一條火線經過燈泡後到零線上，這個時候零線為啥與大地等電位的？或者為什麼零線起始端與燈泡末端電位差為零？
可樂球球2020-02-02 10:23:46因為你把導線看成理想導線了，事實就是零線之所以為零是因為變壓器中性點接地（大多數），導線電阻不為0，故燈泡接零線的電壓也不是0，只是電線電阻較小，故燈泡接零線端電位也不是0
asonglaw2020-02-02 19:56:33零線起始端與燈泡末端電位差為零，雖然不準確，但是卻簡單點描述了一般家用電路的情況。
之所以這樣，是因為燈泡和電線是串聯關係，火線，燈泡，零線串聯起來構成了電路，而串聯電路根據電阻大小分配電壓，電線的電阻相對於燈泡很小，分得的電壓容易被忽視。實際上這個電壓不是零，當然由於電線電阻導致的零線電壓常常是微不足道的（工業用電中，卻常常高達20V），但是還有一種因為三相不平衡導致的零線（中線）電壓過高（異常情況下）能高到一兩百伏特。
知乎使用者2020-02-03 13:08:10或許題主想要的答案是這個：
火線（單相線）相對零線和大地的額定電壓為220V，就像有一座水壩，將水攔住，水面海拔為220米。現在使用一根導管，很細的，比如截面直徑15釐米，水透過這根管道流到海平面上。那麼，水壩上面的水距海平面落差高達220米，那麼，水壩上面的水下220米處與海平面相等，此時這裡的水壓是220米水下的水壓，可是很高的喲，而水壩另一側，水面與海平面相等，那麼水壓為0，水壩兩側，同樣是相同的高度，可水壓卻相差220米的水的壓力。剛剛說到的那根水管，裡面有水從220米處流向0米處，這期間，水流的高度勢能會轉換成動能，越往下，水的動能越強大，但勢能就越低。高處的水會自動流向低處，那低處的水只能透過其他方式才能提灌到高處，比如用抽水機抽上去，或者太陽能使水蒸發，然後變成雲再變成雨落在高處，此處的抽水機或太陽能相當於使水流形成一個迴路，形成迴圈系統，所以這裡的抽水機或太陽能相當於這個迴路中的“水源”。
上述水流與水壓是可以看到或感受的到的實質，想想，其實電流也是如此，在一個電路迴路中220V的火線擁有220V的相對電壓，這裡相對的是大地，而零線相對電壓為0，相對的也是大地，就相當於上述水壩相對的是海平面一樣，那麼，在火線與零線中必須要有一個用電器（比如你說的燈泡）來連通才能形成迴路，就像上面的水壩加一根很細的導管一樣。而這用電器的電阻相對於導線來說很大，導線的電阻這裡忽略不計，所以用電器的電阻相對於導線是絕對的，正因為電阻的原因，會使電流在一定流量範圍內，在電壓一定的情況下，電阻越大，電流就越小，而電流在高電位往低電位流動過程中會做功，這個和水流勢能轉成動能差不多，當電流流入零線後，其電壓就與大地保持一致了。實際上，零線是變壓器低壓側星形中心的平衡點的電壓，這裡通常會使用導線連線大地，而零線也就是從這裡引出來的，因此零線相對大地的電壓差為0，通俗講就是說零電電壓為0。
Patrick Zhang2020-02-03 18:41:29這個問題與IEC標準和國家標準有關，但題主必須把零線的概念弄清楚。
1。什麼叫做零線
我們看下圖：
圖1：國際電工委員會標準IEC60364中的TN-C-S接地系統
圖中的上部，我們看到了電力變壓器的三相低壓繞組，它們的公共端叫做中性線N。注意到中性線N在電力變壓器處就近接地，接著在隨同三條相線L1、L2和L3一同引出。這條接了地的中性線符號是PEN，全稱是保護中性線，俗稱就是零線。
我們把零線首端也即變壓器中性線N的接地叫做系統接地，它的目的是為了給全電路構建一個零電位參考點。
注意到零線隨同相線一起敷設到用電裝置處，此時的相線俗稱是火線。
在引至用電裝置的入戶處，零線需要再次接地，我們把它叫做重複接地。重複接地的目的在於：
1）由於零線具有一定的電阻，它會產生壓降。為了消除零線的壓降，使得零線具有零電位，在入戶前再次重複接地。
2）如果零線斷裂，由於三相不平衡電流的原因，使得斷點後部的零線可能會產生較高的電壓，最高可達相電壓。
對於具有零線的低壓配電網，在國際標準和國家標準中，把它叫做TN-C接地形式。
注意到圖1中左側的負載，它的外殼接到零線上，我們把它叫做保護接零。有了保護接零，若負載發生漏電，則火線透過外殼與零線短接，電流很大，使得線路中的過電流保護裝置（開關）保護動作，防止人觸及用電裝置的外殼後發生電擊。
至此，我們應當明白了為何零線的電位是零電位的道理。
2。居民住家和一般的工作場所內根本就沒有零線！
我們看下圖，此圖是圖1的區域性：
圖2：圖1的區域性
注意看圖2的零線PEN，在第一個用電負荷和第二個用電負荷中間，它分開了，一條是中性線N，另一條是地線PE。注意到在分開點處，與圖1有不同之處，就是零線再次接地了。
為何零線需要再次接地？原因還是一個，就是確保零線具有大地的零電位。
我們注意看圖2中右側的第二個用電負荷，它的外殼接在地線PE上，而三條相線（這時不能叫做火線，必須叫做相線）和中性線一同作為電源被引入用電負荷。
這種接地系統叫做TN-C-S。它的電源側是TN-C接地形式，而入戶後是“-S“接地形式。
對於單相負荷，TN-C-S的電路如下：
圖3：居家配電的TN-C-S接地系統
圖3中，我們看到藍色的區域就是我們家裡的系統，而牆外（左側）是TN-C接地系統，它有火線和零線，並且在入戶前零線再次重複接地。
當零線重複接地後，它分開為中性線N和地線PE，隨同相線L一同入戶。
從此以後，在我們的戶內，再也沒有零線。
有了這些知識，我就可以回答題主的問題了。
3。題主問題的回答
題主的問題是：”
一條火線經過燈泡後到零線上，這個時候零線為啥與大地等電位的？或者為什麼零線起始端與燈泡末端電位差為零？
“
有了前面的知識，我來分析題主的問題：
第一：”一條火線經過燈泡後到零線上“這句話是錯誤的，應當改為”一條相線經過燈泡後接到中性線N上“。
答案是什麼？原因很簡單：
1）居家中根本就沒有零線，只有中性線N。
2）中性線N的起始端也即零線的末端重複接地，確保了N線的起始端電位為零電位。
我們看下圖：
圖4：居家配電系統
圖4中，在戶外我們看到一條叫做MCB的黃綠相間的線，它其實是一條扁鋼，這條扁鋼一頭在我們住宅樓外側接地，另一側引入到電度表箱附近，零線就在電度表箱外側與外側與MEB扁鋼相接，確保了零線的重複接地，以及零線的零電位。之後，零線分開為中性線N和地線PE，中心線N連同相線一起進入電度表，之後與地線一起入戶。
請題主一定要理解圖4，以及中性線N的首端為地電位的原因。
第二：”這個時候零線為啥與大地等電位的？或者為什麼零線起始端與燈泡末端電位差為零？“當然也是錯誤的，應當改為”這個時候中性線N為啥與大地等電位的？或者為什麼中性線的起始端與燈泡末端電位差為零？“。
答案是什麼？
我們看下圖：
圖5：題主的圖
按題主的說法，燈泡HL的一端接到相線，另一端接到中性線N，它們之間的電壓是220V。
題主的疑問：”這個時候中性線N為啥與大地等電位的？“，答案很明顯，在戶外中性線的起始端與MCB連線接地，當然中性線的首端電壓為零。
值的注意的是：儘管中性線的起始端電位為零，但並不代表燈泡的下側中性線末端電壓也等於零。由歐姆定律，它會有一個很小的電壓。
所以
題主的另外一個疑問：”或者為什麼中性線的起始端與燈泡末端電位差為零？“，這是有一定條件的。
我們來看一個例子：
設燈泡的功率是25W，電壓是交流220V，於是燈泡的電阻和電流是：
我們再設相線L和中性線N銅導線的截面為1。5平方毫米，長度為10米。這兩條導線的電阻分別是：
於是相線和中心線合併的電阻是0。2266Ω。
我們已經知道電源電壓是220V，那麼燈泡的實際電壓是多少？我們來算一算：
導線的壓降當然是：
那麼燈泡的下端中性線側的電壓是多少？當然等於Ux的一半了，也即：
我們看到，這個電壓與燈泡的電壓219。97V比起來，幾乎可以忽略不計。所以，我們認為燈泡下側的電壓就是0V。
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多說幾句：
1.關於零線的零電位參考點
零線其實是很稀罕的，我們絕大多數人根本沒有機會直接使用零線。我們用到的所謂零線，其實就是中性線N。只有在老舊的小區和農村，才有可能會有零線。
為何零線的首端要接地？其目的就是為系統構建零電位參考點。
如同我在本帖中給出的燈泡兩端電壓的計算一樣，任意複雜的電路我們似乎都可以用歐姆定律來計算。然而，這裡有一個重要前提，就是電路的零電位點。如果沒有零電位點，儘管我們可以用歐姆定律計算出各個電路元件兩端的電位差，但電路各個節點的電壓卻無法確定。
當零線在電力變壓器中性線處首次接地後，電路就有了零電位參考點。我們把此接地點叫做工作接地，或者叫做系統接地，在標準中用T來表示。
有了零電位參考點，我們就可以用基爾霍夫第二定律確定出電路中各個節點的電壓值。
2.零線必須多點接地
我們已經知道，一旦零線斷裂，斷裂點後部的電壓會上升，最高可達相電壓。所以，零線一定要採取多點接地的措施。
又因為零線的電位是零，我們可以把用電裝置的金屬外殼接到零線上，實現人身安全的防護。我們把此項措施叫做保護接零，具體見圖1。
所以，零線的全稱就是保護中性線，用符號PEN來表示。
在IEC標準中，把用電裝置的外殼與來自電源的保護線連線在一起，以實現接地，用符號N表示。同時，把具有保護中性線也即零線的低壓配電接地形式叫做TN-C接地系統。見圖1。
3.具有零線的系統是不安全的，所以我們日常所見的接地系統是TN-C-S
有零線的系統沒有地線，用電裝置的外殼都採取保護接零的措施。然而，零線一旦斷裂，斷裂點後部的用電裝置的外殼因為保護接零的關係它們的電壓會上升，對人體造成威脅，嚴重影響到安全用電。因此，在油庫、煤礦等易燃易爆的場所，嚴禁使用帶有零線的TN-C接地系統。
為了消除這種不安全性，IEC推出TN-C-S接地系統，見圖2和圖3。由於TN-C-S接地系統中用電裝置的外殼是接地線PE的，以此確保了人身用電安全。
值得注意的是：零線之所以不能斷裂，更不能引入開關，就是因為它的保護功能。而在TN-C-S系統中，零線已經變成中性線N和地線PE，中性線N是可以斷裂的，也可以進開關，而地線PE則不允許斷裂。
理解這一點非常重要。
4.地線PE的意義，以及地線PE與線制的關係
我把圖3重複摘錄如下：
圖6：TN-C-S的保護措施
圖6中，用電裝置發生相線碰殼事故，接地故障電流沿著地線PE返回到零線，並最終返回到電源。因為地線PE與零線PEN在入戶處是接在一起的，所以用電裝置的碰殼事故等效於相線對中性線N的短路，故與用電裝置最近的斷路器QF2會執行短路保護措施。
由此可見，地線PE在正常使用時，地線的電流必須是零！
又因為所有的用電裝置的外殼均接到地線PE上，因此PE線絕對不能斷裂。一旦斷裂，斷裂點後部的某個用電裝置又恰好發生了碰殼事故，則斷裂點後部的地線PE將帶上相電壓。
我們看到，在TN-C接地系統中的零線（保護中性線）不得斷裂，而在TN-C-S接地系統中的地線PE（保護線）不得斷裂。也就是說，具有保護功能的線纜不得斷裂，也不得進開關。
總結一下：地線PE在正常使用時它的電流是零，並且地線PE在任何情況下不得斷裂。
在IEC標準中，用三相X線來描述系統的線制，並且規定，三相X線中的線指的是在正常執行時有電流流過的線路。由於地線PE在正常執行時沒有電流，因此它不算“線”。也因此，我們常常使用的名詞“三相五線制”，從IEC標準來看，是錯誤的。我們所謂的“三相五線制”其實就是三相四線制。
我們看下圖：
圖7：關於線制
圖7中的圖1，就是TN-C接地系統，它是三相四線制；圖7中的圖2，就是TN-S接地系統，雖然它有PE線，但它依然是三相四線制。
至於TN-C-S，它也是三相四線制。
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這篇文件到這裡該結束了。
用某位知友（似乎是中學生）的評論來說，這篇帖子完全看不懂。笑！
一點也不奇怪，我的帖子向來都是寫給有心人看的。只要有心人能看懂，我就心滿意足了。
天邊的雲2020-02-03 23:16:06強烈反對張工的回答。
不管是零線還是N線，不可能電壓為零。原因很簡單，按照張工的理解，只要接地了，接地點就是地電位（您真的理解地電位嗎？知道地電位在哪嗎？），PEN或者N線因為兩端都接地，所以整體必然是地電位。
若如此，導線兩端沒有電壓差，電流怎麼再導線中流動？歐姆定律失效了？
事實是，因為PEN有對地電壓，所以有電流流入大地，所以接地點處大地有電位升，所以該處不是地電位。
只要學過《高電壓》這本書，都會明白怎麼回事。（經回覆提醒，跨步電壓不是高電壓課程講的，那就應該是接地技術這門課講的，都是一個老師，記混了。）
地電位升高的問題還是說一下
圖中火線接地了，接地處電位升高，向四周梯次降低，就是上面圖的圓圈，下面圖是地電位降低曲線。零線沒接地前有電流，因此有電壓。接地後地電位變化與此圖相同，只是沒那麼高的電壓。但也可以說明，零線接地處電壓不為零，即不為地電位。
按圖中演示，高電壓斷線接地後，20米外沒有電壓，我認為這個是不準確的。20米是380V系統的資料。
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張工宣揚零線電壓為零，歐姆定律不適用於此，我懟過他幾次了。很多人覺得零線電壓很小，說是零電壓也沒啥，用不著大驚小怪。我不這麼認為，原因如下：
1、正常使用時，零線對地電壓可以達到10多伏，甚至20幾伏，去知網搜尋“零地電壓”可以找到相關論文。這個電壓已經可以被人感知，並且在潮溼或者水中會造成觸電危險，因此從安全形度不能忽視。我親眼見到有人觸控正常使用的零線，被電的跳起來了，因此印象深刻，對後果很忌憚。
2、零線電壓已經可以起弧，對地產生火花，這是電氣火災的一個根源。因此規範規定，在易燃易爆場所禁止使用TN_C系統。防範火災的重要性不用我介紹，大家都懂。規範有沒有解釋是為了防範火災我不記得了，因為我是從王厚餘書上看來的，但顯見，很多人都不知道這個原因，如果有人忽略了這一點而違反規範，實在不是我願意見到的。
所以從安全形度說，零線無電壓是錯誤的說法，是違反事實而有危害的。一般人之所以認為零線無電壓也可以接受，是因為不用觸碰零線，家裡也沒有易燃易爆物，這些事離你們很遠，與切身無關。但張工是大V，並且還要出書，他的觀點會被傳播。只是因為懶惰和無知，給電氣工作人員和財產從根本上帶來隱患，這也不是任何人願意見到的。
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