충격 현재 경로

이미 배웠듯이 전기가 계속 흐르려면 완전한 경로(회로)가 필요합니다. 이것이 정전기로부터 받는 충격이 순간적인 충격에 불과한 이유입니다. 두 물체 사이에 정전기가 균등할 때 전류의 흐름은 필연적으로 짧습니다. 이와 같은 자체 제한 지속 시간의 충격은 거의 위험하지 않습니다.

몸체에 각각 2개의 전류가 들어오고 나가는 접점이 없어 쇼크의 위험이 없습니다. 이것이 바로 새들이 고압 전선 위에서 충격을 받지 않고 안전하게 쉴 수 있는 이유입니다. 한 지점에서만 회로와 접촉합니다.

도체를 통해 전류가 흐르려면 도체에 동기를 부여하는 전압이 있어야 합니다. 기억해야 할 것처럼 전압은 항상 두 지점 사이에서 상대적입니다. . 회로의 단일 지점에 "on" 또는 "at" 전압과 같은 것은 없으므로 위 회로의 단일 지점에 접촉하는 새는 몸 전체에 전압을 적용하여 전류를 흐르게 하지 않습니다.

예, 비록 2 두 발이 같은 전선에 닿아 전기적으로 공통됩니다. . 전기적으로 말하자면, 새의 발은 모두 같은 지점에 닿기 때문에 새의 몸을 통해 전류를 흐르게 하는 전압이 없습니다.

이것은 하나의 전선만 만지는 것만으로는 전기 충격을 받는 것이 불가능하다고 믿게 만들 수 있습니다. 새들처럼 한 번에 하나의 전선만 만지기만 하면 우리는 안전하겠죠? 불행히도 이것은 정확하지 않습니다. 새와 달리 사람들은 일반적으로 "활선" 전선에 접촉할 때 땅에 서 있습니다.

많은 경우 전원 시스템의 한 쪽은 의도적으로 접지에 연결되므로 단일 전선을 만지는 사람은 실제로 회로의 두 지점(전선과 접지) 사이에 접촉하게 됩니다.

접지 기호는 표시된 회로의 왼쪽 하단과 충격을 받는 사람의 발에 위치한 폭이 감소하는 세 개의 수평 막대 세트입니다. 실생활에서 전원 시스템 접지는 접지와 최대한의 접촉을 위해 땅에 깊이 묻힌 일종의 금속 도체로 구성됩니다.

그 도체는 두꺼운 와이어로 회로의 적절한 연결 지점에 전기적으로 연결됩니다. 희생자의 접지 연결은 땅에 닿는 발을 통해 이루어집니다.

일반적으로 이 시점에서 학생의 마음속에 몇 가지 질문이 떠오릅니다.

<울>

회로에 접지점이 있어 누군가가 충격을 받기 쉬운 접점을 제공한다면 왜 접지점이 회로에 있습니까? 접지 없는 회로가 더 안전하지 않을까요?

충격을 받는 사람은 아마도 맨발이 아닐 것입니다. 고무와 천이 절연 재료라면 신발이 회로 형성을 막아 보호하지 않는 이유는 무엇입니까?

지휘자가 얼마나 좋은지 더러워질 수 be? 접지를 통과하는 전류에 충격을 받을 수 있다면 접지를 전원 회로의 도체로 사용하지 않으시겠습니까?

첫 번째 질문에 대한 답으로, 전기 회로에 의도적인 "접지" 지점이 있다는 것은 회로의 한쪽이 접지되도록 하기 위한 것입니다. 안전하게 접촉할 수 있습니다. 위의 다이어그램에서 희생자가 저항의 아래쪽을 만지면 발이 여전히 접지에 닿더라도 아무 일도 일어나지 않습니다.

회로의 하단은 회로의 왼쪽 하단에 있는 접지 지점을 통해 접지에 단단히 연결되어 있기 때문에 회로의 하단 도체는 전기적으로 공통됩니다. 접지와 함께. 전기적 공통점 사이에는 전압이 없을 수 있으므로 아래쪽 전선에 접촉하는 사람에게 전압이 가해지지 않고 충격을 받지 않습니다.

같은 이유로 회로를 접지봉/판에 연결하는 와이어는 일반적으로 맨손으로(절연 없음) 남아 있으므로 브러시로 닿는 모든 금속 물체는 마찬가지로 접지와 전기적으로 공통됩니다.

회로 접지는 회로의 적어도 하나의 지점을 안전하게 만질 수 있도록 합니다. 그러나 회로를 완전히 접지하지 않은 상태로 두는 것은 어떻습니까? 그것은 단 하나의 전선을 만지는 사람이 단 하나의 전선에 앉아있는 새만큼 안전하지 않을까요? 이상적으로는 그렇습니다. 실제로는 아닙니다. 근거 없이 일어나는 일을 관찰하십시오:

사람의 발이 여전히 지면에 닿아 있음에도 불구하고 회로의 모든 단일 지점은 만지기에 안전해야 합니다. 전압원의 아래쪽에서 위쪽으로 사람의 몸을 통해 형성된 완전한 경로(회로)가 없기 때문에 사람을 통해 전류가 설정될 방법이 없습니다.

그러나 이것은 나뭇가지가 전선에 닿아 접지에 연결하는 것과 같은 우발적인 접지로 인해 모두 바뀔 수 있습니다.

전원 시스템 도체와 접지(접지) 사이의 이러한 우발적인 연결을 접지 오류라고 합니다. .

접지 오류

지락은 전력선 절연체의 먼지 축적(전도체에서 극으로, 그리고 비가 올 때 지면으로 전류의 더러운 물 경로 생성), 매설된 전력선 도체의 지하수 침투, 그리고 새들이 전선에 상륙하여 날개로 전선을 기둥에 연결합니다.

접지 오류의 많은 원인을 감안할 때 예측할 수 없는 경향이 있습니다. 나무의 경우 아무도 어떤 전선을 보장할 수 없습니다. 나뭇가지가 닿을 수 있습니다. 나무가 회로의 맨 위 와이어에 닿으면 맨 위 와이어는 만지기에 안전하고 맨 아래 와이어는 위험합니다. 나무가 맨 아래 와이어와 접촉하는 이전 시나리오와 정반대입니다.

나무 가지가 상단 와이어와 접촉하면 해당 와이어는 접지와 전기적으로 공통인 회로의 접지된 도체가 됩니다. 따라서 해당 와이어와 접지 사이에는 전압이 없지만 하단 와이어와 접지 사이에는 전체(높은) 전압이 있습니다.

이전에 언급했듯이 나뭇 가지는 전력 시스템에서 지락의 잠재적인 원인 중 하나일 뿐입니다. 나무가 접촉하지 않지만 이번에는 2개의 접지되지 않은 전원 시스템을 고려하십시오. 단일 전선을 만지는 사람들:

각 사람이 지면에 서서 회로의 다른 지점에 접촉하면 충격 전류 경로가 한 사람을 통해, 지구를 통해, 다른 사람을 통해 만들어집니다. 각자 서킷의 한 점만 건드려도 안전하다고 생각하지만, 그들의 결합된 행동은 치명적인 시나리오를 만듭니다. 실제로 한 사람은 다른 사람에게 안전하지 않은 접지 오류 역할을 합니다.

이것이 바로 비접지 전원 시스템이 위험한 이유입니다. 접지 오류는 언제든지 회로의 어느 지점에서나 나타날 수 있기 때문에 회로의 모든 지점과 접지(접지) 사이의 전압은 예측할 수 없습니다. 이 시나리오에서 안전하다고 보장되는 유일한 캐릭터는 땅과 전혀 연결되지 않은 새입니다!

회로의 지정된 지점을 접지에 단단히 연결(회로 "접지")함으로써 최소한 한 지점에서는 안전을 보장할 수 있습니다. 이것은 접지 연결이 전혀 없는 것보다 더 안전합니다.

두 번째 질문에 대한 답으로 고무 밑창이 있는 신발은 그렇습니다. 실제로 누군가가 발을 통해 충격 전류를 전도하는 것을 방지하기 위해 약간의 전기 절연을 제공합니다. 그러나 대부분의 일반적인 신발 디자인은 전기적으로 "안전"하도록 의도되지 않았으며, 밑창이 너무 얇아서 적절한 재질이 아닙니다.

또한 습기, 먼지 또는 신발 표면의 땀으로 인해 발생하는 전도성 염분이 신발 밑창을 통해 침투하면 신발이 처음부터 가지고 있어야 했던 절연 가치가 손상될 수 있습니다. 위험한 전기 작업을 위해 특별히 제작된 신발과 전기가 흐르는 회로에서 작업할 때 설 수 있도록 만들어진 두꺼운 고무 매트가 있지만 이러한 특수 장비는 효과를 보기 위해 절대적으로 깨끗하고 건조한 상태여야 합니다.

일반 신발만으로는 전원 시스템의 감전 보호를 보장하기에 충분하지 않습니다.

인체 부위와 접촉 지점(예:지면) 사이의 접촉 저항에 대해 수행된 연구는 다양한 수치를 보여줍니다(이 데이터 출처에 대한 정보는 장의 끝부분 참조).

<울>

손 또는 발 접촉, 고무 절연:20MΩ 일반

가죽 신발 밑창을 통한 발 접촉(건조):100kΩ ~ 500kΩ

가죽 신발 밑창을 통한 발 접촉(젖음):5kΩ ~ 20kΩ

보시다시피 고무는 가죽보다 단열재가 훨씬 뛰어날 뿐만 아니라 가죽과 같은 다공성 물질에 물이 크게 존재합니다. 전기 저항을 줄입니다.

세 번째 질문에 대한 답으로, 흙은 아주 좋은 전도체가 아닙니다(적어도 건조할 때는 그렇지 않습니다!). 부하에 전력을 공급하기 위한 연속 전류를 지원하기에는 도체가 너무 부족합니다. 그러나 다음 섹션에서 볼 수 있듯이 사람을 다치게 하거나 죽이는 데는 전류가 거의 필요하지 않으므로 일반적으로 사용 가능한 전압이 충분할 때 먼지의 열악한 전도성으로도 치명적인 전류의 경로를 제공하기에 충분합니다. 전원 시스템에 있습니다.

일부 접지 표면은 다른 표면보다 더 나은 절연체입니다. 예를 들어, 유성 아스팔트는 대부분의 흙이나 암석보다 저항이 훨씬 큽니다. 반면 콘크리트는 고유의 수분과 전해질(전도성 화학물질) 함량으로 인해 저항이 상당히 낮은 경향이 있습니다.

검토:

<울>

감전은 회로의 두 지점 사이에 접촉이 있을 때만 발생할 수 있습니다. 피해자의 몸에 전압이 가해질 때.

전원 회로에는 일반적으로 "접지"된 지정된 지점이 있습니다. 먼지에 묻힌 금속 막대 또는 판에 단단히 연결하여 회로의 한 쪽이 항상 접지 전위(해당 지점과 접지 사이의 0 전압)에 있도록 합니다. .

접점 회로 도체와 접지(접지) 사이의 우발적인 연결입니다.

접지 전도를 통한 충격으로부터 사람을 보호하기 위해 특수 절연 신발과 매트가 만들어지지만 이러한 장비라도 효과를 보려면 깨끗하고 건조한 상태여야 합니다. 일반 신발은 착용자를 지구로부터 절연시켜 충격으로부터 보호하기에 충분하지 않습니다.

흙은 전도율이 좋지 않지만 사람을 다치게 하거나 사망에 이르게 하기에 충분한 전류를 전도할 수 있습니다.

관련 워크시트:

<울>

감전 워크시트