正文
欧姆定律几乎人尽皆知。我们看中学课本是如何定义欧姆定律的：
导体中的电流跟导体两侧的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
适用条件：欧姆定律适用于金属导电和电解液导电，不适用于气体导电。
看起来很简单。可是，这个简单描述却带来一些误区，例如
零线的电压和电流问题。
在我们家里的配电线路中，火线电流当然很大，按道理零线电流也很大，并且要等于火线电流才对。若按欧姆定律，零线的电压应当很高，然而实际的零线电压却近似为零！许多人想不通：为何零线电压不符合欧姆定律？
据说，这个困惑可以让许多人从校园一直延续到职场，几十年都搞不明白。
好，我来给大家解答这个问题。这里用到的物理知识和数学工具不超过中学的知识范围。
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我们先建立第一个概念：接地和零电位参考点
我们看下图：
从图中我们看到，高程是以大海为基准的，大海的标高是0米。以大海作为高程的起点，我们就能测量出附近白雪皑皑的山顶处高程是1016米。
如果我们不规定以大海作为高程的零基准点，则无法定义高山乃至于任何一点的高程。
对于电路，也存在类似问题。
我们来看下图：
看图1的1图，我们看到图中的电源电压是12V，电阻的阻值是12欧，按欧姆定律，并且忽略电源的内阻，于是流过电阻的电流I为：
但如果我们多问一句：电路中的a点和b点电压是多少？似乎有点不好回答。我们既可以说图中的Ua=12V并且Ub=0V，也可以说Ua=0V并且Ub=-12V。
再看图1的2图，我们把两个类似的电路上下叠在一起，那么这两个电阻R1和R2，它们两端的电压是多少？这下就更不好说了。
我们看图1的3图，注意到在E2电源的负极有一个接地符号，这表明，此处的电压为0V，也就是Uc=0V，并且c点所在的电路节点电压被强制性地规定为零电位参考点。
于是，b节点处的电压Ub=12V，而a节点处的电压Ua=24V。
现在，我们再来计算电路中各部分的电流，我们发现C节点上的电流为1A。
值得注意的是：尽管Uc=0V，但它的零电压值毫不影响到流过的电流。
我们再看图1的4图，注意接地点在两个电源的中点b节点。此时，Uc=-12V，而Ua=12V。
几个注意点：
1）与大海为零海拔参考点一样，零电位点是我们人为规定的；
2）大海容纳的海水近乎为无穷大。既然大海的零高程与海水水量无关，零电位点与流过它的电流也无关；
3）零电位点的电压和电流关系不符合欧姆定律，它遵循电路节点电压定律。
第二个概念：工作接地与保护接地
所谓工作接地，就是类似于图1中的接地，它的目的是为了给电路建立零电位参考点。
我们都知道，我们脚下的大地，它的容量很大，所以我们可以把它作为工作接地的零电位参考点。
现在我们来考虑一个问题：如果我们把电路中电源的工作接地和负载的外壳都接大地，那么会怎样呢?
我们来看下图：
图中有一架飞机，它被闪电击中。如果此飞机不管是发动机、航电和机身都没有发生任何问题，只是机身的电压瞬间升高到很高的数值，我的问题是：飞机里的乘客会有什么感觉吗？
答案是：类似法拉第的笼子，飞机里的乘客没有任何异样感觉。
知道为什么？这是因为飞机的机身是同一块金属体，它的等电位作用保护了内部的乘客。
同理，如果我们把电源的工作接地与负载的外壳通过导线连接起来，两者形成等电位，当负载发生漏电时，由于负载外壳的电压保持为零电位，这样就能保护人身安全。
所谓保护接地，就是把负载外壳与大地连接起来并形成零电位的等电位，用以保护人身安全。
第三个概念：低压配电网的TN-C接地系统
在国际电工委员会的标准IEC60364"接地系统"和国家标准GB16895《接地系统》中，定义了低压交流配电网的接地系统，我们来看一看：
这张图是我的书稿《你所不知道的电气知识——电气世界漫游》中的摘录。
在图2中，我们在左侧看到了三相电力变压器的低压三相绕组，它引出了L1相火线、L2相火线和L3相火线。
注意到三相绕组的中性点，首先进行系统接地，以获得零电位参考点，然后引出，这就是大名鼎鼎的零线。
中性线的符号是N，接地的符号是PE，所以零线的符号是PEN。这里的PE排在N的前面，表示零线的保护特性高于它的中性线特性。也因此，
零线的准确名称叫做保护中性线
。
注意1：零线在被用户使用前，必须再次重复接地。
为何零线需要再次重复接地？这是防止零线断裂。一旦零线断裂后，若断裂点后部又同时发生了单相接地故障，则零线的电压会上升到相电压。所以国家标准和规范强制性规定，零线不得引入开关和熔断器，其目的就在于不让零线发生断裂。
注意看图中的电饭煲，它在引入电源的同时，把零线接到外壳上，叫做保护接零。这样一来，若发生了电饭煲外壳碰到相线，则零线会把接零电流给引走，而它的电压却不会上升太多，以此实现人身安全防护。
注意2：零线的电压是节点电压，并且是零电位参考点。因此，零线电压与流过零线的电流无关。
注意3:保护接地的符号不同于单纯的工作接地，注意区别。
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本篇文章内容到此结束。
下一篇我们来谈一谈什么叫做低压配电网的线制，为何不存在三相五线制，以及如何解决零线断裂问题。
