Переменный ток чем опасен: Какой ток опаснее, постоянный или переменный?

Содержание

Почему опасен переменный ток для человека



Какой ток опаснее, постоянный или переменный?

Опасность переменного тока низкой (сетевой) частоты

Когда между Николой Тесла и Томасом Эдисоном шла «война токов», одним из главных аргументов Эдисона против систем переменного тока Тесла был как раз тот довод, что переменный ток смертельно опасен для человека. И это действительно так — переменный ток низкой частоты (50-60 Гц) уже при напряжении 48 вольт способен нанести существенный вред здоровью человека вплоть до остановки сердца. Постоянный же ток при тех же 48 вольтах средний человек даже не почувствует.

Но для передачи электрических мощностей на большие расстояния сегодня используется именно низкочастотный переменный ток, он легко преобразуется трансформаторами, приводит к меньшим потерям энергии, подходит для питания электродвигателей. Поэтому ток из розетки на самом деле смертельно опасен. Этот факт нельзя недооценивать.

Безопасность постоянного тока при низком напряжении

Постоянный же ток безопасен лишь при низком напряжении. Так, например, во время всем известной терапевтической процедуры электрофорез применяется постоянный ток с напряжением до 60 вольт для обеспечения эффективного всасывания лекарства в живые ткани человеческого организма. При этом ток через небольшой участок тела не превышает 50 мА. Человек лишь испытывает легкое покалывание но не шок.

А вот если бы ток на электродах прибора оказался переменным низкочастотным (как в розетке), то это причинило бы вред здоровью, сердечный ритм пациента мог бы быть нарушен. Таким образом о постоянном токе можно с натяжкой сказать, что при низком напряжении (менее 48 вольт) он безопаснее переменного.

Опасность постоянного тока при высоком напряжении

Конечно, с постоянным током не все так однозначно как может показаться. Разряд конденсатора — это ведь по сути — тоже постоянный ток. Однако известны случаи, когда разряд конденсатора через руки человека при напряжении на электродах в 500 вольт приводил к нарушению сердечного ритма, так что пациенту требовалась срочная госпитализация. Поэтому и постоянный ток бывает смертельно опасным. Все зависит от напряжения. Постоянный ток при напряжении более 100 вольт — опасен.

Безопасность переменного тока при высокой частоте

В то же самое время переменный ток с напряжением даже в тысячи вольт может оказаться безопасным, но лишь при условии что его частота превышает 20000 Гц.

Никола Тесла пропускал через собственное тело (в целях демонстрации) высокочастотный ток при напряжении более 100000 вольт и оставался жив и невредим.

Но такое чудо стало возможным только благодаря тому, что частота тока превышала 100 кГц, и основной ток шел по поверхности тела, не проникая во внутренние органы. Поэтому высокочастотный ток безопаснее низкочастотного переменного (более 48 вольт) и постоянного (более 100 вольт).

На самом деле все относительно

Вывод здесь может звучать так. В пределах 100 вольт при одной и той же величине действующего напряжения переменный низкочастотный ток (50-60 Гц) гораздо опаснее постоянного тока при том же действующем напряжении. Но при напряжениях более высоких чем 100 вольт на безопасность можно надеяться лишь при условиях что ток является высокочастотным — частотой 20 и более килогерц. Если же при напряжении более 100 вольт ток будет постоянным или низкочастотным переменным (50-60 Гц) — это гораздо опаснее. А что вы думаете по этому поводу?

Источник

Какой ток опасный для человека – постоянный или переменный, и почему?

Электрические травмы являются распространенными угрозами для человека, которые существуют не только на производстве, но и в бытовой сфере. Степень опасности таких травм определяется комплексом факторов, одним из которых является тип электричества.

Поэтому перед тем как начать работу с электричеством, необходимо знать какую опасность представляет электрический ток, какой ток опаснее – постоянный или переменный и какие меры электробезопасности предпринять при работе с электрическим оборудованием.

Чем опасен переменный ток

Особенность переменного напряжения заключается в изменении полярности с определенной частотой. Соответственно, с этой же частотой меняется направление протекания электронов. Для человека этот вид электротока представляет серьезную угрозу, поскольку он оказывает более выраженное стимулирующее воздействие на нервы и мускулатуру, в том числе сердечную.

При электроударах смерть пострадавших чаще всего наступает в результате фибрилляции желудочков сердца, которая более вероятна под воздействием «переменки». Кроме того, переменный ток в электросети более опасен из-за маленького сопротивления тела человека по отношению к нему.

При определенных условиях переменное напряжение оказывается практически полностью безопасным. Это возможно при его сверхвысокой частоте (более 20 кГц). Безопасность достигается за счет поверхностного эффекта, благодаря которому электричество протекает только по коже, затрагивая ее верхние слои и не проникая во внутренние органы.

Чем опасен постоянный ток

Постоянный электроток протекает от одного полюса цепи к другому без изменения направления. Классическим его примером в электротехнике может служить питание потребителей от аккумуляторных батарей.

Он считается менее опасным, поскольку при действии на человека вызывает спазм. Спазм проходит после снятия напряжения, что позволяет снизить вероятность критических последствий для здоровья.

Однако говорить о безопасности можно только при малых значениях постоянного напряжения. Чем выше величина напряжения, тем сильнее проявляется опасность. При напряжении, превышающим значение 500 В, постоянный электроток может оказываться опаснее переменного.

Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека

Наиболее опасен для человека переменный электрический ток. Он часто оказывается смертелен, поскольку способен провоцировать фибрилляцию желудочков сердца.

Однако постоянное электричество также нельзя считать безопасным. Последствия его воздействия бывают не менее серьезными, включая тяжелые электротравмы и механические травмы при отбросе пострадавшего. Существенная разница заключается в том, что серьезная угроза возникает при высоких значения потенциала – более 500 В. С таким вольтажом люди обычно не имеют дела в быту. Однако на промышленных электроустановках он встречается достаточно часто.

Необходимо учитывать, что электрическое напряжение для человека в целом безопасно. Угрозу представляет действующая сила тока, возникающего в результате этого напряжения. Именно от значения данной величины зависит степень угрозы. Так, безопасным считается переменный ток силой до 10 миллиампер.

Серьезная опасность от постоянного тока проявляется при ампераже более 50 миллиампер. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока является значение 90-100 миллиампер. При этих же значениях смертельным для человека считается ток и постоянного напряжения.

Опасная для жизни человека сила тока

Электричество может оказывать разное воздействие. При малой силе электрического тока это оно может быть абсолютно незаметным или доставлять только легкие дискомфортные ощущения. Если же эта величина составляет амперы, то действие тока будет опасным до летального исхода.
Оценить последствия возможного действия каждого из двух видов электричества с разной силой тока (амперажом) можно по данным таблицы:

Значение силы тока, мА (миллиампер) Характер действия электротока
Постоянный Переменный
0,6-1,5 мА не проявляется слабый зуд и покалывания
2-3 мА не проявляется появляются небольшие судороги
5-7 мА возникает минимальная гипертермия кожи и легкое покалывание усиливаются судороги, появляются болезненные ощущения
8-10 мА становятся более интенсивными покалывания и гипертермия боль усиливается, пострадавший еще в состоянии освободиться от действия тока своими силами
20-25 мА помимо усиливающейся гипертермии и покалываний, появляются небольшие судороги затрудняется дыхание, наступает паралич конечностей, пострадавший не имеет возможности освободиться своими силами
50-80 мА сильная гипертермия кожи, судорожные сокращения мышц, затрудненное дыхание появляется аритмия, наступает паралич дыхательной мускулатуры
90-100 мА наступает паралич дыхательных мышц, способный привести к смерти Смертельная сила тока. На 3 секунде действия развивается фибрилляция сердечных желудочков, наступает остановка дыхания, спасение возможно только при экстренной реанимации

Данные таблицы наглядно демонстрируют, что наиболее опасен для людей переменный электрический ток.

Пути электрического тока, проходящие через тело человека

Угрозу обуславливает не только опасная величина силы тока, но также путь протекания электричества через организм. От этого пути зависит разрушающее воздействие на определенные органы.

Самые опасные петли электрического тока

Наиболее угрожающими считаются следующие пути протекания:

Схема прохождения петли электрического тока рука – рука
  • Рука – рука. Электричество проходит через грудь, до 3,3 % заряда попадает в сердце.

Схема прохождения петли электрического тока правая рука – нога
  • Правая рука – ноги. Опасность этой петли связана с проходом электротока через сердце (около 6,7 % заряда). Также часть заряда проходит и через спинной мозг.

  • Левая рука – ноги. Встречается реже предыдущей петли (обычно характерно для левшей). Около 3,7 % заряда действует на сердце.

  • Нога – нога. Характерно при попадании под действие шагового напряжения. Сердце пропускает около 0,4 % заряда. Основная угроза связана с возможностью падения человека, в результате которого возрастает значение шагового напряжения, а электричество проходит по более опасным петлям.

  • Голова – ноги. Опасность связана с действием электричества на головной мозг, спинной мозг, позвоночник. Через сердце проходит около 6,8 % заряда.

  • Голова – руки. Одна из самых опасных петель. Сердце пропускает через себя около 7 % заряда, под удар попадает головной мозг.

Какие электротравмы бывают, средства защиты и оказание первой помощи

Электрические ожоги, по характеру причиненного пострадавшему воздействия, бывают контактными и дуговыми. Электроожоги первого типа возникают при прямом контакте тела с проводником. Степень ожога зависит от длительности такого контакта и ампеража.

Различают такие степени электроожогов:

  1. Наиболее безопасные повреждения первой степени, которые затрагивают только верхние слои кожи и выражаются в ее гипертермии и небольшом отеке. Восстановление проходит без специальной терапии.
  2. Поражение кожи второй степени распространяется вглубь до росткового слоя. В зоне действия электротока образуются заполненные прозрачной жидкостью волдыри, которые не следует прокалывать. Поврежденное место может достаточно сильно болеть. При небольшой площади поражения ожог проходит без специального лечения.
  3. Для третей степени характерно отмирание клеток внутренних кожных слоев, образование волдырей, заполненных кровянистой жидкостью. В зоне поражения наблюдается сильное покраснение кожи. В худшем случае она темнеет, что говорит об омертвении тканей. В таком состоянии кожа не регенерируется, поэтому пострадавшему требуется специализированная медицинская помощь.
  4. Наиболее масштабные повреждения четвертой степени, связанные выгоранием кожи, мышц, термическим повреждением костей. Это состояние может представлять серьезную угрозу для жизни, поэтому обязательной является специализированная медицинская помощь.

Электрические знаки – это специфические пятна с четкими границами на поверхности кожи в зоне, подвергшейся удару тока. Имеют серый или бледно-желтый оттенок. Размер таких пятен составляет 1-5 мм, в центре обычно имеется углубление. Форма знака может повторять форму токопроводящей части, контакт с которой стал причиной ее появления. Кожа в зоне электрознака твердеет. Болевые ощущения и воспаление отсутствуют.

Металлизация кожи – это проникновение в ее слои расплавленных микроскопических частиц металла проводника. Обычно наблюдается при отключении рубильника под нагрузкой или при попытке разъединения замкнутых проводов.

Электроофтальмия – воспаление глаз в результате действия ультрафиолетового излучения электрической дуги. Возникает в течение 4-8 часов после облучения глаз, проявляется их покраснением, воспалением, обильным слезотечением, головной болью. При тяжелой форме может привести к потере зрения, поэтому при развитии симптомов необходимо сразу обратиться к врачу.

Перечисленные электротравмы относятся к местным. Также бывают и общие электротравмы, для которых характерно негативное влияние электричества на весь организм. Пострадавшие часто теряют сознание, у них развиваются нарушения дыхания и работы сердца.

Самым опасным явлением является фибрилляция сердечных желудочков, которая часто заканчивается смертью. Если пострадавший от удара током находится без сознания, то ему срочно проводят сердечно-легочную реанимацию.

При электротравмах часто развивается мнимая смерть, при которой признаки жизнедеятельности организма становятся практически незаметными, но спасти человека можно. Поэтому сердечно-легочную реанимацию проводят до последнего.

Первая помощь пострадавшим от действия электротока оказывается в следующем порядке:

  • Пострадавшего освобождают от действия электричества. При этом оказывающий помощь должен принять меры по обеспечению собственной безопасности.
  • Определяют состояние пострадавшего – проверка дыхания, пульса и т.д.
  • Освобождают человека от лишней одежды, которая затрудняет дыхание.
  • Осматривают ротовую полость, при необходимости очищают ее от рвотных масс, сгустков слизи и крови.
  • Приступают к мерам по сердечно-легочной реанимации.

Также нужно осмотреть пострадавшего на предмет электроожогов и наложить на них чистую сухую повязку. После этого нужно дождаться врача. Госпитализации подлежат все случаи электротравм, даже при отсутствии или снятии опасных симптомов. Это связано с возможностью развития фибрилляции или отложенной аритмии через несколько часов после поражения.

Для более подробного изучения темы по оказанию первой помощи пострадавшим от электрического тока, рекомендуем ознакомиться с методическим материалом – скачать

Основные нормы и правила электробезопасности

Ключевыми нормативными документами, регулирующими сферу электробезопасности, можно назвать следующие:

  1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ. Издание 7, глава 1.7) – скачать
  2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) – скачать
  3. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок – скачать
  4. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках – скачать

При выполнении любых работ с электрооборудованием необходимо соблюдение следующих правил:

  • При проектировании и монтаже электросетей должны использоваться аварийные устройства, которые обесточивают сеть в случае возникновения в ней короткого замыкания (КЗ) и в случае замыкания цепи на землю.
    Обязательным является устройство контура заземления.
  • К работе допускаются лица, имеющие соответствующий допуск.
  • Обязательно применяется спецодежда и предусмотренные нормативными требованиями средства индивидуальной защиты.
  • Не допускается включение и использование оборудования и электроприборов при наличии повреждений на корпусе, использование кабелей при обнаружении повреждений изоляции.
  • Не допускается проведение ремонтных работ без обесточивания сети.
  • Персонал должен уметь оказывать первую помощь при поражении человека электрическим током.

Как избежать поражения электрическим током

Чтобы предотвратить поражение человека электричеством, необходимо не допустить возможность телесного контакта с деталями и проводниками под напряжением. Поэтому все работы выполняться с применением необходимых защитных средств. К числу основных средств индивидуальной защиты этого типа относятся диэлектрические перчатки и боты, диэлектрические коврики и подставки и т.д.

При работе обязательно применяется изолированный инструмент. Персонал в обязательном порядке проходит инструктаж, работники должны знать, как избежать поражения.
Перед выполнением работ обязательно обесточить соответствующий участок сети. При этом на рубильнике или выключателе должна быть выставлена информационная табличка о запрете включения сети. Не допускается выполнение любых манипуляций с проводниками под напряжением.

Индикаторная отвертка HR28-C (12-250V)

Проверить наличие напряжения можно при помощи специальных индикаторных приборов. Самым простым и доступным среди таких приборов является индикаторная отвертка.

Видео

Просмотрите видео о переменном и постоянном электрическом токе. В этих видеороликах вы узнаете об опасностях, а также о мерах по защите от поражения электрическим током.



Источник

Что опаснее — переменный или постоянный ток

Опубликовано 08.12.2020 · Обновлено 08.12.2020

Что опаснее — переменный или постоянный ток и почему?

Существует немало достоверной информации, которая указывает на то, что переменный ток намного опаснее, чем постоянный ток. Даже сам Томас Эдисон приводил в качестве основного аргумента против системы переменного тока, его большую опасность для человека.

Всё это, правда, хотя во многом и зависит от того, какую частоту и силу имеет ток. Только зная эти параметры можно смело утверждать, какую опасность он несёт. Так, например, напряжение в 48 вольт, при низкой частоте переменного тока, уже оказывается опасным для человека.

Что же касается постоянного тока, при напряжении в 48 вольт, удар током человек попросту не почувствует. Но так ли это на самом деле? Правда ли, что переменный ток намного опасней постоянного тока, и почему, читайте на сайте elektriksam.ru

Чем переменный ток отличается от постоянного тока

Основное отличие переменного тока от постоянного тока заключается в направленных движениях заряженных частиц. У переменного тока поток электронов нестабилен, он постоянно колеблется с частотой в пределах 50 герц. Таким образом, образуется волнистая синусоида, как на картинках, в то время как у постоянного тока синусоида прямая.

Постоянный ток не имеет частоты, а поток электрода направлен строго по прямой линии. Поэтому основное отличие переменного тока от постоянного, это отсутствие частоты колебания электронов. При этом каждый электрон протекает строго в одном направлении, от минуса к плюсу.

Все это накладывает определённые ограничения на использование переменного и постоянного тока. Но именно низкочастотный переменный ток и поступает к нам в квартиры от трансформаторных подстанций, что связано со многими нюансами.

Во-первых, переменный ток низкой частоты легко преобразовать. Во-вторых, при передаче переменного тока на большие расстояния потерь энергии возникает намного меньше.

Что опаснее — переменный или постоянный ток

Из всего вышесказанного становится ясно, что переменный ток намного опасней постоянного. Наверняка все знают об уникальном эксперименте, когда Никола Тесла пропускал через свое тело напряжение свыше 100 тысяч вольт. Так вот, это был постоянный ток.

Что же касается переменного тока, то он намного опасней постоянного, при частоте от 10 Гц. Все что выше несёт еще большую опасность для человека. При этом постоянный ток в несколько раз безопасней переменного тока.

Опасность возрастает и в зависимости от величины напряжения. Так, например, переменный ток с напряжением до 400 Вольт, опасней постоянного с таким же самым напряжением. В то же время при диапазоне напряжений от 400 до 600 Вольт, оба тока, как переменный, так и постоянный ток, несут одинаковую угрозу для человека.

Ну и последнее, пожалуй, самое важно во всем этом, это сила тока. Именно от силы тока зависит многое. Безопасной силой тока для человека при переменном напряжении считается значение тока в 10 мА. При постоянном токе 50 мА. Даже сравнивая данные показатели по амперажу, становится понятно, что и здесь переменный ток намного опаснее постоянного тока.

Источник

Почему опасен переменный ток для человека

Московский энергетический институт (ТУ)

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

Учебно-методический комплекс

Справки по телефону: 362-71-32; e-mail: [email protected] доцент Новиков С.Г.

1. Действие электрического тока на человека

D. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током

Переменный ток . Известно, что из-за наличия в сопротивлении тела человека емкостной составляющей увеличение частоты приложенного напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления тела и ростом тока, проходящего через человека (см. рис.1.12).

Известно также, что опасность поражения растет вместе с ростом тока, проходящего через человека; поэтому следует ожидать, что увеличение частоты ведет к повышению этой опасности. Действительность показывает, что это предположение справедливо лишь в диапазоне частот от 0 до 50 Гц; дальнейшее же повышение частоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450 – 500 кГц, т. е. такие токи не могут поразить человека. Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении тока непосредственно через человека (см. рис.1.17).

Постоянный ток примерно в 4 – 5 раз безопаснее переменного с частотой 50 Гц. Это вытекает из сопоставления значений пороговых неотпускающих токов (50 – 80 мА для постоянного и 10 – 15 мА для тока с частотой 50 Гц) и предельно выдерживаемых напряжений: человек, удерживая цилиндрические электроды в руках, в состоянии выдержать (по болевым ощущениям) приложенное к нему напряжение не более 21 – 22 В при 50 Гц и не более 100 – 105 В постоянного тока.

Постоянный ток по сравнению с переменным током того же значения, проходя через тело человека, вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения. Обычно это ощущение нагрева кожи при малых токах или внутреннего нагрева при больших токах. Лишь в момент замыкания и размыкания цепи тока человек испытывает кратковременное болезненное ощущение вследствие внезапного судорожного сокращения мышц, подобное тому, которое возникает при переменном токе.

Сказанное о сравнительной опасности постоянного и переменного токов справедливо лишь для напряжений до 500 В. При более высоких напряжениях постоянный ток становится опаснее переменного 50 Гц.

Причины различной степени опасности токов с различными частотами кроются в характере раздражающего действия этих токов на клетки живой ткани.

Источник

Узнаем как ой ток опасен – переменный или постоянный? Результаты исследований

Напряжение 220 В «заходит» в любую современную квартиру, а далее расходится по розеткам. Следовательно, у людей в квартирах всегда есть опасность поражения током. Однако ток в розетке всегда является переменным, и его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть меняются полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека ударяет током именно переменного типа. Постоянный ток необходим для работы любых бытовых приборов в доме, и он становится постоянным после трансформации в блоке питания. Давайте разберемся, какой ток опасен – переменный или постоянный.

Результат исследований

Благодаря углубленному изучению электротравм, ученым удалось выяснить, какой ток опасен – переменный или постоянный. Ученые Академии наук Киргизии в ходе лабораторных экспериментов на собаках смогли получить новые данные о соотношении опасности постоянного и переменного тока при напряжениях 12, 36, 120 В.

Оказалось, что при стандартной ситуации, когда электроды находятся на конечностях человека, опасность поражения при напряжении 120 В постоянного тока равна опасности поражения при напряжении 42 В переменного тока. Также постоянный ток в сети с напряжением 108 В может поразить человека, равно как и ток в сети с напряжением 36 В.

Все это позволяет понять, какой ток опасен – переменный или постоянный. Оба вида могут нанести вред человеку, вот только в случае с постоянным током напряжение в сети должно быть более высоким. Следовательно, шанс получить ожог или другой урон от постоянного тока намного ниже.

Расположение электродов

Однако еще в 1903 году было установлено, что опасность в большей степени зависит от полюсов источника постоянного тока. В тех случаях, когда электрод с отрицательным полюсом подключен к верхней части тела человека, а электрод с положительным полюсом – к нижней, то опасность поражения намного выше, чем при обратном расположении. Ученый Ажибаев развил это утверждение, и его исследования на собаках подтвердили, что фибрилляция наступает раньше именно при расположении электрода с отрицательным полюсом вверху. Впрочем, реакция у разных животных может проявляться по-разному.

В 1970-1972 гг. были проведены исследования Гудэрски, которые заключались в сравнении оценки действия постоянного тока промышленной частоты. В ходе исследования ученые плавно увеличивали напряжение от нуля, в результате тяжесть поражения животных при постоянном токе была намного ниже (в несколько раз) по сравнению с тяжестью поражения при переменном (частота при этом была равна 50-60 Гц). Это еще раз дает понять, какой ток более опасен – переменный и постоянный.

Кратковременная подача напряжения

Если подавать напряжение обоих видов токов кратковременно, то различия в эффекте будут весьма существенными. Это позволяет ученым утверждать, что мнение о меньшей опасности постоянного тока является ошибочным, по крайней мере для момента образования электрической цепи, проходящей через тело человека, то есть для момента «включения».

Судорожные реакции

Ученые Гудэрски и Тересяк предпринимали попытки объяснить разницу в действии на человека переменного и постоянного тока. Они пришли к выводу, что последний не вызывает судорожных реакций, которые обязательно имеют место при поражении человека переменным током. Также не существует предельных значений постоянного неотпускающего тока и нет биофизических обоснований для формирования защитных мероприятий для защиты человека от поражения именно постоянным током. Впрочем, даже так называемый неотпускающий ток способен вызвать парез мышц рук.

Казалось бы, что теперь предельно ясно, какой ток опаснее. Переменный и постоянный оказывают разное вредное воздействие на человека. И хотя постоянный ток может вызвать судорогу, напряжение сети при этом должно быть настолько высоким, что обеспечить комплекс защитных мер просто невозможно. Если сила постоянного тока будет очень высокой, то есть другая опасность – отброс пострадавшего от ведущих частей, которые находятся под напряжением. Такая особенность при переменном токе наблюдается исключительно редко. В результате отброшенный может получить даже физическую травму, которая в зависимости от условий падения человека может оказаться смертельной. Это окончательно запутывает людей и не дает возможности точно определить, какой ток опасен – переменный или постоянный.

Также стоит отметить, что при прикосновении к токоведущим частям (к примеру, на выпрямителе), где имеет место пульсирующий ток, может привести даже к судорожным реакциям, так как там есть переменная составляющая.

Переменный ток опаснее

К сожалению, ученые до сих пор не могут точно ответить, какой ток опасен – переменный или постоянный, и почему. Эта задача решена сегодня недостаточно, однако попытки ее изучить предпринимаются, ведь ликвидация данного пробела позволит более глубоко изучить биофизику электротравмы, а в дальнейшем эффективнее ее лечить, не говоря уже о возможности создания защитных мер для предотвращения удара человека постоянным током.

Впрочем, можно смело говорить о том, что при плавном росте напряжения опасность постоянного тока для человека гораздо меньше. Удар от него можно получить при напряжении в сети не менее 120 В, в то время как переменный ток способен нанести вред человеку всего лишь при напряжении в сети 42 В. Также ученые в ходе исследований пришли к выводу, что вероятность образования опасной электрической цепи в теле человека выше при поражении переменным током.

В заключение

Теперь мы понимаем, почему и какой ток опасный – переменный или постоянный. Однако постоянный ток наносит меньший вред только в бытовых условиях (дома), а поражение человека постоянным током при очень высоком напряжении может просто сильно отбросить его, что нанесен механическую травму.

опасная для жизни величина ампер и вольт

По мнению опытных электриков, электроток опасен тем, что он невидим. Электричество, воздействующее на человеческий организм, вызывает тяжелые последствия, вплоть до смертельного исхода. Установили, что ток 50-100 мА опасен для жизни, а более 100 мА – смертелен. Речь идет о токах, проходящих через человека. В этой статье разберемся, почему переменный ток опаснее постоянного.

Знак высокого напряжения

Исход поражения электротоком

Ситуации бывают различными, поэтому исход от удара током наблюдается разнообразный. При получении сильного электрического удара вызываются проблемы с кровообращением и дыханием. Тяжелые случаи характеризуются сердечной фибрилляцией: мышцы сердца хаотично подергиваются. Фактически сердце перестает нормально функционировать, поэтому в такой ситуации требуется скорейшее медицинское вмешательство.

Зачастую поражение электротоком имеет силу до 1000 В. Ожоги возникают, если сила превышает 1 А. Наиболее частая причина – несоблюдение человеком правил техники безопасности. Элемент, по которому проходит электричество, находится вблизи человеческого тела, в результате чего возникает искровой разряд, приводящий к ожогам различной степени. При случайном получении искрового разряда ток, контактирующий с телом, нагревает ткань до 60 градусов Цельсия. Начинает сворачиваться белок, а впоследствии на пораженном участке появляется ожог. Электрические ожоги опасны, так как вылечить их довольно проблематично.

Удар электротоком может иметь различные последствия

Опасные величины тока

Поражение электричеством бывает разным, на что влияет три фактора:

  • Какова частота: постоянный или переменный;
  • Сила;
  • В каком направлении движется, проходя через тело.

Электроток делят также, в зависимости от того, как он влияет на человеческое здоровье:

  • Ощутимый – только раздражает кожу. Безопасная величина – не более 0.6 милиампер;
  • Неотпускающий – переменный с периодическими импульсами, из-за которых человек «прилипает» к источнику электричества. Случается, если сила тока превышает 0.025 ампер;
  • Фибрилляционный – из-за него вызывается фибрилляция внутренних органов, в первую очередь, сердца. Если сила электричества превышает 0.1 ампер, орган может остановиться.

Необходимо знать! Человеческий организм сопротивляется электричеству. Сила удара зависит от многих факторов: состояние здоровья потерпевшего во время удара, психическое состояние и даже качество обуви. Отталкиваясь от величин электрического сопротивления, выводят показания напряжения тока, опасные для человека.

Отталкиваясь от техники безопасности, опасные следующие показатели напряжения:

  • 65 вольт – жилые помещения и общественные здания, которые отапливаются и имеют внутреннюю влажность до 60%;
  • 36 вольт – помещения с повышенным уровнем влажности (до 75%). Это подвальные помещения, кухни и так далее;
  • 12 вольт – очень влажные пространства (100%): бассейн, баня, прачечная, котельная и так далее.

Обратите внимание! Частота электротока также играет роль. Опасным для человека считается значение от 50 до 60 герц.

Опасность переменного и постоянного тока

Известно, что электроток бывает постоянный и переменный, но не каждый житель понимает между ними разницу и знает, какой оказывает более серьезное воздействие на организм. На вопрос, какой ток опаснее, специалисты отвечают – переменный.

Прохождение по телу

Объясняется это тем, что постоянный электроток должен быть в три раза мощнее переменного, чтобы быть смертельно опасным для человеческого здоровья. Переменный – более быстрый и сильный, что больше сказывается на нервных окончаниях и мышечной ткани (в первую очередь, сердечной). Электрическое сопротивление людей покрывает мощность постоянного тока (силой не выше 50 милиампер). В случае с переменным электротоком граница опускается до 10 милиампер. Если электрическое напряжение достигает 500 вольт, то оба вида тока оказывают одинаковый вред. Если показатель повышается, более опасный в такой ситуации постоянный электроток.

Биологическое действие электричества напрямую зависит от того, с какой интенсивностью организм ему подвергается, а это важный фактор, из-за которого возникает фибрилляция желудочков сердца. Смертельный электрический ток для человека – длительное прикосновение к электропроводникам с силой 0.25-80 мА. При этом вызываются судороги дыхательных мышц и как следствие – острая асфиксия.

Электричество распространяется по организму лишь в том случае, если есть точка входа и выхода тока. То есть одновременно нужно прикоснуться к двум электродам. Речь идет о двуполюсном включении или соприкосновении с одним электродом. Если часть тела человека заземлена, то такое включение называют однополюсным. Бывает и частичное включение, при котором изолированный от земли человек прикасается к разноименным полюсам. В таком случае он пройдет через включенный отрезок руки, а это, как правило, не опасный ток. Если имеет место высокое напряжение, то электротоком может поразить, даже если нет прямого контакта с проводником: то есть на расстоянии, посредством дугового контакта, который возникает, если к нему приблизиться. Ионизация воздуха является причиной того, что человек контактирует с установками или проводами, по которым проходит электроэнергия. Ток электричества опасный для человека особенно в сырую погоду, так как электропроводимость воздуха повышена. В случае со сверхвысоким напряжением величина электрической дуги достигает длины в 35 см.

Электрический ток опасен для человеческого организма, поэтому нужно соблюдать элементарные требования техники безопасности. Сам он бывает постоянным и переменным, каждый по-своему воздействует на человека. Безопасная работа с электроустановками – соблюдение всех правил и использование средств защиты.

Видео

ИНСТРУКЦИЯ для всех работников по электробезопасности

  1. Общие требования безопасности.

1.1  Электрический ток, проходя через тело человека, может поразить отдельные участки тела в виде ожогов и металлизации кожи или воздействовать на нервную систему и мышцы, в результате чего могут произойти судороги мышц, остановка дыхания, фибриляция ( беспорядочное подёргивание сердечной мышцы ) и остановка сердца, что в свою очередь, может привести к смертельному исходу.

1.2  Влияние электрического тока на различных людей зависит от целого ряда условий. Так, сопротивляемость человеческого тела значительно понижается, когда он работает в условиях повышенной влажности и высоких температур ( свыше +30 С ), когда человек потный, когда кожа и одежда загрязнены металлической пылью или увлажнены, когда человек утомлён, расстроен, раздражён, находится в нетрезвом состоянии .Особенно опасно попадание под напряжение, людей страдающих нервными и сердечными болезнями, так как они имеют чрезвычайно пониженную сопротивляемость электрическому току .

1.3  Люди уравновешенные, со здоровым сердцем и нервной системой, сухим, чистым телом, а также в трезвом состоянии имеют большую сопротивляемость току .

1.4  Сопротивление сухой неповреждённой кожи человека может быть до 80 000 Ом, сопротивление внутренних органов составляет 800 — 1000 Ом, поэтому расчетное сопротивление человека электрическому току принимается равным 1000 Ом. ( 1 кОм ).

1.5  Безопасным для организма человека можно считать переменный ток силой не выше 0,05 А ток силой более 0,05 — 0,1 А опасен и может вызвать смертельный исход .

1.6  Безопасным напряжением для человека считается напряжение 42 В в нормальных условиях и 12 В в условиях повышенной опасностью ( сырость, высокая температура, металлические полы и др. ).

1.7  Производственные помещения по наличию в них условий для поражения людей электротоком подразделяются на три категории: особо опасные, с повышенной опасностью и без повышенной опасности . Помещения особо опасные характеризуются наличием одновременно двух или более признаков: высокой влажностью, высокой температурой ( более 30 С ), токопроводящей пыли, токопроводящих полов, стен и др. Помещения с повышенной опасностью характеризуются одним из вышеперечисленных признаков . В помещениях без повышенной опасности указанные признаки отсутствуют.

1.8  Поражение человека электрическим током возможно в следующих случаях:

а) когда человек прикоснулся к конструкциям, находящимся под напряжением, или к одному проводнику электрического тока, а сам стоит на земле или токопроводящей конструкции;.

б) когда человек прикоснулся руками или другими частями тела одновременно к двум проводникам электрического тока, независимо от того стоит ли он на токопроводящей конструкции. Прикосновение к токопроводящим частям, находящихся под напряжением, вызывает судорожное сокращение мышц, в следствии этого пальцы пострадавшего, держащего провод руками могут так сильно сжиматься, что высвободить провод из его рук становится невозможным .

1.9  Всё электрическое оборудование и электрические приёмники, металлические корпуса рубильников и распределительных пунктов, ящиков должны иметь надёжное защитное заземление .

1.10                     Токоведущие части электрического оборудования, рубильников, распределительных щитов должны иметь надёжные кожуха, двери, не имеющие открытых отверстий, щелей и закрывающиеся на запорное устройство .

1.11                     Электропроводка должна выполнятся изолированными проводами и подвешиваться на высоте не менее 2,5 метров, если рабочее напряжение в проводе более 42 В.

1.12                     Всем работникам КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ заменять перегоревшие электролампы, плавкие вставки и другие элементы электропроводки и электрооборудования, а так же самостоятельно пытаться устранить неисправность электроприёмников. Данные виды работ производит только электромонтёр.

1.13                     Все работники автохозяйства, работающие с электроинструментом или электрооборудованием, обязаны пройти обучение и сдать экзамены на соответствующую группу допуска по электробезопасности, соответствующей их специальности.

 

2        Требования безопасности перед началом работы.

 

2.1  Для предотвращения случаев попадания работников под напряжение и поражения их электрическим током, необходимо выполнять следующие мероприятия:

2.2   Обращать внимание на предупредительные знаки и надписи по электробезопасности.

2.3  Самовольное снятие предупредительных знаков, плакатов, а также включение электроустановок при их наличии — ЗАПРЕЩЕНО!

2.4  Если перед выполнением работ необходимо включать рубильники или другие включающие пункты ( в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных, а также в помещениях с влажной средой ), то работающие должны быть снабжены средствами индивидуальной защиты:

а) диэлектрические перчатки

б) диэлектрические коврики

в) диэлектрические калоши ( боты ) .

Эти средства должны быть проверены и иметь клеймо, в котором указана дата, до какого срока разрешено их использование и на какое напряжение .

2.5 Перед началом работы ручным электроинструментом, необходимо проверить его на наличие трещин в корпусе. Кабель для подключения ручного электроинструмента в сеть, не должен иметь заломов и задиров изоляции, вилка не должна иметь сколов. Разрешается работать только при соблюдении этих требований.

2.6  Если корпус электроинструмента металлический, работник должен быть снабжён диэлектрическими перчатками. При работе с электроинструментом с двойной изоляцией ( пластмассовый корпус ) диэлектрические перчатки не требуются .

2.7  Дпя переносных светильников в условиях ремонтных работ допускается применять напряжение только 12 В или 36 В . Лампы переносных светильников должны быть снабжены защитной сеткой . Использовать для местного освещения при ремонтных  работах напряжение 110 В или 220 В — ЗАПРЕЩАЕТСЯ !

2.8  Выдача электроинструмента и переносных светильников производится мастером или винструментальной, с обязательным фиксированием в специальном журнале, После работы инструмент возвращается с указанием возможной неисправности, если таковая имеется.

 

3        Требования безопасности во время работы.

 

3.1  При малейших ощущениях электрического тока на корпусе электрооборудования и электроинструмента необходимо сразу же отключить его и поставить в известность мастера (начальника подразделения ), вызвать электромонтёра. Приступать к работе на данном электрооборудовании не удостоверившись у мастера в том, что неисправность устранена — ЗАПРЕЩАЕТСЯ !

3.2  Во время работы не рекомендуется без необходимости прикасаться к понижающим трансформаторам, распределительным щитам, корпусам рубильников. К оголённым проводам, не имеющим изоляции прикасаться ЗАПРЕЩЕНО!

3.3  О всех замеченных неполадках в электропроводке или электрооборудовании (обрывы, оголённые провода, искрящие контакты, возгорания, запах горения электропроводки и т.д.) каждый работник должен немедленно доложить своему непосредственному руководителю.

3.4  Работники, занятые работой вблизи мест электропрогрева железобетонных конструкций прогревными трансформаторами, не должны заходить на прогреваемые места, не подлезать под ограждения и не ломать их.

3.5  Производство строительных, погрузочно — разгрузочных работ вблизи линий электропередачи и в охранной зоне ЛЭП без специального разрешения (наряд — допуска )- ЗАПРЕЩАЕТСЯ !

3.6  Все виды работ в этом случае необходимо выполнять согласно инструкции «По безопасной эксплуатации механизмов и транспорта вблизи и в охранной зоне ЛЭП и коммуникаций трубопроводов ».

3.7  В случае попадания транспорта в зону обрыва провода на земле в радиусе 5 — 10 метров или наезда автотракторной техники на опору с высоковольтными проводами, их последующего обрыва и попадания провода на корпус машины, необходимо: выходя из кабины техники, прижать руки к телу и мелкими шагами приблизится к краю кабины. Затем, выпрыгнуть из кабины, прижимая руки к телу, а ступни ног держать вместе.

Затем, очень мелкими шагами отойти на 10 — 15 метров от места обрыва провода, чтобы избежать попадания под «шаговое» напряжение . После этого доложить о случившемся диспетчеру предприятия, ответственного за высоковольтную линию, ответственному за производство работ, диспетчеру автохозяйства .

Допускается перемешаться от автомобиля лёжа, перекатываясь, прижимая руки к телу, а ноги держа вместе.

Проезд под высоковольтными линиями электропередачи машин и механизмов, имеющих общую высоту с грузом или без груза от поверхности дороги более 4,5 метров- ЗАПРЕЩАЕТСЯ !

3.8  При использовании нагревательного прибора с открытыми спиралями (элементами ) в производственных помещениях, необходимо удостоверится в его работоспособности и безопасной эксплуатации, Нагревательный прибор должен находиться не менее чем в 2 метрах от сгораемых предметов и установлен на огнестойкой подставке . Корпус нагревательного прибора должен быть надёжно заземлён . Использование нагревательных приборов с открытыми элементами в пожаро и взрывоопасных помещениях — ЗАПРЕЩЕНО!

 

4        Требования безопасности в аварийных ситуациях.

4,1 Работник должен знать порядок действий при несчастном случае и уметь оказать первую медицинскую помощь .

Последовательность действий при поражении электрическим током

а) устранить воздействие на организм поражающих факторов, угрожающих здоровью и жизни пострадавшего ( освободить от действия электрического тока, вынести из заражённой зоны, погасить горящую одежду, извлечь из воды и т.д. ), оценить состояние пострадавшего;

б) определить характер и тяжесть травмы, наибольшую угрозу для жизни пострадавшего и последовательность мероприятий по его спасению;

в) выполнять необходимые мероприятия по спасению пострадавшего в порядке срочности (восстановить проходимость дыхательных путей, провести искусственное дыхание, наружный массаж сердца, остановить кровотечение „наложить на место перелома шину, повязку и т.п.)

г) вызвать скорую медицинскую помощь (по телефону 03), врача, либо принять меры к транспортировке пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение;

д) поддерживать основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медицинского работника;

4.2 Первая медицинская помощь пострадавшим от электрического тока:

4.2.1. При поражении электрическим током напряжением до 1 кВ, необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия тока, так как от продолжительности этого действия зависит тяжесть травмы .

Если пострадавший держит провод руками его пальцы так сильно сжимаются, что

высвободить провод из его рук становится невозможным . Поэтому нужно немедленно отключить электроустановку которой касается пострадавший . Отключение производится с помощью выключателя, рубильника или другого аппарата .

Если отключение электроустановки не может быть произведено достаточно быстро, то необходимо принять меры по освобождению пострадавшего от действия электрического тока другими способами .

Для этой цели можно использовать сухие не металлические предметы: пеньковый канат, палку, не промасленную спецодежду или перерубить провод топором, лопатой с сухой деревянной ручкой и отбросить его от пострадавшего .

При отталкивании пострадавшего нужно прежде всего изолировать руки . Лучше всего надеть диэлектрические перчатки, но можно обмотать руки прорезиненной тканью, плащом, шарфом, фуражкой или сухой спецодеждой, можно также браться за одежду пострадавшего (за полы, воротник), если она сухая и отстаёт от тела .Можно также изолировать себя встав на сухую доску или другую, не проводящую электрический ток, подстилку ( резину, свёрток одежды и т.п.).

При отделении пострадавшего от токоведущих частей рекомендуется действовать по возможности правой рукой .

4.2.2. Для освобождения пострадавшего от действия электрического тока напряжением выше 1 кВ, находящегося на земле или касающегося токоведущих частей, следует пользоваться только диэлектрическими перчатками, ботами, ковриками, специальными штангами, клещами или инструментами рассчитанными на напряжение данной установки. Когда освобождение пострадавшего от действия электрического тока вышеуказанными способами выполнить достаточно быстро и безопасно невозможно, необходимо прибегнуть к короткому замыканию и заземлению всех видов проводов линии или одного провода, которого касается пострадавший.

Следует помнить, что после отключения линии на ней может сохраниться остаточное напряжение (заряд) опасное для жизни, и что обезопасить линию может только её надёжное заземление.

4.3 Способы восстановления нормальной жизнедеятельности организма пострадавшего от воздействия электрического тока:

4.3.1. Искусственное дыхание.

Проводится в тех случаях, когда пострадавший не дышит или дышит очень плохо

( редко, судорожно, со всхлипыванием).

Наиболее эффективным считают способ «изо рта в рот» или «изо рта в нос» -. Эти способы относятся к способам искусственного дыхания по методу вдувания, при котором воздух выдыхаемый оказывающим помощь насильно подаётся в дыхательные пути пострадавшего.

Вдувание воздуха можно производить через марлю, платок, специальное

приспособление «воздуховод».

В первую очередь обеспечивают проходимость верхних дыхательных путей . Для этого гортань человека освобождают от запавшего языка или какого — либо инородного тела ( протез, песок , скопление слюны и т.д.) .После этого оказывающий помощь располагается сбоку от пострадавшего, одну руку подсовывает под шею пострадавшего, а ладонью другой руки надавливает на его лоб, максимально запрокидывает голову .При этом корень языка поднимается и освобождается гортань, а рот пострадавшего открывается .Затем оказывающий

помощь делает глубокий вдох, полностью охватывает губами открытый рот пострадавшего и делает энергичный выдох, с некоторым усилием вдувая воздух в его рот, одновременно закрывая его нос щекой или пальцами руки, находящейся на лбу. Как только грудная клетка поднялась, нагнетание воздуха приостанавливают, происходит пассивный выдох у пострадавшего .

Данную операцию производят до получения положительного результата (покраснения кожи, а так же выход больного из бессознательного состояния и появления у него самостоятельного дыхания).

Интервал между искусственными вдохами должен составлять 5 секунд (12 дыхательных циклов в минуту . Если челюсти пострадавшего плотно стиснуты, необходимо прибегнуть к способу «изо рта в нос», который производится идентично вышеописанному способу. Эффективным способом оживления пострадавшего является чередование искусственного дыхания и наружного массажа сердца.

4,3.2. Наружный массаж сердца.

При поражении человека электрическим током может наступить не только остановка дыхания, но и прекратиться кровообращение, когда сердце не обеспечивает циркуляции крови в организме .Поэтому необходимо возобновить кровообращение искусственным путём .

При остановке сердца, не теряя ни минуты, пострадавшего нужно уложить на ровное жёсткое основание: скамью, пол, в крайнем случае положить под спину доску ( никаких валиков под плечи и шею подкладывать нельзя ) .

Если помощь оказывает один человек, он располагается сбоку от пострадавшего и, наклонившись, делает два быстрых энергичных вдувания ( по способу «изо рта в рот» или «изо рта в нос»), затем приподнимается, оставаясь на этой же стороне от пострадавшего, ладонь одной руки кладет на нижнюю половину грудины (отступив на два пальца от её нижнего края), а пальцы поднимает. Ладонь второй руки он кладёт поверх первой поперёк или вдоль и накладывает, помогая натиском своего корпуса. Руки при надавливании должны быть выпрямлены в суставах локтей. Надавливание следует производить толчками, чтобы смещать грудину на 4-5 см, продолжительность надавливания не более 0,5 с, интервал между отдельными надавливаниями 0,5 с. В паузах рук с грудины не снимают, пальцы остаются прямыми, руки полностью выпрямлены в локтевых суставах .

На каждые 2 вдувания производится 15 надавливаний на грудину. За одну минуту

необходимо сделать не менее 60 надавливаний и 12 вдуваний воздуха.

4.4. Помощь пострадавшим при электрических ожогах .

При оказании помощи пострадавшему, во избежании заражении нельзя касаться

руками обожженных участков кожи или смазать их мазями, жирами, маслами, вазелином присыпать питьевой содой и т. д. Нельзя вскрывать пузыри, приставшую к обожжённому месту мастику, канифоль или другие смолистые вещества, т. к. можно содрать обожженную кожу и получить заражение раны.

При небольших по площади ожогах 1 и 2 степеней нужно положить на обожженный участок кожи стерильную повязку. Одежду и обувь с обожженного места нельзя срывать, а необходимо разрезать ножницами. Если куски одежды прилипли к обожженной коже, то поверх них следует наложить стерильную повязку и направить пострадавшего в лечебное учреждение .

При тяжёлых и обширных ожогах пострадавшего необходимо завернуть в чистую

простыню или ткань, не раздевая его, укрыть потеплее, напоить тёплым чаем и

обеспечить покой до прибытия врача.

Обожженное лицо необходимо закрыть стерильной марлей .

При ожогах глаз следует делать холодные примочки из раствора борной кислоты

( половина чайной ложки кислоты на стакан воды) и немедленно вызвать скорую

помощь.

4.5. Оказание первой медицинской помощи при отравлении угарными газами в следствии возгорания изоляции электропровода и кабелей .

4.5.1. При отравлении угарными газами, возникающими по причине горения изоляции кабеля или обмотки трансформатора, а так же двигателя, необходимо пострадавшего положить на спину, расстегнуть воротник . Обеспечить свободный доступ свежего воздуха . Пострадавшего следует укрыть теплее и давать нюхать нашатырный спирт. У пострадавшего в бессознательном состоянии может возникнуть рвота, поэтому необходимо повернуть его голову в сторону. Вызвать скорую помощь по телефону 03 .

При возможной остановке дыхания следует сразу же начать делать искусственное

дыхание.

 

5        Требования безопасности по окончании работы

5.1  Отключить все электроаппаратуры, электрооборудование, электроинструмент и другие переносные электроприёмники .

5.2  Сдать электроинструмент на склад или в инструментальную.

5.3  Доложить об окончании работ мастеру или бригадиру.

5.4  Убрать рабочее место.

5.5  После уборки вымыть лицо и руки с мылом.

 

вернуться

В Помощь Молодому Офицеру — Воздействие электрического тока на организм человека. Электробезопасность

Опытные электрики говорят: «Главная опасность тока в том, что он невидим!»

Электрический ток при действии на человеческий организм может вызывать тяжелые последствия, вплоть до смертельного исхода. Установлено, что токи в 50 — 100 мА опасны для жизни человека, а токи свыше 100 мА смертельны. Это о токах, которые проходят через человека.

Величина тока, который проходит через организм человека, зависит не только от напряжения, под которое попал человек, но и от сопротивления его тела.

Тело человека обычно имеет сопротивление от 100 кОм до 200 кОм. Однако, если человек прикасается к источнику напряжения не в одной точке, а на площади (например при работе неизолированным монтажным инструментом), если кожа человека оказалась влажной, то общее сопротивление тела может уменьшиться до 1 кОм. В таких условиях напряжение даже в 40 В может оказаться  смертельным.

Человека поражает не напряжение, а ток. Наиболее опасным является переменный ток промышленной частоты 50 гц. Постоянный ток не так опасен.

По характеру влияния на человека различают ощутимый, неотпускающий и смертельный ток.

Ощутимый ток — электрический ток, который человек начинает чувствовать: это  примерно около 1.1 мА при переменном токе частотой 50 Гц и около 6 мА при постоянном токе.

Действие ограничивается при переменном токе слабым зудом и легким пощипыванием или покалыванием, а при постоянном токе — ощущением нагрева кожи на участке, который касается   токоведущих частей.

Неотпускающий ток — ток, который вызывает при прохождении через тело человека судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, а его наименьшее значение называется пороговым неотпускающим током. При переменном токе (50гц) величина этого тока находится в пределах 20-25 мА.

При постоянном токе неотпускающих токов собственно говоря, нет, поскольку при определенных значениях тока человек может самостоятельно разжать руку, в которой зажатый проводник и таким образом оторваться от токоведущих частей. Однако, в момент отрыва возникают болезненные сокращения мышц, аналогичные по характеру и болевым ощущением тем, которые наблюдаются при переменном токе. Сила тока составляет приблизительно 50-80 мА.

Смертельный ток — переменный (50 Гц) ток 50 мА и более, проходя через тело человека по пути рука — рука или рука — нога, действует как раздражитель на мышцы сердца. Это опасно, поскольку через 1-3 сек. с момента замыкания круга может наступить фибрилляция или остановка сердца. При этом прекращается кровообращение и соответственно в организме возникает недостаток кислорода; это, в свою очередь, быстро приводит к прекращению дыхания, то есть наступает смерть.

При частоте 50 Гц смертельным током является ток  от 50 мА.

При постоянном токе средним значениям порогового смертельного тока следует считать 300 мА.

Существует документ ПМБЭ (правила  и меры безопасности при работе с электрическими установками).

Военнослужащие, которые работают с такими установками, знают правила. Для тех, кто не очень связан с ними можно посмотреть документ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ И ИСПЫТАНИЮ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ.Приказ Минэнерго России 2003 года № 261Открыть документ и скачать его Здесь и о защитных поясах, и о респираторах – все, с чем приходится работать электрикам.

И совет опытного электрика

Сегодня на работе старый электрик учил молодого:

— Если силовой кабель лежит на земле, а ты не знаешь, под напругой он или нет, подходи медленно, широкими шагами.

— Учили ж маленькими.

— Маленькими это сваливать оттуда, когда тебя напруга врасплох застала, а приближаться надо широкими, чтобы раньше разницу потенциалов почуять, пока слабая. Если яйца задрожали и нос зачесался, ну, или наоборот, значит там тебе не рады, вот тогда вали мелкими и не отсвечивай.

При работе с электроустановками лучше посмотреть сайт http://www.znaytovar.ru/gost/2/POT_R_O1400000598_Polozhenie_R.html.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током — урок. Физика, 8 класс.

Тело человека проводит электрический ток.

 

Обрати внимание!

Воздействие электрического тока на организм человека зависит от многих факторов: от силы тока, от длительности контакта, от вида тока и его частоты, от индивидуальных особенностей тела человека, от места прохождения тока.

 

1) Длительность протекания тока.

Чем дольше проходит ток через тело человека, тем больше снижается сопротивление организма, тем сильнее последствия, вызванные током.

 

2) Вид тока и его частота.

Переменный и постоянный токи по-разному воздействуют на человека.

При прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением, переменный ток, протекающий через человека, приводит к судорожным сокращениям мышц руки, в которой зажат проводник, при этом пострадавший самостоятельно не может освободиться от действия тока.

Постоянный ток приводит к отбросу пострадавшего от токоведущих частей, что может привести к механическим повреждениям (вывихи, ушибы, переломы и т.п.).

Если напряжение протекающего тока не превышает \(500\) В, то воздействие постоянного тока на организм человека меньше, чем переменного тока. А если напряжение выше \(500\) В, то постоянный ток становится опаснее переменного.

Чем больше частота переменного тока превышает \(50\) Гц, тем меньше последствия электротравмы.

 

3) Особенности человеческого тела.

Имеют значение также индивидуальные особенности тела человека. Полностью здоровые люди во много раз выносливее, чем больные.

 

4) Путь протекания тока.

Существенное значение имеет и путь протекания тока через тело человека. Наиболее часто встречающиеся пути протекания тока через организм человека: «правая рука — ноги», «левая рука — ноги», «рука — рука», «нога — нога» (рис. 1).

 

 

Рис. \(1\). Схема, пути протекания тока


Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении тока через жизненно важные органы (сердце, лёгкие, головной мозг). Поэтому наиболее опасными следует признать пути протекания: «левая рука — ноги», «рука — рука», а также «голова — рука», «голова — ноги».

Наименее опасным путём тока (из наиболее часто встречающихся) является путь «нога — нога», когда человек попадает под шаговое напряжение.

Опасность поражения электрическим током зависит также от места контакта тела человека с токоведущей частью, то есть от места «входа тока» в организм. Например, при касании человека токоведущей части рукой, ток может входить через ладонь или тыльную часть руки, через пальцы или всю поверхность руки и т.д.

Наиболее опасными местами входа тока являются: тыльная сторона ладони, шея, голень, виски, грудь. Следует отметить, что данные места на теле человека обладают повышенной электропроводностью.

 

5) Сила тока.

Ниже рассмотрены реакции человеческого организма, вызванные электрическим током различного вида и различной силы при прохождении тока в направлении «рука — рука» или «рука — нога».

 

Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты \(50\) Гц при величине \(0,6—1,5\) мА и постоянного тока \(5—7\) мА.

Эти токи называются ощутимыми пороговыми токами. Они не представляют опасности для человека, и человек может самостоятельно отключиться от цепи.

 

При переменных токах \(5—10\) мА раздражающее действие электрического тока становится более сильным, появляется боль в мышцах и непроизвольное их сокращение.

При токах \(10—15 \)мА боль в мышцах становится такой сильной, что человек уже не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока (не может разжать руку, отбросить от себя провод и т.д.).

Переменные токи \(10—15\) мА и выше и постоянные токи \(50—80\) мА и выше называются неотпускающими токами.

 

Переменный ток \(25\) мА и выше (в зависимости от пути прохождения тока) воздействует на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть человека.

 

Электрический ток около \(100\) мА и более при частоте \(50\) Гц и \(300\) мА и более при постоянном напряжении за короткое время (\(1—2\) с) поражает мышцу сердца человека и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными.

 

Токи более \(5\) А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца.

При длительном протекании тока (несколько секунд) — тяжёлые ожоги, разрушение тканей организма человека.

Источники:

Рис. 1. Схема, пути протекания тока. © ЯКласс.

Частые вопросы по технике безопасности – электрический ток

Опасность поражения током
 
В: В каких обстоятельствах может произойти удар электрическим током?
О: Удар током происходит при прикосновении к двум металлическим предметам, через которые проходит электрический ток.
 
В: При каком напряжении ток представляет собой опасность?
О: В обычных домах обычно используется напряжение 220 вольт. Однако при неудачном стечении обстоятельств даже 50 вольт или меньше могут привести к гибели или серьезной травме.
 
В: Что опасней: переменный (AC) или постоянный ток (DC)?
О: В большинстве случаев переменный ток более опасен, чем постоянный.
 
В: Какое напряжение используется при дуговой сварке?
О: Напряжение разомкнутого контура (холостого хода) при дуговой сварке обычно колеблется от 20 до 100 вольт.
 
В: Под каким напряжением находятся компоненты внутри сварочных аппаратов?
О: Напряжение внутри сварочного оборудования значительно выше – от 120 до 575 вольт и больше.
 
 
Поражение первичным электротоком
 
В: Почему первичный ток опаснее вторичного?
О: Напряжение первичного тока составляет от 115 до 600 вольт – что значительно выше и опаснее вторичного (или сварочного) напряжения.
 
В: Когда происходит удар первичным током?
О: Удар первичным входным током происходит при прикосновении к питающему кабелю или другому компоненту «под напряжением» внутри включенного аппарата, если тело или другая рука сварщика находится на корпусе аппарата или другой заземленной металлической поверхности.
 
В: Как полностью отключить питание сварочного аппарата?
О: Для отключения аппарата нужно отсоединить кабель питания или повернуть выключатель питания в положение «Выкл.».
 
В: Для чего заземляется корпус сварочного аппарата?
О: Корпус заземляется для того, чтобы неполадки внутри аппарата вызывали перегорание предохранителя. Это приведет к мгновенному отключению питания и даст знать о необходимости ремонта.
 
В: Как отличить заземляющий провод в кабеле питания?
О: Заземляющий провод в кабеле питания имеет изоляцию зеленого цвета, а иногда вообще не имеет изоляции.
 
В: В чем разница между рабочим и заземляющим кабелем?
О: Зеленый заземляющий провод связывает сварочный аппарат с заземлением. Рабочий кабель (идущий к свариваемому изделию), напротив, является частью контура сварочной дуги и проводит только сварочный ток. Рабочий кабель не заземляет корпус аппарата.
 
 
Поражение вторичным электротоком
 
В: Как может произойти удар вторичным током?
О: Поражение вторичным током происходит при прикосновении к какой-либо части сварочного контура – возможно, оголенному участку электродного кабеля – в то время как другая часть тела сварщика касается свариваемого металла (рабочего изделия). Для того, чтобы произошел удар током, тело сварщика должно одновременно касаться обеих сторон сварочного контура – то есть со стороны электрода и рабочего изделия (или заземления) – при включенном сварочном токе.
 
В: В какой момент напряжение проходящего через электрод тока достигает своего максимума?
О: Напряжение достигает максимума в те периоды, когда оператор не ведет сварку («напряжение холостого хода»).
 
 
Практика безопасной работы

В: Как определить, что электрод «под напряжением»?
О: Если сварочный аппарат включен, электрод всегда находится под напряжением.
 
В: Как защититься от удара током во время сварки?
О: Во время работы тело сварщика должно быть полностью изолировано от металла. Не опирайтесь руками или ногами на рабочее изделие (т. е. свариваемый металл), особенно если на вас влажная одежда или если она не полностью закрывает кожу (последнее абсолютно недопустимо). Если Вам нужно встать или лечь на рабочую поверхность, воспользуйтесь листом фанеры, резиновым ковриком или любой другой сухой изоляцией. Во время сварки оператор должен носить сухие плотные перчатки.  Не прикасайтесь к электроду и металлическим деталям электрододержателя голой кожей или мокрой одеждой.
 
 
Зоны риска
 
В: В каких случаях дуговая сварка связана с большой опасностью удара током?
О: Риск возникает в тех случаях, когда сварка проводится в опасных с точки зрения электротехники условиях (в сырых местах или при использовании мокрой одежды, на металлических конструкциях, например, стальных полах, решетках или строительных лесах, при сварке в стесненном положении, например, сидя, на коленях или лежа, а также при высокой вероятности неизбежных или случайных контактов с рабочим изделием или заземлением).
 
В: Какой тип сварочного оборудования лучше всего подходит для дуговой сварки в опасных условиях?
О: Полуавтоматические сварочные аппараты постоянного тока с постоянной ВАХ, аппараты для ручной сварки на постоянном токе и аппараты для сварки на переменном токе с пониженным напряжением.
 
В: Что нужно предпринять при ударе током?
О: Любой удар током, даже самый слабый, нужно расценивать как предупреждение. Обязательно выясните причину удара – проверьте свое оборудование и проанализируйте процесс сварки и пространство вокруг своего рабочего места. При необходимости немедленно обратитесь за медицинской помощью.
 
В: Что предпринять при подозрении на неполадки?
О: При любом подозрении на неполадки отключите питание сварочного аппарата и сообщите о произошедшем своему руководителю или профессиональному электрику. Пока этот аппарат не будет проверен, им запрещено пользоваться.

переменного тока или постоянного тока?

Что безопаснее; Переменный ток (AC) или постоянный ток (DC)?

Когда вы работаете с электронными продуктами, очень важно понимать разницу между переменным током (AC) и постоянным током (DC). Эти знания не только позволят вам работать с этими продуктами с четким пониманием того, как они работают электрически, но также обеспечат вам жизненно важный уровень безопасности.

В конце концов, электричество — это естественная форма энергии, которая может быть очень опасной, если не обращаться с ней осторожно и уважительно.Поэтому, чтобы помочь вам обезопасить себя и расширить ваше понимание электричества, мы рассмотрим как переменный, так и постоянный ток, прежде чем объясним, какой из них безопаснее.

Разница между переменным и постоянным током

переменного и постоянного тока, как следует из их названия, представляют собой оба типа электрических токов, и они различаются направленным потоком, который принимает каждый из них. Чтобы понять их более подробно, мы углубимся в то, что они собой представляют:

  • переменного тока:

    Этот вид электрического тока может изменять направление его потока — отсюда и альтернативное название — и именно эта универсальность делает его идеальным для подачи электроэнергии в дома и на предприятия.Например, если вы используете телевизор дома, то он работает от сети переменного тока, а если вы используете копировальный аппарат на работе, то опять же, он будет работать от сети переменного тока.

  • Постоянный ток:

    Электрический заряд, который движется только в одном направлении, постоянный ток имеет тенденцию течь через проводники, полупроводники и изоляторы. Чаще всего постоянный ток используется в батареях в качестве источника питания для электронных устройств, но постоянный ток также используется на удаленных объектах генерации, где его можно использовать для передачи энергии в больших количествах.

Теперь вы немного больше поняли об этих двух электрических токах, пора исследовать опасности, которые они представляют, и какой из них более безопасен.

Аспекты безопасности переменного и постоянного тока

Независимо от того, с каким током вы работаете, как переменный, так и постоянный ток являются очень опасными элементами для работы и могут причинить вам серьезный вред. Люди не научились справляться с воздействием электрических токов, прикладываемых к телу, и это может привести к легким электрическим ударам, которые заставят вас прыгнуть до сердечного приступа и смерти.

Хотя оба тока опасны, переменный ток считается более опасным для работы по следующим причинам:

  • Человеческое тело имеет более высокое сопротивление постоянному току, чем переменному току, поэтому это означает, что люди способны противостоять поражению электрическим током, возникающему в результате воздействия постоянного тока, намного лучше, чем при воздействии переменного тока.

  • Эксперименты показали, что легче отпустить токоведущие части цепи постоянного тока, чем наблюдаемые в цепях переменного тока.Естественно, это значительно упрощает снижение воздействия электричества при работе с постоянным током по сравнению с переменным током.

  • Поражение электрическим током может вызвать фибрилляцию желудочков, которая может привести к сердечной недостаточности и смерти. Предпочтительно избегать любой формы поражения электрическим током, но постоянный ток считается более безопасным в этих обстоятельствах, поскольку порог человеческого тела для постоянного тока значительно выше, чем для переменного тока.

Безопасность, как всегда, имеет первостепенное значение при работе с электричеством, и, хотя постоянный ток считается более безопасным, важно соблюдать все меры предосторожности во избежание серьезных травм.

Почему переменный ток более «опасен», чем постоянный ток?

Среднеквадратичное значение переменного напряжения, которое представлено как «110 В», «120 В» или «240 В», ниже пикового напряжения электричества. Переменный ток имеет синусоидальное напряжение, вот как оно чередуется. Так что да, это больше, чем кажется, но не в огромной сумме. 120 В RMS оказывается около 170 В пик-земля.

Я помню, как однажды слышал, что для человеческого тела опасен ток, а не напряжение.Эта страница хорошо это описывает. По их мнению, если через ваше тело проходит более 100 мА переменного или постоянного тока, вы, вероятно, мертвы.

Одна из причин, по которой AC может считаться более опасным, заключается в том, что у него, возможно, больше способов проникнуть в ваше тело. Поскольку напряжение меняется, это может привести к тому, что ток будет входить в ваше тело и выходить из него даже без замкнутого контура, поскольку ваше тело (и то, к какому заземлению оно подключено) имеет емкость. DC не может этого сделать. Кроме того, переменный ток довольно легко повышается до более высоких напряжений с помощью трансформаторов, в то время как для постоянного тока требуется довольно сложная электроника.Наконец, хотя ваша кожа обладает довольно высоким сопротивлением для защиты, а воздух также является отличным изолятором, пока вы не прикасаетесь к проводам, иногда индуктивность трансформаторов переменного тока может вызывать высоковольтные искры, которые разрушают воздух. и я думаю, может немного пройти через вашу кожу.

Кроме того, как вы упомянули, сердце управляется электрическими импульсами, и повторяющиеся электрические импульсы могут немного ослабить это и вызвать сердечный приступ. Однако я не думаю, что это уникально для переменного тока.Я однажды читал об одном несчастном молодом человеке, который изучал электричество и хотел измерить сопротивление своего собственного тела. Он взял мультиметр и поднес к каждому большому пальцу поводок. Случайно или по глупости он проткнул оба пальца проводами, и небольшая (я полагаю, это была 9 В) батарейка в мультиметре вызвала ток в его кровотоке, и он скончался на месте. Так что, возможно, незнание более опасно, чем переменный или постоянный ток.

Я думаю, что эта страница очень хорошо это объясняет: http: // www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_3/3.html

Постоянный ток (DC), потому что он непрерывно движется через проводник, имеет тенденцию довольно легко вызывать мышечный столбняк. Переменный ток (AC), потому что он попеременно меняет направление движение, предоставляет короткие моменты возможности для пораженной мышцы расслабиться между чередованиями. Таким образом, из стремления стать «завис в цепи», постоянный ток опаснее переменного тока.

Однако переменный характер AC имеет большую тенденцию бросать нейроны водителя ритма сердца в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто заставлять сердце останавливаться.Как только ударный ток остановлено, у «замороженного» сердца больше шансов на восстановление нормального рисунок биений, чем трепещущее сердце. Вот почему «дефибрилляция» оборудование, используемое врачами скорой помощи, работает: подача электрического тока блоком дефибриллятора есть постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердце шанс выздороветь.

На http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_3/4.html

есть таблица с телесными эффектами.

Если у вас есть постоянное напряжение $ x $ вольт, это максимальное напряжение, которое вы можете получить от него.

Если у вас переменное напряжение $ x $ вольт, максимальное напряжение больше $ x $ (забыл, как его рассчитать, может это $ x \ sqrt2 $, кто-нибудь поправит меня, если я ошибаюсь). Это связано с тем, что номинальное напряжение — это среднее значение колебательного напряжения (после взятия всех положительных значений).

И чем выше напряжение, тем опаснее, не так ли?

РЕДАКТИРОВАТЬ: проверьте этот пример википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Alternating_current#Example

Сравнение эффектов электрического удара переменного и постоянного тока

Разница между переменным и постоянным током

Переменный ток имеет переменную природу и следует синусоидальной кривой.Он непрерывно меняет направление и проходит через ноль до максимального положительного значения, а затем до максимального отрицательного значения. Напряжение переменного тока представляет собой среднеквадратичное или среднеквадратичное значение, а пиковое или максимальное значение в 1,4 раза больше среднеквадратичного значения. Это означает, что напряжение питания 220 В переменного тока будет составлять 308 В, прежде чем упадет до нуля и изменит направление.

Постоянный ток — это постоянный ток, не меняющий по величине, хотя он может быть отрицательным или положительным в зависимости от направления цепи.Постоянный ток идеален для электронных цепей, тогда как переменный ток идеален для электрических установок, двигателей и т.д. ток, продолжительность тока, проходящего через тело, и частота.

Постоянные токи фактически имеют нулевую частоту, так как ток постоянный. Однако при поражении электрическим током есть физиологические эффекты, независимо от типа тока.

Фактором, определяющим влияние переменного и постоянного тока, является путь, по которому ток проходит через тело. Если он идет от руки к ноге, он не проходит через сердце, и тогда последствия не столь смертельны.

Однако постоянный ток вызывает однократное непрерывное сокращение мышц по сравнению с переменным током, который будет производить серию сокращений в зависимости от частоты, с которой он подается. Что касается смертельных случаев, оба убивают, но постоянного тока требуется больше миллиампер, чем переменного тока при том же напряжении.

Если ток идет из рук в руки, проходя через сердце, это может привести к фибрилляции сердца. Фибрилляция — это состояние, когда все сердечные мышцы начинают двигаться независимо, беспорядочно, а не в состоянии координации. Это влияет на способность сердца перекачивать кровь, что приводит к повреждению мозга и, в конечном итоге, к остановке сердца.

Как переменный, так и постоянный ток могут вызвать фибрилляцию сердца на достаточно высоких уровнях. Обычно это происходит при 30 мА переменного тока (среднеквадратичное значение, 60 Гц) или 300–500 мА постоянного тока.

Хотя и переменный, и постоянный токи и удары смертельны, требуется больше постоянного тока, чтобы иметь тот же эффект, что и переменный ток. Например, если вас ударили током или электрошоком, потребуется от 0,5 до 1,5 мА переменного тока 60 Гц и до 4 мА постоянного тока. Для порога отпускания в переменном токе требуется ток от 3 до 22 мА против 15-88 постоянного тока.

Факты о поражении электрическим током

  • Эффект оказывает сила тока и продолжительность действия.Это означает, что длительный ток низкого значения также может быть фатальным. Безопасный предел тока / времени для выживания жертвы при токе 500 мА составляет 0,2 секунды, а при 50 мА — 2 секунды.

  • Напряжение источника питания важно только потому, что оно определяет величину тока. Поскольку напряжение = ток x сопротивление, физическое сопротивление является важным фактором. У потных или мокрых людей сопротивление тела ниже, поэтому они могут получить смертельный удар током при более низком напряжении.

  • Ток отпускания — это максимальный ток, при котором субъект может отпустить проводник.Выше этого предела присутствует непроизвольное зажатие проводника. Это 22 мА в переменном токе и 88 мА в постоянном.

  • Помимо поражения электрическим током, другими не менее опасными опасностями при игре (или работе) с электричеством являются вспышка электрической дуги и разряд электрической дуги.

  • Положив руку в карман, вы можете защитить себя, не допуская прохождения тока через сердце, что сделает разряд несмертельным.

  • Степень поражения электрическим током зависит от следующих факторов: сопротивления тела, напряжения цепи, амплитуды тока, пути тока, площади контакта и продолжительности контакта.

  • Смерть также может наступить в результате падения в случае поражения электрическим током.

  • Ожог может произойти как на входе, так и на выходе из источника тока.

  • Низкочастотный переменный ток более опасен, чем высокочастотный.

  • И переменный, и постоянный ток убивают, поэтому относитесь к ним с уважением.

Ссылки

Новая система защиты от поражения электрическим током на основе контактных токов на поверхности кожи, разработанная Ашутошем Саксеной, Супратимом Рэем и Радживом К.Varma

Опасность дугового разряда и поражения электрическим током — Как сохранить соответствие вашего объекта Деннис К. Нейтцель, CPE

UK Portable Appliance Testing — PAT Testing and Portable Appliance Testing information

Прикладное биоэлектричество: от электростимуляции до электропатологии Автор By J. Patrick Reilly

Электрический шок: https://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Электрический шок: https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_shock

Изображение предоставлено

Изображение сделано Мохитом Сангури, главным инженером плаката с предупреждением, используемого на щитах электрического распределительного щита торгового судна.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — прикладное промышленное электричество

Важность электробезопасности

С помощью этого урока я надеюсь избежать распространенной ошибки, обнаруживаемой в учебниках по электронике, состоящей в игнорировании или недостаточном освещении темы электробезопасности. Я предполагаю, что тот, кто читает эту книгу, хотя бы мимолетно заинтересован в реальной работе с электричеством, и поэтому тема безопасности имеет первостепенное значение.

Еще одно преимущество включения подробного урока по электробезопасности — это практический контекст, который он устанавливает для основных понятий напряжения, тока, сопротивления и схемы.Чем более актуальной будет техническая тема, тем больше вероятность того, что студент обратит внимание и поймет. А что может быть важнее приложения для личной безопасности? Кроме того, поскольку электрическая энергия является повседневным явлением в современной жизни, почти любой может ознакомиться с иллюстрациями, приведенными на таком уроке. Вы когда-нибудь задумывались, почему птиц не шокируют, когда они отдыхают на линиях электропередач? Читайте и узнайте!

Физиологические эффекты электричества

Большинство из нас испытали ту или иную форму электрического «шока», когда электричество заставляет наше тело испытывать боль или травму.Если нам повезет, степень этого переживания ограничится покалыванием или приступами боли из-за накопления статического электричества, проходящего через наши тела. Когда мы работаем с электрическими цепями, способными передавать большую мощность нагрузкам, поражение электрическим током становится гораздо более серьезной проблемой, а боль — наименее значимым результатом поражения электрическим током.

Поскольку электрический ток проходит через материал, любое противодействие току (сопротивлению) приводит к рассеиванию энергии, обычно в виде тепла.Это самый простой и понятный эффект воздействия электричества на живую ткань: ток заставляет ее нагреваться. Если количество выделяемого тепла достаточно, ткань может обжечься. Эффект носит физиологический характер, такой же, как повреждение, вызванное открытым пламенем или другим высокотемпературным источником тепла, за исключением того, что электричество обладает способностью сжигать ткани под кожей жертвы, даже обжигая внутренние органы.

Как электрический ток влияет на нервную систему

Еще одно воздействие электрического тока на организм, возможно, наиболее опасное, касается нервной системы.Под «нервной системой» я имею в виду сеть особых клеток в организме, называемых нервными клетками или нейронами, которые обрабатывают и проводят множество сигналов, ответственных за регуляцию многих функций организма. Мозг, спинной мозг и сенсорные / двигательные органы в теле функционируют вместе, позволяя ему чувствовать, двигаться, реагировать, думать и запоминать.

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом, действуя как «преобразователи», создавая электрические сигналы (очень малые напряжения и токи) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейротрансмиттерами , и высвобождая эти нейротрансмиттеры при стимуляции электрическими сигналами.Если электрический ток достаточной силы проходит через живое существо (человека или другое), его эффект будет состоять в том, чтобы подавлять крошечные электрические импульсы, обычно генерируемые нейронами, перегружая нервную систему и препятствуя тому, чтобы как рефлекторные, так и волевые сигналы могли действовать. задействовать мышцы. Мышцы, вызванные внешним (шоковым) током, непроизвольно сокращаются, и жертва ничего не может с этим поделать.

Эта проблема особенно опасна, если пострадавший касается руками проводника под напряжением.Мышцы предплечья, отвечающие за сгибание пальцев, как правило, лучше развиты, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев, и поэтому, если оба набора мышц будут пытаться сокращаться из-за электрического тока, проводимого через руку человека, «сгибающие» мышцы выиграют, сжимая пальцы в кулак. Если проводник, подающий ток к пострадавшему, обращен к ладони его или ее руки, это сжимающее действие заставит руку крепко ухватиться за провод, тем самым ухудшая ситуацию, обеспечивая отличный контакт с проводом.Пострадавший совершенно не сможет отпустить проволоку.

С медицинской точки зрения это состояние непроизвольного сокращения мышц называется столбняком . Электрики, знакомые с этим эффектом поражения электрическим током, часто называют обездвиженную жертву поражения электрическим током «зависшей в цепи». Вызванный током столбняк можно прервать, только отключив ток через пострадавшего.

Даже когда ток прекращается, жертва не может восстановить произвольный контроль над своими мышцами в течение некоторого времени, поскольку химический состав нейротрансмиттера находится в беспорядке.Этот принцип был применен в устройствах «электрошокера», таких как тазеры, которые основаны на принципе мгновенного поражения жертвы высоковольтным импульсом, передаваемым между двумя электродами. Правильно нанесенный электрошокер временно (на несколько минут) обездвиживает жертву.

Однако электрический ток может воздействовать не только на скелетные мышцы жертвы электрошока. Мышца диафрагмы, контролирующая легкие, и сердце, которое само по себе является мышцей, также могут быть «заморожены» в состоянии столбняка электрическим током.Даже токи, слишком слабые для того, чтобы вызвать столбняк, часто способны перебивать сигналы нервных клеток настолько, что сердце не может биться должным образом, что приводит к состоянию, известному как фибрилляция . Фибриллирующее сердце скорее трепещет, чем бьется, и не может перекачивать кровь к жизненно важным органам тела. В любом случае смерть от удушья и / или остановки сердца обязательно наступит из-за достаточно сильного электрического тока, проходящего через тело. По иронии судьбы, медицинский персонал использует сильный разряд электрического тока, приложенный к груди жертвы, чтобы «подтолкнуть» фибриллирующее сердце к нормальному ритму биений.

Эта последняя деталь подводит нас к другой опасности поражения электрическим током, свойственной коммунальным энергосистемам. Хотя наше первоначальное исследование электрических цепей будет сосредоточено почти исключительно на постоянном токе (постоянном токе или электричестве, которое движется в непрерывном направлении в цепи), современные энергетические системы используют переменный ток или переменный ток. Технические причины этого предпочтения переменного тока перед постоянным током в энергосистемах не имеют отношения к этому обсуждению, но особые опасности каждого вида электроэнергии очень важны для темы безопасности.

Воздействие переменного тока на организм во многом зависит от частоты. Низкочастотный (от 50 до 60 Гц) переменный ток используется в домашних хозяйствах США (60 Гц) и Европы (50 Гц); он может быть опаснее высокочастотного переменного тока и в 3-5 раз опаснее постоянного тока того же напряжения и силы тока. Низкочастотный переменный ток вызывает длительное сокращение мышц (тетанию), которое может прижать руку к источнику тока, продлевая воздействие. Постоянный ток, скорее всего, вызовет одиночное судорожное сокращение, которое часто заставляет жертву отойти от источника тока.

Переменный характер

AC имеет большую тенденцию приводить нейроны кардиостимулятора в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто вызывать остановку сердца. Как только ток разряда прекращается, у «замороженного» сердца больше шансов восстановить нормальный ритм сердечных сокращений, чем у фибриллирующего сердца. Вот почему «дефибриллирующее» оборудование, используемое врачами скорой помощи, работает: разряд тока, подаваемого дефибриллятором, — это постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердцу шанс восстановиться.

В любом случае электрические токи, достаточно высокие, чтобы вызвать непроизвольное мышечное действие, опасны, и их следует избегать любой ценой. В следующем разделе мы рассмотрим, как такие токи обычно входят в тело и выходят из него, а также рассмотрим меры предосторожности против таких случаев.

  • Электрический ток может вызвать глубокие и серьезные ожоги тела из-за рассеивания мощности через электрическое сопротивление тела.
  • Столбняк — это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело.Когда непроизвольное сокращение мышц, управляющих пальцами, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник, находящийся под напряжением, жертва считается «замороженной в цепи».
  • Диафрагма (легкие) и сердечные мышцы одинаково подвержены воздействию электрического тока. Даже токи, слишком слабые, чтобы вызвать столбняк, могут быть достаточно сильными, чтобы мешать работе нейронов кардиостимулятора, заставляя сердце трепетать, а не сильно биться.
  • Постоянный ток (DC) с большей вероятностью вызовет столбняк в мышцах, чем переменный ток (AC), поэтому постоянный ток с большей вероятностью «заморозит» жертву в случае шока.Однако переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца жертвы, что является более опасным состоянием для жертвы после прекращения действия электрического тока.

Электричество требует полного пути (цепи) для непрерывного потока. Вот почему удар, полученный от статического электричества, представляет собой только мгновенный толчок: течение тока обязательно кратковременно, когда статические заряды уравниваются между двумя объектами. Подобные шоки самоограниченной продолжительности редко бывают опасными.

Без двух точек контакта на теле для входа и выхода тока, соответственно, опасность поражения электрическим током отсутствует. Вот почему птицы могут спокойно отдыхать на высоковольтных линиях электропередачи, не подвергаясь электрошоку: они контактируют с цепью только в одной точке.

Рисунок 1.1

Для того, чтобы ток протекал по проводнику, должно присутствовать напряжение, которое его мотивирует. Напряжение, как вы должны помнить, всегда составляет относительно двух точек . Не существует такого понятия, как напряжение «на» или «в» одной точке цепи, и поэтому птица, контактирующая с одной точкой в ​​вышеуказанной цепи, не имеет напряжения, приложенного к ее телу, чтобы установить ток через нее.Да, даже несмотря на то, что они опираются на двух футов, обе ноги касаются одного и того же провода, что делает их электрически общими . С точки зрения электричества, обе птичьи лапы соприкасаются с одной и той же точкой, поэтому между ними нет напряжения, которое могло бы стимулировать ток через тело птицы.

Это может привести к мысли, что невозможно получить поражение электрическим током, прикоснувшись только к одному проводу. Как птицы, если мы будем касаться только одного провода за раз, мы будем в безопасности, верно? К сожалению, это не так.В отличие от птиц, при контакте с «живым» проводом люди обычно стоят на земле. Часто одна сторона энергосистемы будет намеренно подключена к заземлению, поэтому человек, касающийся одиночного провода, фактически устанавливает контакт между двумя точками в цепи (провод и заземление):

Рисунок 1.2

Значок земли представляет собой набор из трех горизонтальных полос уменьшающейся ширины, расположенных в нижнем левом углу показанной схемы, а также у ступни человека, подвергающегося электрошоку.В реальной жизни заземление энергосистемы представляет собой какой-то металлический проводник, закопанный глубоко в землю для обеспечения максимального контакта с землей. Этот проводник электрически подключен к соответствующей точке соединения в цепи толстым проводом. Заземление жертвы осуществляется через ноги, которые касаются земли.

В этот момент в уме ученика обычно возникает несколько вопросов:

  • Если наличие точки заземления в цепи обеспечивает легкую точку контакта для кого-то, чтобы получить удар током, зачем вообще она в цепи? Разве схема без заземления не была бы безопаснее?
  • Человек, которого шокирует, вероятно, не ходит босиком.Если резина и ткань являются изоляционными материалами, то почему их обувь не защищает их, предотвращая образование цепи?
  • Насколько хорошим проводником может быть грязь ? Если вы можете быть поражены током, протекающим через землю, почему бы не использовать землю в качестве проводника в наших силовых цепях?

В ответ на первый вопрос, наличие намеренной точки «заземления» в электрической цепи предназначено для обеспечения того, чтобы одна сторона была безопасной для контакта.Обратите внимание, что если бы наша жертва на приведенной выше диаграмме коснулась нижней стороны резистора, ничего бы не произошло, даже если бы их ноги все еще касались земли:

Рисунок 1.3

Поскольку нижняя сторона цепи надежно соединена с землей через точку заземления в нижнем левом углу цепи, нижний провод цепи электрически общий с заземлением. Поскольку между электрически общими точками не может быть напряжения, на человека, контактирующего с нижним проводом, не будет напряжения, и они не получат удара током.По той же причине провод, соединяющий цепь с заземляющим стержнем / пластинами, обычно остается оголенным (без изоляции), так что любой металлический объект, о который он задевает, будет электрически общим с землей.

Заземление цепи гарантирует, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения. Но как насчет того, чтобы оставить цепь полностью незаземленной? Разве это не сделало бы человека, касающегося только одного провода, таким же безопасным, как птица, сидящая только на одном? В идеале да. Практически нет.Посмотрите, что происходит без земли:

Рисунок 1.4

Несмотря на то, что ноги человека все еще соприкасаются с землей, любая точка в цепи должна быть безопасной для прикосновения. Поскольку не существует полного пути (цепи), проходящего через тело человека от нижней стороны источника напряжения к верхней, нет возможности установить ток через человека. Однако все это может измениться из-за случайного заземления, такого как ветвь дерева, касающаяся линии электропередачи и обеспечивающая соединение с землей.Такое случайное соединение между проводником энергосистемы и землей называется замыканием на землю .

Рисунок 1.5

Замыкания на землю

Замыкания на землю могут быть вызваны многими причинами, в том числе скоплением грязи на изоляторах линий электропередач (создание пути грязной воды для тока от проводника к полюсу и к земле во время дождя), проникновением грунтовых вод в подземные проводники линии электропередачи. , и птицы, приземляющиеся на линии электропередач, перемыкая линию к полюсу своими крыльями.Учитывая множество причин замыканий на землю, они, как правило, непредсказуемы. В случае с деревьями никто не может гарантировать , с какой проволокой могут касаться их ветви. Если бы дерево задело верхний провод в цепи, это сделало бы верхний провод безопасным для прикосновения, а нижний опасным — как раз противоположность предыдущему сценарию, когда дерево касается нижнего провода:

Рисунок 1.6

Когда ветвь дерева соприкасается с верхним проводом, этот провод становится заземленным проводником в цепи, электрически общим с заземлением.Следовательно, между этим проводом и землей нет напряжения, а есть полное (высокое) напряжение между нижним проводом и землей. Как упоминалось ранее, ветви деревьев являются лишь одним потенциальным источником замыканий на землю в энергосистеме. Рассмотрим незаземленную энергосистему без соприкосновения деревьев с деревьями, но на этот раз с двумя людьми, касающимися отдельных проводов:

Рис. 1.7

Когда каждый человек стоит на земле, контактируя с разными точками цепи, путь для электрического тока проходит через одного человека, через землю и через другого человека.Несмотря на то, что каждый человек думает, что он в безопасности, только коснувшись одной точки в цепи, их совместные действия создают смертельный сценарий. Фактически, один человек действует как замыкание на землю, что делает его небезопасным для другого человека. Именно поэтому незаземленные энергосистемы опасны: напряжение между любой точкой цепи и землей (землей) непредсказуемо, потому что замыкание на землю может возникнуть в любой точке цепи в любое время. Единственный персонаж, который гарантированно будет в безопасности в этих сценариях, — это птица, которая вообще не связана с землей! Надежно подключив обозначенную точку цепи к заземлению («заземлив» цепь), по крайней мере, безопасность может быть обеспечена в этой точке.Это большая гарантия безопасности, чем полное отсутствие заземления.

Отвечая на второй вопрос, ботинки do с резиновой подошвой действительно обеспечивают некоторую электрическую изоляцию, чтобы помочь защитить кого-то от проведения электрического тока через ступни. Однако наиболее распространенные конструкции обуви не являются электрически «безопасными», поскольку их подошва слишком тонкая и не из подходящего материала. Кроме того, любая влага, грязь или токопроводящие соли из пота тела на поверхности подошвы или проникающие через нее могут поставить под угрозу ту небольшую изоляционную ценность, которая должна была изначально иметь обувь.Есть обувь, специально предназначенная для опасных электромонтажных работ, а также толстые резиновые коврики, на которых можно стоять во время работы с цепями под напряжением, но эти специальные детали должны быть в абсолютно чистом и сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Достаточно сказать, что обычной обуви недостаточно, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током от электросети.

Исследования контактного сопротивления между частями человеческого тела и точками контакта (например, с землей) показывают широкий диапазон цифр (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):

  • Контакт для рук или ног, с резиновой изоляцией: обычно 20 МОм.
  • Контакт ступни через кожаную подошву обуви (сухой): от 100 кОм до 500 кОм
  • Контакт ступни через кожаную подошву обуви (мокрый): от 5 кОм до 20 кОм

Как видите, резина не только является гораздо лучшим изоляционным материалом, чем кожа, но и присутствие воды в пористом веществе, таком как кожа , значительно снижает электрическое сопротивление.

Отвечая на третий вопрос, грязь — не очень хороший проводник (по крайней мере, когда она сухая!). У него слишком плохой проводник, чтобы поддерживать постоянный ток для питания нагрузки.Однако, как мы увидим в следующем разделе, требуется очень мало тока, чтобы ранить или убить человека, поэтому даже плохой проводимости грязи достаточно, чтобы обеспечить путь для смертельного тока при наличии достаточного напряжения, как обычно находится в энергосистемах.

Некоторые шлифованные поверхности лучше изолируют, чем другие. Например, асфальт на масляной основе имеет гораздо большее сопротивление, чем большинство видов грязи или камней. Бетон, с другой стороны, имеет довольно низкое сопротивление из-за внутреннего содержания воды и электролита (проводящего химического вещества).

  • Поражение электрическим током может произойти только при контакте между двумя точками цепи; когда на тело жертвы подается напряжение.
  • Силовые цепи обычно имеют обозначенную точку, которая «заземлена»: прочно подключена к металлическим стержням или пластинам, погруженным в грязь, чтобы гарантировать, что одна сторона цепи всегда находится под потенциалом земли (нулевое напряжение между этой точкой и землей).
  • Замыкание на землю — это случайное соединение проводника цепи с землей (землей).
  • Специальная изолированная обувь и коврики предназначены для защиты людей от ударов через заземление, но даже эти части снаряжения должны быть в чистом, сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Обычная обувь недостаточно хороша, чтобы обеспечить защиту от ударов, изолируя ее владельца от земли.
  • Хотя грязь является плохим проводником, она может проводить ток, достаточный для того, чтобы ранить или убить человека.

Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! ”Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица.Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ОПАСНО — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Принцип «убивает текущее» по существу верен. Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы побудить ток протекать через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.

Взяв закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выразив его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получим следующее уравнение:

[латекс] \ textbf {закон Ома} [/ латекс]

[латекс] Ток = \ frac {Напряжение} {Сопротивление} [/ латекс] [латекс] I = \ frac {E} {R} [/ латекс]

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, оказываемое телом между этими двумя точками.Очевидно, что чем больше напряжения доступно для протекания тока, тем легче он будет проходить через любое заданное сопротивление. Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может генерировать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, меньший ток будет протекать при любом заданном напряжении. Насколько опасно напряжение, зависит от общего сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.

Сопротивление тела не является фиксированной величиной.Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения содержания жира в организме, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног. Различное процентное содержание жира в организме обеспечивает разное сопротивление: одна переменная влияет на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.

Сопротивление тела также варьируется в зависимости от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от руки к локтю и т. Д. Пот, богатый солью и минералами. , являясь жидкостью, является отличным проводником электричества. То же самое и с кровью с таким же высоким содержанием проводящих химикатов. Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.

Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю примерно 1 миллион Ом (1 МОм) на руках, держась за металлические щупы измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я крепко сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно. Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертельному току и большую опасность поражения электрическим током.

Насколько опасен электрический ток?

Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов.Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольное сокращение мышц из-за разряда статического электричества. Другие могут получить большие искры от разряда статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, информацию об источнике этих данных см. В конце главы).Все текущие значения даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампер):

ТЕЛО ВЛИЯНИЕ МУЖЧИНЫ / ЖЕНЩИНЫ ПРЯМОЙ ТОК (ПОСТОЯННЫЙ ТОК) 60 Гц 100 кГц
Легкое ощущение под рукой Мужчины 1,0 мА 0,4 мА 7 мА
Женщины 0,6 мА 0,3 мА 5 мА
Порог боли Мужчины 5.2 мА 1,1 мА 12 мА
Женщины 3,5 мА 0,7 мА 8 мА
Болезненный, но произвольный контроль мышц сохраняется Мужчины 62 мА 9 мА 55 мА
Женщины 41 мА 6 мА 37 мА
Болезненно, провода не отпускаются Мужчины 76 мА 16 мА 75 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Сильная боль, затрудненное дыхание Мужчины 90 мА 23 мА 94 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Возможна фибрилляция сердца через 3 секунды Мужчины и женщины 500 мА 100 мА

«Гц» означает блок Гц .Это мера того, насколько быстро изменяется переменный ток, иначе известный как частота . Таким образом, столбец цифр, обозначенный «60 Гц переменного тока», относится к току, который чередуется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, а затем в другом) в секунду. Последний столбец, обозначенный «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) возвратно-поступательных циклов каждую секунду.

Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с разным химическим составом тела могут реагировать по-разному.Было высказано предположение, что ток через грудную клетку всего 17 мА переменного тока достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты индуцированной фибрилляции желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны. О, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины, как правило, более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду).Какое напряжение необходимо для этого состояния чистой, сухой кожи, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Мы можем использовать закон Ома, чтобы определить это:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 M \ Omega) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 000 вольт или 20 кВ} [/ латекс]

Имейте в виду, что это «лучший случай» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для индукции столбняка.Чтобы вызвать болезненный шок, потребуется гораздо меньше! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными только оценками.

Обрызгав пальцы водой, чтобы имитировать пот, я смог измерить сопротивление рук в руках всего 17000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим эту цифру:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (17 кОмега) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 340 V} [/ латекс]

В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной моей руки к другой, чтобы вызвать ток 20 миллиампер.Тем не менее, все еще возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии гораздо более низкого сопротивления тела, увеличенного за счет контакта с кольцом (полоса золота, обернутая по окружности пальца, является отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металл рукоятки инструмента, сопротивление корпуса может упасть до 1000 Ом (1 кОм), в результате чего даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (20 мА) (1 кОмега) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 20 V} [/ латекс]

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести ток в 20 миллиампер через человека; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашной в 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.

[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (17 мА) (1 кВт) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 17 В} [/ латекс]

Семнадцать вольт — это не очень много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с напряжением переменного тока 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он действительно показывает, насколько низкое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.

Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа при контакте с золотым кольцом).Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего крепче держать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта. То, что начинается как легкий шок — ровно настолько, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить ее, может перерасти в нечто достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.

Research предоставило приблизительный набор цифр для электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях:

Ситуация Сухой мокрый
Проволока касалась пальцем 40 000 Ом — 1 000 000 Ом 4000 Ом — 15000 Ом
Проволока в руке 15000 Ом — 50 000 Ом 3000 Ом — 5000 Ом
Ручные плоскогубцы по металлу 5,000 Ом — 10,000 Ом 1000 Ом — 3000 Ом
Контакт ладонью 3000 Ом — 8000 Ом 1000 Ом — 2000 Ом
1.5-дюймовая металлическая труба с захватом одной рукой 1000 Ом — 3000 Ом 500 Ом — 1500 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая двумя руками 500 Ом — 1500 кОм 250 Ом — 750 Ом
Рука погружена в проводящую жидкость 200 Ом — 500 Ом
Нога погружена в проводящую жидкость 100 Ом — 300 Ом

Обратите внимание на значения сопротивления для двух состояний с 1.5-дюймовая металлическая труба. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления, когда одна рука держит трубу.

Рисунок 1.8

Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, ток будет иметь два параллельных путей, по которым протекает от трубы к телу (или наоборот).

Рисунок 1.9

Как мы увидим в следующей главе, параллельных цепей всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.

В промышленности 30 вольт обычно считается консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от поражения электрическим током. Тем не менее, держать руки в чистоте и сухости и снимать все металлические украшения при работе с электричеством по-прежнему является отличной идеей.Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками в цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной более чем нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной и сильноточной цепи.

Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другую опасность.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем. На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило почувствовать шок всего лишь при напряжении 12 вольт.

К счастью, ничего плохого не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не ноге, я мог бы рефлекторно толкнуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (производя большой () ток через гаечный ключ с большим количеством искр).Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; этот электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас подпрыгивать или спазмировать части вашего тела в опасную для вас сторону.

Ток, проходящий через человеческое тело, имеет значение, насколько он опасен. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, проходящие через грудную клетку, являются наиболее опасными.Это делает путь электрического тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и смертельного исхода.

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением, находящимися под напряжением, только одной рукой, а вторую руку держать в кармане, чтобы случайно ни к чему не прикоснуться. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно. При работе одной рукой обычно предпочитают правую руку левой по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно находится слева от центра в грудной полости.

Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно скоординирован с правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему меньше всего комфортно, даже если электрический ток, протекающий через эту руку, может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между сотрясением одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.

Лучшая защита от ударов цепи под напряжением — это сопротивление, а сопротивление может быть добавлено к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены друг с другом, так что есть только один путь для прохождения тока:

Рисунок 1.10

Человек, находящийся в прямом контакте с источником напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела.

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {boot}} [/ латекс]

Теперь мы рассмотрим эквивалентную схему для человека в изолированных перчатках и ботинках:

Рисунок 1.11

Лицо в изоляционных перчатках и сапогах;

Ток теперь ограничен сопротивлением цепи:

[латекс] I = \ frac {E} {R_ {glove} + R_ {body} + R_ {boot} +} [/ latex]

Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и тело и перчатку, чтобы замкнуть цепь обратно к батарее, общая сумма ( сумма ) этих сопротивлений противодействует протеканию тока в большей степени, чем любое другое. сопротивлений рассматривается индивидуально.

Безопасность — одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем, кто или что-либо может с ним контактировать. К сожалению, было бы слишком дорого изолировать проводники линии электропередач из-за недостаточной изоляции для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны находиться достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.Вы должны обезопасить все источники вредной энергии, прежде чем систему можно будет считать безопасной для работы. В промышленности обеспечение безопасности схемы, устройства или системы в этом состоянии обычно называют переводом в состояние с нулевой энергией . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

  • Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи.Сопротивление противостоит току, поэтому высокое сопротивление является хорошей защитой от ударов.
  • Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные ударные токи. Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
  • Низкое напряжение может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы напрямую вызвать поражение электрическим током.Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее отпрянуть и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
  • Когда необходимо работать в «живой» цепи, лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить смертельный путь электрического тока из рук в руки (через грудную клетку).
  • Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.

При работе с оборудованием отключите все источники питания перед выполнением любых работ.В промышленности удаление этих источников питания из схемы, устройства или системы обычно называется переводом в состояние нулевой энергии . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.

Обеспечение безопасности чего-либо в состоянии нулевой энергии означает избавление от любого вида потенциальной или накопленной энергии, включая, помимо прочего:

  • Опасное напряжение
  • Давление пружины
  • Гидравлическое давление (жидкость)
  • Пневматическое (воздушное) давление
  • Подвес
  • Химическая энергия (легковоспламеняющиеся или иным образом реагирующие вещества)
  • Ядерная энергия (радиоактивные или делящиеся вещества)

Напряжение по своей природе является проявлением потенциальной энергии.В первой главе я даже использовал приподнятую жидкость в качестве аналогии для потенциальной энергии напряжения, имеющей способность (потенциал) производить ток (поток), но не обязательно осознавая этот потенциал, пока не будет установлен подходящий путь для потока. и сопротивление потоку преодолевается. Пара проводов с высоким напряжением между ними не выглядит и не кажется опасной, даже если между ними содержится достаточно потенциальной энергии, чтобы протолкнуть смертоносное количество тока через ваше тело. Несмотря на то, что это напряжение в настоящее время ничего не делает, у него есть потенциал, и этот потенциал необходимо нейтрализовать, прежде чем можно будет физически контактировать с этими проводами.

Все правильно спроектированные схемы имеют механизмы отключения для снятия напряжения в цепи. Иногда эти «разъединения» служат двойной цели: автоматически размыкаются в условиях чрезмерного тока, и в этом случае мы называем их «автоматическими выключателями». В других случаях выключатели-разъединители представляют собой устройства с ручным управлением без автоматической функции. В любом случае они существуют для вашей защиты и должны использоваться должным образом. Обратите внимание, что устройство отключения должно быть отдельно от обычного выключателя, используемого для включения и выключения устройства.Это предохранительный выключатель, который должен использоваться только для защиты системы в состоянии нулевого потребления энергии:

Рисунок 1.12

Если выключатель находится в «разомкнутом» положении, как показано (нет непрерывности), цепь разомкнута, и ток не будет существовать. На нагрузке будет нулевое напряжение, а полное напряжение источника будет падать на разомкнутые контакты выключателя. Обратите внимание, что в нижнем проводе цепи нет необходимости в размыкающем выключателе. Поскольку эта сторона цепи надежно соединена с землей (землей), она электрически является общей с землей, и ее лучше оставить таким образом.Для максимальной безопасности персонала, работающего с нагрузкой этой цепи, можно установить временное заземление на верхней стороне нагрузки, чтобы исключить падение напряжения на нагрузке:

Рисунок 1.13

При наличии временного заземляющего соединения обе стороны проводки нагрузки соединяются с землей, обеспечивая нулевое состояние энергии на нагрузке.

Поскольку заземление, выполненное с обеих сторон нагрузки, электрически эквивалентно короткому замыканию через нагрузку с помощью провода, это еще один способ достижения той же цели максимальной безопасности:

Рисунок 1.14

В любом случае обе стороны нагрузки будут электрически общими с землей, с учетом отсутствия напряжения (потенциальной энергии) между обеими сторонами нагрузки и землей, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводов в обесточенной энергосистеме очень распространен при работах по техническому обслуживанию, выполняемых в системах распределения электроэнергии высокого напряжения.

Еще одним преимуществом этой меры предосторожности является защита от возможности включения размыкающего переключателя (включения его для обеспечения непрерывности цепи), когда люди все еще контактируют с нагрузкой.Временный провод, подключенный к нагрузке, создавал бы короткое замыкание, когда выключатель был замкнут, немедленно срабатывая любые устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) в цепи, что снова отключало бы питание. Если это произойдет, разъединитель вполне может получить повреждение, но рабочие на нагрузке находятся в безопасности.

Здесь было бы хорошо упомянуть, что устройства максимального тока не предназначены для защиты от поражения электрическим током.Скорее, они существуют исключительно для защиты проводников от перегрева из-за чрезмерных токов. Только что описанные временные закорачивающие провода действительно могут вызвать «срабатывание» любых устройств перегрузки по току в цепи, если выключатель должен быть замкнут, но следует понимать, что защита от поражения электрическим током не является предполагаемой функцией этих устройств. Их основная функция будет просто использоваться для защиты рабочего с установленным закорачивающим проводом.

Структурированные системы безопасности: блокировка / маркировка

Поскольку очевидно, что важно иметь возможность закрепить любые отключающие устройства в разомкнутом (выключенном) положении и убедиться, что они остаются в этом положении во время работы в цепи, существует необходимость в структурированной системе безопасности, которая должна быть введена в место.Такая система обычно используется в промышленности и называется Lock-out / Tag-out .

Процедура блокировки / маркировки работает следующим образом: все люди, работающие в защищенной цепи, имеют свой собственный замок или кодовый замок, который они устанавливают на рычаге управления устройства отключения перед работой с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать ярлык, который они вешают на свой замок, с описанием характера и продолжительности работы, которую они собираются выполнять в системе.Если есть несколько источников энергии, которые необходимо «заблокировать» (множественные разъединения, как электрические, так и механические источники энергии, которые должны быть защищены, и т. Д.), Рабочий должен использовать столько своих замков, сколько необходимо для обеспечения питания от системы. до начала работы. Таким образом, система поддерживается в состоянии нулевого энергопотребления до тех пор, пока не будет снята каждая последняя блокировка со всех устройств отключения и отключения, а это означает, что каждый последний работник даст согласие, сняв свои личные блокировки. Если будет принято решение повторно активировать систему, а замок (и) одного человека все еще остается на месте после того, как все присутствующие снимают свои, метка (и) покажет, кто этот человек и что он делает.

Даже при наличии хорошей программы безопасности по блокировке / маркировке все еще необходимы усердие и меры предосторожности, основанные на здравом смысле. Это особенно актуально в промышленных условиях, когда над устройством или системой может одновременно работать множество людей. Некоторые из этих людей могут не знать о надлежащей процедуре блокировки / маркировки или могут знать о ней, но слишком самоуверенны, чтобы ей следовать. Не думайте, что все соблюдают правила безопасности!

После того, как электрическая система была заблокирована и помечена вашим личным замком, вы должны дважды проверить, действительно ли напряжение было зафиксировано в нулевом состоянии.Один из способов проверить — увидеть, запустится ли машина (или что-то еще, над чем она работает), если будет задействован выключатель или кнопка start . Если он запускается, значит, вы знаете, что не смогли обеспечить от него электрическую энергию.

Кроме того, вы должны всегда проверять на наличие опасного напряжения с помощью измерительного прибора, прежде чем касаться каких-либо проводников в цепи. Для большей безопасности вы должны выполнить следующую процедуру проверки, использования, а затем проверки вашего глюкометра:

  • Убедитесь, что ваш измеритель правильно показывает на известном источнике напряжения.
  • Используйте свой измеритель, чтобы проверить цепь блокировки на наличие опасного напряжения.
  • Еще раз проверьте свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он по-прежнему показывает, как должен.

Хотя это может показаться чрезмерным или даже параноидальным, это проверенный метод предотвращения поражения электрическим током. Однажды у меня был счетчик, который не смог показать напряжение, когда он должен был, при проверке цепи, чтобы убедиться, что она «мертвая». Если бы я не использовал другие средства для проверки наличия напряжения, меня бы сегодня не было в живых, чтобы написать это.Всегда есть шанс, что ваш вольтметр окажется неисправным именно тогда, когда он понадобится вам для проверки на наличие опасного состояния. Следуя этим инструкциям, вы никогда не попадете в смертельную ситуацию из-за поломки счетчика.

Наконец, электромонтажник прибудет к тому моменту процедуры проверки безопасности, когда будет считаться безопасным прикосновение к проводнику (проводам). Имейте в виду, что после принятия всех мер предосторожности возможно (хотя и очень маловероятно) наличие опасного напряжения.Последней мерой предосторожности, которую следует предпринять на этом этапе, является кратковременный контакт проводника (проводов) тыльной стороной руки перед тем, как схватить его или металлический инструмент, соприкасающийся с ним. Почему? Если по какой-то причине между этим проводником и заземлением все еще присутствует напряжение, движение пальца в результате реакции удара (сжатие в кулак) приведет к разрыву контакта с проводником. Обратите внимание, что это абсолютно последний шаг , последний шаг , который любой электромонтер должен когда-либо предпринять перед началом работы с энергосистемой, и не следует использовать никогда не в качестве альтернативного метода проверки опасного напряжения.Если у вас когда-либо будут основания сомневаться в надежности вашего глюкометра, воспользуйтесь другим глюкометром, чтобы получить «второе мнение».

  • Состояние нулевой энергии: Когда цепь, устройство или система защищены так, что не существует потенциальной энергии, которая могла бы нанести вред кому-либо, работающему с ними.
  • Устройства выключателя-разъединителя должны присутствовать в правильно спроектированной электрической системе, чтобы обеспечить удобную готовность к состоянию нулевого потребления энергии.
  • К обслуживаемой нагрузке могут быть подключены временные заземляющие или закорачивающие провода для дополнительной защиты персонала, работающего с этой нагрузкой.
  • Блокировка / маркировка работает следующим образом: при работе с системой в состоянии нулевого энергопотребления рабочий помещает личный замок или кодовый замок на каждое устройство отключения энергии, имеющее отношение к его или ее задаче в этой системе. Кроме того, на каждый из этих замков навешивается тег, описывающий характер и продолжительность работы, которую необходимо выполнить, и того, кто ее выполняет.
  • Всегда проверяйте, что цепь была зафиксирована в состоянии нулевого потребления энергии с помощью испытательного оборудования после «блокировки». Обязательно проверьте свой глюкометр до и после проверки цепи, чтобы убедиться, что она работает правильно.
  • Когда придет время действительно вступить в контакт с проводником (ами) предположительно неработающей энергосистемы, сделайте это сначала тыльной стороной руки, чтобы в случае удара током мышечная реакция оттолкнула пальцы от проводника. .

Безопасное и эффективное использование электросчетчика — это, пожалуй, самый ценный навык, которым может овладеть электронщик, как ради собственной безопасности, так и для профессионального мастерства. Поначалу может быть сложно использовать счетчик, зная, что вы подключаете его к цепям под напряжением, которые могут содержать опасные для жизни уровни напряжения и тока.Это опасение небезосновательно, и всегда лучше действовать осторожно при использовании счетчиков. Небрежность больше, чем какой-либо другой фактор, является причиной несчастных случаев с электричеством у опытных технических специалистов.

Мультиметры

Самым распространенным электрическим испытательным оборудованием является мультиметр . Мультиметры названы так потому, что они могут измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности.В руках обученного техника мультиметр является одновременно эффективным рабочим инструментом и защитным устройством. Однако в руках невежественного и / или неосторожного человека мультиметр может стать источником опасности при подключении к «действующей» цепи.

Существует много разных марок мультиметров, причем каждый производитель выпускает несколько моделей с разными наборами функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «общую» конструкцию, не специфичную для какого-либо производителя, но достаточно общую, чтобы научить основным принципам использования:

Рисунок 1.15

Вы заметите, что дисплей этого измерителя имеет «цифровой» тип: числовые значения отображаются с использованием четырех цифр аналогично цифровым часам. Поворотный селекторный переключатель (теперь установлен в положение Off ) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два значения «V», два значения «A» и одно положение посередине с забавной «подковой». Символ на нем, представляющий «сопротивление». Символ «подкова» — это греческая буква «Омега» (Ω), которая является общим символом для электрической единицы измерения Ом.

Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над ней. . Параллельные линии представляют «постоянный ток», а волнистая кривая — «переменный ток». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» означает «сила тока» (ток). Измеритель использует другие методы для измерения постоянного тока внутри, чем он использует для измерения переменного тока, и поэтому он требует от пользователя выбора типа напряжения (В) или тока (А) для измерения.Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических деталях, это различие в настройках счетчика важно помнить.

Мультиметр Розетки

На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, к которым мы можем подключить наши измерительные провода . Измерительные провода — это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой кодировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводов, а кончики зондов представляют собой острые жесткие кусочки проволоки:

Рисунок 1.16

Черный измерительный провод всегда вставляется в черный разъем на мультиметре: тот, который отмечен «COM» для «общего». Красные измерительные провода подключаются либо к красному разъему с маркировкой для напряжения и сопротивления, либо к красному разъему с маркировкой для тока, в зависимости от того, какое количество вы собираетесь измерить с помощью мультиметра.

Чтобы увидеть, как это работает, давайте посмотрим на пару примеров, показывающих, как используется счетчик. Сначала мы настроим измеритель для измерения постоянного напряжения от батареи:

Рисунок 1.17

Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим гнездам на измерителе напряжения, а селекторный переключатель установлен на «V» постоянного тока. Теперь рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой электрической розетки (настенной розетки):

Рисунок 1.18

Единственное отличие в настройке счетчика — это расположение селекторного переключателя: теперь он установлен на переменный ток «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, измерительные провода останутся подключенными к тем же гнездам.В обоих этих примерах настоятельно рекомендуется, , чтобы вы не позволяли наконечникам щупов соприкасаться друг с другом, пока они оба находятся в контакте со своими соответствующими точками в цепи. Если это произойдет, образуется короткое замыкание, вызывающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен обеспечить достаточный ток! Следующее изображение иллюстрирует потенциальную опасность:

Рис. 1.19.

Это лишь один из способов, которым счетчик может стать источником опасности при неправильном использовании.

Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, первичное измерение, выполняемое в целях безопасности (часть процедуры блокировки / маркировки), и оно должно быть хорошо понято оператором счетчика. Поскольку напряжение между двумя точками всегда является относительным, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он будет обеспечивать надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть схвачены руками пользователя и прижаты к правильным точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.

Поскольку путь электрического тока из рук в руки является наиболее опасным, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет опасность с потенциалом . Если защитная изоляция на датчиках изношена или потрескалась, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками датчика во время испытания, что приведет к сильному удару. Если можно использовать только одну руку для захвата зондов, это более безопасный вариант. Иногда можно «защелкнуть» один наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы его можно было отпустить, а другой установить на место, используя только одну руку.Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зонда, такие как пружинные зажимы.

Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования и что с ними следует обращаться так же осторожно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужен специальный аксессуар для ваших измерительных проводов, такой как пружинный зажим или другой специальный наконечник зонда, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь проявить творческий подход и изготавливать свои собственные испытательные пробники, поскольку вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.

Также следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо справляются с различением измерений переменного и постоянного тока, поскольку они настраиваются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, как переменное, так и постоянное напряжение и ток могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти и то, и другое. ! Кроме того, при проверке наличия опасного напряжения вы должны обязательно проверить всех пар рассматриваемых точек.

Например, предположим, что вы открыли шкаф с электропроводкой и обнаружили три больших проводника, подающих питание переменного тока на нагрузку. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), был отключен, заблокирован и помечен. Вы дважды проверили отсутствие питания, нажав кнопку Start для нагрузки. Ничего не произошло, поэтому теперь вы переходите к третьему этапу проверки безопасности: проверке измерителя напряжения.

Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно.Любая ближайшая электрическая розетка должна обеспечивать удобный источник переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает как следует. Затем вам нужно проверить напряжение между этими тремя проводами в шкафу. Но напряжение измеряется между двумя точками , так где же проверить?

Рис. 1.20

Ответ — проверить все комбинации этих трех точек. Как видите, на рисунке точки обозначены буквами «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (установленный в режиме вольтметра) и проверить между точками A и B, B и C, а также A и C.Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, цепь не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать напряжение постоянного тока, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам необходимо проверить эти три пары точек в в каждом режиме , в общей сложности шесть проверок напряжения, чтобы быть полным!

Однако, даже несмотря на всю эту проверку, мы еще не охватили все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одиночным проводом и землей (в этом случае металлический каркас шкафа будет хорошей точкой отсчета заземления) в энергосистеме.Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы не только должны проверять между A и B, B и C, и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверять между A и землей, B и землей, и C & заземление (как в режимах переменного, так и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария всего с тремя проводами. Затем, конечно, после того, как мы завершили все эти проверки, нам нужно взять мультиметр и повторно проверить его с помощью известного источника напряжения, такого как розетка, чтобы убедиться, что он по-прежнему в хорошем рабочем состоянии.

Использование мультиметра для проверки сопротивления

Использование мультиметра для проверки сопротивления — гораздо более простая задача. Измерительные провода будут оставаться подключенными к тем же розеткам, что и для проверки напряжения, но селекторный переключатель необходимо повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления «подкова». Касаясь щупами устройства, сопротивление которого необходимо измерить, прибор должен правильно отображать сопротивление в омах:

Рисунок 1.21

При измерении сопротивления следует помнить, что это должно выполняться только на обесточенных компонентах ! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации крошечного тока через измеряемый компонент. Путем определения того, насколько сложно пропустить этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если в контуре измерителя-вывод-компонент-вывод-измеритель имеется дополнительный источник напряжения, который либо помогает, либо противодействует току измерения сопротивления, производимому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям.В худшем случае счетчик может даже выйти из строя из-за внешнего напряжения.

Режим «Сопротивление» мультиметра

Режим «сопротивления» мультиметра очень полезен для определения целостности проводов, а также для точных измерений сопротивления. Когда между наконечниками пробников имеется хорошее, прочное соединение (моделируется путем их соприкосновения), измеритель показывает почти нулевое сопротивление. Если бы измерительные провода не имели сопротивления, он показывал бы ровно ноль:

. Рисунок 1.22

Если выводы не соприкасаются друг с другом или не касаются противоположных концов разорванного провода, измеритель покажет бесконечное сопротивление (обычно путем отображения пунктирных линий или сокращения «O.L.», что означает «разомкнутый контур»):

Рисунок 1.23

Измерение тока с помощью мультиметра

Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока. Причина этого довольно проста: для того, чтобы измеритель мог измерять ток, измеряемый ток должен проходить через счетчика.Это означает, что измеритель должен быть частью цепи тока, а не просто подключаться к какой-либо стороне, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать измеритель частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а измеритель должен быть подключен к двум точкам разомкнутого разрыва. Чтобы настроить измеритель на это, селекторный переключатель должен указывать на переменный или постоянный ток «A», а красный измерительный провод должен быть вставлен в красную розетку с маркировкой «A». На следующем рисунке показан измеритель, полностью готовый к измерению тока, и проверяемая цепь:

Рисунок 1.24

Сейчас цепь разомкнута при подготовке к подключению счетчика:

Рисунок 1.25

Следующий шаг — вставить измеритель в одну линию со схемой, подключив два наконечника щупа к разомкнутым концам цепи, черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи и красный щуп к свободному концу провода, ведущему к лампе:

Рисунок 1.26

Этот пример показывает очень безопасную схему для работы. 9 вольт вряд ли представляют опасность поражения электрическим током, поэтому не стоит бояться разомкнуть эту цепь (не голыми руками, не меньше!) И подключить счетчик параллельно с током.Однако с цепями более высокой мощности это действительно может быть опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, чтобы возникла опасная искра в момент установления последнего подключения датчика измерителя.

Другой потенциальной опасностью использования мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») является невозможность правильно вернуть его в конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью. Причины этого зависят от конструкции и работы амперметра.При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока, лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление току или не оказывал никакого сопротивления. В противном случае дополнительное сопротивление изменит работу схемы. Таким образом, мультиметр спроектирован так, чтобы сопротивление между наконечниками измерительного щупа было практически нулевым, когда красный щуп был вставлен в красное гнездо «А» (для измерения тока). В режиме измерения напряжения (красный провод вставлен в красное гнездо «V») между наконечниками измерительных щупов имеется большое количество мегаомов сопротивления, потому что вольтметры имеют сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не имеют сопротивления). t потребляет значительный ток из проверяемой цепи).

При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко повернуть селекторный переключатель из положения «A» в положение «V» и забыть, соответственно, переключить положение разъема красного измерительного провода с «A» на положение «V». «V». В результате — если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения — произойдет короткое замыкание счетчика!

Рисунок 1.27

Чтобы предотвратить это, у большинства мультиметров есть функция предупреждения, с помощью которой они издают звуковой сигнал, если когда-либо в гнездо «A» вставлен провод, а селекторный переключатель установлен в положение «V».Однако какими бы удобными ни были эти функции, они по-прежнему не заменяют ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.

Все качественные мультиметры содержат внутри предохранители, которые спроектированы так, чтобы «сгорать» в случае чрезмерного тока через них, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства защиты от перегрузки по току, эти предохранители в первую очередь предназначены для защиты оборудования (в данном случае самого счетчика) от чрезмерного повреждения и только во вторую очередь для защиты пользователя от повреждений.Мультиметр можно использовать для проверки собственного предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:

Рисунок 1.28.

. Исправный предохранитель будет указывать на очень низкое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда показывает «O.L.» (или любое другое указание, которое эта модель мультиметра использует для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое количество Ом, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, если оно является произвольно низким.

Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального испытательного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и познакомитесь с ним.Ничто не заменит регулярных занятий со сложными инструментами, такими как эти, поэтому не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.

  • Измеритель, способный проверять напряжение, ток и сопротивление, называется мультиметром .
  • Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель напряжения («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи, чтобы получить хорошие показания. Будьте осторожны, не касайтесь оголенных наконечников щупов вместе при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
  • Не забывайте всегда проверять напряжение переменного и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи.Убедитесь, что вы проверяете напряжение между всеми комбинациями пар проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
  • В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
  • Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или обрыв цепи с помощью мультиметра в цепи, которая находится под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, полученные от глюкометра, будут неточными, а в худшем случае глюкометр может быть поврежден, а вы можете получить травму.
  • Измерители тока («амперметры») всегда включены в цепь, поэтому электроны должны проходить через счетчик.
  • В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это сделано для того, чтобы электроны могли проходить через счетчик с наименьшими трудностями. Если бы это было не так, измеритель добавлял бы дополнительное сопротивление в цепи, тем самым влияя на ток.

Как мы видели ранее, энергосистема без надежного соединения с землей непредсказуема с точки зрения безопасности.Невозможно гарантировать, какое или как мало будет напряжения между любой точкой цепи и землей. Заземлив одну сторону источника напряжения энергосистемы, по крайней мере, одна точка в цепи может быть электрически соединена с землей и, следовательно, не представляет опасности поражения электрическим током. В простой двухпроводной системе электропитания проводник, подключенный к земле, называется нейтраль , а другой провод — hot , также известный как live или active :

. Рисунок 1.29 Двухпроводная система электропитания

Что касается источника напряжения и нагрузки, заземление не имеет никакого значения. Он существует исключительно ради личной безопасности, гарантируя, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения (нулевое напряжение относительно земли). «Горячая» сторона цепи, названная в честь ее потенциальной опасности поражения электрическим током, будет опасна прикасаться, если напряжение не будет обеспечено путем надлежащего отключения от источника (в идеале, с использованием процедуры систематической блокировки / маркировки).

Этот дисбаланс опасностей между двумя проводниками в простой силовой цепи важно понимать. Следующая серия иллюстраций основана на распространенных бытовых системах электропроводки (для простоты с использованием источников постоянного напряжения, а не переменного тока).

Если мы посмотрим на простой бытовой электроприбор, такой как тостер с проводящим металлическим корпусом, мы увидим, что при правильной работе не должно быть опасности поражения электрическим током. Провода, передающие питание на нагревательные элементы тостера, изолированы от соприкосновения с металлическим корпусом (и друг с другом) резиной или пластиком.

Рисунок 1.30 Отсутствие напряжения между корпусом и землей

Однако, если один из проводов внутри тостера случайно войдет в контакт с металлическим корпусом, корпус станет электрически общим для провода, и прикосновение к корпусу будет столь же опасным, как прикосновение к оголенному проводу. Представляет ли это опасность поражения электрическим током, зависит от номера , к которому случайно задевает провод :

Рисунок 1.31 случайное контактное напряжение между корпусом и землей

Если «горячий» провод касается корпуса, это подвергает опасности пользователя тостера.С другой стороны, если нейтральный провод касается корпуса, опасности поражения электрическим током нет:

Рисунок 1.32 Случайное отсутствие напряжения между корпусом и землей

Чтобы гарантировать, что первый отказ менее вероятен, чем второй, инженеры стараются проектировать устройства таким образом, чтобы свести к минимуму контакт горячего проводника с корпусом. В идеале, конечно, вы не хотите, чтобы какой-либо из проводов случайно соприкасался с токопроводящим корпусом прибора, но обычно есть способы спроектировать расположение частей, чтобы сделать случайный контакт менее вероятным для одного провода, чем для другого.

Однако эта профилактическая мера эффективна только в том случае, если может быть гарантирована полярность вилки питания. Если вилку можно перевернуть, то проводник с большей вероятностью соприкоснется с корпусом вполне может быть «горячим»:

Рисунок 1.33 Напряжение между корпусом и землей

Устройства, разработанные таким образом, обычно поставляются с «поляризованными» вилками, причем один контакт вилки немного уже, чем другой. Розетки питания также имеют такую ​​же конструкцию, причем один слот уже другой.Следовательно, вилку нельзя вставить «задом наперед», и можно гарантировать идентичность проводника внутри устройства. Помните, что это никак не влияет на основные функции устройства: это делается исключительно ради безопасности пользователя.

Некоторые инженеры решают проблему безопасности, просто делая внешний корпус прибора непроводящим. Такие приборы называются с двойной изоляцией, , поскольку изолирующий кожух служит вторым слоем изоляции над и за пределами самих проводников.Если провод внутри устройства случайно войдет в контакт с корпусом, это не представляет опасности для пользователя устройства.

Другие инженеры решают проблему безопасности, поддерживая проводящий корпус, но используя третий провод для надежного соединения этого корпуса с землей:

Рисунок 1.34 Нулевое напряжение корпуса заземления между корпусом и землей

Третий контакт на шнуре питания обеспечивает прямое электрическое соединение корпуса устройства с землей, делая две точки электрически общими друг с другом.Если они электрически общие, то между ними не может быть падения напряжения. По крайней мере, так оно и должно работать. Если горячий провод случайно коснется металлического корпуса прибора, он вызовет прямое короткое замыкание обратно на источник напряжения через заземляющий провод, сработав любые устройства защиты от сверхтоков. Пользователь устройства останется в безопасности.

Вот почему так важно никогда не отрезать третий контакт вилки питания, когда пытаетесь вставить его в розетку с двумя контактами.Если это будет сделано, не будет заземления корпуса прибора для обеспечения безопасности пользователя (ей). Устройство по-прежнему будет функционировать должным образом, но если возникнет внутренняя неисправность, в результате которой горячий провод соприкасается с корпусом, результаты могут быть смертельными. Если необходимо использовать двухконтактную розетку , можно установить двухконтактный переходник с заземляющим проводом, прикрепленным к винту заземляющей крышки. Это обеспечит безопасность заземленного прибора, подключенного к розетке этого типа.

Однако электрическая безопасность не обязательно заканчивается нагрузкой. Последнюю защиту от поражения электрическим током можно установить на стороне источника питания цепи, а не на самом приборе. Эта мера защиты называется , обнаружение замыкания на землю , и работает она следующим образом:

В правильно функционирующем приборе (показанном выше) ток, измеренный через провод под напряжением, должен быть точно равен току через нейтральный проводник, потому что существует только один путь для прохождения электронов в цепи.При отсутствии неисправности внутри устройства нет соединения между проводниками цепи и человеком, касающимся корпуса, и, следовательно, нет удара.

Однако, если горячая проволока случайно коснется металлического корпуса, через человека, касающегося корпуса, пройдет ток. Наличие тока разряда будет проявляться как разница в тока между двумя силовыми проводниками в розетке:

Рисунок 1.35 Разница в токе между двумя силовыми проводниками в розетке

Эта разница в токе между «горячим» и «нейтральным» проводниками будет существовать только в том случае, если есть ток через заземление, что означает, что в системе есть неисправность.Следовательно, такая разница тока может использоваться как способ обнаружения неисправного состояния. Если устройство настроено для измерения этой разницы в токах между двумя силовыми проводниками, обнаружение дисбаланса токов можно использовать для запуска размыкания выключателя, тем самым отключая питание и предотвращая серьезный удар:

Рисунок 1.36 Прерыватели тока замыкания на землю

Такие устройства называются Прерыватели тока замыкания на землю , или сокращенно GFCI. За пределами Северной Америки GFCI также известен как предохранительный выключатель, устройство защитного отключения (RCD), RCBO или RCD / MCB в сочетании с миниатюрным автоматическим выключателем или выключателем утечки на землю (ELCB).Они достаточно компактны, чтобы их можно было встроить в розетку. Эти розетки легко идентифицировать по их характерным кнопкам «Тест» и «Сброс». Большим преимуществом использования этого подхода для обеспечения безопасности является то, что он работает независимо от конструкции устройства. Конечно, использование прибора с двойной изоляцией или заземлением в дополнение к розетке GFCI было бы еще лучше, но приятно знать, что можно что-то сделать для повышения безопасности, помимо конструкции и состояния прибора.

Прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) , автоматический выключатель, предназначенный для предотвращения пожаров, предназначен для размыкания при прерывистых резистивных коротких замыканиях. Например, нормальный выключатель на 15 А предназначен для быстрого размыкания цепи при нагрузке, значительно превышающей номинальную 15 А, или медленнее, немного превышающей номинальную. Хотя это защищает от прямого короткого замыкания и нескольких секунд перегрузки, соответственно, он не защищает от дуги — аналогично дуговой сварке. Дуга представляет собой сильно изменяющуюся нагрузку, периодически достигающую максимума более 70 А, разомкнутую цепь с переходами через ноль переменного тока.Хотя среднего тока недостаточно для срабатывания стандартного выключателя, его достаточно, чтобы разжечь пожар. Эта дуга может быть создана из-за металлического короткого замыкания, которое сжигает металл, оставляя резистивную распыляющую плазму ионизированных газов.

AFCI содержит электронную схему для обнаружения этого прерывистого резистивного короткого замыкания. Он защищает как от дуги от горячего к нейтральному, так и от горячего к заземлению. AFCI не защищает от опасности поражения электрическим током, как GFCI. Таким образом, GFCI по-прежнему необходимо устанавливать на кухне, в ванной и на открытом воздухе.Поскольку AFCI часто срабатывает при запуске больших двигателей и, в более общем смысле, щеточных двигателей, его установка ограничена электрическими цепями в спальнях согласно Национальному электротехническому кодексу США. Использование AFCI должно уменьшить количество электрических пожаров. Однако неприятные срабатывания при работе приборов с двигателями в цепях AFCI представляют собой проблему.

  • Энергосистемы часто имеют одну сторону источника напряжения, подключенную к заземлению, чтобы обеспечить безопасность в этой точке.
  • «Заземленный» провод в энергосистеме называется нейтральным проводником , а незаземленный провод горячим .
  • Заземление в энергосистемах существует для личной безопасности, а не для работы нагрузки (ей).
  • Электробезопасность прибора или других нагрузок может быть улучшена за счет хорошей инженерии: поляризованные вилки, двойная изоляция и трехконтактные вилки с «заземлением» — все это способы повышения безопасности на стороне нагрузки.
  • Прерыватели тока замыкания на землю (GFCI) работают, считывая разницу в токе между двумя проводниками, подающими питание на нагрузку.Никакой разницы в токе быть не должно. Любая разница означает, что ток должен входить в нагрузку или выходить из нее каким-либо образом, кроме двух основных проводников, что нехорошо. Значительная разница в токе автоматически откроет размыкающий механизм выключателя, полностью отключив питание.

Обычно допустимая токовая нагрузка проводника — это предел конструкции схемы, который нельзя намеренно превышать, но есть приложение, в котором ожидается превышение допустимой токовой нагрузки: в случае предохранителей .

Что такое предохранитель?

A плавкий предохранитель представляет собой устройство электробезопасности, построенное вокруг токопроводящей ленты, которая предназначена для плавления и разделения в случае чрезмерного тока. Предохранители всегда подключаются последовательно с компонентом (ами), который должен быть защищен от перегрузки по току, так что, когда плавкий предохранитель сгорает, (размыкается), он размыкает всю цепь и останавливает ток через компонент (ы). Плавкий предохранитель, включенный в одну ветвь параллельной цепи, конечно, не повлияет на ток, протекающий через любую из других ветвей.

Обычно тонкий кусок плавкой проволоки помещается в защитную оболочку, чтобы свести к минимуму опасность возникновения дугового разряда в случае прорыва проволоки с большой силой, что может произойти в случае сильных перегрузок по току. В случае небольших автомобильных предохранителей оболочка является прозрачной, так что плавкий элемент может быть визуально осмотрен. В бытовой электропроводке обычно используются ввинчиваемые предохранители со стеклянным корпусом и тонкой узкой полосой из металлической фольги посередине. Фотография, на которой показаны оба типа предохранителей, представлена ​​здесь:

Рисунок 1.37 Типы предохранителей

Предохранители картриджного типа популярны в автомобилях и в промышленности, если они изготовлены из материалов оболочки, отличных от стекла. Поскольку предохранители рассчитаны на «отказ» срабатывания при превышении их номинального тока, они обычно предназначены для легкой замены в цепи. Это означает, что они будут вставлены в какой-либо тип держателя, а не припаиваться или прикрепляться болтами к проводникам схемы. Ниже приведена фотография, на которой изображена пара предохранителей со стеклянным картриджем в держателе с несколькими предохранителями:

Рисунок 1.38 Стеклянный патрон с предохранителями Держатель нескольких предохранителей

Предохранители удерживаются пружинными металлическими зажимами, причем сами зажимы постоянно соединены с проводниками цепи. Основной материал держателя предохранителя (или блока предохранителей , как их иногда называют) выбран как хороший изолятор.

Другой тип держателя предохранителей патронного типа обычно используется для установки в панелях управления оборудованием, где желательно скрыть все точки электрического контакта от контакта с человеком.В отличие от только что показанного блока предохранителей, где все металлические зажимы открыты, этот тип держателя предохранителя полностью закрывает предохранитель в изолирующем корпусе:

Рисунок 1.39 Патрон предохранителя закрывает изолирующий кожух

Наиболее распространенным устройством защиты от перегрузки по току в сильноточных цепях сегодня является автоматический выключатель .

Что такое автоматический выключатель?

Автоматические выключатели — это специально разработанные переключатели, которые автоматически размыкаются для отключения тока в случае перегрузки по току.Малые автоматические выключатели, такие как те, которые используются в жилых, коммерческих и легких промышленных предприятиях, имеют термическое управление. Они содержат биметаллическую полосу (тонкую полосу из двух металлов, соединенных спина к спине), несущую ток цепи, которая изгибается при нагревании. Когда биметаллическая полоса создает достаточную силу (из-за чрезмерного нагрева полосы), срабатывает механизм отключения, и прерыватель размыкается. Автоматические выключатели большего размера автоматически активируются силой магнитного поля, создаваемого токонесущими проводниками внутри выключателя, или могут срабатывать для отключения от внешних устройств, контролирующих ток цепи (эти устройства называются защитными реле , ).

Поскольку автоматические выключатели не выходят из строя в условиях перегрузки по току — скорее, они просто размыкаются и могут быть повторно включены путем перемещения рычага — они с большей вероятностью будут обнаружены подключенными к цепи более длительным образом, чем предохранители. Фотография маленького автоматического выключателя представлена ​​здесь:

Рисунок 1.40 Малый автоматический выключатель

Снаружи он выглядит не более чем выключателем. Действительно, его можно было использовать как таковое. Однако его истинная функция — работать как устройство защиты от перегрузки по току.

Следует отметить, что в некоторых автомобилях используются недорогие устройства, известные как плавкие вставки , для защиты от перегрузки по току в цепи зарядки аккумулятора из-за стоимости предохранителя и держателя надлежащего номинала. Плавкая вставка — это примитивный предохранитель, представляющий собой не что иное, как короткий кусок провода с резиновой изоляцией, предназначенный для плавления в случае перегрузки по току, без какой-либо твердой оболочки. Такие грубые и потенциально опасные устройства никогда не используются в промышленности или даже в жилых помещениях, в основном из-за встречающихся более высоких уровней напряжения и тока.По мнению автора, их применение даже в автомобильных схемах вызывает сомнения.

Обозначение на электрической схеме для предохранителя представляет собой S-образную кривую:

Рисунок 1.41 S-образная кривая

Номиналы предохранителей

Предохранители

, как и следовало ожидать, в основном рассчитаны на ток: ампер. Хотя их работа зависит от самовыделения тепла в условиях чрезмерного тока за счет собственного электрического сопротивления предохранителя, они спроектированы так, чтобы вносить незначительное дополнительное сопротивление в цепи, которые они защищают.Это в значительной степени достигается за счет того, что плавкий провод делается как можно короче. Точно так же, как допустимая токовая нагрузка обычного провода не связана с его длиной (сплошной медный провод 10 калибра выдерживает ток 40 ампер на открытом воздухе, независимо от длины или короткого отрезка), плавкий провод из определенного материала и калибра будет дуть при определенном токе независимо от того, как долго он длится. Поскольку длина не является фактором в текущем рейтинге, чем короче она может быть сделана, тем меньшее сопротивление будет между концом и концом.

Тем не менее, разработчик предохранителя также должен учитывать, что происходит после сгорания предохранителя: оплавленные концы сплошного провода будут разделены воздушным зазором с полным напряжением питания между концами.Если предохранитель недостаточно длинный в цепи высокого напряжения, искра может перескочить с одного из концов расплавленного провода на другой, снова замкнув цепь:

Рисунок 1.42 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.43 Принципиальная схема конструктора предохранителей

Следовательно, предохранители рассчитываются с точки зрения их допустимого напряжения, а также уровня тока, при котором они сработают.

Некоторые большие промышленные предохранители имеют заменяемые проволочные элементы для снижения затрат. Корпус предохранителя представляет собой непрозрачный картридж многоразового использования, который защищает провод предохранителя от воздействия и защищает окружающие предметы от провода предохранителя.

Номинальный ток предохранителя — это нечто большее, чем просто цифра. Если через предохранитель на 30 ампер пропускается ток в 35 ампер, он может внезапно перегореть или с задержкой перед перегоранием, в зависимости от других аспектов его конструкции. Некоторые предохранители предназначены для очень быстрого срабатывания, в то время как другие рассчитаны на более скромное время «открытия» или даже на замедленное срабатывание в зависимости от области применения. Эти последние предохранители иногда называют плавкими предохранителями с задержкой срабатывания из-за их преднамеренных характеристик задержки срабатывания.

Классическим примером применения плавких предохранителей с задержкой срабатывания является защита электродвигателей, где пусковые токи , превышающие нормальный рабочий ток до десяти раз, обычно возникают каждый раз, когда двигатель запускается с полной остановки. Если бы в таком приложении использовались быстродействующие предохранители, двигатель никогда бы не запустился, потому что при нормальных уровнях пускового тока плавкий предохранитель (и) немедленно перегорел бы! Конструкция плавкого предохранителя такова, что элемент плавкого предохранителя имеет большую массу (но не большую допустимую нагрузку), чем эквивалентный быстродействующий плавкий предохранитель, что означает, что он будет нагреваться медленнее (но до той же конечной температуры) для любого заданного количества. тока.

На другом конце диапазона действия предохранителей находятся так называемые полупроводниковые предохранители , предназначенные для очень быстрого размыкания в случае перегрузки по току. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, как правило, особенно нетерпимы к условиям перегрузки по току и, как таковые, требуют быстродействующей защиты от сверхтоков в мощных приложениях.

Предохранители

всегда должны размещаться на «горячей» стороне нагрузки в заземленных системах. Это сделано для того, чтобы нагрузка была полностью обесточена во всех отношениях после срабатывания предохранителя.Чтобы увидеть разницу между плавлением «горячей» стороны и «нейтральной» стороны нагрузки, сравните эти две схемы:

Рисунок 1.44 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.45 Принципиальная схема конструктора предохранителей

В любом случае предохранитель успешно прервал ток в нагрузке, но нижняя цепь не может прервать потенциально опасное напряжение с обеих сторон нагрузки на землю, где может стоять человек. . Первая схема намного безопаснее.

Как было сказано ранее, предохранители — не единственный используемый тип устройства защиты от сверхтоков.Устройства, похожие на выключатели, называемые автоматическими выключателями , часто (и чаще) используются для размыкания цепей с чрезмерным током, их популярность связана с тем, что они не разрушают себя в процессе размыкания цепи, как предохранители. В любом случае, размещение устройства защиты от сверхтоков в цепи будет соответствовать тем же общим рекомендациям, перечисленным выше: а именно, «предохранить» сторону источника питания , а не , подключенную к земле.

Хотя размещение защиты от перегрузки по току в цепи может определять относительную опасность поражения электрическим током в этой цепи при различных условиях, следует понимать, что такие устройства никогда не предназначались для защиты от поражения электрическим током.Ни предохранители, ни автоматические выключатели не предназначены для срабатывания в случае поражения электрическим током; скорее, они предназначены для открытия только в условиях потенциального перегрева проводника. Устройства максимального тока в первую очередь защищают проводники цепи от повреждения из-за перегрева (и опасности возгорания, связанной с чрезмерно горячими проводниками), и, во-вторых, защищают определенные части оборудования, такие как нагрузки и генераторы (некоторые быстродействующие предохранители предназначены для защиты особенно чувствительных электронных устройств. к скачкам тока).Поскольку уровни тока, необходимые для поражения электрическим током или поражения электрическим током, намного ниже, чем нормальные уровни тока обычных силовых нагрузок, состояние перегрузки по току не указывает на возникновение удара током. Существуют и другие устройства, предназначенные для обнаружения определенных условий удара (детекторы замыкания на землю являются наиболее популярными), но эти устройства строго служат этой единственной цели и не связаны с защитой проводов от перегрева.

  • Предохранитель представляет собой небольшой тонкий проводник, предназначенный для плавления и разделения на две части с целью размыкания цепи в случае чрезмерного тока.
  • Автоматический выключатель — это специально разработанный переключатель, который автоматически размыкается для прерывания тока цепи в случае перегрузки по току. Они могут срабатывать (размыкаться) термически, магнитными полями или внешними устройствами, называемыми «реле защиты», в зависимости от конструкции выключателя, его размера и области применения.
  • Плавкие предохранители
  • в первую очередь рассчитаны на максимальный ток, но также рассчитаны на то, какое падение напряжения они будут безопасно выдерживать после прерывания цепи.
  • Предохранители
  • могут быть сконструированы так, чтобы срабатывать быстро, медленно или где-то между ними при одинаковом максимальном уровне тока.
  • Лучшее место для установки предохранителя в заземленной электросети — на пути незаземленного проводника к нагрузке. Таким образом, при сгорании предохранителя к нагрузке останется только заземленный (безопасный) провод, что сделает безопаснее для людей находиться рядом.

Почему постоянный ток не используется в домах: все недостатки

Ответ на вопрос, почему постоянный ток не используется в домах, восходит к внутренним характеристикам постоянного тока и их слабости по сравнению с переменным током (AC).Фактически, переменные токи могут легко передаваться на большие расстояния без больших потерь. Они также более безопасны при прямом контакте при равном напряжении. В этой статье мы пытаемся разобраться в этом вопросе.

Характеристики постоянного и переменного тока

Электричество определяется как ток электронов в проводнике, таком как провод. Поток электроэнергии устанавливается двумя способами, включая переменный и постоянный ток. Принципиальная разница между переменным и постоянным токами заключается в направлении движения электронов.

DC означает постоянный ток. Постоянный ток определяется как однонаправленный ток электричества. В постоянном токе электроны перемещаются из зоны отрицательного заряда в зону положительного заряда без какого-либо изменения направления. Это состояние несмотря на переменные токи, при которых ток может двигаться в обоих направлениях. Постоянный ток может проходить как через проводящие, так и через полупроводниковые материалы.

В постоянном токе сила тока изменяется со временем, но направление тока остается неизменным. Согласно определению, постоянный ток — это ток, полярность которого никогда не меняется.

символов переменного и постоянного тока (Ссылка: quora.com )

Переменный ток — это поток заряда, который периодически меняет свое направление. Следовательно, уровень напряжения меняется вместе с током. Переменный ток — это тип тока, который используется для передачи энергии в места, где люди живут или путешествуют, например, дома, промышленные предприятия или другие здания.

Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток. В магнитном поле индуцированный ток течет по петле из прядильной проволоки.Вращение проволоки осуществляется разными способами, например, от любых турбин (ветряных, водяных, паровых и т. Д.).

Из-за того, что провод закручивается и периодически проникает в различные магнитные поля, напряжение и ток внутри провода чередуются. Следовательно, ток может иметь разные формы, такие как синусоидальная, квадратная, треугольная или другие формы волны. Наиболее распространенной формой тока является форма синуса.

Синусоидальная форма переменного напряжения выражается следующим уравнением.

V \ left (t \ right) = V_p {\ mathrm {sin} \ left (2 \ pi ft + \ mathrm {\ Phi} \ right) \}

V (t) — это напряжение, которое является функцией времени, а V p — амплитудой. Переменная f — частота волны. Кроме того, t — независимая переменная. Наконец, Φ — это фаза синусоидальной волны.

Например, аккумулятор использует постоянный ток для передачи тока в электрическую цепь, в которой он присутствует.В аккумуляторной системе электрическая энергия вырабатывается из химической энергии, хранящейся в аккумуляторе. При подключении аккумулятора к электрической цепи обеспечивается постоянный ток заряда от отрицательного полюса аккумулятора к положительному.

На следующем рисунке показана разница между формами сигналов постоянного и переменного тока.

осциллограмм переменного и постоянного тока (Ссылка: elprocus.com )

Постоянный и переменный токи могут быть преобразованы друг в друга. Инвертор используется для преобразования постоянного тока в переменный, а выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Объяснение причины, почему ток постоянного тока C равен N или U sed в H omes

Как правило, основной источник постоянного тока генерируется батареями, электрохимические или фотоэлектрические элементы. Однако наиболее предпочтительным в мире является AC. В соответствии с этим сценарием переменный ток преобразуется в постоянный.

Переменный ток обычно применяется в системах распределения электроэнергии по разным причинам.Самая значимая причина — готовность перейти с одного напряжения на другое. Сделать это с помощью DC значительно сложнее и дороже. Таким образом, чтобы преобразовать постоянный ток, переменный ток генерируется электронными схемами, а затем преобразовывается с помощью трансформатора и выпрямителя в постоянный ток.

Процесс преобразования переменного тока в постоянный происходит последовательно. Сначала в блоке питания есть трансформатор, который позже преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителя. Он ограничивает реверсирование тока, а фильтр используется для удаления пульсаций тока на выходе выпрямителя.

Огромное количество энергии переменного тока может быть преобразовано практически в любое желаемое напряжение с очень небольшой потерей энергии с использованием электрического трансформатора, включая катушки с соединенными генерируемыми магнитными полями.

Все проводники, переносящие электричество при комнатной температуре, имеют электрическое сопротивление и, следовательно, нагреваются под действием электрического тока. 2

Для уменьшения потерь энергии важно поддерживать на низком уровне как сопротивление, так и электрический ток.Более низкий ток значительно важнее сопротивления из-за экспоненциального влияния на потери.

Мощность рассчитывается путем умножения вольт на амперы.

P = VI

Таким образом, для удельной мощности напряжение должно быть высоким при низком токе. В следующем уравнении числитель дроби постоянный, но знаменатель становится больше, поэтому произведение дроби уменьшается.

V = \ frac {P} {I}

Огромные трансформаторы используются в линиях электропередачи для управления высокими значениями напряжения с целью минимизации потерь.

Однако высокое напряжение небезопасно, особенно для жизни человека, поэтому вводить ток высокого напряжения в дом — недопустимое действие.

Затем мощность переменного тока быстро и эффективно преобразуется в почти безопасное напряжение на местных трансформаторах по месту жительства. Сделать это с DC не так просто и дешево.

Генератор энергосистемы для дома (Ссылка: windows2universe.org )

Итак, здесь мы можем обобщить все причины, по которым постоянный ток не используется в домах.

  • Функционально напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, если оно не начинает терять энергию.
  • Переменный ток надежно передается на большие расстояния в городах и генерирует больше энергии.
  • Постоянный ток более вреден, чем переменный, для того же напряжения, поскольку его проблематично высвободить при прикосновении, поскольку напряжение не превышает нуля. Мышцы сокращаются с постоянной силой в случае постоянного тока.
  • Электролитическая коррозия более вероятна при постоянном токе, чем при переменном токе.
  • Дуги постоянного тока гаснут не так быстро, потому что напряжение не проходит через ноль.
  • Асинхронные двигатели переменного тока несложно создать и сохранить. Двигатели постоянного тока нуждаются в коммутаторе и щетках или сложной электронной системе переключения.
  • С помощью трансформатора переменный ток можно легко преобразовать из высокого напряжения в низкое и наоборот. Таким образом, замечательным преимуществом переменного напряжения перед постоянным является повышение и понижение напряжения в зависимости от требований.
  • Производство переменного тока и связь могут выполняться с использованием меньшего количества подстанций, чем постоянного тока.
  • Если человеческое тело поражено переменным током, переменный ток входит в человеческое тело и выходит из него через определенные промежутки времени. Однако постоянный ток постоянно доставляет неудобства человеческому организму.
  • Место, окруженное переменным током больше постоянного.
Передача электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния (Ссылка: peoi.org )

Сравнение приложений переменного и постоянного тока

Переменный ток в основном используется в отрасли производства и транспортировки электроэнергии.AC обеспечивает электричеством почти каждое домашнее хозяйство по всему миру. ДК в основном не применяется для этих целей по ряду причин. Например, выделение тепла из-за больших потерь мощности по сравнению с переменным током, более значительная опасность возникновения пожара, большие затраты и проблемы, связанные с преобразованием высокого напряжения и низкого тока в низкое напряжение и высокий ток с помощью трансформаторов.

Переменный ток — более популярный ток в электродвигателях, машинах, преобразующих электрическую энергию в механическую.Постоянный ток часто встречается в устройствах, содержащих батареи, которые заряжаются путем подключения адаптера переменного тока к постоянному току в розетку или с помощью кабеля USB для зарядки. Примеры включают мобильные телефоны, фонарики, современные телевизоры и гибридные автомобили.

В Китае был реализован проект, в рамках которого по линиям электропередачи постоянного тока подается энергия в дома с меньшими потерями энергии, чем по линиям переменного тока. Это показывает, что использование постоянного тока в домашних условиях становится все более популярным. Кроме того, компания Siemens установила линию постоянного тока высокого напряжения (HVDC) протяженностью 65 миль.Такие проекты могут беспрецедентно использовать возобновляемые источники энергии.

Тем не менее, хотя более высокие напряжения постоянного тока обычно вызывают более опасную передачу энергии и мониторинг сетей постоянного тока может быть сложной задачей, большие напряжения переменного тока могут быть снижены до более надежных уровней, когда они передаются от электростанции.

Заключение

С учетом всех вышеперечисленных описаний эксперты тестируют и представляют самый простой способ передачи энергии. Передача энергии переменным током зарекомендовала себя неоднократно.Кроме того, напряжение постоянного тока достигает точки, которая больше не считается неэффективным методом. Однако переменное напряжение по-прежнему остается самым надежным способом подачи энергии.

В чем разница между питанием переменного и постоянного тока?

В эту забавную пятницу мы рассмотрим разницу между переменным и постоянным током. Мы начнем с «Текущей войны» Эдисона и Теслы в 1880-х годах, когда каждый боролся за свой тип электричества. Затем мы сравним их и рассмотрим плюсы и минусы каждого из них, в том числе, почему оба они необходимы для современных технологий.Наконец, мы поговорим о различиях в стандартах на электроэнергию во всем мире.

Война течений началась в 1880-х годах между двумя очень известными именами: Томасом Эдисоном и Николой Тесла. Томас Эдисон разработал электричество постоянного тока или постоянного тока, которое какое-то время было единственным доступным источником электроэнергии. Проблема с постоянным током заключается в сложности преобразования его в более высокие или более низкие напряжения, что ограничивает его способность эффективно преодолевать большие расстояния. Электростанции постоянного тока должны были располагаться на расстоянии мили от зданий, которые они питали, что было совершенно неприемлемо для сельской местности.Тесла придумал переменный ток, который вращается с частотой (в США — 60 раз в секунду) и может быть преобразован в другие напряжения с помощью трансформатора. У Эдисона были патенты на DC, и он не хотел терять деньги, поэтому он начал дискредитировать AC — он лоббировал законодательные органы штата, распространял дезинформацию и даже пытался повлиять на общественное мнение, убивая бродячих животных током переменного тока, чтобы доказать его опасность.

Никола Тесла. Изображение предоставлено: WorldStandards

Thomas Edison.Изображения предоставлены: WorldStandards

Все изменилось на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Согласно Energy.gov, «General Electric предложила электрифицировать ярмарку с использованием постоянного тока Эдисона за 554000 долларов, но проиграла Джорджу Вестингаузу, который сказал, что может привести в действие электричество. справедливо всего за 399000 долларов с использованием переменного тока Tesla. […] В том же году компания Niagara Falls Power Company решила заключить с Westinghouse, которая получила лицензию на патент на многофазный асинхронный двигатель переменного тока Tesla, контракт на производство электроэнергии из Ниагарского водопада.В ноябре 1896 года General Electric полностью поддержала AC, и их недавно построенная гидроэлектростанция на Ниагарском водопаде осветила Буффало, штат Нью-Йорк. Казалось, что мощность переменного тока наконец-то восторжествовала над постоянным током.

Если в 1893 году мощность переменного тока преобладала над постоянным током, почему мы используем и то, и другое сегодня? Некоторое время переменный ток был доминирующей формой электричества, но сегодня мы используем постоянный ток каждый день, особенно в портативных устройствах. Давайте посмотрим на прямое сравнение переменного и постоянного тока. В простейшем случае электрический ток — это поток электронов.Основное различие между двумя типами тока — это направление: постоянный ток прямой, то есть он течет только в одном направлении. Вы можете думать об этом как о батарее с положительным и отрицательным полюсами, она должна быть установлена ​​в одну сторону, чтобы через нее мог течь ток (я знаю, о чем вы думаете, подпружиньте плоский конец батареи. инженер-электрик, теперь вы закатываете глаза). У переменного тока есть колебательное повторение, которое выглядит как волновой узор на графике, по сравнению с постоянным током, который выглядит как плоская линия.Волновой рисунок — это герц, или количество колебаний в секунду. Электропитание переменного тока более удобно для достижения высокого напряжения для передачи на большие расстояния, поэтому наши лампы и большая часть бытовой электроники, которые подключаются к стене, используют переменный ток. Однако с телефоном в ваш дом протекает переменный ток, который затем заряжает ваш телефон, аккумулятор которого работает от постоянного тока. То же самое и с ноутбуками, поэтому у них есть кирпич между стеной и компьютером — мощность должна быть преобразована в постоянный ток для внутренней батареи.

Синусоидальное напряжение переменного тока. Кредит изображения: Sparkfun

Напряжение постоянного тока. Имиджевый кредит: Sparkfun

Но так было не всегда, долгое время доминировал AC. Важным поворотным моментом для питания постоянного тока стали 1970-е годы, когда была изобретена полупроводниковая электроника. Было намного экономичнее преобразовывать переменный ток в постоянный, и некоторое оборудование могло генерировать очень высокое постоянное напряжение. Кроме того, для многих электронных устройств требуется постоянный ток; Согласно сайту Sciencing.com: «Постоянный ток используется в любом устройстве, имеющем печатную плату, потому что микросхемы в этих устройствах требуют постоянного однонаправленного потока электронов для работы и хранения данных.Это означает, что ваш настольный компьютер, игровая система и телевизор используют постоянный ток и содержат полный мостовой выпрямитель для преобразования переменного тока из розетки в постоянный ток. Некоторые из этих устройств также содержат жесткие диски, работающие от двигателей, которые, как вы уже догадались, требуют постоянного тока. С ростом количества электроники, который продолжается с тех пор: персональных компьютеров, сотовых телефонов, смарт-телевизоров, электромобилей и многого другого, DC вернулся с удвоенной силой и стал использоваться повсюду.

Краткое примечание об отправке энергии на большие расстояния.Поскольку большая часть мира подключена к переменному току, это то, что мы используем, но удивительно, что некоторые линии постоянного тока высокого напряжения или HVDC на самом деле могут доставлять электроэнергию с меньшими потерями, чем переменный ток, на большие расстояния. Эти линии могут даже позволить несколько систем переменного тока, например, 50 Гц в Европе и 60 Гц в США, подключаться к одной и той же линии. Однако повышенная стоимость и снижение надежности означают, что линии переменного тока по-прежнему распространены гораздо чаще.

Tesla на зарядном устройстве 240в. Кредит изображения: JSR Electrical.

Если все используют кондиционер, почему в разных частях света используются разные стандарты, например, в Европе и США? Например, в Америке и Японии стандартная система на 100–127 вольт, но в Европе и большей части мира используется вдвое большее напряжение, 220–240 вольт.Никола Тесла провел тщательные вычисления, чтобы выбрать число 60 Гц как лучшую частоту. Что еще более странно, системы с более низким напряжением работают с частотой 60 Гц, или 60 колебаний в секунду, в то время как остальной мир работает с частотой 50 Гц. Согласно WorldStandards : «Когда немецкая компания AEG построила один из первых европейских генерирующих объектов, ее инженеры решили зафиксировать частоту на уровне 50 Гц, поскольку число 60 не соответствовало стандартной метрической последовательности единиц (1, 2, 5 ).В то время у AEG была виртуальная монополия, и их стандарт распространился на весь остальной континент. В Великобритании распространялись разные частоты, и только после Второй мировой войны был установлен стандарт 50-цикла ».

Первоначально стандарт напряжения был 120В и в Европе. Работая с медным проводом определенного диаметра, Европа сочла необходимым увеличить напряжение для меньших потерь и меньшего падения напряжения. Соединенные Штаты хотели сделать то же самое, но когда это рассматривалось в 50-х и 60-х годах, многие американские домохозяйства имели бытовую технику, такую ​​как стиральные машины и холодильники, и стоимость их замены была непомерно высокой.В большинстве европейских домохозяйств такой бытовой техники еще не было, и переключиться было проще. Пребывание на этом более низком напряжении на самом деле вызывало в США проблемы с разбросом высокого и низкого напряжения. Решением было подать 240 вольт на каждое здание, а затем разделить его на две линии по 120 вольт. Хотя некоторые приборы, такие как сушилки и духовки, используют 240 В в Северной и Южной Америке, некоторые из этих приборов по-прежнему не работают с европейскими источниками питания из-за разницы фаз 60 Гц и 50 Гц.

Карта напряжений: 120 В красным и 240 В синим.Кредит изображения: WorldStandards.

Без великой работы Эдисона и Теслы наша повседневная жизнь, как мы ее знаем сегодня, была бы невозможна. Оказывается, переменный ток отлично подходит для некоторых целей, например, для путешествий на большие расстояния, а постоянный ток отлично подходит для других целей, таких как компьютеры, светодиоды и электромобили. В любом случае, это сила!

Источники:

https://www.energy.gov/articles/war-currents-ac-vs-dc-power

https://learn.sparkfun.com/tutorials/alternating-current- ac-vs-direct-current-dc / all #: ~: text = In% 20direct% 20current% 20 (DC)% 2C, потому что% 20the% 20current% 20changes% 20direction.

https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/whats-the-difference-between-ac-and-dc/

https://sciencing.com/uses- direct-current-7394786.html

https://www.worldstandards.eu/electricity/history/why-no-standard-voltage/

https://jsrelectrical.com/electric-car-chargers /

Что опаснее? AC или DC — И почему? — ICEEET

Многие из нас думают, что сила удара переменного и постоянного напряжения будет одинаковой.Опять же, многие люди считают, что ударный ток постоянного тока будет выше, чем ток переменного тока. Потому что легко изолировать себя при частоте переменного тока А, но невозможно при постоянном токе.

Но реальная информация состоит в том, что удар переменного тока более интенсивен и более опасен, и это происходит из-за этой частоты. Давайте посмотрим на причину этого.

Поражение электрическим током — это ощущение, которое возникает при прохождении тока через часть нашего тела. Степень этого шока зависит от ряда факторов.Например, тип тока (постоянный / переменный), частота, уровни напряжения, поток через любую часть тела во время потока. Удар переменным током 50/60 Гц в 5 раз выше, чем постоянный ток.

Опять же, удар переменного тока 50/60 Гц равен 5000 Гц. Его ток переменного тока в 6 раз выше, а скорость удара уменьшается с увеличением частоты.

Это связано с тем, что мозг посылает электрические сигналы низких частот через наши мозговые нервы для движения. Человеческое сердце снова вибрирует с частотой 60-100 ударов в минуту (бит в минуту), которая достигает сердца посредством электрического сигнала от мозга.Таким образом, ток 50-60 Гц более ощутим, потому что он напрямую препятствует передаче сигналов нервной системы!

В результате вы теряете контроль над своими мышцами при прохождении определенного количества тока.

В этом случае вы не сможете освободиться от наэлектризованной материи, даже если захотите. И определенное количество тока, протекающего через сердце с частотой 50-60 Гц, нарушит обычную вибрацию вашего сердца, что приведет к смерти при остановке сердца.

Так что всегда остерегайтесь переменного тока 50-60 Гц.Другая причина, по которой переменное напряжение похоже на постоянный ток равного напряжения, заключается в том, что оно действует как емкость кожи и земли на теле человека. Из-за этого качества переменный ток может легко течь от кожи к земле, но постоянный ток более чем затруднен.

Если вы посмотрите на таблицу ниже, вы обнаружите, что текущий переменный ток более опасен. 150Мужчина весом в один фунт имеет постоянный ток 62 мА для обезболивающего шока, которого достаточно только 9 мА для переменного тока. Если частота 10 кГц, то она будет 55 мА.

Текущий ток составляет 99% от общего сопротивления тела в коже. Если сухое сопротивление человеческого тела составляет 100000 Ом, то внутри тела сопротивление составляет всего 300 Ом. Если ток протекает через тело из-за какого-либо повреждения кожи, его величина будет большой, и электрический шок будет опасным. Высокое напряжение переменного и постоянного тока вызывает разрушение кожи и чрезмерный ток, протекающий через тело, что опасно.

И одна вещь, которую вы все знаете, это то, что переменное напряжение / ток измеряются как среднеквадратичное значение.Но постоянный ток измеряется либо в пиковом, либо в максимальном значениях Bellum.

Мы знаем, V (пик) = 1,4142 * V (RMS). Поэтому, если человека шокируют напряжением 220 В постоянного тока, он будет поражен током 220 В. Но если человека шокируют напряжением 220 В переменного тока, он будет шокирован максимумом 1,4142 * 220 В = 311 В. А 311V определенно больше, чем 220. Вот почему здесь говорится, что переменный ток более опасен, чем постоянный ток.

Если вам нужна более интересная информация, как эта, пожалуйста, дайте мне знать в комментариях ниже.

Википедия

Нравится:

Нравится Загрузка .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *