Как именно ток замыкания через человека возвращается к источнику?

Для сравнения ознакомьтесь с технологией однопроводного распределения энергии возврата Земли.

Кроме того проверьте высоковольтный постоянный ток .

Это просто для сравнения, ваш вопрос касается случая бытового напряжения.

Перемещение электронов в проводящем проводе похоже на ковшовый транспорт. На каждое ведро, опустошенное в костре, приходится длинный ряд ведер, находящихся в процессе передачи.

Толкание модели ковшовой бригады:
постоянный ток, протекающий в двухпроводной системе, моделируется бригадой с двумя цепями, пропускающими полные ковши в направлении пожара, а другая цепь возвращает пустые ковши.

Использование модели ковшовой бригады для случая однопроводного постоянного тока :
хотя Земля не является особенно хорошим проводником, очевидно, что это очень широкий проводник.

Итак: один провод постоянного тока: Это как ковшовая бригада с одной линией, передающей полные ведра в сторону огня, и обратной линией, состоящей из огромной толпы людей, несущих по одному пустому ведру.

Пустые ведра передаются на обратку. Из-за скопления людей обратный транспорт пустых ведер кажется очень медленным, но это только потому, что поток расширился . Если бы не было никакого движения ведер назад к точке наполнения ведра, то циркуляция остановилась бы.

Скажем, огонь тушится примерно за несколько минут, примерно за то время, которое потребовалось, чтобы наполненное ведро переместилось с одного конца линии на другой. Тогда любой отдельный ковш проходит лишь небольшое расстояние по возвратной линии. Тем не менее, мы можем считать это замкнутой цепью . Толпа может принимать ведра, потому что на другом конце та же самая толпа может передавать ведра на станцию ​​заполнения ведер. Они связаны.

Конкретно по вашему вопросу:
вы спрашиваете о домашнем электричестве переменного тока. Таким образом, между текущими изменениями направления не так много времени.

Дело не в том, пройдут ли отдельные носители заряда сквозь землю.

Важно то, проходит ли разница в напряжении от одного конца до другого.

Когда напряжение проходит через установку, она действует как замкнутая цепь.

Я не уверен, что это развеет сомнения, которые вас мучают. Как я понимаю, вы имеете в виду, что Земля-как-проводник-тока является очень широким проводником с соответственно малым током в отдельных поперечных сечениях.

Начну с того, что минимальное номинальное напряжение бытовой электросети составляет 110 В переменного тока, а не 10 В переменного тока. 10 В переменного тока, 60 Гц считается низким напряжением с точки зрения риска поражения электрическим током.

Скажем, человек коснется провода под напряжением, как показано на рисунке, ток потечет через него и рассеется в землю «кольцами», как показано на рисунке, верно?

Ток будет течь через человека и обратно к заземленному соединению источника напряжения через почву.

(поскольку система заземлена на источнике, поэтому напряжения не «плавают», как в изолирующем трансформаторе) ток короткого замыкания через человека на самом деле не «возвращается» к источнику, как нарисовано карандашом, верно?

Это неправильно. Ток действительно будет течь через человека и возвращаться к источнику через почву, как показано, но, возможно, по различным путям.

по крайней мере, не все (в том смысле, что весь ток, прошедший через человека, фактически возвращается к источнику, поскольку ток рассеивается в землю кольцами),

Термин «рассеивать» на вашем рисунке просто относится к тому факту, что в почве есть несколько потенциальных параллельных путей, по которым ток может течь по мере его распространения. Однако весь ток возвращается к источнику. Однако следует отметить, что системы распределения электроэнергии подключаются к заземлению в нескольких местах. Следовательно, ток, протекающий через тело, может разделяться и возвращаться к нескольким точкам заземления.

Как именно ток возвращается к источнику? при условии, что сопротивление человека равно 10 Ом.

Как уже указывалось, ток возвращается к источнику через грунт земли. То, сколько тока проходит через тело, зависит от множества факторов.

Одним из факторов является электрический импеданс тела, который зависит от напряжения. При 10 В переменного тока 60 Гц полное сопротивление тела от рук до ног в условиях сухого контакта составляет более 5000 Ом, при этом большая часть сопротивления приходится на кожу. Минимальное внутреннее сопротивление тела (импеданс минус кожа) составляет более 500 Ом. Таким образом, для всех практических целей в вашем примере ток через тело на землю будет меньше 2 мА, при условии нулевого импеданса на пути заземления. Другим фактором является то, действует ли обувь человека как изоляция. Также импеданс может варьироваться в зависимости от местных условий почвы.

Что меня действительно смущает, так это то, как ток вернется к источнику, но, как вы сказали, пока есть потенциал напряжения, весь ток вернется к источнику, верно? Я был сбит с толку, поскольку ток распространяется довольно равномерно после того, как он входит в землю, почему весь он возвращается к источнику, если земля такая большая, а потенциал напряжения, скажем, в 50 м от ног человека уже равен 0 -

Вы, конечно, знаете, что для протекания тока в проводнике не требуется разницы напряжений. Точно так же не должно быть разности потенциалов между ногой человека и заземляющим стержнем, чтобы протекал ток.

Если медный провод, соединенный с ногой человека, проложить под землей и соединить проводник с заземляющим стержнем, который соединяет источник питания с землей, то и нога человека, и заземляющий стержень будут иметь одинаковый потенциал. Мы называем это нулем просто потому, что это то, чему мы приписываем потенциал земли. Тем не менее, ток будет легко протекать через человека и возвращаться к источнику питания по медному проводнику. Причина, конечно, в разнице потенциалов между рукой человека и землей, последняя из которых теоретически имеет тот же потенциал, что и заземляющий стержень (но на самом деле это не так, потому что на пути заземления всегда есть некоторое сопротивление). Почва — это просто замена нашей медной проволоки (хотя она никогда не бывает так хороша, как медная проволока).

Надеюсь это поможет.