\(_{c}\)Rc

在上述电路中,由于发射极是输入和输出信号的公共端,同时根据NPN型管偏置电路所要求的极性,发射极直接或经反馈电阻R\(_{e}\)接在电源的负极上,所以应取电源负极作为“接地”端。对于PNP型管组成的放大器来说,由于管子的偏置极性相反,所以应取电源正端为“接地”端。(宋东生)