
【電】 ground return
在電子工程領域,"地回路"(Ground Loop)指電路中因多個接地點存在電位差而形成的非預期電流路徑。該現象的英文對應術語為"Ground Loop",國際電工詞彙标準IEC 60050将其定義為"電流通過兩個或多個接地點之間的非預期路徑形成的閉環系統"。
從物理機制分析,地回路的形成需滿足三個條件:(1)系統中存在兩個以上接地點;(2)各接地點間存在電勢差;(3)導體形成閉合環路。其數學表達式可表示為: $$ V{loop} = sum{i=1}^{n} (V_{gndi} - V{gnd{i+1}}}) $$ 其中$V{gnd_i}$代表第i個接地點的對地電位。
實際應用中,地回路主要引發兩類問題:(1)50/60Hz工頻幹擾,常見于音響設備和測量系統;(2)高頻噪聲耦合,多發于通信設備和開關電源。美國電氣電子工程師協會(IEEE)在标準IEEE 1100-2005中提出解決方案,包括單點接地拓撲和隔離變壓器應用。
權威文獻《電磁兼容原理與應用》(清華大學出版社,2018)指出,地回路阻抗的計算需考慮趨膚效應和導體幾何形狀。當頻率超過1MHz時,接地導體的感抗成為主導因素: $$ Z = R{dc} + jωL $$ 其中$R{dc}$為直流電阻,$L$為導體電感量。
“地回路”是一個多領域術語,具體含義需結合應用場景進行區分:
指電流通過接地線形成的閉合路徑,主要用于導出幹擾電流和穩定電路電壓。例如計算機系統中,多個接地線連接形成的共地網絡被稱為接地回路。其核心作用包括:
在高壓輸電領域,特指導線與大地構成的回路系統。如架空線路的導線-地回路阻抗計算,涉及複數鏡像法等專業算法。這類參數直接影響過電壓防護和電磁兼容設計。
吊艙式航空瞬變電磁法(TEM)系統中,地回路指發射機與大地形成的閉合電流回路。通過建立地回路模型可進行系統參數标定,計算自由空間響應、大地響應等關鍵數據。
不同領域的地回路雖然物理本質相通(閉合電流路徑),但功能側重差異顯著。工程應用中需特别注意避免多接地點形成環路幹擾,即"ground loop"問題。
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