Forum

Hallo Leute,
sicher ist die Frage schon oft aufgekommen;
leider hat eine Suche danach in diesem Forum nichts ergeben
und auch in anderen Foren habe ich keine hinreichende Antwort finden koennen.

Meist liest man, Masse waere ein Bezugspotential (z.B. aber nicht zwingend 0V).

So wie ich das verstehe, benoetigt man Masse irgendwie,
wenn man verschiedene Elemente zusammenschliessen moechte.

Sagen wir einfach 2 Stromkreise; wenn diese Spannungsquellen unterschiedlicher Spannung enthalten und diese parallel geschaltet werden, kommt es zu ungewollten Ausgleichsstroemen.

Das soll jetzt, so wie ich das verstehe irgendwie durch eine Masseleitung ausgeglichen werden.

Wenn beide Spannungsquellen gleich gross waeren, braeuchte ich ueberhaupt keine Masse, wuerde ich meinen, oder nicht?

Dann kommt immer wieder auch das Argument auf, das Massepotential wuerde existieren, damit man keinen Schlag bekommt, wenn man an ein nicht ausreichend isoliertes Kabel kommt.

Das halte ich fuer mehr als fraglich; wenn ich da eingreife bilde ich einen parallelgeschalteten Widerstand zu Masse wuerde ich meinen.

Ich sehe nicht, was das grossartig fuer einen Einfluss haben sollte.

Waere nett, wenn da jemand, vielleicht auch an einem Beispiel Licht ins Dunkel bringen koennte, z.B. auch mal einen konkreten Fall, wo solche Ausgleichsstroeme auftreten, oder sowas.

Ich habe saemtliche Wikipediaseiten gelesen und auch ausreichend gegooglet, vielen Dank.

Gruesse

Phil.

» Hallo Leute,
» Die Frage ist noch nie aufgekommen.
Weil jeder Depp sich das selber denken kann.

Die Masse liegt nämlich auch an Masse.
Und darum heißt sie auch so.

Du kannst es auch Erdung, Erdpotential,
0-Punkt oder Bezugspotential nennen.

Das ist quasi wie die Null in der Arithmetik.
Oder der Mittelpunkt der Erde, wenn Du mit dem Auto
fährst. Da kannst Du zwar sagen: " Ich brauche keinen
Mittelpunkt der Erde " Aber ohne diesem könntest Du
noch nicht mal Fahrrad fahren oder laufen!!

Man könnte nun natürlich eine ganze philosophische
Abhandlung darüber schreiben, ob ein Bezugspotential
überhaupt nötig ist. Dann kommen wir nämlich zur
Relativitätstheorie. Und die sagt wiederum, dass es
eben relativ ist! Und das bedeutet auch wieder dass
wir eigentlich kein Bezugspotential bräuchten!!

Und das stimmt sogar. Aber nur wenn es keine Limitierungen
in den physikalichen Parametern der eingesetzten
Bauteile gäbe! Dann könnten wir - theoretisch - alles
differentiell machen. Aber weil die Bauteile, Limitierungen haben, welche nicht überschritten werden
sollten, ist es besser, ein Bezugspotential einzuführen.

Wie der 0-Punkt in der Arithmetik eben. Zum Anderen
ist das Bezugspotential auch noch "Erde". D.h. "Schirm"
und irgendwelche Wechselfelder, wie Störungen, werden
dann zur großen Erde hin abgeleitet. Es ist also besser
das so zu machen, aber es geht theoretisch auch ohne.
Und viel kostet es auch nicht.

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Hallo ColonelPanic

Masse wird in der Elektronik meist als Erdpotential angenommen. Es gibt aber in der Tat auch erdfreie Systeme, in denen Masse im üblichen Sinn nichts verloren hat, man denke nur einmal an Geräte der Schutzklasse 2 (doppelschutzisoliert).

In der HF-Technik ist es der Gegenpol zu Antenne und deshalb schon wichtig. Auch die EMV-Technik kommt nicht ohne Masse aus. Und schliesslich sollte die Masse in vielen Simulationsprogrammen definiert werden, damit ein Bezugspotential für numerische Berechnungen vorhanden ist.

Ob zwei Quellen, wenn sie zusammengeschaltet werden einen gemeinsamen Massepunkt brauchen kommt auf die Anwendung drauf an. Die verschiedenen Betriebsspannung in einem Mobilfunktelefon haben bestimmt ein gemeinsames Bezugspotential, aber keinen Erdpotential-Massepunkt.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» Hallo ColonelPanic
»
» Masse wird in der Elektronik meist als Erdpotential angenommen. Es gibt
» aber in der Tat auch erdfreie Systeme, in denen Masse im üblichen Sinn
» nichts verloren hat, man denke nur einmal an Geräte der Schutzklasse 2
» (doppelschutzisoliert).
»
» In der HF-Technik ist es der Gegenpol zu Antenne und deshalb schon
» wichtig. Auch die EMV-Technik kommt nicht ohne Masse aus. Und
» schliesslich sollte die Masse in vielen Simulationsprogrammen definiert
» werden, damit ein Bezugspotential für numerische Berechnungen vorhanden
» ist.
»
» Ob zwei Quellen, wenn sie zusammengeschaltet werden einen gemeinsamen
» Massepunkt brauchen kommt auf die Anwendung drauf an. Die verschiedenen
» Betriebsspannung in einem Mobilfunktelefon haben bestimmt ein gemeinsames
» Bezugspotential, aber keinen Erdpotential-Massepunkt.
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

Hallo Thomas,
vielen Dank fuer Deine freundliche Antwort.
Ich bin kein E-Techniker, und diese Sprache irgendetwas "liegt an Masse" ist fuer mich absolut fremd.
Das was roldor da so salopp gesagt hat, ist genau das, was ich nicht verstehe.

Sagen wir z.B. ich habe als Spannungsquelle einen Generator, eine Spuele mit einem Magnetkern, welcher ein E-Feld erzeugt; dessen Staerke und Flussdichte ist eindeutig ueber die Staerke des Magneten und seine aktuelle Position bestimmt; die Frequenz bekomme ich ueber die Drehgeschwindigkeit.
Je nach Ausrichtung des Magneten ist auf der einen Seite der Pluspol auf der anderen der Minuspol.

Widerstaende, Kapazitaedten und Induktivitaeten haengen auch nur vom Werkstoffwiderstand und den Abmessungen ab.

Wozu brauche ich jetzt noch ein extra Bezugspotential.

Ich stelle mir das so vor wie ein Fussballspiel.
Massepotential ist der Schiri, jeder Spieler ist ein Bauelement, die muessen alle zusammenarbeiten.

Wenn ich Messungen machen moechte, ist es gut einen Schiri zu haben, der Objektiv das Zusammenspiel der Mannschaften und deren Effizienz begutachten kann.

Wenn die aber einfach nur zum Spass spielen sollen, brauche ich keinen Schiri, wenn sich hinterher niemand fuer den Punktestand interessiert.

Genauso verstehe ich nicht, wozu man jetzt irgendwo eine Masseleitung brauchen sollte, wenn man keine speziellen Messungen machen moechte, sondern einfach nur die Schaltung funktionieren soll.

Hier habe ich sogar Probleme, aufgrund der mir moeglichen Berechnungen, siehe oben, zu verstehen, wofuer ich selbst fuer Messungen ein Massepotential benoetige.

Vielen Dank fuer Deine Zeit und Muehe.

Gruesse

Phil.

Hallo,
Also, Masse kann Erde, 0V oder Bezugspotential sein - muß aber nicht. Insofern stimme ich auch nicht zu, daß das alles das gleiche ist.
Am ehesten würde ich Masse und Bezugspotential gleichsetzen. Aber auch da kenne ich Ausnahmen.

Ich denke der Ausdruck "Masse" stammt aus dem Gerätebau - es bezeichnet die nach aussen elektrisch neutrale "Masse" des Gerätes oder Systems - häufig fand man früher in der "Lustelektronik" auch "Chassis" als Synonym.

Hast Du ein System mit einer Vielzahl von Baugruppen die untereinander durch Signalleitungen verbunden sind (das kann ein HiFi-Verstärker sein oder eine Anlage der in der Steuerungstechnik), dann müssen die Baugruppen, wenn sie galvanisch miteinander verbunden sind, einen einheitlichen Bezug haben. Das ist in der Regel die Masse. Praktischerweise verbindet man meist an einer Stelle das Bezugspotential mit dem Gehäuse/Chassis - eben der Masse. Abgeschirmte Leitungen/Steckverbinder sind dann ebenfalls einfach mit Masse zu verbinden. Die Masse Ihrerseits kann dann extern wieder mit der Erde verbunden werden - aber auch das muß oder darf nicht immer der Fall sein. Ist die Masse nicht für alle Komponenten eines Gerätes identisch, verfälschen diese "Differenzen" der Masse die Signale. Ein typisches Beispiel wären Brummschleifen in Verstärkern wenn diese falsch aufgebaut sind. Die Masse als solche ist sicherheitstechnisch weniger bedeutend - Auch ein isoliertes batteriebetriebenes Gerät kann eine Masse haben - sicherheitsmäßig unbedeutend. Bei Netzbetriebenen Geräten spielt dann eher die Art der "Kleinspannung" (SELV oder PELV) eine Rolle.
Vielleicht hat es geholfen..
(ich fand die Frage übrigens nicht so doof....)
Hartwig

Hallo,
In deinem Beispiel könnte man ohne Masse auskommen. Nur wenn Du eine Reihe von Baugruppen oder Bauelemente hast, die evtl. auch noch mit verschiedenen Spannungen Betrieben werden aber alle wieder zwecks Signalübertragung untereinander verbunden sind, dann ist das Leben mit einer einheitlichen Masse deutlich einfacher. Wenn ich z.B. eine Blinkschaltung für eine LED an einer Batterie betreiben möchte, brauche ich dafür keine Masse. Baue ich mit gleicher Anzahl von Bauteilen einen empfindlichen Mikrofonvorverstärker, so werde ich diesen wahrscheinlich abschirmen müssen. Dazu ist die Festlegung einer Masse unbedingt erforderlich. Das ist dann meist die positive oder negative Versorgungsspannung.
Hartwig

Hallo ColonelPanic

neben der HF-Masse und der Bezugsmasse gibt es natürlich auch noch die Schutzmasse für Geräte und Anlagen der Schutzkategorie 1: In diesem Fall ist die Erdmasse auf das von aussen berührbare Metallgehäuse gelegt und schützt den Anwender vor einem Stromschlag, wenn ein interner Fehler vorliegt.

Immer, wenn man Störungen ableiten will, braucht man die Masse : Zum Beispiel auf der Abschirmung der Sensorkabel in einer Maschine. Wenn der Sensor selbst aber durch die Montage mit der geerdeten Metallstruktur der Maschine verbunden ist, darf die Abschirmung nicht auch beim Sensor angeschlossen werden, weil sonst über die Abschirmung hochfrequente Ausgleichsströme fliessen können und so die Abschirmwirkung des Schirms zerstört wird.

Hingegen werden die Motorenzuleitungen eines Motors, welcher an einem Wechselrichter betrieben wird sooft wie möglich mit der Erde verbunden, weil die Störquelle der Spannungshub des Wechselrichters ist und diese Störung energiereich ist.

Das richtige Erden einer Anlage kann sehr kompliziert werden, ich habe schon grosse Bearbeitungsmaschinen gesehen, wo der Prozess zur richtigen Erdung mehrere Monate gedauert hat.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» Hallo,
» In deinem Beispiel könnte man ohne Masse auskommen. Nur wenn Du eine Reihe
» von Baugruppen oder Bauelemente hast, die evtl. auch noch mit verschiedenen
» Spannungen Betrieben werden aber alle wieder zwecks Signalübertragung
» untereinander verbunden sind, dann ist das Leben mit einer einheitlichen
» Masse deutlich einfacher. Wenn ich z.B. eine Blinkschaltung für eine LED
» an einer Batterie betreiben möchte, brauche ich dafür keine Masse. Baue
» ich mit gleicher Anzahl von Bauteilen einen empfindlichen
» Mikrofonvorverstärker, so werde ich diesen wahrscheinlich abschirmen
» müssen. Dazu ist die Festlegung einer Masse unbedingt erforderlich. Das
» ist dann meist die positive oder negative Versorgungsspannung.
» Hartwig

Ok,
also, betrachten wir z.B. eine Verstaerkerschaltung, sagen wir der Einfachheit halber eine J-Fet Source-Schaltung, das Steuersignal kommt von einer Vorstufe und fliesst ja bei den unipolaren Transistoren nicht in den Source-Drain Stromkreis mit ein, wenn ich das recht verstehe.

Jetzt moechte ich das Nutzsignal am Drain abgreifen (das war das Aequivalent zum Kollektor, oder?!?)

Ich schalte Masse an die Source und Betriebsspannung an Drain.

Wenn ich jetzt als Betriebsspannung wieder einen Generator haette, koennte ich dann nicht einfach dessen beide Pole zusammenschliessen, also ein Kabel an den einen Pol (Source), eins an den anderen (Drain)?

Wenn da eine 5 Volt-Wechselspannung anliegt und der Verstaerkungsfaktor eindeutig berechenbar ist, sollte doch klar sein, was am Ausgang abgegriffen wird.

Wenn jetzt die Vorstufe fuer das Steuersignal an Base mit einer Betriebsspannung von 20 Volt laeuft, who cares?

Dann ist halt die Verstaerkung nur staerker und muss dementsprechend anders gehandhabt werden.

Dennoch sehe ich hier leider noch nicht, wieso man ein Massepotential braeuchte.

Vielen Dank, dass Ihr Euch soviel Muehe gebt.

Gruesse

Phil.

Hallo,
es geht schon in etwa so, wie Du es beschreibst (wenn ich das so richtig verstanden habe). Ich kann z.B. eine Schaltung so aufbauen, daß jede benötigte Hilfsspannung mit einer eigenen Batterie erzeugt wird und ich z. B. die Last "freischwebend" betreiben kann. Das wäre z. B. bei einem Anzeigeinstrument oder einem Lautsprecher der Fall. Die "individuellen" Spannungsquellen machen eine Schaltung aber sehr schnell extrem unwirtschaftlich und unübersichtlich. Mit einer gemeinsamen Quelle für alle Betriebsspannungen und Hilfsspannungen sind viele Schaltungen besser (wirtschaftlicher, elektrisch stabiler) aufzubauen, und dann ist ein gemeinsamer Bezug, also die Masse, sehr hilfreich. Die Definition der Masse ist nicht zwingend physikalisch (und logisch) vorgegeben, technisch und praktisch gesehen ist sie aber häufig eben unverzichtbar. Es ist ähnlich wie in einer technischen Zeichnung: theoretisch kann ich die Maße "irgendwie" angeben solange ich nur jedes Maß definiere. Praktisch ist jedoch die Definition eines gemeinsamen Bezuges unerläßlich und verhindert unnötige Streuungen und Fehler.
Du suchst offenbar nach einer logisch zwingenden Notwendigkeit für die Masse - die wäre mir nicht bekannt bzw die gibt es wahrscheinlich nicht, ebensowenig wie es einen generellen zwingenden Grund aus sicherheitstechnischer Sicht für die Masse gibt.
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» es geht schon in etwa so, wie Du es beschreibst (wenn ich das so richtig
» verstanden habe). Ich kann z.B. eine Schaltung so aufbauen, daß jede
» benötigte Hilfsspannung mit einer eigenen Batterie erzeugt wird und ich z.
» B. die Last "freischwebend" betreiben kann. Das wäre z. B. bei einem
» Anzeigeinstrument oder einem Lautsprecher der Fall. Die "individuellen"
» Spannungsquellen machen eine Schaltung aber sehr schnell extrem
» unwirtschaftlich und unübersichtlich. Mit einer gemeinsamen Quelle für
» alle Betriebsspannungen und Hilfsspannungen sind viele Schaltungen besser
» (wirtschaftlicher, elektrisch stabiler) aufzubauen, und dann ist ein
» gemeinsamer Bezug, also die Masse, sehr hilfreich. Die Definition der
» Masse ist nicht zwingend physikalisch (und logisch) vorgegeben, technisch
» und praktisch gesehen ist sie aber häufig eben unverzichtbar. Es ist
» ähnlich wie in einer technischen Zeichnung: theoretisch kann ich die Maße
» "irgendwie" angeben solange ich nur jedes Maß definiere. Praktisch ist
» jedoch die Definition eines gemeinsamen Bezuges unerläßlich und verhindert
» unnötige Streuungen und Fehler.
» Du suchst offenbar nach einer logisch zwingenden Notwendigkeit für die
» Masse - die wäre mir nicht bekannt bzw die gibt es wahrscheinlich nicht,
» ebensowenig wie es einen generellen zwingenden Grund aus
» sicherheitstechnischer Sicht für die Masse gibt.
» Grüsse
» Hartwig

Ah gut,
also mit anderen Worten, braucht man ueberhaupt keinen Masseanschluss, es ist nur von Vorteil, ein Bezugspotential zu definieren, welche Groesse das auch immer haben sollte, bzgl. dessen alle Schaltungselemente ausgerichtet werden koennen,
in Faellen, wo nicht sicher ist, auf welche Art und Weise der Stromkreis geschlossen werden sollte, z.B. weil man eine Platine mit verschiedenen SMDs verwendet, welche meist noch von verschiedenen Herstellern produziert werden, welche nicht wissen, wie die anderen Hersteller ihre Bauteile aufgebaut haben, sodass ein allgemein anerkanntes Bezugspotential und eine allgemein anerkannte Quellspannung unabhaengig von anderen Bauelementen an fest definierten Ein-bzw. Ausgaengen anliegen koennen?!?

Vielen Dank.

Gruesse

Phil.

Hallo,
so ganz grob gesehen ist das so. Andersherum kann man aber auch sagen, daß eine Schaltung ohne genau definierte Masse meistens Murks oder Pfusch ist. Und in den allermeisten Fällen entspricht die Masse eben auch 0V. Damit das auch wirklich überall im Gerät gewährleistet ist, haben Masseverbindungen oft große Querschnitte, bei mehrlagigen Platinen ist of eine Lage nur der Masse reserviert. Korrekt geführte Masseleitungen (also nicht das einfach nur eine Verbindung vorhanden ist, egal wie (dünn, dick, kurz, lang gerade, gewunden oder sogar mehrfach)) sind bei Meßgeräten manchmal bedeutend für die Funktion, ebenso wie für die EMV-Eigenschaften.

Noch ein letztes Beispiel um klarzumachen worum es hier geht: Du hast einen Verstärker für Audiozwecke mit einer Verstärkung von 500. Das könnte ein Mikrofonverstärker sein. Die Schaltung hat mehrere Stufen, die alle mit einer Versorgungspannung betrieben werden. Wenn Jetzt durch unglücklichen Aufbau in der Vorstufe das Massepotential um 1 mV schwankt (z. B. durch magnetische Einkopplung oder durch Ströme, die von anderen Baugruppen verursacht werden), dann werden diese Schwankungen von ebenfalls mit dem Faktor 500 verstärkt. Das wird zu erheblichen Störungen führen. Das erklärt die Bedeutung der Masse. Verhindern ließe sich das nur, wenn man die einzelnen Stufen durch Transformatoren im Signalweg trennt - das macht man, ist aber sehr teuer (je nach Anforderung an die Quallität).
Grüsse
Hartwig

» Hallo,
» so ganz grob gesehen ist das so. Andersherum kann man aber auch sagen, daß
» eine Schaltung ohne genau definierte Masse meistens Murks oder Pfusch ist.
» Und in den allermeisten Fällen entspricht die Masse eben auch 0V. Damit
» das auch wirklich überall im Gerät gewährleistet ist, haben
» Masseverbindungen oft große Querschnitte, bei mehrlagigen Platinen ist of
» eine Lage nur der Masse reserviert. Korrekt geführte Masseleitungen (also
» nicht das einfach nur eine Verbindung vorhanden ist, egal wie (dünn, dick,
» kurz, lang gerade, gewunden oder sogar mehrfach)) sind bei Meßgeräten
» manchmal bedeutend für die Funktion, ebenso wie für die EMV-Eigenschaften.
»
»
» Noch ein letztes Beispiel um klarzumachen worum es hier geht: Du hast
» einen Verstärker für Audiozwecke mit einer Verstärkung von 500. Das könnte
» ein Mikrofonverstärker sein. Die Schaltung hat mehrere Stufen, die alle mit
» einer Versorgungspannung betrieben werden. Wenn Jetzt durch unglücklichen
» Aufbau in der Vorstufe das Massepotential um 1 mV schwankt (z. B. durch
» magnetische Einkopplung oder durch Ströme, die von anderen Baugruppen
» verursacht werden), dann werden diese Schwankungen von ebenfalls mit dem
» Faktor 500 verstärkt. Das wird zu erheblichen Störungen führen. Das
» erklärt die Bedeutung der Masse. Verhindern ließe sich das nur, wenn man
» die einzelnen Stufen durch Transformatoren im Signalweg trennt - das macht
» man, ist aber sehr teuer (je nach Anforderung an die Quallität).

Ok, vielen Dank.