+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Что такое электрический ток кратко


1. Электрический ток. Электрическая цепь. Гальванические элементы. Аккумуляторы

Электрический ток — направленное, упорядоченное движение электрических зарядов.

Электрические заряды могут быть разными. Это могут быть электроны или ионы (положительно или отрицательно заряженные).
Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нём электрическое поле. Под действием поля электрические заряды начнут перемещаться, возникнет электрический ток.

 

Обрати внимание!

Условия существования электрического тока:

• наличие свободных электрических зарядов;
• наличие электрического поля, которое обеспечивает движение зарядов;
• замкнутая электрическая цепь.
Электрическое поле создают источники электрического тока.

Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.

 

Существуют различные виды источников тока:

  

• Механический источник тока — механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. Сюда относятся: электрофорная машина, динамо-машина, генераторы.


 

Рис. \(1\). Электрофорная машина

 

Диски электрофорной машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щёток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака.

 

• Тепловой источник тока — внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.

 

 

 

Рис. \(2\). Тепловой источник тока

 

К нему относится термоэлемент. Две проволоки из разных металлов спаяны с одного края. Затем место спая нагревают, тогда между другими концами этих проволок появляется напряжение.

 

• Световой источник тока — энергия света преобразуется в электрическую энергию. Сюда относится фотоэлемент.


 

Рис. \(3\). Световой источник тока

 

При освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.

 

• Химический источник тока — внутренняя энергия преобразуется в электрическую в результате протекающих химических реакций.
Примером такого источника является гальванический элемент. 

 

 

Рис. \(4\). Химический источник тока

 

Угольный стержень У (с металлической крышкой М) помещают в полотняный мешочек, наполненный смесью оксида марганца с углём С, а затем  в цинковый сосуд Ц. Оставшееся пространство заполняют желеобразным раствором соли Р. При протекании химической реакции цинк заряжается отрицательно (отрицательный электрод), а угольный стержень — положительно (положительный электрод). Между заряженным угольным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле.

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

 

 

Рис. \(5\). Батарея гальванических элементов

 

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания. Они являются одноразовыми. В быту часто используют батарейки, которые можно подзаряжать многократно. Их называют аккумуляторами.

 

 

 

Рис. \(6\). Аккумуляторы

 

Простейший аккумулятор состоит из сосуда, наполненного слабым раствором серной кислоты в воде, в который опущены две свинцовые пластины (электроды). Чтобы аккумулятор стал источником тока, его надо зарядить. Если обе пластины соединить с полюсами какого-либо источника электрической энергии, то электрический ток, проходя через раствор, зарядит один электрод положительно, а другой — отрицательно. Такие аккумуляторы называют кислотными или свинцовыми. Кроме них ещё существуют щелочные или железоникелевые аккумуляторы. В металлогидридных аккумуляторах отрицательный электрод состоит из порошкообразного железа, а положительный из гидроокиси никеля с добавками графита и окиси бария. Электролитом служит раствор едкого калия с добавками моногидрата лития. 
Аккумуляторы используют в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах, железнодорожных вагонах и даже на искусственных спутниках Земли.
Наряду с источниками тока существуют различные потребители электроэнергии: лампы, пылесосы, компьютеры и многие другие.

 

Элементы электрической цепи:

  • источник напряжения;
  • потребители: резисторы, лампы, реостат...
  • измерительные приборы: вольтметр, амперметр, ваттметр, омметр;
  • соединительные провода;
  • ключи для размыкания и переключения цепи.

Для поддержания электрического тока в цепи необходимы источники электрической энергии: источники электрического тока, источники электрического напряжения.

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением.

Источник электрического тока — двухполюсник, создающий ток постоянного значения, не зависящего от значения сопротивления на подключенной нагрузке. Внутреннее сопротивление такого источника приближается к бесконечности.

 

Необходимое условие существования тока  - замкнутая цепь! Это означает, что все элементы цепи должны быть проводниками электричества и в цепи не должно быть разрывов. В случае размыкания цепи ток прекращает течь. Именно размыкание цепи и лежит в основе работы всех реле, кнопок и выключателей.

  

Порядок сборки электрической цепи указывается на специальном чертеже, который принято называть схемой.

  

 

Рис. \(7\). Схема 

 

Приборы на схемах обозначают условными знаками. Вот некоторые из них:


Таблица 1. Некоторые приборы и их обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники:

Рис. 2. Тепловой источник тока. © ЯКласс.
Рис. 3. Световой источник тока. © ЯКласс.
Рис. 4. Химический источник тока. © ЯКласс.
Рис. 5. Батарея гальванических элементов. © ЯКласс.

http://www.fizika.ru/kniga/index.php?mode=paragraf&theme=09&id=9010
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8.swf

Реферат на тему: Электрический ток

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

  1. Реферат на тему: Сифилис
  2. Реферат на тему: Классификация компьютерных информационных систем
  3. Реферат на тему: Пасха
  4. Реферат на тему: Реформы Петра 1

Введение

Первая информация об электричестве, появившаяся много веков назад, касалась электрических «зарядов», получаемых трением. Еще в древности люди знали, что янтарь, потертый на шерсти, способен притягивать легкие предметы. Но только в конце XVI века английский врач Гилберт детально изучил это явление и обнаружил, что точно такие же свойства обладают и многие другие вещества. Он называл тела, которые способны притягивать легкие предметы после натирания, например, янтарь, наэлектризованный. Слово происходит от греческого электрона, «янтарь». Сейчас мы говорим, что в этом государстве органы имеют электрический заряд, а сами органы называют «заряженными».

При тесном контакте различных веществ всегда возникает электрический заряд. Когда тела твердые, их тесный контакт предотвращается микроскопическими проекциями и неровностями на их поверхности. Сжимая и натирая такие тела, мы сближаем их поверхности, которые без давления соприкасались бы лишь в нескольких точках. В одних организмах электрические заряды могут свободно перемещаться между различными частями, в других это невозможно. В первом случае корпуса называются «проводниками», а во втором — «диэлектриками или изоляторами». Все металлы, водные растворы солей и кислот и т.д. являются проводниками. Примерами изоляторов являются янтарь, кварц, эбонит и все газы при нормальных условиях.

Однако следует отметить, что деление тел на проводники и диэлектрики очень условно. Все материалы в большей или меньшей степени проводят электричество. Электрический заряд может быть положительным и отрицательным. Этот тип тока не будет длиться долго, потому что электрифицированное тело разряжается. Для поддержания электрического тока в проводнике должно поддерживаться электрическое поле. Для этого используются источники электроэнергии. Самый простой случай электрического тока — это когда один конец провода подключен к электрифицированному телу, а другой — к земле.

Электрические цепи, питающие электричество от ламп накаливания и электродвигателей, появились только после изобретения батарей, которое датируется примерно 1800 годом. После этого учение об электричестве развивалось настолько стремительно, что менее чем через столетие оно не только стало частью физики, но и стало основой новой электрической цивилизации.

Основные значения электрического тока

количество электричества и мощности. Эффект электрического тока может быть сильным или слабым. Сила электрического тока зависит от величины заряда, проходящего через электрическую цепь в заданной единице времени. Чем больше электронов переместилось от одного полюса источника к другому, тем больше общий заряд, переносимый электронами. Этот суммарный заряд представляет собой сумму тока, проходящего через проводник.

В частности, химический эффект электрического тока зависит от количества тока, т.е. чем выше заряд, проводимый через раствор электролита, тем больше осаждается вещество на катоде и аноде. В этом контексте количество тока можно рассчитать, взвешивая массу осажденного на электрод вещества и зная массу и заряд иона этого вещества.

Ток — это величина, равная соотношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в момент его протекания. Единицей измерения заряда является подвеска (Cl), время измеряется в секундах (c). В этом случае единица тока выражается в Кл/с. Это устройство называется ампер (А). Для измерения силы тока электрической цепи используется электрический измерительный прибор, называемый амперметром. Амперметр оснащен двумя клеммами для измерения тока в цепи. Он соединен последовательно с цепью.

Электрическое напряжение. Мы уже знаем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц — электронов. Это движение генерируется электрическим полем, которое выполняет определенную задачу. Это явление называется работой электрического тока. Чтобы через электрическую цепь за 1 секунду переместить больший заряд, электрическое поле должно выполнить большую работу. Из этого следует, что работа электрического тока должна зависеть от силы тока. Но есть и другое значение, от которого зависит работа тока. Это значение называется напряжением.

Напряжение — это отношение рабочего тока в данной части электрической цепи к заряду, протекающему в той же части цепи. Фактическая работа измеряется в джоулях (J), а зарядка в прицепах (Cl). Поэтому единица измерения напряжения будет составлять 1 джоуль (Джоуль). Это устройство называется Вольт (V).

Для генерирования напряжения в электрической цепи необходим блок питания. Когда цепь разомкнута, напряжение присутствует только на клеммах питания. Если этот источник питания включен в цепь, то напряжение генерируется также в отдельных точках цепи. Поэтому ток будет течь и в цепи. Другими словами, коротко говоря, если в цепи нет напряжения, то тока не будет. Для измерения напряжения используется электрический измерительный прибор, так называемый вольтметр. Его внешний вид аналогичен внешнему виду упомянутого выше амперметра, с той лишь разницей, что на шкале вольтметра присутствует буква V (вместо буквы А на амперметре). Вольтметр имеет две клеммы, с которыми он подключен параллельно цепи.

Электрическое сопротивление. После подключения всех типов проводников и амперметра к цепи, вы заметите, что если вы используете разные проводники, то амперметр будет давать разные показания, т.е. в этом случае ток, доступный в цепи, будет разным. Это явление можно объяснить тем, что разные проводники имеют разное электрическое сопротивление, которое является физической величиной. Она была названа Ом в честь немецкого физика. В физике обычно используются более крупные единицы: Кило, Мега и так далее. Сопротивление проводника обычно обозначается буквой R, длина проводника — L, площадь поперечного сечения — S: R = p * L/S, где коэффициент p называется удельным сопротивлением. Этот коэффициент выражает сопротивление проводника длиной 1 м на площади поперечного сечения, что соответствует 1 м2. Удельное сопротивление выражается в ом х м. Поскольку проводники, как правило, имеют довольно маленькое поперечное сечение, они обычно выражаются в квадратных миллиметрах. В этом случае единицей сопротивления является Ом х мм2/м.

По данным, ясно, что наименьшее электрическое сопротивление имеет медь, наибольшее — металлический сплав. Кроме того, диэлектрики (изоляторы) имеют высокое сопротивление.

Электрическая мощность. Мы уже знаем, что два изолированных друг от друга проводника могут накапливать электрический заряд. Это явление характеризуется физической величиной, называемой электрической емкостью. Электрическая емкость двух проводников не более чем отношение заряда одного проводника к разности потенциалов между этим проводником и соседним проводником. Чем меньше напряжение на проводниках при зарядке, тем больше их ёмкость. Предполагается, что единицей электрической мощности является Фарад (F). На практике используются части этого устройства: микропарад (мкФ) и пикофарад (пФ).

Если взять два изолированных друг от друга проводника, проложить их на небольшом расстоянии друг от друга, то получится конденсатор. Емкость конденсатора зависит от толщины его пластин, а также от толщины диэлектрика и его проницаемости. Уменьшение толщины диэлектрика между пластинами конденсатора, позволяет значительно увеличить емкость последнего. Все конденсаторы, кроме своей емкости, должны иметь напряжение, на которое они рассчитаны.

Эксплуатация и производство электроэнергии. Из вышесказанного видно, что электрический ток выполняет определенную задачу. При подключении электродвигателей электрический ток заставляет работать все виды электроприборов, передвигаться по рельсам поездов, освещать улицы, отапливать дом, а также производит химические эффекты, т.е. позволяет проводить электролиз и т.д. Можно сказать, что работа электричества на определенном участке цепи равна произведению тока, напряжения и времени, в течение которого выполнялись работы. Работа измеряется в джоулях, напряжение в вольтах, ток, время в секундах. В этом контексте: 1 J = 1V x 1A x 1 s. Это означает, что для измерения функционирования электрического тока необходимо одновременно использовать три прибора: амперметр, вольтметр и часы. Но это громоздко и неэффективно. Поэтому работа электрического тока обычно измеряется приборами учета электроэнергии. В этом устройстве есть все перечисленные выше устройства.

Мощность электрического тока равна отношению текущей операции к времени, в течение которого она выполнялась. Мощность обозначается буквой «P» и выражается в ваттах (W). На практике используются киловатты, мегаватты, гект-ватты и др. Для измерения мощности цепи необходимо взять ваттметр. Инженеры-электрики используют киловатт-часы (кВт-ч) для измерения мощности.

Закон Ома

Закон Ома. Напряжение и ток считаются наиболее благоприятными свойствами электрических цепей. Одной из основных характеристик применения электроэнергии является быстрая транспортировка энергии из одного места в другое и передача ее потребителю в правильной форме. Производство разности потенциалов по току приводит к мощности, т.е. к количеству энергии, высвобождаемой в электрической цепи за единицу времени. Как упоминалось выше, для измерения мощности в электрической цепи потребуется 3 устройства.

Так каково же сопротивление провода или цепи в целом? Имеет ли проволока, как и водопроводные трубы или трубки вакуумной системы, постоянное свойство, которое можно назвать сопротивлением? В трубах, например, соотношение перепада давления, при котором создается поток, деленное на скорость потока, обычно является постоянным свойством трубы. Аналогичным образом, тепловой поток в проволоке подчиняется простому соотношению, которое включает разность температур, площадь поперечного сечения проволоки и длину проволоки. Обнаружение этого соотношения для электрических цепей является результатом успешного поиска.

В 1820-х годах немецкий школьный учитель Георг Ом первым начал искать вышеупомянутые отношения. Прежде всего, он искал славу и знаменитостей, которые позволили бы ему преподавать в университете. Это была единственная причина, по которой он выбрал область исследований, имеющую особые преимущества.

Ом был сыном слесаря, поэтому он умел рисовать металлическую проволоку различной толщины, которая ему требовалась для экспериментов. Так как в то время не было возможности купить подходящую проволоку, Ом сделал это сам. Во время экспериментов он пробовал различные длины, толщины, металлы и даже температуры. Он варьировал все эти факторы по порядку. Во времена Ома батареи все еще были слабыми, в результате чего ток был разной силы. По этой причине исследователь использовал термопару в качестве генератора, горячая точка которого была помещена в пламя. Он также использовал грубый магнитный амперметр, а разность потенциалов (называемая «напряжением» после Ом) измерялась путем изменения температуры или количества термосплавов.

Доктрина электрических цепей только начала развиваться. После изобретения батарей около 1800 года, она начала развиваться гораздо быстрее. Были разработаны и изготовлены (часто вручную) различные устройства, открыты новые законы, появились понятия и термины и т.д. Все это привело к более глубокому пониманию электрических явлений и факторов.

Обновление знаний об электричестве стало, с одной стороны, причиной появления новой области физики, с другой — основой быстрого развития электротехники, т.е. были изобретены батареи, генераторы, системы электроснабжения для освещения и электропривода, электрические печи, электродвигатели и т.д.

Открытия Ома имели большое значение как для развития изучения электричества, так и для развития прикладной электротехники. Они упростили прогнозирование свойств электрических цепей для постоянного тока, а затем и для переменного. В 1826 г. Ом опубликовал книгу, в которой представил теоретические выводы и экспериментальные результаты. Но его надежды не оправдались, книга была высмеяна. Это было связано с тем, что метод грубых экспериментов казался непривлекательным в то время, когда многие люди были преданы философии.

У него не было выбора, кроме как отказаться от должности учителя. По той же причине ему не назначили встречу в университете. В течение 6 лет ученый жил в нищете, не имея уверенности в завтрашнем дне, с горьким разочарованием.

Но постепенно его работы впервые стали известны за пределами Германии. Ом пользовался уважением за рубежом и использовал свои исследования. В результате, его соотечественники дома должны были признать его. В 1849 году он был назначен профессором Мюнхенского университета.

Ом обнаружил простой закон, устанавливающий связь между током и напряжением для обрыва провода (для части цепи, для всей цепи). Он также создал правила для определения того, что изменится, если будет взята проволока другого размера. Закон Ома сформулирован следующим образом: Ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению этого участка.

Закон о лицензировании джоулей

Электрический ток в каждой части цепи выполняет определенную задачу. Например, возьмите участок цепи с напряжением (U) между ее концами. Согласно определению электрического напряжения, работа, выполняемая при перемещении единицы заряда между двумя точками, равна U. Если ток на данном участке цепи равен i, то в течение времени t заряд и, таким образом, работа электрического тока продолжается.

Это выражение применяется в любом случае к постоянному току, к любой части цепи, которая может содержать проводники, электродвигатели и т.д. Мощность тока, т.е. работа в единицу времени.

Эта формула используется в системе СИ для определения единицы напряжения.

Предположим, что часть цепи является сплошным проводником. В этом случае вся работа преобразуется в тепло, выделяемое в этом проводнике. Если проводник однороден и подчиняется закону Ома (сюда относятся все металлы и электролиты).

И. Лентц и, независимо от него, Джоэл руководили этим законом.

Следует отметить, что нагрев проводников имеет множество применений в машиностроении. Самые распространенные и наиболее важные из них — лампочки.

Закон электромагнитной индукции

В первой половине XIX века английский физик М. Фарадей открыл явление магнитной индукции. Этот факт, ставший достоянием многих исследователей, дал мощный импульс развитию электротехники и радиотехники.

В ходе своих экспериментов Фарадей обнаружил, что при изменении числа линий магнитной индукции, проникающих на поверхность, ограниченную замкнутым кругом, на этой поверхности генерируется электрический ток. На этом основан, пожалуй, самый важный закон физики — закон электромагнитной индукции. Ток, возникающий в цепи, называется индукцией. В связи с тем, что электрический ток в цепи возникает только тогда, когда на свободные заряды воздействуют внешние силы, в замкнутом контуре именно эти внешние силы возникают при протекании переменного магнитного потока по поверхности цепи. В физике влияние внешних сил называется электродвижущей силой или индукционным ЭМП.

Электромагнитная индукция также возникает в незакрытых проводниках. Когда проводник пересекает магнитные высоковольтные линии, напряжение генерируется на его концах. Причиной этого напряжения является индукционная электромагнитная совместимость. Если магнитный поток, протекающий через замкнутый контур, не изменяется, то индукционный ток не возникает.

С помощью понятия «ЭМП-индукция» можно объяснить закон электромагнитной индукции, т.е. ЭМП-индукция в замкнутом контуре в модуле равна скорости изменения магнитного потока через ограниченную контуром поверхность.

Правило Ленца. Как мы уже знаем, в проводнике генерируется индуктивный ток. В зависимости от условий его возникновения, он имеет другое направление. Российский физик Ленц сформулировал следующее правило на эту тему: Индуцированный ток, генерируемый в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле не позволяет магнитному потоку изменяться. Все это приводит к возникновению индуцированного тока.

Индукционный ток, как и любой другой, имеет энергию. Это означает, что при возникновении тока генерируется электрическая энергия. Согласно закону о сохранении и преобразовании энергии, упомянутая выше энергия может вырабатываться только за счет количества энергии другого вида. Таким образом, правило Ленца полностью соответствует закону о сохранении и преобразовании энергии.

В дополнение к индукции в катушке может происходить так называемая самоиндукция. Его природа такова. Когда в катушке генерируется ток или изменяется его сила, создается переменное магнитное поле. При изменении магнитного потока, проходящего через катушку, в катушке возникает электродвижущая сила, называемая самоиндукцией ЭДС.

Согласно правилу Ленца, когда цепь замкнута, самовозбуждающие ЭМП вмешиваются в ток и не увеличивают его. При отключении цепи индуцированная ЭМП снижает ток. Когда ток в катушке достигает определенного уровня, магнитное поле перестает изменяться и самоиндуцирующийся ЭДС становится равным нулю.

Электрические цепи и их компоненты

Электрическая цепь — это совокупность устройств и объектов, образующих путь электрического тока, электромагнитные процессы которого могут быть описаны терминами электродвижущая сила, ток и напряжение. В электрической цепи постоянного тока могут действовать как прямые токи, так и токи, направление которых остается постоянным и значение которых изменяется произвольно с течением времени или по какому-либо закону.

Электрическая цепь состоит из отдельных устройств или элементов, которые можно разделить на 3 группы в зависимости от их назначения. Первая группа состоит из элементов, предназначенных для производства электроэнергии (источников питания). Вторая группа состоит из элементов, которые преобразуют электроэнергию в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и т.д.). Эти элементы называются приемниками электрической энергии (электрическими приемниками). Третья группа включает в себя элементы, предназначенные для передачи электроэнергии от источника питания к электрическому приемнику (провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения и т.д.).

Источниками тока в цепи постоянного тока являются гальванические элементы, электроаккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. Все источники питания имеют внутреннее сопротивление, значение которого мало по сравнению с сопротивлением других элементов в электрической цепи.

Электрические приемники постоянного тока — это электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механические, отопительные и осветительные приборы и т.д. Все электрические приемники характеризуются электрическими параметрами, из которых можно назвать самые основные — напряжение и мощность. Для нормальной работы электрического приемника на его клеммах (соединениях) необходимо поддерживать номинальное напряжение. Для приемников постоянного тока это 27, 110, 220, 440 В и 6, 12, 24, 36 В.

Графическое изображение электрической цепи, содержащее символы ее элементов и показывающее соединения этих элементов, называется электрической схемой.

Участок цепи, по которому протекает один и тот же ток, называется веткой. Место соединения ветвей электрической цепи называется узлом. В электрических цепях узел обозначен точкой. Любой замкнутый контур, проходящий через несколько ветвей, называется петлей. Самая простая схема имеет одну схему, сложные схемы имеют несколько контуров.

Элементы электрических цепей представляют собой различные электрические устройства, которые могут работать в различных режимах. Режимы работы как отдельных элементов, так и всей электрической цепи характеризуются значениями тока и напряжения. Поскольку ток и напряжение, как правило, могут принимать любое значение, существует бесчисленное множество режимов работы.

Режим ожидания — это режим, в котором ток в цепи не протекает. Такая ситуация может возникнуть, когда цепь прерывается. Номинальная работа происходит, когда источник питания или другой элемент цепи работает при уровнях тока, напряжения и мощности, указанных в паспорте на данное электрическое устройство. Эти значения соответствуют оптимальным условиям эксплуатации оборудования с точки зрения экономичности, надежности, долговечности и др.

Режим короткого замыкания — это режим, в котором сопротивление приемника равно нулю, что эквивалентно соединению положительного и отрицательного выводов источника питания с нулевым сопротивлением. Ток короткого замыкания может достигать высоких значений, во много раз превышающих номинальный ток. Поэтому режим короткого замыкания является аварийным для большинства установок.

Согласованный режим питания и внешней цепи возникает тогда, когда сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению. В этом случае ток короткого замыкания в 2 раза меньше, чем ток короткого замыкания.

Наиболее распространенными и простыми типами соединений в электрической цепи являются последовательные и параллельные соединения.

Последовательное соединение элементов цепи

В этом случае все элементы подключаются к цепи один за другим. Последовательное соединение не позволяет разветвленную цепь — она не разветвленная.

В нашем примере взяты два резистора. Резисторы 1 и 2 имеют резисторы R1 и R2. Так как электрический заряд в этом случае не накапливается (постоянный ток), один и тот же заряд течет на каждом сечении проводника в течение определенного периода времени.

Переменный ток

Как мы уже знаем, электрический ток может быть постоянным и переменным. Но широко используется только переменный ток. Это связано с тем, что переменное напряжение и мощность могут быть преобразованы практически без потерь энергии. Переменный ток вырабатывается генераторами, использующими явления электромагнитной индукции.

Действительные значения тока и напряжения

Известно, что переменный индукционный EMF вызывает переменный ток в цепи. При самом высоком значении EMF ток имеет максимальное значение и наоборот. Это явление называется синфазной случайностью. Несмотря на то, что значения силы тока могут варьироваться от нуля до определенного максимального значения, существуют устройства, которые могут быть использованы для измерения силы переменного тока.

Характеристики переменного тока могут быть действиями, которые не зависят от направления тока и могут быть такими же, как и для постоянного тока. Эти действия могут быть термическими. Например, переменный ток проходит через проводник с определенным сопротивлением. Через некоторое время в этом проводнике вырабатывается некоторое количество тепла. Вы можете выбрать значение мощности постоянного тока таким образом, чтобы в одном и том же проводнике одновременно с переменным током вырабатывалось одинаковое количество тепла. Это значение постоянного тока называется среднеквадратическим значением переменного тока.

Измерители тока и напряжения магнитоэлектрической системы не позволяют проводить измерения в цепях переменного тока. Это происходит потому, что каждое изменение тока в катушке меняет направление крутящего момента, что влияет на стрелку на приборе. Поскольку катушка и стрелка имеют высокую инерционность, прибор не реагирует на переменный ток. Для этого используются устройства, не зависящие от направления тока. Например, можно использовать устройства, основанные на тепловом воздействии тока. В таких устройствах стрелка поворачивается путем удлинения текущей нагретой нити.

Также могут использоваться приборы с электромагнитной системой действия. Движущейся частью в этих приборах является железный диск малого диаметра. Он перемагничивается и втягивается в катушку, через которую проходит переменный ток. Эти приборы измеряют среднеквадратичные значения тока и напряжения.

Индукционная катушка и конденсатор для переменного тока

Характеристиками переменного тока являются изменение силы и направления тока. Эти явления отличают его от постоянного тока. Например, аккумулятор нельзя заряжать переменным током. Он также не может быть использован для других технических целей.

Питание переменного тока напрямую связано не только с напряжением и сопротивлением, но и с индуктивностью подключенных к цепи проводников. Как правило, индуктивность значительно снижает мощность переменного тока. Так как сопротивление цепи равно отношению напряжения к току, то при подключении к цепи катушки индуктивности общее сопротивление увеличивается. Это будет связано с наличием самоиндуктивной ЭМП, которая предотвращает повышение тока. При изменении напряжения ток просто не достигает максимальных значений без индуктивности. Это означает, что самое высокое значение мощности переменного тока ограничивается индуктивностью, т.е. чем выше индуктивность и частота напряжения, тем ниже значение тока.

Когда батарея конденсаторов подключена в цепь постоянного тока, то ток не протекает, так как пластины конденсаторов отделены друг от друга изолирующими уплотнениями. Если в цепи есть конденсатор, то постоянный ток не может протекать.

Когда один и тот же аккумулятор подключен к цепи переменного тока, он вырабатывает электричество. Это объясняется следующим образом. Переменное напряжение вызывает заряд и разряд конденсаторов. Это означает, что если крышка конденсатора имела отрицательный заряд в течение одного полупериода, то в течение следующего полупериода она будет иметь положительный заряд. Следовательно, перезарядка конденсатора смещает заряды вдоль цепи. А это электрический ток, который можно измерить с помощью амперметра. Чем больше зарядка, тем больше ток, т.е. чем больше емкость конденсатора и чем чаще он перезаряжается, тем выше частота.

Трехфазный переменный ток

Трехфазный переменный ток, обладающий многими преимуществами перед однофазным током, в настоящее время широко используется в промышленной практике во всем мире. Трехфазная система — это система с тремя цепями, переменные EMF которых имеют одинаковую амплитуду и частоту, но находятся вне фазы друг с другом на 120° или 1/3 периода. Каждая такая схема называется фазой.

Для получения трехфазной системы необходимо взять три идентичных однофазных генератора и соединить их роторы вместе, чтобы они не меняли своего положения во время вращения. Для поворота ротора обмотки статора этих генераторов должны поворачиваться на 120° друг к другу. Пример такой системы показан на .

В условиях, указанных выше, получается, что ЭМП, генерируемый во втором генераторе, не успеет измениться по сравнению с ЭМП первого генератора, т.е. будет иметь задержку на 120°. Электромагнитный импульс третьего генератора также будет задержан на 120° по сравнению со вторым генератором.

Однако такой способ получения трехфазного переменного тока очень сложен и экономически нежизнеспособен. Чтобы упростить задачу, необходимо объединить все обмотки статоров генераторов в одном корпусе. Этот генератор называется трехфазным генератором. Когда ротор начинает вращаться, каждая обмотка имеет переменный индукционный ЭМП. Из-за пространственного смещения обмоток фазы колебаний в обмотках также сдвигаются друг относительно друга на 120°.

Для подключения генератора переменного тока к цепи необходимо 6 проводов. Чтобы уменьшить количество обмоточных проводов для генератора и приемников, необходимо соединить их вместе в трехфазную систему. Есть две такие связи: Звезда и Дельта. Если вы используете и то, и другое, вы можете сохранить проводку.

При этом способе подключения конец X первой обмотки генератора подключается к началу B второй обмотки, конец Y второй обмотки подключается к началу C третьей обмотки, конец Z третьей обмотки подключается к началу A первой обмотки. Пример подключения показан на рис. 12. При таком способе подключения фазовых обмоток и подключения генератора переменного тока к трехпроводной линии линейное напряжение сравнивается с фазовым по значению.

Заключение

При тесном контакте различных веществ всегда возникает электрический заряд. Когда тела твердые, их тесный контакт предотвращается микроскопическими проекциями и неровностями на их поверхности. Сжимая и натирая такие тела, мы сближаем их поверхности, которые без давления соприкасались бы лишь в нескольких точках. В одних организмах электрические заряды могут свободно перемещаться между различными частями, в других это невозможно. В первом случае корпуса называются «проводниками», а во втором — «диэлектриками или изоляторами». Все металлы, водные растворы солей и кислот и т.д. являются проводниками. Примерами изоляторов являются янтарь, кварц, эбонит и все газы при нормальных условиях.

Однако следует отметить, что деление тел на проводники и диэлектрики очень условно. Все материалы в большей или меньшей степени проводят электричество. Электрический заряд может быть положительным и отрицательным. Этот тип тока не будет длиться долго, потому что электрифицированное тело разряжается. Для поддержания электрического тока в проводнике должно поддерживаться электрическое поле. Для этого используются источники электроэнергии. Самый простой случай электрического тока — это когда один конец провода подключен к электрифицированному телу, а другой — к земле.

Электрические цепи, питающие электричество от ламп накаливания и электродвигателей, появились только после изобретения батарей, которое датируется примерно 1800 годом. После этого учение об электричестве развивалось настолько стремительно, что менее чем через столетие оно не только стало частью физики, но и стало основой новой электрической цивилизации.

Список литературы

  1. Агунов М.В. Агунов А.В. О соотношениях мощности в электрических цепях с несинусоидальными режимами // Электричество, 2003, № 4, с. 53-56.
  2. Агунов М.В. Агунов А.В. Вербова Н.М. Определение полных силовых составляющих в цепях с несинусоидальными напряжениями и токами с помощью методов цифровой обработки сигналов // Электротехника, 2001, № 7, с. 45-48.
  3. Геррн Агунов М.В. Агунов А.В. Вербова Н.М. Новый подход к измерению электроэнергии // Промышленная энергетика, 2003, № 2, С.30-33.
  4. Агунов А.В. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности с полной компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки // Электротехника, 2004, № 2, с. 47-50.

Реферат по ОБЖ на тему "Электрический ток"

 

 

 

Реферат по дисциплине:

 

«ОБЖ»

 

 По теме:

 

«Воздействие электрического тока на организм человека и меры защиты от поражения электрическим током в быту и производственной сфере».

 

 

 

 

 

 Исполнитель:

Сафонов Владимир Валентинович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2017год

Содержание

 

 

Введение                                                                                                       3

1.     Статические электрические и электромагнитные поля                           4

2.     Электрический ток.                                                                                 6

2.1 Действие электрического тока на живую ткань. Факторы, влияющие на степень поражения электрическим током.                                              6

2.2 Условия поражения человека электрическим током. Критерии электробезопасности.                                                                              11

3.     Защита от воздействия электрического тока.                                          12

Заключение.                                                                                                 14

Список используемой литературы.                                                              15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Безопасность – состояние защищенности жизненно важных интересов личности от воздействия негативных факторов.

Электроэнергетика – фундаментальная отрасль, обеспечивающая нор- мальную деятельность других отраслей экономики, функционирование со- циальных структур и необходимые условия жизнедеятельности населения. Электрификация народного хозяйства Российской Федерации развивается по пути разработки и внедрения электроустановок с использованием современных высокоэффективных электрических машин и аппаратов, линий электропередачи, разнообразного электротехнологического оборудования, средств автоматики и телемеханики. Безопасная и безаварийная эксплуатация систем электроснабжения и потребителей электроэнергии требует неукоснительного соблюдения правил электробезопасности и норм охраны труда

Окружающая среда (природная, производственная и бытовая) таит в себе потенциальную опасность различного вида. Среди них — поражение электрическим током. С широким применением на производстве и в быту достижений научно-технического прогресса факторы этого риска возрастают.

Опасность поражения электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер предосторожности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма, электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.

Цель работы рассмотреть действие тока на организм человека, условия, при которых возникает опасность электропоражения, а также меры по его недопущению и предупреждению.

 

 

1.     Статические электрические и электромагнитные поля.

 

Электромагнитные поля промышленной частоты.

Длительное воздействие электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам в головном мозге и центральной нервной системе. В результате у человека наблюдаются головная боль в височной и затылочной областях, вялость и т.д.

Способы защиты человека

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется следующими способами: уменьшением излучения от источника; экранированием источника излучения и рабочего места; установлением санитарно-защитной зоны; поглощением или уменьшение образования зарядов статического электричества; устранением зарядов статического электричества; применением средств индивидуальной защиты.

Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии; блокированием излучения.

Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве такого материала применяют каучук, поролон, пенополистерол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком.

Экранирование источника излучения и рабочего места производится специальными экранами. При этом различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением — металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь, цинк). Они могут быть сплошные и сетчатые. Экраны должны быть заземлены для обеспечения стекания в землю образующихся на них зарядов.

Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования, увлажнение воздуха.

Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.

Заряды статического электричества могут накапливаться на теле человека (при работе или контакте с наэлектризованными материалами и изделиями). Высокое поверхностное сопротивление тканей человека затрудняет стекание зарядов, и человек может длительное время находиться под большим потенциалом.

Систематическое воздействие электростатического поля повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека. Оно может вызывать функциональные изменения центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма. Поэтому предельно допустимую интенсивность электростатического поля на рабочих местах нормируют. Нормативы, содержащиеся в документе «Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряженности электростатического поля», распространяются на электрические поля, создаваемые легко электризующимися материалами и изделиями, а также электроустановками постоянного тока высокого напряжения.

Основная опасность процесса электризации в производственных условиях состоит в возможности возникновения пожаров и взрывов.

Защита от электростатических зарядов

Одна из мер, препятствующих накоплению и сохранению электрических зарядов, - увеличение электропроводности воздуха, например, его увлажнение.

Наиболее простой и эффективный метод борьбы с накоплением зарядов статического электричества - заземление производственного оборудования, трубопроводов, вентиляционных воздуховодов и емкостей. Заземляющие устройства должны иметь сопротивление не более 100 Ом.

 

2.     Электрический ток.

2.1Действие электрического тока на живую ткань. Факторы, влияющие на степень поражения электрическим током.

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие.

Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.

Электролитическое воздействие заключается в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается судорожными сокращениями мышц.

Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз.

Различают два основных вида поражений током: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы подразделяются на электрические ожоги, электрические знаки, электрометаллизацию кожи, механические повреждения и электроофтальмию.

Электрические ожоги в зависимости от условий их возникновения бывают двух видов: токовые (контактные) и дуговые.

Токовый ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновения к токоведущим частям. Различают электрические ожоги четырех степеней. Основные признаки ожогов I степени - покраснение кожи, II степени - образование пузырей, III степени - обугливание кожи, IV степени - обугливание подкожной клетчатки, мышц, костей.

Дуговой ожог является результатом действия на тело человека электрической дуги в электроустановках высокого напряжения. Такой ожог носит, как правило, тяжелый характер (III или IV степень).

Электрические знаки (электрические метки) представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи в месте контакта ее с токоведущими частями. В большинстве случаев они безболезненны. Со временем поврежденный слой кожи сходит.

Электрометаллизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла при его расплавлении или испарении под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи становится жестким и шероховатым, имеет специфическую окраску, которая определяется цветом металла, проникшего в кожу. Электрометаллизация кожи не опасна. С течением времени поврежденный слой кожи сходит, и пораженный участок приобретает нормальный вид.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока. В результате возможны разрывы кожных покровов, кровеносных сосудов, нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей.

Электроофтальмия - это поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. При электрическом ударе может наступить клиническая смерть, которая при отсутствии квалифицированной медицинской помощи через 7-8 мин переходит в смерть биологическую. Если при клинической смерти немедленно освободить пострадавшего от действия электрического тока и срочно начать оказывать необходимую помощь (искусственное дыхание, массаж сердца), то жизнь пострадавшего может быть сохранена.

Причинами смерти от воздействия электрического тока могут быть остановка сердца или его фибрилляция, прекращение дыхания и электрический шок - своеобразная нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся расстройством кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.д. Шоковое состояние может продолжаться от нескольких десятков минут до суток. При длительном шоковом состоянии может наступить смерть.

Факторы, влияющие на степень поражения электрическим током.

Характер воздействия электрического тока на организм человека и тяжесть поражения зависят от силы тока, продолжительности его воздействия, рода и частоты, пути прохождения тока в теле. Определенное значение имеют индивидуальные свойства человека и некоторые другие факторы.

Сила тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, обуславливающим исход поражения. Различные по величине токи оказывают различное действие на организм человека.

Различают ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные токи.

Пороговые значения ощутимых токов составляют: 0,6-1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5-7 мА при постоянном токе. Такой ток вызывает слабый зуд, пощипывание кожи под электродами, а переменный ток 8-10 мА уже вызывает сильные боли и судороги по всей руке, включая предплечье. Руку трудно, но в большинстве случаев еще можно оторвать от электрода.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется неотпускающим током.

Переменный ток (50 Гц) силой 10-15 мА вызывает еле переносимые боли во всей руке. Во многих случаях руку невозможно оторвать от электрода. При переменном токе силой 20-25 мА руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов становится невозможно, а ток 25-50 мА вызывает очень сильную боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено.

При силе переменного тока 50-80 мА дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца. Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца, называется фибрилляционным током. Переменный ток силой 100 мА через 2-3 с вызывает фибрилляцию сердца, а еще через несколько секунд - его паралич. Верхним пределом фибрилляционного тока является 5 А. Ток больше 5 А как переменный, так и постоянный вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Напряжение в значительной степени определяет исход поражения, так как от него зависят сопротивление кожных покровов и сила тока, проходящего через организм человека.

Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением кожи в местах включения в электрическую цепь и сопротивлением внутренних органов. Причем сопротивление кожи составляет основную долю общего сопротивления. Наибольшим сопротивлением обладает верхний ороговевший слой кожи (эпидермис). Сопротивление тела человека изменяется в диапазоне 1-100 кОм и более.

При увлажнении, загрязнении и повреждении кожи (потовыделение, порезы, ссадины, царапины и т.д.), увеличении силы тока и времени его действия, а также увеличении площади контакта с токоведущими элементами сопротивление тела человека уменьшается до минимального значения

Продолжительность воздействия тока на организм человека во многих случаях является определяющим фактором, от которого зависит исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода.

Род и частота тока также влияют на тяжесть поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой 20-100 Гц. При частоте менее 20 или более 100 Гц опасность поражения током заметно снижается.

Постоянный ток одинаковой величины с переменным вызывает более слабые сокращения мышц и менее ощутим. Его действие в основном тепловое, но при значительных величинах ожоги могут быть очень тяжелыми и даже смертельными. Ток частотой свыше 500 кГц не может остановить работу сердца или легких. Однако такой ток может вызвать ожоги.

Путь тока через тело человека существенно влияет на исход поражения. Опасность поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг, воздействует непосредственно на эти органы. Если ток не проходит через них, то его воздействие является только рефлекторным, и вероятность тяжелого поражения уменьшается.

Индивидуальные особенности человека значительно влияют на исход поражения электрическим током. Ток, вызывающий слабые ощущения у одного человека, может оказаться неотпускающим для другого. Характер воздействия тока одной и той же силы зависит от массы человека и его физического развития. Для женщин пороговые значения тока примерно в полтора раза ниже, чем для мужчин. Степень воздействия тока зависит от состояния организма. Так, в состоянии утомления и опьянения люди значительно более чувствительны к воздействию тока.

2.2      Условия поражения человека электрическим током. Критерии электробезопасности.

Степень опасности поражения электрическим током зависит в значительной мере от того, каким оказалось включение человека в электрическую цепь. Прикосновение (включение) к токоведущим элементам в трехфазных сетях может быть однофазным и двухфазным.

Однофазное включение - это прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.

Двухфазное включение - это одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением. При двухфазном включении человек находится под линейным напряжением.

         Случаи двухфазного включения человека редки и являются, как правило, результатом нарушения правил техники безопасности. Однофазное включение происходит значительно чаще, но оно менее опасно, чем двухфазное.

         Критерии электробезопасности.

         Знание допустимых для человека значений тока и напряжения позволяет правильно оценить опасность поражения и определить требования к защитным мерам от поражения электрическим током.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека. Под напряжением прикосновения понимается напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Нормы предназначены для проектирования способов и средств защиты от поражения электрическим током людей при их взаимодействии с электроустановками. Они соответствуют прохождению тока через тело человека по пути рука - рука или рука - ноги.

Стандарт предусматривает нормы для электроустановок при нормальном (неаварийном) режиме их работы, а также при аварийных режимах производственных и бытовых электроустановок.

 

3.     Защита от воздействия электрического тока.

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц — соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).

Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:

- применение безопасного напряжения;

- контроль изоляции электрических проводов;

- исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;

- устройство защитного заземления и зануления;

- использование средств индивидуальной защиты;

- соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.

Одним из аспектов защиты может быть применение безопасного напряжения — 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.

Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник — это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом.

Защитное отключение — это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Продолжительность срабатывания защитного отключения составляет 0,1– 0,2 с. Данный способ защиты используют как единственную защиту или в сочетании с защитным заземлением и занулением.

Применение малых напряжений. К малым относят напряжение до 42В, его применяют при работе с переносными электроинструментами, использовании переносных светильников.

Контроль изоляции. Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.

Средства индивидуальной защиты — подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам — диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки

 

Заключение.

Развитие техники изменяет условия труда человека, но не делает их безопаснее, напротив – в процессе эксплуатации новой техники зачастую проявляются неизвестные ранее опасные факторы.

Современное производство немыслимо без широкого применения электроэнергетики. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток.

Негативные для здоровья человека последствия, выявляющиеся в ходе эксплуатации технологического оборудования, выдвинули в настоящее время обеспечение производственной безопасности на производстве в число острейших технических и социально-экономических проблем. Наиболее страшное последствие удара электрическим током – смерть. К счастью, она случается в этом случае довольно редко.

Для недопущения электропоражения и обеспечения электробезопасности на производстве применяют: изолирование проводов и других компонентов электрических цепей, приборов и машин; защитное заземление; зануление, аварийное отключение напряжения; индивидуальные средства защиты и некоторые другие меры.

К сожалению, повсеместное старение производственных фондов, ветшание помещений отрицательно сказывается и на качестве электропроводки.

Основным выводом можно считать, что опасность электрического тока в отличие от прочих опасных и вредных производственных факторов усугубляется тем, что органы чувств человека не обнаруживают на расстоянии грозящую опасность. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при прохождении его через тело. Проходя через тело человека, обусловливает преобразование электрической энергии в другие виды и вызывает термическое, электролитическое и биологическое действия, приводящие к тяжелым последствиям, вплоть до летального исхода.

Список используемой литературы.

 

1.     Бакка М.Т., Мельничук А.С., Сивко В.И. Охрана и безопасность жизнедеятельности человека: Конспект лекций. - М.: Ленок, 1995. - 165 с.

2.     Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защиты и кабелей в сетях 0,4 кВ Л.:

Энергоатомиздат, 1988.

3.     И. Вашко "Охрана труда. Ответы на экзаменационные вопросы" Тетралит (Минск), 2014 год, 208 стр.

4.     Долин П.А.  Справочник по технике безопасности — М.: Энергоатомиздат, 1985.— 824с.

5.     Житецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основы охраны труда. - Вид.2-е, стереотипное. - Львов: Афиша, 2000. - 347с.

6.     Захарченко М.В., Орлов М.В., Голубев А.К. и др.. Безопасность жизнедеятельности в повседневных условиях производства, быта и в чрезвычайных ситуациях: Учеб. пособие. - М.: измы, 1996. - 196 с.

7.     Хижняк М.И., Нагорная А.М. Здоровье человека и экология. - К.: Здоровье, 1995. - 232 с.

8.     Коллектив авторов., "Библия электрика ПУЭ, МПОТ, ПТЭ"., Эксмо., 2012 год., 753 стр.,

9.     Охрана труда в химической промышленности / Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина и др. - М.: Химия, 1989. - 496 с.

10. Основы безопасности жизнедеятельности. Справочник школьника /В.П.

            Ситников.— М.: Филол. об-во "Слово", 1997.— 448с.

 

Что такое электрический ток? Природа электричества

Что мы действительно знаем на сегодняшний день об электричестве? Согласно современным взглядам многое, но если более детально углубиться в суть данного вопроса, то окажется, что человечество широко использует электричество, не понимая истинной природы этого важного физического явления.

Целью данной статьи не является опровержение достигнутых научно-технических прикладных результатов исследований в области электрических явлений, которые находят широкое применение в быту и промышленности современного общества. Но человечество непрерывно сталкивается с рядом феноменов и парадоксов, которые не укладываются в рамки современных теоретических представлений относительно электрических явлений ‒ это указывает на отсутствие всецелого понимания физики данного явления.

Также на сегодняшний день науке известны факты, когда, казалось бы, изученные вещества и материалы проявляют аномальные свойства проводимости (Исследование влияния солнечного затмения на электрическую проводимость дистиллированной воды).

Такое явление как сверхпроводимость материалов также не имеет полностью удовлетворительной теории в настоящее время. Существует лишь предположение, что сверхпроводимость является квантовым явлением, которое изучается квантовой механикой. При внимательном изучении основных уравнений квантовой механики: уравнения Шрёдингера, уравнения фон Неймана, уравнения Линдблада, уравнения Гейзенберга и уравнения Паули, то станет очевидной их несостоятельность. Дело в том, что уравнение Шрёдингера не выводится, а постулируется методом аналогии с классической оптикой, на основе обобщения экспериментальных данных. Уравнение Паули описывает движение заряженной частицы со спином 1/2 (например, электрона) во внешнем электромагнитном поле, но понятие спина не связано с реальным вращением элементарной частицы, а также относительно спина постулируется то, что существует пространство состояний, никак не связанных с перемещением элементарной частицы в обычном пространстве.

В книге Анастасии Новых «Эзоосмос» есть упоминание относительно несостоятельности квантовой теории: «А вот квантомеханическая теория строения атома, которая рассматривает атом как систему микрочастиц, не подчиняющихся законам классической механики, абсолютно не актуальна. На первый взгляд доводы немецкого физика Гейзенберга и австрийского физика Шрёдингера кажутся людям убедительными, но если всё это рассмотреть с другой точки зрения, то их выводы верны лишь отчасти, а в целом, так и вовсе оба не правы. Дело в том, что первый описал электрон, как частицу, а другой как волну. Кстати и принцип корпускулярно-волнового дуализма также неактуален, поскольку не раскрывает перехода частицы в волну и наоборот. То есть куцый какой-то получается у учёных господ. На самом деле всё очень просто. Вообще хочу сказать, что физика будущего очень проста и понятна. Главное дожить до этого будущего. А что касательно электрона, то он становится волной только в двух случаях. Первый — это когда утрачивается внешний заряд, то есть когда электрон не взаимодействует с другими материальными объектами, скажем с тем же атомом. Второй, в предосмическом состоянии, то есть когда снижается его внутренний потенциал» [1].

Те же электрические импульсы, сгенерированные нейронами нервной системы человека, поддерживают активное сложное многообразное функционирование организма. Интересно отметить, что потенциал действия клетки (волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в виде кратковременного изменения мембранного потенциала на небольшом участке возбудимой клетки) находится в определённом диапазоне (рис. 1).

Нижняя граница потенциала действия нейрона находится на уровне -75 мВ, что очень близко к значению окислительно-восстановительного потенциала крови человека. Если проанализировать максимальное и минимальное значение потенциала действия относительно нуля, то оно очень близко к процентному округлённому значению золотого сечения, т.е. деление интервала в отношении 62% и 38%:

\(\Delta = 75 мВ+40 мВ = 115 мВ\)

115 мВ / 100% = 75 мВ / х1 или 115 мВ / 100% = 40 мВ / х2

х1 = 65,2%, х2 = 34,8%

Все, известные современной науке, вещества и материалы проводят электричество в той или иной мере, поскольку в их составе присутствуют электроны, состоящие из 13 фантомных частичек По, которые, в свою очередь, являются септонными сгустками («ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» стр. 61) [2]. Вопрос заключается только в напряжении электрического тока, которое необходимо для преодоления электрического сопротивления.

Поскольку электрические явления тесно связаны с электроном, то в докладе «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» [2] приведена следующая информация относительно этой важной элементарной частицы: «Электрон является составной частью атома, одним из основных структурных элементов вещества. Электроны образуют электронные оболочки атомов всех известных на сегодняшний день химических элементов. Они участвуют почти во всех электрических явлениях, о которых ведают ныне учёные. Но что такое электричество на самом деле, официальная наука до сих пор не может объяснить, ограничиваясь общими фразами, что это, например, «совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц носителей электрических зарядов». Известно, что электричество не является непрерывным потоком, а переносится порциями ‒ дискретно».

Согласно современным представлениям: «электрический ток – это совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов». Но что такое электрический заряд?

Электрический заряд (количество электричества) — это физическая скалярная величина (величина, каждое значение которой может быть выражено одним действительным числом), определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Электрические заряды разделяют на положительные и отрицательные (данный выбор считается в науке чисто условным и за каждым из зарядов закреплён вполне определённый знак). Тела, заряженные зарядом одного знака, отталкиваются, а противоположно заряженные — притягиваются. При движении заряженных тел (как макроскопических тел, так и микроскопических заряженных частиц, переносящих электрический ток в проводниках) возникает магнитное поле и имеют место явления, позволяющие установить родство электричества и магнетизма (электромагнетизм).

Электродинамика изучает электромагнитное поле в наиболее общем случае (то есть, рассматриваются переменные поля, зависящие от времени) и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд. Классическая электродинамика учитывает только непрерывные свойства электромагнитного поля.

Квантовая электродинамика изучает электромагнитные поля, которые обладают прерывными (дискретными) свойствами, носителями которых являются кванты поля — фотоны. Взаимодействие электромагнитного излучения с заряженными частицами рассматривается в квантовой электродинамике как поглощение и испускание частицами фотонов.

Стоит задуматься, почему магнитное поле появляется вокруг проводника с током, или же вокруг атома, по орбитам которого перемещаются электроны? Дело в том, что «то, что сегодня называют электричеством ‒ это на самом деле особое состояние септонного поля, в процессах которого электрон в большинстве случаев принимает участие наравне с другими его дополнительными «компонентами»» («ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» стр. 90) [2].

А тороидальная форма магнитного поля обусловлена природой его происхождения. Как сказано в статье «Концепция мирового эфира. Часть 2: Собственное септонное поле. Тор в основе строения материи»: «Учитывая фрактальные закономерности во Вселенной, а также тот факт, что септонное поле в материальном мире в пределах 6-ти измерений является тем фундаментальным, единым полем, на котором основаны все известные современной науке взаимодействия, то можно утверждать, что все они также имеют форму тора. И это утверждение может представлять особый научный интерес для современных исследователей». Поэтому электромагнитное поле всегда будет принимать форму тора, подобно тору септона.

Рассмотрим спираль, через которую протекает электрический ток и как именно формируется её электромагнитное поле (https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Рис. 2. Силовые линии прямоугольного магнита

Рис. 3. Силовые линии спирали с током

Рис. 4. Силовые линии отдельных участков спирали

Рис. 5. Аналогия между силовыми линиями спирали и атомов с орбитальными электронами

Рис. 6. Отдельный фрагмент спирали и атом с силовыми линиями

ВЫВОД: человечеству еще только предстоит узнать тайны загадочного явления электричества.

Пётр Тотов

Ключевые слова: ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА, электрический ток, электричество, природа электричества, электрический заряд, электромагнитное поле, квантовая механика, электрон.

Литература:

[1] – Новых. А., Эзоосмос, К.: ЛОТОС, 2013. – 312 с. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

[2] – Доклад «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» интернациональной группы учёных Международного общественного движения «АЛЛАТРА» под ред. Анастасии Новых, 2015 г. http://allatra-science.org/publication/iskonnaja-fizika-allatra;

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЫБЫ | Наука и жизнь

Расскажите об электрических рыбах. Какой величины ток они вырабатывают?

Электрический сом.

Электрический угорь.

Электрический скат.

В. Кумушкин (г. Петрозаводск).

Среди электрических рыб первенство принадлежит электрическому угрю, живущему в притоках Амазонки и других реках Южной Америки. Взрослые особи угря достигают двух с половиной метров. Электрические органы - преобразованные мышцы - располагаются у угря по бокам, простираясь вдоль позвоночника на 80 процентов всей длины рыбы. Это своеобразная батарея, плюс которой находится в передней части тела, а минус - в задней. Живая батарея вырабатывает напряжение около 350, а у самых крупных особей - до 650 вольт. При мгновенной силе тока до 1-2 ампер такой разряд способен свалить с ног человека. С помощью электрических разрядов угорь защищается от врагов и добывает себе пропитание.

В реках Экваториальной Африки обитает другая рыба - электрический сом. Размеры его поменьше - от 60 до 100 см. Специальные железы, вырабатывающие электричество, составляют около 25 процентов общего веса рыбы. Электрический ток достигает напряжения 360 вольт. Известны случаи электрического шока у людей, купавшихся в реке и нечаянно наступивших на такого сома. Если электрический сом попадается на удочку, то и рыболов может получить весьма ощутимый удар током, прошедшим по мокрым леске и удилищу к его руке.

Однако умело направленные электрические разряды можно использовать в лечебных целях. Известно, что электрический сом занимал почетное место в арсенале народной медицины у древних египтян.

Вырабатывать весьма значительную электрическую энергию способны и электрические скаты. Их насчитывается более 30 видов. Эти малоподвижные обитатели дна, размером от 15 до 180 см, распространены главным образом в прибрежной зоне тропических и субтропических вод всех океанов. Затаившись на дне, иногда наполовину погрузившись в песок или ил, они парализуют свою добычу (других рыб) разрядом тока, напряжение которого у разных видов скатов бывает от 8 до 220 вольт. Скат может нанести значительный удар током и человеку, случайно соприкоснувшемуся с ним.

Помимо электрических зарядов большой силы рыбы способны вырабатывать и низковольтный, слабый по силе ток. Благодаря ритмическим разрядам слабого тока с частотой от 1 до 2000 импульсов в секунду, они даже в мутной воде превосходно ориентируются и сигнализируют друг другу о возникающей опасности. Таковы мормирусы и гимнархи, обитающие в мутных водах рек, озер и болот Африки.

Вообще же, как показали экспериментальные исследования, практически все рыбы, и морские, и пресноводные, способны излучать очень слабые электрические разряды, которые можно уловить лишь с помощью специальных приборов. Эти разряды играют важную роль в поведенческих реакциях рыб, особенно тех, которые постоянно держатся большими стаями.

Что такое электрический ток? - Электрическая теория

Что требуется для того, чтобы протекал ток? Какие бывают виды тока? Почему движение так важно для электричества? Что является единицей электрического тока? Мы начинаем цикл статей по электродинамике!

Там, где есть ток, есть и заряд

Прежде чем иметь дело с током как таковым, стоит узнать, что необходимо для его генерации. Основной составляющей тока является электрических зарядов . Точно так же, как мы не можем говорить о водопаде без воды, нет электричества без платы.Обвинение — это не концепция, придуманная учителями физики только для того, чтобы запугивать невинных учеников. Это абсолютно реально и мы сталкиваемся с этим каждый день:

  • При растворении в воде соль распадается на одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов (частиц, называемых ионами). различные гладкие поверхности.
  • Искры и удары молнии являются результатом накопления и высвобождения огромного количества электрического заряда
  • Батарейки и аккумуляторы не что иное, как заводы по производству электрических зарядов

Сам по себе заряд не физический - это не частица любого вида.Подобно массе это всего лишь определенное физическое свойство материи. И точно так же, как на любой объект с определенной массой действует сила тяжести, на объект с определенным зарядом действует электромагнитная сила, известная как кулоновская сила .

Электромагнитное взаимодействие зарядов

Кулоновская сила не только намного больше силы гравитации, но и может действовать в двух направлениях: притягивать или отталкивать частицы. Направление силы зависит от типа зарядов, которые встретятся (мы различаем положительные и отрицательные заряды), как показано на рисунке выше.Физика, конечно, знает множество частиц с тем или иным зарядом, но в электричестве и электронике имеет значение только одна - электрон.

Электроны — чрезвычайно маленькие и легкие частицы с отрицательным зарядом . Обычно они спокойно вращаются вокруг атомных ядер, заполненных протонами (положительно заряженными). Природа любит равновесие, поэтому количество протонов и электронов обычно одинаково, а заряд всего атома равен нулю. Однако если что-то вынуждает электрон покинуть свою орбиту, равновесие атома нарушается.Электрон становится свободным отрицательным зарядом , а недостающий атом, из-за преобладания протонов, становится положительно заряженной частицей , называемой ионом.

Атом, лишенный электрона, становится положительным ионом (катионом)

. Если вы хотите узнать больше о зарядах, ознакомьтесь с моей статьей на эту тему:

Что такое электрический заряд? - Теория электричества

Там вы узнаете, как измерить заряд, как его накапливать и почему он не может появиться или исчезнуть отсюда.Если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы, не стесняйтесь комментировать.

Текущее = Движение

Звук, свет, запах, цвет — все эти явления имеют один общий знаменатель — движение частиц. Электричество ничем не отличается, что на самом деле движение электрических зарядов.

Вышеупомянутые свободные электроны, приведенные в движение, образуют так называемую электрон ток . Мы можем столкнуться с ним в высоковольтных линиях и во всех кабелях, спрятанных в нашем доме.А почему именно туда? Что ж, электрические провода состоят из металлов, наполненных огромным количеством свободных электронов (они придают характерный металлический блеск). Свободные электроны — это молекулы, не связанные ни с одним конкретным атомом, и даже небольшая внешняя сила может заставить их всех двигаться в общем, определенном направлении в мгновение ока. Эти особенности делают металлы отличным проводником электронного тока, поэтому их называют проводниками .

Металлы заполнены свободными электронами, которые свободно перемещаются между атомами.

Проводимость металлов настолько велика, что генерируемый в них ток приходится искусственно ограничивать, ставя на пути электронов препятствия, называемые резисторами . Если бы не они, большинство электроприборов вышло бы из строя, как только включили бы питание. Безудержный поток электронов – это огромная энергия, сопровождающаяся повышением температуры, которая запросто может вызвать пожар, привести к взрыву и напрямую угрожать нашей жизни. Поэтому, если вы не уверены в том, что делаете, лучше держаться подальше от электричества.

Вы, наверное, слышали, что вода и электричество несовместимы. На самом деле чистая вода вообще не проводит электричество (она относится к изоляторам), потому что все электроны в ее структуре тесно связаны со своими атомами. Иначе обстоит дело, когда в этой воде что-то растворяешь, например, обыкновенную соль. Затем вода превращается в раствор, наполненный положительными и отрицательными ионами.

Водопроводная, дождевая или морская вода являются примерами растворов, наполненных ионами

Вода — это жидкость, а жидкости обладают тем, что образующие их частицы достаточно слабо связаны между собой и могут двигаться почти свободно .Тот же принцип применим и к соединениям, которые мы растворяем в этой воде. Таким образом, мы можем рассматривать ионы, растворенные в растворе, как такие заросшие «свободные электроны». И хотя они в десятки тысяч раз тяжелее их и гораздо менее подвижны, с точки зрения электромагнетизма они имеют одинаковую величину заряда и одинаково способны генерировать ток, называемый ионным током .

Имеет ли это смысл? Используется ли где-нибудь в мире ионный ток по трубам, заполненным соленой водой? Я так не думаю, но одно знаю точно: ионный ток используется каждым устройством, питающимся от аккумуляторов.Батареи не смогли бы снабжать нас электричеством, если бы внутри них не протекал ионный ток.

Может ли электричество также течь в газах (например, в воздухе)? Да, конечно! К счастью для нас, это возможно только при особых условиях , отличным примером которых являются удары молнии. Во время грозы электрический заряд накапливается в огромных масштабах. В какой-то момент заряд становится настолько большим, что способен подбирать электроны даже у самых стойких атомов.Молекулы воздуха буквально разрываются на части, а высвобождающиеся электроны создают чрезвычайно короткий, но мощный импульс электронного тока, сопровождающийся вспышкой и отчетливым хлопком.

Конечный компонент - напряжение

Чтобы электроны и ионы питали наши устройства (и, таким образом, приносили нам электричество), мы должны заставить их двигаться в выбранном нами направлении. Что нам может помочь в этой ситуации, так это сила Кулона , упомянутая в начале статьи .

Металлические провода заполнены свободными электронами с отрицательным зарядом. Мы знаем, что заряды притягиваются или отталкиваются друг от друга, поэтому для перемещения свободных электронов в выбранном направлении у нас есть два варианта:

  • поместите большой положительный заряд на один конец, который будет притягивать электроны
  • поместите большой отрицательный заряд на другой конец, который будет отталкивать электроны
В обоих случаях электроны будут двигаться в одном направлении, создавая электрический ток

О точке, где хранится большой положительный заряд, говорят, что она имеет высокий потенциал .Точно так же, когда заряд отрицательный, потенциал низкий . Электроны всегда идут к более высокому потенциалу . Если мы поместим один и тот же положительный заряд на обе стороны провода (мы пренебрегаем его длиной) (так что оба конца будут иметь одинаковый потенциал), электроны будут притягиваться к ним с одинаковой силой, поэтому… они не будут двигаться со скоростью все.

В свою очередь, если бы оба заряда были положительными, но один из них имел большее значение, то результирующая разность потенциалов уже была бы способна генерировать электрический ток.

Хотя оба заряда положительны, напряжение между ними равно 14 В.

Разность потенциалов обычно известна как электрическое напряжение и выражается в вольтах [В]. Для упрощения мы можем рассматривать его как силу, движущую электроны — чем она больше, тем больший ток может течь. Подробнее о потенциале и напряжении я писал по этой ссылке:

Что такое электрическое напряжение? - Теория электричества

Блок электрического тока

Мы уже знаем, что электрическое напряжение — это сила, способная смещать заряды, и что таким образом возникает электрический ток.Но как определить, какой ток протекает по проводу?

Каждый отдельный электрон, проходящий по проводу, несет немного энергии, которую лампы накаливания превращают в свет, а нагреватели — в тепло. Более мощная лампочка может дать нам больше света, но для этого требуется больше энергии, поэтому одновременно через нее должно пройти больше электронов.

Количество заряда, прошедшего через точку в данное время, называется электрическим током :

  

(1)

- символ электрического тока
- электрический заряд (выражается в кулонах [Кл])
- время протекания заряда (выражается в секундах [с])

Единицей электрического тока в системе СИ является ампер (в честь французского физика Андре Ампера).Один ампер соответствует заряду в один кулон, проходящему за одну секунду:

  

(2)

Ток в 1 А означает, что каждую секунду через выбранную точку проводника проходит более шести триллионов электронов. Это много? В электронике такой большой ток практически неизвестен и обычно работает со значениями в районе микроампер и миллиампер. В электрике и автоматике токи порядка нескольких десятков ампер - это хлеб с маслом, а в случае с энергетикой 100 А - это величина, от которой только начинаешь говорить.

Сила тока всегда измеряется в определенной точке. Поэтому мы должны физически присоединиться к пути, по которому следуют электроны

. Мы освоили основные понятия электрического тока. Тем не менее, ряд других вопросов остается заслуживающим ответа. В следующих статьях мы постараемся узнать, среди прочего:

  • Что происходит с электронами, когда они достигают точки высокого потенциала?
  • почему все думают, что ток идет в обратном направлении?
  • Может ли ток течь в обе стороны одновременно?
  • Как возможно, что ток может течь, даже когда электроны едва движутся?

Не стесняйтесь оставлять комментарии и лайкать мой блог на Facebook.com/TheoryElectrics, так что вы не пропустите следующие статьи!


Библиография 9000 3

  1. Электроника проще, чем вы думаете - D. Nuhrmann, Publications of Communications and Communications, 1983,
  2. Изучите электричество и электронику , С. Гиблиско, С. Монк, MacGraw Hill, 2016,
  3. Основы электродинамики - Д. Гриффитс, Польское научное издательство PWN, 2001,

Тебе понравилось это? Взгляни на

и поддержите мою дальнейшую работу!

Или, может быть, вы хотели бы прочитать интересную книгу?

Уведомлять вас о новых статьях?

Я рекомендую подписаться на рассылку новостей или посетить Facebook.Таким образом, вы не пропустите ни одного нового текста!
Я отправил вам электронное письмо!

Пожалуйста, проверьте свой почтовый ящик и подтвердите, что хотите подписаться на информационный бюллетень.


.

Что такое электричество - краткая история электричества

Электричество — понятие, тесно связанное с нашей отраслью. Было бы трудно стать экспертом по батареям, не зная, на чем они основаны. Однако не только нам, но и всем, на каждом шагу совершенно необходимо электричество. Заряжаем ли мы телефон, смотрим телевизор или едем на работу в трамвае, он везде. Это естественное для нас, как воздух, явление не так просто объяснить.Мало кто действительно знает, что такое электричество и как оно работает. Некоторые из опрошенных без особой убежденности назовут AC и DC (и речь не о легендарной австралийской группе), другие беспомощно пожмут плечами. Поэтому стоит кратко и четко ответить на вопрос: что такое электричество?

Текущая история

С древних времен люди знали о явлении, которое мы сегодня называем электричеством. Объяснить это они пока не могли, но заметили, что при трении янтарь притягивает к себе частички пыли.Они знали, что ЧТО-ТО происходит. Однако электричество умерло в «темные века», и только в конце 17 века Уильям Гилберт обнаружил, что существует несколько других материалов, обладающих свойствами, аналогичными древнему янтарю. И именно от него он назвал это явление электричеством (греч. электрон — янтарь). На этом основании ученый Стивен Грей разделил материалы на проводящие электричество (проводники) и непроводящие (изоляторы). Благодаря этому он обнаружил, что электричество, или электричество, можно передавать на расстояние с помощью металлов или влажных материалов, и все дело в этом открытии.

Наиболее важные имена, связанные с… текущим

Следующие годы были развитием и тщательным исследованием электричества такими людьми, как: Бенджамин Франклин (открытие того, что электрический заряд может быть положительным и отрицательным), Алессандро Вольта (создание первого конденсатора), Чарльз Кулон (теорема о взаимодействии покоящихся зарядов), Геогра Ома (отношение между напряжением и током), Майкла Фарадея (первый электродвигатель), Гюстава Кирхгофа (законы сохранения тока в цепях) или Андре Ампера (взаимодействие зарядов в движении).Эти имена кажутся знакомыми? Так и должно быть, потому что они, безусловно, были частым явлением в физике.

Физически текущий

Зная историческую канву, мы можем деликатно исследовать тайны течения с физической точки зрения. Это не самая простая вещь, поэтому постараюсь изложить максимально доступно. Ток – это упорядоченное движение электрических зарядов. Это определение. Кажется, она понимает, но говорит мало. Попробуем разобраться по частям.

    1. Электрический заряд - частицы, способные генерировать электрическое поле. Как доказал Бенджамин Франклин, заряды могут быть как положительными, так и отрицательными. Ток течет в направлении, указанном положительными зарядами.
    2. Движение - Как известно, все частицы во Вселенной находятся в постоянном движении. Неважно, заряжены они или нет. Движение хаотичное и никоим образом не создает электричество.Все волшебство происходит при приложении электрического поля. Заряженные частицы начинают двигаться упорядоченно, и их движение создает то, к чему мы идем, то есть ТОК.
    3. Электрическое поле - это очень сложное понятие, для наших рассуждений остановимся на том, что это свойство пространства, вызывающее взаимодействие между зарядами.

Следует отметить, что это очень беглое представление процесса выработки электроэнергии.Тем не менее, я надеюсь, что это вдохновит вас на поиск большего, чтобы расширить свои знания.

Что такое электричество на практике?

Вскоре после теоретических и лабораторных открытий, связанных с электричеством, его стали применять на практике. Одним из первых прорывных изобретений стал телеграф, созданный Сэмюэлем Морзе, который колоссально облегчил общение. Позже были созданы такие устройства, как телефоны, радио и лампочки. Однако для того, чтобы эти устройства работали и приносили пользу обществу, необходимо было подавать электричество на соломенные крыши.Здесь начинается бурное соперничество между Томасом Эдисоном и Николой Теслой.

Во-первых, Томас Эдисон в 1882 году запустил первую электрическую сеть, которая снабжала электричеством десятки жителей Манхэттена. Это был постоянный ток (DC). В 1894 году он нанял сотрудника, гения, у которого было иное видение, чем у его работодателя. Никола Тесла, ведь речь идет о нем, предложил использовать переменный ток (AC), что повысило КПД трансформаторов. Эдисону это не понравилось, и с тех пор они стали смертельными врагами.Конечно, один желал другому мучительной смерти от удара током своего типа электричества, но оба выжили, и Тесла в 1897 году начал раздавать переменный ток.

Чем закончился их конфликт?

Наконец, после долгих лет борьбы и взаимной клеветы, Тесла выиграл битву со своим переменным током, вошедшим в широкое употребление. Это ток, который в настоящее время течет в наших розетках и позволяет нам питать компьютеры и серверы, поэтому вы можете прочитать этот текст.Однако стоит отметить, что успех Теслы был чисто идеологическим. Он был вынужден продать свой патент, что стало коммерчески успешным для компании Эдисона. Что ж, эта битва так и не закончилась, и они оба проигравшие и победители.

Сводка

Быстрое путешествие по истории электричества подходит к концу. Он показывает, как идея, подкрепленная трудом и талантом многих людей, может превратиться во что-то, без чего мы не смогли бы функционировать. Тем, кто интересуется темой, могу порекомендовать книгу "Последние дни тьмы" Грэма Мура. В ней более подробно рассматривается история электричества, более подробно описывается генезис и ход борьбы между Эдисоном и Теслой. Очень интересное чтение, которое стоит прочитать! Фильм «Престиж» Кристофера Нолана, который я вам тоже рекомендую, вскользь намекает на эту тему.

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, не стесняйтесь писать в комментариях!

Автор: Ярослав Пророк

Счетчик просмотров: 61 350

.

Что такое электрический ток? Вот распространенные заблуждения • FORBOT

  1. Блог
  2. Статьи
  3. Теория
  4. Что такое электрический ток? Вот распространенные заблуждения
Теория 06.07.2022 Петр Гурецкий

Электрический ток по определению представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, и его часто иллюстрируют, например,по аналогии с гидравликой.

Однако что такое текущий (но реально)? Это крайне сложная тема, в которой не разбираются даже опытные электронщики.

Что вы узнаете из этой статьи?

При изучении электроники многие новички задают себе, казалось бы, простой вопрос: что такое электрический ток? Таким людям попадаются упрощенные объяснения, например, в виде т.н. гидравлическая аналогия. Он иллюстрирует некоторые проблемы, но не отвечает на вопрос, что такое электричество на самом деле.Почему? Потому что ответ на этот вопрос чрезвычайно сложен.

Нет простого ответа на вопрос, что такое электрический ток.

В следующей статье рассматриваются вопросы, указывающие путь, по которому следует идти, , чтобы приблизиться к пониманию того, что такое нынешний (с точки зрения физики) — от гидравлической аналогии, через уравнения Максвелла, до кота Шредингера и теория великого объединения. К счастью, не каждому электронщику нужно это понимать, но ознакомиться с этими темами стоит, чтобы хотя бы знать, насколько сложным может быть реальный ответ на вопрос, что такое электричество.

Самое простое определение тока

В Интернете можно найти десятки, сотни и, наверное, даже тысячи статей, авторы которых хотели удовлетворить любопытство электронщиков, ответив на вопрос, что такое электричество. Большинство таких руководств можно сократить до одного короткого предложения: ток — это упорядоченное движение электрических зарядов (и какая-то более-менее точная иллюстрация). Однако мало кто понимает, что такое все это упорядоченное движение и что такое эти электрические заряды.Стоит присмотреться к нему поближе.

Первые попытки понять текущий

Более 250 лет назад было известно, что существуют «две разновидности электричества», которые назывались электрическими жидкостями . Одна разновидность называлась «стеклянная», а другая — «смоляная». Сегодня мы бы сказали, что первое — это положительные заряды, а второе — отрицательные заряды. Однако в конце 18 века приезжий, чье подобие можно найти на стодолларовой банкноте, сильно спутал эти представления.

Бенджамин Франклин установил направление электрического тока «положительное на отрицательное»

Направление тока определяется договором

Бенджамин Франклин заявил, что существует только «одно электричество», и именно благодаря ему было принято направление течения электричества (электрического тока): от положительного полюса к отрицательному .Лишь спустя 100 лет, в конце 19 века, было установлено, что носителями тока металлов являются электроны с отрицательным зарядом (что бы это ни значило). А это указывало на то, что в металлах направление движения электронов было противоположно принятому ранее условному направлению тока.

Однако самой большой проблемой было не это. Также не было большой проблемой сделать ложное утверждение, что электрический ток есть движение электронов, и что оно ложно по нескольким причинам. В том числе и потому, что по более строгому определению электрический ток есть упорядоченное движение электрических зарядов , а сам электрон является не электрическим зарядом , а носителем электрического заряда.

Есть еще носители положительного электрического заряда (протоны и ионы), и их упорядоченное движение тоже есть электрический ток - но это тоже мелкая деталь.

Что такое электрон? Реальное осложнение темы

В конце 19 века казалось, что мы уже знаем практически все об электрическом токе, то есть о упорядоченном движении электрических зарядов. К сожалению, начало ХХ века поколебало это убеждение и принесло удивительные, даже невероятные открытия.На основе электричества была создана специальная теория относительности : время не абсолютно, а лишь странным образом связано с пространством.

Электрон не маленький шарик

Оказалось, что электрических флюидов не существует, что атом не похож на планетарную систему, а электрон — не крошечный шарик, вращающийся вокруг . До сих пор мы не знаем, что такое электрон!

Загадочный кот в коробке — часто единственное, что вспоминают студенты после лекций по физике

Оказалось, что с математической точки зрения электрон описывается облаком плотности вероятности. Это связано с так называемым двусмысленность и кот Шредингера , который непостижимым образом одновременно мертв и жив, которого практически никто не понимает и по сей день.

Является ли электрон волной?

Также оказалось, что наш мир «зернистый» — он зернистый, состоит из неделимых частиц, или квантов. Худшее случилось чуть позже: оказалось, что электрон тоже волна ! От бедности можно понять и принять, что электромагнитная волна (электромагнитное излучение), в том числе и видимый нам свет, является и волной, и частицей, называемой фотоном.Однако речь сейчас идет не об электромагнитных волнах, а об электроне, который по теории корпускулярно-волнового дуализма также является и волной, и частицей одновременно!

Трудно представить, что радиоволны — это поток фотонов, но еще труднее принять, что электрон — это волна и что она описывается плотностью вероятности .

Кажется далеким от электроники, особенно с точки зрения начинающего любителя.Но такой подход необходим хотя бы для объяснения работы туннельного диода и чего-то столь же известного, как вездесущие FLASH-памяти. Хорошей новостью является то, что может быть опытным электронщиком, не зная, что на самом деле представляет собой ток .

Электронике не требуется глубокое знание всех деталей, например, вы можете успешно использовать флэш-память, не зная о туннелировании электронов, сохраняя их

Текущее определение электрона

Чем дальше в лес, тем больше деревьев.Физики, изучающие мир, открыли удивительные явления и зависимости, которые до сегодняшнего дня никто не может объяснить. Это относится и к электрону. Так что давайте прочитаем, например, фрагмент энциклопедического определения — не для того, чтобы нам что-то объяснить, а , чтобы увидеть, как мало мы понимаем в этой запутанной и загадочной теме .

Ну и в Википедии в рубрике "виртуальная частица" можно, в том числе, читать:

В формализме интегралов по фейнмановским траекториям появляются виртуальные частицы.Согласно этой теории, каждая физическая частица на самом деле представляет собой конгломерат виртуальных частиц. Например, физический электрон на самом деле является виртуальным электроном, испускающим виртуальные фотоны, которые распадаются на виртуальные пары электрон-позитрон, которые, в свою очередь, взаимодействуют с виртуальными фотонами и так далее до бесконечности. «Физический» электрон — это постоянно происходящий процесс обмена между виртуальными электронами, позитронами, фотонами и, возможно, другими частицами. «Реальность» электрона — это статистическое понятие.

Итак, как объяснить начинающим вопросы, связанные с электричеством? Ответ прост: на самом деле мы не знаем, что такое электрон и электрический ток.

Что такое электричество? Простейшие аналоги

Так что же делать начинающим электронщикам, которые ищут ответ на вопрос что такое ток ? Им предлагаются упрощенные модели, которые лучше или хуже представляют «истину об электрическом токе» и его явлениях.

Гидравлический (высотный) аналог

Начинающим говорят, что электрические схемы очень похожи на гидравлические схемы. Молекулы воды являются аналогом электронов. Электрический ток – это поток воды. Сила электрического тока – это скорость, с которой течет вода. Электрическое напряжение эквивалентно давлению воды.

Примерная аналогия с гидравлической водой: батарея в виде резервуара для воды на высоте - чем она выше, тем выше напряжение (U), отверстие, действующее как сопротивление (R), расход воды, представляющий ток (I)

В такой аналогии с высотой эквивалентом батареи (электрического элемента) является, например,плоский бак, размещенный на определенной высоте, который дает давление воды, соответствующее напряжению батареи: чем оно выше, тем больше давление, т. е. напряжение. Аналогом резистора является трубка Вентури, через которую должна проходить вода. Такая аналогия прекрасно иллюстрирует закон Ома и позволяет, например, легко показать, что изменение величины сопротивления (при постоянном напряжении) влияет на ток, протекающий в цепи.

Гидравлическая аналогия индукционной катушки в виде реактивной турбины с тяжелым ротором блестяще иллюстрирует основные свойства катушки.

90 128
Турбина с меньшей инерцией (индуктивностью) 90 132 90 133 90 128 90 129
Турбина с большей инерцией (индуктивностью) 90 132 90 133 90 140

По той же аналогии с водой можно представить и конденсатор (в виде вертикальной трубки), что прекрасно иллюстрирует тот факт, что конденсатор запасает энергию.

Пример конденсатора в виде вертикальной трубки, поперечное сечение которой (обозначено синим цветом) - емкость, а высота (оранжевым цветом) - максимальное напряжение

Существует множество источников, в которых конденсатор представлен в виде резиновой диафрагмы внутри трубки.У этой версии есть только одно преимущество, и она в итоге еще больше затемняет картину.

Другой способ представления конденсатора в гидравлической аналогии (резиновая диафрагма)

Гидравлический аналог (плоский)

К сожалению, "высотная" аналогия не совпадает с тем, что ток всегда течет в замкнутых цепях - петлях. Немного лучше в некоторых отношениях аналогия с «плоским» гидравлическим давлением.

В «плоской» гидравлической аналогии речь идет не о высоте, а о давлении и перепаде давления

Кабели в этой аналогии представляют собой трубы, уложенные плашмя на одном уровне, а аналогом батареи является не бак, а насос с определенными свойствами.У этого типа моделей, кроме ряда существенных преимуществ, есть и серьезные ограничения.

Имеют ли смысл аналогии с водой?

Обе водные модели определенно облегчают вхождение в мир электроники, но отвлекают от самого главного. Слишком большая привязанность к таким гидравлическим аналогиям заводит в тупик, потому что пытаться объяснить более сложные понятия на основе «движения воды в трубах» просто невозможно.

При обучении можно и нужно использовать аналогию с водой, но нужно помнить, что это огромное упрощение, затрудняющее переход «на уровень выше».

Приверженность аналогиям с водой вводит в заблуждение главным образом в вопросах, связанных со свойствами электрического заряда и переноса энергии (потока), что затрудняет, например, понимание радиотехники. В этом случае подобные аналогии будут только помехой.

Аналогия с мячами, вагонами или мячами

Начинающие также знакомятся с электрическим током как с движением теннисных мячей или мячей внутри полых трубок. Если мы хотим понять, что такое электричество на самом деле, такая идея имеет практически только недостатки и лишена преимуществ .

Электричество как теннисный мячик в шесте, к сожалению, один из частых ответов на вопрос, что такое ток

Также бедствие сравнивать электрическую цепь с цепью грузовиков или вагонов, которые везут «электричество» от аккумулятора к нагрузке.

Пример некорректной визуализации работы электрической цепи

Что еще хуже, в Интернете можно найти иллюстрации, на которых часть электронов дополнительно теряется в пути - это наихудший возможный вариант.

Вводящий в заблуждение пример "с умирающими электронами"

Школьная иллюстрация электричества

В школьных учебниках есть разные варианты «модели мяча». Внутри проводника (металлической проволоки) иногда проявляются отрицательно заряженные электроны в виде крошечных шариков. Там отмечено условное направление протекания тока (от плюса к минусу) и обратное направление движения электронов. К этому часто присоединяется определение, что ток есть движение электронов.

Школьная иллюстрация, отвечающая на вопрос, как течет ток - условное направление тока (отмечено красной стрелкой), т.е. от плюса к минусу, и направление движения электронов (зеленое)

На основании этих типов рисунков многие люди считают, что самой большой проблемой здесь являются противоположные направления протекания тока и движения электронов. Нет! Это второстепенное дело, потому что направление тока является договорным вопросом , а в других материалах (например, внутри батареи или в полупроводниковых элементах) есть положительные носители и тогда направление их движения соответствует условному направлению текущего потока. Серьезные проблемы с такими аналогиями заключаются в другом.

Как выглядит реальное движение электронов?

При более точном описании электрического тока в проводниках (металлических проводах) говорят, что в металлах много так называемыхсвободные электроны, которые ведут себя точно так же, как газ в металле. Они не сжаты рядом, имеют «много слабины» и в сумасшедшем танце прыгают во все стороны и сталкиваются друг с другом. Скорость этих хаотических движений достигает 1000 км/с и связана с температурой (она производит тепловое излучение - инфракрасное).

Если бы электроны были шарами, их движения выглядели бы более хаотично (источник: Википедия)

При отключении проводника (провода, провода) такое непрерывное бешеное движение и столкновения дает нулевую среднюю скорость электрона.Однако при подключении проводника к аккумулятору начинает течь ток, поэтому электроны «упорядоченно» начинают смещаться (от минуса к плюсу аккумулятора). Они по-прежнему безумно сталкиваются друг с другом, а «упорядоченное движение» — это среднее равнодействующее движение электронного газа в проводнике, которое называется дрейфом или дрейфом .

Скорость света или улитки?

Вот еще одна проблема. Скорость электронов во время безумного танца составляет порядка 1000 км/с, тогда как скорость дрейфа электронов (дрейфа) можно сравнить с крайне ленивой улиткой — она меньше 1 мм/с.Да!

Если ориентироваться на скорость дрейфа электронов, то получается, что ток прямо червячный

А теперь самое страшное, а точнее самое сложное: когда мы закоротим контакты выключателя резистором в примере ниже, электроны начнут двигаться в темпе крайне ленивой улитки от отрицательного к положительному полюсу батареи . Между тем, с другой стороны, говорят, что «ток течет со скоростью света».

Действительно, если бы вместо резистора в качестве нагрузки была идеальная лампочка, то после замыкания контактов выключателя она загоралась бы через очень короткое время, определяемое скоростью света.

Для многих это непроницаемая загадка: скорость сумасшедшего, хаотического танца электронов около 1000 км/с, скорость дрейфа электронов улитки меньше 0,000001 км/с, а скорость света 300 000 км/с. с. Где здесь смысл и логика?

После замыкания цепи (оранжевая стрелка) в системе начинает течь ток: скорость дрейфа электронов — черепашьая, но энергия передается от батареи к резистору (нагрузке) со скоростью, близкой к скорости свет

Попытка объяснить это на гидравлических, "шаровых", "шаровых" или "вагонных" моделях - тупиковый путь! Не стоит искать аналогий с трубкой, набитой шариками, с конвейерной лентой или велосипедной цепью.Это очень ущербные намеки, вернее, псевдоответы, которые только пытаются оправдать «действующий эффект», но вместо того, чтобы действительно объяснить его, только мешают, потому что направляют умственное усилие не туда.

Если не вода, шарики и повозки, то что?

Гидравлическая и шаровая модели блестяще объясняют некоторые из более простых аспектов электроники. К сожалению, они затрудняют понимание более сложных - в частности радиотехники, так как на их основе невозможно показать связь между электрическим током и электромагнитными волнами.Эти модели затрудняют или даже делают невозможным понимание работы полупроводниковых элементов.

Вопрос о том, что такое электрический ток, имеет смысл, но он направляет внимание не в ту сторону. Главное не ток и напряжение, главное передача и преобразование энергии. Это одна из причин, почему исследования начинаются не с тока и напряжения, а с полей (электрических и магнитных) и с уравнений Максвелла - эти вопросы были обозначены и обсуждены в следующей статье на эту тему, что объясняет, почему ни один из У нас больше нет шансов быть похожими на исторический Эразма Роттердамского .

Публикация очередной статьи всего за несколько дней!

Об авторе: Петр Гурецкий

Популяризатор электроники, конструктор с более чем 30-летним стажем, автор книг и тысяч статей по различным аспектам электроники.

Статья была интересной?

Присоединяйтесь к 11 000 человек, которые получают уведомления о новых статьях! Зарегистрируйтесь и вы получите файлы PDF с (m.в по питанию, транзисторам, диодам и схемам) и список вдохновляющих DIY на основе Arduino и Raspberry Pi.

Это еще не конец, также проверьте

Прочитать похожие статьи и популярные в настоящее время записи или рандомизировать другую статью »

электроника, электричество, теория

.

Действие электрического тока на живые организмы. Взаимодействия в природе 9000 1

Человек, подвергшийся воздействию электрического тока, может получить некоторые травмы. Эти повреждения являются последствиями тока, которые могут быть физическими — например, ожоги, химическими — это могут быть электролитические изменения, а также биологическими — примером этого могут быть нарушения выполнения деятельности. Какое действие у человека вызывает электрический ток, напрямую зависит от того, постоянный это ток или переменный.Примером того, как работает постоянный ток, является его воздействие на электрически заряженные молекулы, которые являются строительными блоками многих клеток. Поток электрического тока через тело создает электрическое поле, способное поднимать эти молекулы, тем самым изменяя концентрацию ионов в клетках. Эти смещения и изменения тем больше, чем дольше тело подвергается воздействию электрического тока. Правильная концентрация ионов в клетках является важным аспектом их правильного функционирования.При его изменении их работа может серьезно нарушиться. Примерами таких клеток являются нервные и мышечные клетки. В случае с переменными токами, то проблемы изменения концентрации ионов нет, но их негативное действие заключается в большом количестве тепла, выделяющегося при прохождении таких токов через тело. При этом, чем выше частоты тока (несколько тысяч Гц), тем меньше они проникают в ткани, а чем меньше, тем больше. В промышленности же используются частоты в диапазоне 50-60Гц, для человека токи с такими частотами очень опасны.

Однако человек может выдерживать определенные токи, не чувствуя их течения. Эти значения известны как пороговые значения. Их дает, например, человек, держащий электрод в руке. Для мужчины они составляют:

- постоянный ток - 5 мА

- переменный ток - для частоты 50 - 60 Гц, сила тока около 1,1 мА

Тогда как для женщины:

- постоянный ток - 3,5 мА

- переменный ток - 50 - 60 Гц - 0,7 мА

Переменный ток опасен, так как он заставляет мышцы сокращаться при протекании.Это, в свою очередь, заставляет, например, руку защемить проводник, по которому течет ток. Под действием электрического тока мышцы пальцев сокращаются, вызывая более сильное сжатие, что приводит к еще более опасному удару током. Пороговые значения силы тока, при которых мужчина своей силой может оторвать руку от проводника, составляют: для мужчины - 16 мА, а для женщины - 10,5 мА. За исключением того, что общее значение «пускового» тока принимается равным 10-12 мА (при условии, что частота переменного тока находится в пределах 50-60 Гц.

Непосредственно то, какое воздействие на организм вызовет протекание тока, зависит в первую очередь от его вида (постоянный или переменный), его интенсивности и времени, в течение которого организм подвергался ему.

Влияние электрического тока на кровеносную и дыхательную системы.

Наше сердце отвечает за движение крови по всему телу. Поскольку электричество течет через тело, только небольшая его часть проходит через сердце.Однако даже такое небольшое значение может привести к гибели человека. При наличии переменного тока частотой 50 - 60 Гц возникает так называемый фибрилляция клеток сердца. Это очень опасный процесс и трудно обратимый. Возникновение фибрилляции клеток сердца зависит прежде всего от продолжительности поражения электрическим током. Однако в случае кратковременного паралича важно, в какой момент сердечного цикла наступит паралич. Если это начало диастолы, во время которой происходит пауза в сердцебиении, то вероятность фибрилляции клеток сердца очень велика.В том случае, если поражение электрическим током длится не дольше 0,2 с, вероятность мерцания очень мала. При протекании электрического тока дыхательная система также подвергается опасным изменениям. Поражение электрическим током напрямую вызывает дыхательную недостаточность из-за прямого воздействия электричества на мозг. В результате внезапно может блокироваться центр, отвечающий за правильное управление дыхательным процессом. Это, в свою очередь, может привести к угнетению дыхания, нарушению снабжения кислородом, что в дальнейшем может привести к летальному исходу.Более кратко, при поражении электрическим током возникает нарушение дыхания, что может привести к асфиксии.

Влияние электрического тока на нервную систему.

При поражении электрическим током нервная система сначала внезапно возбуждается, а затем парализуется. Это, в свою очередь, может привести к тому, что человек внезапно потеряет сознание. Этот эффект может быть связан главным образом с сердечно-сосудистым параличом, который может вызвать мерцание сердечных клеток и даже остановку сердца, или с прямым потоком электричества через мозг.Сам поток электричества через череп человека может вызвать выделение большого количества тепла, что, в свою очередь, может вызвать необратимые изменения в головном мозге.

Воздействие электрического тока на кости, мышцы и кожу.

Как упоминалось ранее, само течение тока вызывает выделение большого количества тепла в местах его прохождения. Это может вызвать необратимые изменения в организме человека. Наиболее частым последствием воздействия большого количества тепла являются ожоги различного характера.В местах, где контакт с проводником был непосредственным, т.е. там, где тело человека соприкасалось с электропроводящим материалом, могут появиться покраснение, ожоговые волдыри, а в крайних случаях - обугливание и некроз кожи. Это опасно тем, что такие ожоги могут вызвать разложение тканей, что в свою очередь может привести к смерти даже через несколько дней после паралича. Когда ток проходит через кожу и попадает в тело, он может повредить мышечную и костную ткани.Поток тока может привести к резким мышечным сокращениям, в результате чего мышечные волокна могут быть разорваны. Сама структура мышечных волокон также может существенно измениться.

Косвенное влияние электрических токов.

Электрический ток также может быть опасен, даже если он не проходит через тело человека. Таким примером может служить так называемый электрическая дуга, которая может возникнуть в местах с очень сильным током или в случае короткого замыкания.Простое соприкосновение тела с электрической дугой может привести к сильным ожогам, которые могут проявиться в виде резаных или колото-резаных ран. Это также может привести к возгоранию одежды на теле человека, что также может стать источником ожогов. Он также может повредить глаза из-за своего светового или теплового воздействия. Часто такое поражение электрическим током от дуги происходит при работах на высоковольтных линиях. Тогда такая дуга может привести к естественной бурной оборонительной реакции, которая в свою очередь может стать причиной падения человека с большой высоты.

Причины поражения электрическим током

Поражение электрическим током возникает в результате различного рода несчастных случаев при работе с электрическими устройствами. Причины таких аварий могут быть различными. Несмотря на соответствующую маркировку устройств и соответствующий инструктаж людей по эксплуатации данных устройств, бывают случаи, когда в результате несоблюдения правил, собственной невнимательности, растерянности, рассеянности, отсутствия соответствующих навыков, отсутствия надзора или просто неудачное стечение обстоятельств, удар током.Чаще всего паралич возникает в результате контакта открытой части тела с живым элементом по отношению к земле. Так как человек на 70% состоит из воды, которая является отличным проводником электричества, он сам часто может стать частью электрической цепи. Например, когда он находится на металлической поверхности и соприкасается с проводниками под напряжением, через него будет протекать ток от кабеля к поверхности. В таких случаях мы имеем дело с концепцией напряжения прикосновения, которое представляет собой напряжение, существующее между двумя точками, не являющимися частями электрической цепи, и с которыми могут соприкасаться части человеческого тела, как в предыдущем примере. могут быть руки и ноги.

Средства защиты от поражения электрическим током.

Существуют правила, регулирующие соответствующие стандарты безопасности при поражении электрическим током. Эти правила определяют меры безопасности, которые должны применяться. Эти меры сгруппированы в категории первичной защиты и дополнительной защиты.

В случае основной защиты это меры по предотвращению:

- контакта частей тела человека с электрическими проводниками, по которым протекает электрический ток

- возникновения явления электрической дуги, которое оказало бы вредное воздействие на окружающей среды

- а также предотвращения напряжений в материалах там, где этих напряжений быть не должно.

В более общем плане базовая защита связана с соответствующим расположением электрических устройств в среде обитания человека, чтобы они случайно не соприкасались с токопроводящими частями, используя все решения здесь. От размещения приборов в специальных помещениях, боксах, до применения всевозможных утеплителей.

В случае дополнительной защиты принимаются меры по устранению контактного напряжения. Характеризуется тем, что помимо основной защиты применяют также следующие меры:

- защитное заземление - наиболее распространенная мера дополнительной защиты.Он используется во всех видах электрических устройств и машин. Эта защита заключается в уравнивании электрических потенциалов с потенциалом Земли.

- сбор нагрузки - зануление - этот способ заключается в соединении провода нулевого потенциала с металлическими частями приборов

- создание т.н. защитная сеть - такая сеть используется как в случае постоянного, так и переменного тока, при любом значении тока и напряжения. Цель этой операции заключается в том, что все металлические части электрооборудования обесточиваются, а все конструкции, поддерживающие устройство, подключаются к защитному проводнику.

- разделение - т.н. разделительные трансформаторы, чтобы в выделенной цепи был только один приемник, и чтобы напряжение в такой цепи не превышало 500В. Цепь, разделенная таким образом, не должна быть ни заземлена, ни соединена с другой цепью.

- с защитной изоляцией - применяется в случае устройств заводского изготовления, использующих постоянный или переменный ток.

- изоляция станции - отделение станции от земли, а затем выравнивание потенциалов устройств, имеющихся на уровне станции

- снижение рабочего напряжения - защитные трансформаторы или т.н.защитные преобразователи. В результате снижения напряжения значение 80 В в случае постоянного тока и 42 В в случае переменного тока превышает 500 В. Следует также учитывать значения токов и напряжений, которые присутствуют в данном устройстве и отвечают всем остальным требованиям.

Первая помощь при поражении электрическим током

Как мы уже знаем, многие части нашего тела могут быть повреждены в результате поражения электрическим током.Если слишком поздно оказать помощь такому пострадавшему, это может привести к его смерти. При поражении электрическим током в отсутствие врача выполнить следующие действия:

- в первую очередь освободить пострадавшего от напряжения

- затем диагностировать состояние пострадавшего

- а затем , исходя из собственного опыта, приступить к необходимым спасательным мероприятиям

Спасая пострадавшего, спасатель также не должен забывать о собственной безопасности.Прежде всего, он должен следить за тем, чтобы:

- не прикасаться непосредственно к пострадавшему, по которому все еще течет электрический ток

- не тянуть обеими руками пострадавшего от источника поражения электрическим током

- убедитесь, что он не находится на мокрой поверхности

- распознайте, нет ли поблизости других высоковольтных устройств

- чтобы не потерять равновесие.

Важнейшим моментом спасательной операции является освобождение пострадавшего от действия электрического тока.Очень важным фактом также является распознавание состояния пострадавшего, для этого весьма целесообразно приобрести знания о симптомах поражения электрическим током и его последствиях. Существует определенная схема спасения человека, пораженного электрическим током. Он основан на нескольких основных принципах:

Во-первых, убедитесь, что парализованный находится в сознании. Если да, постарайтесь установить с ним словесный контакт. Простое осознание показывает, что сердечно-сосудистая и дыхательная системы все еще работают достаточно хорошо, чтобы выполнять основные функции.В таком случае спасатель должен перевязать раны пострадавшего и подготовить его к транспортировке.

Если пострадавший без сознания, действуйте по следующей схеме:

- проверьте, дышит ли он

- если он не дышит или дышит очень плохо, проверьте, происходит ли кровообращение

- возможно также оказывается, что пострадавший не дышит и у него отсутствует кровообращение

На основании этого первоначального диагноза следует принять меры по реанимации пострадавшего и перевязке его ран.

При нарушении функции органов дыхания и кровообращения немедленно принять меры по восстановлению этих функций путем:

- открытия дыхательных путей

- применения искусственного дыхания

- стимуляции системы кровообращения

При возможности оживить пострадавшего, необходимо позаботиться об обработке его ран, заключающейся в закреплении любых ожогов, кровоизлияний, переломов и вывихов. Все эти мероприятия следует проводить до приезда врача.

Поражение человека электрическим током может проявляться через:

- прямое ощущение боли, а также сильные сокращения мышц, которые могут привести к неконтролируемому сжатию, например, руки на устройстве, являющемся источником поражения электрическим током

- возмущение при функционировании органов чувств, в том числе равновесия

- потеря сознания

- остановка дыхания и кровообращения

- т. н. фибрилляция, т.е. фибрилляция камер сердца, очень опасное для человека воздействие, которое чаще всего приводит к летальному исходу

- различные виды ожогов и даже обугливание кожи.

При поражении электрическим током сразу после него поражение электрическим током. В результате его действия человек бледнеет, начинает дрожать и сильно потеет. Он также может стать эйфоричным или апатичным. Человек также может потерять сознание и испытать отек мозга. Очень важно наблюдать за человеком, которого ударило током, потому что иногда такие симптомы могут появиться через несколько минут после удара током, а то и через несколько месяцев.

Поражение электрическим током происходит, когда, во-первых, имеется напряжение, вызывающее протекание тока, и имеется подходящий путь для ударного тока. Описательно говоря, поражение электрическим током происходит, когда человек одновременно прикасается к двум местам с разными потенциалами. Это приводит к созданию замкнутого контура, частью которого становится человек. В таком случае можно охарактеризовать величину, называемую ударным напряжением прикосновения, которая определяется как падение напряжения на пути прохождения тока через тело человека, т.е. тело человека рассматривается как обычный резистор.

Последствия поражения электрическим током могут зависеть от многих факторов. В первую очередь на величину такого удара влияет величина напряженности, а также время протекания электрического тока. Здесь также решает вид тока, будь то постоянный ток или переменный ток. Другими факторами являются: способ прохождения тока через тело, влажность и температура кожи и даже самочувствие пострадавшего.

Очень важным фактором, влияющим на величину тока, протекающего через тело, является эпидермальный импеданс.Он различен в зависимости от того, толстый эпидермис или тонкий, или покрыт волосами, сухой он или влажный. Само значение импеданса не является постоянным и изменяется в зависимости от того, что это такое:

- сила и продолжительность электрического тока, вызывающего поражение электрическим током

- напряжение прикосновения

- тип поверхности, соприкасающейся с проводником

- частота тока

- как работают дыхательная и кровеносная системы

- сила, с которой проводник прижимается к эпидермису

Величина этого эпидермального импеданса с учетом описанных выше факторов может составлять от нескольких тысяч Ом до ок.несколько тысяч Ом. В случае малых напряжений прикосновения его работа оказывает значительное влияние на величину поражения электрическим током, но чем выше значения напряжения, тем меньше влияние этого импеданса. Для напряжений выше 150 В им можно вообще пренебречь. На ток, протекающий через тело, также влияет его внутреннее сопротивление. Его размер напрямую зависит от того, как протекает ток, будь то участок рука-рука или рука-нога, в таких случаях он составляет несколько сотен Ом.Наименьшее его значение на пути рука - шея.

Поскольку значения импеданса значительно варьируются от человека к человеку, были проведены исследования по характеристике их величины для определенных групп населения. В результате таких исследований были определены два типа условий окружающей среды, характеризующих поражение электрическим током. Они были обозначены как W 1 и W 2 .

W 1 - это условия окружающей среды, определяемые как нормальные. Они характеризуются значением импеданса тела человека, измеренного по отношению к земле, более 1000 Ом.Сюда можно отнести такие среды, как дом, квартира, офис, классы, больницы и т. д.

W 2 - этот символ обозначает условия среды, определяемые как особые. Они характеризуются значением импеданса тела человека, измеренного по отношению к земле, менее 1000 Ом. Мы можем включить сюда такие среды, как открытые поля, ванные комнаты, сауны, вольеры для животных. Как правило, это помещения с повышенной влажностью, превышающей 75 %, и с преобладающей в них высокой температурой, превышающей 35 90 183 0 С.В таких помещениях влага проникает в тело человека, делая его более восприимчивым к поражению электрическим током. И это также вызывает намокание подложки, что также приводит к снижению ее сопротивления.

Существует также третий уровень условий окружающей среды, обозначенный W 3 , который применяется к таким средам, как плавательный бассейн или металлические резервуары для хранения воды. В этом случае прикладываемые контактные ударные напряжения должны иметь значения ниже, чем в случае класса W 2 .

На практике человек не замечает протекания тока, сила которого составляет около полмиллиампера. Однако при более высокой интенсивности происходит меньший или больший удар током. Когда человек испытывает удар током, мышцы начинают отчетливее ощущать поток электричества по мере его продолжительности. Сначала это покалывание и онемение, но затем оно может перейти в сильные сокращения мышечных волокон, что, в свою очередь, может привести к их разрыву.Чем сильнее сокращаются такие волокна, тем выше значение силы ударного тока. При мышечных судорогах так называемая пороговое значение тока, при котором еще возможно освободиться от опасной хватки. Этот предел называется током саморасцепления и составляет 10 мА. Как уже упоминалось, время прохождения тока является важным фактором, когда речь идет о протекании электричества через тело. Иногда более высокий ток, но протекающий в течение короткого времени, может ощущаться так же, как слабый ток, но протекающий в течение гораздо более длительного времени.

При токе разряда около 20 мА возникают проблемы с работой органов дыхания и кровообращения. Также усиливается ощущение боли и начинают сокращаться мышцы легких, что может привести к повышенному выделению углекислого газа, который в свою очередь попадает в кровь и может вызвать так называемое закисление тканей. Это затем может вызвать изменение цвета кожи - синюшность кожи. Чаще всего эти симптомы обратимы, но есть значительная вероятность того, что такое протекание тока может привести к нарушениям в работе сердца, и прежде всего к очень опасной фибрилляции камер сердца (фибрилляции), тем сильнее, чем выше ток течет и тем дольше длится его течение.Иногда может даже случиться сердечный приступ из-за сморщивания коронарных сосудов. От тока 30 мА дыхательные пути полностью парализованы. Кроме того, наблюдаются те же симптомы, что и при меньших интенсивностях, но в этом случае они значительно сильнее. Существует гораздо более высокая вероятность развития фибрилляции желудочков. Возникающие сокращения нерегулярны и их частота колеблется от 400/мин до 600/мин. Кровоток останавливается, что приводит к потере сознания пострадавшего.При длительном таком состоянии примерно через 20 секунд после потери сознания перестает функционировать дыхательная система и человек переходит в состояние клинической смерти. Такого парализованного человека еще можно спасти, если, конечно, его достаточно быстро отсоединить от источника питания и немедленно начать реанимационные действия. На эти действия у спасателя есть всего около 3-5 минут, потому что это единственное время, в течение которого кора головного мозга может выжить без снабжения кислородом.

Смерть при таких несчастных случаях наступает не в результате повреждения органов, вследствие сокращения дыхательных мышц или фибрилляции камер сердца, а в результате нарушения основных систем, поддерживающих жизнь человека.

При силе тока при поражении электрическим током 1 А чаще всего сразу перестают работать сердце и кровеносная система.

Электрический ток и изменение температуры

При поражении электрическим током, когда через тело человека проходит электрический ток, в организме выделяется большое количество тепла. Это явление аналогично выделению тепла на резисторе, через который протекает электрический ток.Факторами, влияющими на количество выделяемого в организме человека тепла, являются такие параметры, как величина силы тока, время его протекания, величина сопротивления естественных тканей. Выделившееся тепло поглощается клетками тканей. Количество поглощаемого таким образом тепла зависит от теплоемкости клеток. Однако при повышении температуры клетки более чем на 10 градусов в результате подвода тепла данная клетка погибает, это явление широко известно как электрический ожог.В случае более низких температурных изменений, т. е. повышения температуры клеток примерно на 5 градусов, существенных изменений в функционировании клеток не происходит.

Помимо поражения электрическим током в результате прямого прохождения тока через тело человека, очень опасна также электрическая дуга. Тогда ток такой электрической дуги протекает через тело человека, либо его может бить током в результате дугового разряда. При этом виде паралича человек может получить следующие травмы:

- различные виды ожогов тела, от поверхностных до очень глубоких, которые в основном зависят от энергии такой дуги, сетчатка также может быть повреждена из-за к нагреву хрусталиковой жидкости внутри глаза

- ранения, полученные в результате повреждения тела осколками поврежденного электроприбора, или в результате падения с большой высоты в результате ударной волны, сопровождающей взрыв такое устройство

- в результате всплывания частиц расплавленного металла, увлекаемых горячим газом вблизи дуги, кожа человека может испытывать так называемоеметаллизация. Роговица глаза также может быть серьезно повреждена в результате этого воздействия.

- в результате инфракрасного излучения хрусталиковая жидкость в глазу может нагреваться, что также может привести к повреждению сетчатки глаза

- повреждение роговицы в результате воздействия ультрафиолетового излучения высокой интенсивности

- в результате высокой температуры электрической дуги, вплоть до ожога конечностей, или очень серьезных ожогов, которые очень часто приводят к смерти человека.

Электрическая дуга известна как сопутствующий удар. Такие удары возникают на высокоэнергетических станциях, где устройства находятся под высоким напряжением. Если человек подойдет слишком близко к такому устройству, может произойти электрический пробой – «искра», которая проскакивает от устройства к ближайшему участку тела человека.

Подводя итог, можно собрать все угрозы, возникающие в результате использования электричества, которые особенно опасны для человека.Этими опасностями являются:

- поражение электрическим током (электрический ток и электрическая дуга)

- возможность возгорания

- возможность взрыва электрического устройства

- статическое электричество

- сюда также могут входить атмосферные разряды - молния - однако эти явления происходят скорее без нашего участия.

Человек научился успешно справляться с такими опасностями. Тем не менее, по-прежнему важно информировать людей о большой опасности использования электричества и о том, что при этом следует соблюдать особую осторожность.Как показывает статистика, около 80 % всех несчастных случаев, связанных с электричеством, происходят не из-за неисправности электроприборов, а из-за невнимательности человека, несоблюдения правил техники безопасности и охраны труда, а также безрассудства и просто незнания работы электроприборов. данное устройство.

.90 000 Электромонтажные работы -

руб.

В 1800 году был создан эффективный источник электрического тока в виде так называемой электрической батареи Александра Вольта. Это был прототип всех современных батарей и аккумуляторов. Наличие такого эффективного источника энергии приблизило научные исследования электричества к его практическим применениям, что само по себе уже было революцией. Раньше все исследования основывались на затруднительном получении электрических зарядов путем растирания различных веществ, что, конечно, исключало возможность получения эффектов, которые могли бы иметь практическое значение.

Электрический стек Volta радикально изменил эту ситуацию. Тем не менее, несмотря на обладание этим эпохальным изобретением, в начале 19 века электрическому току было найдено только одно применение: в электрохимии. Я рассказал об этом в предыдущей статье в выпуске от 18 октября. Удивительно, что электричество не использовалось ни для чего другого за все 20 лет, хотя информации о нем собирается все больше и больше!

Электричество и механика

Первый «мост» между электрическими явлениями (по самой своей природе не поддающимися непосредственному чувственному наблюдению человека) и механическими процессами, наблюдение за которыми легко и естественно, провел Ганс Христиан Орстед, который в 1820 г. токопроводящий магнитный компас откидывался назад.Стрелка была маленькой, а отклонение небольшим, так что сила, которую наблюдал Орстед, была сравнима с силой мухи. И все же именно так было обнаружено явление, благодаря которому работают все электродвигатели, даже самые большие, приводящие в движение гигантские машины — например, в шахтах или на сталелитейных заводах.

Именно открытием ученого, что протекающий ток создает магнитное поле, воспользовался первый (в мире!) инженер-электрик Уильям Стерджен. В 1825 году он изобрел электромагнит.Это был еще не электродвигатель, но уже устройство, соединяющее электричество с механической работой.

Способность захватывать различные железные предметы, когда электромагнит находится под напряжением, и освобождать их, когда ток обесточивается, уже была ключевой для многих приложений. Среди прочего, благодаря этому удалось построить телеграф, о котором пойдет речь далее. Но сейчас мы движемся к изобретению электродвигателя.

Первые электродвигатели

Первая демонстрация устройства, которое длительное время двигалось под действием электрического тока, была осуществлена ​​в 1821 году Майклом Фарадеем, уже упомянутым в более ранних статьях.Устройство состояло из круглой ртутной чаши с магнитом в центре. Когда конец свисающего сверху проводника был впущен в чашу и подключен ток - который втекал в проводник из места, где он был подвешен, а вытекал через ртуть внизу - проводник, под действием электромагнитных сил, начал циркулировать вокруг магнита и не останавливался в этом движении до тех пор, пока не было отключено электричество. Электричество производило прочный механический эффект! Это точно был электродвигатель, хотя и настолько слабый, что не смог бы «потянуть» даже детскую игрушку.Однако затем Фарадей смог произнести знакомые слова Галилея: «Eppur si muove» (и все же оно вращается), причем Галилей имел в виду вращение Земли согласно теории Коперника, а Фарадей ссылался на свой прототип компактора. .

Вращение зубчатого металлического диска, помещенного в магнитное поле, также было получено в 1822 г. Питером Барлоу, а затем в 1831 г. Фарадей построил машину в виде диска, которая могла работать и как генератор постоянного тока, и как двигатель, питаемый от такой же ток.Машины Фарадея и Барлоу были лишь лабораторными конструкциями, а изобретение двигателя, изначально построенного для привода различных машин и устройств, связывают с личностью американца Джозефа Генри. В 1832 году он построил первый действующий электродвигатель и описал принципы его работы.

Стоит отметить, что небольшой электродвигатель, имитирующий принцип действия паровой машины, был построен в 1834 году другим американцем, Томасом Дэвенпортом. В широко использовавшейся в то время паровой машине поршень двигался вперед и назад внутри цилиндра под действием давления пара.Давенпорт связал это с работой электромагнита, которую он наблюдал на заводе Краун-Пойнт. Он купил этот электромагнит, усовершенствовал его, используя для изоляции шелковую проволоку от свадебного платья своей жены, и построил двигатель, в котором он использовал движение магнита внутри катушки с током. Двигатель работал, поэтому Давенпорт использовал его сначала для питания небольшой модели поезда, а затем для питания различных устройств, в т.ч. токарные станки, дрели и печатный станок. Увидев хорошие характеристики своей машины, Давенпорт запатентовал ее концепцию и в 1837 году стал обладателем первого в истории патента на электродвигатель (У.С. Патент № 132).

Маленькая сила - очень большие преимущества

Электрические устройства, которые я описал выше, были очень слабыми. Электромагнит Sturgeon мог поднимать только мелкие предметы, двигатели Генри и Девенпорта были недостаточно мощными для тогдашних вездесущих паровых машин, а вдобавок имевшиеся в их распоряжении источники электроэнергии (электрические батареи Вольта) также были слабыми. Казалось бы, электричество - естественно интересное, но технически слабое - не сыграет более важной роли в истории цивилизации.Однако случилось иначе. Ибо у электрического тока было одно свойство, которое оказалось очень ценным: его можно было передавать на большие расстояния, и его включение или выключение на одном конце линии передачи сразу же было заметно на другом конце.

Это было ключом к современным телекоммуникациям. У разных изобретателей были разные представления о преобразовании импульсов электричества в передаваемые сообщения, но телеграф, изобретенный в 1833 году Сэмюэлем Морзе, приобрел практическое значение.

Принцип работы телеграфа Морзе был очень прост.На одном конце линии передачи информации находился источник питания (электрическая ячейка) и переключатель, также известный как ключ. С помощью ключа можно было подключить электричество к линии на большее или короткое время. В положении покоя ток был отключен. На другом конце линии находился электромагнит, который притягивал железный якорь, когда он получал импульсы тока по линии. К перемычке прикрепляли маркерную ручку, которой наносили метки на равномерно движущуюся бумажную ленту. Когда арматуру дергали кратковременно - этот след был в виде точки.Когда электромагнит продержался дольше - след был в виде линии. Это не требовало больших усилий, поэтому все работало очень хорошо, несмотря на низкую энергию, которой обладали первые источники питания.

Успех телеграфа был в основном связан с тем, что Морзе разработал метод кодирования букв и цифр с помощью точек и тире (так называемый азбука Морзе), который используется до сих пор. Этот код не был случайным: часто встречающиеся в текстах символы кодировались короткими комбинациями точек и тире. Например, обычная буква «Е» в английском языке была отправлена ​​как одна точка.С другой стороны, для отправки буквы "Q" требовалось два тире, точка и еще одна тире, но эта буква встречается в текстах гораздо реже. ), разрыв, три точки. Так звал на помощь тонущий Титаник. ..

телеграф Морзе

Сэмюэл Морзе запатентовал свое изобретение, что вызвало упомянутого выше Джозефа Генри, работавшего над аналогичным решением, но не успев его запатентовать.Длительный судебный процесс предоставил Морзе право изобретать изобретение, хотя он явно основывался на публикациях Генри.

Первая публичная демонстрация телеграфа состоялась 18 февраля 1838 года на научном собрании в Институте Франклина в Филадельфии, а первое телеграфное сообщение было отправлено 24 мая 1844 года из Вашингтона в Балтимор.

Морс постоянно совершенствовал свое изобретение. Чтобы сэкономить на стоимости линии передачи, он построил ее в виде одного провода, ведущего ток от ключа отправителя к электромагниту в приемной станции, а вместо второго провода использовал землю — как передающую, так и приемные станции были надежно заземлены.

Широко применялся телеграф Морзе - сначала в основном железными дорогами, банками и журналистами, но затем его с успехом применяли и обычные люди - с помощью, конечно, опытных телеграфистов.

Популярность телеграфа была настолько велика, что была предпринята попытка проложить телеграфный кабель через Атлантику. Несмотря на огромные трудности, удалось проложить такой кабель по дну океана, и 16 августа 1858 года была отправлена ​​первая телеграмма из Европы в Америку. В этой телеграмме королева Виктория общалась с президентом США Джеймсом Бьюкененом.

Первый подводный телеграфный кабель был большим успехом цивилизации. Раньше сообщения из Америки доходили до Европы быстрее всего за десять дней (на скоростных почтовых кораблях), но в сезон штормов и штормов иногда на отправку сообщения уходило несколько недель. Благодаря подводному кабелю новости доходили за считанные минуты, что открывало совершенно новые возможности — например, в бизнесе. После первого, пионерского кабеля (который, кстати, вышел из строя после месяца использования) различные британские, французские, немецкие и американские компании проложили свои кабели по дну Атлантики, благодаря чему связность старых и новый континент был постоянно обеспечен.Стоит добавить, что это достижение вдохновило Яна Матейко на создание эскизов, по которым в свою очередь его ученики написали картину под названием «Америка и Европа, соединенные телеграфным проводом» — в 1892 году она была установлена ​​в Актовом зале Львовской политехники. .

.

Закон Ома - Medianauka.pl

Закон Ома — основной закон электрических цепей. Их можно сформулировать следующим образом:

Сила тока, протекающего на данном участке проводника, прямо пропорциональна напряжению, которое приложено к концам этого участка проводника.

I ~ U

Можно также сказать, что:

Отношение напряжения между концами участка проводника к силе тока, протекающего в проводнике, является постоянным для данного сечения проводника.

где:

  • У - электрическое напряжение,
  • I - текущий,
  • R - константа для данного сечения проводника, так называемое электрическое сопротивление.

Другие формулы, полученные в результате обычных преобразований:

Размер R - это так называемое электрическое сопротивление или сопротивление .

Почему "сопротивление"? Заметим, что при соотношении I = UI/R , чем меньше значение R , тем больший ток протекает по проводнику.При увеличении R ток уменьшается при том же приложенном напряжении. При R очень большой ток практически отсутствует. Таким образом, название «сопротивление» очень хорошо отражает физическую природу константы R .

Диаграмма зависимости I ( U )

Используя зависимость I = IU/R , можно построить зависимость силы тока от приложенного напряжения.

Вопросы

Применяется ли закон Ома при любых обстоятельствах?

№Существуют проводящие элементы, к тому же широко используемые в электронике, у которых ток ведет себя несколько по-разному в зависимости от приложенного напряжения (диод, транзистор, термистор, тиристор и т. д.). Закон Ома также справедлив, когда ток течет по проводнику при постоянной температуре. Так или иначе, само протекание тока вызывает выделение тепла в проводнике, а затем изменяется сопротивление проводника. Другой случай, когда закон Ома не соблюдается, — это использование очень высоких напряжений.Тогда может произойти так называемый пробой, во время которого резко и кратковременно падает сопротивление проводящего вещества. Сопротивление также зависит от плотности тока.

Таким образом, закон Ома выполняется для однородных, изотропных веществ при постоянной температуре и при малых напряжениях и малых электрических токах.

Также проверьте закон Ома для всей цепи.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила - ЭДС, ε, является напряжением источника тока - является причиной того, что электрический потенциал поддерживается равным между двумя точками разомкнутой цепи, является фактором, вызывающим протекание тока в схема.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление, сопротивление - физическая величина, характеризующая сопротивление проводника протеканию электрического тока.

© medianauka.pl, 2021-06-13, ART-4074


.

Как бороться с авариями?

Каждый из нас в своей повседневной жизни сталкивался с моментом невнимательности. Хорошо, если все закончилось страхом. К сожалению, иногда случаются серьезные аварии. Мы советуем вам, что делать в случае поражения электрическим током, молнией и ожогов.

Поражение электрическим током

Поражение электрическим током чаще всего происходит в результате неправильного обращения с электрическим оборудованием или установками под напряжением.Реже из-за дефектов материала. Механизм поражения электрическим током заключается в том, что тело подключается к электрической цепи в двух точках (например, когда человек, стоящий на земле, касается электрического провода), вызывая протекание электрического тока или скачок высоковольтной электрической искры. В результате повреждение тканей происходит за счет двух механизмов: прямого действия электричества и превращения электрической энергии в тепловую за счет электрического сопротивления тканей.Последствия поражения электрическим током зависят от нескольких факторов:

  • пути протекания тока - будь то, например, мозг или сердце,
  • текущая среда выполнения,
  • сопротивление - т.е. через какой материал протекает ток - это голая кожа, слизистые оболочки, место загрязнения покрыто одеждой, обувью,
  • постоянный или переменный ток,
  • текущая частота,
  • ампер,
  • напряжение
  • .

Чем выше частота электрического тока, тем больше тепловыделение и тем больше ущерб. Ток частотой 50 Гц особенно опасен для сердца. Точно так же более высокие скорости вызовут большие тепловые повреждения, вплоть до серьезных ожогов. Влияние напряжения на тип травмы разнообразно. При напряжении ниже 1000 В происходит раздражение сердца и мышц, в том числе сокращение руки и невозможность отсоединить ее от электроустановки или устройства.При напряжении более 1000 В преобладают глубокие ожоги тканей. Нередко в результате поражения электрическим током возникают травмы, вызванные падением или ударом, либо косвенные травмы, вызванные мышечным спазмом.

Как выглядит человек, получивший удар током?

Симптомы поражения электрическим током очень разные, так как зависят от физических характеристик тока, упомянутых ранее. Парализованный человек может испытывать чувство ослепления, глухоты или беспокойства.Она может быть возбуждена или встревожена, часто испытывает мышечную боль, похожую на физическую нагрузку. Могут быть нарушения сознания, головокружение, судороги, парезы конечностей или мышц лица и даже остановка дыхания. Симптомы со стороны сердца разнообразны - учащение пульса, аритмии даже при фибрилляции желудочков, остановка сердца, боль в груди или инфаркт миокарда. Артериальное давление сначала повышается, а затем падает и вызывает шок.

Остановка сердца может произойти через 24 часа после поражения электрическим током.

На коже появляются ожоги различной степени тяжести, от дискообразных покраснений до глубоких, обширных ожогов с потерей тканей и обугливанием. Высокое напряжение может воспламенить одежду и обжечь кожу пламенем. Нередко возникает упомянутый выше спазм мышц руки на электрическом кабеле, а также может привести к переломам мышц и растяжениям в суставах.

Что делать на месте ДТП?

В первую очередь необходимо определить напряжение тока, т.к. от этого зависит спасательное действие. В случае поражения электрическим током высокого напряжения спасатель должен находиться на расстоянии не менее 4 метров от человека, пораженного электрическим током, и должен быть пожарным или другим квалифицированным персоналом. Сначала отключите электричество (выключатель или высоковольтный предохранитель должен выполнять только квалифицированный персонал), а затем отключите пораженного электрическим током человека от источника питания и удалите его из опасной зоны.Силовые кабели низкого напряжения следует перемещать с помощью непроводящего предмета, например деревянной палки или ветки, а самого спасателя изолировать от земли доской, газетами, резиновым ковриком и т. д. Вызвать скорую помощь и пожарных как можно быстрее.

Часть спасательных операций можно провести до прибытия спасателей, если, конечно, у нас есть такие навыки. В случае остановки сердца или фибрилляции камер сердца необходимы реанимационные мероприятия, т. е. массаж сердца и искусственное дыхание «рот в рот» или «рот в нос».Ожоговые раны на месте происшествия следует охладить водой и наложить стерильные повязки. Переломы или вывихи необходимо иммобилизовать. Пострадавший должен лечь на бок или лежа на спине. Дальнейшее лечение осуществляется медицинскими службами на месте происшествия, а затем в стационаре - необходима госпитализация!

Следующие шаги по спасению ожога включают снятие с него одежды, когда он пропитан химическим реагентом или тлеет. Большинство современных материалов для одежды содержат примеси синтетических материалов, которые при сжигании вплавляются в кожу.Неосторожное снятие такой одежды может усугубить повреждение уже обожженной кожи (ее желательно разрезать ножницами, не снимать с пострадавшего). Браслеты, кольца или другие предметы, которые окружают руки, ноги и шею, следует снять как можно быстрее, потому что отек обожженного участка (а также необожженной кожи) препятствует этой операции через некоторое время.

Молния

Молния, к счастью, редкое явление.Однако, к сожалению, это связано с высокой смертностью — около 40% людей, пораженных молнией, погибают.

Механизм события - очень быстрый (0,0001 - 0,0003 секунды) ток высокой энергии (около 30 000 000 В, 200 000 А), протекающий по поверхности тела к земле. Кроме того, атмосферный воздух взрывается взрывным образом, создавая ударную волну. Есть также ультразвуковые волны и свет высокой интенсивности. Последствия удара молнии — поражение центральной нервной системы, в том числе отек головного мозга, сердечные аритмии, остановка сердца, ожоги, а также тупые травмы, ослепление, разрыв барабанной перепонки.

Симптомы молнии

У человека, пораженного молнией, наблюдается различная степень нарушения сознания - от апатии, возбуждения до потери сознания. Они являются результатом прямого действия молнии или следствием гипоксии, вызванной остановкой сердца. Это также может привести к остановке дыхания, судорогам, нечеткому зрению и глухоте. Могут добавиться нарушения сердечного ритма и даже остановка сердца. На коже появляются изменения - так называемые молниеносные рисунки или ожоги различной глубины и поверхности.Нередки также тупые травмы конечностей, позвоночника (переломы, растяжения) и внутренних органов.

Как быть с человеком, которого ударила молния?

Прежде всего следует подчеркнуть, что к человеку, пораженному молнией, можно прикасаться без страха. Поместите ее в лежачее положение или на спину, если ей нужна сердечно-легочная реанимация. Ожоговые раны следует закрывать стерильной повязкой, а переломы иммобилизовать. Дальнейшее лечение осуществляется медицинским персоналом, который в кратчайшие сроки вызывается на место происшествия.

Реанимация при ударах молнии чаще всего бывает успешной. Госпитализация не менее одного дня необходима во всех случаях ударов молнии.

Бернс

Увеличение частоты ожогов связано с развитием технологий, увеличением количества пожилых людей (старше 60 лет) в обществе, недостаточной заботой о детях, возникновением катастроф и военных действий. Часто первые минуты после возникновения аварии решают ход лечения, его продолжительность и конечный результат.Обязанность по оказанию первой помощи пострадавшему ложится прежде всего на людей, находящихся в непосредственной близости от него. Однако они редко квалифицированы в оказании такой помощи, а совершение осмысленных действий с пострадавшим часто парализует чувство страха и ужаса. Вот почему соседке, например, действовать легче, чем эмоционально обремененной матери сгоревшего ребенка. Пострадавший не в состоянии освободиться от фактора, вызвавшего ожог, либо из-за внезапной реакции организма (начинающийся шок), либо из-за перенесенной при этом психологической травмы (страха).

Звонок за профессиональной помощью

На место ДТП необходимо немедленно вызвать экстренные службы – скорую помощь, пожарную охрану.
Тяжелые ожоги могут сопровождаться значительными нарушениями дыхания и кровообращения или потерей сознания, а в случае остановки сердца или дыхания требуются реанимационные мероприятия (массаж сердца, искусственное дыхание). С другой стороны, любой человек, не имеющий навыков спасения, должен предварительно купировать действие травмирующего фактора, отодвинув обожженного от очага поражения.Следует помнить, что действия на месте аварии требуют предельной осторожности – спасатель не должен в результате обжечься. В случае некоторых химических ожогов, а также ожогов, возникших в результате поражения электрическим током высокого напряжения, только пожарная команда может изолировать пострадавшего от источника травмы. Дальнейшие действия по спасению обожженного включают в себя снятие с него одежды, при ее пропитывании химическим реагентом или при ее тлении. Большинство современных материалов для одежды содержат примеси синтетических материалов, которые при сжигании вплавляются в кожу.Неосторожное снятие такой одежды может усугубить повреждение уже обожженной кожи (ее желательно разрезать ножницами, не снимать с пострадавшего). Браслеты, кольца или другие предметы, которые окружают руки, ноги и шею, следует снять как можно быстрее, потому что отек обожженного участка (а также необожженной кожи) препятствует этой операции через некоторое время.

Первый - крутой

Основным и первым этапом лечения ожоговой раны на месте происшествия является охлаждение - оно должно длиться около 20 минут.По истечении этого времени рана и ее окружение достигают температуры, безопасной для тканей, и с этого момента тепловая энергия отвечает не за прогрессирование некроза, а за физиологические последствия ее раннего действия. При ошпаривании кипятком, паром из чайника, жиром с горячей кастрюли или варкой супа поместите ошпаренную часть тела под струю холодной проточной воды. На лицо и туловище можно накладывать часто сменяемые простыни при температуре 10-15°С. Если маленький ребенок получил ожог, его следует поместить в воду, температура которой всего на несколько градусов ниже температуры тела.При ожогах пламенем необходимо предварительно потушить горящую или тлеющую одежду.
Химический ожог требует, чтобы химическое вещество было быстро смыто струей воды. Особо сильные кислоты и основания требуют много воды. Раннее применение нейтрализующих веществ противопоказано из-за накопления тепла, вызванного этим процессом. После ополаскивания водой можно использовать только мягкие нейтрализующие растворы. После кислотного ожога применяют 3%-й раствор пищевой соды (Natrium bicarbonicum), а гидроксида — 3%-й раствор борной кислоты (Acidum boricum).При ожогах лизолом промыть кожу спиртовым раствором. При ожогах негашеной известью очистку поверхности следует производить масляным раствором – жидким парафином или оливковым маслом. После этих процедур накройте ожоговые раны стерильной повязкой, чтобы защитить их от инфицирования. На дальнейшее течение болезни существенное влияние оказывает глубина ожога. Оценка глубины ожога сразу после травмы может быть затруднена, а в некоторых случаях и невозможна.
Различают:

  • Ожоги 1 степени - только эпидермис; поражение тканей незначительное – покраснение и небольшой отек; основной симптом – боль, которая стихает через 2-3 дня; заживление обычно занимает 5-10 дней, обычно не оставляя шрамов; наиболее частой причиной этого вида ожога является чрезмерное воздействие солнечных лучей или кратковременный контакт с горячей водой.
  • поверхностный ожог 2 степени – охватывает всю толщу эпидермиса и часть дермы; на обожженной поверхности видны покраснения и волдыри; если рана не инфицирована, заживает 10-14 дней с небольшими рубцами.
  • глубокий ожог второй степени - покрывает эпидермис и дерму без потовых желез и волосяных фолликулов; кожа розовая или красная; раны заживают самопроизвольно в течение 25-30 дней, оставляя обширные и твердые рубцы; если развивается инфекция, она вызывает углубление ран до ожогов III степени.
  • Ожог 3-й степени - характеризуется твердой коричневой, коричневой, черной, белой и иногда красной кожистой поверхностью; безболезненно, так как вся толща кожи, содержащая болевые рецепторы, разрушена; при надавливании поверхность не бледнеет и сосуды не наполняются кровью, потому что они повреждены или закупорены сгустками, а ткань мертва.

Госпитализация необходима при ожогах 2-й степени, превышающих 10% поверхности тела, всех ожогах 3-й степени и при ожогах лица, глаз, ушей, рук, ног и промежности.Полнослойные ожоги кожи и более глубоких тканей требуют удаления омертвевших тканей и закрытия ран свободными кожными трансплантатами или лоскутами. Помимо местной обработки раны, ожог требует разнонаправленного лечения (гидратация, антибиотикотерапия, обезболивающая терапия, а в случае наиболее тяжелых больных - интенсивная терапия в специализированных центрах).

.

Смотрите также