Электрический ток
Согласно школьного курса физики – это упорядоченное движение заряженных частиц. Заряженными частицами, в зависимости от среды распространения, считаются электроны или ионы. Для металлов эти частицы – электроны, для некоторых газов или электролитов – ионы. Считается что именно их движение и являются электрическим током.
Как известно, в мире физики, объекты, обладающие разностью зарядов притягиваются, чтобы достигнуть равновесного состояния. Этот факт отлично подтверждает всем известный эксперимент с эбонитовой палочкой. Таким образом, электрический ток — это поток электронов или ионов, стремящихся воссоздать равновесие в мире электрических зарядов.
Не углубляясь в разновидности проводников, рассмотрим обыкновенные электрические провода и электроны, бегущие в них. Электроны заряжены отрицательно, значит их массовое скопление — это отрицательно заряженный объект. В то же время положительно заряженный объект — это место где имеется нехватка этих самых электронов, а значит скопление ионов (атомов с недостающими электронами). Так как природа стремится воссоздать равновесие, образуется поток электронов от минуса к плюсу.
Если природа стремится к равновесию, то отчего же образовались эти недостачи и излишки электронов?
Ответ довольно банален, за исключением некоторых природных явлений вроде молнии или статических разрядов. Люди их создают искусственно, чтобы пользоваться стремлением, или другими словами, силой природы прийти в равновесное состояние, в своих интересах. Как это происходит подробно рассказано в статье про источники тока.
Маленькая особенность: так как само явление электричества было открыто гораздо раньше его природы (упорядоченного движения электронов в металлах), а раньше люди думали, что движутся положительно заряженные частицы), то принято считать, что электрический ток течет от плюса к минусу, хотя сейчас уже ясно, что всё происходит наоборот. В консервативном мире науки решили ничего не менять и продолжают пользоваться веками укоренившейся схемой.
Поняв, как всё это движется, можно попробовать разобраться, что нам даёт этот самый электрический ток. Прохождение электронов по проводнику сопровождается массой удивительных физических явлений, от простого нагревания проводника, до электромагнитного поля вокруг него, но обо всём по порядку.
Как известно, электроны очень маленькие и понаблюдать за ними даже через самый мощный микроскоп не удастся. Поэтому для понимания и визуализации такого действа как электрический ток, придумали очень удобное сравнение — сравнение с водопроводной трубой.
Итак, представим себе водопроводную трубу, она является проводником или просто проводом, очень близко не так ли? В этой трубе течет вода – капли которой очень похожи на электроны, текущие в проводах. Эту воду что-то толкает и ей что-то мешает.
Поток воды можно описать присущими ему свойствами, такими как давление и скорость, а характеристики трубы можно описать такими понятиями как её пропускная способность и сопротивление потоку воды.
По аналогии поток электронов, то есть электрический ток, можно описать такими характеристиками как электрическое напряжение (давление для воды) и сила тока (объём потока воды). Электрический проводник по аналогии с трубой можно описать таким свойством как сопротивление электрическому току (сопротивление потоку воды).
К примеру, тонкая труба может пропустить лишь небольшой поток воды, точно также, тонкий провод способен пропустить поток электронов только с небольшой силой тока. Тонкая струйка, вылетающая из водного пистолета, имеет большую скорость, но очень маленький объем воды, также искра, вылетающая из пьезоэлемента зажигалки, имеет высокое напряжение, но очень маленькую силу тока.
Представим себе огромную трубу диаметром в целый метр и из неё течет, а лучше сказать «вываливается» огромное количество воды, при этом давление в ней довольно низкое (единицы атмосфер), но поток воды просто огромен (сотни литров в секунду). Та же история с толстым проводом точечной электросварки, напряжение там невысокое (несколько вольт), но сила тока просто огромная (сотни ампер), в месте контакта плавится металл. Предположим, что на краю трубы есть кран и он закрыт, вода внутри есть, но она никуда не течёт. Тоже самое с проводником, если цепь от плюса к минусу разорвана, а воздух для электрического тока настолько же труднопроходимая среда, как кран для воды, то ток тоже никуда не течёт. Но электроны из проводника, как и вода из трубы, никуда не делись и напряжение, как и давление в трубе тоже осталось, нет только потока электронов, а значит сила тока равна нулю.
Почему птиц на проводах не бьет током
Во время наблюдения за тем, как разбрелись по проводам стаи птиц, возникает невольный вопрос: а как так получается, что людям притрагиваться к проводам нельзя, а птицы спокойно ходят по проводам, находящимся под напряжением? В чем здесь секрет — мы и попытаемся разобраться в нашей статье.
Как получается, что птиц не бьет током на проводах
Для того, чтобы разобраться в этом вопросе, нам необходимо знание элементарных основ физики и электротехники. Поэтому без краткого экскурса в теорию не обойтись, но мы постараемся сделать его максимально простым и понятным.
Краткий экскурс в физикуЭлектроэнергия характеризуется множеством величин, но для ответа на вопрос: почему птицу не бьет током на проводах? — нам важны две из них – это напряжение и ток. Ведь ответ на вопрос кроется в самом вопросе.
А если ток?Итак:Для начала определимся, что такое электрический ток. Ток — это направленное движение заряженных частиц. Для того, чтобы эти заряженные частицы пришли в движение, нам необходимо создать разность потенциалов.
Как известно, разностью потенциалов между двумя точками называют электрическое напряжение. Упрощенно можно сказать, что напряжение — это разность между двумя точками, в одной из которых заряженных частиц много, а в другой мало.
Закон природы требует уравнять количество заряженных частиц в этих двух точках. Именно процесс перемещения заряженных частиц из одной точки в другую и называют эклектическим током.
Подытоживая все вышесказанное, приходим к выводу, что ток возникает между двумя точками с разным напряжением. Обычно этими точками выступают либо два провода, либо провод и земля. Ведь землю принято считать идеальной точкой с потенциалом в «0».
Что происходит с птицами на проводах
Птица садится на провод! И ничего не происходит. А не происходит потому, что у нас нет электрического тока между проводом и птицей. Сев на провод под напряжением (или потенциалом), птица сама приобрела потенциал. Но для возникновения тока необходима другая точка с меньшим потенциалом, а птицу окружает воздух, который является диэлектриком.
Если же к вопросу подойти чисто теоретически, то птицу может ударить током на проводах. Только это должна быть очень большая птица, которая сядет не на провод, а на изоляторы, которые прикрепляют провод к опоре.
Тогда, возможно, на линиях с высоким классом напряжения 330, 500, или 750кВ сможет образоваться электрическая цепь, которая убьет птицу.
Не очень часто птицы становятся причиной отключения линий электропередач.
Порывшись в сети интернет, вы наверняка найдете видео, где птицы, несущие в клюве куски проволоки или другие проводящие материалы, вызывали короткие замыкания на линиях.
В этом случае проволока, которую держит в клюве птица, выступает в роли мостика. При ее соприкосновении с одним из проводов и другим проводом или опорой, начинается протекание тока, которое часто называют коротким замыканием.
По тем же причинам, почему птиц на проводах не убивает током, и человек может прикасаться к проводам. Только в отличие от птиц мы не можем подлететь к проводу, поэтому используется специальная техника.
Обратите внимание! Для человека считается смертельным ток в 0,1А. Для сравнения, в электрической лампочке на 100Вт протекает ток примерно 0,5А. Протекание такого тока более чем 0,5 секунды может привести к нарушению действия сердечных мышц и смерти
Протекание такого тока более чем 0,5 секунды может привести к нарушению действия сердечных мышц и смерти.
В сети интернет вы могли видеть множество роликов о приземлении парашютистов на провода линий электропередач. При правильном поведении их не било током, и дождавшись отключения линии, они могли спокойно спуститься на землю.
Данное правило распространяется не только на провода линий электропередач. Выполняя ремонт домашней проводки, тоже иногда используют метод выполнения работ под напряжением.
Своими руками делать этого не следует, а вот специалисты иногда его используют.
Вывод:Зная, почему птиц не бьет током на проводах, у вас может появиться предвзятое отношение к электричеству. Действительно, теоретически, изолировав себя от земли, можно выполнять работы практически под любым классом напряжения.
P.S. Ни в коем случае не проводите эксперименты с электричеством.
Электричество Птицы ЛЭП и птицы Длиннопост Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам:
Сила тока
Сразу возникает потребность в величине, которой мы будем «напор» электрического тока измерять. Такая, чтобы она зависела от количества частиц, которые протекают по проводнику.
Сила тока — это физическая величина, которая показывает, какой заряд прошел через проводник за единицу времени.
Как обозначается сила тока?
Сила тока обозначается буквой I
Сила тока I = q/t I — сила тока q — заряд t — время |
Сила тока измеряется в амперах. Единица измерения выбрана не просто так.
Во-первых, она названа в честь физика Андре-Мари Ампера, который занимался изучением электрических явлений. А во-вторых, единица этой величины выбрана на основе явления взаимодействия двух проводников.
Здесь аналогии с водопроводом провести, увы, не получится. Шланги с водой не притягиваются и не отталкиваются вблизи друг друга (а жаль, было бы забавно).
Когда ток проходит по двум параллельным проводникам в одном направлении, проводники притягиваются. А когда в противоположном направлении (по этим же проводникам) — отталкиваются.
За единицу силы тока 1 А принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной 1 м, расположенные на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н.
Задача
Найти силу тока в цепи, если за 2 секунды в ней проходит заряд, равный 300 мКл.
Решение:
Возьмем формулу силы тока
I = q/t
Подставим значения
I = 300 мКл / 2 с = 150 мА
Ответ: сила тока в цепи равна 150 мА
Чтобы хорошо запомнить теорию, нужно много практики. Классический курс по физике для 10 класса в онлайн-школе Skysmart — отличная возможность попрактиковаться в решении задач.
ток течет от плюса к минусу или наоборот?
На самом деле — НАВСТРЕЧУ ДРУГ-ДРУГУ!
«Когда Ампер предложил в первой половине 19-го столетия направление тока от плюса к минусу, все восприняли это как должное и это решение никто не стал оспаривать. Прошло 70 лет, пока люди не выяснили, что ток в металлах происходит благодаря движениям электронов. А когда они это поняли (это случилось в 1916 году), все настолько привыкли к сделанному Ампером выбору, что уже не стали ничего менять.
. В электролитах отрицательно заряженные частицы движутся к катоду, а положительные — к аноду. То же самое происходит и в газах. Если подумать, какое направление тока будет в этом случае, в голову приходит только один вариант: перемещение разнополярных электрических зарядов в замкнутой цепи происходит навстречу друг другу. Если принять это утверждение за основу, то оно снимет существующее ныне противоречие. Возможно, это вызовет удивление, но еще более 70 лет назад ученые получили документальные подтверждения того, что противоположные по знаку электрические заряды в проводящей среде действительно движутся друг другу навстречу. Данное утверждение будет справедливо для любого проводника вне зависимости от его типа: металла, газа, электролита, полупроводника. Как бы там ни было, остается надеяться, что со временем физики устранят путаницу в терминологии и примут однозначное определение того, что же все-таки такое направление движения тока. Привычку, конечно, менять сложно, но ведь нужно же наконец поставить все на свои места. _https://fb.ru/article/99367/napravlenie-toka-ot-minusa-k-plyusu-ili-naoborot_
Сила тока
Сразу нам понадобится величина, с которой мы будем измерять «голову» электрического тока. Так что это зависит от количества частиц, протекающих через проводник.
Сила тока – это физическая величина, которая показывает, сколько заряда прошло через проводник.
| Текущая сила I = q / t I – сила тока А q – загрузка C t – время с |
Сила тока измеряется в амперах. Единица измерения была выбрана неспроста.
Во-первых, он получил свое название от физика Андре-Мари Ампера, изучавшего электрические явления. А во-вторых, единица этой величины выбирается исходя из явления взаимодействия двух проводников.
Здесь, к сожалению, не удастся провести аналогию с водопроводом. Наполненные водой трубы не притягиваются и не отталкиваются близко друг к другу (что было бы обидно, но было бы весело).
Когда ток течет через два параллельных проводника в одном направлении, проводники притягиваются друг к другу. А при обратном направлении (по тем же проводникам) они отклоняются.
За единицу силы тока 1 А принимается сила тока, при которой два параллельных проводника длиной 1 м, расположенные на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н.
Задача
Найдите ток в цепи, если заряд 300 мкКл проходит через нее за 2 секунды.
Решение:
Возьмем формулу для текущего
I = q / t
Заменить значения
I = 300 мКл / 2 с = 150 мА
Ответ: ток в шлейфе 150 мА
Основные единицы измерения силы тока
В качестве основной единицы измерения силы тока используется ампер (краткое обозначение – А). Ампер, названный в честь ученого-физика Анри Ампера, является частью Международной системы единиц (СИ).
Если 1 кулон электричества проходит через поперечное сечение за 1 секунду, ток в этом проводнике равен одному амперу. Как используются вспомогательные агрегаты:
- миллиампер (ма), одна тысячная или 10-3 ампер;
- микроампер (мкА), миллионная или 10-6 ампер.
Сила тока – важный параметр, знание которого поможет выбрать кабели с оптимальным размером сечения для планируемой нагрузки.
Сила тока – обозначение и базовые формулы
В формулах при расчете такого параметра, как сила тока, принято обозначение его значения буквой «I». Основная формула выглядит так: I = q / t, где q – количество электричества, а t – временной интервал.
Также для расчета силы тока можно использовать такие параметры, как:
- эффективное напряжение (U);
- мощность (P).
В этом случае применяется формула I = P / U. Получение силы тока расчетным методом актуально в тех случаях, когда использование средств измерений невозможно, например на этапе проектирования электрических сетей.
Что такое поперечное сечение проводника
Электрический ток – это направленно движущиеся по проводнику свободные заряды. Его можно определить, когда известно количество заряженных частиц, прошедших через проводник.
Проводник может быть достаточно длинным. Поэтому неудобно учитывать заряды, находящиеся во всей длине проводника.
Чтобы было проще посчитать количество зарядов, на проводнике выбирают точку в любом удобном месте.
Через эту точку мысленно проводят плоскость, располагая ее перпендикулярно по отношению к проводнику. Так как эта плоскость в проводнике ограничивает собой площадь S, ее часто называют площадью поперечного сечения проводника.
Для вычисления силы тока, ведут подсчет зарядов, прошедших через это сечение.
Как рассчитать площадь сечения
Проводник будем считать круглой трубкой, по аналогии с трубой, по которой течет жидкость. Пользуясь этой аналогией, так же, примем, что внутри такой трубки будут двигаться заряды, они обозначены кружками на рисунке.
Рис. 8. Что такое поперечное сечение
Выделим на трубе какую-либо точку. Мысленно отрежем кусок трубы, проводя разрез перпендикулярно. Стенки трубки в месте отреза являются границей круга.
Площадь полученного круга можно вычислить по такой геометрической формуле:
\
\(\large S_{0} \left( \text{м}^{2} \right)\) – площадь круга;
\(\large \pi \approx 3,14\) – число Пи;
\(\large D \left(\text{м}\right)\) – диаметр круга;
\(\large R \left(\text{м}\right)\) – радиус круга;
Проводник может иметь не только цилиндрическую форму. Промышленность изготавливает металлические проводники, имеющие квадратное, прямоугольное, треугольное или какое-либо другое сечение. Понятно, что площади таких сечений нужно рассчитывать, пользуясь другими геометрическими формулами.
Один Ампер – много это, или мало
1 Ампер это 1 Кулон деленный на 1 секунду. Для большинства бытовых электроприборов это достаточно большая сила тока.
Например, через энергосберегающие лампы протекают токи 0,04 — 0,08 Ампера.
Большой плоский телевизор от электроосветительной сети потребляет ток 0,2 Ампера.
Лампа накаливания –примерно 0,5 Ампера.
Как видно, большинство электроприборов токи менее одного Ампера.
Поэтому, для тока часто применяют дольные единицы измерения:
миллиамперы, микроамперы, и наноамперы:
1мА (миллиампер)= 10⁻³ А
1мкА (микроампер) = 10⁻⁶ А
1нА (наноампер) = 10⁻9 А
Ток зарядки аккумулятора мобильного телефона может достигать 2 Ампер.
А через электрический обогреватель, или электрочайник, протекает ток силой до 10 Ампер.
Примечание: Ток силой всего 0,05 А может привести к летальному исходу. Будьте осторожны с электричеством!
В то же время, используют и токи, превышающие сотни Ампер. Например, на промышленных электростанциях.
Для таких токов применяют кратные единицы: килоампер, мегаампер.
1КА (килоампер)= 10³ А
1МА (мегаампер) = 10⁶ А
Электрический ток в жидкостях. Движение зарядов, анионы катионы.
Электрический ток в жидкостях обусловлен движением положительных и отрицательных ионов. В отличии от тока в проводниках где движутся электроны. Таким образом, если в жидкости нет ионов, то она является диэлектриком, например дистиллированная вода. Поскольку носителями заряда являются ионы, то есть молекулы и атомы вещества, то при прохождении через такую жидкость электрического тока неизбежно приведет к изменению химических свойств вещества.
Откуда же в жидкости берутся положительные и отрицательные ионы. Скажем сразу, что не во всех жидкостях способны образоваться носители зарядов. Те, в которых они появляются, называются электролитами. К ним относятся растворы солей кислоты и щелочи. При растворении соли в воде, к примеру, возьмем поваренную соль NaCl, она распадается под действием растворителя, то есть воды на положительный ион Na называемый катионом и отрицательный ион Cl называемым анионом. Процесс образования ионов называется электролитическая диссоциация.
Проведем опыт, для него нам понадобится стеклянная колба два металлических электрода амперметр и источник постоянного тока. Колбу мы заполним раствором поваренной соли в воде. Потом поместим в это раствор два электрода прямоугольной формы. Электроды подключим к источнику постоянного тока через амперметр.
Рисунок 1 — Колба с раствором соли
При включении тока между пластинами появится электрическое поле под действием, которого начнут двигаться ионы соли. Положительные ионы устремятся к катоду, а отрицательные к аноду. В тоже время они будут совершать хаотическое движение. Но при этом под действием поля к нему добавится еще и упорядоченное.
В отличии от проводников в которых движутся только электроны то есть один вид зарядов в электролитах перемещаются два вида зарядов. Это положительные и отрицательные ионы. Движутся они встречно друг другу.
Когда положительный ион натрия достигнет катода, он получит недостающий электрон и превратится в атом натрия. Аналогичный процесс произойдет и с ионом хлора. Только при достижении анода ион хлора отдаст электрон и превратится в атом хлора. Таким образом, во внешней цепи поддерживается ток за счет движения электронов. А в электролите ионы как бы переносят электроны от одного полюса к другому.
Электрическое сопротивление электролитов зависит от количество образовавшихся ионов. У сильных электролитов при растворении уровень диссоциации очень высок. У слабых низкий. Также на электрическое сопротивление электролита влияет температура. При ее увеличении снижается вязкость жидкости и тяжелые, и неповоротливые ионы начинают двигаться быстрее. Соответственно сопротивление уменьшается.
Если раствор поваренной соли заменить на раствор медного купороса. То при пропускании тока через него, когда катион меди достигнет катода и получит там недостающие электроны, он восстановится до атома меди. И если после этого вынуть электрод, то можно обнаружить на нем налет меди. Этот процесс называется электролизом.
Зажигаем лампочку
Концы нити накаливания лампочки соединены с деталями ее цоколя: один — с боковой поверхностью его корпуса, другой — с центральным контактом. Когда вы присоединяете лампочку к батарейке, вы создаете то, что называется электрической цепью. Цепь — это путь, по которому ток может течь от плюса батарейки к минусу.
Создаваемое батарейкой напряжение заставляет электроны двигаться по цепи, частью которой является нить накаливания лампочки. Нить обладает сопротивлением, ограничивающим силу тока в цепи. Когда электроны преодолевают сопротивление нити, она становится такой горячей, что начинает светиться, т.е. испускать свет.
Чтобы батарейка могла заставить электроны двигаться, цепь между ее выводами не должна иметь разрывов, т. е. должна быть замкнутой.
Чтобы электричество могло работать, всегда необходимы замкнутые цепи. Достаточно разомкнуть цепь — создать в ней хоть один разрыв в каком-либо месте, и лампочка сразу погаснет! Давайте рассмотрим электрические цепи более подробно.
В каких случаях птица погибнет на проводах
Если пернатое село на провод, его не убьет. Но это справедливо, когда она сидит держась обеими лапками за один провод. Но вот если случайно крупный аист или орёл заденет крылом, а часто случается именно так, соседний провод (другой фазы) или опору — произойдет удар и смерть. При прикосновении к соседней фазе получается межфазное замыкание через тело. При касании опоры — замыкание на землю. Оба вида замыкания характеризуются большим током.
Также она погибает, когда в клюве несёт что-то длинное, например кусок проволоки — им легко можно перемкнуть фазы. Даже если это ветка, особенно, если она влажная, при напряжении в тысячи вольт она станет неплохим проводником.
Третий случай в сырую, пасмурную или дождливую погоду. Влага и ионизированный воздух способствуют поражению электричеством.
Ну и напоследок ответим еще на один достаточно любопытный вопрос — «Можно ли человеку повторить птичий опыт?». Теоретически можно, но пробовать крайне не советуем. Сложно представить способ, как можно оказаться на такой высоте, ведь допрыгнуть до ЛЭП — сомнительная затея. Хотя электромонтёры-высоковольтники подобным образом обслуживают линии. Но делают они это, соблюдая ряд мер по технике безопасности и используют соответствующие инструменты и экипировку.
Также рекомендуем просмотреть видео, на котором доходчиво объясняется, почему птице не бьет током, когда они сидят на проводах:
Направление тока: от минуса к плюсу или наоборот?
Суть вопроса
Как известно, в проводнике электричество переносят электроны, в электролитах – катионы и анионы (или попросту ионы), в полупроводниках электроны работают с так называемыми «дырками», в газах – ионы с электронами. От наличия свободных элементарных частиц в том или ином материале и зависит его электропроводность.
При отсутствии электрического поля в металлическом проводнике ток идти не будет. Но как только на двух его участках возникнет разность потенциалов, т.е. появится напряжение, в движении электронов прекратится хаос и наступит порядок: они начнут отталкиваться от минуса и направятся в сторону плюса. Казалось бы, вот и ответ на вопрос «Каково направление тока?». Но не тут-то было.
Достаточно заглянуть в энциклопедический словарь или просто в любой учебник по физике, как сразу станет заметно некое противоречие. Там говорится, что условно словосочетание «направление тока» обозначает направленное движение положительных зарядов, другими словами: от плюса к минусу.
Как быть с этим утверждением? Ведь здесь невооруженным глазом заметно противоречие!
Сила привычки
Когда люди научились составлять цепь постоянного тока, они еще не знали о существовании электрона. Тем более, в то время не подозревали что он движется от минуса к плюсу.
Когда Ампер предложил в первой половине 19-го столетия направление тока от плюса к минусу, все восприняли это как должное и это решение никто не стал оспаривать. Прошло 70 лет, пока люди не выяснили, что ток в металлах происходит благодаря движениям электронов.
А когда они это поняли (это случилось в 1916 году), все настолько привыкли к сделанному Ампером выбору, что уже не стали ничего менять.
«Золотая середина»
В электролитах отрицательно заряженные частицы движутся к катоду, а положительные — к аноду. То же самое происходит и в газах. Если подумать, какое направление тока будет в этом случае, в голову приходит только один вариант: перемещение разнополярных электрических зарядов в замкнутой цепи происходит навстречу друг другу.
Если принять это утверждение за основу, то оно снимет существующее ныне противоречие. Возможно, это вызовет удивление, но еще более 70 лет назад ученые получили документальные подтверждения того, что противоположные по знаку электрические заряды в проводящей среде действительно движутся друг другу навстречу.
Данное утверждение будет справедливо для любого проводника вне зависимости от его типа: металла, газа, электролита, полупроводника. Как бы там ни было, остается надеяться, что со временем физики устранят путаницу в терминологии и примут однозначное определение того, что же все-таки такое направление движения тока.
Привычку, конечно, менять сложно, но ведь нужно же наконец поставить все на свои места.
Опасность в доме
Неисправность, называемая на сленге электриков «коротышом», в бытовой сети без защитного отключения и «жучками» вместо предохранителей, чревата серьезными последствиями. Всегда наносит материальный ущерб.
При «благополучном» сценарии перегорит проводка в месте замыкания, оплавится электрофурнитура в месте контакта с металлическими частями, выйдет из строя электротехническое оборудование.
В экстремальной ситуации, если вовремя не обесточить сеть, может возникнуть пожар в частном доме. Например, от дуговой вспышки воспламенится изоляция или электроприбор, затем очаг возгорания распространится по прилегающим помещениям объекта. Это приведет к материальным потерям с последствиями, описываемыми в сводках МЧС.
Определение и физическое обоснование возникновения неисправности:
Коротким замыканием называют возникновение электрического контакта между двумя точками участков электрической цепи с разными значениями электрического потенциала, если подобное соединение не предусмотрено конструкцией прибора. Что приводит к нарушениям в работе.
В отличии от длинного замыкания, которым называется включение электроприборов в сеть, коротким называется замыкание цепи по короткому пути, минуя потребителей.
Энергосистема объекта, включая жилой дом, состоит из электрических устройств и линейных элементов прохождения электрического тока потребителям от вводно-распределительного устройства.
Она обеспечивает бесперебойную работу силовых агрегатов, бытовой техники, нагревателей и светильников.
Подачу рабочего напряжения к электроприемникам обеспечивают шлейфы из двухжильного и многожильного провода. Для разводки используются проводники с медными или алюминиевыми жилами в оболочке из диэлектрика (используется резина, поливинилхлорид, тканевая оплетка).
В нормальном состоянии проводники с различным электрическим потенциалом «фаза» и «ноль» не взаимодействуют, они разделены слоем диэлектрика. Если в аварийной ситуации возникает электрический контакт, немедленно лавинообразно возрастает и сила тока. Это связано с тем, что сеть представляет источник переменного напряжения U = 220 В или U = 380 В, значение которого практически не меняется. Следовательно, ток при неизменном напряжении определяется значением сопротивления в нагрузке Iкз = U/Rкз, где значение Rкз в знаменателе равно 0.
В соответствии с физическим законом Джоуля-Ленца, протекающий ток большой силы вызывает значительное выделение тепла, нагревающего замкнутые проводники до температуры 5000 °C .
Если не сработает автомат защиты, то нагрев может достичь критических величин и вызвать возгорание изоляции или соприкасающихся с проводкой горючих материалов
Направление тока
Раньше в учебниках по физике писали так: когда-то давно решили, что ток направлен от плюса к минуса, а потом узнали, что по проводам текут электроны. Но электроны эти — отрицательные, а значит к минусу идти не могут. Но раз уже условились о направлении, поэтому оставим, как есть. Вопрос тогда возникал у всех: почему нельзя поменять направление тока? Но ответ так никто и не получил.
Сейчас пишут немного иначе: положительные частицы текут по проводнику от плюса к минусу, туда и направлен ток. Здесь вопросов ни у кого не возникает.
Так и какая версия верна? На самом деле, обе. Носители заряда в каждом типе материала разные. В металлах — это электроны, в электролитах — ионы. У каждого типа частиц свои знаки и потребность в том, чтобы бежать к противоположно заряженному полюса источника тока. Не будем же мы для каждого типа материала выбирать направление тока, чтобы решить задачу! Поэтому принято направлять ток от плюса к минусу. В большинстве задач школьного курса направление тока роли не играет, но есть то самое коварное меньшинство, где этот момент будет очень важным. Поэтому запомните — направляем ток от плюса к минусу. |
Простая физика
Итак, почему электроприборы имеют двойной провод? Ответы на этот вопрос достаточно просты. Все, наверное, заметили, что техника не работает без дополнительных источников питания. Даже батареи, и те нужно подзаряжать. Приборы такие разнообразные, но все имеют именно два провода. Чтобы понять, зачем это нужно, следует разобраться в некоторых вопросах. Например, что такое ток?
Как утверждает начальный класс физики, ток электрический – это непрерывный поток электронов. Данный процесс можно наблюдать лишь в том случае, когда в одном месте отмечается их переизбыток, а в другом – нехватка. В результате подобного несоответствия электроны просто начинают «перетекать».
