指针验电器(静电计)接地与不接地的区别
静电计和验电器的区别
浅谈验电器与静电计的差异验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对这两种仪器在结构和作用方面的异同,多数学生并不清楚,甚至存在一些误解。
例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成静电计”,对“静电计为什么能测量电势差”、“静电计不能用来测量直流电路的电势差”等问题,有些老师的认识也是模棱两可,说不清楚。
为此,本文对这两种仪器的结构和用途等方面的差异作些必要的辨析。
一、构造上的差异最常用的金箔验电器,它是检验物体是否带电的最简单的仪器,构造如图1a所示。
在玻璃瓶口处有一橡胶塞,塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔)。
当带电体与金属小球接触时,箔片因带同性电荷相排斥而张开。
为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。
高中物理课本上介绍的验电器如图1b,是历史上第一个验电器,是英国的W·吉伯在实验过程中制作的,也是金箔验电器,结构基本上相同。
而静电计是用静电方法测量电势差的仪器。
实验室常用的静电计是布劳恩静电计,如图1c所示。
它的结构是在一绝缘底座上装一鼓形铁壳,铁壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,在金属壳中绝缘地安装一根金属杆,杆的上端为金属小球,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。
圆筒的底部有接线柱,可用来接地或与其他导体相连。
这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。
二、工作原理及用途上的差异1.验电器原理及其用途验电器的原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。
当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。
白话说电气_工作接地与保护接地的区别与详解(有图)
首先明确两个概念,工作接地和保护接地。
1什么是工作接地,什么是保护接地?工作接地,在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行,而将电力系统中某一点接地称为工作接地。
例如电源(发电机或变压器)的中性点直接(或经消弧线圈)接地,能维持非故障相对地电压不变,电压互感器一次侧线圈的中性点接地,能保证一次系统中相对低电压测量的准确度,防雷设备的接地是为雷击时对地泄放雷电流。
保护接地,将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。
电气设备上与带点部分相绝缘的金属外壳,通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电,容易造成人身触电事故。
为保障人身安全,避免或减小事故的危害性,电气工程中常采用保护接地。
接地保护与接零保护统称保护接地,是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。
这两种保护的不同点主要表现在三个方面:一是保护原理不同。
接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。
二是适用范围不同。
根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素,《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。
TT系统通常适用于农村公用低压电力网,该系统属于保护接地中的接地保护方式;TN系统(TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种)主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网,该系统属于保护接地中的接零保护方式。
当前我国现行的低压公用配电网络,通常采用的是TT或TN-C系统,实行单相、三相混合供电方式。
即三相四线制380/220V配电,同时向照明负载和动力负载供电。
三是线路结构不同。
接地保护系统只有相线和中性线,三相动力负荷可以不需要中性线,只要确保设备良好接地就行了,系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地连接;接零保护系统要求无论什么情况,都必须确保保护中性线的存在,必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设,同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。
验电器、静电计、电压表的区别
浅谈验电器、静电计和电压表一、验电器1、验电器的构造验电器的球形金属外壳与带有金属小球的金属杆是绝缘的,金属杆的下端有很薄的金属箔片.2、工作原理:同种电荷相互排斥电荷量越大、排斥力越大、张角越大3、验电器的主要用途:检验物体是否带电,比较带电的种类以及所带电荷量的多少等。
二、静电计1、静电计的构造静电计是测量电势差的仪器,是验电器的基础上改造而成的.静电计也是主要由相互绝缘的两部分构造而成.除金属外壳外,中间的金属杆下端有一个可转动的指针,指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出.如图所示2、工作原理静电计的设计原理静电计相当于一个电容很小的电容器, 金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳相当于另一个电极,它们之间是绝缘的。
其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定.工作原理分析如下:将一个已充电,电量为Q的平行板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳内表面将出现负的感应电荷,从而金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上的同种电荷排斥力及金属盒内的异种电荷的吸引力,C,由指针就要偏转,如果带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。
设静电计的电容为''''U Q C =可知:'''C Q U =,当'C 不变时,静电计两极间的电势差与其带电量成正比,即'Q 增大,静电计两极板间的电势差也增大,而平行板电容器两板间的电势差与静电计两板间的电势差相等,所以静电计指针偏角的大小就表示了平行板电容器两板间电势差的大小验电器与静电计的设计原理是相同的,即同种电荷相斥,异种电荷相吸3、应用:1、定性测量两导体的电势差(或者定性测量某导体的电势)2、可以测量直流电路中的电势差。
4、说明:A 静电计的特点1、电容小—结构决定2、电容器两板间电压与静电计两板间电压相等:因电容器的金属电极与静电计的电极之间电势不相等就会有电势差,电荷就会移动,所以电容器两板间电压与静电计两板间电压相等3、被测电容器电容可认为电量不变: 因静电计的电容很小, 转移到静电计上的电量很少,可忽略,所以被测电容器两极间的电量近似认为保持不变。
验电器的正确使用
验电器的正确使用验电器是一种用来检测电源和电路是否正常的工具。
它可以确保人们在接触电器和电路时的安全。
然而,要正确地使用验电器,我们需要了解验电器的类型以及如何正确地使用它们。
在本文中,我们将介绍验电器的类型和正确使用的步骤。
验电器的类型验电器有两种类型:接触型验电器和非接触型验电器。
接触型验电器接触型验电器需要与电路进行接触才能检测电路是否正常。
它主要分为两种类型:指示灯类型和数字型。
1. 指示灯型验电器指示灯型验电器是最简单且最常见的验电器。
它以一个小指示灯为主要显示方式。
当电路正常时,指示灯发出绿色光。
当电路故障或电压不足时,指示灯将发出红色或黄色的光。
2. 数字型验电器数字型验电器具有更高的精度和可靠性。
它的显示屏可以显示电压或电流的实际数值。
数字型验电器通常需要更多的操作步骤才能正常使用。
但是,它适用于需要更精确和更高可靠性的电路测试。
非接触型验电器非接触型验电器不需要和电路接触,只需要将它靠近电路即可进行检测。
它主要分为两种类型:电磁型和电容型。
1. 电磁型验电器电磁型验电器是通过感应电场和电磁场来检测电路中的电流是否正常。
它主要适用于交流电路测试。
2. 电容型验电器电容型验电器是通过感应电场和电容变化来检测电路中的电压是否正常。
它主要适用于直流电路测试。
正确使用验电器的步骤验电器是一种非常有用的工具,但是如果不正确地使用它,可能会导致严重的事故。
在使用验电器之前,请务必按照以下步骤进行操作。
步骤1:检查验电器首先,您需要检查验电器是否正常。
确保验电器的电池电量充足,灵敏度是否正常,以及其他控制开关是否正常。
步骤2:关闭电路开关在进行电路测试之前,您需要关闭电路开关,并确保断开电源。
这将确保您在检测电路时的安全。
步骤3:测试地线接下来,您需要测试地线以确保电路连接正确。
将验电器的探头连接到电路的接地线上。
当地线连接正常时,验电器的指示灯或显示屏将显示正常。
步骤4:测试电压接下来,您需要测试电压。
静电计的工作原理及使用
静电计的工作原理及使用静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。
如图1所示,包括小球a、指针be的中心杆A 用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B 的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架上。
亠:当A带电时,电荷主要分布在a、b、e和d四个尖端部位,其中e和d 两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。
由于指针的重心略在旋转轴0点之下,当L i使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。
随着指针的偏转,L i渐小(因为e与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。
当L i与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为a°当A所带电量q较大时,e和d所带电量也较大,L i就大,所以a也就大。
由于q 决定a,所以a的大小能表示q的大小。
这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应,当A带电后,B的内层一定带上与A异号的电荷。
若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。
若B接地,则B的外表面不带电。
由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d所带电量决定。
一、静电计的第一类用途:作验电器用。
由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。
而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。
当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。
于是指针就张开了。
带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。
当带电体移去时,指针又回到原位。
我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。
某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。
验电器与静电计
验电器与静电计验电器故名其意就是检验物体是否带电的仪器,其实它不仅可以检验一个物体是否带电,也可以检验物体带的是正电荷还是负电荷,粗略比较带电体的电量多少。
稍加改进就可以检测两点之间电势差的大小(也就是静电计)。
验电器一般由金属球、金属感、金箔、金属外壳(其实外壳是否金属无所谓,但作为静电计使用时必须是金属外壳)四部分组成。
当它作为验电器使用时我们只关注它的金属球、金属杆和金箔三部分。
图中就是我们常用的验电器:金属杆就是用来导电的,使将金属球上的电荷能传输到金箔上去。
当金属球、金属杆和金箔带电以后,由于导体上的电荷分布情况与导体外形关系(尖锐突出的部位电荷分布最多),故而验电器上的电荷将主要集中在两片金箔上(这也是外面用金属球的主要原因)。
两金箔片由于同种电荷而相互排斥而张开(用金箔片主要是考虑它导电且质量小,因为金箔片可以做得很薄),这就表示验电器带电了。
检验一个物体是否带电的方法有两种:一是将待检验物体直接与验电器的金属球接触,如果金箔张开则表示带测物体带有电荷。
二是让带测物体非常靠近(不要接触金属球)验电器的金属球,如果待测物体带有电荷,验电器的金箔也会张开(原因是验电器的金属球金属杆金箔由于感应起电而使“金箔带电”。
其实第二种方法比第一种方法更好些:接触金属球的方法检验出了物体带电,待测物体上的电荷也就减少了,检查后验电器的金箔也不会自己闭合,需要手摸摸金属球让它放电金箔才会闭合成原状(相对于验电器来说人体是一个无限大的带电体,验电器上一点点电荷传到人体如同向一杯水里加入一滴水,水面不升高一样)。
而第二种方法检测出物体带电了,带电体的电量不会变化,离开后验电器金箔也会自动闭合(因为靠近金属球只是让金属球金属杆金箔的电荷重新分布了,整体并没有带电)。
如果先让验电器带上正电荷(保证验电器的金箔张角不要太大),再让带测物体接触或靠近验电器的金属球:如果带测物体带正电,金箔张角会变大;如果待测物体带负电,验电器金箔的张角会变小;如果带测物体不带电,验电器金箔的张角就不会变化。
静电计的工作原理及使用
静电计的工作原理及使用-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII静电计的工作原理及使用静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。
如图1所示,包括小球a、指针bc的中心杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架上。
当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。
由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。
随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。
当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α°当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。
由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。
这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应,当A带电后, B的内层一定带上与A异号的电荷。
若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。
若B接地,则B的外表面不带电。
由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d 所带电量决定。
一、静电计的第一类用途:作验电器用。
由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。
而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。
当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。
于是指针就张开了。
带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。
当带电体移去时,指针又回到原位。
我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。
某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。
验电器的工作原理
验电器的工作原理静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。
如图1所示,包括小球a、指针bc的中心杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架上。
当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。
由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。
随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。
当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α°当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。
由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。
这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应,当A带电后,B的内层一定带上与A异号的电荷。
若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。
若B接地,则B的外表面不带电。
由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d所带电量决定。
一、静电计的第一类用途:作验电器用。
由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。
而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。
当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。
于是指针就张开了。
带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。
当带电体移去时,指针又回到原位。
我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。
某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。
若物体与不带电静电计的a处接触后移去,静电计指针仍闭合,则证明该物体与a接触的部位不带电。
验电器与静电计的区别
验电器与静电计的区别在高中物理电场中,有两个形状很相似的实验仪器验电器和静电计,验电器的作用是检验带电体是否带电,而静电计的作用是测量电势差,这让许多学生产生了疑惑,这两个看似相同的实验仪器怎么会在工作时有如此大的区别,它们的工作原理又是什么?带着这样的疑问我们一起来认识它们。
一、验电器它的工作原理我们比较好理解。
当带电体用导线与验电器联结时,金属杆便成为带电导体、金属杆、金属箔本身所组成的整体的一部分。
达到静电平衡时,金属杆和金箔将从带电体上分得同种电荷。
根据同种电荷相斥原理,金属箔将张开一定的夹角,而且金属箔上的带电越多,张开的角度就越大。
二、静电计当静电计的金属杆同带电体相连时,金属杆和金箔与导体成等势体,即具有相同的电势。
同时使金箔上带上了同种电荷,金箔的张角本是由它上面的带电量多少来决定,金箔上的带电量多,则张角就大。
但对与静电计来说,金属瓶常接地,电势为零,当金属杆和金箔带电后,由于静电感应使金属瓶的内表面带上与金属杆及金箔几乎等量的异号电荷。
因此金属杆和金属瓶左右内壁组成了两个特殊的电容器,它们具有一定的电容,并处于并联的关系。
当静电计带电后,相当于电容器充了电,静电计内就会形成电场,如果我们把这电场看成是匀强电场,场强由此,我们可以知道在认为静电计中的电场为匀强电场的前提下,静电计金箔的张角与电势差的关系并不成正比,因此我们只能说,电势差越大张角也越大。
三、验电器与静电计的区别及联系1.从结构上看:验电器主要由金属球、金属杆和金箔三部分组成,它们成为了一个孤立导体,与外界没有接触。
而静电计的主要部分是有金属球、金属杆、金箔和金属外壳构成,金属球、金属杆和金箔连接成了一体,金属外壳与地球又连接成了一体,而这两体就组成了一个电容器,在金属壳内会产生分布不均匀的电场。
2.从原理上看:验电器的工作原理是由于金属杆和金箔中带有同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此是电荷之间的库仑力使金箔张开。
工作接地与保护接地的区别与详解(有图有真相)
明确工作接地和保护接地两个概念1什么是工作接地,什么是保护接地?工作接地,在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行,而将电力系统中某一点接地称为工作接地。
例如电源(发电机或变压器)的中性点直接(或经消弧线圈)接地,能维持非故障相对地电压不变,电压互感器一次侧线圈的中性点接地,能保证一次系统中相对低电压测量的准确度,防雷设备的接地是为雷击时对地泄放雷电流。
保护接地,将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设备外露可导电部分进行接地称为保护接地。
电气设备上与带点部分相绝缘的金属外壳,通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电,容易造成人身触电事故。
为保障人身安全,避免或减小事故的危害性,电气工程中常采用保护接地。
接地保护与接零保护统称保护接地,是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。
这两种保护的不同点主要表现在三个方面:一是保护原理不同。
接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。
二是适用范围不同。
根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素,《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。
TT系统通常适用于农村公用低压电力网,该系统属于保护接地中的接地保护方式;TN系统(TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种)主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网,该系统属于保护接地中的接零保护方式。
当前我国现行的低压公用配电网络,通常采用的是TT或TN-C系统,实行单相、三相混合供电方式。
即三相四线制380/220V配电,同时向照明负载和动力负载供电。
三是线路结构不同。
接地保护系统只有相线和中性线,三相动力负荷可以不需要中性线,只要确保设备良好接地就行了,系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地连接;接零保护系统要求无论什么情况,都必须确保保护中性线的存在,必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设,同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。
解析正确使用验电器和接地线的操作
解析正确使用验电器和接地线的操作摘要:随着我国工业化发展程度的不断提升,在如今的设计发展中验电器的使用以及接地线的操作问题,所带来的影响越来越大。
与此同时,随着应用技术的变化,工作人员需要掌握的应用技巧,以及具体的操作收手段也在产生着变化。
因此,在工作的过程中需要重视经验的总结,将验电器的使用以及接地线操作中存在的问题进行关注,并且针对问题进行相关解决策略的提出。
基于此,本文对于验电器以及接地线的相关使用操作展开探讨。
关键词:验电器;接地线;使用操作问题引言:在实际的工作中,由于验电器的使用不当,或者在接地线的相关操作中存在问题,往往导致较为严重的后果发生,使得设备的运行状态没有得到规范化的安排。
因此,在日常的工作过程中,相关的操作人员需要保持着稳定的心态,对于验电器以及接地线的相关操作工作进行研究、记录以及理论的总结,促进工作程序的进步与发展,提升工作的综合效益以及工作的水平。
因此,需要对于验电器以及接地线的相关研究、总结进行重视。
一、验电器与接地线在相关操作中存在的问题1、人员的安全常识以及安全意识不足在验电器以及接地线的相关操作中,人员的安全常识以及安全的意识对于工作的总体水平具有提升化的作用。
在目前的工作过程中,存在着由于工作人员安全意识不足,而产生的工作问题。
在验电器的验电过程中,需要导线与人员之间保持着适当的距离,这能够使得人员对于危险的情况具有一定的反应空间,并且保持足够的距离,防治事故的发生。
2、忽视正常的接地线安装程序接地线的安装以及应用,在许多设备的安装应用过程中,不影响设备在正常情况下的使用,仅仅是作为一种较为重要的安全保护手段,在这样的情况下,接地线的在安装人员的认知中具有的重要程度下降,与此同时,忽视这一安装程序将会节约一定的经济成本。
因此,接地线的相关安装工作就受到了忽略[1]。
3、相关的材料应用不符合标准接地线的安装过程中,需要根据具体的情况选择不同的安装材料,在这样的状况下,就存在着相关的应用材料不符合应用标准的问题,其中接地桩的应用就是典型的表现。
中性点接地和中性点不接地的区别
电力系统中性点运行方式有不接地、经电阻接地、经消弧线圈接地或直接接地等多种。
我国电力系统目前所采用的中性点接地方式主要有三种:即不接地、经消弧线圈接地和直接接地。
小电阻接地系统在国外应用较为广泛,我国开始部分应用。
1、中性点不接地(绝缘)的三相系统各相对地电容电流的数值相等而相位相差120°,其向量和等于零,地中没有电容电流通过,中性点对地电位为零,即中性点与地电位一致。
这时中性点接地与否对各相对地电压没有任何影响。
可是,当中性点不接地系统的各相对地电容不相等时,及时在正常运行状态下,中性点的对地电位便不再是零,通常此情况称为中性点位移即中性点不再是地电位了。
这种现象的产生,多是由于架空线路排列不对称而又换位不完全的缘故造成的。
在中性点不接地的三相系统中,当一相发生接地时:一是未接地两相的对地电压升高到√3倍,即等于线电压,所以,这种系统中,相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。
二是各相间的电压大小和相位仍然不变,三相系统的平衡没有遭到破坏,因此可继续运行一段时间,这是这种系统的最大优点。
但不许长期接地运行,尤其是发电机直接供电的电力系统,因为未接地相对地电压升高到线电压,一相接地运行时间过长可能会造成两相短路。
所以在这种系统中,一般应装设绝缘监视或接地保护装置。
当发生单相接地时能发出信号,使值班人员迅速采取措施,尽快消除故障。
一相接地系统允许继续运行的时间,最长不得超过2h。
三是接地点通过的电流为电容性的,其大小为原来相对地电容电流的3倍,这种电容电流不容易熄灭,可能会在接地点引起弧光解析,周期性的熄灭和重新发生电弧。
弧光接地的持续间歇性电弧较危险,可能会引起线路的谐振现场而产生过电压,损坏电气设备或发展成相间短路。
故在这种系统中,若接地电流大于5A时,发电机、变压器和电动机都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
2、中性点经消弧线圈接地的三相系统上面所讲的中性点不接地三相系统,在发生单相接地故障时虽还可以继续供电,但在单相接地故障电流较大,如35kV系统大于10A,10kV系统大于30A时,就无法继续供电。
静电计的工作原理及使用
静电计的工作原理及使用静电计又叫电势差计或指针验电器,它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。
如图1所示,包括小球a、指针bc的中心杆A用绝缘塞D固定在有前后玻璃窗的圆形金属外壳B上;B的侧下方有一个接线柱;整个装置固定在一个绝缘支架上。
当A带电时,电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c 和d两部分所带电荷以斥力相作用,指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。
由于指针的重心略在旋转轴O点之下,当L1使指针张开后,指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2。
随着指针的偏转,L1渐小(因为c与d 的距离增加,库仑力变小,力臂也变小)而L2渐大(因为重力力臂增加)。
当L1与L2相等时,指针停在某一位置(是稳定平衡),指针的张角为α°当A所带电量q较大时,c和d所带电量也较大,L1就大,所以α也就大。
由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。
这就是静电计可以当作验电器使用的道理。
由于静电感应,当A带电后,?B的内层一定带上与A异号的电荷。
若B不接地,则B的外表面带上与A同号的电荷。
若B接地,则B的外表面不带电。
由于静电计结构的对称性,可以祖略地认为B上的电荷对指针的作用力不产生使指针转动的力矩,指针的张角主要由c和d所带电量决定。
一、静电计的第一类用途:作验电器用。
由于B的屏蔽作用,使A的下部较少受外界电场的影响。
而A的上端a露在B之外,所以,外电场能由A的上端施加感应。
当带电体移近不带电的静电计时,由于静电感应,A的上部a处出现与带电体异号的电荷,而A的下端c 和d处出现与a等量的、与带电体同号的电荷。
于是指针就张开了。
带电体所带电量越多、移得越近,则张角越大。
当带电体移去时,指针又回到原位。
我们可以用这种感应法检验物体是否带电、带电多少及演示静电感应现象。
某物体与不带电的静电计的a处接触后移去,若此时静电计指针张开,说明静电计因与该物体接触而带电,从而可以判定这个物体是带电体。
若物体与不带电静电计的a处接触后移去,静电计指针仍闭合,则证明该物体与a接触的部位不带电。
验电器与静电计的差异
验电器与静电计的差异考试报·综合信息版/2013年/11月/1日/第009版验电器与静电计的差异陕西省勉县一中刘咏东验电器和静电计是研究静电场特性的两种重要实验仪器,但对于这两种仪器在结构和作用方面的异同,高中物理教材对其介绍得很少,多数学生并不十分清楚,甚至存在一些误解。
例如认为“只要把验电器的金属箔换成金属指针就变成了静电计”“验电器可以用来检验和比较不同带电体所带电量的多少”“静电计不能用来测量直流电路中的电势差”等。
为了能使学生更好地了解这部分内容,本文对这两种仪器在构造、原理和用途三方面的差异作简要辨析。
一、在构造上的差异1.验电器的构造:如图1所示为一常用验电器,它的主要结构是一根上端带有金属球的金属棒,在棒的下端悬挂着两片金箔。
当带电体与金属小球接触时,金箔便得到同种电荷,因同性电荷相斥而张开。
为了避免气流的影响,金属棒和箔片封闭在一个玻璃瓶中,棒与瓶间有绝缘材料相隔。
2.静电计的构造:如图2所示为一常用静电计,它的结构是在一绝缘底座上装一金属圆筒作为外壳,外壳的前面装有透明玻璃,后面装有标有刻度的毛玻璃,顶端带有金属球的金属杆插入圆筒内,金属杆和圆筒间装有绝缘套筒,金属杆下部的水平轴上装有金属指针,可绕水平轴灵活转动。
圆筒的底部有接线柱,可用以接地或与其他导体相连。
二、工作原理上的差异1.验电器原理:当验电器指示系统带电后,由于同种电荷的排斥力使指示器发生偏转,它是从力的角度来反映导体带电的情况。
当指示系统具有一定的偏转角时,其重力矩与静电力矩平衡。
2.静电计原理:静电计的金属杆、金属指针与金属外壳构成了电容基本不变的电容器。
金属杆与指针带电时,金属外壳的内壁上会感应出异种电荷,使金属指针不仅受到金属杆所带的同种电荷的斥力作用,还受到外壳内壁上的异种感应电荷的引力作用(此时外壳接地),指针所受作用力的大小决定于壳内空间的电场强度的大小,而电场强度决定于金属杆与金属外壳之间的电势差,因此指针张角的大小由金属杆与外壳间的电势差决定。
防静电接地及几种接地概念
防静电接地及几种接地概念1)几种接地概念1.保护接地保护接地,就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。
当没有保护接地的电气设备绝缘损坏时,其外壳有可能带电,如果人体触及电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。
在中性点直接接地的电力系统中,接地短路电流经人身、大地流回中性点;在中性点埋直接接地的电力系统中,接地电流经人体流入大地,并经线路对地电容构成通路,两种情况都能造成人身触电。
如果装有接地装置的电气设备绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过,我们知道:在一个并联电路里,通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比,即式中IR/I’d=rd/rRI’d——沿接地体流过的电流;IR——流经人体的电流;rR——人体的电阻;rd——接地装置的接地电阻。
由上式可以看出,接地装置的接地电阻越小,流经人体的电流也越小,通常人体电阻要比接地电阻大数百倍,流经人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。
当接地电阻级小时,流过人体的电流几乎等于零。
即Id≈I’d。
实际上,由于接地电阻很小,接地短路电流流过时所产生的压降很小,故外壳对大地的电压是不高的。
人站在大地上去碰触外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。
所以,加装保护接地装置并且降低它的接地电阻是避免触电危险的有效措施。
2.工作接地将电力系统中的某一点(通常是中性点)直接或经特殊设备(如消弧线圈、阻抗、电阻等)与大地作金属连接,称为工作接地。
工作接地的作用如下:①主要是中性点接地,这是系统运行的需要。
在高压系统里。
采取中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。
中性点接地可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,对于低压系统很有意义,可以方便使用单相电源。
另外在两线一地供电系统中,由于将一相工作接地,借助大地作一相导体,降低了线路建设投资。
②降低人体的接触电压:在中性点绝缘的系统中,当一相接地,而人体又触及另一相时,人体所受到的接触电压将超过相电压而成为线电压,即为相电压的√3倍。
验电器与静电计的差异
验电器与静电计的差异
王春旺
【期刊名称】《数理天地:高中版》
【年(卷),期】2008(000)008
【摘要】1.构造上的差异常用的金箔验电器,构造如图1所示.在玻璃瓶口处有一橡胶塞,橡胶塞中插一根金属杆,杆的上端有一金属球,下端悬挂一对金箔(或铝箔).当带电体与金
【总页数】2页(P27)
【作者】王春旺
【作者单位】河南省洛阳市第二中学;471003
【正文语种】中文
【中图分类】G634.7
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