заземление, для чего оно?

Причина, по которой это сбивает с толку, заключается в том, что идеи спутаны, смешаны в слове «земля».

Иногда «земля (заземление)» используется для обозначения концепции электрического соединения с землей, что позволяет использовать «землю» для концепции «части цепи, которую мы считаем равной 0 вольт».

Некоторые говорят, что заземление — это всего лишь точка отсчета для измерения напряжения.

Это одно из значений. У вас есть какой-то прибор, какая-то схема, и вы говорите, что этот проводник 0 В и измеряете все остальное относительно него.

Если устройство изолировано (питается от батареи и не подключено ни к чему другому), то это действительно произвольно, но если у вас есть соединения, сигнальные или силовые кабели, к чему-то еще — источнику питания, цифровому сигналу, аналоговому аудиосигналу, чему угодно — тогда ожидаемые электрические характеристики, как правило, таковы, что два устройства имеют общий источник опорного напряжения 0 В — общую землю.

(Если есть проблема, заключающаяся в том, что одно из устройств вызывает протекание тока по разным частям системы, которые должны быть одной и той же «землей», это называется контуром заземления .)

некоторые говорят, что заземление - это защитное устройство для приборов

Защитным устройством здесь является наличие соединения между корпусом устройства (как правило, любыми открытыми металлическими частями) и «заземляющим» проводником электрической цепи, который также соединен с землей. Безопасность исходит из идеи, что если каким-то образом шасси подключится к линейному напряжению («горячему»), и ток будет течь на «землю» (и, возможно, отключит выключатель или устройство GFCI / RCD), а не через вас, когда вы коснетесь его. (поскольку вы являетесь соединением с более высоким сопротивлением к земле).

некоторые говорят, что земля - ​​это просто голый кусок металла, независимо от того, связана ли она с реальной землей.

Голый кусок металла сам по себе никогда не является «землей». Просто из соображений безопасности и для удобства электрического проектирования принято проектировать вещи так, чтобы весь открытый металл был соединен с «землей» цепи или являлся ее частью.

Разве вы не можете быть в безопасности, просто прикоснувшись к горячему проводу, если вы не касаетесь нейтрали?

Если вы прыгнете в воздух и ткнете в горячий провод, вы, безусловно, в безопасности. Если вы прикасаетесь к чему-то еще, например к тому, на чем вы стоите, возможно, вы сможете создать цепь.

Что, если вы прикоснетесь к горячему проводу, а затем засунете другой палец в грязь (почву)?

Итак, это говорит мне, что ток, протекающий от горячего провода к заземляющему проводу-> (подключен к некоторым камням и грязи / кормам), настолько высок, что может отключить выключатель?

Зависит от вида грязи и степени влажности. Если она имеет достаточную проводимость, цепь состоит из входящей электрической сети (горячая ветвь) → проводка дома → вы → грязь → соединение сервисного заземления на панели выключателя → сервисная нейтраль. (То есть, если ваша проводка похожа на проводку США, по крайней мере.)

Но защитное заземление касается не только «грязи» — подумайте о кухне. У вас есть электроприборы, соленая (токопроводящая) вода, используемая для приготовления пищи, возможные разливы и/или поврежденная проводка —

В ситуации постоянного тока нет горячего провода, и

Это верно, но вводит в заблуждение. Причина, по которой мы используем термин «горячий» только для переменного тока, заключается в том, что переменное напряжение постоянно меняется, и поэтому мы не можем просто сказать «положительный провод» или «провод -5 В» или что-то в этом роде. Любой из этих случаев можно описать словами «не при 0 В». (Номинально это сопротивление в проводке означает, что почти ничего не находится точно на 0 В.)

(поправьте меня, если я ошибаюсь), но если у меня есть полностью заряженный конденсатор на 350 В, у меня нет абсолютно никакой возможности получить удар током, если я не коснусь обеих клемм.

Если бы у вас был изолированный источник питания переменного тока 350 В, вы могли бы коснуться одной клеммы и все было бы так же хорошо, как в случае с конденсатором.

(Ну, в основном нормально. Поскольку переменный ток может проходить через конденсаторы, а многие устройства немного похожи на конденсаторы, может протекать некоторый ток, хотя и небольшой, если другой вывод ни к чему не подключен и, следовательно, не имеет возможности собственная емкостная связь.)

Но ваша домашняя сеть переменного тока не изолирована — нейтральная сторона соединена с землей — так что это небезопасно.

люди говорят, что шаг 4 должен заземлить этот провод, как? Машина изолирована от земли Все, что я вижу, это обрыв цепи.

Чего они не показывают на картинке, так это того, что предполагается, что «ваша» машина имеет отрицательную клемму аккумулятора, подключенную к металлическому каркасу автомобиля, таким образом замыкая цепь на картинке.

Причина этой схемы подключения не в самой электрической цепи, а в том, что окончательное соединение, когда начинает течь ток, может на мгновение вызвать дугу, и вы хотите, чтобы эта дуга была вдали от батареи, чтобы она не воспламенилась. любой газообразный водород, который может находиться поблизости. (Плохо обработанные свинцово-кислотные батареи электролизуют воду и, таким образом, производят газообразный водород.)

1. Можете ли вы не быть в безопасности, просто прикоснувшись к горячему проводу, если вы не касаетесь нейтрали?

Ваш вопрос не завершен. Горячий провод означает горячий по отношению к чему-то еще. В большинстве ситуаций Земля или Земля. Без ссылки вы не можете использовать термин «горячий или находящийся под напряжением провод». Горячее тоже не имеет ничего общего с полярностью, а только с потенциалом относительно эталона.

2. Что если вы прикоснетесь к горячему проводу, а затем засунете другой палец в грязь (почву)?

Эффект от такого действия зависит от того, замыкаете вы электрическую цепь или нет. Пока вы не замкнете цепь, не будет тока и риска.

Пожалуйста, имейте в виду, что термин «горячий или находящийся под напряжением провод» в основном используется в ситуациях, когда нейтраль соединена с землей. В этом случае цепь замкнется в тот момент, когда вы прикоснетесь к горячему или находящемуся под напряжением проводу. Это означает, что в таких ситуациях вас может ударить током. Так что "даже не пытайтесь"

3. Значит, это говорит мне о том, что ток, протекающий от горячего провода к заземляющему проводу-> (подключен к некоторым камням и грязи/фекалиям), настолько велик, что может сработать выключатель?

Да, но только если цепь замкнута. В противном случае тока нет и выключатель не срабатывает. Но и здесь внимание: если вы прикоснетесь к проводу под напряжением и замкнете цепь, через ваше тело потечет смертельный ток. Однако этот ток недостаточно велик, чтобы отключить выключатель. Опять "Не пытайтесь это сделать".

4. В ситуации с постоянным током нет горячего провода, и (поправьте меня, если я ошибаюсь), но если у меня есть полностью заряженный конденсатор на 350 В, у меня нет абсолютно никакой возможности получить удар током, если я не коснусь обеих клемм. Почему AC не ведет себя так?

Смотрите ответ под 1.

Просто частичный ответ о «Точке 4»:

Это связано не с заземлением, а с безопасностью!

В современных автомобилях «некрашеный металл» подключается к минусовому полюсу аккумулятора.

Представьте себе следующую ситуацию:

Подключаешь два провода напрямую к полюсам аккумулятора, случайно задеваешь конец "плюсового провода", "плюсовой провод" отваливается от аккумулятора и касается какого-то "неокрашенного металла" автомобиля.

Это будет означать: «Минусовые» полюса обеих батарей соединены («минусовой провод»), и они подключены к неокрашенному металлу автомобиля, и теперь он подключен к «плюсовому» полюсу одной батареи — так что у вас есть короткий. Короткое замыкание свинцово-кислотного (или того хуже литиевого) аккумулятора очень опасно!

Чтобы избежать этой ситуации, вы сначала подключаете оба «плюсовых» полюса, а при подключении второго конца «минусового» провода вы подключаете не напрямую к минусовому полюсу аккумулятора, а к какому-то неокрашенному металлу на автомобиле (который подключен к минусовой полюс), расположенный далеко от батареи.

Выбрав кусок металла подальше от аккумулятора, вы избегаете случайного касания конца «плюсового провода»…

До тех пор, пока в отрасли не узнали о защите от дугового разряда, было много неудачников, у которых возникло самовозгорание при использовании цифрового мультиметра на шине 480 В переменного тока с изолированными щупами и изолированными башмаками.

Если в приборе, рассчитанном на сетевое напряжение переменного тока, возникает кратковременная или паразитная утечка, вызывающая пробой напряжения и короткое замыкание прибора, последующий ток действует как лом и потребляет столько тока, сколько может дать. (>>10кА)

Я лично испарял наконечники сверхмощных отверток, удаляя скобы кабеля переменного тока, думая, что это было безопасно, когда я строил дома для новичков 40 лет назад. У меня никогда не было шока, но испарившаяся медь оставила брызги меди на моих пластиковых линзах после замыкания линии на нейтраль под мощной скобой.

Достаточно об этом.

• Заземление предназначено только для поглощения тока утечки, тока сетевого фильтра, паразитных радиопомех, паразитных шумов импульсных источников питания, разрядов ESD/EOS и т. д.
• В противном случае землю мы определяем как точку отсчета для 0 В, которая может быть найдена поблизости с сопротивлением около 0 Ом между ними. Он может иметь большую площадь емкости и низкое сопротивление или быть до 100 Ом через почву к силовому трансформатору в сухих районах.
• Он предназначен для шунтирования этих нежелательных слабых токов от причинения вреда людям и оборудованию или уменьшения помех работе оборудования.

• если у вас есть хорошо оплачиваемая работа по очистке изоляторов на линиях электропередачи сверхвысокого напряжения с вертолета, вы должны носить плетеный костюм «клетка Фарадея» и касаться линии электропередачи 500 кВ, чтобы зарядить вертолет, а затем прыгать на линию, чтобы начать очистку. пыль, вызывающая коронный разряд на втулках.

• Таким образом, на схемах обычно через него протекает 0 В и 0 ампер, если только нет неисправности где-то в сети питания на землю.

  • или недостаток конструкции, когда цифровые токи пересекаются с аналоговой землей и вызывают помехи из-за плохой компоновки с более коротким путем или индуктивной или емкостной электромагнитной связью.

• об этом можно сказать гораздо больше, но это всего лишь дополнение к другим прекрасным ответам

Вы говорите о двух совершенно разных вещах

Вот почему вы в замешательстве.

Во-первых, это концепция «земля как обычный обратный ток», обычно используемая в электронике низкого напряжения постоянного тока и автомобилях. В этом случае никто не беспокоится об отделении «защитного экрана» от «нормального обратного пути тока», поскольку вы имеете дело с безопасным низким напряжением . Так что да, ваша схема кремниевой электроники возвращает ток на объединительную плату. Да, ваш автомобиль возвращает ток задних фонарей на шасси.

Во-вторых, концепция защитного заземления оборудования как защитного экрана для защиты людей от опасного высокого напряжения . В этом режиме защитный экран категорически запрещается использовать в качестве токового возврата, так как это, плюс единая точка отказа , без необходимости может создать смертельную ситуацию. На самом деле, использование земли в качестве обратного тока противоречит назначению земли и тратит впустую деньги, потраченные на третий провод.

Во втором случае, что они делают с текущим доходом? Они возвращают его на другой горячий провод. Теперь, чтобы предотвратить плавание различных горячих проводов при напряжении в тысячи вольт (скажем, из-за емкостной связи в трансформаторе), они создают эквипотенциальную связь, чтобы заставить все горячие провода иметь ощутимое напряжение по сравнению с землей. Если это приводит к тому, что один из горячих проводов находится достаточно близко к земле, например, в пределах 1-2 вольт при нормальной работе, то этот горячий провод считается "нейтральным". Вот в чем хитрость: он все еще горячий , и его следует изолировать как один по многим причинам.

Так...

Разве вы не можете быть в безопасности, просто прикоснувшись к горячему проводу, если вы не касаетесь нейтрали?

На местной линии легкорельсового транспорта стоит старинный ремонтный вагон 1890 года постройки. Он ценится. Тогда у троллейбусов были деревянные борта. У него также есть палуба на крыше и платформа, которая может выдвигаться вверх, полностью сделанная из дерева. Эта палуба и платформа позволяют обслуживать контактный провод, а сам вагон электрический - имеет троллейбус и самоходный. Когда вы работаете на крыше, вы находитесь под напряжением контактного провода, и в этом нет ничего страшного. Рельсы и земля смертельны. Запрещено, скажем, тянуть провод вверх от земли.

Поэтому, когда вы прикасаетесь к горячему, вы берете свою жизнь в свои руки. Если вы соприкоснетесь с нейтралью, землей или любым другим путем, даже непреднамеренно, вас прибьют.

Итак, вопрос... "Повезло ли вам сегодня?"

Что, если вы прикоснетесь к горячему проводу, а затем засунете другой палец в грязь (почву)?

Это зависит от импеданса/проводимости почвы. Если он может протекать более 20 мА, это может вас убить. При токе более 5 мА он может оглушить вас, и тогда у вас будут побочные эффекты оглушения, такие как падение или утопление.

Итак... Вам сегодня повезло?

Итак, это говорит мне, что ток, протекающий от горячего провода к заземляющему проводу-> (подключен к некоторым камням и грязи / кормам), настолько высок, что может отключить выключатель?

Это зависит от импеданса/проводимости почвы. Если он может пропускать значительно больший ток, чем отключение выключателя, тогда да. Тем не менее, есть причина, по которой мы добываем медь, грязь — плохой проводник, так что это не лучший способ делать ставки.

В ситуации с постоянным током нет горячего провода, и (поправьте меня, если я ошибаюсь), но если у меня есть полностью заряженный конденсатор на 350 В, у меня нет абсолютно никакой возможности получить удар током, если я не коснусь обеих клемм.

Почему AC не ведет себя так?

AC и DC ведут себя в этом отношении одинаково, за исключением того, что DC вреден в крайних случаях.