导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？.doc

《导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？导体接地问题_导体接地还会有电荷吗？导体接地的种类和作用？　　以地球作为电势参考点且取U地=0非常方便，带电导体接地，提供了导体与“地”交换电荷的可能性，因此导体接地在生产、生活中是必不可少的。　　导体接地在生产、生活中应用非常广泛，在研究静电场中的导体时，也经常遇到导体接地问题。在电子技术中，“地”是一个非常重要的概念，但电子技术中的“地”往往与大地毫无关系，它只是电路中的一个公共等电位系统，例如：收

2、音机、电视机中的“地”只是接收线路里的一个电位基准点。因此，许多初学者对导体接地中的诸多问题，甚至在对接地概念的认识都存在许多误解。据此，本文对导体接地的内涵、种类及作用进行归纳和概述，对人们容易困惑、误解的问题作简要讨论和分析。　　导体接地的内涵　　　　导体与地球间的电荷交换　　当带电导体接地时，通常认为只提供了导体与大地交换电荷的可能性，而二者间是否交换电荷，不能一概而论，必须具体问题具体分析。　　例如：一带正电导体，其电势高于大地，若将导体接地，则导体上的正电荷在电场力作用下就会“流入”大地，或者说，大地的负电荷“流入”导体，与正电荷中和。此时导体与大地交换了电荷，但

3、这种交换不是任意的，受静电平衡规律的支配。　　　　图一、二　　如图1所示，空间有三块平行放置的金属平板A，B，C，三块板的长宽分别相等，且都比板间距大得多，板外无带电体和导体。　　令A、B两板各带电Aq和Bq，根据静电平衡条件和电荷守衡定律，可求出各个板面上的电荷密度：　　　　若让图1中的B板接地（如图2所示），则接地提供了B板与大地交换电荷的通道。由于B板必须和大地等电位，B板上的电荷必须向大地“移动”，使60??，同时A、C两板的面电荷密度重新分布，根据静电平衡条件和电荷守衡定律，其电荷分布为：　　　　　　再拆去B板接地线而将A板接地（如图3所示）。由于拆去B板接地线后

4、，B板上的电荷分布不变，所以当A板接地后使10??，可推出A、C两板的面电荷密度分布与B板接地的结果相同。这说明电荷分布不因改换A板接地而改变，导体板的电荷也没有通过A板接地线和大地进行交换。事实上B板接地时ABUUU??地，拆去B板接地线后，电荷分布不变，电位关系也不变。　　从以上的例子可以看出，接地不一定交换电荷，接地仅为带电导体与大地在等电位的条件下提供了交换电荷的“通道”。　　接地过程中地球的地位与作用　　电场中各点的电势与电势零点的选择有关，但两点间的电势差与电势零点的选择无关。在具体工作中，有意义的正是两点间的电势差。因此在工程技术中，对电势零点的选择既要依据一

5、定原则，又要考虑处理问题的方便。在理论上计算一个有限大小的带电体所产生的电场中各点的电势时，通常选取无限远出作为电势的零点，但在实际问题中，如电器设备、仪器等，则往往选取地球作为电势的零点，即0U?地，凡是接地的导体电势皆为零。地球物理研究表明，通常情况下，大气相对与地球表面来说是带正电的，而地球可视为一个带负电的导体球，且对通常的带电体来说是无限大的。一般带电体与地球接通，可能流入或流出电荷量q?，引起地球电势的变化0/（4）UqR?????地地，因为q?很小，R地极大，所以U?地可忽略不计。　　另外，导体所带电量与地球的带电量相比是很小的，因此地面附近的带电体由于静电感

6、应而引起的地球电荷分布的变化也是极小的，同样可以忽略不计。所以地球是一个电势稳定的大导体，以地球作为电势的参考，并规定地球的电势为零是很方便的。严格地说，地球相对于无穷远的电势并不等于零。但静电实验可以证明，取0U?地与取0U??是等效的。因为地球上的一切实验都是在实验室或厂房里进行的，其尺寸远小于地球，实验中的带电体激发的电场所充满的空间，只是地面的一个局部小区域，此区域的边缘对实验室来说就是物理上的无限远。对实际的带电体来说，无限远只是地面上的部分地区，该地区由地面上的各种建筑物构成，它们与大地是等电势的。因此，对通常的实验，取无限远处电势为零，与取大地的电势为零是等效

7、的。　　导体接地的种类和作用　　　　保护型接地　　保护型接地是为了防止绝缘损坏设备带电而危及人身安全而设置的保护装置，它有接地与接零两种方式。接地时电器外壳与地球具有相同的电势，若由于某种原因（如漏电）而使电器外壳带电时，外壳、人、地球为同一等势体，不会有电流流过人体。按电力规定，凡采用三相四线供电的系统，由于是中性线接地，应采用接零方式，把设备的金属外壳通过导体接至零线上，而不允许将设备外壳直接接地。采用三相五线制的最好在家庭中安置漏电保护器。以生活和工作角度来分，保护型接地有可分为生活保护接地和工作保护接地。例