牵涉到这样几个知识点:
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氖管发光的原理
氖管发光不是因为被测电路(被测带电体)有电流流过, 而是因为被测带电体有电压的原因.
电笔 实际上跟被测 带电体之间 是 并联的关系.
当被测点 有 对地电压(大于0v)时, 该电压 通过电笔笔尖, 安全电阻, 人体, 流回到大地, 形成一个通路, 流过氖管的 电流 使 氖管发光.
氖管要流过 足够大的电流时, 才能发光. 如果被测点的对地 电势差(电压) 不为0 ,但是不是较大, 也不能让氖管发光. 当然这个让氖管发光的电流是很小的, 对人体而言, 是安全电流.
因此, 电笔发光, 电笔测试的 实际上是电压, 而不是电流. 跟被测点是否有电流流过 没有关系.
也就是总结一句, 是 有对地电压 而使电笔驱动发光 -
当电路是正常工作时, 电笔接触零线为什么不亮.
看起来是理所当然的, 其实不然.
当电路正常工作时, 由于 零线接的是 变压器的 "中性点", 所以零线的对地 电压(电势)是0, 而电笔测试的是电压, 所以电笔不发光.
但是 **此时, 零线上的电流 跟火线上的 电流 完全是一样大 的!! 甚至是很大的!! 即并不是零线上没有电, 零线没有电, 而是 零线的对地电压为理论上的0所致 ** -
零线的电压为什么是0?
零线电压为0, 实际上并不精确, 只是理论上为0, 实际上总是大于0v的.
在家庭供电电路中, 通常是 两相(单相电), 它们是通过输电线接在 供电变压器上的, 供电变压器是三相交流电. 三根火线分别向外供电. 中间的那个抽头接出来, 成为 "中性点", 然后所有的供电线路的 零线 都是从 中性点 接出来的.
因为 "中性点"理论上, 在三相平衡的时候, 即三个相电路的负载完全相同的时候, 这个中性点的 对地 电势为0 . 这只是理论上, 实际上三相电负载 不可能是绝对相等的. 所以"中性点"的对地电势 总是大于0 的, 也就使得, 所有家庭 照明输电线路段零线上的对地电势 总是大于0 的.
那为什么零线电压不为0, 而验电笔的氖管不发光呢? 是因为, 这个零线上的(对地)电压, 在正常电路中, 是很小的, 它通过 电笔的安全电阻和人体的电阻后, 电流极其微弱, 还不至于驱动 驱使氖管发光. -
什么情况下零线的电压不为0, 而且较大呢?
通常有三种情况,
一是, 当变压器的中性点没有接地的时候, 中性点不接地(悬空), (虽然中性点的电流为0, 但是, 如果不跟大地相连接地话, 中性点与大地的电势仍然不会自动相等.), 从而使得中性点的对地电势不为0, 此时三相电的中间抽头就没有"中性点"的含义了. 使得变压器输出的所有 照明供电电路的零线 都悬空, 当零线故障时, 即使用电器有 保护接地, 也失效, 因为 包含接地的电流流向大地后, 在变压器那一端由于中性点悬空, 而使得保护电流不能流回到大地回路, 从而人接触后, 仍然会触电.
二是, 三相负载的不均衡度过大 , 使得中性点发生 "漂移",此时中性点的对地电势差不为0, 而且比较大. 此时, 即使对于正常工作的电路而言, 零线上的电压也会让电笔的氖管发光.
三是, 照明电路本身的电路故障, 最常见的就是, 灯头(用电器等)后面的零线短线. 由于零线短线, 比如跟灯头相连的一侧为A点, 跟变压器回路相连的一侧为B点. 那么B点跟大地直接相连, 它的对地电势差为0, 所以电笔不发光. 但是此时 A点 由于没有跟大地相连, 它的电压不为0, 而且比较大, 从而, 就是这个电压, 驱动电笔的氖管发光了. 但是这个发光还是比相线的 氖管发光亮度要小些, 因为毕竟A点的电压还是比220V小得多, 只是他能驱使氖管发光而已. -
零线上的A点电压怎么来的?
是电磁感应!
感应, 现象无处不在! 人体感应, 心灵感应...
由于火线上 有交变电压, 有交变磁场, 所以会在零线上, 在A端断点的 零线上 产生感应 电压.
从杂散电容, 寄生电容的角度来看, 火线上的交变电压, 也会在 断点的零线上 产生 感应电荷. 从而产生感应电压.... -
三个单词
negative, 负数的. 负的
ne'gotiate 协商, 磋商, 商定
neutral ['njutr2l] adj. n. 中立的, 中性的, 汽车空档的, 中性线 -
PE线, N线, PEN线
PE线, 叫保护接地线: protecting earthing line.
N线, 也叫零线. Neutral线, 实际上是 中性线, 即变压器(发电机)的 三相绕组的公共抽头 接出来的线. 注意零线是工作线, 是有正常工作电流的, 如果没有零线, 电器/电路不会正常工作.
如果将PE线和N线 结合在一起, 就是PEN 线, 这个 通常在 变压器/发电机上进行布置.
变压器的中性点 接地, 是 "强制性" 地 将中线点的电压 拉为 0, 强制性的 让其跟大地 的电压相等, 然后, 国际统一规定, 大地的电势为0. 作为参考的标准电势点.
电压和电流的关系?
电压是因, 电流是结果. 只要有电压存在, 当电路是通路时, 就会有电流. 即使电路没有通路, 没有电流, 电压依然存在;
当有交变电压, 对于很小的一段导线, 如微分dl, dl导线中就会有电子的移动和堆积, 积累, 就会有交变的电场, 有交变的电场, 就会有交变的磁场, 有了交变的磁场 所以 跟火线并排的零线中, 就会感应出交变的 电压了...这就是 感应电压的由来...