Принципиальный вопрос о цепях и заземлении

Я понимаю, что напряжение относительное, а горячий провод в домашней сети - номинальное. ± 120В по отношению к нейтральному проводу. Я также считаю, что заземляющий провод подключен к нейтрали в коробке выключателя, а затем подключен к металлическому стержню, вбитому в землю. Итак, вот мой вопрос:

Если горячий провод должен был подключаться к корпусу прибора, например, к тостеру, и корпус тостера не был заземлен, что произойдет, когда я коснусь металлического корпуса тостера, я не понимаю, почему это опасная ситуация . Я имею в виду, я не вижу цепи. Если горячее, скажем, на 120 В выше нейтрали (в тот момент времени), а нейтраль подключена к земле в блоке питания, поэтому горячее напряжение составляет 120 В выше земли, как я вовлечен, даже если я хорошо подключен к земле ( стоя в воде например)? Мой разум говорит так: ток течет от горячего к короткому замыканию на раме тостера ко мне на землю, но я не нахожусь рядом с металлическим столбом во дворе, и как же замыкается цепь? Итак, у меня действительно есть два вопроса:

Q1: Есть ли здесь завершенная схема, которую я просто не понимаю?

Q2: Имеет ли корпус тостера некоторое накопление заряда, превышающее заряд нейтрального тела, и, следовательно, создает разряд, как источник в раковине (даже если это нейтральное тело плавало над поверхностью земли) ?

Собственно, у меня есть еще один вопрос. Как заземляющий провод защищает кого-то от этой ситуации, поскольку я не вижу в нем контура цепи больше, чем я вижу его, когда я являюсь «заземляющим проводом».

Спасибо

Ваш сценарий не ясен. Я думаю, чего не хватает, так это того факта, что корпус тостера также заземлен, поэтому короткое замыкание от линии к корпусу - это полное замыкание на землю. Это то, что вы имели ввиду? Тогда, может быть, уточню.
Нет, я заявил, что тостер в этом сценарии не заземлен.
Я отредактировал ваш вопрос, чтобы отразить этот факт
к вашему сведению: я предполагаю, что вы имеете в виду 120 В RMS (что распространено в США и других странах). Это означает примерно +/-170Vпик к пику для синусоидальной волны.

Ответы (3)

Ваш вопрос о защите очень важен. Каждый электрик, техник, работающий с тяжелой техникой, и инженер-электрик должны знать, как это работает.

All About Circuits опубликовал очень подробный онлайн-сборник по электронике и электротехнике. На ваш вопрос рекомендую прочитать эту статью о безопасности в схемотехнике .

введите описание изображения здесь

Короче говоря, ток выбирает кратчайший путь к более низкому потенциалу. Без заземленного металлического корпуса ваше тело может стать путем к более низкому потенциалу (земле). Ваше тело может быть не самым лучшим проводником, например, имея 1000 Ом, но это все же на много порядков меньше, чем у воздуха.

Ваш кухонный пол примерно соответствует потенциалу земли. Здания, почва и т. д. не очень хорошие проводники, но все же имеют низкое сопротивление по сравнению, скажем, с воздухом. Земной грунт может иметь сопротивление в несколько Ом, а может и в десятки Ом, это зависит от многих факторов. Что несомненно, так это то, что он проводит.

Течение выбирает кратчайшие пути. Более того, большая контактная поверхность создаст больше путей для протекания тока, тем самым снизив сопротивление того, что на первый взгляд не является хорошим проводником.

Прочитал статью и понял. Так что я предполагаю, что это означает, что вольтметр покажет некоторый потенциал между горячим проводом и любым местом на поверхности земли, к которому я прикасаюсь. Это потому, что «горячая» линия связана с землей на электростанции?
Я бы сказал так. Если на электростанции горячий провод находится на высоте 200 В над землей, а земля представляет собой гигантский трехмерный резистор, то случайная точка на земле будет находиться в нескольких десятках Ом «вдали» от нейтрального потенциала на электростанции.
Из-за этой неидеальной проводимости случайных материалов возникают интересные эффекты. Иногда, когда в каком-то здании идет ремонт, рабочий случайно перерезает провод в стенах ручной дрелью. Вы замечаете, что некоторые из ваших сокетов перестали работать. Вы измеряете их напряжение. Без нагрузки это полные 230В. Но когда к нему подключаешь нагрузку, напряжение падает, скажем, до 13В. Что случилось? Получается, что оборванный провод в стене все же проводит. Если ваша нагрузка представляет собой лампочку на 500 Ом, а оборванный провод ~ 10 кОм, то у вас есть делитель напряжения 1:20.
Ссылка, которую предоставил Johnny B Good, была очень информативной. В другой статье , которую я нашел на этом сайте, объяснялось именно то, что я хотел знать.
Черт, я был так близок к тому, чтобы найти его :) Было бы полезнее, чем тот, который я нашел.

Вы касаетесь корпуса тостера, который теперь подключен к линии, так что теперь вы «горячи». если есть какой-либо обратный путь, он будет течь, чтобы замкнуть цепь. Во многих случаях обратный путь может не существовать, но определить его может быть сложно, особенно для неспециалиста.

Есть много электроники, которая не использует безопасность, но в этом случае разработчик должен убедиться, что кто-то не может поместить проводящий стержень в корпус и коснуться линии/горячего. Обычно герметичные блоки удовлетворяют этому требованию.

Если вам нужны вентиляционные отверстия, в которые можно воткнуть металлический стержень, то корпус должен быть устроен так, чтобы металлический стержень, вероятно, замкнул на корпус, замкнул цепь на нейтраль и разорвал прерыватель.

При этом делается это для того, чтобы люди не контактировали с линией/горячей, потому что в некоторых сценариях они становятся частью цепи.

Конечно, если я затем коснусь водопроводного крана или проложу путь к земле, я замкну цепь. Тем не менее, вы говорите, что если бы тостер был снаружи, но в нескольких футах от заземляющего стержня, а земля была сухой и непроводящей, я мог бы безопасно прикасаться к неисправному тостеру? (Заметьте, я не собираюсь проводить этот эксперимент, это всего лишь гипотетика.)
Даже сухая земля будет проводить. Поверхность стержня под землей большая, поэтому здесь много параллельных путей.
Допустим, вы стоите на резиновом коврике. Тогда нет, вы не замыкаете цепь и «должны» быть в безопасности. Имейте в виду, что по-прежнему будет протекать ток «ток смещения», который заряжает и разряжает вашу емкость.

Цепь замыкается через землю. Он не очень токопроводящий, если он не влажный, но этого достаточно.

Заземляющий провод защищает, пропуская ток через себя в качестве предпочтительного пути, как только провод касается корпуса, перегорает предохранитель в вашей распределительной коробке.

Я до сих пор не вижу пути цепи. Если я стою на кухне, а заземляющий столб на заднем дворе, то как это может быть даже "не очень токопроводящая" цепь?
Кол может быть на заднем дворе, но стены вашей кухни содержат заземляющие проводники, которые значительно приближают эту землю. Таким образом, контуром не обязательно должен быть весь ваш дом между вами и землей, а только несколько футов стены или пола.
@SalbandoJones, подумайте о риске металлических труб, к которым вы можете прикоснуться одновременно, или о другом предмете, корпус которого заземлен.
Принципиальный вопрос о цепях и заземлении
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v