电势是指单位正电荷在该点处所具有的电能。而电势差是指两个点之间的电势差异,即从一个点到另一个点所需克服的电势能的差值。
在电路中,电源的两极产生电势差,电流在电路中流动,因受到电阻的阻碍而产生电压降,最终电势差被消耗殆尽。而当电路中某些点的电势差达到0时,这些点之间的电势差会被平衡,这就是等电位的状态。
在电路中,人身安全是最为重要的,因此我们需要保证电路中的电压对人体不会造成危害。浴室、厨房等接地的场所就需要使用零线和大地进行接地保护。
通常,整个房屋都有一根主大地线,而各个插座、开关等则通过零线接到主线中。这样在使用电器时,如果电器失去绝缘或故障导致电流外泄,电流就会通过大地线回到电源的另一极,从而实现对人身的保护。
在正常情况下,零线和大地之间是没有电势差的。也就是说,当电器故障导致电流通过大地线逆流回电源时,电势差很小,甚至可以忽略不计。
但是,当插头插反、电器接错相等故障发生时,电源和大地线之间会出现高电势差,可能会对人体产生危害。所以我们在使用电器时,一定要注意保证插头正确插入插座,电器的外壳不能产生触电危险等等,以避免安全事故。
除了零线和大地之间会形成等电位之外,电路中还有其他的等电位点。比如,在传感器技术中,将传感器的检测点接地,可以产生相对于外部环境等电位的信号,这能够降低不必要的测量误差。
再比如,电容器的两个板子之间也存在等电位关系。当两个板子上的电荷相等时,两个板子间的电势差为0,实现了等电位。