Terreno virtual

En electrónica, una tierra virtual (o tierra virtual) es un nodo de un circuito que se mantiene a un potencial de referencia constante, sin estar conectado directamente a la referencia. potencial. En algunos casos se considera que el potencial de referencia es el de la superficie de la tierra, y el nodo de referencia se denomina "tierra" o "tierra" Como consecuencia.

El concepto de tierra virtual ayuda al análisis de circuitos en amplificadores operacionales y otros circuitos y proporciona efectos de circuito prácticos útiles que serían difíciles de lograr de otras maneras.

En teoría de circuitos, un nodo puede tener cualquier valor de corriente o voltaje, pero las implementaciones físicas de una tierra virtual tendrán limitaciones en la capacidad de manejo de corriente y una impedancia distinta de cero que puede tener efectos secundarios prácticos.

Construcción

Se puede utilizar un divisor de voltaje, que utiliza dos resistencias, para crear un nodo de tierra virtual. Si dos fuentes de voltaje se conectan en serie con dos resistencias, se puede demostrar que el punto medio se convierte en una tierra virtual si

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Un circuito de tierra virtual activo se llama a veces un separador de ferrocarril. Tal circuito utiliza una op-amp o algún otro elemento de circuito que tenga ganancia. Dado que un amplificador operativo tiene una ganancia de apertura muy alta, la diferencia potencial entre sus insumos tiende a cero cuando se implementa una red de comentarios. Esto significa que la salida proporciona la entrada de inversión (a través de la red de retroalimentación) con suficiente tensión para reducir la diferencia potencial entre las entradas a microvoltios. Más precisamente, se puede demostrar que el voltaje de salida del amplificador en la figura es aproximadamente igual a ${displaystyle -{frac {f} {f} {f} {f}} {f}}} {f}} {f}} {f}}} {f}}}} {f}}}} {f}}}}}} {f}}}}}} {\f}}}} {\f}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\}}}}}}}}}}}}}} {\\\\\\\\\}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}\\\\\\\\\\\}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$. Así, por lo que el amplificador está trabajando en su región lineal (no saturada, frecuencias dentro de la gama del opamp), el voltaje en el terminal de entrada invertido permanece constante con respecto al terreno real, e independiente de las cargas a las que se puede conectar la salida. Esta propiedad se caracteriza por un "tierra virtual".

Aplicaciones

El voltaje es una cantidad diferencial, que aparece entre dos puntos. Para tratar únicamente con un voltaje (un potencial eléctrico) de un solo punto, el segundo punto debe estar conectado a un punto de referencia (tierra). Generalmente, los terminales de la fuente de alimentación sirven como tierra firme; cuando los puntos internos de las fuentes de energía compuestas son accesibles, también pueden servir como verdaderas bases.

Si no hay puntos internos de fuente accesibles, los puntos del circuito externo que tengan un voltaje constante con respecto a los terminales de la fuente pueden servir como tierra virtual artificial. Un punto de este tipo debe tener un potencial estable, que no varía cuando se aplica una carga.