Почему переменный ток проходит через мое тело, если я прикасаюсь к горячему проводу? Создан ли замкнутый круг?

Будь то переменный или постоянный ток, чтобы ток протекал через ваше тело, вам нужны две вещи:

• напряжение, чтобы «протолкнуть» его (разность потенциалов)
• полный путь для его потока

Во-первых, ДК.

Батарея, просто сидящая без подключения, изолирована. Коснитесь одной из его клемм, и эта клемма станет такой же, как у вас. Как только это произойдет, ток не течет*.

*Если вы и/или аккумулятор имеете некоторый статический заряд, некоторый ток будет течь до тех пор, пока заряд не выровняется. То есть ваше тело имеет емкость относительно земли, даже если вы сами не заземлены. Мы вернемся к этому.

Теперь коснитесь одновременно второй клеммы аккумулятора. Образуется путь и течет ток. Вот почему вы испытываете небольшой шок, когда прикасаетесь к языку 9-вольтовой батареей, но только если вы касаетесь обеих клемм.

Теперь давайте сделаем вещи интересными. Рассмотрим заземленную высоковольтную батарею: скажем, более 100 В, как вы могли бы столкнуться с домашней солнечной установкой. Если вы прикоснетесь к ней и будете заземлены, через вас и обратно к батарее образуется полная цепь, и вы получите удар током, возможно, смертельным.

(Существуют споры о том, что более «смертоносно»: переменный или постоянный ток. Подробнее об этом здесь: https://www.electronicsforu.com/resources/ac-dc-current-body-dangerous . безопасный DC заслуживает вашей осторожности и уважения, как и AC.)

Если вы изолированы, ваше тело примет тот же потенциал, что и батарея: емкость вашего тела будет заряжена до того же напряжения, что и батарея, после чего ток не будет течь.

Теперь поговорим об АС.

Линия электропередачи переменного тока имеет ссылку на заземление в нескольких местах: в головной части коммунального хозяйства, время от времени на распределительных башнях и столбах и рядом с тем местом, где она входит в ваш дом. Если вы прикасаетесь к линии электропередач, и при этом вы еще и заземлены, опять же, ток течет от линии, через вас, затем на землю (которая по определению почти не имеет сопротивления).

Опять же, если вы изолированы от земли, возможно, своей обувью или, скажем, свисая в воздухе с вертолета, (в основном) ток не течет. Мы поговорим об этом ласковом слове «в основном» ниже.

Подробнее здесь: Профессор сказал, что ток не течет на землю

Тем не менее, ваше изолированное тело по-прежнему имеет емкость по отношению к соседней земле, что обеспечивает путь переменного тока. Вот почему вы все еще можете получить удар током от провода под напряжением, коснувшись только одной клеммы, даже если вы не касаетесь земли или другого провода под напряжением (а также почему у этого вертолета на видео выше есть огромная дуга к линии электропередач, когда они Насаживаем на него провод высокого напряжения.) Переменный ток будет попеременно заряжать и разряжать емкость вашего тела, и если напряжение будет достаточно высоким, результирующий ток может быть фатальным. Для сравнения, постоянный ток зарядит вас только один раз до потенциала постоянного тока.

Емкость тела также является причиной того, что вы получаете удар от статического электричества: емкость вашего тела накапливает или высвобождает заряд, если вы вступаете в контакт с чем-то еще с другим потенциалом относительно земли. Вот почему при работе с чувствительной электроникой необходимы заземляющие браслеты: чтобы снять статический заряд, уравняв статическое напряжение вашего тела с оборудованием, с которым вы работаете.

Что насчет земли?

Опять же, по определению, заземление само по себе практически не имеет сопротивления. Земля — такой большой объект с большим количеством проводящего вещества, особенно железа. Таким образом, он имеет очень, очень низкое внутреннее сопротивление. Конечно, сопротивление земли локально варьируется в зависимости от материала земли, но в совокупности оно достаточно низкое, чтобы не иметь значения.

На самом деле заземление Земли имеет такое низкое сопротивление, что ранний телеграф и даже некоторые энергосистемы полагались исключительно на землю в качестве возврата, используя только один провод для отправки сигнала.

В системах заземления любое местное сопротивление земле в основном связано с самим заземляющим соединением. Пример: заземляющий стержень, установленный в жилом доме, должен иметь сопротивление не более 25 Ом, чтобы соответствовать нормам; обычно они составляют несколько ом. Земля, используемая более крупными системами, такими как коммунальные услуги, будет намного меньше. Вот почему мы предполагаем, что «земля» не имеет сопротивления.

Как всегда, для протекания тока необходима замкнутая цепь.

Если ваше тело действительно абсолютно изолировано от земли/нейтрали, вы можете коснуться провода под напряжением, не получив удара током. Вы только посмотрите на птицу, сидящую на линии электропередач.

Но на самом деле ваше окружение обычно не является идеальным изолятором. Сопротивление/импеданс относительно земли обычно не бесконечно, что приводит к замкнутой цепи, которая может привести к поражению электрическим током. Скорее всего, вас не так сильно ударит током, если вы просто встанете на деревянный пол и коснетесь провода под напряжением, как если бы вы одновременно касались провода заземления. Но вы часто все равно задыхаетесь.

Также стоит отметить, что при переменном токе применяется не только сопротивление, но и импеданс . Конденсатор может проводить переменный ток, и вы можете быть емкостно связаны с землей, даже если сопротивление бесконечно .

Если я просто коснусь положительной стороны батареи, стоя на земле, и подключу ее отрицательную сторону к земле, батарея не разрядится, поскольку земля не проводит электричество, верно?

Нет. Почти все, что вы обычно стоите, обладает определенной проводимостью, поэтому батарея будет разряжаться, но очень медленно. Ток является функцией напряжения (которое мало для батареи) и сопротивления (которое велико для жилого этажа, но мало, скажем, для водопроводного крана или металлического радиатора).

При прикосновении к горячему проводу переменного тока ток будет течь через меня в землю, но цепь не создается, земля не проводит электричество, электричество не возвращается к своему происхождению, чтобы создать замкнутый контур (или это?)

В этом случае нет большой разницы между переменным и постоянным током. Оба нуждаются в «замкнутой» цепи для протекания тока, что определяется импедансом вашего заземления. AC немного сложнее, потому что импеданс также определяется вашей емкостью и / или индуктивностью относительно земли, но на практике это не имеет большого значения.

Для бытовой розетки переменного тока цепь может быть замкнута через землю, потому что жилой переменный ток всегда использует заземление как «0 В». Если вы коснетесь одного провода функционального генератора переменного тока и оставите другой полюс генератора неподключенным, ток не будет течь.

Основная причина, по которой вас бьет током от розетки, а не от батареи, имеет мало общего с переменным и постоянным током: просто напряжение на выходе намного выше. Если вы коснетесь 120 В постоянного тока, вы также получите хороший удар (поэтому НЕ пытайтесь это сделать).

В дополнение к другим ответам подумайте, почему для обеспечения безопасности часто используется изолирующий трансформатор, когда у вас есть тестируемое / разрабатываемое оборудование.

Без трансформатора провод под напряжением относительно земли. Если вы находитесь на одном и том же потенциале «земли», то прикосновение к проводу под напряжением делает вас частью обратного пути.

Если вы «изолируете» L и N от E (на котором вы стоите), вы «уберете» резистивный обратный путь и еще больше уменьшите емкостную связь. Это все еще не на 100% безопасно. И, конечно же, вы все еще испытываете шок, когда касаетесь букв L и N на изолированной стороне.

Тело в основном состоит из воды и других химических веществ.

Молекулы воды обладают электрическим дипольным моментом, который стремится выровняться с внешним электрическим полем. Переменные электрические поля вызывают динамическое движение молекул воды, которое мы связываем с течением тока смещения.

Существуют также ионы (носители заряда), растворенные в тканях организма. Ионный раствор может протекать постоянным током, когда наложенное поле не меняет полярность, и это будет накапливать суммарный заряд в какой-то области, что может быть вредным, когда заряд накапливается в частях тела. Ионный раствор также может эффективно проводить переменный ток.

Очень популярным (особенно в прошлом) применением этого явления является тестер линии неоновых ламп . Его работа для многих удивительна и непонятна, ведь он делает на первый взгляд невозможное - измеряет напряжение всего одним щупом!

Для участников этой дискуссии ответ однозначен — очень слабый (но достаточный, чтобы зажечь неоновую лампу) ток течет в основном через емкостную связь и утечку тела человека на землю . Таким образом, человеческое тело действует как другой зонд. См. также Как работает «тестер неона»?

Помнится, в прошлом я заметил интересную деталь - тестер плохо работал (неоновая лампа светилась очень тускло), когда пытался измерить напряжение, стоя на лестнице. Догадавшись о принципе ее работы, я применил простой прием - коснулся другой рукой стены... и лампа ярко засветилась.

Но позже я понял, что это опасно, потому что встроенный резистор довольно ненадежен (его обычно делают из какой-нибудь прессованной графитовой массы). Так что не делай этого !