La mise à la terre est l'un des concepts les plus fondamentaux en électricité et en électronique. Qu'il s'agisse de concevoir des circuits simples ou de superviser des processus industriels complexes, la compréhension des connexions à la terre est essentielle pour garantir la sécurité, la stabilité et le bon fonctionnement de l'ensemble.
Les symboles de terre représentent les différents points de mise à la terre dans les systèmes électriques. Ils servent à désigner la terre, la masse du châssis, la masse virtuelle, la masse analogique et la masse numérique dans les schémas de circuit. Ces différents types de connexions à la terre permettent de définir le point de référence électrique, d'améliorer la sécurité et d'éviter les interférences de signaux.
Différents symboles de sol sont là pour différentes raisons. Par exemple, Le symbole de terre assure une connexion directe à la terre, tandis que le symbole de terre du châssis est utilisé pour la sécurité dans les boîtiers électroniques. La compréhension de ces symboles est essentielle pour les ingénieurs et les techniciens.
Qu'est-ce que la terre en électricité ?
Qu'est-ce que la terre dans un circuit ? La terre joue un rôle fondamental pour garantir la sécurité, la fonctionnalité et la fiabilité des systèmes électriques et électroniques. Elle est généralement définie comme le point de référence à partir duquel les tensions sont mesurées dans tout circuit électrique. Au contraire, elle crée un chemin de retour pour le courant et constitue donc un moyen sûr de contourner les courants de défaut afin d'éviter les risques électriques.
On pourrait le qualifier de référence de tension zéro au sein du système électrique. Le plus souvent, il est relié physiquement à la terre, d'où son nom de prise de terre. Ainsi, les courants vagabonds peuvent se dissiper en toute sécurité dans la terre sans mettre en danger les appareils ou le personnel en cas de choc électrique.
La mise à la terre réduit le bruit électrique et crée ainsi une référence stable pour la mesure des tensions. Elle garantit également la sécurité. La plupart du temps, dans les circuits complexes impliquant les composants électroniques les plus sensibles, une terre définie avec précision permet de réduire l'effet du bruit électrique et de fournir une référence stable pour la mesure des tensions.
Il existe différents types de terre, notamment la terre, la terre du châssis et la terre virtuelle, chacun jouant un rôle dans le maintien de l'équilibre et de la stabilité électriques.
Quel est le but d’un fil de terre ?
Le fil de terre est un élément essentiel des systèmes électriques et électroniques, garantissant sécurité et stabilité. Ce composant essentiel doit offrir un chemin simple et à faible résistance vers la terre pour évacuer les courants excessifs ou de défaut loin des équipements et des personnes.
Les fils de terre remplissent de nombreuses fonctions. Leur rôle principal est la protection contre les chocs électriques, générés par des défauts tels que des courts-circuits ou des dommages matériels. Dans ce cas, ce fil transporte la charge du courant de défaut vers la terre plutôt que par l'intermédiaire d'une personne ou d'un objet environnant. Cela réduit considérablement les risques d'électrocution au contact d'un appareil défaillant.
Les fils de terre protègent également les équipements et systèmes électriques. Ils détournent tous les courants vagabonds des composants sensibles, ainsi que les tensions transitoires générées par les surtensions, la foudre et le contact avec des câbles sous tension.
Au-delà de la sécurité, la présence d'un fil de terre permet de maintenir le bon fonctionnement du système dans son ensemble : il fournit un point de référence commun pour toutes les tensions réduisant ainsi les risques de fluctuation et le bon fonctionnement des circuits interconnectés.
Des fils de terre défectueux peuvent entraîner un fonctionnement irrégulier et présenter des risques importants pour la sécurité. L'importance de ce fil deviendra encore plus évidente à mesure que nous étudierons les différentes mises à la terre.
Types de sol et symboles de sol
Les différents types de terre ont des fonctions distinctes dans les systèmes électriques et électroniques. Les ingénieurs et techniciens utilisent différents symboles de terre pour identifier le type de mise à la terre d'un circuit. Voici les principaux symboles de terre et leur signification :
Symbole de terrain d'entente
Le symbole de terre électrique le plus fréquemment utilisé dans les schémas représente la un terrain d'entente dans un circuit. Ce point de référence garantit que tous les composants partagent le même potentiel électrique.
Il représente trois lignes horizontales superposées, empilées verticalement, s'affinant vers le bas. La référence de tension nulle utilisée pour les mesures et les calculs dans un circuit est généralement ce type de terre.
Symbole de terre
Symbole de masse du châssis
Le symbole de mise à la terre du châssis indique une liaison physique avec la structure métallique ou le boîtier d'un appareil. Il garantit que le boîtier extérieur de l'appareil reste à un potentiel sûr, évitant ainsi les chocs électriques.
Le symbole ressemble à un râteau dont les lignes diagonales convergent. La mise à la terre du châssis est courante dans les appareils électroménagers et industriels, où les courants de fuite doivent être évités.
Symbole de masse du châssis
Symbole de la terre
Il indique directement une connexion physique à la terre, généralement assurée par des piquets ou des plaques de terre enterrés. La mise à la terre est essentielle pour la sécurité, car elle permet aux courants de défaut de se dissiper directement dans le sol.
La terre est caractérisée par trois lignes horizontales de différentes longueurs, empilées verticalement et la plus longue en bas, et est largement appliquée dans le câblage des bâtiments et les systèmes de distribution électrique.
Symbole de la Terre
Terrain virtuel
Dans un circuit, une terre virtuelle est définie comme la terre, un point de masse imaginaire créé pour être utilisé dans tout système non directement relié à la terre. Elle trouve des applications dans les circuits d'alimentation double, où elle sert de point médian de référence pour les tensions positives et négatives.
La masse virtuelle n'a pas de symbole universel ; il s'agit généralement d'une simple ligne horizontale portant un nom, tel que « VGND ». Elle est très fréquemment utilisée dans les circuits d'amplificateurs opérationnels et les appareils portables.
Terre analogique et numérique
Les masses analogiques et numériques ont des fonctions spécifiques dans les systèmes à signaux mixtes, car elles isolent les signaux numériques bruyants des signaux analogiques sensibles. Cela limite l'influence des interférences et assure un fonctionnement optimal dans les deux domaines.
La terre analogique porte généralement le symbole de terre normale, tandis que la terre numérique peut, sur les schémas, porter la même étiquette qu'une autre, comme « DGND ». Ces deux terres seront connectées en un seul point afin d'éviter les problèmes de boucle de terre tout en préservant l'isolation.
Terre analogique et numérique
Conclusion
La mise à la terre est la base de systèmes électriques et électroniques sûrs, fiables et efficaces. Assurant des points de référence à tension nulle et une protection contre les chocs électriques, la terre est essentielle à la conception et au fonctionnement des circuits.
L'ingénieur, le technicien ou l'amateur doit comprendre les différents types de terre – terre, châssis, virtuelle, analogique, numérique – et leurs symboles, ainsi que leurs applications spécifiques. Certaines sont utilisées pour la sécurité des grands systèmes électriques, tandis que d'autres servent à réduire l'encrassement des circuits électroniques sensibles.
L'application appropriée de ces principes et symboles permettra d'assurer le bon fonctionnement des systèmes électriques et d'éliminer les risques liés à leur utilisation. La mise à la terre continuera ainsi de jouer son rôle de « protecteur silencieux » face aux voix souvent bruyantes de la technologie.
