Erdung eines Leiters

Das mag eine grundlegende Frage sein, aber ich habe sie nie ganz verstanden: Warum ist ein geerdeter Leiter immer auf Nullpotential? Ich würde sagen, das liegt daran, dass man theoretisch Ladung von der Erde absaugen kann, ohne Arbeit zu leisten, daher liegt sie auf Nullpotential (die gesamte Erdladung ist unendlich), nicht sicher, ob dies sinnvoll ist.

Entfernt verwandt und möglicherweise von Interesse: mehrere unterschiedliche Erdtypen in Schaltplänen

Antworten (3)

Das elektrische Potential hat eine Eichfreiheit, weil wir die Null beliebig setzen können, wo immer wir wollen. Denn wir können immer nur Potenzialunterschiede messen und nicht den absoluten Wert des Potenzials.

Geerdete Leiter haben alle dasselbe Potential (weil sie mit demselben Planeten geerdet sind), daher ist es normalerweise bequem, dies als unsere Null zu wählen. Alle Potentiale, die wir messen, sind dann die Differenz zum Potential der Erde.

Um fair zu sein, "geerdet haben alle das gleiche Potenzial" ist nicht wirklich wahr. Blitzeinschläge verursachen oft enorme transiente Spannungen auf einer Erdung und nicht auf einer anderen. Dies kann sich auf Dinge wie serielle Verbindungen auswirken, die nicht die "Masse" -Leitung führen.
Stimme @Sam zu. Es ist in der Tat ein schwerwiegender Fehler, beispielsweise eine Hauptleitung zu einem Nebengebäude mit einer eigenen Erdungsstange/-platte zu verlegen und es zu versäumen, den Neutralleiter von der Erdungsschiene des Unterfelds zu trennen. Blitzeinschläge können so große Potentialunterschiede zwischen der Erde an den einzelnen Gebäuden verursachen, dass sie sehr große Ströme in dem neutralen Leiter induzieren können, der die sekundäre Platte versorgt. Und Erdschleifenrauschen ... selbst innerhalb eines Gebäudes mit gemeinsamer Erdung, das für Kupferkommunikationssysteme ein Albtraum sein kann, insbesondere in einer Umgebung mit elektrischem Rauschen.
Es muss nicht einmal ein Blitz sein. Vor einigen Jahren haben wir ein Datennetzwerk zwischen getrennten Häusern betrieben, vielleicht 30 m voneinander entfernt, und IIRC, es gab so etwas wie 90 V auf der Abschirmung, selbst bei normalem Wetter.

Beachten Sie auch, dass „Erde“ oder „Ground“ in einem Stromkreis möglicherweise nicht einmal physisch mit der realen Erde (dem Planeten) verbunden ist, sondern sich stattdessen auf den gemeinsamen Punkt bezieht, von dem aus Null Volt definiert ist

"warum ist ein geerdeter leiter immer auf nullpotential"

Denn das ist die Definition. Aber wir hätten auch jede andere Zahl wählen können. Spannung ist ein relatives Maß zwischen zwei Werten, kein absoluter Wert.

Denken Sie an die Länge. Wenn ich "12 Fuß" sage, was bedeutet das? Es bedeutet 12 Fuß von einem Punkt zum anderen. Wir wählen einfach einen dieser Punkte als Null aus. Vielleicht verwenden wir den mittleren Meeresspiegel als ein Ende, oder vielleicht den Boden Ihres Hauses, oder vielleicht einen völlig willkürlichen Punkt, den wir "das Datum" nennen. Wir wählen einfach etwas aus, das Null ist, weil es für dieses spezielle Beispiel praktisch ist.

Und nichts sagt bequem in Spannungen wie "Draht in Dreck stecken". Also nennen wir das Null.

Ich verstehe, aber in einem physikalischen Problem habe ich versucht, die Bildmethode zu verwenden, um nach einer Ladung außerhalb eines geerdeten Kugelleiters zu suchen. Ich habe es geschafft, die richtige imaginäre Ladung zu erhalten, indem ich das Potential der Kugel auf Null gesetzt habe, aber wenn es nicht Null wäre, hätte ich nicht die gleiche Antwort erhalten. Ist die Null hier gerechtfertigt, weil das Potential eines Feldes einer Punktladung im Unendlichen als Null definiert ist?
@ user209347 Kommentare dienen der Klarstellung. Ihre Frage in Ihrem Kommentar ist so anders, dass Sie wahrscheinlich besser eine neue Frage erstellen sollten.
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