Kubrikov о заземлении

[Kubrikov]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Тоже мучаюсь вопросом, почему человека шарахает током. Так до сих пор и не могу понять, емкостной это ток или нет.

Земля (и шины заземления) и человеческое тело под напряжением образуют обкладки конденсатора, и ток идет как бы по воздуху.
Но тогда на крыше небоскреба должно шарахать слабее, чем в подвале, т.к. расстояние от земли выше. Но везде долбает одинаково.

Человек — это проводящий кусок мяса, его можно считать за обкладку конденсатора. Аппроксимируем человека шаром диаметром полметра. Радиус a=0.25 метра.

Влажную проводящую землю аппроксимируем плоской обкладкой конденсатора с огромной площадью (бесконечная пластина).
Получаем конденсатор «Шар — Бесконечная стенка».
____________________________________________________________________________________

Пусть расстояние между «обкладками» d=30 метров (высота девятиэтажки).

Лезем в Википедию. Ищем формулу для поиска ёмкости «Шар-Стенка» и загоняем её в Маткад. Получили 30 пикофарад.
Причём результат почти не зависит от высоты здания «d» и тучности человека «a» (поиграйтесь с этими параметрами). Что взрослый толстяк, что ребёнок; что в деревенском доме, что на крыше Бурж Дубая — разница невелика.

Подсчитываем ток через конденсатор ёмкостью 30 пф при напряжении 220 вольт и частоте 50 Гц. Получаем 2 микроампера. Мало, чтобы тряхнуть человека.

Даже если сократить расстояние до 5 мм (человек стоит босиком на тонком линолеуме, положенном прямо на металлические конструкции). Ток получается 0.0002 ампера. Всё равно мало. Чтобы человека заметно тряхнуло, надо хотя бы 0.01А
Значит дело не в ёмкостном токе. Или я неправильно считаю?

Вот расчет:



PS. Кто-то из форумчан рекомендовал вставить в розетку индикатор и попрыгать. Попрыгал, в момент прыжка неонка начинает светиться слабее. Вставал на высокую табуретку - тоже яркость уменьшается. Похоже на емкостной ток.

PPS. Еще один человек на этой ветке говорил, что в стенах современных домов много заземленных труб и арматуры, и получается сферический конденсатор "человек-стены комнаты". И ток в таком конденсаторе уже близок к смертельному. Тогда получается в деревянных хоромах, где нет труб и арматуры, человека бить не должно? Или если удлинитель вынести на улицу, где вообще нет стен - то становится безопасно совать пальцы в фазу?

Или встать на высокую деревянную стремянку, чтобы увеличить расстояние между обкладками и уменьшить емкость конденсатора "человек-пол", то становится безопасно?

Eule_A: Выделено из темы "Почему ток в розетке опасен для человека?"

[Eule_A]

Kubrikov
Большая просьба следить за тем, когда в теме оставлено последнее сообщение. В данном случае Вы подняли тему шестилетней давности.
А вообще, лучше в таких случаях открывать собственную тему.

[profrotter]

Kubrikov,в той теме, откуда вас отделили, пришли к выводу, что ёмкостным каналом можно пренебречь. Всё правильно Вы считаете. Остаётся канал проводимости, который возникает в том числе из-за влажности, грязи, пыли и проч. и вроде как должен (почти) исключаться, если при прикосновении стоять на резиновом коврике в резиновых сапогах. Проводили эксперимент?

[Kubrikov]

Да, там где-то говорили, что небольшой ток (например для питания неоновой лампочки в пробнике) создается емкостной составляющей, именно поэтому лампочка мигает при подпрыгивании.

Намочил в ванной бетонный пол, даже немножко посолил, подождал пока хорошенько пропитается. Воткнул щуп амперметра в фазу, другим щупом начал тыкать в пол. Да, действительно, какие-то доли миллиампера показывает. Потыкал в мокрый линолеум - меньше, но тоже что-то показывает.

Теперь все ясно, долей миллиампера достаточно, чтобы дёрнуть.
Остается вопрос. Бетон и линолеум все-таки плохие проводники. С чего бы это они проводят?

По формуле сопротивление равно $R=p*L/S$ Чем выше сечение проводника, тем меньше сопротивление. Я так понимаю, какая-то ничтожная проводимость у напольных покрытий и строительных материалов есть, но за счет огромного сечения (квадратные метры) материал начинает неплохо так проводить.
Сечение человеческой ноги и стопы (площадь контакта с полом) тоже нехилое - пара квадратных дециметров. Мокрый раскормленный вспотевший толстяк в грязных влажных ботинках наверное проводит не хуже медного провода миллиметрового сечения.

-- 26.10.2017, 00:08 --

Я так понимаю, заземление на ЛЭП используют как обратный провод, чтобы сэкономить на меди. Грунт проводит плохо, но там сечение уже квадратные километры.

[sharikov]

Заземляют токопроводящие корпуса именно для того, чтобы Вас не "шлёпало" током переменного напряжения 220В или 380В, так как длительное воздействие такого напряжения вызовет неминуемую смерть. И неважно где у Вас стиральная машина - в подвале или на крыше небоскрёба. Если у Вас есть незаземлённая антенна, то прикосновение к ней во время грозы тоже вызовет "шлёпание" током, но это ток будет кратковременный, хоть и не приятный. Хотя, если антенна с останкинскую башню, то может быть и успеет ток нанести вред организму. Ведь ток возникает там, где есть разница потенциалов, то есть напряжение. Когда вы вставляете гвоздь в фазу розетки, то на руке появляется электрический потенциал, от него и загорается неоновая лампочка. А ногой вы стоите на полу, у которого нет электрического потенциала, то есть он нулевой, вот и возникает ток. Поэтому и применяют резиновые коврики, чтобы оторвать вашу ногу от нулевого потенциала. Птицы сидят на проводах с током под высоким потенциалом, но тока нет, потому что цепь не замкнута на ноль, а вот бедные обезьяны иногда хватаются за два провода и мгновенно сгорают - напряжение "шлёпает".

[warlock66613]

sharikov в сообщении #1259115 писал(а):

А ногой вы стоите на полу, у которого нет электрического потенциала, то есть он нулевой, вот и возникает ток.

Но это как раз тот самый ёмкостной ток, который, как выяснилось, недостаточен.

[sharikov]

Если пол сухой и нетокопроводящий, то Вас и не "шлёпнет", согласен. Но если он имеет потенциал земли в точке где Ваша нога, то по закону Ома, и возникнет электрический ток пропорциональный напряжению и обратно пропорциональный сопротивлению Вашего тела. Если у Вас сопротивление очень велико (бывают такие люди), то Вы ничего и не почувствуете, но большинство людей почему-то начинают дёргать руками и ногами.

[Alex-Yu]

Kubrikov в сообщении #1259106 писал(а):

Намочил в ванной бетонный пол, даже немножко посолил, подождал пока хорошенько пропитается. Воткнул щуп амперметра в фазу, другим щупом начал тыкать в пол. Да, действительно, какие-то доли миллиампера показывает.

Эксперимент некорректен. Если тыкать щупом в пол, то очень маленькая площадь контакта (потому и ток мал). Вырежьте из консервной банки пластинку, по площади порядка стопы, хорошо ее прижмите к мокрому полу (это важно), и ткните в эту пластинку. Ток будет НАМНОГО больше.

[Kubrikov]

Да, поставил на пол железную миску, сразу ток стал раза в два больше.

-- 26.10.2017, 02:50 --

Интересно, а зачем чугунную ванну заземляют? Статическое электричество от текущей воды?

-- 26.10.2017, 02:59 --

Какой все-таки человек хлюпкое создание! Каких-то миллиампер хватает, чтобы он на месте подскочил.
У самых паршивых светодиодов ток потребления и то 15 ма.

Хотя нет, скорее не хлюпкое, а экономичное. Миллиампер хватает, чтобы сдвинуть с места тушу.

[AnatolyBa]

В какой-то популярной книжке (не то Перельман, не то Маковецкий) обсуждался вопрос - почему птиц не бьет током, когда они садятся на провода. Как раз и пришли к выводу, что в этом случае есть только емкостной ток, а он мал.

[vvb]

Kubrikov в сообщении #1259158 писал(а):

У самых паршивых светодиодов ток потребления и то 15 ма.

Современные светодиоды и при 100 мкА неплохо светят

[EUgeneUS]

AnatolyBa

(Начитавшись таких книжек)

в детстве, страх потерял и спокойно работал неизолированным инструментом на фазе под напряжением.
И всё бы ничего. Но однажды был невнимателен и мизинцем случайно коснулся нуля.
Инстинкт самосохранения был моментально восстановлен.

[warlock66613]

sharikov в сообщении #1259128 писал(а):

Если пол сухой и нетокопроводящий, то Вас и не "шлёпнет", согласен. Но если он имеет потенциал земли в точке где Ваша нога

Он имеет (примерно) этот потенциал независимо от того, сухой он или мокрый. Разница тут не в потенциале, а во внутреннем сопротивлении эквивалентного источника.

[Евгений Машеров]

Kubrikov в сообщении #1259106 писал(а):

Я так понимаю, заземление на ЛЭП используют как обратный провод, чтобы сэкономить на меди. Грунт проводит плохо, но там сечение уже квадратные километры.

На обычных ЛЭП три фазы, которые идут по трём (или кратному трём, ради снижения короны и других потерь) проводам. Нейтраль на ЛЭП изолированная (при напряжении 2-35 кВ, иногда и при 50 кВ), при более высоких эффективно заземлённая или глухозаземлённая. Но она, в норме, не "обратный провод". Там на обеих концах линии симметрично - трансформатор и трансформатор, несимметричная на бытовых линиях, 220/380 и пр., когда на одной фазе лампы включены, на другой нет, но там нейтральный провод ставят, хотя и заземляя концы. И заземление не для экономии, а для защиты.
Вот на ЛЭП постоянного тока иногда делают обратный через землю (особенно любили через воду, пока экопоги не заявили, что рыбам это не нравится, они ток чуют), но сейчас это скорее для уравнивания, два металлических провода и заземление средней точки, но при обрыве одного из проводов могут в качестве второго пустить через землю.

[Kubrikov]

Вот как раз если бы не заземление, безопасность была бы выше. Без заземления пришлось бы сунуть два пальца в ноль и фазу. А так достаточно коснуться только фазы, и уже побежал через тапочки ток.

Где-то слышал, что линии электропередач идут на тысячи километров по лесам-болотам, и в случае обрыва провода найти обрыв очень сложно. А так провод падает на землю, получается короткое замыкание, выбивает ближайший автомат - по его расположению сразу видно, на какой участок высылать вертолет.

Еще говорят, что на проводах накапливается огромный заряд, как на обкладке лейденской банки (напряжение-то большое). А поскольку провода очень длинные, то площадь "обкладки" получается нехилая, и даже после отключения линии прикасаться к проводам опасно. А если обратный провод в земле, заряд на неё спокойно сливается.