24、串联 - 并联网络中的接地与应用解析

串联 - 并联网络中的接地与应用解析

1. 接地的重要性与基础概念

接地在电气和电子设计中是一个常被轻视但极其重要的话题。接地连接不仅能为设计提供安全保障，还在电路分析和测量中起着关键作用。

1.1 接地电位与测量

在有接地符号的网络中，接地电位在每一点都是 0V。由于这些点电位相同，理论上可以相互连接，但在大型电路图中，为清晰起见，多数点保持隔离。电路图上给出的电压值通常都是相对于接地而言的。我们可以通过将电压表的黑色表笔连接到接地端，红色表笔放在提供典型工作电压的各个点，快速检查系统。若测量值与预期接近，通常意味着系统该部分运行正常。

1.2 接地类型

接地主要分为以下两种类型：
- 接地 ：通过低阻抗连接直接与大地相连。地球表面被定义为电位 0V，因为土壤中的水和电解质等导电介质能使表面电压差通过电荷流动达到平衡。每个家庭都有接地，通常是通过一根长导电棒插入地下并连接到配电盘实现。出于安全考虑，电气规范要求将接地与家庭的冷水管道直接连接。若“火线”接触到冷水管道，低阻抗接地会使电流增大，触发断路器跳闸，避免人员触电。
- 底盘接地 ：可能是浮动的，也可能直接连接到接地。底盘接地规定底盘为网络各点提供参考电位。若底盘未连接到地电位（0V），则称为浮动底盘，可具有其他参考电压。例如，底盘电位为 120V 时，网络中某点与底盘接地间测量值为 32V，该点相对于地电位实际为 152V。大多数高压系统不采用浮动底盘接地，因为这样会降低安全系数。

1.3 实验室中的接地问题

在实验室使用多台测量设备时