Земля (электричество)
В электротехнике земля или земля — это точка отсчета в электрической цепи, от которой измеряются напряжения , общий обратный путь для электрического тока или прямое физическое соединение с землей .
Электрические цепи могут быть заземлены по нескольким причинам. Открытые токопроводящие части электрооборудования заземляются, чтобы защитить пользователей от опасности поражения электрическим током . При нарушении внутренней изоляции на открытых токопроводящих частях может появиться опасное напряжение. Подключение открытых частей к земле позволит автоматическим выключателям (или УЗО ) прерывать подачу питания в случае неисправности. В системах распределения электроэнергии защитный заземляющий проводник (PE) является важной частью безопасности, обеспечиваемой системой заземления .
Заземление также ограничивает накопление статического электричества при работе с легковоспламеняющимися продуктами или устройствами, чувствительными к статическому электричеству . В некоторых телеграфных цепях и цепях передачи электроэнергии само заземление может использоваться как один проводник цепи, что позволяет сэкономить на установке отдельного обратного проводника (см. Однопроводный телеграф с обратным заземлением и телеграф с обратным заземлением ).
Для целей измерения Земля служит (в разумных пределах) эталоном постоянного потенциала, относительно которого можно измерять другие потенциалы. Система электрического заземления должна иметь соответствующую пропускную способность по току, чтобы служить адекватным эталонным уровнем нулевого напряжения. В теории электронных цепей «земля» обычно идеализируется как бесконечный источник или приемник заряда, который может поглощать неограниченное количество тока без изменения своего потенциала. Там, где реальное соединение с землей имеет значительное сопротивление, приближение нулевого потенциала больше не действует. Возникнут паразитные напряжения или эффекты повышения потенциала земли , которые могут создать помехи в сигналах или привести к поражению электрическим током, если они достаточно велики.
Использование термина «земля» (или земля) настолько распространено в электрических и электронных приложениях, что о цепях в портативных электронных устройствах , таких как сотовые телефоны и медиаплееры , а также о цепях в транспортных средствах можно говорить как о «земле». или заземление шасси без какого-либо фактического соединения с Землей, несмотря на то, что термин «общий» является более подходящим для такого соединения. Обычно это большой проводник, прикрепленный к одной стороне источника питания (например, « земляной слой » на печатной плате ), который служит общим обратным путем для тока от множества различных компонентов в цепи.
Системы электромагнитного телеграфа дальнего действия с 1820 г. [2] использовали два или более провода для передачи сигнала и обратного тока. Немецкий ученый Карл Август Штайнхайль в 1836–1837 годах обнаружил, что землю можно использовать в качестве обратного пути для замыкания цепи, что делает ненужным обратный провод. [3] Штейнхайль не был первым, кто сделал это, но он не знал о более ранних экспериментальных работах, и он был первым, кто сделал это на действующем телеграфе, таким образом сделав принцип известным телеграфным инженерам в целом. Однако с этой системой были проблемы, примером которых является трансконтинентальная телеграфная линия, построенная в 1861 году компанией Western Union между Сент-Джозефом, штат Миссури , иСакраменто, Калифорния . В сухую погоду заземляющее соединение часто оказывало высокое сопротивление, что требовало наливания воды на заземляющий стержень , чтобы телеграф работал или телефоны звонили.
