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静电场中导体接地问题.pdf 7页
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静电场中导体接地问题
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静电场中导体接地问题姜涛焦静电场中导体接地问题,是求解静电问题的一个难点,学生在解这类问题时,往往对所求结果执‘为什么”的想法。请看下面一例在一个半径分别为和!的带电球壳内,同心放一个半径为?的接地中性导体球#,?%&?求空间的电势分布以及中性导体球上的净的感应电荷?这个问题可用电磁学知识求解,也可从侍六静电问题的一般理论求解?前者的关键在于确定感应电荷的分布?后者则是先从边值间题出发,然后求出净的感应电荷?尽管出发点不同,两种方法都可以从定量的方面求出接地的中性导体(的表面上净感应电荷为丁‘)‘?一一——+丁’一夏‘,压‘既然接地中性导体球(出现了净的感应电荷)’,那么该带电过程是怎样进行的它是否与静电平衡时导体壳内的电场处处为零相矛盾本文就这个问题谈谈接地中性导体处于不同形式的静电场中,其表面是否会出现净的感应电荷问题,并由此得到一种定性分析这种间题的方法??‘目?于非均匀电场中的接地导体为了叙述方便,我们把接地中性导体#即未接地前导体上无加置电荷,&简称接地导体?我们考虑下面情况设有一点电荷+#+./&,它在周围空间激发一个静电场0‘,在这个静电场中置入一个中性导体(,见图二,静电平衡后将(一端接地,我们分析此时(的表面是否出现净的感应电亘·我们知道,由于静电场0。的作用,导体中的自由电子就逆着静电场方塑运动,于是在(的两端就积累了正负电荷,该感应电荷)’在周围空间激发一个附加电场0‘当电荷口’积累到一定的程度,其附加电场0‘与外电场0。共同作用,使(内的电场处处为零,此时(内无电荷运动了,我们称之为达到了静电平衡?由于施感电荷是点电荷,其)‘激发的电场0尹对电荷+分布没有影响,否则,感应电荷)‘将影响施感电荷+的重新分布,以达到一种新的稳态。值得指出的是,(上净的感应电荷仍为零?我们把上述物理过程用下图简单表示出。言作用无导体(出思了激粤若,0。—,习阶“一1”2,。(内言2言,言,静电平衡言2。一1二军03万。十百‘二二‘几034净电荷+‘二。设(一端感应电荷为丫,则有,旧5.6丫5,证明见参考书〔7〕,此时从+发出的电力线部分终止于(的左端,另一部分终止于无穷远处。根据电力线总是指向电位降落方向,则有,甲+.甲(.甲238这就是说,中性导体(处于+的静电场中,其电位由零上升到甲(,现在我们再看看(的接地问题,见图二。在分析接地问题时,我们应抓住接地时电位为零这个关键?由于(的电位降至零,此时9、(之间电位差△甲1甲9一甲(增大,另外,由于接地前后9、(之间的距离未变,由“甲一北苏、2沂知,必须,、。之间的电场强度增大,也即从,发出电电力线而终止于(的电力线较未接地时增多,根据电力线的有源性,这个增多的电力线和原来终于左端的电力线,就是由于接地而出现的净的感应电荷。换句话讲,由于接地,中性导体(在静电场的帮助下与大地发生了电荷交换,使(出现了净的感应电荷。于是我们有如下结论。〔结论7〕置于点电荷电场中的接地导体,其表面一定会出现净的感应电荷?令,,?(一比几三仿照上面分析方法,我们可得出下面的一般结论把一个任意形状的带电体,移到接地的导体附近,这时导体表面将出现净的感应电荷。这里读者可考虑这个问题,把中性导置于静电场中,然后再接地与把接地的中性导体置于静电场中,上述结论是否仍成立!从上文我们可以看到,分析导体接地间题的关键在于抓住接地后电位为零这一事实,进而分析接地后导体周围的电场是否变化,如有变化,则接地必出现净感应电荷反之无净的感应电荷我们用这种方法来分析下面一例。把一块原来不带电的导体板?移近一块已带电的导体板#,如图三当?板一侧接地后,我们分析?上是否出现净的感应电荷,中性导体?移近#板时,由于静电感应将出现感应电亡?》龟夕%?口‘扫仆加每荷见图三#:&?使得(的电位由零变到非零?当(板一侧接地后,其电位又由非零降至零,9、(之间电位差将增大,由叭,30;知,两板之间的电场强度增大,这就是说,从9板发出而终于(板的电力线较未接地时增多,一直增多到9板左侧正电荷全部移到右侧为止,见图三#&&??于带电球宪内的接地导体现在我们回到本文开始所提出的问题,见图一首先我们假设(未接地时,看看带电球壳内放入一中性导体球的物理过程是怎样实现的?第一种情况,是把中性导体球(从壳外移至球壳内,在移动过程中,由于静电感应,使(的电荷分布改变#净电荷仍为零&。由前面分析知,(球电位由零变到非零,且随着(距球壳愈近,电位愈高,但(的电位决不会高于月的电位,不然,就会出现电力线从(发出而终于9的现象。当(移入球壳后,(与9同电位,即甲月一甲?./,不然,就会由于电位差而使壳内部出现电力线#即电场&,与壳内无带电体时,壳内电场处处如零相矛盾?另一种情况,就是用且来包围(,此过
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关于防静电接地问题的再思考
UID：12303
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社区年龄12年9个月
金币696威望3贡献0好评0
看了很多专家的文章和大部分公司的防静电接地，都是统一的选择单独铺设，与设备电源pe线分开。但个人谈一谈自己的看法1.至于为什么要单独铺设，很多人的解释是pe线断线后（现在设备都是pe接零保护的），一台设备漏电会使所有设备有220V的对地电压，如果不单独铺设，人也会因此而承受220V的电压。2.但静电单独铺设，会有一个问题，就是静电电位和设备pe电位有电位差，静电会干扰及影响设备，所以ANSI/ESD S6.1-2005说明了最好静电地与设备pe地连接，没必要单独铺设，实现等电位。3.按照ANSI/ESD S6.1-2005标准，会不会出现象1的顾虑呢，一旦pe线断怎么办呢？其实不必担心，因为现有的接零保护，一般都是3相5线制的，pe线都有重复接地的，pe线断了，通过重复接地降低了设备的对地电压了，所以不会出现安全隐患的。所以，综合考虑，按照标准要求，静电地与设备地公用是最好的静电接地方式。不知道大家认可吗？
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社区年龄14年2个月
金币340威望269贡献140好评219
理论上可行但需要根据电子产品特性和厂房电力系统结构...，问题是多数厂房没有设备地的专用地桩、也没有防雷的综合系统...，所以现实的问题是厂房接地系统可靠吗...别告诉偶建筑钢筋焊接成一体的...防雷、设备地和ESD是有自己独立通道的...要拿厂房电力系统图给偶看否则神马都是浮云...，呵呵。两地之间有干扰很对但必须小于2伏...大于了多是设备地接触可靠性方面的问题...十来伏以上就会造成电子设备紊乱、死机...，有些两地电位差是动力三相不平衡造成的...不平衡零线就有电流对地就有电位差...，高频率的电子产品如通信发射和终端产品的ESD和设备地都需要单独安置结构也有所区别于常规...这个是集肤效应的需求...，两地桩之间距离小于18米容易形成地电场的干扰...完全按电力系统的要求来谈电子厂房的电力结构是要吃亏的...许多厂房根本不符合ANSI/ESD S6.1-2005要求的...这就是多数电子厂房需要单独设立ESD和设备地桩的原因...，呵呵。原先华为和中兴曾经在PANDA一栋楼里相互干扰过...而此楼正是电力系统规范楼...不得不另装接地系统...，从此偶再不相信共地的神话了...！[ 此帖被panda-liu在 18:15重新编辑 ]
UID：12303
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社区年龄12年9个月
金币696威望3贡献0好评0
现在一般都是设备专用地的阿，而且多处设置重复接地的，防雷地也是独立的阿！！另外，1.按照刘老师说的距离大于18米就可以保证尽可能小的电位差了吗，有验证吗？ANSI/ESD S6.1-2005工作小组也讨论过这个问题，发现由于泥土的变化等，这个电位差有时可能达到500V。（ANSI/ESD S6.1-2005也有说明，如果特殊需要，可以分别铺设，但要保持电位差最小)2.还有一个问题，静电另外铺设其实也相当于PE线的重复接地，但会出现一个新的问题，静电地的接地电阻和设备地（PE）的接地电阻是不同的，如果PE线断线，设备漏电，那么断线前设备与断线后设备的对地电压就会由于静电、PE线电阻的不同导致一个大一个小，虽然类似重复接地拉低了220V的电压，但由于不平均，有可能会导致大的部分超过人体的安全电压要求，所以对静电单独铺设还是保留自己的看法。另外，看过很多刘老师的文章，很佩服刘老师的能力的！！有空多交流。上传两篇文章，说明一下[ 此帖被laolang在 21:14重新编辑 ]
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社区年龄14年2个月
金币340威望269贡献140好评219
偶对ANSI/ESD S6.1-2005一直有看法...因为实际的情况与ANSI/ESD模拟实验有很大的差别...，电位差可能达到500V大概地桩建在乱石岗上吧雷都不能避的其他都不用谈了...，ESD不希望与PE并列谈论否则一辈子都饶不出那个弯子...，一般厂家ESD与PE之间需要保持高阻状态否则那些监控报警仪器就白花钱了...走得不是一条路必须明白啊...，另外电力接地系统有多种制式各国有所不同...这个大概是造成接法不同看法的根本所在...很多问题本不是一个标准如何谈道理啊...，偶不是专业的可接触过几个大方案实际情况有所了解而已...，呵呵。
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社区年龄10年11个月
金币532威望14贡献10好评7
依据ANSI/ESD S20.20-2007标准的要求：工作环境内的所有导体，包括人体连接在一起并接入接地系统，从而形成等电位。这时虽则整体静电电位高于０Ｖ，但由于等电位的形成，不会发生静电放电。ESD和设备接地是应该连接在一起的，因为静电环有最小阻值的要求1M所以能起到对人体的安全的保护作用。
UID：588687
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社区年龄6年10个月
金币406威望1贡献2好评1
我认为是要分开的。以下三点意见仅供参考：1、静电地和仪表地若不分开的话，那如果仪表漏电的情况下，有可能将仪表的漏电流直接通过防静电线导入人体产生触电的隐患；2、静电地需要埋入大地1m以下，以保证静电充分导入地下；3、用三相五线制就可以达到静电地和仪表地分开的目的。
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社区年龄13年4个月
金币1912威望58贡献18好评15
2、静电地需要埋入大地1m以下，以保证静电充分导入地下；这个1m？恐怕是5m吧
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报纸&&发表于: 3小时前&&&&只看该作者 ┊&&留言 小 中 大依据ANSI/ESD S20.20-2007标准的要求：工作环境内的所有导体，包括人体连接在一起并接入接地系统，从而形成等电位。这时虽则整体静电电位高于０Ｖ，但由于等电位的形成，不会发生静电放电。确实是这样的，新的标准已经明确了这个要求了
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我认为是要分开的。以下三点意见仅供参考：1、静电地和仪表地若不分开的话，那如果仪表漏电的情况下，有可能将仪表的漏电流直接通过防静电线导入人体产生触电的隐患；2、静电地需要埋入大地1m以下，以保证静电充分导入地下；3、 用三相五线制就可以达到静电地和仪表地分开的目的。解释一下：1.人体是大电阻，还有1M电阻相连，可以画画电路图，如果PE线没有断，漏电电流是不可能流过人体的，如果pe线断，还有重复接地存在，漏电电流一样不会流过人体的。（会有小很小电流流过）3.不太明白：： 用三相五线制就可以达到静电地和仪表地分开的目的。？？？？
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金币696威望3贡献0好评0
回 5楼(素面ljl) 的帖子
解释一下：1.人体是大电阻，还有1M电阻相连，可以画画电路图，如果PE线没有断，漏电电流是不可能流过人体的，如果pe线断，还有重复接地存在，漏电电流一样不会流过人体的。（会有小很小电流流过）3.不太明白：： 用三相五线制就可以达到静电地和仪表地分开的目的。？？？？
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回 4楼(zhujh) 的帖子
确实是这样的，新的标准已经明确了这个要求了
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社区年龄12年5个月
金币499威望2贡献2好评1
新的标准确实已经明确了，但是还是建议分开，到最后才共地一起，这样做的目的我想主要是考虑设备地和静电地相互串扰。我觉得老刘就说的很对，实际的工厂状况和标准的理论是有差距的，所以还是建议分开分别接地，而且二者的相隔的距离要符合标准，最后等电位也没有问题的。
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社区年龄12年9个月
金币696威望3贡献0好评0
回 3楼(panda-liu) 的帖子
刘老师，能否具体说说静电和pe线共用的缺点呢？谢谢了
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金币696威望3贡献0好评0
回 11楼(reagan) 的帖子
如果按照要求距离分开铺设就能实现等电位吗？有证据可以说明吗？可能只是减少了干扰吧，另外还有一个问题：分开铺设以后，防静电地线需要和设备外壳连接吗？？
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金币696威望3贡献0好评0
回 11楼(reagan) 的帖子
如果按照要求距离分开铺设就能实现等电位吗？有证据可以说明吗？可能只是减少了干扰吧，另外还有一个问题：分开铺设以后，防静电地线需要和设备外壳连接吗？？
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Total 0.277096(s) query 0, Time now is: 07-17 21:48, Gzip enabled, Powered by PHPWindCopyright &浅析静电感应现象中接地导体带电问题--《物理教师》1996年06期
浅析静电感应现象中接地导体带电问题
【摘要】：正 众所周知,当中性导体靠近一带电体时,必须发生静电感应现象。若将原中性导体接地,则该导体必然带有与施感电荷异号的电荷,而与导体接地位置无关。如
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：G633.7【正文快照】：
门)手指脱离验电器上端的金属小球后,移开玻璃 棒,验电器内金箔随即张开,此时验电器上端的金属小 球上的金箔仍是张开的,但张角变小,说明验电器上的 电荷重新分布. (5)带电的玻璃棒再次移近验电器上端的金属小 众所周知,当中性导体靠近一带电体时,必须发生_。。、^。__^_。。,
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京公网安备75号静电感应，达到静电平衡是的导体为什么是等势体
提问：级别：二年级来自：贵州省铜仁市
回答数：2浏览数：
静电感应，达到静电平衡是的导体为什么是等势体
1.达到静电平衡是的导体为什么是等势体
2.若达到静电平衡的导体左端带正电又端带负电那么将左端接地导体带什么电为什么? 若右端接地则导体带什么电为什么?
(请分析的深入些 谢谢)
&提问时间： 22:26:26
最佳答案此答案已被选择为最佳答案，但并不代表问吧支持或赞同其观点
回答：级别：二年级 14:33:10来自：天津市
要真正弄清这个问题还得从静电感应的过程说起：
原来不带电的导体内部有大量的正负电荷，导体所在空间无电场时，正负电荷均匀分布，各处的场强为0；当导体处在外界电场中时，其内部自由电荷会在电场力的作用下发生定向移动，导致内部电荷重新分布，重新分布后的电荷会在导体内部形成一个附加电场（称感应电荷的电场），导体内部的实际电场由外加电场与产生的附加电场叠加而成，只要实际电场的场强不为0，其内部的自由电荷便还会受电场力作用而定向移动，直到实际电场场强为0而止，此后自由电荷不再定向移动，我们称这种状态为导体的静电平衡状态（导体达到静电平衡状态的过程其实非常短暂，是一瞬间完成的）。所以静电平衡状态的导体的一个首要特点是内部的实际场强为0。
1．试想在个场强为0的区域中移送电荷，还会有电场力做功吗？既然不做功，由电势差的定义不难知道该区域中任何两点间的电势差均为0，所以电势处处相等，整个导体为等势体。
2．导体接地，可以简单地理解成它与地球成了一个大的导体，这个大导体在外加电场作用下也要达静电平衡，与外加电场的场源电荷同性的电荷被排斥到无穷远处（即导入大地），异性电荷被束附在离场源电荷最近的一端（即原来的导体上），与导体的哪一端接地无关。
提问者对答案的评价：
回答：级别：专业试用 21:50:42来自：河北省廊坊市
1.可以从静电平衡状态特点去理解：所谓静电平衡状态是指导体所带电荷不再发生定向移动的状态；如果导体上某两点间电势不相等，那么净电荷仍会发生定向的移动。所以可得结论。
2.这个问题要看引起导体发生静电感应的带电体带什么电荷。如果导体右侧有带正电的电荷，则此时，无论左端还是右端接地，导体均带负电荷；（因为有外部分正电荷对导体上负电荷的“吸引”）；如果导体左侧有负电荷 ，则无论哪端接地，导体均带正电荷。
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有导体和电介质存在时的静电场
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B球壳内表面：q2??QA
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C球壳内表面：q4??(QB?
外表面：q5?QC?QB?QA
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