Was ist Masse in einer Schaltung? Erklärung mit Abgrenzung zur Erde, Elektronik-Grundlagen
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- เผยแพร่เมื่อ 21 พ.ค. 2024
- Masse oder im Englischen Ground (GND) - das ist ein häufig vorkommender Begriff in der Elektronik. Speziell für Einsteiger ist das Thema nicht ganz einfach zu verstehen. Das ändern wir in diesem Video und gehen unter anderem auf die Definition der Masse als Bezugspotential in Schaltungen ein, grenzen Masse von Erde ab und klären wichtige Aspekte aus der Praxis rund um das Thema Ground / Masse💡😉!
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TIMESTAMPS:
0:00 Was ist Masse in der Elektronik?
1:06 Erde vs. Masse
4:52 Erklärung zur Masse
7:10 Praxis: Masse in Schaltbildern, AGND, DGND usw.
9:52 Praxis: Masseversätze / Ground-Shift
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Korrektur: Beim 9:07 gezeigten Symbol handelt es sich um eine Trennstelle in der Leiterplatte, nicht um eine Ferritperle. Danke @ihabsglei und @Amperekaefer für den Hinweis.
0:00 Was ist Masse in der Elektronik?
1:06 Erde vs. Masse
4:52 Erklärung zur Masse
7:10 Praxis: Masse in Schaltbildern, AGND, DGND usw.
9:52 Praxis: Masseversätze / Ground-Shift
Danke für die Mühe, sehr informativ!
Das Video hat mir gefallen. Bei der T-N-C-S Netz darstellung, stand der Hinweis, dass der Leitungsschutzschalter Lebewesen schützt. Indirekt ja, aber die Hauptaufgabe ist eigentlich der Leitungsschutz und der RCD wird für den Personenschutz verwendet.
Danke dir. Ja, der Hinweis ist wertig und richtig. Der "Schutz für Lebewesen" war auf das Szenario mit einem Körperschluss einer Phase auf das (metallische) Gehäuse bezogen, bei dem ohne Erdung durch den PE und einen Leitungsschutzschalter die Gefahr eines elektrischen Schlags bei Berührung bestehen würde. Kam vielleicht nicht so gut rüber im Video. Die wichtigere Komponente für Persobebschutz ist der RCD,klar, auf den wollte ich aber nicht auch noch eingehen, das Video ist auch so schon für Einsteiger etwas unübersichtlich glaube ich.
Grüße
Tobias
Saugut erklärt. das gibt nen Abo. Bin gespannt wie die weiteren Inhalte sind.
😂 an der Masse werden die Geräte angeschlossen, danke fürs zuschauen" 😂, super Video gut erklärt
9:30 welche Software benutzt du zur Erstellung des Schaltplans mit Arduinos?
EAGLE
Welches Programm nutzt du bei 5:55 ?
Falstad circuit, hervorragendes kleines Programm für Lernende
Seit dem ich mal auf der Masse einer 5V Platine ein Potenzial von 230V gegen Erde messen konnte (auf Plus dementsprechend 235V) habe ich gut verinnerlicht, dass man dort eben nur einen Referenzpunkt hat, der abhängig von der Schaltung drumherum, auch weit entfernt von PE liegen und entsprechend gefährlich sein kann.
Definitiv
Masse ist Macht! 💪
9:10 Das ist nicht das Symbol für ein Bauteil sondern, für eine Stelle auf der Platine an der die Leiterbahn durchtrennt werden kann.
Habe ich mir eben nochmal im Layout und am realen Arduino Uno Board angeschaut, ich denke du hast Recht, danke für den Hinweis!
Was ist deine Erklärung für den Zweck der Auftrennung der Massen?
Der Begriff "Masse" ist historisch bedingt entstanden. In einem elektrischen Netzwerk besitzt das gemeinsame Bezugspotential für üblich die größte Masse an Kupfer, weil dort bzw. an deren Knoten die größte gemeinsame Anzahl an Komponenten angeschlossen wird. Deshalb muss Masse auch nicht unbedingt Erdpotential sein, wenngleich man auch Erde indem Sinne als Masse bezeichnen kann, weil es en sehr reicher Elektronenspender ist - "massereich an Ladungen" ;)
Schön erklärt! Jedoch finde ich waren die Soundeffekte viel zu laut und dadurch etwas ablenkend. Sonst gut und aufwendig geschnitten!
Danke dir. Werde ich mir für die nächsten Videos merken. Meine Audioaufnahme ist immer etwas leise, die Sound-Effekte dämpfe ich in der Regel schon um -5 db. Ist es dir bei einem bestimmten Effekt aufgefallen oder durchgängig?
@@Elektrotechnik-einfach Durchgängig, sonst hätte ich es auch nicht als mein persönliches Feedback weitergegeben - und auch nur weil ich damals auf meinen anderen TH-cam kanal als Creator solche Kommentare wertvoll fand. Bei mir hatte ich solche Effekte -20 bis -25 db reduziert, damit man es nicht bewusst wahrnimmt es aber flüssiger anfühlt. Ich mag solche Effekte immer sehr dezent, aber es muss vor allem dir gefallen, ich bin auch kein Experte.
Den Hinweis mit stärkerer Dämpfung der Effekte werde ich mitnehmen. Beim Schnitt habe ich häufig nur meine Laptop Lautsprecher an, da kommen die Unterschiede in der Lautstärke nicht gut raus.
9:10 FerriPi (Ferrit Perle) ? Was ist das bitte und welche Aufgabe hat es oder wie funktioniert es bitte
Ferrite Bead = Ferrit Perle. Das ist ein Filter-Bauelement, das hochfrequente Störungen in Wärme umwandelt / dämpft. Allerdings ist das gezeigte Zeichen keine Ferrit Perle, sondern das Symbol für eine Trennstelle in der Leiterplatte, wie in mehreren Kommentaren bereits richtigerweise erwähnt wurde.
@@Elektrotechnik-einfachAllerdings ist es kein Ferrit Bead sondern ganz simple, zwei Pads die sich gegenüberstehen und von einander isoliert sind. Mit einer Lötbrücke verbindet man sie, wenn man dies möchte.
@@rdson1621Jup, diese Korrektur steht schon im angepinnten Kommentar
Habe ich noch nicht ganz verstanden. Masse ist der Potentialbezugspunkt in einem Schaltbild, gut habe ich verstanden. Wie wird dies in einer tatsächlichen Schaltung umgesetzt? Ist die Masse also immer gleich dem "Minuspol"?
Das Bezugspotential ist, auch in einer realen Schaltung, natürlich für den Entwickler ,,frei wählbar". Aus diversen Gründen, v.a. da dies vieles erleichtert, wird man jedoch meist trotzdem den Minuspol der Versorgungsspannung als Bezugspotential/ Masse finden.
@@taroc9752 besten Dank für die Antwort und den Hinweis.
@@taroc9752 ich habe doch noch eine Frage. Im letzten Abschnitt wird erwähnt, dass bei einer "langen Leitung" zum Minuspol es besser wäre, nahe dem IC einen Massepunkt zu setzten, damit der Widerstand bzw die Induktivität vermieden wird. Wie würde ich praktisch diesen Massepunkt zu setzten?
Praktisch ist es häufig, wie auch im Video in einem Nebensatz erwähnt wurde, so dass die gesamte Fläche der Platine die am Ende ungenutzt bleibt als Massefläche ausgeführt wird. Dadurch umgeht man das Problem einzelner Leiterbahnen hin zu Masse und den daraus resultierenden Störungen. Am Besten einfach mal nach Massefläche googeln, ist dann eigentlich selbsterklärend. de.m.wikipedia.org/wiki/Massefl%C3%A4che
Zur Initialfrage von Stefan: Die wird im Video ab 4:55 beantwortet.
Was hat es denn mit einer Sternförmigen Masse für eine Bewandtnis?
Die hilft unter anderem bei der Verhinderung von Masseschleifen. Wenn du an verschiedenen Stellen Anbindungen an die gleiche Masse hast, können Masseschleifen entstehen und induktive Störungen in diese Masseschleifen einkoppeln.
Induktive Störungen = magnetische Felder mit sich ändernder Intensität, werden z. B. durch starke Stromänderungen hervorgerufen.
4:04 Warum wird die Spannung sofort gleichgerichtet und dann erst transformiert? Wäre es nicht sinnvoll, die Spannung gleich auf das gewünschte Maß umzuwandeln und dann erst gleichzurichten?
Das wäre ein koventionelles Netzteil. Bei der Netzfrequenz benötigt man einen wesentlich schwereren und teureren Trafo als den für eine hohe Frequenz hinter dem Schalttransistor. Auch die Regelbarkeit und Blindströme bei gringer Belastung sind beim Schaltnetzteil günstiger.
Genau so wie westharti es beschreibt ist es.
Auf Schiffen gibt es keine Masse oder Schutzleiter, da diese nicht, wie üblich mit dem E'rdreich verbunden sind. Stattdessen befinden sich im Schiffsinneren eine Reihe von Blumentöpfen, in denen Ersatzerder stecken und mit der Schiffshaut verbunden sind.
Spannend, habe ich auch wieder was gelernt 👍
Hmmm...in der Schaltung zum Masseversatz wird erklärt, dass der Strom Spannungsabfalle hervorruft, also die Masse beim nächsten IC nicht gleich ist. In der Schaltung wird aber die Minusleitung kurz nach dem IC auf Erde gelegt. Es kann doch kein Strom mehr über die Leitung fließen, oder?
Ich kann die Frage nicht ganz nachvollziehen. Der Strom fließt zum IC (von der Versorgung, z. B. einem Linearregler) und dann wieder über die Masse zurück (wieder zum Linearregler). Dabei entsteht, je nach Stromstärke, ein gewisser Spannungsfall entlang der Leitunge(n). War das nachvollziehbar?
Das ist doch ein Schulungsvideo für versierte Elektrotechniker. Ich bin bestimmt nicht blöd, aber für Laien war das nichts.
Hallo Alex,
schade, da habe ich wohl etwas mein Ziel verfehlt. Ist manchmal nicht ganz einfach festzulegen wo man starten soll, um alle Zuschauer abzuholen. Gibt es einen bestimmten Abschnitt, der für dich unklar ist, oder bezieht sich deine Aussage auf das komplette Video?
Der Vergleich mit dem Berg und Höhenangabe über Meeresspiegel war eigentlich dazu gedacht, die Masse ("Höhe Meeresspiegel) für alle nachvollziehbar zu machen.
Gruß
Tobias
@@Elektrotechnik-einfach das ganze Video.
@@Elektrotechnik-einfach meine Aussage bezieht sich auf das gesamte Video. Bis zur Zeitmarke 00:33 habe ich noch gespannt zugesehen/zugehört. Dann ging es los: "Masse ist das elektronische Bezugspotenzial......." Klasse, ohne weitere Erklärung, was das ist (dein Kanal heißt: Elektrotechnik einfach erklärt), dann kamen noch einige andere Begriffe (die ebenfalls nicht erklärt wurden), da habe ich dann noch drüber weg gesehen/gehört. Aber je weiter ich schaute, umso verwirrter war ich. Ich habe mir das Video nicht bis zum Schluss angesehen. Genauso hätte ich mir ein Video ansehen können, in dem Raketentechnik oder Atomphysik erklärt wird. Gut, wenn man im Thema drinsteckt, braucht man aber vermutlich dieses Erklärvideo nicht, für alle anderen ging dieses Thema am Ziel "Elektrotechnik einfach erklärt" vorbei.
Okay, verstehe. Der Satz am Anfang mit "Masse ist das elektronisch Bezugspotential.." sollte ein Witz sein. Nur wenn die folgende Erklärung nicht ausreichend einfach ist, leider kein gelungener Witz : ). Ich werde den Zusatz "für Einsteiger" im Titel abändern in "Theorie und Praxis". Ich denke du hast Recht mit der Aussage, dass der Inhalt eher für Fortgeschrittene ist. Eventuell werde ich in Zukunft die Videos mit einem Zusatz wie "für Einsteiger" / "für Fortgeschrittene" o.ä. versehen, dann weiß man vorab, ob es sinnvoll ist es anzuschauen.
Gruß
Tobias
Hoi Tobias, danke für Dein Video.
▶9:10 Hier liegst du etwas daneben. Es handelt sich hier um 2 Pads ohne Bohrung. Diese können bei Bedarf mit Lötzinn überbrückt werden.
▶Erwähnenswert wäre noch was *PE* ausgeschrieben heisst: Phase gegen Erde.
▶LSS schützen nicht nur Tiere sondern alle Lebewesen.
LG
Hi Roger,
danke für deine Rückmeldung, wie immer wertig und hilfreich.
1) Du hast recht, war mir bisher nicht bekannt, habe ich auch wieder was gelernt : ). Der Hinweis kam auch von einem anderen Zuschauer. Im Layout und im Arduino Board habe ich es mir vorhin anschaut, man kann die Verbindung aufkratzen, so sieht es zumindest aus. Also um die Massen UGND und GND zu trennen, so mein Verständnis.
2) Der PE ist mir nur als Englisch "Protective Earth", zu Deutsch Schutzleiter bekannt. Habe ich bei 2:38 auch eingeblendet.
3) Richtig, das hatte ich bei 3:25 auch geschrieben.
Viele Grüße und schönen Ostermontag
Tobias
Würde mir gerne das Video zu Ende anschauen. Ist aber wegen den ständigen penetranten und viel zu lauten. 'biiing' nicht möglich. Katastrophe.
Sollte ich in weiteren Videos solche Effekthascherei erleben, werde ich das Abbo wiederrufen.
Ich nehme die Drohung war : ). Ist schon klar mit den Sound Effekten, haben auch schon andere - auf charmantere Art und Weise - bemängelt.
@@Elektrotechnik-einfach Sorry für meinen Beitrag. Der war nicht gut. Hinweis ist angekommen. Inhaltlich ist ja Ihr Video super 🙂 Würde mich freuen, wenn der Sound zukünftig ein wenig unaufdringlicher ist. In diesem Sinne: freue mich auf weitere Beiträge.
kan ich dich mal kenen lehren
Das ground und masse signal sind nicht ohne Grund unterschiedlich. Ground ist erde erde keine masse, masse ist bei einem eigenen Netz bordnetz halt die masse
Im Englischen wird Ground für Masse und Erde verwendet. Da wird nicht per Begriff differenziert, was bei englischsprachigen Technikern / Lernenden zu einigem an Verwirrung verwendet.
und was ist jetzt plus und minus?
Plus ist der positive Pol der Versorgung und Minus der Negative (häufig als Masse definiert). Ist die Frage ernst gemeint?
@@Elektrotechnik-einfach Danke für deine Antwort 😃 manchmal ist es verwirrend, es gibt ja die physikalische und die technische Fließrichtung. Bin Anfänger und mir macht das basteln Spaß. Muss noch viel lernen.
Masse ist die Leidung, von wo die Elektronen kommen.
Sollte auch gesagt werden. Verständniss zum technischen Strom fehlt.
3:32 Sorry, aber der "Leitungsschutzschalter" schützt nicht Lebewesen, sondern die Leitung. Solltest du eigentlich wissen, was der "Leitungsschutzschalter" macht, und dass dieser nix mit Erdpotential zu tun hat.
Die Aussage von Tobias stimmt sehr wohl. Allerdings schützen LSS nicht nur Tiere sondern alle Lebewesen also besonders den Mensch, wie du richtig schreibst.
Ein LSS hat sehr wohl mit Erde (PE) zu tun: Ein LSS löst nur aus, wenn ein (Kurzschluss-)strom gen PE(N) fliesst. Auch ein Kurzschluss zwischen Aussen- und Neutralleiter löst den LSS aus, da ja im HAK-Eingang PE und N verbunden sind. LG
Ist mir klar, dass der Leitungsschutzschalter über das Bimetall den nachgeschalteten Kreis vor Überstrom und über die Spule bei Kurzschluss schützt, keine Sorge. Der "Schutz für Lebewesen" war auf das Szenario mit einem Körperschluss einer Phase auf das (metallische) Gehäuse bezogen, bei dem ohne Erdung durch den PE und einen Leitungsschutzschalter die Gefahr eines elektrischen Schlags bei Berührung bestehen würde. Interessant und bezeichnend, dass man sich in einem 12 Minuten Video ausschließlich auf eine etwas ungenaue Formulierung stürzt.
@@Elektrotechnik-einfach mir geht es darum, dass wenn man sich zutraut Lehrvideos zu machen, man wenigstens vor dem upload nochmal das Video anschauen sollte, um solch banale Fehler auszuschließen.
Solch dumme Fehler führen nur zum de-abo einiger Leute, wie mir.
Eigentlich wollte ich deinen Kanal weiterempfehlen, aber wenn dir solch dumme Fehler unterlaufen, besser nicht...
@@Elektrotechnik-einfach
PS: Wenn du eine solche Falschaussage bei der Lehrabschlussprüfung für Elektrotechnik machst, bist du auf der Stelle durchgefallen... 😉
@@markhonigschmid6116 Bevor du dich hier weiter als Möchtegern-Experte aufspielst: Leg erstmal dar, was genau falsch sein soll. Und wenn du weiter mit unsachlichen Formulierungen kommentierst, fliegst du vom Kanal, ganz einfach ; ).
Immer noch nicht Verstanden wozu die Masse da ist. Du hast immer wieder von Bezugspotential gesprochen. Warum und wofür brauche ich das Bezugspotential? Auch der Unterschied zwischen Masse und Erde, kam irgendwie nicht rüber.
Letztlich ist Masse nix anderes als das Spannungsniveau in einer Schaltung, auf das sich andere Spannungsangaben beziehen. Es ist recht praktisch, wenn man bei asymmetrischer Spannungsversorgung das niedrigste Spannungsniveau zur Masse definiert. Dann sind alle anderen Spannungen gegenüber diesem positiv. Bei symmetrischer Spannungsversorgung sucht man sich die Spannung, die exakt in der Mitte liegt, als Spannungsniveau für die Masse raus. Im Grunde genommen kann man auch jede andere Spannung innerhalb einer Schaltung zur Masse deklarieren, auch zeitlich veränderliche Spannungen. Alle sonstigen Spannungen verschieben sich dann eben relativ zu dieser. Das kann man schon in Schaltungssimulationen ausprobieren. Die Schaltung verhält sich als Ganzes dadurch nicht anders.
Spannend wird es eigentlich erst dann, wenn man innerhalb einer Schaltung eine galvanische Trennung realisiert. Dann kann es z.B. mehrere Massen geben. Das hat man z.B. bei Schaltnetzteilen, wo die Ausgangsspannung von der Netzspannung galvanisch zu trennen ist. Das kann zu gewissen Komplikationen bei der Schaltungssimulation führen, da entsprechende Software im Allgemeinen nur mit einer Bezugsspannung klar kommt. Hier hilft es, die eine Masse hochohmig mit der anderen zu verbinden, um die Schaltung geschlossen simulieren zu können. Auf diese Weise wird sicher gestellt, dass es wieder nur eine Bezugsspannung gibt und die hochohmige Verbindung sorgt dafür, dass die Simulation nur kleine Ströme von einer Masse zur anderen schiebt.
Letztlich ist Masse nicht mehr als eine Konvention, bei der man eine Spannung in einer Schaltung auf den Betrag Null setzt.
@@gkdresden Wenn ich das richtig verstehe muss ich also z. B. bei einem Schaltnetzteil in einem Metallgehäuse die Gehäuseerde nicht mit der ausgangsseitigen Masse verbinden. Das sind grundsätzlich 2 getrennte Potenziale, oder?
@@michaelbraun907 bei einem Netzteil mit Metallgehäuse wird dieses mit dem Schutzleiter verbunden. Ob du es mit der Niederspannungsmasse verbindest musst du entscheiden. Meist sind die Niederspannungsausgänge vom Gehäuse getrennt. Es kann Sinn machen, wenn du das Massepotential auch am Gehäuse des Geräts hast. Da kannst du dir evtl Masseverkabelungen zu Buchsen einsparen. Ansonsten bringt es nix groß.
@@gkdresden Die Frage ist. Wenn keine Masse da wäre. Was würde es ausmachen? Der Toatser würde doch trotzdem laufen.
Schade, hast du die Passge mit der Analogie zu Höhenangaben im Video gesehen? Das sollte eigentlich gut nachvollziehbar sein. So wie eine Höhenangabe in der Erdkunde den Meeresspiegel als Bezugshöhe verwendet wird in der Elektronik die Masse als Bezugspotential für Spannungsangaben in Schaltungen verwendet. Sollte eigentlich so im Video rüberkommen.