Gemeinsame Masse und Spannungen

Nach einer Frage, die ich zuvor gestellt hatte, wurde mir klar, dass mich Gemeinsamkeiten verwirren. Ich habe ein Arduino mit USB-Stromversorgung und eine separate Batterieversorgung. Das Minuspol der Batterieversorgung ist mit der Arduino-Masse verbunden. Die Spannung jeder Versorgung ist der Potentialunterschied zwischen den beiden Seiten, und ich habe verstanden, dass Sie sich keine Sorgen machen mussten, was diese tatsächlichen Potentiale waren, sondern nur den Unterschied. Aber wenn Sie Negative anschließen, ist das Potential sicherlich wichtig, da die 2 Potentiale jetzt "herausgemittelt" werden und somit möglicherweise (gerade beim Korrekturlesen bemerktes Wortspiel) die ursprünglichen Spannungen beider Netzteile ändern.

Die Tatsache, dass es in Ordnung ist, die beiden Netzteile zu verbinden, bedeutet, dass mein Verständnis fehlerhaft ist. Könnte mich bitte jemand begradigen?

Abschnitt 7 dieses Dokuments ist im Grunde das, was ich tue

Ein Schlüsselkonzept, das zur Klärung von Missverständnissen beitragen kann, ist Folgendes:

• Eine Spannung ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis. Sie ist kein absoluter Wert einer physikalischen Charakteristik an einem einzelnen Punkt in einem Stromkreis. Es handelt sich also nicht um ein absolutes Potential , sondern um einen relativen Wert, eine Differenz.

Wie dies zutrifft:

Der "Boden" des Arduino ist der Punkt (oder die Leiterplattenspur, um das Konzept zu vereinfachen), relativ zu dem das Potential auf der "Vcc" -Spur des Arduino gemessen wird. Bei der Stromversorgung über das USB-Kabel ist die "Masse" des Arduino die Messgrundlage und liegt im Übrigen auf dem gleichen Potential wie die "Masse" des Computers, dessen USB-Anschluss verwendet wird.

Die „negative“ der Batterie ist lediglich eine von zwei Punkten an der Batterie, zwischen denen die Potentialdifferenz dh die Spannung der Batterie gemessen wird. Im Vergleich zum Rest des (elektrischen) Universums schwebt der "negative" Anschluss der Batterie , dh er hat keinen spezifischen relativen Wert, bis dieser sogenannte negative Anschluss der Batterie mit einem Stromkreis verbunden ist.

Wenn Sie den Minuspol Ihrer Batterie mit der Masse des Arduino verbinden, geben Sie einen Referenzwert für die Batterie relativ zum Arduino an. Nur während eine solche Verbindung hergestellt wird, befindet sich der "positive" Anschluss der Batterie auf einem Potential der "Batteriespannung" im Vergleich zum Nullpegel oder der Masse des Arduino.

Wenn Sie stattdessen die Batterie "positiv" an die Arduino-Erdungsleitung anschließen, hat der andere Anschluss der Batterie einen negativen Wert im Vergleich zum Nullpegel oder der Erdung des Arduino.

Die Batterie oder eine beliebige Spannung bezieht sich auf die von Ihnen angegebene Referenz. Es ist ein Unterschied zu Ihrem definierten Basispunkt in der Schaltung, kein absoluter Wert , das hier zu Beginn erwähnte Grundprinzip zu wiederholen.

Sie haben Recht, dass das Anschließen einer Batterie einen Potentialunterschied erzeugt. Es gibt keine universelle "0 V"; Spannung ist eine relative Messung. Wenn wir von "5 V" sprechen, meinen wir wahrscheinlich "5 V vom Erdungssymbol im Schaltplan". Wenn Sie ein Ende einer Batterie an eine andere Spannung anschließen, wird der Unterschied hinzugefügt:

Probleme treten nur auf, wenn Sie Batterien parallel haben:

Diese Situation kann eigentlich nicht auftreten. In Wirklichkeit sind Drähte nur sehr kleine Widerstände, und was passiert, ist, dass der Draht oben sehr heiß wird, wenn ein großer Strom durch ihn fließt und er verdampft. Oder die Batterien können nicht genug Strom liefern, um ihre Spannung aufrechtzuerhalten, und sie werden leer. In jedem Fall wird etwas heiß und bricht.

Wenn die negativen Anschlüsse beider Versorgungen mit einem gemeinsamen Leiter (Masse) und die positiven Anschlüsse mit einem gemeinsamen Leiter (V +) verbunden sind, führt ein Spannungsunterschied zu einem Stromfluss. Angenommen, der USB hat die richtigen 5 V, wenn der Akku nur 4,8 V hat, versucht der USB, ihn aufzuladen. Wenn der Unterschied viel größer ist, kann die Schaltung durch hohen Stromfluss oder die Batterien durch übermäßige Laderate beschädigt werden. Wenn der Akku über 5 V liegt, kann ich nicht sicher sein, ohne die technischen Daten für USB zu überprüfen, aber ich würde annehmen, dass er ziemlich gut vor geringfügigen Überlastungen geschützt ist, sodass eine Diode den Rückstromfluss stoppt. Wenn beide Netzteile für das Gerät ausgelegt wären und gleichzeitig angeschlossen werden könnten, würde ich davon ausgehen (vorausgesetzt, die Batterien sind nicht vorhanden).