Опасный ток для человека. Величина, виды воздействий

В быту и на производстве мы сталкиваемся с различными электроприборами, электроустановками. Соблюдая правила электробезопасности и обладая знаниями в данной сфере можно уменьшить вероятность попадания под опасное воздействие электрического тока и напряжения.

В данном вопросе объединяются знания инженерного и медицинского характера, применение которых в комплексе, увеличит результат по снижению уровня электротравм дома и на производстве.

Действие электрического тока на организм человека

Ток, в отличие от других опасных сред, не обладает цветом, запахом, невидим.

Электрический ток оказывает следующие виды воздействия на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое. Рассмотрим каждое из этих воздействий более подробно.

Термическое воздействие заключается в ожогах участков тела, нагреве сосудов и нервных окончаний. Этот вид действия называют еще тепловым.

Потому что тепловая энергия, полученная из электрической образует ожоги.

Электролитическое воздействие приводит к разложению крови и других жидкостей в организме посредством процесса электролиза, что вызывает нарушения в физико-химическом составе этих жидкостей. Суть повреждений сводится к молекулярному уровню – загустевание крови, изменение заряда белков, паро- и газообразование в организме.

Биологическое воздействие электротока на организм сопровождается раздражением и возбуждением органов. Это вызывает судороги, сокращения.

В случае с сердцем и легкими это воздействие может привести к летальному исходу по причине прекращения деятельности органов дыхания и сердца.

Биологическое воздействие вызывает механические повреждения органов, суставов человека. Также механические повреждения может вызвать падение человека с высоты из-за воздействия электрического тока.

Опасная, безопасная и смертельная сила тока для человека

Нельзя считать какую-либо величину тока безопасной для человека. Существует лишь более и менее опасная величина электротока. Каждый человек имеет внутреннее сопротивление, на величину которого влияет множество факторов (толщина кожи, влажность помещения и тела человека, путь протекания тока).

Самым опасным путем протекания тока является направление нога-голова, рука-голова, так как при этом путь идет через сердце, мозг, органы дыхания. А большая величина тока может вызвать остановку сердца и остановку дыхания. Именно эти причины являются наиболее вероятными причинами летальных исходов при протекании электротока.

Считается, что постоянный ток более безопасный, чем переменный в сетях до 500В. При напряжении выше 500 вольт опасность постоянного тока возрастает.

Частота сети влияет на степень тяжести электротравмы. Промышленная частота в 50 Гц является более опасной, чем частота в 500Гц. При высокой частоте наблюдается так называемый «скин-эффект», когда ток проходит не по всему проводнику, а лишь по его поверхности. А значит, внутренние органы напрямую не затрагиваются.

Также на степень опасности воздействия тока на человека влияет продолжительность нахождения человека под воздействием тока. Здесь зависимость линейная – чем дольше, тем больше разрушений и неблагоприятных последствий.

Приведем пороговые значения переменного и постоянного тока и возможные реакции организма на эти воздействия:

Проходя через человеческое тело, ток может создавать электрические травмы или электрические удары.

Электрический удар подразумевает, что ток возбуждает ткани организма, что вызывает их сокращение и судороги. Существует 4 группы электроударов: судороги, судороги с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца, клиническая смерть.

При электрической травме ток наносит прямые повреждения тканям и органам человека. Это могут быть электрические ожоги, металлизация кожи, электрические метки и механические повреждения.

Электрические ожоги бывают токовыми и дуговыми. Действие токового ожога связано с прохождением тока через тело человека. Дуговой ожог возникает между человеком и проводником электротока высокого напряжения, вследствие возникновения дуги между ними. Температура дуги может достигать тысяч градусов по Цельсию. Такой ожог гораздо опаснее и может плюс ко всему сопровождаться возгоранием одежды пострадавшего.

Металлизация кожи происходит, когда под действием тока в кожу попадают частицы металла, при этом проводимость кожи увеличивается, что повышает травмоопасность.

Электрические метки – это места, через которые ток входит и выходит из тела человека. Наиболее часто встречаются на ногах и руках.

В любом случае следует стараться избегать касания токоведущих частей проводящими предметами (ловить рыбу под ЛЭП, нести стремянку вблизи шин напряжения), не использовать провода и кабели с ослабленной изоляцией, соблюдать правила безопасности при нахождении и работе в электроустановках. Берегите здоровье себя и своих родных.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

211.4.Какой электрический ток опаснее для человека: постоянный или переменный?

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,  

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете  функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь  вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии  все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз. 

Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы,  попадете на главную страницу.
«Главная» —  отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» —  выпадет список разделов, нажав на один из них,  попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка «Билеты», нажимая — разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» — нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

 

 

 

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

• Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
• Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
• Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. 🙂
• Последняя кнопка с изображением книги ( доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» — для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.

На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.

Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.
Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.

С уважением команда Тестсмарт.

Сила тока, смертельная для человека

    Смертельным для человека является ток силой 0,1 а и выше. Ток силой 0,05—0,10 а очень опасен, при воздействии на человека вызывает обморочное состояние уже нри силе тока 0,03 а человек не может отор- [c.339]

    В связи с этим в ряде случаев даже ток осветительной сети может оказаться смертельным для человека, так как сила тока при прохождении через тело человека может достигнуть (согласно закону Ома) 

[c.137]

    Переменный ток оказывает более сильное действие, чем постоянный. Применяемый в промышленности переменный ТОК средней частоты представляет для человека определенную опасность уже при силе тока 0,01 А, а поражение током силой 0,1 А и более приводит к смертельному исходу. [c.202]

    В сухих помещениях опасным для человека считается напряжение выше 36 В. Смертельной является сила тока 0,1 А, а ток 0,05 А вызывает судорожное сокращение мышц, не позволяющее человеку оторваться от источника поражающего напряжения. [c.103]

    Действие статического электричества на человека смертельной опасности не представляет, поскольку сила тока составляет небольшую величину. Искровый разряд статического электричества человек ощущает как тол- [c.104]

    Опасным для человека является переменный ток промышленной частоты более 15 мА, при котором человек не может самостоятельно освободиться от источника тока. Ток в 50 мА вызывает тяжелое поражение, а ток в 100 мА, воздействующий более 1—2 с, является смертельно опасным. При поражении человека постоянным током опасной считается сила тока 20—25 мА, так как пострадавший не может самостоятельно освободиться от источника тока. [c.34]

    Ток такой силы для человека является смертельно опасным. [c.14]

    Действие статического электричества на человека смертельной опасности не представляет, поскольку сила тока невелика. Искровой разряд статического электричества человек ощущает как толчок или судорогу. При внезапном уколе возможен испуг и вследствие рефлекторных движений человек может сделать непроизвольно движения, приводящие к падению с высоты, попаданию в неогражденные части машин и др. Имеются также сведения, что длительное воздействие статического электричества неблагоприятно отражается на здоровье работающего, на его психофизиологическом состоянии. Вредно влияет на состояние человека также электрическое поле, возникающее при статической электризации [c.192]

    Согласно закону Ома, при расчетном сопротивлении тела человека 1000 Ом и напряжении осветительной сети 220 В сила тока составит 220 мА, т. е. при такой силе тока возможен смертельный исход. [c.41]

    Наиболее опасным является переменный ток низкой частоты (в том числе частотой 50 Гц). При силе переменного тока до 0,015 А опасности для человека нет, но уже при силе более 0,015 А возможны тяжелые последствия. За величину отпускающей силы тока принята величина 0,01 А, токи силой 0,09—0,1 А и выше являются смертельными. [c.77]

    Степень тяжести поражения определяется величиной тока, протекающего через тело человека. Ток силой 0,05 а является уже опасным, а ток силой 0,1 а — смертельным. [c.34]

    Ток такой силы смертельно опасен для человека. [c.16]

    Сила электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, определяющим исход поражения. Человек ощущает действие переменного тока промышленной частоты при его величине около 1 мА. При такой силе тока появляется раздражение чувствительных нервных окончаний в местах прикосновения к токоведущей части. При силе тока 8—10 мА раздражение распространяется более глубоко, но человек может самостоятельно освободиться от действия тока при силе тока 10—15 мА возникает локальная судорога и человек не может разжать пальцы руки, в которой зажата токоведущая часть. При силе тока 25—50 мА и частоте 50 Гц, помимо судорожного сокращения мышц конечностей, возникают судороги дыхательных мышц, в результате которы может наступить смерть от удушья. Сила тока 100 мА и более считается смертельной. При такой силе тока и частоте 50—60 Гц происходит беспорядочное сокращение сердечных мышц (фибрилляция сердца). Кратковременное (до 1—2 с) действие больших токов (более 5 А) не вызывает фибрилляции сердца. При такой силе тока сердечная мышца резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать. [c.11]

    Следует всегда помнить, что действие электрического тока на человеческий организм зависит от многих факторов. Большое значение при этом имеет частота тока, время прохождения его через тело человека, величина участка пораженного тела, а также состояние организма человека. В настоящее время установлено, что прохождение электрического тока силой более 100 мА через тело человека, как правило, приводит к смертельному исходу. Ток силой 50—100 мА вызывает потерю сознания, а менее 50 мА — сокращение мышц, так что иногда пострадавший не в состоянии разжать руки и освободиться от токонесущих поверхностей самостоятельно. [c.9]

    Электрический ток силой более 0,1 а при напряжении до 1000 в представляет, как правило, смертельную опасность для человека. Если человеку в этом случае не оказать немедленную помощь, то спустя 6—8 мин его уже нельзя будет спасти. При поражении электрическим током нарушается деятельность жизненно важных центров и органов человека центральной нервной системы, сердечнососудистой системы и дыхания. [c.286]

    Электрический ток, проходя через тело человека, может вызвать тяжелые травмы, а иногда и смерть. Степень поражения электрическим током определяется его силой, характером пути прохождения тока через тело человека, длительностью его прохождения, его частотой и индивидуальными свойствами человека. Наиболее опасен ток промышленной частоты. Токи высокой частоты не вызывают электрического шока, но при длительном прохождении могут привести к чрезмерному нагреванию илн ожогу отдельных частей тела. При силе тока промышленной частоты 0,05 А, проходящего через человека, возможен смертельный исход, а при силе тока 0,1 Л и более неизбежен смертельный исход. Наиболее опасные поражения возникают при прохождении тока через сердце и мозг. [c.461]

    Электрофоретическое оборудование обычно работает во влажной атмосфере, причем величины напряжения и силы тока, как правило, превышают безопасные пределы. Неправильное обращение с приборами уже привело к нескольким несчастным случаям со смертельным исходом. Омическое сопротивление человеческого тела, обычно составляющее 10 —10″ Ом, существенно зависит от физиологического состояния человека и влажности кожи. Для человека опасен даже ток силой 10 мА, так как при поражении током пострадавший обычно не может сам отсоединиться от проводника. Ток силой более 25 мА вызывает серьезные повреждения в организме —остановку сердца, паралич дыхательных мышц, ожоги и т. д., которые могут привести к смерти. Учитывая, что сопротивление тела 10 Ом, напряжение всего лишь в 100 В способно привести к несчастному случаю в результате уменьшения сопротивления вследствие шока, сопровождающегося потоотделением и (или) повреждением кожи, опасно даже меньшее напряжение. Таким образом, приборы для электрофореза и изоэлектрического фокусирования, являющиеся источниками электрического тока, могут представлять опасность для жизни. Если источники питания стабилизованы, то опасность возрастает, так как напряжение во время разъединения проводов или разрыва проводящих соединений в электрофоретической камере увеличивается. При работе на приборе для дискретного электрофореза в полиакриламидном геле, который обычно снабжен стабилизованным источником питания, риск часто недооценивают. [c.327]

    Опасным для организма человека является ток силой более 15 мА, при котором трудно самостоятельно оторваться от электродов, и смертельным — 100 мА и более.  [c.206]

    Высокое напряжение. Наибольшую опасность представляют искровые генераторы, дающие на выходе напряжение до 20 кв при довольно большой мощности. Разряд конденсаторов колебательного контура, заряженных до этого напряжения, через человека может привести к смертельному исходу. Генераторы, выпускаемые промышленностью (например, вся серия генераторов ИГ), снабжены целым рядом защитных устройств дверцы шкафа, в котором расположены все приборы, имеют блокировку, отключающую питание при открывании шкафа вывод сделан специальным высоковольтным кабелем, корпус снабжен клеммой для заземления. При работе следует строго соблюдать правила обращения, предусмотренные инструкцией, в частности не включать генератор, не присоединенный к хорошему заземлению. Ни в коем случае нельзя для заземления пользоваться трубами водопроводной и отопительной систем. Если лаборатория не оборудована специальными заземленными шинами, то заземление нужно сделать, руководствуясь разработанными для этого правилами техники безопасности при работе с высоким напряжением. Этими же правилами следует руководствоваться при проектировании и эксплуатации нестандартных высоковольтных генераторов, монтируемых для тех или иных задач силами лаборатории. Применение ограждений из заземленных металлических сеток, специального высоковольтного кабеля, устройство блокировок, отключающих питающее напрян и разряжающих конденсаторы,— все эти меры должны неукоснительно соблюдаться. Меньшую опасность представляют источники высокочастотного напряжения для питания газоразрядных трубок, несмотря на то что напряжение соответствующих генераторов достигает 3—5 кв. Замыкание такого генератора через тело обычно никаких вредных последствий, кроме легкого кожного ожога, не дает. Это объясняется скин-эффектом — распространением высокочастотного тока только в тонком поверхностном слое проводника. Наоборот, источники постоянного тока напряжением около 1000 б, применяемые, например, для питания трубок с полым катодом, представляют довольно значительную опасность. Правда, мощность этих источников обычно невелика, что снижает их опасность, если в высоковольтную цепь не включены конденсаторы большой емкости.  [c.50]

    В трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью (рис. 1,в) сила тока, проходящего через человека, определяется фазным напряжением, сопротивлением тела человека и сопротивлением заземления нейтрали / о-Так как чел больше Яо, в этом случае опасность поражения человека электрическим током увеличивается по сравнению с опасностью в предыдущем случае. Однако при однофазном прикосновении, когда другая фаза замыкается на землю (аварийный режим), человек оказывается под полным линейным напряжением, и сила тока может оказаться смертельной. [c.44]

    Степень опасности от электрического удара зависит от силы тока, протекающего через тело человека. Сила тока в свою очередь зависит от величины приложенного напряжения и от сопротивления человеческого тела, на которое сильно влияет загрязненность и влажность кожи. Сопротивление человеческого тела колеблется от нескольких дe яtкoв тысяч до нескольких сотен омов. Поэтому при неблагоприятном случае напряжение в несколько десятков вольт может оказаться опасным. На одном из магниевых заводов был случай со смертельным исходом от напряжения 60 в. Имеет значение продолжительность воздействия тока на организм человека, частота переменного тока и индивидуальные особенности организма. [c.232]

    Можно ли считать, что протекание тока силой ме нее 6 мА через организм человека вполне безопасно Ни в коем случае Пороговые значения неотпускающе го тока определяются экспериментально — при этом испытуемый держит электрод в руке На практике элек трическая цепь далеко не всегда возникает по схеме ладонь—ладонь или ладонь—ноги Вполне вероятны и в действительности происходят поражения при ко topыx ток проходит через тыльную часть руки, пред плечье или голень В то же время на теле человека, в том числе на тыльной части рук, имеются чувствитель ные к току (активные) места Образование электриче ских цепей с участием этих уязвимых мест, приводит к тяжелым поражениям и смерти даже при очень ма лых токах Важно что смерть наступает и в тех слу чаях когда путь тока не лежит через жизненно важные органы — сердце, легкие мозг Зарегистрированы по ражения со смертельным исходом при напряжении 220 В и ниже, когда с токоведущими частями сопри касалась только одна рука и путь тока проходил от тыльной стороны руки к ладойи или даже с одной сто роны пальца на другую [32] [c. 99]

---

Какой электрический ток опаснее для человека: переменный или постоянный

В этой статье вы узнаете, какой электрический ток опаснее для человека: переменный или постоянный. Мы решили сразу сказать, что полный ответ можно дать только в том случае, если известны дополнительные параметры.

Какой электрический ток опаснее для человека

Сначала мы объясним, в чем отличие переменного тока от постоянного. Основным отличием считается то, что в переменном токе заряженные частицы проходят хаотично. В постоянном токе они имеют прямое направление. Ниже мы поместили специальный график, на котором вы сможете увидеть оба варианта. Также мы представили вашему вниманию подробное описание, которое поможет разобраться с отличиями более детально.

На графике вы сможете увидеть, какой электрический ток опаснее для человека. Постоянный ток чаще всего будет протекать в светильниках. Переменный ток может протекать в розетках или распределительных коробках. Именно поэтому опасность переменного тока считается более актуальной. Для защиты от переменного и постоянного тока необходимо выполнить контур заземления.

Опасные значения тока для человека

Опасность электротока для жизни человека зависит от того какое напряжение и частота колебаний протекает в электрической цепи. Чтобы ответить на вопрос, какой ток более опасен, необходимо рассмотреть их значения:

1. Частота колебаний. В бытовой электрической цепи частота может составлять 50 Гц. Если переменный ток имеет частоту от 10 до 500 Гц, тогда он одинаково опасен для человека. В диапазоне от 500 до 1000 Гц опасность тока может значительно возрасти. Переменный электрический ток, который имеет частоту колебаний выше 1000 Гц, менее опасен для жизни. Постоянный электрический ток считается в три раза безопасней переменного.
2. Напряжение. Если напряжение в сети будет превышать 400 Вольт, тогда переменный электрический ток опаснее постоянного. В диапазоне от 400 до 600 Вольт опасность будет практически одинаковой. Если напряжение в вашей электрической сети превышает 500 Вольт, тогда постоянный ток будет более опасным чем переменный.

Также вам необходимо обратить свое внимание на такой показатель, как сила тока. Этот параметр можно считать безопасным, если при переменном токе показатели не превышают 10 мА. При постоянном токе параметр не должен превышать 50 мА. Если сравнить опасность по Амперам, тогда можно сказать что переменный будет опаснее для человека, нежели постоянный. Если вам интересно, тогда можете прочесть почему в ванной бьет током.

Мы заканчиваем нашу статью и напоследок хотим сказать, что теперь вы знаете какая разница между переменным и постоянным током. Именно поэтому вам одинаково ответственно необходимо подходить к выполнению элетромонтажных работ. Для бытовых условий можно с уверенностью ответить на вопрос, какой электрический ток опаснее для человека. Если постоянный ток используется в освещении, тогда он практически неопасный, как переменный.

Рекомендуем прочесть: как сделать заземление автомобиля.

Самые лучшие посты

Какой электрический ток опаснее переменный или постоянный — MOREREMONTA

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?

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Какой ток опаснее: постоянный или переменный? И почему?

Если вы работаете с электронными и электрическими устройствами, то вы, вероятно, знакомы с переменным током (AC) и постоянным током (DC) и понимаете различия между ними. Но, к сожалению, не все знают их влияние на тело человека и то, какой из них является более опасным.

Конечно, любой ток в большом количестве или выше определенного порогового значения опасен для человека. Помимо величины тока степень влияния также зависит во многом от продолжительности его действия, пути прохождения через тело человека, приложенного напряжения, а также полного сопротивления самого тела человека.

Но все же при прочих равных переменный ток опаснее постоянного тока. И на это есть ряд причин.

Во-первых, для того, чтобы оба тока имели тот же эффект на организм человека, сила постоянного тока должна быть в 2-4 раза больше силы переменного тока. То есть для поражения тела в той же степени, что и при приложении переменного тока, необходимо приложить больше постоянного тока. Это объясняется тем, что влияние токов на организм является прямым следствием их раздражительного воздействия. Так, переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы и стимулирует мышцы и сердце.

Во-вторых, когда наступает смерть от поражения электрическим током, это происходит, как правило, из-за фибрилляции желудочков. Риск такого повреждения, как следует из предыдущего абзаца, значительно при действии переменного тока.

В-третьих, сопротивление человеческого тела выше для постоянного тока, с увеличением частоты оно только уменьшается. Таким образом, сетевой переменный ток с частотой 50 Гц, опаснее постоянного тока, поскольку частота постоянного тока без учета помех равна 0 Гц.

В-четвертых, легче освободиться от контакта с постоянным током, чем с переменным. Это противоречит распространенному мнению, гласящему о том, что поскольку чередующиеся циклы переменного тока проходят через нуль, то у человека есть некоторые моменты времени, чтобы отпустить проводник с переменным током, а поскольку постоянный ток течет непрерывно, то у человека нет таких спасительных моментов. Но, к сожалению, частота переменного тока слишком велика для этого даже у сетевого тока 50 Гц. К тому же были проведены эксперименты, доказавшие, что это мнение ошибочно. При этом, не вдаваясь во все подробности фактического эксперимента, вывод заключался в том, что испытуемым было легче освободить электрод, когда по нему проходил постоянный, а не переменный ток.

Таким образом, по приведенным выше причинам переменный ток является более опасным, чем постоянный ток. Но несмотря на это, любые контакты с проводниками, через который проходит ток не важно какой природы, необходимо избегать. Во время работы с электронными и электрическими приборами соблюдайте технику безопасности и пользуйтесь индивидуальными средствами защиты.

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.

Что такое постоянный и переменный ток определение. Переменный ток и постоянный ток: отличие

Содержание:

Не первое десятилетие продолжаются споры, какой же вид тока опаснее — переменный или постоянный. Одни утверждают, что именно выправленное напряжение несет большую угрозу, другие искренне убеждены, что синусоида переменного тока, совпав по амплитуде с биением человеческого сердца, останавливает его. Но, как всегда бывает в жизни, сколько людей — столько и мнений. А потому, стоит взглянуть на этот вопрос чисто с научной точки зрения. Но сделать это стоит языком, понятным даже для чайников, т.к. не у каждого имеется электротехническое образование. При этом, наверняка любому хочется узнать происхождение постоянного и переменного тока.

С чего же стоит начать? Да, наверное, с определений — что же такое электричество, почему его называют переменным либо постоянным, какой из этих видов опаснее и почему.

Большинству известно, что постоянный ток можно получить от различных блоков или элементов питания, а переменный поступает в квартиры и помещения посредством электросети и благодаря ему работают бытовые электроприборы и освещение. Но мало кто задумывался, почему одно напряжение позволяет получить другое и для чего это нужно.

Имеет смысл ответить на все возникшие вопросы.

Что такое электрический ток?

Электрическим током называют постоянную или переменную величину, которая возникает на основе направленного или упорядоченного движения, создаваемого заряженными частицами — в металлах это электроны, в электролите — ионы, а в газе — и те, и другие. Иными словами, говорят, что электрический ток «течет» по проводам.

Некоторые ошибочно полагают, что каждый заряженный электрон двигается по проводнику от источника до потребителя. Это не так. Он лишь передает заряд на соседние электроны, сам оставаясь на месте. Т.е. его движение хаотично, но микроскопично. Ну а уже сам заряд, двигаясь по проводнику, достигает потребителя.

Электрический ток имеет такие параметры измерения, как: напряжение, т.е. его величина, измеряющаяся в вольтах (В) и сила тока, которая измеряется в амперах (А). Что очень важно, при трансформации, т.е. уменьшении или увеличении при помощи специальных устройств, одна величина воздействует на другую обратно пропорционально. Это значит, что уменьшив напряжение посредством обычного трансформатора, добиваются увеличения силы тока и наоборот.

Ток постоянный и переменный

Первое, что следует понять — это разницу между постоянным и переменным током. Дело в том, что переменный ток не только проще получить, хотя это тоже немаловажно. Его характеристики позволяют передачу на любые расстояния по проводникам с наименьшими потерями, особенно при более высоком напряжении и меньшей его силе. Именно поэтому линии электропередач между городами являются высоковольтными. А уже в населенных пунктах ток трансформируется в более низкое напряжение.

А вот постоянный ток очень просто получить из переменного, для чего используют разнонаправленные диоды (т.н. диодный мост). Дело в том, что переменный ток (АС), вернее частота его колебаний, представляет собой синусоиду, которая, проходя через выпрямитель, теряет часть колебаний. Тем самым на выходе получается постоянное напряжение (АС), не имеющее частоты.

Имеет смысл конкретизировать, чем же, все-таки, они отличаются.

Различия токов

Конечно же, главным различием переменного и постоянного тока является возможность переправки DC на большое расстояние. При этом, если таким же путем переправить постоянный ток, его просто не останется. По причине разности потенциалов он израсходуется. Так же стоит отметить то, что преобразовать в переменный очень сложно, в то время как в обратном порядке подобное действие вполне легко выполнимо.

Намного экономичнее преобразование электричества в механическую энергию именно при помощи двигателей, работающих от АС, хотя и имеются области, в которых возможно применение механизмов только прямого тока.

Ну и последнее по очереди, но не по смыслу — все-таки переменный ток безопаснее для людей. Именно по этой причине все приборы, используемые в быту и работающие от DC, являются слаботочными. А вот совсем отказаться от применения более опасного в пользу другого никак не получится именно по указанным выше причинам.

Все изложенное приводит к обобщенному ответу на вопрос, чем отличается переменный ток от постоянного — это характеристики, которые и влияют на выбор того или иного источника питания в определенной сфере.

Передача тока на большие расстояния

У некоторых людей возникает вопрос, на который выше был дан поверхностный ответ: почему по линиям электропередач (ЛЭП) приходит очень высокое напряжение? Если не знать всех тонкостей электротехники, то можно согласиться с этим вопросом. Действительно, ведь если бы по ЛЭП приходило напряжение в 380 В, то не пришлось бы устанавливать дорогостоящие трансформаторные подстанции. Да и на их обслуживание тратиться не пришлось бы, разве не так? Оказывается, что нет.

Дело в том, что сечение проводника, по которому протекает электричество, зависит только от силы тока и от его потребляемой мощности и совершенно в стороне от этого остается напряжение. А это значит, что при силе тока в 2 А и напряжении в 25 000 В можно использовать тот же провод, как и для 220 В с теми же 2 А. Так что же из этого следует?

Здесь необходимо вернуться к закону обратной пропорциональности — при трансформации тока, т.е. увеличении напряжения, уменьшается сила тока и наоборот. Таким образом, высоковольтный ток отправляется к трансформаторной подстанции по более тонким проводам, что обеспечивает и меньшие потери при передаче.

Особенности передачи

Как раз в потерях и состоит ответ на вопрос, почему невозможно передать постоянный ток на большие расстояния. Если рассмотреть DC под этим углом, то именно по этой причине через небольшой отрезок расстояния электроэнергии в проводнике не останется. Но главное здесь не энергопотери, а их непосредственная причина, которая заключается, опять же, в одной из характеристик AC и DC.

Дело в том, что частота переменного тока в электрических сетях общего пользования в России — 50 Гц (герц). Это означает амплитуду колебания заряда между положительным и отрицательным, равную 50 изменений в секунду. Говоря простым языком, каждую 1/50 с. заряд меняет свою полярность, в этом и заключается отличие постоянного тока — в нем колебания практически либо совершенно отсутствуют. Именно по этой причине DC расходуется сам по себе, протекая через длинный проводник. Кстати, частота колебаний, к примеру, в США отличается от российской и составляет 60 Гц.

Генерирование

Очень интересен вопрос и о том, как же генерируется постоянный и переменный ток. Конечно, вырабатывать можно как один, так и другой, но здесь встает проблема размеров и затрат. Дело в том, что если для примера взять обычный автомобиль, ведь куда проще было бы поставить на него генератор постоянного тока, исключив из схемы диодный мост. Но тут появляется загвоздка.

Если убрать из автомобильного генератора выпрямитель, вроде бы должен уменьшиться и объем, но этого не произойдет. А причина тому — габариты генератора постоянного тока. К тому же и стоимость при этом существенно увеличится, потому и применяются переменные генераторы.

Вот и получается, что генерировать DC намного менее выгодно, чем АС, и тому есть конкретное доказательство.

Два великих изобретателя в свое время начали так называемую «войну токов», которая закончилась только лишь в 2007 году. А противниками в ней были Никола Тесла совместно с Джорджем Вестингауз ом, ярые сторонники переменного напряжения, и Томас Эдисон, который стоял за применение повсеместно постоянного тока. Так вот, в 2007 году город Нью-Йорк полностью перешел на сторону Теслы, ознаменовав тем самым его победу. На этом стоит немного подробнее остановиться.

История

Компания Томаса Эдисона, которая называлась «Эдисон Электрик Лайт», была основана в конце 70-х годов XIX века. Тогда, во времена свечей, керосиновых ламп и газового освещения лампы накаливания, выпускаемые Эдисоном, могли работать непрерывно 12 часов. И хотя сейчас этого может показаться до смешного мало — это был настоящий прорыв. Но уже в 1880-е годы компания смогла не только запатентовать производство и передачу постоянного тока по трехпроводной системе (это были «ноль», «+110 В» и «-110 В»), но и представить лампу накаливания с ресурсом в 1200 часов.

Именно тогда и родилась фраза Томаса Эдисона, которая впоследствии стала известна всему миру, — «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешевым, что только богачи будут жечь свечи».

Ну а уже к 1887-му в Соединенных Штатах успешно функционирует больше 100 электростанций, которые вырабатывают постоянный ток и где используется для передачи именно трехпроводная система, которая применяется в целях хотя бы небольшого снижения потерь электроэнергии.

А вот ученый в области физики и математики Джордж Вестингауз после ознакомления с патентом Эдисона нашел одну очень неприятную деталь — это была огромная потеря энергии при передаче. В то время уже существовали генераторы переменного тока, которые не пользовались популярностью по причине оборудования, которое бы на подобной энергии работало. В то время талантливый инженер Никола Тесла еще работал у Эдисона в компании, но однажды, когда ему было в очередной раз отказано в повышении зарплаты, Тесла не выдерживал и ушел работать к конкуренту, которым являлся Вестингауз. На новом месте Никола (в 1988 году) создает первый прибор учета электроэнергии.

Именно с этого момента и начинается та самая «война токов».

Выводы

Попробуем обобщить изложенную информацию. На сегодняшний день невозможно представить пользование (как в быту, так и на производствах) каким-то одним из видов электричества — практически везде присутствует и постоянный, и переменный ток. Ведь где-то необходим постоянный, но его передача на дальние расстояния невозможна, а где-то переменный.

Конечно, доказано, что АС намного безопаснее, но как быть с приборами, помогающими экономить электроэнергию во много раз, в то время как они могут работать только на DC?

Именно по этим причинам сейчас токи «мирно сосуществуют» в нашей жизни, закончив «войну», которая продлилась более 100 лет. Единственное, что не стоит забывать — насколько бы одно ни было безопаснее другого (постоянное, переменное напряжение — не важно), оно может нанести огромный вред организму, вплоть до летального исхода.

И именно поэтому при работе с напряжением необходимо тщательно соблюдать все нормы и правила безопасности и не забывать про внимательность и аккуратность. Ведь, как говорил Никола Тесла, электричества не стоит бояться, его стоит уважать.

Современный мир уже сложно представить без электричества. Освещение помещений, работа бытовых приборов, компьютеров, телевизоров – все это давно стало привычными атрибутами жизни человека. Но одни электроприборы питаются от переменного тока, тогда как другие – от постоянного.

Электрический ток представляет собой направленный поток электронов от одного полюса источника тока к другому. Если это направление постоянно и не меняется во времени, говорят о постоянном токе. Один вывод источника тока при этом считается плюсовым, второй – минусовым. Принято считать, что ток течет от плюса к минусу.

Классическим примером источника постоянного тока является обычная пальчиковая батарейка. Такие батарейки широко применяются в качестве источника питания в малогабаритной электронной аппаратуре – например, в пультах дистанционного управления, в фотоаппаратах, радиоприемниках и т.д. и т.п.

Переменный ток, в свою очередь, характеризуется тем, что периодически меняет свое направление. Например, в России принят стандарт, согласно которому напряжение в электрической сети равно 220 В, а частота тока составляет 50 Гц. Именно второй параметр и характеризует, с какой частотой изменяется направление электрического тока. Если частота тока равна 50 Гц, то он меняет свое направление 50 раз в секунду.

Значит ли это, что в обычной электрической розетке, имеющей два контакта, периодически меняются плюс с минусом? То есть сначала на одном контакте плюс, на другом минус, потом наоборот и т.д. и т.п.? На самом деле все обстоит немного иначе. Электрические розетки в электросети имеют два вывода: фазовый и заземляющий. Обычно их называют «фазой» и «землей». Заземляющий вывод безопасен, напряжения на нем нет. На фазовом же выводе с частотой 50 Гц в секунду меняются плюс и минус. Если коснуться «земли», ничего не произойдет. Фазового же провода лучше не касаться, так как он всегда находится под напряжением 220 В.

Одни приборы питаются от постоянного тока, другие от переменного. Зачем вообще потребовалось такое разделение? На самом деле большинство электронных приборов используют именно постоянное напряжение, даже если включаются в сеть переменного тока. В этом случае переменный ток преобразуется в постоянный в выпрямителе, в простейшем случае состоящем из диода, срезающего одну полуволну, и конденсатора для сглаживания пульсаций.

Переменный же ток используется только потому, что его очень удобно передавать на большие расстояния, потери в этом случае сводятся к минимуму. Кроме того, он легко поддается трансформации – то есть изменению напряжения. Постоянный ток трансформировать нельзя. Чем выше напряжение, тем ниже потери при передаче переменного тока, поэтому на магистральных линиях напряжение достигает нескольких десятков, а то и сотен тысяч вольт. Для подачи в населенные пункты высокое напряжение снижается на подстанциях, в результате в дома поступает уже достаточно низкое напряжение 220 В.

В разных странах приняты неодинаковые стандарты питающего напряжения. Так, если в европейских странах это 220 В, то в США – 110 В. Интересен и тот факт, что знаменитый изобретатель Томас Эдисон не смог в свое время оценить все преимущества переменного тока и отстаивал необходимость использования в электрических сетях именно постоянного тока. Лишь позже он был вынужден признать, что ошибся.

Июл 22 2017

Изначально люди вообще не знали, что такое ток. Был просто статический заряд, но никто не понимал и не осознавал самой природы электричества.

Понадобились долгие века, пока Кулон разработал свою теорию, а немецкий священник фон Клейн обнаружил, что банка может запасать энергию.

К тому времени, как Ван де Грааф создал свой первый генератор, каждый уже знал, в чем отличие постоянного тока от переменного. А теперь пришла пора и наших читателей обрести для личного пользования эти сведения.

Когда Господь убедился, что бесполезно пугать стадо баранов молниями и громом, он решил продвигать историю несколько другим путём.

В результате человеческое общество пыталось произвести людей путём:

• Занятий физической культурой.
• Развитием искусства.
• Логикой, положившей начало всем наукам.

Так постепенно, шаг за шагом, из зверей получилось нечто более разумное. Сегодня, например, многих шокирует, что в США полицейский может грубо обойтись с негритянкой при аресте, а каких-нибудь 100-200 лет назад африканцев вешали штабелями и считали это примером для подражания.

Нужно сказать, что нравственное развитие общества началось именно в последние десятилетия, когда общество открыто признало фашистов преступниками и начало проповедовать и внедрять так называемые права человека. Наука же развилась гораздо ранее.

Издревле, к примеру, люди видели, что кристалл турмалина притягивает пепел.

Почему так происходит? Следует сказать, что свойства пьезоэлектричества были впервые описаны именно на примере турмалина.

В начала 19-го века было показано, что кристалл, будучи нагрет, приобретает электрический заряд.

За счёт того, что произошла деформация, образовались два полюса:

• Южный (аналогический).
• Северный (антилогический).

Причём, если температура после нагрева остаётся постоянной, то электричество исчезает. Затем появление полюсов наблюдается уже при охлаждении.

Иначе говоря, кристалл турмалина при изменении температуры вырабатывает электричество.

Дальнейшие исследования показали, что размер потенциала зависит от:

1. Поперечного сечения кристалла (среза поперёк полюсов).
2. Разницы температур.

Прочие же факторы никакого влияния на величину заряда не оказывают.

Благодаря чему это происходит? Данное явление получило название пироэлектричества. Являясь диэлектриком, турмалин потихоньку заряжался от тока, текущего внутри. А заряд оставался на месте (определённые участки поверхности) из-за изолирующих свойств.

Таким образом, пока не замкнуть полюса турмалина проводником, кристалл будет копить заряд по мере изменения температуры. Линию, объединяющую полюса назвали пироэлектрической осью.

Пьезоэлектричество было открыто известной парой Кюри на основе того же турмалина в 1880 году.

Было понятно, что при изменении размеров кристалла будут вырабатываться заряды, осталось только придумать методику для проведения опыта.

Кюри использовал для этого статическое давление обычной массы.

Понятно, что весь эксперимент проводится на изолирующей поверхности.

Так например, масса в 1 кг вызывает появление в кристалле турмалина электрического заряда порядка пяти сотых статических единиц.

Как появляется электрический ток

Любопытно, что стройная теория по данному вопросу ещё не создана. Для нас же важно то, что в природе существуют заряды, и разными методами можно их получать.

Во время грозы это получается за счёт сил трения воздушных масс, молекул влаги и некоторых других явлений.

Земля заряжена отрицательно, и вверх постоянно течёт ток через атмосферу.

То есть током называется движение носителей заряда в силу каких-либо причин. И одной из них является разница потенциалов – перепад в уровне носителей между двумя точками пространства.

Можно сравнить это с напором воды. И как только преграда устраняется, поток хлынет в том направлении, где меньше давление.

Теперь возьмём аналогию с кристаллом турмалина

Допустим, появились на его концах заряды, что делать дальше? Нужно вызвать движение, например, медной жилкой провода.

Объединим полюса, и потечёт электрический ток. Движение носителей будет продолжаться до тех пор, пока потенциал не уравняется.

При этом кристалл разряжается. Но постоянный у нас в этом случае ток или переменный? В данном случае нельзя ничего подобного сказать о ходе процесса.

Переменный и постоянный ток являются физическими идеалами, а используются в силу относительной простоты получения математических моделей и управления при помощи них технологическим оборудованием.

Что представляют собой означенные выше понятия?

1. Под постоянным током понимается такой, когда носители текут в одном направлении.

Это не значит, что их количество через сечение среды одинаково. Нет. В более широком смысле постоянным (выпрямленным) током называется именно движения носителей заряда в одном направлении.

Но исходное понятие именно в физике требует более строгих услови

Ток должен быть образован именно постоянным количеством носителей, движущихся в одном направлении.

Причём носители эти положительные (что противоречит практике, где в качестве таковых рассматриваются электроны по большей части).

2. Переменным током называется не просто тот, где носители двигаются то в одном, то в другом направлении, а делают это в такт.

То есть половину периода волна бежит влево, а вторую вправо.

Это образно говоря. Плотность носителей меняется по закону синусоиды.

Собственно, это и есть график, отображающий поведение процесса. В точках перехода через нуль ток отсутствует вовсе.

И происходит это в нашей сети 100 раз в секунду. Следовательно, половина периода выпадает на движение носителей в положительном направлении, а вторая – в отрицательном.

Всего полных циклов в секунду образуется 50, что и соответствует сетевой частоте 50 Гц.

Как дело обстоит на самом деле с электрическим током

На практике форма тока (зависимость плотности зарядов от времени) не является синусоидальной. По разным причинам вид графика искажается.

Это, например, происходит при запуске оборудования и остановке, из-за наведённых помех различной природы.

Таким образом, форма переменного и постоянного тока искажается. Причём давно установлено, что это вредит аппаратуре.

Поскольку для борьбы с подобной напастью требовались какие-то методы, то математики придумали так называемый спектральный анализ.

Многие слышали о чем-то подобном на фондовом рынке, но в данном случае речь скорее о другом: учёные ищут математическую модель, которая относительно легко бы поддавалась расчёту и предсказанию результатов.

Такой способ действительно был найден, и имя ему – спектральный анализ. В этом случае колебание любой формы можно представить в виде суммы с различным удельным весом простейших синусоид разной частоты.

Получается, что по цепи двигается одновременно много-много составляющих. И целом они дают ток.

Причём не обязательно все составляющие двигаются туда же, куда и основная масса.

Можно это представить, как группу муравьёв, каждый из которых тащит в свою сторону, а результирующий эффект заставляет груз перемещаться лишь в одну.

Мы полагаем, нашим читателям это только забьёт голову.

Поэтому, упомянем, что помимо коэффициента (амплитуды) каждая составляющая обладает и фазой (направлением), а именуется гармоникой.

Так вот, каскады техники устроены так, чтобы полезные частоты (прежде всего 50 Гц) проходили внутрь прибора, а все прочее уходило на землю.

Это и есть тот признак для решения проблемы, о которой мы говорили в начале. Любое колебание можно представить в виде набора полезных и вредных сигналов и, исходя из этого, аппаратуру конструировать надлежащим образом.

Например, на этом принципе работают все приёмники: они избирательно пропускают только ток нужной частоты. За счёт этого удаётся отрезать помехи, а волна передаётся с минимальными искажениями на большие расстояния.

Мы могли бы долго говорить на эту тему, но пришла пора привести примеры того, где используются виды токов.

Примеры использования переменного и постоянного тока

Но, в общем и целом, происходит это достаточно плавно. А ток течёт в одном направлении и имеет примерно постоянную плотность.

Аналогично работают:

1. Аккумулятор сотового телефона.
2. Батарейка любого типа.
3. Аккумулятор питания ноутбуков.

Но это все ёмкости, а как же генераторы?

В природе источников постоянного тока за исключением матушки-Земли не имеется.

Человеку гораздо удобнее создавать роторы, которые вращаясь с некоторой частотой, создают условия для образования в катушках статора переменного электрического тока.

Затем промышленная частота 50 Гц проходит по проводам и через подстанцию подаётся на потребителя.

Как бы то ни было, источником постоянного тока можно считать адаптеры. Это устройства, которые выполняют преобразование переменного тока в постоянный.

Допустим, у сотовых телефонов это обычно порядка +5 В, тогда как для мобильных раций существует большой разброс.

В общем и целом нужно понимать, что устройство постоянного тока может функционировать только от того номинала, для которого сконструировано.

В противном случае, либо работоспособность нарушается, либо – при больших отклонениях – возможен полный выход из строя.

Это касается и переменного, и постоянного тока.

Теперь пришла пора сказать, что в промышленности преобразование постоянного тока в переменный и обратно не практикуется.

Из соображений экономии все двигатели работают от трёх фаз. Каждая из них является переменным током частоты 50 Гц.

Но мы говорили выше, что у каждой гармоники имеется фаза. В нашем случае она равна 120 градусов. А круг образуется за счёт 360 градусов. Получается, что все три фазы равно отстоят друг от друга.

Электрическим током называют направленное, упорядоченное движение заряженных частиц.

Постоянный ток имеет устойчивые свойства и направление движения заряженных частиц, которые не изменяются со временем. Он используется многими электрическими устройствами в домах, а также в автомобилях. От постоянного тока работают современные компьютеры, ноутбуки, телевизоры и многие другие устройства. Для преобразования переменного тока в постоянный используются специальные блоки питания и трансформаторы напряжения .

Все электрические устройства и электрические инструменты, работающие от батарей и аккумуляторов считаются потребителями постоянного тока, так как батарея – это источник постоянного тока, который может быть преобразован в переменный с помощью инверторов.

Разница переменного тока от постоянного

Переменным называют электрический ток, который может изменяться по направлению движения заряженных частиц и величине с течением времени. Важнейшими параметрами переменного тока считаются его частота и напряжение. В современных электрических сетях на разных объектах используется именно переменный ток, имеющий определенное напряжение и частоту. В России в бытовых электросетях ток имеет напряжение 220 В и частоту равную 50 Гц. Частота электрического переменного тока – это число изменений направления движения заряженных частиц за 1 секунду, то есть, при частоте в 50 Гц он меняет направление 50 раз в секунду. Таким образом, отличие переменного тока от постоянного заключается в том, что в переменном заряженные частицы могут менять направление движения.

Источниками переменного тока на объектах различного назначения являются розетки . К розеткам мы подключаем различные бытовые приборы, получающие необходимое напряжение. Переменный ток используется в электрических сетях потому, что величина напряжения может быть преобразована до необходимых значений с помощью трансформаторного оборудования с минимальными потерями. Другими словами, его гораздо проще и дешевле транспортировать от источников электроснабжения до конечных потребителей.

Передача переменного тока потребителям

Путь переменного тока начинается с электростанций, на которых устанавливаются мощнейшие электрические генераторы, из которых выходит электрический ток с напряжением на уровне 220-330 кВ. Через электрические кабели ток идет к трансформаторным подстанциям, устанавливаемым в непосредственной близости от объектов электрического потребления – домов, квартир, предприятий и других сооружений.

Подстанции получают электрический ток с напряжением около 10 кВ и преобразуют его в трехфазное напряжение 380 В. В некоторых случаях на питание объектов идет ток с напряжением 380 В, этого требуют мощные бытовые и производственные приборы, но чаще всего в месте ввода электричества в дом или квартиру, напряжение снижается до привычных нам 220 В.

Преобразование переменного тока в постоянный

Мы уже разобрались с тем, что в розетках бытовых электрических систем находится переменный ток, однако многие современные потребители электричества нуждаются в постоянном. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется с помощью специальных выпрямителей. Весь процесс преобразования включает в себя три этапа:

1. Подключение диодного моста с 4-мя диодами необходимой мощности. Такой мост может «срезать» верхние значения синусоид переменного тока или делать движение заряженных частиц однонаправленным.
2. Подключение сглаживающего фильтра или специального конденсатора на выход с диодного моста. Фильтр способен исправить провалы между пиками синусоид переменного тока. Подключение конденсатора серьезно уменьшает пульсации и может довести их до минимальных значений.
3. Подключение стабилизаторов напряжения для снижения пульсаций.

Преобразование тока может осуществляться в обоих направлениях, то есть, из постоянного тоже можно сделать переменный. Но этот процесс значительно сложнее и осуществляется он за счет использования специальных инверторов, которые отличаются высокой стоимостью.

В чём разница переменного и постоянного тока

Общее понятие электрического тока можно выразить как движение различных заряженных частиц (электронов, ионов) в некотором направлении. А его величину охарактеризовать числом заряженных частиц, которые прошли через проводник за определенный промежуток времени.

Если величина заряженных частиц в 1 кулон проходит через определенное сечение проводника за время в 1 секунду, тогда можно говорить о силе тока в 1 ампер протекающего через проводник. Таким образом определяется количество ампер или сила тока. Это общее понятие тока. А теперь рассмотрим понятие переменного и постоянного тока и их различие.

Постоянный электрический ток по определению — это ток, который течёт только в одном направлением и не меняет его со временем. Переменный ток характерен тем, что меняет свое направление и величину со временем. Если графически постоянный ток отображается как прямая линия, то переменный ток течет по проводнику по закону синуса и графически отображается как синусоида.

Так как переменный ток меняется по закону синусоиды, то он имеет такие параметры как период полного цикла, время которого обозначается буквой Т. Частота переменного тока обратна периоду полного цикла. Частота переменного тока выражается числом полных периодов в определенный промежуток времени (1 сек).

Таких периодов в нашей электросети переменного тока равно 50, что соответствует частоте 50 Гц. F = 1/Т, где период для 50 Гц равен 0,02 сек. F =1/0,02 = 50 Гц. Обозначается переменный ток английскими буквами AC и знаком «~». Постоянный ток имеет обозначение DC и значок «-». Кроме того переменный ток может быть однофазным или многофазным. В основном используется трехфазная сеть.

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.

Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.

Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.

Сначала с генератора получает 220 — 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В. С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.

Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения — это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.

Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления. Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали — Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?

Какой электрический ток опаснее для человека: постоянный или переменный?

Ответ Результат Постоянный ток Неправильный ответ Переменный ток Неправильный ответ До 380 В опаснее переменный, а свыше 500 В постоянный ток опаснее переменного Правильный ответ Какой из перечисленных вариантов содержит полный перечень индивидуальных средств защиты? Ответ Результат Средства защиты головы, глаз, лица, органов дыхания, рук, от падения с высоты, ручной изолирующий инструмент Неправильный ответ Средства защиты головы, глаз, лица, органов дыхания, рук, ручной изолирующий инструмент, диэлектрические перчатки и боты Неправильный ответ Средства защиты головы, глаз, лица, органов дыхания, рук, от падения с высоты, одежда специальная защитная Правильный ответ Средства защиты головы, глаз, лица, органов дыхания, рук, от падения с высоты, ручной изолирующий инструмент, одежда специальная защитная Неправильный ответ Как классифицируются электроинструмент и ручные электрические машины по способу защиты от поражения электрическим током? Ответ Результат Делятся на 4 класса — нулевой, первый, второй и третий Правильный ответ Делятся на 3 класса — первый, второй и третий Неправильный ответ Делятся на 4 класса — первый, второй, третий и четвертый Неправильный ответ Делятся на 3 класса — нулевой, первый и второй Неправильный ответ Что называется рабочим заземлением? Ответ Результат Любое преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством Неправильный ответ Заземление, выполняемое в целях электробезопасности Неправильный ответ Заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) Правильный ответ Когда проводится внеочередная проверка знаний персонала? Ответ Результат Только при введении в действие у Потребителя новых или переработанных норм и правил Неправильный ответ Только по требованию органов государственного надзора Неправильный ответ Только после получения неудовлетворительной оценки при проверке знаний Неправильный ответ Только при перерыве в работе в данной должности более 6 месяцев Неправильный ответ В любом из перечисленных случаев Правильный ответ Какую группу по электробезопасности должны иметь работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающие электроустановки напряжением до 1000 В? Ответ Результат II группу Неправильный ответ III группу Правильный ответ II или III группу Неправильный ответ IV группу Неправильный ответ   В каком максимальном радиусе от места касания земли электрическим проводом можно попасть под «шаговое» напряжение? Ответ Результат Непосредственно в месте касания земли Неправильный ответ В радиусе 10 м от места касания Неправильный ответ В радиусе 8 м от места касания Правильный ответ В радиусе 15 м от места касания Неправильный ответ Билет №17 Какой цвет окраски должны иметь искусственные заземлители? Ответ Результат Искусственные заземлители не должны иметь окраски Правильный ответ Черный или темно-синий Неправильный ответ Желтый Неправильный ответ Серый или светло-зеленый Неправильный ответ Какие виды инструктажа проводятся с ремонтным, оперативным и оперативно-ремонтным персоналом? Ответ Результат Только вводный и целевой (при необходимости) инструктажи по охране труда Неправильный ответ Вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой инструктажи по охране труда, а также инструктаж по пожарной безопасности Правильный ответ Только вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой инструктажи по охране труда Неправильный ответ Какую группу по электробезопасности должен иметь электротехнический персонал для допуска к работе с переносным электроинструментом и ручными электрическими машинами класса I в помещениях с повышенной опасностью? Ответ Результат Не ниже IV группы Неправильный ответ Не ниже III группы Неправильный ответ II группу Правильный ответ Любую группу по электробезопасности Неправильный ответ Каким образом следует передвигаться в зоне «шагового» напряжения? Ответ Результат Обычным шагом Неправильный ответ «Гусиным шагом» Правильный ответ Широкими шагами в ускоренном темпе Неправильный ответ Бегом Неправильный ответ В каких электроустановках применяют диэлектрические галоши? Ответ Результат В электроустановках напряжением до 1000 В Правильный ответ В электроустановках напряжением выше 1000 В Неправильный ответ В электроустановках напряжением до 10000 В Неправильный ответ Во всех электроустановках Неправильный ответ Какое буквенное и цветовое обозначение используется для проводников защитного заземления в электроустановках? Ответ Результат Буквенное обозначение РЕN и голубой цвет по всей длине Неправильный ответ Буквенное обозначение PE и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов Правильный ответ Буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах Неправильный ответ Буквенное обозначение N и голубой цвет по всей длине Неправильный ответ Что понимается под напряжением шага? Ответ Результат Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного Неправильный ответ Напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека Неправильный ответ Напряжение, возникающее при протекании тока по проводнику между двумя точками Неправильный ответ Напряжение между двумя точками на поверхности земли на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека Правильный ответ Напряжение между двумя точками электрической цепи с разным потенциалом Неправильный ответ Какой персонал относится к оперативному? Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

лабораторий для студентов среднего и продвинутого уровней

по физике 516 и 616: лаборатории для студентов среднего и продвинутого уровней

Электрический ток повреждает организм тремя способами:

1. вредит или мешает нормальному функционированию нервная система и сердце
2. подвергает тело сильному нагреву, вызывая ожоги
3. заставляет мышцы сокращаться

Помните, это поток убивает!

Это электрический ток, который наносит ущерб. Ток равен напряжению, разделенному на сопротивление (I = V / R), , но напряжение не является надежным признаком опасности, потому что сопротивление тела варьируется настолько широко, что невозможно предсказать, сколько тока будет протекать через тело при заданном напряжении.

Фактическое сопротивление тела варьируется в зависимости от состояния кожа (влажная или сухая) в местах контакта. Сопротивление кожи может варьироваться от 1000 Ом для влажной кожи до более 500 000 Ом для сухой кожи. Однако однажды кожа прорвана (например, в результате выгорания кожи или проволока, протыкающая кожу) Корпус имеет сопротивление току не более 500 Ом.

Путь через тело имеет прямое отношение к опасности шока. Ток переход от пальца к локтю через руку может вызвать только болезненные ощущения. шок, но тот же ток, проходящий от руки к ноге или через грудь из рук в руки вполне может оказаться фатальной. Поэтому практика используя только одну руку (держа одну руку за спиной) во время работы цепи высокого напряжения — хорошая привычка безопасности. Еще лучше было бы отключить все источников питания от оборудования, о котором вы говорите отремонтировать.Не полагайтесь на изолированные рукоятки инструментов, обувь на резиновой подошве и т. Д. чтобы защитить тебя.

A.C. более опасен, чем D.C.

A.C. считается в четыре-пять раз опаснее, чем D.C. вещь, A.C. вызывает более серьезные мышечные сокращения. Во-вторых, это стимулирует потоотделение, что снижает сопротивление кожи. По этим линиям, важно отметить, что сопротивление быстро падает с продолжение контакта. Потоотделение и сгорание кожных масел и даже сама кожа объясняет это.Вот почему это чрезвычайно важно как можно быстрее освободить пострадавшего от контакта с током по возможности (но не подвергая себя опасности) перед восхождением ток достигает уровня, вызывающего фибрилляцию.

Частота переменного тока имеет прямое отношение к влиянию на человеческий организм. К сожалению, 60 циклов — самый вредный диапазон. На это частота, всего 25 вольт может убить. С другой стороны, у людей выдерживает 40000 вольт при частоте около миллиона циклов / сек или около того без фатальные последствия.

Какой ток более опасен, переменный или постоянный?

Бывали ли вы когда-нибудь поражение электрическим током? Что ж, многие люди думают, что постоянный ток более опасен, чем переменный, с точки зрения поражения электрическим током. Чтобы выяснить, какой из них более опасен, давайте вернемся к основам переменного и постоянного тока.

Переменный ток

Переменный ток течет в форме синусоиды (как показано на рисунке ниже). Ток переключает направление вперед и назад.Мы можем найти переменный ток в бытовой технике, свете, вентиляторах и т. Д.

Постоянный ток

Постоянный ток течет только в одном направлении (показано ниже). Его можно найти в электронных схемах, батареях и т.д.

Позвольте мне сказать вам, что, помимо вида тока, степень поражения электрическим током зависит также от других факторов. Например,

Сумма текущая

Например, поражение электрическим током переменным током от 15 до 20 миллиампер может быть чрезвычайно болезненным.Однако поражение электрическим током силой 100 миллиампер может привести к смерти.

Путь тока

Прохождение тока из правой руки в правую ногу может быть болезненным. Но когда он проходит через сердце из правой руки в левую, это может вызвать фибрилляцию желудочков. Это состояние обычно приводит к летальному исходу.

Длительность

Поражение электрическим током, скажем, небольшим током; 0,3 миллиампера также могут вызвать болезненный эффект, если держать его в течение более длительного времени.

Сопротивление тела

Сопротивление мокрого тела поражению электрическим током меньше, чем у сухого.

Почему человеческое тело ощущает поражение электрическим током?

Это довольно интересно узнать. Ток проникает внутрь тела через кожу. Внешний слой эпидермиса кожи состоит из белкового материала, называемого кератином.

Кератин обеспечивает высочайшее сопротивление прохождению электричества.После слоя эпидермиса идут потовые железы, а затем кровеносные сосуды. Эти потовые железы и кровеносные сосуды состоят из различных ионов, которые являются хорошими проводниками электричества. Следовательно, кровеносные сосуды и потовые железы обладают низким сопротивлением прохождению электричества.

Теперь возникает вопрос, как ток достигает тела и проходит через него.

Отвечая на вышеупомянутый вопрос, самый внешний слой эпидермиса кожи действует как диэлектрик, внутренние потовые железы и ткани действуют как одна пластина конденсатора, а металлическая деталь, по которой проходит электрический ток, действует как другая пластина конденсатора.Из-за этого емкостного эффекта через тело проходит ток. Быстро меняющееся напряжение позволяет большему току проходить через тело.

Какой ток более опасен: постоянный или переменный?

Есть аргументы в пользу как переменного, так и постоянного тока. Эти аргументы основаны на экспериментах и ​​исследованиях, проведенных на людях (включая мужчин и женщин) и профессионалах отрасли, которые имеют опыт работы с обоими типами токов.

Аргумент в пользу постоянного тока

Жертвы, которые испытали поражение электрическим током постоянным током, говорят, что они не могут отдернуть руку, потому что постоянный ток течет постоянно.Этот эффект похож на электрический дверной звонок с постоянным током. Следовательно, считается, что удар постоянного тока более опасен.

Принимая во внимание, что в случае переменного тока человек, испытывающий поражение электрическим током, может отдернуть руку, когда ток упадет до нуля. Следовательно, считается, что электрический ток переменного тока менее опасен, чем постоянный ток.

Аргумент в пользу переменного тока

Когда человек переживает поражение электрическим током, его цель — избавиться от него и спасти жизнь.Неизвестно, что происходит внутри мышц.

Согласно экспериментам Чарльза Далзиэля на мужчинах и женщинах, сокращение мышц происходит непрерывно в случае поражения электрическим током постоянным током. Тогда как в случае переменного тока человек, испытывающий электрический шок, подвергается серии сокращений мышц. Серия сокращений мышц вызывает очень серьезные повреждения мышц.

Из-за емкостного поведения кожи, контактирующей с проводником с током, через тело может пройти больше тока, если напряжение быстро изменяется.Исследования показали, что двукратное увеличение напряжения увеличивает семикратное увеличение тока.

Порог «отпускания» постоянного тока выше порога «отпускания» переменного тока. Для получения эффекта, аналогичного действию переменного тока, требуется больше постоянного тока.

Эти аргументы основаны не только на экспериментах, проводимых на мужчинах и женщинах, но и на медицинских исследованиях. Следовательно, аргумент в пользу переменного тока верен.

Теперь можно резюмировать, что переменный ток более опасен, чем постоянный.Что ж, бояться электричества не стоит, но нужно помнить, что как переменный, так и постоянный ток могут быть опасны для человеческого организма, и при работе с любым из них необходимо учитывать меры безопасности.

Список литературы

• W. B. Kouwenhoven и O. R. Langworthy, «Эффекты электрического удара-II». Транзакция IEEE (A.I.E.E.).
• Чарльз Ф. Далзил, «Воздействие электрического шока на человека».
• W. B. Kouwenhoven и D. R. Hooker, «Эффекты поражения электрическим током от частоты».
• Джон Кадик, «Справочник по электробезопасности», 3-е издание, Mcgraw Hill.
• Раймонд М. Фиш и Лесли А. Геддес, «Проведение электрического тока через человеческое тело», Журнал открытого доступа по пластической хирургии.
• Чарльз Ф. Далзил и Эрик Одген, «Влияние частоты на отпускаемые токи», IEEE Transaction.
• Марк В. Кролл и Дорин Панеску, «Физика поражения электрическим током», Springer Science + Business Media, Нью-Йорк, 2012.
  

  ---

Крунал Шах — увлеченный педагог и консультант по вопросам карьеры с опытом работы в качестве предпринимателя.В настоящее время он работает директором Subodh Tech Private Limited, где занимается организацией профессионального обучения и консультированием по инженерным вопросам.

Чтобы прочитать другие интересные статьи:

нажмите здесь

переменного тока или постоянного тока Что более опасно?

Фундаментальная концепция передачи электроэнергии всегда приводит к хронической путанице, с которой сталкиваются многочисленные студенты и профессионалы. А именно, разница в интенсивности между переменным и постоянным током и опасные угрозы, исходящие от обоих.
Чтобы понять эту двусмысленность, нам сначала нужно уяснить основное различие между переменным и постоянным током.

AC:

AC, известный как переменный ток, представляет собой ток, который меняет свое направление в течение определенного периода времени. Переменный ток течет в виде синусоиды. Количество циклов, завершенных за секунду, известно как частота .

Общая частота, используемая во всем мире, составляет 50 Гц, что означает, что ток проходит 50 циклов за одну секунду.

DC:

Постоянный или постоянный ток — это ток, который не меняет свое направление на противоположное и течет по прямому пути, при этом полярность остается постоянной. Поскольку постоянный ток не течет по синусоидам и не меняет направление, у него нет частоты.

Что вызывает электрический шок? Ток или напряжение?

Основной причиной поражения электрическим током всегда является ток, а не напряжение. Электрический ток можно определить как поток зарядов от точки с более высоким потенциалом к ​​точке с низким потенциалом.
Тем не менее, напряжение может положительно определять величину тока, которая в конечном итоге может определять величину удара электрическим током.

Почему человеческое тело ощущает поражение электрическим током?

Мы должны знать одну вещь: каждое человеческое тело обладает внутренним сопротивлением электрическому току, которое изменяется по всему телу. Кожа имеет наибольшее сопротивление около 100 000 Ом, а внутреннее тело — не менее 300–500 Ом.

Это внутреннее сопротивление может вызвать рассеивание энергии тока, что приведет к сильному нагреву или даже к ожогам. Как только происходит разрушение тканей кожи, тело действует как идеальный проводник для тока, поскольку наши мышцы, кровь и органы содержат много ионов для распространения.

Некоторые важные факторы :

Потливость или влажность вызывают значительное снижение сопротивления кожи, что приводит к увеличению интенсивности электрического шока, поскольку через нее проходит больше тока.

Здесь можно увидеть некоторые значения сопротивления кожи.

Жир человеческого тела имеет высокую сопротивляемость. Таким образом, для двух человек с разными жирами в организме человек с более высоким процентом жира в организме испытает менее серьезный шок по сравнению с человеком с меньшим содержанием жира.

Переменный ток может вызывать стимуляцию потовых желез и вызывать потоотделение, таким образом снижая сопротивление нашего тела, что, следовательно, увеличивает ток разряда.

Продолжительность поражения электрическим током также важна. Тяжесть травм увеличивается со временем. Даже небольшой ток в 0,4 мА может быть болезненным, если держать его слишком долго. Фибрилляция может происходить за 0,2 секунды при 500 мА, а при 75 мА — за 0,5 секунды.

Давайте теперь подробно поговорим о переменном и постоянном токе.

Среднеквадратичные и пиковые значения

Поскольку переменный ток и напряжение представлены в форме синусоидальной волны, поэтому он имеет минимум и максимум пик. Значения тока / напряжения, полученные в этих точках, являются значениями Peak или самыми высокими значениями, достигнутыми в процессе.

Что касается среднеквадратичных значений (среднеквадратичных значений), это значения переменного тока и напряжения, которые вызывают такой же уровень нагревающего эффекта, как и постоянный ток.

Поскольку постоянный ток не имеет синусоидальной формы сигнала, он не будет иметь никакого среднеквадратичного значения, и будет поддерживаться только постоянное пиковое значение.

Предположим, у нас есть 220 В переменного тока и 220 В постоянного тока, что, по вашему мнению, будет более опасным?

Что ж, для 220 В, являющегося среднеквадратичным значением для переменного тока, его пиковое значение будет 311 В, следовательно, в какой-то момент он будет иметь более высокое значение тока.

Следует иметь в виду, что поражение электрическим током вызывает не напряжение, а ток.Помимо напряжения, ток также будет зависеть от сопротивления тела.

Следовательно, значение сопротивления имеет большее значение, чем одинаковые уровни мощности переменного и постоянного тока. Чем ниже сопротивление пути тока, тем сильнее будет поражение электрическим током.

Опасные воздействия переменного и постоянного тока

Мы можем наблюдать различные разрушающие эффекты, основанные на различных значениях постоянного и переменного тока, воздействующих на человеческое тело. Такие эффекты могут варьироваться от легкого ощущения тока до серьезных ожогов тканей и сердечной недостаточности. В нашей подробной статье можно найти указанные значения переменного и постоянного тока, а также их влияние в табличной форме.

Влияние частоты

Переменный ток 50 или 60 Гц может быть гораздо более фатальным, чем ток 2000 или 4000 Гц, потому что электрические импульсы могут эффективно стимулировать мышцы нашего тела на этой частоте. Для справки, 50 мА переменного тока при 50 Гц будет достаточно, чтобы вызвать сердечную недостаточность, в то время как сигнал постоянного тока 150 мА потребуется для достижения того же эффекта.

И постоянный, и переменный ток могут оказаться смертельными.Однако, поскольку переменный ток может влиять на внутренние повреждения тела в гораздо меньшей степени, чем постоянный ток, он делает его гораздо более смертоносным.

В заключение мы хотели бы подчеркнуть, что к электричеству никогда нельзя относиться легкомысленно. Как минимум, мы можем избежать прямого контакта с электричеством. Также важно, чтобы рабочие имели соответствующие СИЗ, такие как резиновые сапоги и перчатки, при работе с электрическим оборудованием.

Другая опасность — вспышка дуги в электрической системе. Вот почему методы электробезопасности и профилактики имеют решающее значение для любого коммерческого или промышленного объекта.

Дайте нам знать, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, и оставьте нам свой отзыв в комментариях.

Наем профессионального инженера-электрика для проведения анализа вспышки дуги и исследования короткого замыкания — отличный способ обеспечить безопасность вашего предприятия и рабочих от нежелательных происшествий.

AllumiaX, LLC — один из ведущих поставщиков исследований энергосистем на северо-западе. Наши непревзойденные услуги и опыт сосредоточены на обеспечении адекватного анализа дугового разряда, переходной стабильности, потока нагрузки, демпфирующей цепи, короткого замыкания, координации, сети заземления и качества электроэнергии.

Чтобы узнать больше об AllumiaX, подпишитесь на нас в Facebook, LinkedIn и Twitter и будьте в курсе всех последних новостей в области электротехники.
Позвоните нам: (206) 552–8235

Переменный ток или постоянный ток Что более опасно?

Многие люди спорят об интенсивности переменного и постоянного тока. Позвольте нам помочь вам выяснить, что из двух более опасно и почему.

Далее мы обсудим причины поражения электрическим током, опасные уровни переменного и постоянного тока и их опасное воздействие на наш организм.

Разница между переменным и постоянным током:

переменного тока:

Переменный ток, известный как переменный ток, — это ток, который меняет свое направление в течение определенного периода времени.

В качестве движущей силы тока принимается напряжение. Напряжения переменного тока также меняют свое направление или «полярность» через некоторое время.

Переменный ток течет в виде синусоиды. Количество циклов, выполненных за секунду, называется «частотой».

Следовательно, частота 50 Гц означает, что ток проходит 50 циклов за одну секунду.

постоянного тока:

Постоянный или постоянный ток — это ток, который не меняет своего направления и течет по прямому пути, при этом полярность остается постоянной.

Поскольку постоянный ток не течет по синусоидам и не меняет направление, у него нет частоты.

Что вызывает электрический шок? Ток или напряжение?

Поражение электрическим током вызвано током, а не напряжением.

Ток — это поток зарядов, который движется от точки с более высоким потенциалом к ​​точке с низким потенциалом. Эти заряды проходят через тело, когда человек контактирует с источником электрической энергии.

Напряжение, однако, не менее важно, поскольку оно определяет величину тока.

Это можно понять с помощью закона Ом , который четко устанавливает, что напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу,

Почему человеческое тело ощущает поражение электрическим током?

Прежде всего, человеческое тело обладает собственным сопротивлением электрическому току, которое варьируется по всему телу. Кожа имеет наибольшее сопротивление около 100000 Ом, в то время как внутреннее тело имеет сопротивление не менее 300-500 Ом.

Тело ощущает поражение электрическим током в основном из-за эффекта нагрева и стимуляции нервов и мышц. Сопротивление тела току вызывает рассеивание энергии, что приводит к тепловому эффекту или даже ожогам.

Когда происходит разрушение кожных тканей, тело обеспечивает ток с низким сопротивлением, поскольку наша кровь, мышцы и органы содержат много ионов, которые помогают току проходить.

Этот поток зарядов внутри тела затем сопровождается мышечными сокращениями и фибрилляцией желудочков.

Некоторые важные факторы

При потливости или влажности кожа значительно снижает сопротивление, что приводит к увеличению интенсивности электрического удара, поскольку через нее проходит больше тока.

Некоторые значения сопротивления кожи можно увидеть из этой таблицы:

Состояние	Сопротивление (Ом)
	Сухой	мокрый
	Палец	40К-1М	4К-15К
Трос для захвата руки	15К-50К	3К-6К
Захват для пальцев	10–30 000	2К-5К
Palm Touch	3К-8К	1К-2К
Погружение вручную	–	200-500

* Эта таблица составлена ​​на основе данных, разработанных Кувенховеном и Милнором

Жир человеческого тела обладает высоким сопротивлением. Таким образом, для двух человек с разными жирами в организме человек с более высоким процентом жира в организме испытает менее серьезный шок по сравнению с человеком с меньшим содержанием жира.

Переменный ток может вызывать стимуляцию потовых желез и вызывать потоотделение, таким образом снижая сопротивление нашего тела, что, как следствие, увеличивает ток разряда.

Также важна продолжительность поражения электрическим током. Тяжесть травм увеличивается со временем. Даже небольшой ток 0.При длительном удерживании 4 мА может вызвать боль. Фибрилляция может происходить за 0,2 секунды при 500 мА, а при 75 мА — за 0,5 секунды.

Давайте теперь подробно поговорим о переменном и постоянном токе.

Среднеквадратичные и пиковые значения :

Как обсуждалось выше, переменное напряжение и ток могут быть представлены в форме синусоидальной волны. Можно заметить, что синусоида имеет два пика, минимальный пик и максимальный пик.

Значения текущего напряжения на этих пиках известны как пиковые значения, которые являются наивысшими значениями, достигнутыми в процессе.

Что касается среднеквадратичных значений (среднеквадратичных значений), это значения переменного тока и напряжения, которые производят такой же уровень нагрева, как и постоянный ток. Среднеквадратичное значение можно рассматривать как значение переменного тока, эквивалентное постоянному току, и определяется по формуле:

Поскольку постоянный ток не имеет синусоидальной формы сигнала, он не будет иметь никакого среднеквадратичного значения, и будет поддерживаться только постоянное пиковое значение.

Одинаковый уровень мощности переменного и постоянного тока :

Предположим, у нас есть 220 В _RMS переменного тока и 220 В постоянного тока, что, по вашему мнению, будет более опасным?

Что ж, для 220 В, являющегося среднеквадратичным значением для переменного тока, его пиковое значение будет 311 В, следовательно, в какой-то момент он будет иметь более высокое значение тока.

Следует иметь в виду, что поражение электрическим током вызывает не напряжение, а ток. Помимо напряжения, ток также будет зависеть от сопротивления тела.

Следовательно, значение сопротивления имеет большее значение, чем одинаковые уровни мощности переменного и постоянного тока. Чем ниже сопротивление пути тока, тем сильнее будет поражение электрическим током.

Опасные значения и последствия переменного и постоянного тока:

Опасные значения и эффекты переменного и постоянного тока:

переменный ток 50/60 Гц	постоянного тока	Эффект
0.4 мА	1 мА	Легкое ощущение
1-10 мА	5,2-62 мА	Болезненное ощущение
10-16 мА	76 мА	Паралич рук, невозможно освободить захват
23-30 мА	90 мА	Паралич дыхания, затрудненное дыхание
75-250 мА	500 мА	Фибрилляция желудочков, сердце начинает трепетать

Из приведенной выше таблицы видно, что как переменный, так и постоянный ток приводят к серьезным и опасным для жизни результатам. Однако мы также можем видеть, что требуется большая величина постоянного тока, чтобы вызвать тот же эффект, по сравнению с переменным током.

Влияние частоты :

Отпускающий ток — это максимальное значение тока, при котором человек может отпустить проводник, используя мышцы, на которые воздействует ток. Частота тока не менее важна для определения этого значения.

Определено NFPA 70E.

Переменный ток 50 Гц гораздо более опасен, чем переменный ток 2000, 4000 или 5 Гц той же величины.Причина в том, что при частоте 50 и 60 Гц электрические импульсы от разряда стимулируют мышцы тела и влияют на нашу нервную систему.

Например, 50 мА переменного тока, 50 Гц достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию желудочков (сердце перестает работать и бьется нерегулярно), в то время как 150 мА постоянного тока потребуется для достижения того же эффекта. [1]

В общем, постоянного тока требуется больше, чтобы вызвать тот же эффект, что и переменный.

В заключение мы хотели бы подчеркнуть, что переменный и постоянный ток опасны для нас.К электричеству нельзя относиться легкомысленно.

Однако свойства переменного тока вызывать мышечные сокращения, фибрилляцию желудочков и другие серьезные повреждения в гораздо меньшей степени, чем постоянный ток, делают его более смертоносным, чем постоянный ток.

Мы должны избегать любого прямого контакта с электричеством и не позволять другим делать то же самое. Крайне важно знать об опасности поражения электрическим током и мерах предосторожности, необходимых для предотвращения такого инцидента.

Перед работой с электрооборудованием обязательно используйте мультиметр для предварительной проверки уровней напряжения и тока.Важно знать причины, чтобы обезопасить себя от поражения электрическим током. Одна из причин — неисправное и плохо обслуживаемое оборудование.

Также необходимо иметь соответствующие СИЗ, такие как резиновые сапоги и перчатки.

Другая опасность — это вспышка дуги в электрической системе. Вот почему электрическая безопасность и профилактика имеют решающее значение для любого коммерческого или промышленного объекта.

Мы надеемся, что эта статья окажется полезной для наших читателей. Пожалуйста, не стесняйтесь давать свои ценные предложения в комментариях ниже.Спасибо.

Артикул:

[1] Бернштейн Т. Расследование предполагаемых случаев поражения электрическим током и возгораний, вызванных внутренним напряжением. IEEE Ind Appl. 1989. 25 (4): 664–8. [Google Scholar]

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 в электрическом режиме, но также обеспечат жизненно важный уровень безопасности.

В конце концов, электричество — это естественная форма энергии, которая может быть очень опасной, если не обращаться с ней осторожно или 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:

• Переменный ток:

  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 узнали 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, с которыми нужно работать, и могут причинить вам серьезный вред. Люди не научились справляться с воздействием электрических токов, прикладываемых к телу, и это может приводить к легким электрическим ударам, которые заставляют вас прыгать 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 безопасности, чтобы предотвратить серьезную травму.

Сравнение переменного и постоянного тока

Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения. Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) — это поток электрического заряда только в одном направлении.Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник переменного напряжения. Переменный ток (AC) — это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока. Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая удовлетворяет многие наши потребности. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока.Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рис. 1. (a) Постоянное напряжение и ток постоянны во времени после установления тока. (б) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления. Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано.Математическое выражение для V дается как [латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].

На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке, при этом напряжение переменного тока соответствует

.

[латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где В, — это напряжение в момент времени t , В ₀ — пиковое напряжение, а f — частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменный ток равен

.

[латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где I — ток в момент времени t , а I ₀ = V ₀ / R — пиковый ток. { 2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.

Установление соединений: эксперимент на вынос — светильники переменного / постоянного тока

Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампочкой. Вы наблюдаете то же самое с фарами своей машины? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I ₀ V ₀ .Средняя мощность (1/2) I ₀ V ₀ .

Чаще всего нас беспокоит средняя мощность, а не ее колебания — например, 60-ваттная лампочка в настольной лампе потребляет в среднем 60 Вт. Как показано на рисунке 3, средняя мощность P _ave составляет

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].

Это очевидно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I ₀ V ₀ равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем средний ток или действующее значение I _{действующее значение} и среднее значение или действующее значение напряжения В _{действующее значение} , равное, соответственно,

[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]

и

[латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].

, где среднеквадратичное значение означает среднеквадратическое значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,

P _{среднекв.} = I _{среднеквадратичное значение} V _{среднеквадратичное значение} ,

, что дает

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],

, как указано выше. Стандартной практикой является указание I _{среднеквадратичного значения} , В _{среднеквадратичного значения} и P _{среднеквадратичного значения} , а не пиковых значений.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В _{среднеквадратичное значение} равно 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прервет постоянное напряжение I _{действующее значение} более 10 А. микроволновая печь потребляет P, _{, среднее} = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

(a) Каково значение пикового напряжения для сети 120 В переменного тока? (б) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?

Стратегия

Нам говорят, что В _{среднеквадратичное значение} составляет 120 В, а P _{среднеквадратичное значение} составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Решение для (a)

Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В ₀ и замена известного значения на V _rms дает

[латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ latex ]

Обсуждение для (а)

Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду. Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.

Решение для (b)

Пиковая мощность равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение. Таким образом,

[латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].

Мы знаем, что средняя мощность 60,0 Вт, поэтому

P ₀ = 2 (60,0 Вт) = 120 Вт.

Обсуждение

Таким образом, мощность меняется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за каждый цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.

Закон

Ома (снова!) | Электробезопасность

Распространенная фраза по поводу 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 проходить 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:

Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, создаваемое 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, меньше тока 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 жировых отложений, 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 теле 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 зависит 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. , является отличным проводником электричества для жидкости. То же самое и в крови 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 зонды измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я плотно сжимал щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно.

Сижу здесь 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 угрозу 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 от ударов 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, см. В конце главы информацию об источнике этих данных).

Все текущие значения даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампера):

Таблица воздействия электричества на тело

«Гц» означает устройство 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 изменяется 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 различным химическим составом тела могут реагировать по-разному. Было высказано предположение, что поперечный 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 на индуцированную фибрилляцию желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны.

Да, 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 потребуется на этой чистой, сухой коже, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Чтобы определить это, мы можем использовать закон Ома:

E = IR E = (20 мА) (1 МОм) E = 20000 вольт, или 20 кВ

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 оценками только .

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, получим эту цифру:

E = IR E = (20 мА) (17 кОм) E = 340 В

В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной моей руки к другой, чтобы вызвать 20 миллиампер тока.Тем не менее, все же 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, делает 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.

E = IR E = (20 мА) (1 кОм) E = 20 В

Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы вызвать через человека ток 20 миллиампер; 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.

E = IR E = (17 мА) (1 кОм) E = 17 В

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 значений электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):

• Провод, касающийся пальцем: от 40 000 Ом до 1 000 000 Ом в сухом состоянии, от 4 000 Ом до 15 000 Ом во влажном состоянии.
• Провод, удерживаемый рукой: от 15 000 Ом до 50 000 Ом в сухом состоянии, от 3 000 Ом до 5 000 Ом во влажном состоянии.
• Плоскогубцы по металлу, удерживаемые вручную: от 5000 до 10000 Ом в сухом состоянии, от 1000 до 3000 Ом во влажном состоянии.
• Контакт с ладонью: от 3000 Ом до 8000 Ом в сухом состоянии, от 1000 Ом до 2000 Ом во влажном состоянии.
• 1,5-дюймовая металлическая труба, захваченная одной рукой: от 1000 Ом до 3000 Ом в сухом состоянии, от 500 Ом до 1500 Ом во влажном состоянии.
• 1,5-дюймовая металлическая труба, захватываемая двумя руками: от 500 Ом до 1500 кОм в сухом состоянии, от 250 Ом до 750 Ом во влажном состоянии.
• Рука, погруженная в проводящую жидкость: от 200 Ом до 500 Ом.
• Опора, погруженная в токопроводящую жидкость: от 100 Ом до 300 Ом.

Обратите внимание на значения сопротивления в двух условиях с металлической трубой диаметром 1,5 дюйма. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления, когда одна рука держит трубу.

Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок, который нужно усвоить: 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 маршрута, по которым он протекает от трубы к телу (или наоборот).

Как мы увидим в более поздней главе, параллельные цепочки и 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 удара.Тем не менее, при работе с электричеством все же отличной идеей является держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.

Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной 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 другой опасностью.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем ​​работал над автомобилем.

На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал соединения 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 с 12 вольт электрическим потенциалом.

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 свою 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.

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

Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением, находящимся 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.

Для работы одной рукой, как правило, предпочтение отдается правой руке 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 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 так, что ток может течь только по одному пути:

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

Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и , тело и перчатки, 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 непомерно дорого изолировать проводники линии электропередач с недостаточной изоляцией для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны быть достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.

ОБЗОР:

• Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи. Сопротивление противостоит току, что делает высокое сопротивление 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 могут сами 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 грудь).

Не забудьте воспользоваться нашим калькулятором закона Ома.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

.