Тепловое действие тока

Тепловое действие тока

Электроток, проходящий по проводниковому элементу, за счет ударения свободных электронов об ионы и атомы нагревает его. Тепловое действие тока можно наблюдать во всех аспектах жизни человека: от работающих ламп накаливания и бытовых приборов до получения цветных металлов и добычи азота.

Самодельный нагревательный прибор с нихромовой спиралью, что нагревается под воздействием электротока

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Действия электрического тока»

Как мы уже убедились, объяснение электрических явлений требует рассмотрения микроскопических процессов, которые мы не в состоянии увидеть. Поэтому, определить, есть ли ток в том или ином проводнике можно лишь с помощью наблюдений за некоторыми явлениями, которые вызывает электрический ток. Эти явления называют действиями электрического тока.

Одно из самых очевидных действий тока — это тепловое действие. Наверное, многие замечали, что некоторые провода или приборы нагреваются, если через них проходит ток. Кроме того, если закрепить проволоку между полюсами источника тока, то она немного провиснет, когда нагреется.

Также, мы уже затрагивали химическое действие тока, при объяснении работы простейшего аккумулятора. При прохождении тока через тот или иной раствор выделяются положительные и отрицательные частицы.

Существует также и магнитное действие тока, с которым мы подробно ознакомимся чуть позже.

Наблюдая за действиями электрического тока, люди научились не только распознавать его присутствие, но и создавать некоторые приборы для измерения тех или иных параметров.

Зная о действиях тока можно разобраться, как работает кипятильник.

Воткнув его в розетку, мы подключаем его к источнику тока. Провод, как мы помним, состоит из металлического проводника (чаще всего меди или алюминия) и непроводника (такого, как некий слав резины и пластмассы), предназначенного для изоляции. Таким образом, мы можем держаться за провод, несмотря на то, что через него проходит электрический ток. Однако, мы также знаем, что бросив кипятильник в воду, в воде не происходят химические реакции и не происходит короткое замыкание. Значит, металлическая часть кипятильника сделана из металла с хорошей теплопроводностью, но ни в коем случае не находится под напряжением (потому что внутри трубки кипятильника находится электроизолятор с хорошей теплопроводностью).

Нагревание воды с помощью кипятильника или чайника — это наглядный пример превращения энергии в ту или иную форму. Механическая энергия реки используется на гидроэлектростанциях для генерирования электроэнергии, а электроэнергия используется для нагревания воды, т.е. превращается во внутреннюю энергию.

Следует заметить, что на каждом этапе подобных превращений, потери энергии неизбежны. Мы уже знаем, что не существует идеальных двигателей, значит, потери энергии происходят уже на станции. Кроме того, поскольку провода нагреваются, и их тепло передаётся окружающей среде, энергия тоже фактически теряется.

Влияние на уровень электробезопасности режима нейтрали трехфазных электрических сетей

Место соединения концов фаз источника питания (генератора или трансформатора) называется нейтралью (точка 0).

1. заземленная нейтраль,
2. изолированная нейтраль,
3. компенсированная нейтраль.

Заземленная нейтраль

Ток однофазного короткого замыкания в сети с заземленной нейтралью достаточно велик и сопровождается возникновением дуги, что делает невозможным использование таких сетей в угольных шахтах и помещениях, опасных в отношении взрыва и пожара. Поэтому сети с заземленной нейтралью могут использоваться в помещениях, не опасных в отношении взрыва и пожара. Защита от короткого замыкания осуществляется плавкими вставками или реле максимальной токовой защиты, что удешевляет эксплуатационные расходы. Напряжение поврежденной фазы при однофазном замыкании падает до 0, напряжения неповрежденных фаз меняются незначительно, поэтому нет повышенных требований к изоляции.

На промышленных предприятиях используется наиболее распространенная система 220/380 В с заземленной нейтралью. В случае прикосновения к фазному проводу через тело человека будет протекать ток
что очень опасно.

Прикосновение тела человека к фазному проводу в сети с заземленной нейтралью всегда опасно.

Изолированная нейтраль

При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью ток короткого замыкания определяется сопротивлением изоляции, которое, в свою очередь, определяется активным и емкостным сопротивлением. При хорошем состоянии изоляции и небольшой длине кабелей (емкость кабеля невелика) сопротивление изоляции достаточно велико, ток однофазного замыкания небольшой — возможно возникновение искрения при отсутствии дугового разряда, что делает возможным применение таких сетей во взрывоопасных и пожароопасных помещениях.

Прикосновение к фазному проводу в сети с изолированной нейтралью может быть безопасным при хорошем состоянии изоляции, так как ток через тело человека определяется сопротивлением изоляции.

Ток с одной из фаз проходит через тело человека, через сопротивление изоляции на другие фазы. В сети 220/380 В при сопротивлении изоляции 60 кОм ток через человека:

что безопасно.

При большой длине кабельных линий суммарная емкость сети увеличивается, сопротивление изоляции снижается, прикосновение человека к фазному проводу может стать опасным. Кроме того, в случае пробоя изоляции одной из фаз и прикосновения к другой фазе на тело человека воздействует линейное напряжение и в токовой цепи отсутствует сопротивление изоляции, что гораздо опаснее. Поэтому необходим непрерывный контроль изоляции и немедленное отключение участка сети при пробое одной из фаз или опасном снижении сопротивления.

Компенсированная нейтраль

Нейтральная точка соединяется с землей через индуктивное сопротивление XL, примерно равное емкостному сопротивлению изоляции Хс, что приводит к образованию «электрической пробки», при которой емкостная проводимость сравнивается с проводимостью индуктивной.

Поскольку они соединены параллельно, суммарная проводимость становится равной примерно 0, а это соответствует бесконечно большому сопротивлению. Величина тока, протекающего через тело человека при прикосновении его к фазному проводу в сети с компенсированной нейтралью, существенно уменьшается.

Виды воздействия электрического тока

Существует много факторов, влияющих на результат действия электрического тока на организм человека:

• пути протекания — самую большую опасность представляет ток, протекающий через головной и спинной мозг;
• продолжительность воздействия — чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия;
• от величины и рода протекания — переменный ток является наиболее опасным, чем постоянный;
• от физического и психологического состояния человека — человек обладает неким сопротивлением, это сопротивление варьируется в зависимости от состояния человека.

Электрический ток проходя через организм человека может оказывать на него 3 вида воздействий:

• термическое — подразумевает появление ожогов, а так же перегревание кровеносных сосудов;
• электролическое — проявляется в расщеплении крови, вызывает существенные изменения физико-химического состава;
• биологическое — нарушение нормальной работы мышечной системы, вызывает судорожные сокращения мышц.

Существует множество повреждений, которые возникают в результате действия электрического тока: металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия, механические повреждения. Наиболее опасным являются электрические удары. Электрический удар сопровождается возбуждением живых тканей организма током, который через него проходит.

В зависимости от того, какие последствия возникают после электрического удара, их разделяют на 4 степени воздействия:

I — судорожные сокращения мышц, человек в сознании;

II — судорожные сокращения мышц, человек без сознания, дыхание и работа сердца присутствуют;

III – отсутствие дыхания с нарушением работы сердца;

IV – клиническая смерть, отсутствие дыхания, остановка сердца.

Соблюдайте правила безопасности и берегите себя! Для защиты работы с электрическим током Вы можете посмотреть в нашем каталоге.

Другие статьи

Электроустановочные изделия в интерьере: как подобрать ЭУИ под дизайн помещения

Розетки и выключатели в квартире вполне способны не только гармонично вписаться в любой стиль, но и стать неотъемлемой частью интерьера.

Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия

Электрический щит – это в первую очередь защита жизни и здоровья человека от поражения электрическом током, а во вторую защита имущества в виде не только электроприборов, но и дома, жилья в целом.

Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?

Электроустановочные изделия уже давно стали элементом интерьера.

Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.

Правильно организованная подсветка загородного дома уличными светильниками должна быть не только функциональной, но и отвечать всем нормам безопасности.

Разводка электрики в деревянном доме

При монтаже проводки в деревянном доме своими руками очень важно соблюсти все меры безопасности и позаботиться о качественных элементах электрооборудования.

Электрическое сопротивление

Если включать в цепь различные проводники, то сила тока будет различной.

Посмотрим на зависимость силы тока от вида проводника, включенного в цепь. Соберем цепь, состоящую из источника тока, ключа, лампочки и амперметра. Будем последовательно подсоединять проводники одинакового размера, но сделанные из разного материала: железа, меди, никеля.

Свечение лампочки и сила тока больше при подключении железного проводника, чем при включении никелевого, но меньше, чем при включении медного.

Разные проводники обладают различным сопротивлением электрическому току из-за особенностей в строении их кристаллической решетки.

Такая зависимость остается справедливой не только для металлов, но и для проводников другой природы, например электролитов.
Электрическое сопротивление – это физическая величина характеризующая способность проводника препятствовать протеканию электрического тока в этом проводнике.

Сопротивление обозначают буквой R.

Единицу сопротивления называют Ом (1 Ом). 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1В сила тока равна 1А:

Оказание помощи при поражении

Если же человек попал под воздействие электрического тока, предпринимается ряд определенных мер.

Первое, что нужно сделать разорвать контакт человека с источником. Сделать это можно путем обесточивания сети или прибора, с которыми произошел контакт.

Если это не является возможным, нужно оттянуть человека от источника, при этом прикасаться к телу нельзя, оттягивать нужно за одежду.

Если в результате паралича мышц рука пострадавшего сжимает провод с источником, следует вначале перерубить провод острым предметом с токонепроводящей ручкой, к примеру, топором с сухой деревянной ручкой.

После разрыва контакта нужно оказать первую медицинскую помощь. Если человек находится в сознании, ему нужно обеспечить удобное положение для отдыха.

При потере сознания, но с сохранением дыхания, обеспечить ему удобное положение, расстегнуть ворот для обеспечения притока воздуха, воспользоваться нашатырным спиртом для приведения в чувства.

При наступлении клинической смерти, когда отсутствует дыхание и сердцебиение, следует попытаться вывести его из этого состояния путем проведения искусственного дыхания и массажа сердца. И конечно же не забудьте вызвать скорую помощь.