Als ich das erste Mal versuchte, die Stromberechnung für eine Schaltung ähnlich der vorherigen Schaltung auf einem Simulator durchzuführen, beschwerte sich das Programm darüber, dass es keine Masse und "schwebende Spannungsquellen" habe.

Ihr Simulator möchte in der Lage sein, seine Berechnungen durchzuführen und die Spannungen jedes Knotens relativ zu einer Referenz auszugeben, anstatt die Differenz zwischen jedem möglichen Knotenpaar ausgeben zu müssen. Sie müssen ihm mitteilen, welcher Knoten der Referenzknoten ist.

Ansonsten hat für eine gut ausgelegte Schaltung die „Masse“ in der Simulation keine Bedeutung. Wenn Sie jedoch eine Schaltung entwerfen, bei der zwischen zwei Knoten kein Gleichstrompfad vorhanden ist, ist die Schaltung unlösbar. Typische SPICE-ähnliche Simulatoren lösen dies, indem sie zusätzliche Widerstände, typischerweise 1 GOhm, zwischen jeden Knoten und Erde schalten, sodass es denkbar ist, dass die Wahl des Erdungsknotens die Ergebnisse einer Simulation einer sehr hochohmigen Schaltung künstlich beeinflussen könnte.

Ich habe unten Masse ausgewählt, aber wäre es in Ordnung, Masse zwischen dem 7-Ohm- und dem 2-Ohm-Widerstand zu wählen - oder an einer anderen Stelle? Und was wäre der Unterschied bei der Analyse der Schaltung?

Sie können einen beliebigen Knoten als Referenzerde auswählen. Oft denken wir voraus und wählen einen Knoten aus, der Terme für die Gleichungen eliminiert (indem wir sie gleich 0 setzen) oder den Schaltplan vereinfachen (indem wir Verbindungen durch ein Erdungssymbol statt durch eine Reihe von Linien anzeigen können, die miteinander verbunden sind).

Ich habe gelesen, dass es 3 typische Erdungssymbole mit unterschiedlichen Bedeutungen gibt - Gehäuseerde, Erdungserde und Signalerde. Viele Schaltungen, die ich in Übungen gesehen habe, verwenden Erdmasse oder Signalmasse. Welchen Zweck hat die Verwendung von Erde? Womit ist die Signalmasse verbunden?

Erde wird verwendet, um eine Verbindung zu etwas anzuzeigen, das physisch mit dem Boden unter unseren Füßen verbunden ist. In einem typischen Fall ein Draht, der durch das Gebäude bis zu einer Kupferstange führt, die in den Boden getrieben wird. Diese Erdung dient Sicherheitszwecken. Wir gehen davon aus, dass jemand, der unsere Geräte handhabt, mit seinen Füßen mit so etwas wie Erde verbunden ist. Die Erdung ist also der sicherste Schaltungsknoten, den sie berühren können, da sie keine Ströme durch ihren Körper treibt.

Gehäusemasse ist nur das Potential des Gehäuses oder Gehäuses Ihrer Schaltung. Aus Sicherheitsgründen ist es oft am besten, diese mit Erde zu verbinden. Wenn Sie es jedoch "Chassis" anstelle von "Erde" nennen, bedeutet dies, dass Sie nicht angenommen haben, dass es verbunden ist .

Die Signalerde wird häufig von der Erdung getrennt (und teilweise von ihr isoliert), um die Möglichkeit zu minimieren, dass Ströme, die durch die Erdungsdrähte fließen, die Messungen der wichtigen Signale stören.

Eine andere Frage: Da die Erde ein unbekanntes Potential hat, würde kein Strom zur oder von der Erde zur Schaltung fließen?

Denken Sie daran, dass ein vollständiger Stromkreis erforderlich ist, damit Strom fließt. Sie würden an zwei Stellen Verbindungen zur Erdung benötigen, damit Strom von der Erdung in Ihren Stromkreis ein- und ausfließen kann. Realistischerweise bräuchten Sie auch eine Art Spannungsquelle (eine Batterie oder eine Antenne oder so etwas) in einem dieser Verbindungspfade, um einen dauerhaften Hin- und Herfluss zwischen Ihrem Stromkreis und der Erde zu haben.

Wenn jedoch mehrere Spannungsquellen vorhanden sind, sind einige von ihnen "schwebend". Welche Bedeutung hat die Spannung einer erdfreien Spannungsquelle?

Wenn ich eine Spannungsquelle mit dem Wert V zwischen den Knoten a und b habe, bedeutet dies , dass die Spannungsdifferenz zwischen a und b V Volt beträgt. Eine perfekte Spannungsquelle erzeugt den Strom, der dazu erforderlich ist. Wenn einer der Knoten zufällig Masse ist, erhalten Sie sofort den Wert am anderen Knoten in Ihrem Bezugssystem. Wenn keiner dieser Knoten "Masse" ist, benötigen Sie einige andere Verbindungen, um den Wert der Spannungen an a und b relativ zur Masse festzulegen.

Manchmal werden die Leute nur durch die vielen Definitionen des Wortes verwirrt.

Boden
Substantiv

1. die feste Oberfläche der Erde; festes oder trockenes Land: zu Boden fallen
2. Oft Gründe. das Fundament oder die Grundlage, auf der eine Überzeugung oder Handlung beruht; Grund oder Grund: Kündigungsgrund .

Im Zusammenhang mit der Elektronik bedeutet Masse manchmal Sinn 1 oben. Die Erde ist schließlich ungefähr a$6\cdot10^{24} kg$Kugel aus Eisen. Wie alles andere existiert es auf einem bestimmten elektrischen Potential , und wenn Sie einen langen leitenden Stab in die Erde stecken, können Sie andere Dinge mit diesem Stab auf ungefähr demselben Potential verbinden:

Natürlich ist die Erde wirklich groß. Nicht alles hat das gleiche Potential. Tatsächlich nicht einmal annähernd. Das riesige Magnetfeld der Erde ändert sich ständig und induziert Ströme auf der ganzen Erde. Andere Menschen haben ihre eigenen Stäbe in der Erde stecken und leiten Ströme in die Erde. Blitze bewegen gewaltige Ströme in der Erde. Da die Erde kein perfekter Leiter ist und nach dem Ohmschen Gesetz jeder Strom durch jeden Widerstand von einer Spannung begleitet wird, ist das Potential zwischen zwei Punkten auf der Erde nicht gleich, es sei denn, Sie haben Glück oder die Punkte liegen sehr nahe beieinander.

Und wenn Sie jemals ein batteriebetriebenes Gerät betrieben haben, wissen Sie, dass elektronische Geräte auch ohne Verbindung zur Erde einwandfrei funktionieren können. Diese Geräte haben jedoch einen Grund. Dies ist also wahrscheinlich nicht der Sinn für Erdung , den Sie für Ihr elektrisches Verständnis verwenden sollten. Der andere Sinn, die Grundlage, auf der ein Glaube ruht , ist wahrscheinlich ein besserer Anfang.

Es ist eine sehr scharfsinnige Beobachtung, dass Ihre Verwirrung auch Spannung beinhaltet. Boden ist, einfach ausgedrückt,$0V$. Aber um zu verstehen, was das wirklich bedeutet, muss man die Spannung wirklich verstehen. Viele Menschen tappen in die Falle zu denken, dass da Boden ist$0V$, dann ist Masse dort, wo keine Spannung anliegt. Also muss überall Spannung anliegen. Aber sobald Sie die Spannung verstehen, sehen Sie, dass dies nicht wahr sein kann.

Was ist also Spannung ? Der strengere Begriff dafür ist elektrische Potentialdifferenz . Alle drei Wörter gehören zum Spannungsverständnis. Elektrik ist offensichtlich.

Was ist mit Potenzial ? Potential hat in der Physik eine besondere Bedeutung. Potentielle Energie ist die Kapazität für eine gewisse Anordnung von Dingen, um Arbeit zu verrichten . Zum Beispiel haben eine zusammengedrückte Feder, ein gespannter Bogen oder ein Hochdruckgastank das Potenzial, Arbeit zu verrichten, wenn sie freigesetzt werden.

Stellen Sie sich einen Ball am oberen Ende einer Rampe vor. Lässt man den Ball unten die Rampe herunterrollen, bewegt er sich ziemlich schnell. Diese kinetische Energie erhielt es aus der potentiellen Energie, die es am oberen Ende der Rampe hatte. Wenn es keine anderen Verluste gibt (z. B. Reibung), dann ist die von der Kugel gewonnene kinetische Energie nach dem Energieerhaltungssatz gleich der potenziellen Energie, die sie verloren hat .

Das ist potentielle Energie . Nur Potenzial an sich hat eine andere Definition: Es ist potenzielle Energie pro Stoffeinheit an einem bestimmten Punkt in einem System. Offensichtlich hat eine massive Kugel am oberen Ende der Rampe mehr potenzielle Energie als eine kleine Kugel am oberen Ende derselben Rampe. Die beiden Kugeln haben also am oberen Ende der Rampe unterschiedliche potentielle Energien, aber sie haben dasselbe Potential.

Welche Art von Material es ist, hängt von der Art des Potenzials ab. Für Gravitationsfelder ist das Zeug Masse. Für elektrische Felder ist das Zeug Ladung . Potentielle Energie wird in Joule gemessen . Das Gravitationspotential wird gemessen$J/kg$. Das elektrische Potential würde dann in Joule pro Coulomb ($J/C$), was eigentlich genau die Definition des Volts ist .

Also haben wir früher gesagt, Spannung ist elektrische Potentialdifferenz . Was ist der Unterschied ? Stellen Sie sich noch einmal unsere Rampe vor. Wenn Sie davon ausgehen, dass die Schwerkraft überall auf der Erde gleich stark ist (dies ist nur ungefähr wahr , aber eine gültige vereinfachende Annahme für viele praktische Ingenieure), spielt dann die Position der Rampe eine Rolle? Es könnte im Death Valley oder auf dem Mount Everest sein : Der Ball wird, nachdem er die Rampe hinuntergerollt ist, am Ende die gleiche kinetische Energie haben. Das Potential am oberen und unteren Ende der Rampe ist irrelevant; wichtig ist der unterschiedim Potential zwischen oben und unten. Wenn wir davon ausgehen, dass das Schwerefeld der Erde überall gleich ist, wo wir diese Rampe nehmen, dann ist nur die Höhe der Rampe relevant.

Da also Spannung eine Differenz ist, brauchen wir zwei Punkte, um eine Spannung zu haben. Wenn wir sagen, dass ein Knoten in einer Schaltung ist$5V$, dann sagen wir es$5V$mehr als ein anderer Punkt. Ground ist dieser andere Punkt, es sei denn, der Kontext sagt etwas anderes.

Eine ähnliche Konvention besteht mit der Höhe. Wenn ich sage, die Höhe des Mt. Everest ist$8848 m$, Sie werden davon ausgehen, dass ich meine, seine Höhe ist$8848m$ mehr als Meeresspiegel . Ich kann diese Referenz auch mit explizitem Kontext überschreiben. Zum Beispiel kann ich sagen, Mt. Everest ist$237m$höher als K2 . Die Standardreferenz kann sich ebenfalls ändern. Zum Beispiel, wenn ich sage, dass Olympus Mons ist$21229 m$, nehmen Sie wahrscheinlich nicht an, dass dies über dem Meeresspiegel liegt, sondern stattdessen ein äquivalentes Datum auf dem Mars. Es gibt keine universelle Referenz für die Höhe.

Deshalb ist Boden$0V$, genauso wie der Meeresspiegel ist$0m$. Es ist nicht so, dass der Boden keine Spannung hat oder der Meeresspiegel keine Höhe hat: Es ist so, dass diese Dinge Unterschiede sind , und der Unterschied zwischen einem Ding und sich selbst ist$0$. Daher gibt es keine Magie über den Boden . Es macht nichts . Es ist nur ein Knoten in der Schaltung, genau wie jeder andere. Es ist nur per Definition so$0V$, und diese Definition existiert nur als Konvention, um unsere Diskussion einer Schaltung zu vereinfachen. Es gibt keinen universellen Grund bzw$0V$bis wir etwas als solches definieren. Normalerweise ist es einfach das, wofür wir uns entscheiden, das Erdungssymbol darauf zu kleben. Wir können es überall platzieren, wo wir wollen, aber normalerweise platzieren wir es dort, wo es die Berechnungen am einfachsten und die Diskussion am einfachsten macht.

Verwandte Fragen:

• Ist Spannung ein Delta? Kann es immer als Potentialdifferenz von einem Referenzpunkt behandelt werden?
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Siehe meine Antwort hier darüber, was Masse ist und wie der Begriff "Masse" in der Elektronik verwendet wird. Wesentliche Teile dieser Antwort sind auch für die Frage hier relevant.

Verschiedene Bodendefinitionen

Ich gehe davon aus, dass Sie den Unterschied zwischen elektrischer potentieller Energie, elektrischem Potential und Spannung/elektrischer Spannung/elektrischem Druck/elektrischer Potentialdifferenz kennen.

Das Wort Erde wird für viele verschiedene Dinge verwendet. Ich denke, die folgende Liste ist erschöpfend:

1. In der Elektronik und Schaltungstheorie/-analyse ist Masse der Knoten, in Bezug auf den alle anderen Knotenspannungen gemessen werden, unabhängig davon, welches elektrische Potential der Masseknoten hat . In diesem Zusammenhang ist es besser, diesen Knoten als Referenzknoten/-punkt oder gemeinsamen Knoten/Punkt zu bezeichnen, aber leider nennt sie kaum jemand so (ich sage, es ist bedauerlich, weil es dem Wort Boden noch mehr Bedeutung verleiht).

   Die Auswahl dieses Referenzknotens ist das, was wir bei der Knotenanalyse als ersten Schritt tun, und was wir tun, wenn wir Spannungen einer physischen Schaltung mit einem Oszilloskop messen, und was alle oder die meisten Schaltungssimulatoren (LTspice, PSpice, Multisim usw.) tun oder erfordern uns zu tun (indem Sie ein Erdungssymbol platzieren und es mit mindestens einem Knoten verbinden).

   Leider verwenden viele Lehrbücher zur Schaltungsanalyse und wahrscheinlich alle Schaltungssimulatoren das Erdungssymbol , um den Referenzknoten anzuzeigen, selbst wenn dieser Knoten nicht geerdet ist (lesen Sie Definition Nr. 4; die Simulatoren sollten ein anderes Symbol verwenden, das wir das Referenzknotensymbol nennen sollten , um es vom tatsächlichen Boden zu unterscheiden (lesen Sie die Definitionen Nr. 2 und Nr. 3).

2. Die Masse ist der Knoten oder Punkt im Raum, der als null Volt elektrisches Potential (nicht null Volt Spannung ) definiert ist . In der elektromagnetischen Theorie ist es notwendig, einen Punkt auszuwählen und als 0 V elektrisches Potential zu definieren, bevor das Potential an einem anderen Punkt im Raum berechnet wird. Normalerweise wählen wir den Erdboden (siehe Definition Nr. 3) oder einen Punkt, der unendlich weit von der untersuchten Region des Weltraums entfernt ist.

   Durch Verbinden oder Verbinden eines Anschlusses eines Drahtes oder Leiters mit geringem Widerstand oder geringer Impedanz mit dem Erdungsknoten, liegt der andere Anschluss eines solchen Drahtes sehr nahe am gleichen Potential wie der Erdungsdraht. (Es liegt nicht genau auf Erdpotential, da echte Drähte im Gegensatz zu idealen Drähten und Supraleitern einen Widerstand / eine Impedanz haben.)

   Beachten Sie, dass Definition Nr. 2 besagt, dass Masse der Punkt ist, der als null Volt elektrisches Potenzial definiert ist, nicht als Spannung. Der Grund dafür ist, dass die Aussage „dieser beliebige Knoten hat Nullspannung“ allein aus diesem Satz keinen Sinn ergibt. Die Spannung ist ein Maß zwischen zwei Punkten im Raum (und im Allgemeinen der Weg zwischen den beiden Punkten), aber wenn Sie sagen „der Erdungsknoten hat Nullspannung“, lautet die Folgefrage „in Bezug auf welchen anderen Knoten?“. weil es keinen Sinn macht, über die Spannung an einem einzelnen Punkt zu sprechen (ähnlich wie die Höhe an einem einzelnen Punkt). Wenn Ihre Antwort auf die vorherige Frage „in Bezug auf sich selbst“ lautet, wäre diese Definition von Masse nicht nützlich, da alle Knoten in Bezug auf sich selbst eine Nullspannung haben, sodass gemäß dieser Definition alle Knoten Masse sind. Sagen Sie also nicht, der Boden hat Nullspannung, es hat kein elektrisches Potential. Wenn Sie sich in den USA befinden und die Spannung des stromführenden Kabels in Bezug auf sich selbst messen, zeigt das Voltmeter null Volt an, weder 120 V RMS noch 240 V RMS.

3. Der Boden ist der Boden des Planeten Erde, wie dort, wo wir stehen; der Boden . Dies wird auch als AC-Masse bezeichnet .

4. Das Verb „ to ground “ ( Erdung ) (US-Terminologie) oder „ to earth “ ( Erdung ) (britische Terminologie), was bedeutet , ein Gerät/Last/Komponente mit der Erdung zu verbinden/zu verbinden (Definition Nr. 3).

5. In den USA hat das Hauptschalterfeld eines Hauses eine Erdungsschiene , die mit der neutralen Sammelschiene verbunden und in Unterfeldern von der neutralen Sammelschiene getrennt ist. Lesen Sie diese Antwort .

6. Die Erdungssammelschiene (siehe Definition Nr. 5) des Hauptschaltfelds des Leistungsschalters wird geerdet (siehe Definition Nr. 4), indem eine Erdungsstange außerhalb des Hauses/Gebäudes verwendet wird. Energiesysteme und Umspannwerke haben auch Erdungsstangen.

7. Geräte haben in den USA neben den zwei spannungsführenden/heißen/aktiven Drähten (für 240-V-Geräte) oder neben dem spannungsführenden Draht und dem neutralen/ geerdeten Draht (für 120-V-Geräte) einen Masse-/Erdungsdraht (US-Terminologie). Sehen Sie sich für diese Definition sowie Nr. 5 und Nr. 6 dieses Video , dieses Video und dieses Video an .

8. Es gibt einen Zustand in einem Stromkreis, der als Masseschleife bekannt ist . Sehen Sie sich dieses Video , dieses Video und dieses Video an . Da in den USA bei vielen Verteiltransformatoren der Mittelanschluss der Niederspannungs-Splitphasenwicklung geerdet ist (durch Verwendung eines Erdungsstabs), gibt es technisch gesehen viele Erdschleifen im US-Stromnetz.

9. Das Erdbodensymbol (für die Definition Nr. 3), das drei horizontale parallele Liniensegmente abnehmender Länge aufweist; das Chassis-Erdungssymbol (für das Chassis oder Gehäuse eines Geräts oder des Autos, auch wenn es nicht geerdet ist [lesen Sie Definition Nr. 4]), das diagonale parallele Liniensegmente hat; das * Erdungssymbol/Signalerdungssymbol (für die Definition Nr. 1, auch wenn es nicht geerdet ist), das ein hohles oder gefülltes Dreieck ist. Lesen Sie diese Antwort und diese Webseite .

   Die Verwendung mehrerer Signalerdungssymbole in einem Schaltplan/Schaltplan ermöglicht es, das Diagramm mit weniger Drähten zu zeichnen, wodurch es einfacher und schneller zu lesen ist.

10. In der Elektronik ist der Erdungsknoten , die Erdungsschiene oder einfach nur Masse der Knoten oder die Schiene des Stromkreises, an dem der negative Anschluss der Gleichstromversorgung oder Batterie angeschlossen ist, selbst wenn dieser Knoten nicht geerdet ist (lesen Sie Definition Nr. 4) . Es hat normalerweise einen Anschluss mit vielen daran angeschlossenen Geräten/Komponenten. Sie wird auch DC-Masse genannt . Leider können wir das Erdungssymbol (lesen Sie Definition Nr. 9) verwenden, um einen solchen Knoten anzuzeigen (sowie in Knotenanalysen und Schaltungssimulatoren für den Referenzknoten [lesen Sie Definition Nr. 1]), was den Eindruck erwecken kann, dass ein solcher Knoten geerdet ist , wenn In Wirklichkeit kann es nicht sein.

11. Der Erdungsstift eines integrierten Chips.

Beachten Sie, dass die Definitionen, die das Wort Grund allein verwenden und verwechselt werden können, die Definitionen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 10 sind.

Deine Fragen

Als ich das erste Mal versuchte, die Stromberechnung für eine Schaltung ähnlich der vorherigen Schaltung auf einem Simulator durchzuführen, beschwerte sich das Programm über keine Masse und "schwebende Spannungsquellen". Nach einigem Suchen habe ich gelernt, dass Schaltungen Masse als Bezugspunkt oder aus Sicherheitsgründen benötigen. In einer Erklärung wurde erwähnt, dass man jeden Knoten für Masse auswählen kann, obwohl es üblich ist, Schaltungen so zu entwerfen, dass es einen "einfachen Ort" gibt, um Masse auszuwählen.

Richtig. Im obigen Satz ist Ihre erste Verwendung von Masse (in „als Referenzpunkt“) wie in Def. #1 definiert, also nenne ich es stattdessen Referenzknoten ; Ihre zweite Verwendung (in „oder aus Sicherheitsgründen“) kann es wie in Def. #5, #6 und #7 definiert sein (sie sind verwandt; sieh dir die Videos in Def. #7 an).

Ich habe unten Masse ausgewählt, aber wäre es in Ordnung, Masse zwischen dem 7-Ohm- und dem 2-Ohm-Widerstand zu wählen - oder an einer anderen Stelle? Und was wäre der Unterschied bei der Analyse der Schaltung?

Ja, es wäre in Ordnung. Im Allgemeinen würden sich alle Knotenspannungen ändern, aber die Elementspannungen ( d . h. Spannungen über Vorrichtungen, wie etwa alle Arten von idealen unabhängigen und abhängigen Quellen, Widerständen, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden usw.)

Der allgemeine Ansatz für die Analyse wäre derselbe (KCL an allen Knoten außer dem Referenzknoten anwenden, Spannungs-Strom-Gleichungen der Elemente verwenden, Hilfsgleichungen für abhängige Quellen und Superknoten ableiten, Elementspannungen in Bezug auf Knotenspannungen schreiben, lösen). außer der Tatsache, dass die spezifischen Ausdrücke (oder numerischen Werte) anders wären.

Ich habe gelesen, dass es 3 typische Erdungssymbole mit unterschiedlichen Bedeutungen gibt - Gehäuseerde, Erdungserde und Signalerde. Viele Schaltungen, die ich in Übungen gesehen habe, verwenden entweder Erdung oder Signalmasse. Welchen Zweck hat die Verwendung von Erde? Womit ist die Signalmasse verbunden?

Wie gesagt in def. #9:

• Das Erdungssymbol wird für def verwendet. #3 ( dh zeigt eine Verbindung des Knotens mit der Erde an).

• Das Chassis-Erdungssymbol wird verwendet, um eine Verbindung des Knotens mit dem Chassis oder Gehäuse eines Geräts oder des Autos anzuzeigen, selbst wenn es nicht geerdet ist (siehe Def. #4).

• Das Ground-Symbol/Signal-Ground-Symbol wird zur Def verwendet. #1 ( dh zur Anzeige des Referenzknotens für Knotenanalyse, Schaltungssimulatoren und Spannungsmessung mit einem Oszilloskop), auch wenn er nicht geerdet ist.

Eine andere Frage: Da die Erde ein unbekanntes Potential hat, würde kein Strom zur oder von der Erde zur Schaltung fließen? Nach dem, was ich gelesen habe, behandeln wir die Masse als 0 V, aber würde es aufgrund eines Potentialunterschieds zwischen Schaltung und Masse nicht eine Art Effekt geben? Würde die Wirkung je nach Untergrund unterschiedlich sein?

Ob Strom (Ladung oder geladene Teilchen, um genau zu sein) durch das Erdungssymbol in einem Schaltplan fließt, hängt davon ab, wie der Stromkreis gezeichnet ist. Ein bestimmter Stromkreis kann auf verschiedene Arten gezeichnet werden, und in einigen Fällen fließt Strom durch das Erdungssymbol, in anderen nicht. Lesen Sie diese Antwort, die ich für ein Beispiel und Illustrationen geschrieben habe.

Schließlich: Bei der Knotenanalyse nimmt man üblicherweise eine Masse am Minuspol der Batterie. Wenn jedoch mehrere Spannungsquellen vorhanden sind, sind einige von ihnen "schwebend". Welche Bedeutung hat die Spannung einer erdfreien Spannungsquelle?

Im obigen Satz haben Sie Boden verwendet, wie in def definiert. #1, also nenne ich es stattdessen Referenzknoten .

Stellen Sie sich zwei supereinfache Schaltungen vor (eine Spannungsquelle in Reihe/parallel mit einem Widerstand für jede Schaltung), die leitend voneinander isoliert sind ( dh es gibt keine Drähte, die Knoten zwischen ihnen verbinden). Angenommen, Sie wählen den Knoten des Minuspols der Spannungsquelle einer der Schaltungen als Referenzknoten (siehe Definition Nr. 1), wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Dann ist es unmöglich, die Knotenspannungen der anderen Schaltung zu bestimmen. Sie oder ein Schaltungssimulator wären nicht in der Lage, die Gleichungen für die Knotenspannungen zu lösen, da es keine bekannten Gleichungen gäbe, die die Spannungen oder Ströme zwischen beiden Schaltungen in Beziehung setzen.

Um dieses Problem zu lösen, könnten Sie den Knoten des Minuspols der Spannungsquelle des zweiten Schaltkreises mit dem des ersten Schaltkreises verbinden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.