أرض افتراضية

في مجال الإلكترونيات ، تُعرف الأرضية الافتراضية (أو الأرض الافتراضية ) بأنها عقدة في الدائرة الكهربائية تُحافظ على جهد مرجعي ثابت، دون أن تكون متصلة مباشرةً بهذا الجهد. في بعض الحالات، يُعتبر الجهد المرجعي هو جهد سطح الأرض، وتُسمى العقدة المرجعية "أرضية" أو "أرض" تبعًا لذلك.

يساعد مفهوم الأرضية الافتراضية في تحليل الدوائر في مكبرات التشغيل والدوائر الأخرى ويوفر تأثيرات عملية مفيدة للدوائر يصعب تحقيقها بطرق أخرى.

في نظرية الدوائر ، قد يكون للعقدة أي قيمة للتيار أو الجهد، ولكن التطبيقات المادية للأرضية الافتراضية ستكون لها قيود من حيث قدرة معالجة التيار ومقاومة غير صفرية والتي قد يكون لها آثار جانبية عملية.

يمكن استخدام مقسم الجهد ، باستخدام مقاومتين، لإنشاء عقدة أرضية افتراضية. إذا تم توصيل مصدرَي جهد على التوالي بمقاومتين، فيمكن إثبات أن نقطة المنتصف تصبح أرضية افتراضية إذا

${\displaystyle {\frac {V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}}}=-{\frac {R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}}}}$

تُسمى دائرة الأرضية الافتراضية النشطة أحيانًا بمقسم الجهد. تستخدم هذه الدائرة مضخمًا تشغيليًا أو عنصرًا دارة آخر ذا كسب. نظرًا لأن المضخم التشغيلي يتمتع بكسب عالٍ جدًا في الحلقة المفتوحة ، فإن فرق الجهد بين مدخلاته يميل إلى الصفر عند تطبيق شبكة تغذية راجعة. هذا يعني أن الخرج يزود المدخل العاكس (عبر شبكة التغذية الراجعة) بجهد كافٍ لتقليل فرق الجهد بين المدخلات إلى ميكروفولت. بتعبير أدق، يمكن إثبات أن جهد خرج المضخم في الشكل يساوي تقريبًا${\displaystyle -{\frac {R_{f}}{R_{in}}}V_{in}}$وبالتالي، طالما أن المضخم يعمل في نطاقه الخطي (أي أن خرجه غير مشبع، وتردداته ضمن نطاق المضخم العملياتي)، فإن الجهد عند طرف الإدخال العاكس يظل ثابتًا بالنسبة للأرضي الحقيقي، ومستقلًا عن الأحمال التي قد يتصل بها الخرج. وتُعرف هذه الخاصية بـ "الأرضي الافتراضي".

الجهد الكهربائي كمية تفاضلية تظهر بين نقطتين. وللتعامل مع جهد نقطة واحدة فقط ( جهد كهربائي )، يجب توصيل النقطة الثانية بنقطة مرجعية ( أرضي ). عادةً ما تُستخدم أطراف مصدر الطاقة كأرضيات ثابتة؛ وعندما تكون النقاط الداخلية لمصادر الطاقة المركبة متاحة، يمكن استخدامها أيضًا كأرضيات حقيقية.

في حال عدم وجود نقاط داخلية متاحة للمصدر، يمكن استخدام نقاط الدائرة الخارجية ذات الجهد الثابت بالنسبة لأطراف المصدر كأرضيات افتراضية اصطناعية . يجب أن تتمتع هذه النقطة بجهد ثابت لا يتغير عند توصيل حمل. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

• تُظهر محولات الجهد إلى التيار ومحولات التيار إلى الجهد بعض التطبيقات النموذجية للأرضية الافتراضية
• تطبيقات نظرية ميلر

• أنشئ أرضية افتراضية باستخدام منظم الجهد LT1118-2.5 Sink/Source
• مقسم السكة الحديدية، من أبراهام لينكولن إلى الأرض الافتراضية، ملاحظة تطبيقية حول إنشاء أرض افتراضية اصطناعية كجهد مرجعي.
• إنشاء أرضي لمصدر طاقة افتراضي
• يوضح التكوين العاكس تطبيق مفهوم الأرض الافتراضية في مكبر الصوت العاكس (أرشيف)