使用直流稳压电源,负极以地为参考电压,使用时电源负极是否必须与地相连?

使用直流稳压电源,负极以地为参考电压,使用时电源负极是否必须与地相连?_58汽车

在直流稳压电源的使用中,负极作为参考电压点,并不强制要求与大地相连。参考地是电路中定义的零电位点,它的存在是为了便于电位的测量和比较,而与是否实际连接到大地无关。在电路设计中,参考地可以是任何选定的点,其电位被假定为零。即使参考地接地,这也只是将该点的电位与大地的电位对齐,并不改变其作为参考点的本质。在实际应用中,接地通常是为了安全考虑,如保护接地,它可以确保设备外壳与大地等电位,从而在发生漏电时减少触电风险。然而,这与参考地的概念是分开的。例如,在手机电路中,虽然参考地不直接接地,但通过设计确保了使用安全,避免了电击的风险。总结来说,直流稳压电源的负极作为参考电压点,其是否接地取决于设计需求和安全考虑,而不是电路功能的必要条件。

先说答案:题主把参考地与接大地混淆了。参考地是电路中的零电位参考点,与是否接大地无关。

以下来讨论问题。

题主这个问题很典型。我们看下图:

图1中的电源是电池。我们注意到E1的负极b节点有接参考地的符号,所以b节点是全电路的参考地,其电位是零电位。有了零电位点,我们就可以确定电路中其它节点a、c、d、e和f的电位值。至于参考地是否接大地,改变不了b节点是参考地的本质,只不过接大地后b节点的电位变成大地的零电位罢了。

有点象测量高程。我们定义脚下为零高程,就能测量出高山的峰顶或者其它位置的相对高程。再查得脚下的准确海拔高度,就能得知所有测量点的真实海拔高度值。

我们看下图:

图2中,我们把中间天蓝色区域稳压电源正极输出端口定义为零电位参考点,并就此定义出+12V、-12V、+5V和GND参考地。我们看到,参考地是否接大地毫不影响它的功能。

注意1:尽管参考地的电位等于零,但参考地所在节点的电流不一定等于零。这一点很重要!分析参考地要用基尔霍夫电压定律也即基尔霍夫第二定律KVL来分析,不能用欧姆定律来分析。

注意2:参考地的图符见GB/T4728.1《电气图用图形符号第1部分:总则》国家标准。

那么参考地接大地的意义是什么?由于我们的脚下就是大地,接大地后能使得参考地与大地等电位。同时我们把设备的外壳与参考地连接在一起,若设备内部对外壳发生了漏电,我们也能确保人身用电安全。我们把接大地的措施叫做保护接地

值得注意的是:接大地的符号与参考地的符号不同,见下图:

图3中左图是参考地,右图是保护地。

注意3:保护地的图符也来自GB/T4728.1《电气图用图形符号第1部分:总则》国家标准。

保护接地更多见于交流配电系统。我们看下图:

图4中,左下部我们看到了电力变压器的中性线直接接地,又叫做系统接地或者工作接地,它的目的就是为系统构建相同于大地电位的零电位参考点。然后从接地极引出两条线,一条是中性线N,作为系统供电线路使用;另一条线是地线PE,供系统中所有用电设备的金属外壳实现保护接地所使用。

从图4中我们看到,用电设备的外壳均接在地线PE上。当发生漏电时,漏电流通过地线返回电源,但用电设备的外壳电位与大地的零电位相差不大,以此保护人身安全。

当用电设备发生漏电时,用电设备的外壳电压会上升,最高可达相电压,而直流系统(例如稳压电源)的外壳电压可达正极电压。为此,国际电工委员会标准规定了人体电击电压的区段,我国的相应国家标准是GB/T16379-2001《电压区段》,人体电击的安全电压交流为50V,直流为120V,见下图:

注意5:我们所熟悉的36V交流电压不是人体电击安全电压,而是安全供电电压,是国家标准GB/T156《标准电压》所规定的。

就回答到这里吧,已经够题主喝一壶了。

最后给题主提个问题:

手机电路中当然有参考地。我们并未见到手机参考地要接大地,那么手机使用的安全性是如何保证的?手机电路中的参考地不接大地,人体会被电击吗?为什么?

以上内容由58汽车提供。如有任何买车、用车、养车、玩车相关问题,欢迎在下方表单填写您的信息,我们将第一时间与您联系,为您提供快捷、实用、全面的解决方案。

原创文章,作者:58汽车,如若转载,请注明出处:https://car.58.com/7149238/