Mục đích của việc nối đất thiết bị điện nói riêng và hệ thống điện nói chung là để đảm bảo an toàn khi sử dụng điện. Cụ thể hơn là để đảm bảo an toàn cho các yếu tố sau:
1. Bảo vệ quá áp
Sét, tăng áp đường dây điện đột ngột hoặc tiếp xúc không chủ ý với đường dây có điện áp cao hơn có thể gây ra hiện tượng tăng áp nguy hiểm cho đường dây của hệ thống phân phối điện. Nối đất sẽ tạo một đường dẫn xuống đất cho năng lượng quá áp này để bảo vệ các thiết bị cũng như cả hệ thống điện.
2. Ổn định điện áp
Mỗi máy biến áp có thể được coi là một nguồn điện riêng biệt. Nếu không có một điểm tham chiếu chung cho tất cả các nguồn điện áp này thì sẽ rất khó để tính toán mối quan hệ của chúng. Đất là bề mặt dẫn điện có mặt khắp nơi và do đó, nó đã được sử dụng ngay từ những ngày đầu của hệ thống phân phố như một tiêu chuẩn gần như phổ quát nhất cho tất cả các hệ thống điện hiện nay.
Khi tất cả các bộ phận kim loại trong thiết bị điện được nối đất và lớp cách điện bên trong thiết bị bị hỏng, không có điện áp rò rỉ nào xuất hiện ở ngoài vỏ thiết bị nhờ dây nối đất.
3. Tránh điện giật
Dây “nóng” ở mức điện áp 120V hoặc 230V (tùy thuộc vào từng quốc gia) và dây còn lại là trung tính hoặc nối đất. Nếu một người chỉ chạm vào dây trung tính, sẽ không có điện giật đơn giản vì không có điện trên đó, tương tự nếu anh ta chỉ chạm vào dây nóng thì cũng không có gì xảy ra với anh ta trừ khi bộ phận khác trên cơ thể anh ta được nối đất.
Một người được coi là tiếp đất nếu anh ta tiếp xúc với ống nước, ống dẫn kim loại, dây trung tính hoặc dây nối đất hoặc đứng chân trần trên sàn bê tông.
Nhưng nếu dây điện chạm vào vỏ kim loại được nối đất sẽ gây ra đoản mạch, làm dòng điện tăng vọt rất cao trong mạch khiến cầu chì bị nổ gần như ngay lập tức. Việc cầu chì bị nổ hoặc nhảy sẽ đảm bảo an toàn cho chúng ta.
4. Hạn chế nhiễu tín hiệu
Bất cứ khi nào thiết bị âm thanh được vận hành mà không có nối đất, trong một số điều kiện nhất định, bộ khuếch đại sẽ dễ bị nhiễu tần số vô tuyến hơn. Ngoài ra, bộ khuếch đại tín hiệu đôi khi phát ra tiếng vo vo nhiều hơn.
Dòng điện trong dây nối đất
Dây nối đất không mang điện trừ khi có sự cố hoặc rò rỉ điện ở trên nhưng trên thực tế vẫn có 1 dòng điện cường độ rất nhỏ chạy trên dây.
Dòng rò điện dung này là do hệ thống dây điện, máy biến áp và bộ lọc nhiễu đều có một lượng điện dung giữa đất và dây điện. Dòng điện khá thấp (0,6 mA đến 10 mA tùy loại thiết bị) nên không gây nguy hiểm.
Trong một số trường hợp nếu dòng rò này có cường độ đủ lớn để thiết bị ngắt mạch như GFCI cảm nhận được, nó sẽ ngắt điện ngay lập tức. Thông thường, các mạch GFCI được thiết kế để ngắt điện khi phát hiện dòng rò từ 30 mA trở lên.
Đây là thiết bị bạn nên dùng ở các khu vực dễ xảy ra hiện tượng rò điện như nhà tắm, nhà bếp, ngoài trời, khu vực ẩm ướt.
Chris Lewis, Steven Bellovin