Объяснить почему при касании пальцами руки выводов батареи: Вывод — батарея — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Что такое заземление? | Техника и Интернет

Что же представляет собой заземление? При повреждении изоляции электрического провода корпус электроприбора может оказаться под напряжением. Защитное заземление призвано защитить нас от поражения током в подобных случаях.

Допустим, нарушена изоляция одного из проводов электрической плиты. Электроплиты, стиральные машины, утюги и подобные электроприборы представляют повышенную опасность, т.к. контактируют с водой и имеют токопроводящий металлический корпус.

Итак, на корпусе плиты оказался электрический потенциал. При касании плиты вас совсем необязательно ударит током. Ведь «ударяет» именно ток — идущий через человека поток электронов. Само по себе наличие электрического потенциала не причинит вреда и даже, возможно, не будет ощущаться, если дело происходит в сухом помещении, а вы стоите на непроводящем полу.

Для возникновения тока необходимы разность электрических потенциалов. Если же вы коснетесь оказавшейся под напряжением плиты, стоя на металлическом или мокром полу, через вас пойдет электрический ток. То же самое произойдет, если одновременно коснуться плиты под напряжением и какой-либо токопроводящей конструкции (например, водопроводной трубы). Ведь труба связана с землей, потенциал которой принимается равным нулю — а значит, между трубой и корпусом возникает та самая разность потенциалов.

Так вот, заземление — это соединение металлического корпуса прибора (той же электроплиты) с землей. Точнее, с проводом, имеющим соединение с землей. Если такое соединение есть, оказавшийся на корпусе заряд (в том числе и заряд статического электричества) «стекает» на землю. При сильном повреждении изоляции происходит короткое замыкание: через заземляющий проводник течет большой ток, что должно вести к отключению автоматов и обесточиванию линии.

Как делается заземление на практике? Соединение должно быть именно с землей или ее аналогом — например, водоемом. Заземляющий проводник должен обладать небольшим сопротивлением и быть достаточно мощным, чтобы выдержать любую возможную на данном конкретном электрооборудовании нагрузку.

На практике (например, в частном доме) в землю забивают электроды — проводники электрического тока: например, трубы или арматуру длиной 2−3 метра. Электроды соединяют металлической полосой, от этой конструкции к соответствующей шине электрощита идет заземляющий провод. В городских домах заземление реализуется по различным схемам, но в конечном итоге суть одна: металлический корпус электроприбора соединяется отдельным проводом с землей через систему кабелей и шин.

Именно это важно знать потребителю.

Всякий, вскрывавший электроприборы (светильники, системные блоки, электроплиты), наверняка видел внутри них желто-зеленый провод, один конец которого винтом прикреплен к металлическому корпусу. Это и есть заземляющий провод. Иногда корпус присоединяется напрямую к контуру заземления (например, один конец медного провода привинчивается к корпусу прибора, второй — к металлической полосе, соединенной с забитой в грунт заземляющей арматурой).

Но в быту проводник от корпуса чаще соединяется с заземляющим контактом розетки. Видели розетки с пружинистыми «усиками» с двух сторон? Соответствующие им вилки имеют по бокам узкие металлические пластинки. Это и есть заземляющие контакты. Они специально расположены так, чтобы входить в контакт раньше, чем соединятся контакты фазы и нуля (штыри вилки и гнезда розетки). Этот контакт через одну из жил провода соединяется с заземляющей шиной электрощита. Разъем электроплиты имеет другую конструкцию, там заземление — просто один из штырей вилки. Но он длиннее остальных, а значит тоже входит в контакт первым.

При неисправности, если потенциал попадет на корпус, ток потечет через заземляющий провод. Установленное в щите устройство защитного отключения (УЗО) среагирует на утечку тока и отключит напряжение. Собственно, УЗО и предназначено для обнаружения утечек тока из цепи. Если прибор заземлен, утечка тока возникает сразу же, как только на корпусе оказался электрический потенциал: между корпусом и землей (всегда обладающей нулевым потенциалом) возникает ток, на который реагирует УЗО. Если корпус не заземлен, УЗО отключится, лишь когда вы коснетесь одновременно корпуса электроприбора и, например, водопроводной трубы и через вас пойдет ток. Но и в этом случае УЗО выполняет свою защитную функцию. Человек почувствует удар током, но скорее всего без серьезных последствий — ведь линия сразу обесточится.

Даже если УЗО нет, заземление защищает от поражения током. Ведь заземляющий проводник должен иметь очень малое сопротивление, и ток пойдет главным образом по нему, а не через тело человека, обладающее довольно высоким сопротивлением. Так что заземление — вещь необходимая, позволяющая избежать многих неприятностей. Кстати, даже наличие в квартире розеток с заземляющим контактом не означает, что они реально заземлены! Это бывает в старых домах, где заземления просто нет. Иногда делают защитное зануление: соединяют заземляющую клемму с рабочим нулем. По правилам это запрещено. Почему? Если в электрощите случайно спутают фазный и нулевой провода, вместо нуля заземляющая клемма окажется соединенной с фазой. Следовательно, фаза появится и на корпусе электроприбора.

Поэтому для стиральных и посудомоечных машин протягивают отдельный трехжильный (две питающих и одна заземляющая жилы) провод от электрощита. Иногда, хотя это и не вполне правильно, питание стиральной машины берут не от щита, а от розетки расположенной рядом электроплиты. Повторю: это неправильно, но к электроплите всегда подведено заземление и с этой точки зрения такое подключение безопаснее, чем просто включить стиральную машину в незаземленную розетку.

«Заземление» же на батарею или водопроводную трубу опасно не только для вас, но и для других жителей дома. Помните, заземляющим проводник называется потому, что он связан с землей и обладает очень малым собственным сопротивлением. Водопроводная труба далеко не всегда соответствует этим требованиям.

Да и не должна, она для этого не предназначена. Если же связь с землей плохая, под напряжением окажутся уже водопроводные трубы. То есть возникнет дополнительная опасность поражения током, защиты же такая имитация заземления не обеспечит.

Поэтому лучше один раз потратиться и, сделав нормальную электропроводку, обеспечить собственную безопасность на долгие годы.

Теги: полезные советы, электроприборы, электричество, домашнее хозяйство, безопасность, бытовая техника

Записки преподавателя: февраля 2013

Кинематика

1.1. Можно ли принять Землю за материальную точку при расчёте:

а) расстояния от Земли до Солнца;

б) пути, пройденного Землей по орбите вокруг Солнца за месяц;

в) длины экватора;

г) скорости движения точки экватора при суточном вращении Земли вокруг оси;

д) скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца?

 

1. 2. Указать, в каких из приведённых ниже примерах изучаемое тело можно принять за материальную точку:

а) вычисляют давление трактора на грунт;

б) определяют высоту поднятия метеорологической ракеты;

в) рассчитывают работу, совершённую при поднятии в горизонтальном положении плиты перекрытия известной массы на заданную высоту;

г) определяют объём стального шарика, пользуясь мерным цилиндром.

 

2.1. Движение материальной точки в данной системе отсчёта характеризуется уравнением: y=1+2t, x=2+t. Найти уравнение траектории. Построить траекторию на плоскости x0y. Указать положение точки при t=0, направление и скорость движения.

 

2.2. Начертите траекторию движения точки обода велосипедного колеса при равномерном и прямолинейном движении велосипедиста в системах отсчета, жёстко связанных: а) с вращающимся колесом; б) с рамой велосипеда; в) с Землёй.

3. Может ли человек, находясь на движущемся эскалаторе метро, быть в покое в системе отсчёта, связанной с Землёй?

3. 1. Скорость продольной подачи резца токарного станка 12 см/мин, а поперечной подачи 5 см/мин. Какова скорость резца в системе отсчёта, связанной с корпусом станка?

3.2. Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/с. Какова скорость ветра в системе отсчёта, связанной с велосипедистом?

4.1. Автомобиль проехал первую половину пути со скоростью v₁=10м/c, а вторую половину пути со скоростью v₂=15м/с. Найти среднюю скорость на всём пути. Доказать, что средняя скорость меньше среднего арифметического значения v₁ и v₂.

4.2. Скорость поезда за 20 с уменьшилась с 72 до 54 км/ч. Написать формулу зависимости скорости от времени и построить график этой зависимости.

5.1. Приблизительно оцените расстояние от вытянутой горизонтально руки до пола и вычислите время падения выпущенного из руки предмета и его скорость при ударе о пол.

5.2. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Написать уравнение зависимости x=x(t). Найти, через какой промежуток времени тело будет на высоте 15 м и 25 м.

6.1. Какое расстояние пройдёт велосипедист при 60 оборотах педалей, если диаметр колеса 70 см, ведущая зубчатка имеет 48 зубцов, а ведомая – 18 зубцов.

6.2. Детский заводной автомобиль, двигаясь равномерно, прошёл расстояние s за время t.

Найти частоту вращения, угловую скорость колёс и центростремительное ускорение точек на ободе колеса, если диаметр колеса равен d.

1.1.  Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному шоссе с выключенным двигателем?

1.2.  При колке дров в полене застрял топор. Как лучше ударить о твёрдую опору: вниз поленом или вниз обухом топора, чтобы расколоть полено?

2. В известных опытах О. Герике (1654 г.) с магдебургскими полушариями по изучению атмосферного давления, чтобы разнять два полушария, из которых был выкачан воздух, впрягали шестнадцать лошадей (по восемь к каждому полушарию). Можно ли было обойтись в таком опыте меньшим количеством лошадей?

2. 1. Сравнить силу давления штангиста на помост, когда он выжимает штангу с груди на вытянутые руки, с силой давления, когда он штангу держит неподвижно.

Считать, что сначала штанга движется ускоренно, затем некоторое время равномерно и, наконец, замедленно.

2.2. Что произойдёт с космонавтом при свободном полёте космического коробля, если он выпустит (без толчка) из рук массивный предмет? Если он бросит его?

3.1. Показать рассуждением, что жёсткость проволоки (или стержня), сделанной из данного материала, прямо пропорциональна площади сечения и обратно пропорциональна длине.

3.2. Почему крупные капли дождя падают с большей скоростью, чем мелкие?

4.1. Найти вес лётчика-космонавта массой 80 кг при старте с поверхности Земли вертикально вверх с ускорением 15 м/с₂.

5.1. Почему рулевое колесо автобуса имеет больший диаметр, чем легковой машины?

5.2. Чтобы удержать дверь открытой, иногда закладывают на полу камень или кирпич в щель у дверных петель. Почему это может привести к повреждению двери?

6.1. Два тела одинакового объёма – стального и свинцовое – движутся с одинаковыми скоростями. Сравнить импульсы этих тел?

6.2. Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найти изменение импульса при абсолютно неупругом и абсолютно упругом ударах.

7.1. Где больше скорость течения воды в реке: на плесе (широкое и достаточно глубокое место) или на перекате (узкое и мелкое место)?

7.2. Скорость течения воды в широкой части трубы 10 см/с. Какова скорость её течения в узкой части, диаметр которой в 4 раза меньше диаметра широкой части?

1.1. Зная число Авогадро N_A, плотность данного вещества r и его молярную массу М, вывести формулы для расчёта числа молекул в единице массы данного вещества, в единице объёма, в теле массой m, в теле объемом V.

1.2. Рассматривая под микроскопом каплю молока, можно увидеть на фоне бесцветной жидкости мелкие капельки масла, находящиеся во взвешенном состоянии. Чем объясняется их хаотическое движение?

1.3. Почему из осколков разбитого стакана невозможно собрать целый стакан, а хорошо отшлифованные мерительные плитки плотно прилипают друг к другу?

2. Почему аэростаты окрашивают в серебристый цвет?

2.1. Бак с жидкостью, над поверхностью которой находится воздух, герметически закрыт. Почему, если открыть кран, находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее её течение прекратиться? Что надо сделать, чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости?

2.2. Возьмём стакан и поместим его в горячую воду. Вытащив его из воды, опрокинем вверх дном на клеёнку стола, слегка придавив. Через несколько минут попробуем снять стакан с клеёнки. Почему это трудно будет сделать?

3.1. Чем отличаются друг от друга графики зависимости давления от абсолютной температуры для а) двух одинаковых масс идеального газа, нагреваемых изохорно в сосудах разного объёма; б) двух разных масс, нагреваемых изохорно в одинаковых по объёму сосудах?

3. 2. Современная техника позволяет создать вакуум до 0,1 нПа. Сколько молекул газа остаётся при таком вакууме в 1 см³ при температуре 300 К? (Решить двумя способами).

4.1. В сосуд, на дне которого была вода, накачали воздух. Когда открыли кран и сжатый воздух вырвался наружу, сосуд заполнился водяным туманом. Почему это произошло?

4.2. Какова внутренняя энергия одноатомного газа, занимающего при температуре Т объём V, если концентрация его молекул n?

5.1. В стакан с горячим чаем один раз опустили серебряную ложку, а в другой раз – алюминиевую такого же объёма. В каком случае понижение температуры в стакане окажется более значительным?

5.2. Два одинаковых стальных шарика упали с одной и той же высоты. Первый упал в вязкий грунт, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Который из шариков больше нагрелся?

6.1. Как по внешнему виду отличить в бане трубу с холодной водой от трубы с горячей?

6. 2. Чем объяснить появление зимой инея на оконных стёклах? С какой стороны стекла он появляется?

6.3. Если в комнате достаточно тепло и влажно, то при открывании зимой форточки образуются клубы тумана, которые в комнате опускаются, а на улице поднимаются. Объясните явление.

6.4. Почему в морозные дни над полыньей в реке образуется туман?

6.5. Что обладает большей внутренней энергией: вода при 373 К или такая же масса водяного пара при той же температуре?

6.6. Удельная теплота парообразования эфира значительно меньше удельной теплоты парообразования воды. Почему же смоченная эфиром рука ощущает более сильное охлаждение, чем при смачивании её водой?

7.1. Положим на поверхность воды спичку и коснёмся воды кусочком мыла по одну сторону вблизи спички. Что произойдёт? Объясните наблюдаемое явление.

7.2. Как изменяется высота капиллярного поднятия воды в почве с повышением температуры?

8.1. Что будет с кристаллом, если опустить его в ненасыщенный раствор? Если опустить его в пересыщенный?

8. 2. К проволоке был подвешен груз. Затем проволоку согнули пополам и подвесили тот же груз. Сравнить абсолютное и относительное удлинения проволоки в обоих случаях.

9.1. Как изменится внутренний диаметр отверстия металлической детали при нагревании?

9.2. Почему стальной болт легко ввинчивается в медную гайку, если они оба нагреты? Почему после остывания его трудно вывентить?

1.1. Шарик массой m, несущий заряд q, свободно падает в однородном электрическом поле напряжённостью Е, направленной параллельно поверхности земли. Каково движение шарика? Написать уравнение траектории у = у (х), направив ось х горизонтально полю, а ось у вертикально вниз. Начальная скорость шарика равна нулю.

1.2. В некоторых двух точках поля точечного заряда напряжённость отличается в 4 раза. Во сколько раз отличаются потенциалы поля в этих точках?

2.1. Три конденсатора ёмкостью 12 мкФ рассчитаны на напряжение 600 В. Какие ёмкости можно получить и каковы допустимые напряжения в каждом случае?

2. 2. В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора ёмкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и среднюю мощность, если продолжительность разрядки 2,4 мс.

3. Конденсатор ёмкостью 100 мкФ заряжается до напряжения 500 В за 0,5 с. Каково среднее значение силы зарядного тока?

3.1. Медный и алюминиевый проводники имеют одинаковые массы и сопротивления. Какой проводник длиннее и во сколько раз?

3.2. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 6 кОм?

4.1. На электрической плитке с открытой спиралью нагревается чайник. При кипении часть спирали залило водой. Как изменится накал незалитой части спирали?

4.2. Из-за испарения и распыления материала с поверхности нити накала лампы нить со временем становиться тоньше. Как это отражается на потребляемой мощности?

5.1. Доказать рассуждением, что соединения InAs (арсенид индия), в котором количества (в молях) индия и мышьяка одинаковы, будет обладать проводимостью типа собственной проводимости элементов четвёртой группы (Ge, Si). Какого типа будет проводимость при увеличении концентрации индия? Мышьяка?

5.2. Диаметр одного шара в два раза больше диаметра другого. Сравнить предельные заряды, которые можно сообщить шарам, и их потенциалы.

6.1. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.

6.2. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В=4мТл. Найти период Т обращения электрона.

7.1. Почему колебания стрелки компаса быстрее затухают, если корпус прибора латунный, и медленнее затухают, если корпус прибора пластмассовый?

7.2. Будет ли возникать индукционный ток в круговом витке, находящимся в однородном магнитном поле, если: а) перемещать виток поступательно; б) вращать виток вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости витка; в) вращать виток вокруг оси, лежащей в его плоскости?

8.1. Объяснить, почему при касании пальцами руки выводов батареи от карманного фонарика нет болевых ощущений, но если батарею подключить к электрическому звонку, то во время работы звонка появляется ощущение сильных болевых ударов тока.

8.2. Почему отключение от питающей сети мощных электродвигателей производят плавно и медленно при помощи реостата?

1.1. Справедливы ли законы отражения в случае падения света на лист тетрадной бумаги?

1.2. Как при помощи двух плоских зеркал можно проводить наблюдения из-за укрытия? Сделайте чертёж такого прибора (зеркального перископа).

2.1. Как изменяется размер изображения предмета в выпуклом зеркале по мере удаления предмета от зеркала?

2.2. Лампочка, устанавливаемая в автомобильной фаре, имеет две нити накала, питаемые независимо друг от друга. Нить накала, дающая так называемый «дальний свет», помещена в фокусе вогнутого зеркала, а нить накала, дающая «ближний свет», расположена ближе к зеркалу и немного ближе первой нити. Чем отличаются пучки «ближнего света» и «дальнего света»?

3.1. Почему, сидя у горящего костра, мы видим предметы, расположенные по другую сторону костра, колеблющимися?

3.2. Почему, измеряя угловую высоту небесного тела над горизонтом, мы находим её большей, чем она есть в действительности?

4. 1. В каких случаях угол падения равен углу преломления?

4.2. Может ли луч, пройдя сквозь пластинку с параллельными гранями, сместиться так, чтобы расстояние между ним и его первоначальным направлением было больше толщины пластинки?

5.1. Фокусное расстояние объектива фотоаппарата «Зенит» равно 5 см, а аппарата типа «мыльница» – 4 см. Какой из этих аппаратов даёт более крупное изображение объекта, фотографируемого с одного и того же расстояния?

5.2. Как отличить очки для дальнозорких от очков для близоруких? С чем это связано?

6.1. На белой бумаге наклеены красные буквы. Каким светом надо осветить бумагу, чтобы буквы перестали быть видимыми?

6.2. Какими будут казаться красные буквы, если их рассматривать через зелёное стекло?

1.1. К какому виду излучения (тепловому или люминесцентному) относиться свечение: а) раскалённой отливки металла; б) лампы дневного света; в) звёзд; г) некоторых глубоководных рыб?

1.2. Почему при уменьшении напряжения «световая отдача» ламп накаливания уменьшается и свечение приобретает красноватый оттенок?

2. 1. Какое свойство инфракрасных лучей используют при сушке – древесины, сена, овощей?

2.2. В парниках ставят обыкновенное стекло, а колбы ртутных медицинских ламп делают из кварцевого стекла. Почему?

3.1. Сравнить давления света, производимые на идеально белую и идеально чёрную поверхности при прочих равных условиях.

3.2. Как зарядить цинковую пластину, закреплённую на стержне электрометра, положительным зарядом, имея электрическую дугу, стеклянную палочку и лист бумаги? Палочкой прикасаться к пластине нельзя.

4.1. Каковы преимущества кобальтовой пушки перед рентгеновской установкой при обнаружении внутренних дефектов изделий?

4.2. Где больше длина пробега а-частицы: у поверхности земли или в верхних слоях атмосферы?

5.1. Изменяются ли массовое число, масса и порядковый номер элемента при испускании ядром гамма-кванта?

5.2. Как изменяются массовое число и номер элемента при выбрасывании из ядра протона? Нейтрона? Позитрона?

Автомобильный аккумулятор не может убить вас электрическим током – The Denver Post

Дорогие Том и Рэй: Я учусь в средней школе. На моем уроке физики учитель утверждал, что вас может ударить током, если вы прикоснетесь к клеммам аккумуляторной батареи автомобиля. Я рассмеялся и сказал, что знаю по опыту, что вы не можете умереть от автомобильного аккумулятора. Она сказала, что мне, должно быть, повезло. Меня это бесит, потому что все ей верят, потому что она учительница. Я спросил своего отца, и он сказал, что, может быть, ваше сердце затрепещет, если вы прикоснетесь обоими терминалами к груди, поливая себя водой. Кто прав?

– Дуэль

Том: Ты и твой папа правы. В то время как у автомобильного аккумулятора достаточно силы тока (электрической мощности), чтобы убить вас, ему не хватает напряжения (электрической силы, чтобы протолкнуть электроны через ваше тело). Твое тело просто не обладает достаточной проводимостью, чтобы его поджарило 12 вольт.

Рэй: Если бы вы были сделаны из металла, 12 вольт вывели бы ваши цепи из строя.

Том: Опасность от автомобильных аккумуляторов не столько в поражении электрическим током, сколько во взрыве. Например, если вы коснетесь обеих клемм металлическим ключом, вы можете создать искру, которая может воспламенить газообразный водород в аккумуляторе. Это может привести к разлету осколков батареи и кислоты.

Рэй: Вот почему лицо моего брата выглядит именно так.

Том: То, что вы видели в классе, это разница между теоретической физикой и прикладной физикой. Ваш учитель знает все о теории электричества.

Рэй: Твой отец, напротив, снял рубашку, положил голую грудь на пару клемм аккумуляторной батареи и натянул на себя шланг. Это прикладная физика — и, вероятно, самая веская причина избегать алкогольных напитков и студенческих братств.

Том: У нас с братом была аналогичная демонстрация много лет назад. Он только что снял свою первую квартиру, и я помогал ему красить стены. Поскольку день клонился к вечеру, стало темнеть. Но единственным источником света в комнате была лампочка на потолке, у которой оторвался один провод.

Рэй: Итак, у нас с братом есть дипломы Массачусетского технологического института. И мы оба прошли курсы электротехники. Но мы сидели там в течение часа, когда стемнело, не в силах решить, следует ли нам прикрепить провод, или это приведет к тому, что нас убьет током и дом сгорит.

Том: Итак, какой-то болван, который жил внизу, вошел и спросил: «Ребята, что вы делаете, сидя в темноте?» Он пододвинул стул, хлопнул пальцами по проводу, и лампочка загорелась.

Рэй: Теперь мы не говорим о том, что образование переоценено. Мы считаем, что если вы собираетесь стать инженером, хорошо иметь как теоретический, так и практический опыт.

Том: У тебя уже есть практические знания, Дуэлл. Теперь вам нужно изучить теорию, чтобы вы могли объяснить своей учительнице, почему она была неправа. А затем вы можете вернуться к использованию своих практических знаний с директором, чтобы попытаться освободиться из-под стражи.

Слушайте Car Guys в районе метро в 13:40 и 14:90 в 10:00 по субботам и в полдень по воскресеньям. Пишите в The Denver Post, 1560 Broadway, Denver, CO 80202.

электростатика. Если я коснусь плюсовой стороны высоковольтной батареи, меня ударит током?

спросил 1 год, 11 месяцев назад

Изменено 1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено 4к раз

$\begingroup$

Напряжение – это разность электрических потенциалов между двумя точками. Когда эти две точки соединены с помощью проводящего материала, течет ток. Все идет нормально?

Давайте подумаем о высоковольтной батарее (не знаю, например, 50В). Мое тело имеет некоторый электрический потенциал, который, я полагаю, ниже, чем электрический потенциал одного из полюсов батареи. Итак, если я коснусь только одного из этих полюсов, получу ли я удар током?

• электростатика
• электричество
• напряжение
• аккумуляторы
• биология

$\endgroup$

$\begingroup$

То есть, если я коснусь только одного из этих полюсов, меня ударит током?

№

Если два проводящих тела с разными потенциалами вступают в контакт, потечет ток, который попытается уравнять их потенциалы.

Поскольку вы касаетесь только одной клеммы аккумулятора, весь заряд, который может попасть в вас, приведет к тому, что ваш потенциал приблизится к потенциалу клеммы аккумулятора. (То есть никакая часть заряда не поступает обратно на другой вывод батареи.

Удивительно мало заряда, чтобы сравнять ваш потенциал с потенциалом клеммы аккумулятора. Таким образом, хотя очень небольшой заряд войдет в ваше тело или выйдет из него, этого недостаточно, чтобы вызвать у вас шок.

$\endgroup$

6

$\begingroup$

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Работа с электричеством и прикосновение к токоведущим частям может быть опасным и даже смертельным. Я не обученный электрик, просто физик, который знает, что обычно ток не течет, если нет полной цепи.

Диаграмма выше моделирует все, что нам нужно.

• Источник напряжения (переменного или постоянного тока) моделируется слева как идеальный источник напряжения $V$ с внутренним сопротивлением $R_{\text{int}}$. Положительные и отрицательные клеммы обозначены.
• Человек обозначен справа как резистор $R_{\text{человек}}$ с помеченными правой и левой рукой. Каждая рука может касаться соответствующего терминала, как смоделировано с помощью двух переключателей.
• Я отметил контрольную точку. Этой точкой может быть любая точка в пространстве, но обычно принято считать ее землей. Мы можем сделать это здесь. Между источником напряжения и человеком и землей есть конденсатор. Заряд этих конденсаторов, $Q=CV$, представляет собой паразитный заряд, накопленный либо источником напряжения, либо человеком. Напряжение на этих конденсаторах представляет собой интегрированное электрическое поле между любым источником напряжения и опорной точкой. То есть мы должны понимать, что статическое заряженное тело отличается в схемном смысле от электрически нейтрального тела в том смысле, что первое будет иметь линии электрического поля, идущие к контрольной точке, дающие телу напряжение относительно эталона. В задаче, как уточняется, эти заряды не указаны. Я считаю, что мы можем считать эти две емкости примерно равными в простейшей абстракции, поскольку два тела находятся близко друг к другу в пространстве.
• Соединение между левой рукой и минусовой клеммой более структурировано. Я включаю сюда паразитную емкость $C_{\text{беспорядок}}$ между человеком и отрицательным выводом. Я также включаю двойной диод Зенера, чтобы показать диэлектрический пробой воздуха. То есть, если напряжение между левой рукой и отрицательным выводом (напряжение на $C_{\text{беспризорном}}$) становится слишком большим, стабилитрон выходит из строя и проводит ток, несмотря на отсутствие физического соединения. Технически напряжение пробоя для этих диодов будет зависеть от расстояния между левой рукой и клеммой, при этом пробивное напряжение уменьшается по мере приближения руки.

Теперь мы можем проанализировать эту схему. Вспомним $C \propto \frac{1}{d}$, так как два объекта удаляются друг от друга, их взаимная емкость увеличивается.

• Во-первых, в самой наивной абстракции (которой может быть достаточно для объяснения большинства случаев) мы можем игнорировать все емкости и заменить их разомкнутыми цепями. Это эквивалентно $C\rightarrow 0$. Мы также будем игнорировать пробой диэлектрика. Мы можем даже игнорировать внутреннее сопротивление батареи, если хотим. В этом случае, когда правая рука касается положительной клеммы, ток не течет, потому что просто нет полной цепи. По словам Дэйва Джонса, резистор, представляющий человека, просто «трепещет на ветру». В этом случае буквально ничего не происходит, когда человек касается плюсовой клеммы.
• Теперь добавим обратно конденсаторы, но предположим, что оба тела электрически нейтральны. Это означает, что на конденсаторах нет напряжения до опорной точки, и мы можем пренебречь этой частью схемы. В этом случае, если правая рука касается клеммы + и мы находимся ниже пробоя диэлектрика, то полная цепь будет включать $V$, $R=R_{\text{in}} + R_{\text{человек}} $ и $C_{\text{бродячие}}$. Это простая схема $RC$ с постоянной времени $\tau = RC_{\text{stray}}$. Если цепь постоянного тока, то человек заряжается за время около $\tau$ до напряжения $Q$, так что все падение напряжения $V$ происходит на $C_{\text{беспорядок}}$. Если цепь переменного тока, то на $ R _ {\ text {человека}} $ будет переменное напряжение, определяемое (с использованием уравнения делителя напряжения) \начать{выравнивать} V \ frac {R _ {\ text {человек}}} {R + \ frac {1} {iC _ {\ text {бродячий}}}}. \end{выравнивание} Этим напряжением можно пренебречь, если паразитная емкость очень мала (объекты находятся далеко друг от друга), так что емкостное сопротивление преобладает над резистивным сопротивлением. Это напряжение увеличивается, если емкость больше (объекты расположены близко), так что резистивный импеданс преобладает.
• Теперь предположим, что тела имеют большой относительный заряд между собой. Это означает, что заряд двух конденсаторов до точки отсчета различается. В общем, это означает, что между двумя телами также существует разница напряжений. Предположим, левая рука приближается к отрицательной клемме. В конце концов, разность напряжений преодолеет напряжение пробоя диэлектрика двойной комбинации Зенера, и при прохождении тока через воздух возникнет искра, чтобы уравновесить напряжения на двух конденсаторах с контрольной точкой. После этого начального пробоя мы можем сказать, что тела уравновешивают заряд, и мы можем снова пренебречь опорной точкой / заземляющей частью цепи и действовать, как указано выше. Анализ почти такой же в случае с правой рукой и верхней клеммой, нужно просто включить больше компонентов схемы, которые не показаны выше.

Итак, чтобы ответить на вопрос OP, вы получите удар током, если коснетесь одной клеммы источника напряжения? Ответ оказывается сложным.

• Если по какой-то причине будет большой дисбаланс заряда, то да, вы получите шок. Это верно для прикосновения к любому заряженному предмету (или прикосновению к любому проводящему предмету, если вы сами заряжены).

Если объект и вы не платите? Тогда ситуация сложная и зависит, в частности, от величины $V$, сопротивлений и емкостей.

• Мне кажется, что при постоянном напряжении, которое вы встретите в повседневной жизни, переходная реконфигурация заряда от прикосновения к клемме не будет ощущаться человеческим прикосновением. Может быть большой ток, но он будет в течение очень короткого времени $\tau$, так что общий заряд и поток энергии и т.д. не будут значительными. Возможно, если бы вы работали с действительно высокими напряжениями, такими как 100 кВ, вы бы попали на опасную территорию даже из-за тока из-за этого перераспределения заряда из-за паразитной емкости между вами и отрицательной клеммой.
• Для переменного напряжения всегда будет некоторое напряжение на человеке, которое опять же зависит от величины различных компонентов. Я чувствую, что опыт @Ján Lalinský, описанный в одном из их комментариев в другом ответе, был связан с этим напряжением переменного тока, которое, опять же, возникает из-за паразитной емкости между левой рукой и отрицательной клеммой источника напряжения.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Нет, вас не ударит током один полюс батареи, даже если вы заземлены. Это связано с тем, что даже если ваше тело является проводящим и соединено (обычно с некоторым ненулевым сопротивлением) с землей, прикосновение только к одному полюсу вызовет только кратковременное, очень быстрое и очень небольшое перераспределение электрического заряда, чтобы получить полюс батареи в одном и том же месте. потенциал вашего тела и земли есть, и тогда ток прекращается. Этот ток короткий и малый, потому что емкость полюса батареи мала — достаточно очень небольшого переноса заряда, чтобы установить равновесное распределение потенциалов, при котором и полюс, и ваше тело имеют одинаковый потенциал.

Тот же анализ верен, если вы коснетесь только одной клеммы стандартного лабораторного источника постоянного напряжения 30 Вольт. Конечно, проверять это может быть опасно, если что-то в исходнике не так. Но здоровый, хорошо сконструированный источник напряжения не сможет протолкнуть в вас вредный ток, если вы коснетесь только одной клеммы, а другая хорошо изолирована.

С переменным током все немного по-другому. Вы можете получить удар током, прикоснувшись к одной из клемм источника переменного напряжения, в зависимости от его «силы». В некоторых особых случаях вы этого не сделаете, например, при касании только одной клеммы вторичной обмотки (сторона низкого напряжения) небольшого трансформатора 50/60 Гц, но в целом не полагайтесь на это. Общее правило таково: AC будет бить вас током и может вас убить. Это связано с тем, что с переменным током большинство источников являются сильными, а с переменным током нет статического равновесия, поэтому потенциал того, к чему вы прикасаетесь, вероятно, будет колебаться во времени с опасной амплитудой.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

На мой взгляд, многие из этих ответов слишком сложны (я EE).

Является ли отрицательным, если аккумулятор подключен к земле или к металлическому каркасу, как в автомобиле? Негатив ни к чему не привязан? Если это так, то прикосновение к положительной клемме не поразит вас током, даже если вы касаетесь заземляющего слоя. Нет пути тока к нейтрали аккумулятора.

Если существует КАКАЯ-ЛИБО вероятность прохождения тока обратно к отрицательной клемме аккумулятора, вас может ударить током. То же самое для АС. Там все немного сложнее из-за разделения нейтрали/земли, которое обычно подключается на вашей сервисной панели, но концепция точно такая же.

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Вы можете рассматривать клеммы как источник давления для протекания тока. Если этого давления недостаточно (а батарея может обеспечить стабильную подачу электронов), в вашей коже не будет производиться значительный поток электронов, поскольку сопротивление кожи находится в диапазоне от 1 во влажном состоянии до 100 (кОм). когда сухо. Таким образом, кожа защищает вас от электронов, протекающих внутри вашего тела, потому что сопротивление вашего внутреннего тела составляет около 500 (Ом).
Если напряжение полюса повысится, давление возрастет, и ток, производимый в коже, будет выше. Хотя ток короткий. Он остановится, когда напряжение на вашей коже будет таким же, как и на полюсе, к которому вы прикасаетесь. Ток 10 (мА) вызовет заметный шок, но эффект исчезнет, ​​если ток протекал. Вот почему это называется шоком. Как только вы установили контакт, никакого дальнейшего ущерба нанесено не будет.
Электроны вталкиваются (или вытягиваются, на другом терминале) в вашу кожу, после чего кожа поляризуется, чтобы остановить приток электронов.
Если бы источник питания переменного тока 220 (В) в наших домах был источником постоянного тока, эффект был бы совсем другим, если бы вы коснулись провода источника питания. Вы почувствуете мгновенный поток электричества. Настоящий шок. Если вы прикоснетесь к проводу на 220 В переменного тока, ток будет идти туда-сюда, индуцируя переменный ток в вашем теле. Когда вы держите контакт с проводом, «удар» будет непрерывным. Это не останавливается.
Таким образом, прикосновение к источнику переменного тока с напряжением 220 (В) намного опаснее, чем прикосновение к полюсу батареи, обеспечивающей напряжение 220 В. Там будет течь небольшой начальный ток, который уменьшается до нуля. Он не течет непрерывно, потому что ваше тело развивается и поляризуется, и это останавливает поток. Ток, индуцированный источником переменного тока, будет непрерывно течь туда и сюда (поляризация вашего тела следует за ним, поэтому он не может остановить протекание тока), что может обжечь кожу или остановить ваше сердце, в зависимости от того, где контактирует провод. твое тело.
Обожженная кожа уменьшит свое сопротивление, тем самым увеличив ток внутри вашего тела. Вот почему для электрического стула не используются батарейки. Это могло бы сделать работу, но тогда батарея должна обеспечить очень высокое напряжение. Шок будет действительно шоком, в отличие от непрерывного удара током человека, которого бьют током.