0V是定義出來的
首先電壓Voltage不是絕對值，它是相對值，完整名稱叫做電位差Electric Potential Difference，它是個差值，所以要有起點與終點才會有差距這種敘述。敘述電壓的時候，一定要先定義好哪裡是0V，其餘端點再以此做為參考電壓。下方的兩個電路完全一樣，差別只有0V要定義在哪裡而已。如左圖定義黑線為0V，那麼紅線就是110V(比黑線高的電壓)，相反地右圖定義紅線為0V，那麼黑線就是-110V。
那麼0V到底要定義在哪裡比較好呢? 0V一般會定義在人的手腳容易觸摸到的地方，這是安全性的考量。也許你會質疑，同一份迴路難道會只因為0V定義位置不同而有不同的安全性嗎? 當然不會，安全與否只和人站在甚麼地方有關係，所以接下來要講你我所站的大地。
大地-Ground是實體-地球
所有的人都是站在地球表面，因此人與地球全部都是等電位，站在地面上的你和我彼此握手，彼此並不會觸電。但如下圖左的迴路，這個迴路飄浮在空中，站在地面上的我們若去觸碰這個迴路，是否會觸電呢? 答案是有可能的，為什麼呢? 因為靜電。一個懸在空中的金屬系統，它非常有可能累積電荷，通常是因為風吹摩擦而累積，在你觸碰的那一瞬間，通過人的身體與地面達成電荷平衡，在那一瞬間會有電流通過人體，也就是觸電，這種觸電方式的時間非常短暫，電荷平衡之後，黑色線與大地的電位就一樣了。在電荷平衡之前，我們無法得知此系統與我們之間有多少電位差。
只要黑色電線與大地沒有電位差，就不會觸電了，若要保持零電位差，就必須如上圖右，用導線把迴路的黑色線直接與大地連接在一起，這樣才能確保兩者的電位都是一樣，而且還可以將靜電荷排掉，並且重新定義大地Ground為0V，如此黑色線因為有連著它也會是0V，這樣就等於把大地納入迴路計算的系統。
電路系統的參考電位0V，與大地Ground原本是兩個系統，由於我們並不希望電路系統存在不確定性，例如懸空的電路系統就有靜電的不確定性，所以我們才會將迴路的參考電位與大地彼此相連接，讓Ground與0V掛勾，才能說電路系統的0V是以大地Ground為參考電壓，這樣對站在地面的人來說才是安全的。
大地定義為0V-方便分析
聰明的你也許會問，一定要將黑色線與大地連接嗎？能否改為紅色線與大地連接，並定義為0V？當然可以，這樣的話黑色線就會變成-110V。
那為何大家都喜歡把大地定義為0V呢，因為人都是以自我為中心，然後再往外衡量事物，把自己所站的大地定義為0V，確實是比較容易理解的做法，而實務上來說幾乎所有的應用都把大地定義為0V來分析，若有人不按此定義來做事，對其他人來說，就會很困擾，因為雙方溝通的時候要做參考準位的轉換，那是很不直觀的事情，這樣就容易出錯。
前面我引進了靜電的概念來說明沒有接地的危險，下面我找到一段影片用來說明在為飛機加油時，需要先接地再放入油槍，相信現在各位就能理解了。
在電路裡面通常會把GND直接預設為0V，但這只表示在這個電路方塊內是如此，也就是這個GND只給這個線路當參考電位0V。若這個電路是安裝在110V的火線上，於是這個電路的GND又得往下參考中性線的電壓，因此原先電路方塊內的GND對中性線來說就變成110V了。
舉個例子，下圖的調光電路虛線方框的電路，對於TRIAC來說，它的下方就是GND(下圖虛線內右下角)，上方就是電源，這個GND只對Triac有意義，對於外面的燈泡LAMP來說，這個GND可是110V啊，因為燈泡參考的電位是最下面的中性線，而中性線又與地線接在一起，因此是0V。所以用示波器測量的時候一定要小心，千萬別看到GND就把示波器探棒的地線接在Triac的GND(陰極)上，這樣會有短路產生火花。
你是不是覺得這樣不同的電路要湊起來的話，不是很亂嗎? 對，所以有時候畫線路時會用不同名字標示GND，連符號都不同，如下圖畫橫槓的是指真實的地球大地Earth Ground；電路板接到機殼的稱為Chassis Ground；電路板本身的地是則是訊號的參考電位稱為Signal Ground。不過呢，大家不用過於執著到底哪種Ground要用哪種符號Symbol，那其實不重要，而且好像也沒有特別規範。以電源供應器來說，一個電路裡面會同時存在兩種地，它們的符號也不同，一個是熱地Hot ground，一個是冷地Cold ground，Layout的時候這兩個地絕對不能接在一起，否則會爆電路，這兩種地的符號只要肉眼可以分辨有不同就可以了，所以各位就知道，雖然都是Ground，其實還是有分別的，亂接的話，輕則電路嗡嗡作響，重則爆電路。關於冷地熱地的細節，各位可以參考這篇熱地 HOT Ground 是甚麼-沒搞懂會暴電路。所以0V與Ground原本是兩個概念，只因為接地的關係，才讓它們幾乎是畫上了等號，大家要分清楚喔。
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助教您好
想請問一下一般的DC直流電源供應器他的插頭是三個頭(火線, 中線, 地線)的
而在DC直流電源供應器正面分別有”+”, “-“及”gnd”端
則這個輸出的”gnd”端與插頭的”地線端”是有關係的嗎
還有一個是這個DC直流電源供應器他沒有機殼接地的插孔,可能的原因是什麼呀
是所有的儀器都需要機殼接地嗎
謝謝
1.
電源供應器面板的接地端子
與自身插頭的接地頭
以及機殼
都是接在一起的
2.
所有的儀器機殼都需要接地
這部分已經透過三孔插頭的接地端實現
這邊要請教一個問題，我在很多energy metering IC 都看過如圖所示的典型應用電路：
https://i.imgur.com/xmifXC2.png
（原始出處是 某IC 的 datasheet，如https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2301091730_Shanghai-Siproin-Microelectronics-SSP1837_C410979.pdf）
在這張交流與直流電路都存在的電路圖中共有四個接地符號
想請問：
1. 圖中#1、#2、#3要接的部分是交流電系統的 NEUTRAL？EARTH？（我直覺猜是 NEUTRAL，可是看到圖中有一個#1直接沒有掛負載就接地實在很奇怪）
2. 圖中#1、#2、#3、#4可否共接？（我直覺猜是不行，因為AC電流的NEUTRAL端也會有壓差造成與DC電流的壓差方向相反）
我沒看懂他這些接地符號是怎麼與L N銜接的耶
老媽問我為什麼跪在螢幕前！
這文章太幫啦，應該說這部落格太優秀啦！
幫助釐清不清楚的觀念。
學生時期經常聽老師說：以大地為參考電位，那麼該點為多少伏特
啊我就想參考電位的那是什麼重要嗎，給我電壓和負載再算出電流不就好了，
原來有參考電位才能說某點電壓是幾伏特，不然電路中只能說負載兩側的電位差為多少。
感謝阿信助教大大。
想請教助教幾個問題，
因為大家雖然都在大地上，
但每個人居住環境不同，每個人的參考電位0V是相對的，
但是我就好奇，台電以11.4KV供電給用戶，這11.4KV是台電自己的相對電壓，
送到用戶那，先替除線損等壓降因素，
經過變壓器後為何用戶還能收到110V和220V左右的電壓呢？
雖然都在大地，但為何不會因為相對位置的不同而不同的電壓呢？
不好意思落落長，每次看到電線桿就有好多疑問。
台電的供電系統必須要確保系統確實接地, 地電阻必須夠低, 才能維持接地電位的一致性
供電的路徑也是一樣, 必須要考量線損, 容量, 負載, 功率因數等等, 才能確保用戶的電壓穩定
這部分就是台電的日常維護工作, 要有人無時無刻盯著系統, 大家才有穩定的電可以用
大地可以提供很好的等電位環境, 請看這篇地球 是導體嗎? 它是石頭和土做的-如何當接地
媽媽問我為什麼跪在螢幕前！！
太神啦這篇文章，對於學生時期學電，
出社會工作也跟電相關，
很多原理和觀念還是不清楚，
看的途中常常會有”原來是這樣啊”的感嘆
真的會豁然開朗。
這部落格真的好多寶阿！
感謝阿信助教大大圖文並茂的分享
感謝您的支持
助教，請問大地G,跟電源供應器的ov接一起，大地G跟機台也接一起（三相電）。
那麼這樣的情況是不是機台帶DC OV 如果三相漏電會不會造成回流燒壞電源供應器？
你的問題不明確, 就我所知電源供應器OV只是個保護措施, 不是一個腳位
另外你的大地G是跟機台的甚麼東西接再一起也沒講清楚
所以我不知道你的問題在哪裡
1. 紅黑相接 是短路沒錯
2. 紅線和大地相接 會不會短路? 那要看黑線有沒有先和大地相接
黑線和大地相接, 然後紅線又和大地相接 , 保證短路
如果只有單單紅線與大地相接, 沒事的
其中只有單單紅線與大地相接，這樣電流就不會流到燈，直接流向大地，燈就不會亮，對吧?但流到大地的電流不是會直接流回電源，這樣即使黑線不接地，不是也是短路嗎?
只有紅線與大地相接， 你就把那整個紅黑線的電路當作一整塊金屬, 接觸瞬間只有為了金屬和地球之間的靜電平衡的電流經過而已, 平衡之後不會再有電流經過, 燈從來也不會因為這樣而亮過
本篇說明很棒！有幫助我重新釐清一些觀念
不過文章中有一部分的說明想請問助教
您提到0V一般會定義在人的手腳容易觸摸到的地方，這是安全性的考量，後面又說同一系統並不會因為0V定義在不同地方而有不同的安全性，既然這樣為何前面說0V定義的位置具備安全性考量呢？
感謝您這麼認真看文章,我一定要認真回答, 能幫助大家釐清觀念是我的榮幸
1.
原文: 0V一般會定義在人的手腳容易觸摸到的地方，這是安全性的考量
釋義:
這是指人都以自己為出發點, 從自己開始定義為零, 再往外算比較不會算錯
這裡的安全性指的是人為失誤
2.
原文: 同一系統並不會因為0V定義在不同地方而有不同的安全性
釋義:
如果定義紅色火線為0V, 那麼與黑線相接的大地就一定是-110V
你我都站在-110V的電壓上, 彼此並不會觸電
但摸到0V就會觸電, 因為重點在於橫跨紅黑才會觸電, 跟哪裡定義零電位沒關係
所以我才這樣寫
這說明真的好詳細
但還是想問一下助教
我是在做會設備工程的人員
我們設備的電箱都是三相四或三相五
之前遇到過我們的電視牆漏電
於是我們把設備專用電箱的地線接上
接上後不知甚麼原因，居然讓別的設備的N還是G，變成了110V
等於別的設備的三相五，有了四條火線，差點把設備燒掉
這有可能的原因是為甚麼呢>>
很有可能是現場電箱的接地已經失效了
所以設備的接地只是大家的綠色線接在一起而已
雖然看起來接在電箱的地線上
但是卻沒有真正與大地相接
所以漏電壓 會沿著G跑到別處
整條綠色線都是110V
造成別台機器的機殼也出現110V
最好還是檢查一下電視牆的電源
看看哪裡漏電
可能老鼠咬, 電線破損 or 電路板壓到之類
請問有接地的圖的右邊的迴路，
一部分電流會不會經由綠色的導線流向大地呢？
如果不會的話又是為什麼？
不會, 因為發電機只能驅動上方的迴路, 上方迴路與大地之間只有一條線 無法構成迴路
謝謝。
那再請問，同一個圖，如果那個小人站在大地之上，觸摸紅色部分的導線，這樣小人會觸電嗎？
如果會觸電，請問是一個怎樣的迴路呢？
會觸電, 路徑是 發電機->紅線->小人->大地->綠線->黑線->發電機
請問那如果整個發電系統沒有接地，並且系統沒有靜電。那麼是不是不管小人摸哪裡都不會構成迴路。那麼也就不會被電了？
正確
這稱為ungrounded system
實務上來說, 風會吹電線與設備, 靜電無可避免
請問一個外行的問題
大地線是0v，所以用電表量火線跟地線會是110V嗎??
家裡剛好沒地線可以試
會是接近110v, 我剛好有量過
請看這個影片的25:04, 電源與土壤之間的電壓 108V
謝謝您的回覆
如果紅色線與大地連接，電流會不會流到大地而燈不著?
會
不過文章開首又有提到哪裡定義0V不影響電路的功能，而大地與紅色線或黑色線連接應該是改變定義0V的地點(變得和大地無voltage difference),根據這個邏輯的話，大地與紅色線或黑色線連接應該不會有不同。當然,我知道大地與紅色線連接燈不會著而與黑色線連接燈會著,不過我想不通如何用這文章中的concept去得出同樣結論。
大地接紅or黑 , 燈都會亮
重點是不能同時將大地接紅and黑
兩個導體相接, 那麼兩者就同電壓
大地跟紅線接 就與紅線同電壓, 黑線同理
接好了, 就屬於同一個系統, 再來定義誰是0V
希望有回答到
如果紅線和黑線相接,是不是會短路?不過如果紅線和大地相接,是不會短路,是不是?
因為我一直以為大地=黑線
1. 紅黑相接 是短路沒錯
2. 紅線和大地相接 會不會短路? 那要看黑線有沒有先和大地相接
黑線和大地相接, 然後紅線又和大地相接 , 保證短路
如果只有單單紅線與大地相接, 沒事的
這說明太棒了
助教 電在水裡 你又伸手 進水裡 很危險呢
有計算過就不危險, 我在影片與文章內都有提到詳細內容