حلقه زمین ( Ground loop )

حلقه های زمین (Ground loops) یکی از علل اصلی ایجاد نویز و تداخل در سیستم های صوتی، تصویری و کامپیوتری هستند. در یک سیستم الکتریکی حلقه زمین (Ground loop) زمانی که دو نقطه از مدار که به زمین مرجع وصل شده اند و دارای اختلاف پتانسیل باشند، رخ می دهد. این امر باعث ایجاد جریان ناخواسته در مدار می گردد. برای مثال در مدارات سیگنال دارای زمین مرجع،اگر اختلاف پتانسیل بین دو نقطه زمین وجود داشته باشد جریانی در مدار برقرار می شود. به عبارت دیگر حلقه زمین، یک حلقه فیدبک القایی ناخواسته است که در اثر اتصال دو یا چند مدار که دارای زمین الکتریکی مشترک هستند ایجاد می شود.

به تعریف دیگر حلقه زمین یا Ground loop، اکثرا در تاسیساتی که دارای تجهیزات جانبی ، دستگاههایی که به منابع تغذیه مختلف وصل شده اند و از خطوط دیتا، ویدیو یا خطوط صوتی برای ارتباطات استفاده می کنند، ایجاد می شود. اگراختلاف ولتاژی بین ولتاژهای زمین مرجع وجود داشته باشد، جریانی از زمین مرجع دارای ولتاژ بالاتر به سمت ولتاژ پایین تر و در یک مسیر دایره ای، که از خط دیتا استفاده می کنند، جاری می شود.

گاهی در نتیجه ضعف کیفیت اتصال چنین نقطه‌هایی اختلاف ولتاژ ناچیزی با هم (با صفر)، پیدا می‌کنند و از طریق القای الکترومغناطیسی به جریان‌ های ناخواسته تبدیل می‌ شوند.
روش های سیم کشی که مدار را در برابر حلقه های زمین حفاظت می کنند،باید طوری باشد که تمامی مدارات حساس سیگنال از یک نقطه زمین شوند. اتصالات مختلف می تواند مانع از تداخلات الکترومغناطیسی زمین گردد.

   

در حالت ایده آل، تمام نقاط زمین شده سیستم های الکتریکی باید دارای ولتاژ یکسان باشند. هرچند ممکن است نقاط مختلف سیستم های زمین مشترک به دلایل زیر دارای ولتاژ مختلف باشند:

 

جریان ناشی از ولتاژ القایی زمین ممکن است منجر به ناپایداری زمین مرجع برای سیستم شود.
نویز ناخواسته قدرت سیگنال را کاهش  داده و ممکن است منجر به از دست رفتن دیتا شود. علاوه بر این، حلقه زمین می تواند باعث ایجاد شوک الکتریکی خطرناک به ویژه در قسمت های فلزی که در دسترس افراد هستند، شود.

اثرات حلقه زمین:

       
روش های حذف حلقه زمین روشهای مختلف اتصال و طراحی های مدار می تواند باعث کاهش و یا جلوگیری از ایجاد حلقه های زمین گردد.