O que significa “terra” ou “ground” num circuito eletrônico

A motivação para escrever um post sobro o que significa “terra” ou “ground” num circuito eletrônico veio de uma dúvida de um aluno no Clube Aprenda Eletrônica com Paulo Brites.

Logo nas primeiras aulas eu coloquei o circuito que vemos na figura 1, para os alunos pensarem a respeito.

Fig..1 – Questão de concurso pra técnico em eletrônica

Estas perguntas fazem parte de um bloco das aulas bônus do Clube que eu chamo de “O que perguntam por aí”, e têm a intenção de mostrar que a teoria não é para encher linguiça. Estas perguntas caem nas provas de concursos.

Eis a pergunta do aluno sobre a questão que está ilustrada na figura 1:

O Sr. poderia explicar qual é o papel do aterramento no circuito? Como flui a corrente naquele ponto? E se tirarmos o aterramento o que iria acontecer com este circuito?

Aqueles que já estão na profissão há algum tempo podem achar que a pergunta é “boba”.

Em primeiro lugar, para mim não existe “pergunta boba”, talvez exista quem não sabe responder o que nem sempre é um pecado.

Ter a humildade de dizer “não sei, mas posso tentar descobrir” deveria fazer parte da pedagogia, não só de professores, mas de pais e mães também.

Ninguém nasce sabendo, diz sabiamente o dito popular e nunca devemos deixar uma pergunta sem resposta, nem que levemos a vida toda para encontrá-la.

Agora eu digo, “atire a primeira pedra” quem nunca teve uma dúvida deste tipo quando estava começando a estudar eletrônica.

A bem da verdade a mim me parece que a questão não foi muito bem formulada.

A utilização do símbolo de “terra”, que o aluno se refere como “aterramento” foi usada no desenho sem nenhuma finalidade teórica ou pratica.

Se queria usá-lo seria melhor fazer como mostro na figura 2, mesmo assim com ressalva, como veremos mais à frente.

Fig. 2 – Questão de concurso para técnico em eletrônica (modificada)

Veja bem, eu não disse que está errado, mas a utilização do símbolo de “terra” (os três tracinhos) cumpre outra finalidade e não faz muito sentido usá-lo como na figura 1 como você irá entender no decorrer da leitura.

Outros símbolos de “terra” usados em eletrônica

Na figura 3 temos três símbolos de “terra” ou ground utilizados em circuitos eletrônicos.

Fig. 3 – Símbolos de “terra” utilizados em eletrônica

Fig. 4 – Aterramento em um veículo

Deixei, propositalmente, os termos em inglês para discutir a diferença entre a palavra “Earth” e “ground”.

A palavra “ground” significa terra no sentido de chão que não necessariamente é o solo como vemos na figura 4. Pode ser o chassis do carro, por exemplo.

O segundo símbolo na figura 3 representa o chassis do equipamento, ou seja, a carcaça metálica e, às vezes, é representado por um traço horizontal sem a “vassourinha”.

Já a palavra “Earth” (com letra maiúscula) e a Terra planeta.

Este é o “terra” usado em eletricidade e que não deve ser confundido com neutro.

Não irei me estender aqui sobre a diferença entra “terra” e neutro aqui neste post.

Se quiser saber mais sobre isso tem artigos aqui no blog ou lendo meu e-book O que todas as pessoas deveriam saber sobre Eletricidade.

Finalmente, o terceiro símbolo mostrado na figura 3 no formato de um triângulo costuma ser usado para “terra” de sinais.

Bagunçando o correto

Infelizmente essas “regrinhas” das simbologias de “terra” nem sempre são respeitadas e aí cada um faz do jeito que “lhe dá telha” e vá se acostumando a conviver com isso.

Devo confessar que eu mesmo, às vezes, uso de forma equivocada por força do hábito.

Voltado a pergunta do aluno

Qual a corrente que flui no ponto de “aterramento” da figura 1?

A resposta é: – naquele ponto não flui corrente nenhuma.

A corrente flui na linha vermelha que vai do terminal do resistor de 1 kΩ ao negativo da bateria.

Neste caso o papel do “aterramento” é NENHUM, foi colocado ali sem nenhuma justificativa e com a simbologia errada. O correto, neste caso seria usar a “vassourinha” pois trata-se de um circuito DC e, portanto, não faz sentido usar o símbolo de “Earth ground”.

A pergunta correta seria “qual a tensão entre o ponto Vs e o terminal negativo da fonte?”

A diferença do conceito de terra em eletricidade e eletrônica

Todo circuito precisa ter dois terminais, que no caso da “corrente” continua denominamos de polos, positivo e negativo.

Em “corrente” alternada prefere-se chamar de “vivo” (hot) e neutro.

Numa analogia bem superficial poderíamos considerar que o positivo da corrente contínua “corresponderia” ao vivo da alternada e o negativo “corresponderia” ao neutro.

Veja bem, eu disse neutro, não disse terra e também disse que é uma analogia bem superficial.

Não vá dizer por aí que eu disse que o “vivo” é positivo e o neutro é negativo que eu vou lhe processar por injúria rsrsrs.

No princípio era assim

Quando os equipamentos eletrônicos começaram a surgir, ainda no tempo das válvulas, eles eram montados em chassis metálicos como mostro, por curiosidade, na figura 5.

Fig. 5 – Chassis de um rádio antigo

Agora vamos dar uma olhadinha num esquema “daquele tempo” na figura 6.

Fig, 6 – Esquema de um rádio antigo

Reparou no símbolo de “Earth ground” que coloquei em destaque?

Repare também que ele se “espalha” por todo o esquema.

O símbolo de “terra” aqui cumpre duas finalidades.

A primeira é indicar que a linha de alimentação AC está ligada diretamente ao “Earth ground” da rede elétrica que por sua vez está ligada diretamente ao chassis que por ser metálico servirá de condutor.

Se você olhar a figura 5 verá que circulei em amarelo as extremidades de dois capacitores mostrando que estão soldados diretamente no chassis.

Certamente temos outros componentes na mesma condição que não conseguimos ver na foto “graças” ao emaranhado de fios e componentes.

Pois bem, voltando ao esquema da figura 6 concluímos que os diversos símbolos de “Earth ground” indicam que os componentes então interligados através do chassis metálico, ou seja, esta é a segunda finalidade de usar este símbolo.

Oba, chegou o circuito impresso!

Lá pelos anos 60, com a chegada dos transistores vieram também os circuitos impressos em placas de fonolite em substituição aos chassis metálicos.

E chassis metálico foi “substituído” por trilhas de cobre que interligavam um lado dos componentes que deveriam retornas ao negativo da fonte (poderia ser positivo também).

O conceito de “Earth ground” foi substituído pelo de “chassis ground” e entra em cena o símbolo da “vassourinha” ou, pelo menos, deveria entrar.

Mas, muita gente assim como eu, já estava habituada ao símbolo anterior e a bagunça se instalou ora usando um símbolo no lugar do outro, até mesmo muitos fabricantes de equipamentos eletrônicos.

Num equipamento alimentado apenas por pilhas ou baterias só temos um “tipo” de “aterramentos” que, aliás, não é exatamente aterramento e sim “linha de retorno”.

Entretanto, é comum usar o símbolo de “Earth ground” apenas para simplificar o desenho do circuito como podemos ver comparando as figuras 7 e 8.

Fig. 7 – Circuito com símbolo de terra

Fig. 8 – Circuito sem ponto de terra

Todos os símbolos de “terra” substituem as linhas em vermelho no circuito.

Entretanto, se estivermos trabalhando com circuitos que são alimentados diretamente pela rede elétrica precisamos tomar cuidado com as simbologias, principalmente se não tiver um transformador que isole a rede elétrica da entrada do circuito como é o caso, por exemplo, das fontes chaveadas.

Confundiu ou esclareceu?

Este é um assunto que eu considero de difícil compreensão para o principiante.

“Antigamente” era um pouco mais fácil ler um esquema eletrônico, até porque, em geral, eles cabiam numa folha de papel A4.

Quem começou naquela época foi se habituando com as mudanças gradativamente e sem perceber foi entendo.

Quem chega agora precisa, a meu ver, partir do “antigo”, como fiz neste post, para chegar ao “novo”.

A ideia era comentar e esclarecer a dúvida do aluno, mas acabou descambando para algo mais abrangente que a leitura e interpretação de esquemas.

Serve como um ensaio para um futuro e-book que sempre me pedem sobre o tema e que pretendo escrever, um dia!

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