Явления при стекании тока в землю

[vek88]

yuri77

Ваше видео подсказало мне, что при слабом свечении ЛДС все надо делать ночью. И снимать видео в свете самой ЛДС. Учту это - вот только сначала куплю новый мультиметр.

[vek88]

Был сегодня в Москве. Купил мультиметр MY63 и пару неонок.

Так что заседание продолжается, господа присяжные заседатели.

А заодно использую мультиметр чтоб разобраться, что произошло с моим тестером.

[Ponchik]

vek88 в сообщении #421966 писал(а):

Меня тут с кем-то перепутали.
Ну не скромничайте Ponchik. Ведь не кто иной как Вы подбросили мне эту идею.

Такая идея мне и в голову не приходила. Я писал:

Цитата:

упускаете из виду характер проводимости данного участка цепи. Ведь это не проводник, не изолятор, не полупроводник, и не электролит. Это газ, причём в лампе (люминесцентной) разреженный, и содержащий (или не содержащий, в зависимости от температуры) пары ртути. Газовый промежуток не подчиняется, в частности, закону Ома, имеет и другие электротехнические отличия. Недаром протекание тока в газе называют разрядом.
Имеет смысл рассматривать безэлектродный разряд, т.е. газовый разряд в переменном электромагнитном поле. Но здесь надо рассматривать три случая -- разряд в электрическом поле (в конденсаторе), или в магнитном поле (в катушке), или в том и другом одновременно.

То есть речь не шла о проводнике первого рода в магнитном поле.

vek88 в сообщении #422128 писал(а):

ожидал в петле диаметром 0,25 м (5 витков) напряжение порядка 2,5 в

То, что Вы соорудили, является магнитной антенной (воздушной, т.к. без ферромагнитного сердечника). Такую антенну обычно применяют с усилителем, и с фильтрами.
А поскольку антенна магнитная (замкнутая, с малым сопртивлением) а не электрическая (разомкнутая, с большим сопротивлением), постольку в ней наводится ток, а не напряжение.
Рассчитывать такую антенну мне неохота, сошлюсь на практику.
Для поиска повреждений в кабеле используют «трассоискатель». Датчиком служит магнитная антенна с ферритовым сердечником. На фото это (слева-внизу) светлый цилиндрик на конце палки:

На наушники (иногда и на стрелочный прибор) сигнал подаётся через усилитель, а не напрямую. Над действующим кабелем и под ВЛ шум (частотой 50 Гц) усиливается. Приходится снижать усиление. А чтобы подавить этот сигнал, применяется фильтр.

[vek88]

Ponchik

Вы ж помните, я сначала воспринял Вашу идею буквально - и предложил использовать кольцевую неонку. Ну а уж потом дошло, что можно просто использовать виток или катушку. Но именно Вы напомнили мне про возможность ловить переменное магнитное поле. А рассчитывать мне ничего не надо, поскольку уже все рассчитал: магнитное поле прямого провода - по теореме о циркуляции, а э.д.с. как производная от магнитного потока через кольцо. Вот формула э.д.с. для одного прямого провода с током $I$ на расстоянии $R$ для рамки радиуса $r$

$$V = \frac{\omega r^2 I}{2 R}.$$

Ну а для трех проводов интуитивно умножаю это на 0,2. Естественно, в этой формуле $r$ много меньше $R$.

А теперь самое смешное. Расскажу про мой тестер. Итак, купил сегодня мультиметр - стал разбираться с тестером - грешу на диоды, поскольку все работает кроме измерения переменного напряжения - стрелка идет влево.

Проверил диоды - все ОК. А что ж еще там может сломаться - там никакой электроники, а много много резисторов. Ну проверил переключатель - все ОК. Стал проверять полярность - что-то подсказало, что измерительная головка не так подключена - поменял концы - и переменное напряжение стало измеряться!? Но омметр перестал работать - стрелка влево.

И тут вспомнил про аварию в своем доме от осени 2009 г. - помните, я рассказывал об этом в post360959.html#p360959.

А мне бы тогда очень омметр пригодился, но в тестере не было батареек - перестали батарейки ФБС выпускать. Поэтому корячился с батарейкой в руке для прозвонки.

Ну и после этого озаботился - нашел в интернете подходящие - это теперь R10. Купил - собрался установить 4 шт. Вскрыл тестер, а там все позеленело в месте установки батареек - пришлось разбирать все, в т.ч. отсоединить и вытащить измерительную головку.

И теперь все стало понятно - после чистки собрал неаккуратно - контакты для батареек подсоединил не так. Смутно припоминаю, что стрелка стала отклоняться не туда - нет проблем - поменял и концы на головке.

А переменное напряжение я всегда мерял в сети - мы не в Москве и у нас часто вместо 220, например, 160 - в этом случае звоню в Горсвет. Но перед эти купил блок бесперебойного питания - там свой (цифровой) вольтметр. А поэтому тестер для этого больше не использовал.

И только сейчас это обнаружилось.

Короче, потратил сейчас пару часов - перебрал концы питания тестера как надо - и он теперь снова прекрасно работает - как и все предыдущие 54 года.

Так что у меня теперь и тестер и современный мультиметр.

Кстати, мультиметр облегчит измерение внутреннего сопротивления петли, поскольку в отличие от моего тестера меряет и переменный ток.

Предположительно, завтра снова выезд на местность.

[Ponchik]

vek88
Откуда эта странная формула?
Она даже по размерности не проходит. В левой части -- вольты, в правой -- метры сокращаются, остаётся безразмерная омега и ток в амперах.
Что-то не бьёт формулка! Вольты не равны амперам.
Поправка.
Не заметил, что r в квадрате.
Вольты не равны ампер-метрам.

[vek88]

Метры не сокращаются - в числителе квадрат радиуса рамки - ведь для вычисления магнитного потока индукцию умножаем на площадь рамки. Но вообще то я уже плакался, что единицы напрочь забыл.

А секунду в знаменателе заметили? От $\omega = 2 \pi f$.

Похоже, я забыл магнитную постоянную $\mu_0$?

Завтра на свежую голову все проверю. Если дело в этом, то да - э.д.с. будет хреновенькая. И разумное увеличение количества витков ничего заметного не даст.

[Ponchik]

Для справки, размерность напряжения в СИ:
$V=m^2 s^{-3} A^{-1}kg $
где
V - вольт
m - метр
s- секунда
A - ампер
kg - килограмм.

[vek88]

Вот ИМХО правильная формула э.д.с. для одного прямого провода с током $I$ на расстоянии $R$ для рамки радиуса $r$

$$V = \mu_0 \frac{\omega r^2 I}{2 R}.$$

Здесь $r$ много меньше $R$, а $\mu_0$ порядка $10^{-6}$ Н/А А.

Следуя подсказке Ponchik, проверим размерность. Вот Н не забыл - это кг м/сек сек. Похоже все сходится.

Итак, надежды на свечение даже неонки от витка улетучились (доли милливольта). Вернемся к изначальной схеме - свечение лампы в электрическом поле. Попробую поэкспериментировать с неонкой + небольшим конденсатором с расстоянием между пластинами порядка 10 см.

Блин, в новом мультиметре внутреннее сопротивление вольтметра 10 Мом (в старом всего порядка 3 Мом). При емкости порядка 3 пф сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц 1000 Мом. Значит можно сначала просто измерить напряжение на конденсаторе новым мультиметром (покажет вместо 1 Кв 10 в?). А потом переключить на измерение переменного тока. И будет ясно, достаточно для поджига неонки или нет?

ЗЫ. Мдя - интересно получилось. Полтора года назад, при чистке тестера сделал ошибку. Сегодня сделал другую ошибку - в формуле забыл константу. В результате ошибки компенсировались - реабилитировал тестер + купил новый мультиметр + благодаря Ponchik вспомнил константу.

[Ponchik]

vek88 в сообщении #422745 писал(а):

(покажет вместо 1 Кв 10 в?).

А будет ли конденсатор при подключенном приборе заряжаться до 1 кВ?
Как тут с принципом неопределённости Гейзенберга?
Он действует только в микромире, или в макромире тоже?
То есть вносит ли измерительный прибор погрешности в измерение?

[vek88]

Ponchik в сообщении #422774 писал(а):

vek88 в сообщении #422745 писал(а):

(покажет вместо 1 Кв 10 в?).

А будет ли конденсатор при подключенном приборе заряжаться до 1 кВ?
Как тут с принципом неопределённости Гейзенберга?
Он действует только в микромире, или в макромире тоже?
То есть вносит ли измерительный прибор погрешности в измерение?

Дык конечно конденсатор зарядится только до 10 в (если в отсутствие прибора был 1 Кв). Естественно, любой измерительный прибор вносит погрешность.

Однако в макромире это связано не с принципом неопределенности Гейзенберга, а с более "земными" проблемами. В частности, вольтметры имеют не бесконечно большое, а конечное сопротивление. Поэтому, в отличие от принципиальных ограничений принципа неопределенности в микромире, в макромире это не является принципиальным ограничением - так, заменив вольтметр на ламповый, мы снизим влияние его внутреннего сопротивления на измерения. Или, например, мы вообще можем внести поправку на внутреннее сопротивление вольтметра. И т.д. - нет запрета на сколь угодно точное измерение в макромире.

[vek88]

Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается.

Наконец подобрал все детали экспериментальной установки. Главная деталь - обкладки конденсатора - жена дала жестяную коробку из под печенья - круглая, диаметром 20 см. Расстояние между пластинами - нашел брус сечением 40 на 40 мм длиной 42 см. Сегодня все это свинчу - и готов буду ехать под ЛЭП.

И еще. Провел эксперимент в лабораторных условиях. Один конец неонки подлючил к фазе 220 в, а другой к этой коробке - горит, правда еле-еле.

О чем это говорит? ИМХО если на обкладках моего конденсатора будет напряжение поджога лампы, то она будет гореть - емкости коробки хватает для горения лампы.

Также измерил новым мультиметром напряжение между нулем и коробкой - 10 в. Между фазой и коробкой 30 в. Между мной и фазой он показал 60 в - и лампа этим напряжением не поджигается, а без мультиметра - от меня на фазу - горит. Так что мультиметр заметно шунтирует лампу при его 10 Мом внутреннего сопротивления. Отсюда можно оценить, что ток через неонку при слабом горении порядка нескольких микроампер.

-- Ср мар 16, 2011 13:35:49 --

vek88 в сообщении #422745 писал(а):

Блин, в новом мультиметре внутреннее сопротивление вольтметра 10 Мом (в старом всего порядка 3 Мом). При емкости порядка 3 пф сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц 1000 Мом. Значит можно сначала просто измерить напряжение на конденсаторе новым мультиметром (покажет вместо 1 Кв 10 в?). А потом переключить на измерение переменного тока. И будет ясно, достаточно для поджига неонки или нет?

На старом внутреннее сопротивление 3 Мом на шкале 1000 в, а на шкале 250 в уже 0,5 Мом. И если новый показывает 60 в между мной и фазой, то старый вообще едва шевелится - при всем желании больше 5 в он не показывает.

Т.е. на новом, похоже, внутреннее сопротивление даже больше 10 Мом, прописанных в описании?

А ток через неонку померять новым не могу - у него самая маленькая шкала 20 ма.

А старым могу оценить, хоть и нет у него возможности измерять переменный ток. Зная внутреннее сопротивление вольтметра и его показание - получается порядка 1 - 3 мка (стрелка отклоняется примерно на одну сотую шкалы). Кстати сама измерительная головка на 150 мка.

Заключение. На данный момент имеется большая уверенность, что неонка будет слегка гореть под ЛЭП между дном и крышкой коробки из под печенья (при зазоре между ними около полуметра). Даже если моя ЛЭП всего 110 Кв.

Ну что ж, скоро проверим.

ЗЫ. Напряжение нарастает. Как в детективной истории. Господа, делайте Ваши ставки на горит/не горит.

[Ponchik]

vek88 в сообщении #423498 писал(а):

неонка будет слегка гореть под ЛЭП между дном и крышкой коробки

Поподробнее, пожалуйста.
У Вас будет только коробка и неонка, и коробка никуда не будет подключена, в том числе и к земле?
А на чём будет держаться коробка?
Проверьте так же, будет ли гореть неподключенная неонка.
Напоминаю, что напряжение горения неонки равно 90 В. Напряжение поджига, наверно побольше.

-- Ср мар 16, 2011 22:15:48 --

vek88 в сообщении #423498 писал(а):

Даже если моя ЛЭП всего 110 Кв.

А сколько изоляторов в гирлянде?

[vek88]

Цитата:

При виде исправной амуниции
Как презренны все конституции!

Козьма прутков

Итак, под ЛЭП лампа светится. Конкретно сделал следующее.

1. Поехал на дело в сумерки, чтобы слабый свет неонки было видно. Поставил машину на стоянку как раз под ЛЭП. Вышел из машины и достал свою волшебную лампу Аладина. Естественно держу вертикально - ведь электрическое поле у земли перпендикулярно ее поверхности (в предположении, что земля - проводник).

2. Держа рукой за деревянный брусок посмотрел на неонку - она на двужильном (старинном телефонном) проводе болтается. Не горит, а стою под крайним проводом.

3. Уже собрался обидеться, но поднял над головой - слегка засветилась - примерно так же, как дома в лабораторных испытаниях зажигания через емкость коробки из-под печенья.

4. Держа над головой, взялся за крышку коробки (она снизу конструкции, а собственно коробка сверху как - абажур) - неонка засветилась поярче.

5. Опустил к земле - не светится.

6. Поставил на крышу машины - засветилась получше.

Еду домой - думаю, что надо у Ponchik узнать, какое напряжение у моей ЛЭП - ИМХО ему достаточно знать количество изоляторов и/или расстояние между проводами. Сегодня было уже темно - не смог бы сосчитать изоляторы.

Приехал домой - Интернет накрылся. Вот только сейчас смог войти.

Ponchik в сообщении #423652 писал(а):

Поподробнее, пожалуйста.
У Вас будет только коробка и неонка, и коробка никуда не будет подключена, в том числе и к земле?
А на чём будет держаться коробка?

Сначала ни дно, ни крышка коробки на были никуда подключены. А держал рукой за сухой деревянный брусок (ИМХО неплохой изолятор), соединяющий крышку и коробку.

А потом взялся за крышку (она была внизу) рукой - тем самым ИМХО добавил емкости (она у меня ИМХО на глаз в два три раза больше емкости коробки).

Сам я стоял на снегу/льду. Никакого заземления не было. ИМХО я сам играл роль заземления в силу того, что моя емкость в несколько раз больше емкости коробки.

А коробка и крышка привинчены к торцам бруска - очень похоже по форме на настольную лампу.

Ponchik в сообщении #423652 писал(а):

Проверьте так же, будет ли гореть неподключенная неонка.

Проверю завтра, хотя ИМХО она не будет гореть под моей ЛЭП - слишком малая напряженность поля - поэтому на цоколе неонки не будет даже 100 в. Тем не менее проверю - вдруг по моей ЛЭП передают радиоканалы (в Википедии, кажется, упоминается такая возможность). Можно еще попробовать неонку + метровый диполь с вертикальной ориентацией (без коробки и крышки).

Ponchik в сообщении #423652 писал(а):

Напоминаю, что напряжение горения неонки равно 90 В. Напряжение поджига, наверно побольше.

Это согласуется с моими оценками "в лаборатории" (см. выше). Напряжение поджига ИМХО порядка 100 в. Кстати, моя неонка на 220 в (на ней написано).

Ponchik в сообщении #423652 писал(а):

А сколько изоляторов в гирлянде?

Завтра попробую съездить днем и посчитаю. Плюс - померю расстояние между проводами (шагами) и оценю высоту над землей (на глаз) - может, это тоже пригодится. Ведь пора, наконец поточнее оценить напряженность поля у земли под трехфазной ЛЭП.

А на вскидку, судя по тлению неонки также как дома, вряд ли напряженность поля в месте измерения больше 1 Кв/м, т.е. вряд ли напряжение ВЛ больше 220 Кв.

Кажется, все - написал подробный отчет о сегодняшнем эксперименте в полевых условиях.

[vek88]

Блин, охота пуще неволи. Не было у бабы забот - купила себе порося.

Что еще надо выяснить с неонкой? Вчера, когда опускал свою волшебную лампу на землю, не горела. ИМХО я сам, будучи хорошим проводником и большим по сравнению с лампой "деформировал" поле ЛЭП так, что в районе лампы была маленькая напряженность поля. Сегодня попробую поставить на землю и отойти.

Плюс, для очистки совести, надо проверить вертикальность силовых линий у земли поворотом оси конструкции на 90 градусов (т.е. направить по горизонтали).

А теперь хорошая новость о лампе ДС. Как то до сих я оценивал только емкость ее металлических концов. Это была ошибка. Ведь под действием поля высокой напряженности газ хорошо ионизируется и весь столб газа представляет собой проводник. Следовательно, емкость в 10-20 раз больше и составляет порядка 20 пф и более (в зависимости от длины лампы ДС).

Пример. Если емкость 30 пф, то на частоте 50 Гц ее сопротивление уже "всего" 100 Мом. Значит даже при напряженности поля 5 Кв/м (под миллионной ВЛ это ИМХО реально) через метровую лампу пойдет ток порядка 50 мка, а мощность излучения составит порядка 0,25 вт.

ЗЫ. При наличии ограничения тока через лампу посредством малой емкости ДС ИМХО никакого снижения напряжения на лампе ДС из-за падающей вольтамперной характеристики не произойдет. Так что если на ней э.д.с. от ЛЭП будет 5 кв, то значит и мощность свечения будет определяться произведением этой э.д.с. на ток.

[vek88]

По пути из магазина сделал крюк 4 км и заехал под линию ЛЭП, на которой вчера суетился с неонкой.

Провода - одинарные. Количество изоляторов 10-12 (то ли действительно разное количество, то ли в глазах рябило от яркого неба). ИМХО это 220 Кв - Ponchick поправит, если я ошибся.

Высота проводов (я был всего в 10-15 м от мачты) порядка 10 м. Под максимальный провес добраться не было возможности. Расстояние между проводами порядка 8 м (мерял шагами).