WTF são loops de terra?

Aug 15, 2023

Essas criaturas mágicas surgem do nada e fritam seus eletrônicos ou incomodam seus ouvidos. Compreendê-los, sem dúvida, economizará dinheiro e aborrecimentos. O loop de terra em poucas palavras é o que acontece quando dois dispositivos separados (A e B) são conectados ao terra separadamente e, em seguida, também conectados entre si por meio de algum tipo de cabo de comunicação com um terra, criando um loop. Isso fornece dois caminhos separados para o terra (B pode passar por sua própria conexão com o terra ou pode passar pelo terra do cabo para A e depois para o terra de A) e significa que a corrente pode começar a fluir de maneiras imprevistas. Isso é particularmente perceptível em configurações AV analógicas, onde o resultado é um zumbido de áudio ou barras visíveis em uma imagem, mas às vezes também é a causa de falhas inexplicáveis ​​do equipamento.

Um exemplo é a sua TV a cabo. Este é um sinal analógico que entra em sua casa e é aterrado em um local, geralmente fora de sua casa. O cabo serpenteia até o seu centro de entretenimento, onde se conecta ao seu receptor, que é aterrado em um local diferente. Isso cria um loop e, por meio de indução eletromagnética acoplada a todos os tipos de sinais CA ao redor, uma corrente parasita que vaza por vários circuitos. Outra maneira de pensar nisso é como a metade de um transformador; é um único loop e uma boa parte desse loop está bem próximo ao fio energizado da energia do prédio com uma corrente em constante mudança. Não é incomum haver um zumbido de 50 ou 60 hertz em equipamentos de áudio, graças aos efeitos dos loops de terra.

Agora que você é um especialista, resolver o problema (ou evitá-lo totalmente) é bastante simples. A maneira mais certa é cortar o loop, o que significa remover o cabo ou substituí-lo por algo que não seja um fio. Você pode mudar para uma comunicação sem fio, como Bluetooth ou WiFi. Alguns protocolos com fio usam sinais diferenciais em vez de sinalização de terminação única, de modo que não há necessidade de um terreno comum para referência. Mova os plugues para que fiquem conectados na mesma tomada, tornando o loop o menor possível. Outra opção é usar um isolador, que você pode adquirir para o cabo de sua preferência ou projetar em seu projeto com um optoisolador ou transformador de isolamento. Não use um plugue trapaceiro ou remova o pino de aterramento, pois isso apenas elimina um recurso de segurança e pode criar uma situação perigosa com um chassi com tensão ativa.

Quando se trata de seu osciloscópio, é provável que, em algum momento, você queira testar algo alimentado pela rede elétrica e, então, obtenha um tipo completamente diferente de loop de aterramento. Se a sua coisa é alimentada por bateria, não há perigo aqui; enlouqueça porque não há como criar um loop de aterramento. Se estiver conectado à parede, mas por meio de uma fonte de alimentação isolada (algo com apenas dois pinos e um transformador de isolamento), você ainda está bem, porque ainda não há caminho para um loop de aterramento, mas você pode ver algum ruído de energia suja .

Mas se estiver conectado à rede elétrica e tiver um pino de aterramento (mesmo que indiretamente, como um dispositivo alimentado por USB por meio de uma fonte de alimentação de computador), existe a possibilidade de criar um loop de aterramento, porque você está conectando seu osciloscópio aterrado a outro dispositivo aterrado. através da sonda. O clipe de aterramento da ponta de prova é conectado diretamente ao pino de aterramento, e os aterramentos de todas as pontas de prova são conectados uns aos outros, e esses pinos de aterramento são conectados ao aterramento do seu dispositivo. Se isso não ficou claro, é melhor resumir como "todos os seus aterramentos já estão conectados uns aos outros e referenciados ao mesmo fio - o pino de aterramento". Ao conectar o clipe de aterramento ao dispositivo em teste, você cria um loop de aterramento, que adicionará ruído à sua medição e possivelmente prejudicará o osciloscópio.

Se você errar e prender o clipe de aterramento em algo que não é realmente aterrado, você terá todos os tipos de problemas, pois o dispositivo agora está em curto com um aterramento por meio de sua sonda, que se autodestruirá rapidamente. Testar dispositivos que possuem um pino de aterramento requer cuidados especiais extras para evitar conectar coisas em potenciais diferentes. Quebrar o loop de aterramento é possível simplesmente não conectando o clipe de aterramento, embora isso tenha outras consequências. Aqui, as melhores práticas são usar sondas diferenciais ou conectar o dispositivo em teste a um transformador de isolação. Porém, não remova o aterramento do seu telescópio, porque você o tocará com frequência e é melhor não levar choques.