§ 10. Направление индукционного тока. Правило Ленца

Миф 1 – электричество притягивает

Миф популярен среди непросветленного населения и даже некоторых специалистов.

Считается, что 220 вольт отталкивает, а 380 притягивает. Это абсолютно неверно, электричество не притягивает.

Весь этот миф обусловлен строением наших мышечных волокон. Они сокращаются под воздействием электронных импульсов, что исходят из нашего мозга.

Однако, когда вы каким-либо образом коснулись оголённых проводов под напряжением, ваши мышцы перестают ваш слушать и подчинятся импульсам мозга, ведь на них воздействует более сильный источник тока.

Таким образом мышцы начинают судорожно и неконтролируемо сокращаться, а с виду кажется, что человека, что коснулся проводов под напряжением, притягивает электричество.

Проверять провод следует только с помощью специальных приборов, делать это голыми руками весьма опасно.

Но если всё же пришло, то вот совет: делайте это тыльной стороной ладони, таким образом вы сможете мгновенно убрать руку от провода.

Если бы вы коснулись провода под напряжением другой стороной ледени, то вряд ли смогли б убрать руку без чужой помощи.

Миф 2 – чем больше напряжение – тем больше шанс, что вас убьёт током

Этот миф распространён не только среди непросветленного населения, но и многих электриков, инженеров и других специалистов.

Считается, что чем больше напряжение, то тем больше шанс умереть от удара током. Это полная ложь.

Если человек, стоя прямо на земле, коснётся провода фазы, то его обязательно ударит током. Здесь работает принцип заземления – электричество стремиться к земле.

А человек соединил провод, по которому оно идёт, с землёй – электричество использует его тело как проводник.

Если же человек коснётся провода, находясь на изоляторе опережённой высоты, то удара током не будет, ибо электричество не может пройти через изолятор, цепь не замкнётся.

Проходя через тело человека, электричество нагревает и сжигает его ткани. Вмешиваясь в работу периферийной нервной системы, электричество нарушает работу жизненно важных органов человека (сердце, лёгкие и другие), что, как правило, является основной причиной смерти от удара током.

Это нагревание происходит именно из-за силы тока.

Такое же нагревание происходит и в проводке. У каждого прибора, подключённого к цепи, своя сила тока. А сила тока цепи суммируется от всех электроприборов, подключенных к ней.

Из-за того, что приборов слишком много и они создают слишком большую силу тока для цепи, могут возникать проблемы.

Сила воздействия

Решающее значение для последствий ударов током человека имеет время его воздействия и плотность тока (количество на единицу площади), прошедшего через ткани и органы, а также количество выделенного при этом тепла.

Не стоит недооценивать вероятность несчастных случаев, вызванных падениями и связанных с ними последствиями. К факторам, влияющим на масштабы прямого поражения, относят:

• тип тока (переменный или постоянный);
• частоту (для импульсного или переменного);
• состояние здоровья человека и его возраст;
• наличие в теле медицинских имплантов;
• путь протекания через тело (например, рука-рука или левая рука — правая нога);
• величину шагового напряжения.

Травмы от низкого напряжения чаще носят фатальный характер, чем от высокого. Взрывной эффект от образования плазмы при воздействии источников свыше 1000 В отбрасывает жертву от проводников, ограничивая время контакта.

В таких случаях повреждения могут быть удивительно ничтожными. В противоположность этому, бытовой ток частотой в 50 Гц способен стимулировать сокращение мышц и вызвать непроизвольный захват, продлевая воздействие электричества, что существенно усугубляет последствия.

Аналогичный эффект возникает при попадании в человека молнии. Это природное явление можно описать в таких цифрах:

• потенциал электрического поля между облаками и поверхностью земли достигает миллиарда вольт;
• разряд длится около 0,02 сек;
• сила тока разряда может составлять до 100000 А;
• температура в плазменном канале может составлять 10 000 °C.

Однако большинство жертв выживает после контакта с грозовым разрядом по причине его косвенного воздействия, которое можно сравнить с эффектом взрывной волны. Прямое попадание также редко смертельно по причине кратковременности электрического тока.

Контакты с высоким напряжением иногда могут выглядеть парадоксально. Например, птица способна комфортно сидеть на линиях электропередач с высоким напряжением. В то же время последнее способно разрушать электрические изоляторы, такие как краски, кожа, обычная обувь и перчатки. Это происходит потому, что птица, в отличие от человека, не имеет возможности быть достаточно близко к земле, чтобы замкнуть цепь на грунт или подвергнуть изоляцию своих покровов разрушительному воздействию дуги.

Миф 3 – ванна с феном

Благодаря фильмам способ кинуть электрофен в ванную с водой стал крайне любимым для суицида и расправы над мужьями, любовниками.

Но в реальности подобное вряд ли произойдёт.

В данном случае не выполнено ни то, ни другое.

Во-вторых, вода сама по себе плохой проводник, если она не дистиллированная или не насыщена ионами солей.

То есть электричество не пройдёт через воду к телу человека. От силы будет короткое замыкание внутри электроприбора.

Ну и в-третьих, в каждом жилом доме есть защитный автомат, что срабатывает сразу же, если в цепи случится короткое замыкание или резко поднимется сила тока.

Рекомендую следующее видео, где разобраны некоторые мифы и факты про электричество:

Физиологические эффекты

Током называется движение электронов или ионов в проводнике. Его количество, протекающее через человеческое тело, определяет реакцию на электроудар. Большинство воздействий на организм связано с нагревом тканей и стимуляцией нервов и мышц.

Потеря контроля над нервно-мышечной деятельностью может привести к травмирующим последствиям от падений до остановки дыхания или сердца. Примерный список поражающих воздействий выглядит следующим образом:

• 1 мА — порог чувствительности, ощущается как лёгкое покалывание;
• 10—20 мА — начало устойчивого мышечного сокращения (невозможно отпустить источник);
• 50—150 мА — экстремальные боли, остановка дыхания;
• 100—300 мА — фибрилляция желудочков сердца без летального исхода при кратковременном воздействии;
• около 2А — остановка сердца и необратимые повреждения внутренних органов.

Точки входа и сопротивление

Человеческое тело обладает сопротивлением току. Поскольку оно состоит почти целиком из воды, наименьшая проводимость присуща его оболочке — кожному покрову. Для мозолистой сухой руки этот показатель может иметь значения, превышающие сотню тысяч ом, благодаря толстому внешнему слою ороговевших мёртвых клеток.

Сопротивление кожи зависит от возраста, потливости, индивидуальных особенностей и резко падает в результате высоковольтного пробоя, разреза, глубокого истирания или при погружении в воду.

Электричество протекает из одной точки в другую. Человек, получающий электроудар, имеет как минимум две точки контакта с источником напряжения, одна из которых может быть заземлением. Ток в теле способен пройти через несколько путей одновременно, в этом случае его прохождение описывается законами Ома для параллельного и последовательного соединения.

Приблизительные показатели сопротивления человека:

• рука-рука: 1300 Ом;
• рука-нога: 1000 Ом;
• руки-ноги: 650 Ом;
• нога-нога: 1300 Ом.

Поражение может возникнуть от электрической дуги, вызванной прохождением тока через воздух. Если она не контактирует с человеком, то последствиями будут ожоги от её тепла в точке входа.

Высокоэнергетические дуги могут сопровождаться взрывами, вызывающими ударную волну, которая способна отбросить человека, разорвать барабанные перепонки и повредить внутренние органы.

Что в итоге…

Если рассмотреть самые популярные стереотипы про электричество, оказывается, что о нем есть множество мифов. Например, что электричество притягивает или отталкивает. На самом деле, электричество воздействует на мышцы сильнее, чем импульсы мозга, из-за чего они начинают судорожно сокращаться. Со стороны кажется, что человека притягивает электричество.

И последним миф – ванная с феном. Он опровергается по трём причинам – не происходит заземления с участием тела человека, вода сама по себе плохой проводник и в каждом жилом помещении установлен защитный автомат, который срабатывает сразу же, как только в цепи случится короткое замыкание или резко поднимется сила тока. Таким образом жертва не умрёт, если кинуть фен или любой другой электроприбор в воду.

Напишите в комментариях какие ещё популярные мифы про электричество вы знаете и их следует опровергнуть?

Источник

Причины поражения

Основная причина поражения электрическим током — непосредственный контакт с токоведущими частями электрических сетей или оборудования.

Это может произойти вследствие:

• несоблюдения техники безопасности на производстве;
• использования неисправных приборов;
• соприкосновения электротехники с водой;
• неосторожность в обращении с электрооборудованием;
• непрофессионального вмешательства в работу электроустановок;
• ложных сообщений об обесточивании;
• действий, основанных на предполагаемом отсутствии тока на контактах;
• аварий на оборудовании под напряжением;
• пожаров и неверного их тушения.

Немало поражений происходит из-за явления, называемого шаговым потенциалом. Потенциал земли равен 0, то есть в присутствии фазы (электрода, откуда ток может идти) и проводника или нагрузки между ними поток электронов пойдёт в землю. Описанный процесс нашёл отражение в термине заземление. Если человек, шагнув, зафиксирует голые стопы на земле, то разность потенциалов между ними при нормальных условиях составит 0 В.

Такое положение дел меняется, если проводник от линии электропередач высокого напряжения проконтактирует с землёй. В этом случае он замыкает цепь трансформатор — ЛЭП — грунт — трансформатор. Поскольку земля плохой проводник, напряжение будет уменьшаться с увеличением расстояния от упавшего провода. В этом случае разность потенциала между стопами шагнувшего человека может достигать значительных величин и привести к поражению электрическим током по пути нога-нога. Подобное явление также наблюдается во время удара в землю грозового разряда.

Кроме молнии, существуют и другие природные источники электрического тока, с которыми не без последствий контактируют люди. Электрические скат, угорь и сом способны генерировать напряжение в сотни вольт при токах в десятки и сотни миллиампер. И хотя летальных случаев после электроудара этих рыб не зафиксировано, им можно оглушить человека до потери сознания

Мы создаем общение

Электричество и электрические явления являются одной из областей физики, которая до сих пор не в полной мере изучена и понятна, не только для людей далеких от науки, но и даже для специалистов, имеющих дипломы всех цветов и рангов. Поэтому нередко в бытовой жизни или на производстве можно услышать распространенные мифы об электричестве, которые только подтверждают сказанное выше.

Так как в повседневной жизни с постоянным током мы встречаем редко, и то крайне слабой силы, то будем говорить именно о токе переменном.

Миф №1 — электричество притягивает

Популярный миф среди домохозяек и даже среди некоторых дипломированных инженеров и работников производств. Якобы, если прикоснуться к оголенным проводам или неисправным приборам под напряжением, то электрический ток непременно вас притянет и убьет. Если насчет вероятности «убьет» сомнений особых нет, то вот насчет «притянет» можно с уверенностью сказать, что это лишь миф. Электричество не притягивает!

Данное заблуждение сложилось по причине особенности функционирования мышц тела человека и животных, которые управляются электрическими импульсами нервной системы. Под действием электричества мышцы сокращаются, и если, к примеру, вы схватились руками за оголенные провода, то самостоятельно разжать ладони уже вряд ли удастся. Ваши мышцы не будут подчиняться электроимпульсам мозга, так как на них воздействует более сильный источник. Такая «беспомощность» внешне дает ложное впечатление о том, будто электричество притянуло человека.

Разумеется, проверять находится ли под током провод, нужно только с помощью специальных приборов, индикаторов и вольтметров. Но, если их нет под рукой и, по какой-либо немыслимой причине, вы все же вы решили проверить провод касанием, то действуйте тыльной стороной ладони, в таком случае сокращения мышц руки не помешают вам мгновенно удалиться от источника тока и вы не получите существенных повреждений.

Миф №2 — чем больше напряжение (кол-во Вольт), тем больше вероятность, что вас убьет от удара током.

Это заблуждение является более распространенным, чем первое. И не только среди домохозяек, но даже среди инженеров-электриков.

Как показывает практика, убивает именно сила тока, а не напряжение. Для начала давайте разберем стандартную схему заземления через тело человека, или, как мы любим это называть, «удар током». Вот она, родимая. Прошу заметить, что данная картинка является лишь схематической иллюстрацией того, как происходит заземление через тело человека.

И так, перед нами три линии (трехфазный переменный ток) и человек, демонстрирующий случаи трех вероятных сценариев развития событий. Одно из главных правил, которое следует запомнить — электричество всегда ищет самый короткий путь, чтобы уйти в землю.

Делаем вывод, что главная задача, для того, кто хочет избежать удара током, это не при каких условиях не оказаться на пути электричества к земле. При всех других вариантах событий благоприятный исход не гарантирован.

Тут следует добавить одну поправку про напряжение. Не зря я упомянул высоту Т (толщину) изолятора. Если напряжение будет сравнительно большим, то и толщина изолятора должна быть больше, чтобы не произошло заземление. Так как, высокое напряжение позволяет электрическому току совершать «пробои» — иными словами, проходить через те материалы, через которые обычно он этого сделать не может… через воздух, изолятор и так далее. К примеру, при напряжении в 100 000 Вольт, 1 см трансформаторного масла (изолятора и диэлектрика) пробивается вполне свободно.

То есть, в этом плане напряжение опасно тем, что поведение электричества становиться более динамичным, пробиваются резиновые перчатки, которые ранее при 220 вольт служили вам отличным изолятором. Пробивается расстояние через воздух, пробивается ваша резиновая подошва на обуви и так далее.

А теперь, когда даже детям понятно, что такое заземление через тело человека, думаю, самое время приступить к пояснению — почему все таки не напряжение виновно в смертельности удара, а именно, сила тока или нагрузка в цепи.

По своей природе, удельное сопротивление человеческого тела довольно высоко, в следствии чего, при пропускании электрического тока через его ткани, они разогреваются, сгорают, в общем нарушается их работа. Также, при пропускании электрического тока через тело человека, нарушается работа периферической нервной системы отвечающей за дыхание, сердцебиение и прочие жизненноважные функции организма, что и становится причиной смерти.

Высокая сила тока способна точно также нагревать и сжигать не только органическую ткань, но и проводку. А сила тока зависит от мощности электроприборов включенных в цепь (сеть) и рассчитывается по формуле Р = U*I (где P — мощность (ватт), U — напряжение (вольт), I — сила тока (ампер)). К примеру, если ваш чайник 3500 ватт подключен в цепь питанием 220 вольт, он вызовет прирост силы тока в цепи 3500/220 = 15.9 Ампер. Это такая нагрузка на цепь. Ну, а если вы к этому еще и подключили все свои электроприборы в один сокет (розетку), то за ней сила тока будет суммироваться от каждого электроприбора. Стандартная схема подключения в любом офисе и удивленное лицо местных обитателей, вопрошающее — почему это сетевики не выдерживают?! Китайские наверное!

К слову, это самая распространенная причина пожаров, особенно в тех квартирах, где замена проводки не проводилась с советских времен. А ведь сегодня электроприборов куда больше, и они куда мощнее. Но, как правило, люди решают такие проблемы заменой автоматов предохранителей на более мощные (с большим ампиражом), а вот проводку оставляют такой же хиленькой. Пожар у таких хозяев лишь вопрос времени.

Подведем итог — подобно тому, как сила тока палит проводку, она также сжигает и ткани человека. А вероятность смертельного исхода прямопропорциональна силе тока в цепи.

Миф №3 — электрованна.

Этот миф заслуживает особого сюжета в программе «Разрушители легенд», ведь своей популярностью он обязан голливудскими боевиками, как излюбленное средство расправы над неверными мужьями, любовниками… достаточно лишь бросить электрофен в ванну заполненную водой, в которой нежится ваша жертва, и его гибель гарантированна.

Ну, во-первых, в данном мифе нарушается схема А, и правило «стоять на пути тока», «по пути меньшего сопротивления». Сама вода является очень плохим проводником, если только не насыщена ионами солей. Так как электричество из фена или миксера проходит частично сквозь воду, в которой растворены соли, далее через корпус ванны и в землю (пол)… максимум что случится, это короткое замыкание (Ф1-0) внутри самого фена, как электроприбора. Вероятность того, что через тело жертвы пойдет электричество крайне мала.

Во-вторых, в любом жилом помещении есть автомат защиты (EKF), который сработает (вырубит питание) в случае короткого замыкания и увеличении сила тока в цепи. Жертва даже не успеет испугаться, не то что погибнуть.

Источник

Факторы, влияющие на характер и тяжесть электротравмы

Вид и сила и напряжение тока

• Более чем 1000-вольтное напряжение тока приводит к тяжелым повреждениям вплоть до смерти, причем даже не прикасаясь к источнику, а находясь очень близко — в шаговом нахождении от источника тока (так называемая «вольтова дуга»).
• Переменный ток опаснее постоянного
• Низкочастотный ток поражает внутренние органы
• Высокочастотный – поверхность кожи, не приводя к смерти.

Путь тока по организму – петля тока

Травмирование током в быту

• Самые опасные варианты – полная петля, включающая 2 руки и 2 ноги, рука-рука, поскольку ток протекает через сердце.
• Не менее опасный — рука-голова, когда ток проходит через головной мозг.

Сопротивление тканей и плотность тока

Под плотностью тока понимают количество тока, проходящего через единицу площади. Энергия концентрируется при прохождении тока через меньшую площадь. Например, если электроток проходит через руку, плотность тока увеличивается в зоне суставов.

Продолжительность действия тока

Чем дольше действует ток, тем сильнее поражения и больше вероятность смерти.

• Ток высокого напряжения проводит к резкому сокращению мышц, человек даже может быть с силой отброшен от источника тока.
• Ток низкого напряжения провоцирует спазм мышц приводит к продолжительному непроизвольному захвату проводника руками. С течением времени уменьшается сопротивление кожи, поэтому необходимо как можно раньше прервать контакт пострадавшего с проводником.