Dlaczego szokuje odzież, meble, samochód i otaczające przedmioty

Jedną z przyczyn tego nieprzyjemnego zjawiska wyjaśniono bardzo prosto. Nasze ciało jest bardzo interesujące w kwestiach bezpieczeństwa elektrycznego:

1. z jednej strony dzięki naszym narządom zmysłowym nie możemy rozpoznać obecności pobliskiego potencjału napięcia elektrycznego;

2. W tym samym czasie, jeśli padnie pod jego wpływem, otrzymamy nieprzyjemne odczucia, obrażenia i tragiczne obrażenia.

W takich sytuacjach zwykle mówi się, że jesteśmy zszokowani. Spróbujmy otworzyć to pytanie bardziej szczegółowo z punktu widzenia elektrotechniki. Będziemy musieli wziąć pod uwagę charakter przepływu prądu, właściwości naszego ciała, doświadczenie wypadków nagromadzone przez naszych poprzedników, sformułowane według zasad bezpieczeństwa.

Co to jest prąd elektryczny?

Nazywany jest on uporządkowanym (zorientowanym w pewien sposób) ruchem najmniejszych cząstek z ładunkami. Powstaje pod wpływem przyłożonych sił zewnętrznych pola elektrycznego.

Opłaty są ze znakiem dodatnim i ujemnym. Tylko znak ujemny jest nieodłącznym elementem elektronów. Otwory w półprzewodnikach mają ładunek dodatni, a jony w gazach i cieczach mogą mieć oba znaki. Są to tak zwane aniony i kationy.

Prąd elektryczny powstaje we wszystkich środowiskach: stałych, płynnych i gazowych. Najczęściej w praktyce mamy do czynienia z prądem płynącym w metalach. Obudziliśmy się rano, zapaliliśmy światło, podnieśliśmy telefon, otworzyliśmy lodówkę, zaczęliśmy gotować, pojechaliśmy samochodem lub wózkiem ... wszędzie działa prąd.

Nośnikami ładunków w metalach są elektrony. Poruszają się, zaczynając od elektrody ujemnej i przyciągane do dodatniej.

Kierunek prądu jest uważany za ruch przeciwny do nich.

W cieczach i gazach oprócz elektronów jony działają jako nośniki ładunków elektrycznych, a proces ich powstawania, na przykład związany z ogrzewaniem powietrza, nazywa się jonizacją.

Możemy ocenić przepływ prądu elektrycznego na podstawie następujących znaków pośrednich:

1. przewodnik nagrzewa się;

2. skład chemiczny substancji, po której poruszają się ładunki;

3. Tworzone jest pole sił działające na pobliskie prądy lub namagnesowane obiekty.

Przyczyny porażenia prądem

Ciało ludzkie ma bardzo złożony zestaw substancji, ale można je przedstawić w nieco uproszczony sposób.

Ilość płynu w naszym ciele zajmuje około 60% całkowitego składu i zależy od wieku. Dzieci mają najwięcej wilgoci w ciele, a wraz z wiekiem jej ilość zmniejsza się i osiąga 55% u osób starszych.

Fakty te pokazują, że nasze ciało jest dobrym pojazdem. Kiedy znajduje się pomiędzy dwoma różnymi potencjałami napięcia, tworzona jest przez nią ścieżka dla przepływu prądu elektrycznego w cieczy. Jego rozmiar może nieznacznie ograniczać niewielki opór skóry lub ubrania.

Konieczne jest również uwzględnienie cech fizjologicznych organizmu. Wszystkie typy mięśni kurczą się pod wpływem sygnałów z ośrodkowego układu nerwowego. Do tego dochodzą złożone transformacje elektrochemiczne. Wytłaczanie energii zewnętrznej do tych procesów prowadzi do poważnych szkód.

Obce prądy elektryczne przepływające przez żywy organizm ogrzewają narządy, przez które przepływają, niszczą strukturę płynów fizjologicznych, zmieniają skład chemiczny tkanek i uszkadzają układ nerwowy.

Szczególne niebezpieczeństwo stwarzają prądy przepływające przez serce. Mogą powodować fibrylację i zatrzymywać się.

I może się to zdarzyć przy prądzie zaledwie 50 miliamperów lub 0,05 A.Dla porównania: żarówka wymaga dwukrotnie więcej obciążenia.

Najniebezpieczniejsze kierunki prądów przez serce powstają, gdy osoba dotyka różnych potencjałów dwiema rękami lub nawiązuje kontakt z lewą ręką i prawą stopą. Elektrycy pracujący pod napięciem, nawet przy użyciu wszystkich środków elektrycznego sprzętu ochronnego, starają się wykluczyć pozycje robocze, które umożliwiają przepływ prądu wzdłuż tych ścieżek. (Pracuj prawą ręką i trzymaj lewą w kieszeni.)

Skąd bierze się stres niebezpieczny dla ludzi?

W życiu codziennym, a także w produkcji, zawsze występują dwa rodzaje niebezpieczeństw:

1. elektryczność statyczna;

2. stacjonarna sieć elektryczna pod napięciem.

Należy pamiętać, że w przypadku awarii w odległych lokalizacjach prąd elektryczny może dotrzeć do osoby przez obejściowe kanały przewodzące prąd, na przykład rurociągi, armaturę, konstrukcje metalowe.

Natura elektryczności statycznej

Ciągle oddychamy powietrzem, jesteśmy w jego otoczeniu, składającym się z różnych gazów. Dominującymi nośnikami ładunku są jony naładowane dodatnio i ujemnie. Aby zaczęły się poruszać (prąd zaczął płynąć), konieczne jest zapewnienie ich akumulacji na niektórych obiektach, a następnie stworzenie ścieżki do rozładowania niebezpiecznego potencjału.

W praktyce takie procesy zachodzą bardzo często, nawet bez naszego udziału w całkowicie naturalny sposób. Faktem jest, że prawie wszystkie substancje w taki czy inny sposób są w stanie skoncentrować ładunki elektryczności na swojej powierzchni.

Powszechnie wiadomo, że czesanie włosów plastikowymi grzebieniami, a także pocieranie hebanowym patyczkiem wełny, elektryzuje te przedmioty lub gromadzi na nich ładunki. Ta zdolność substancji fizycznych nazywana jest efektem tryboelektrycznym. Charakteryzuje się specjalną skalą, której fragment podano poniżej.

 

 

Skąd pochodzą ładunki statyczne?

Jak pokazuje ten schemat, noszenie odzieży z naturalnej bawełny, używanie przedmiotów z naturalnego drewna i papieru z niej wykonanego eliminuje gromadzenie się ładunków elektrycznych na ciele człowieka. Jednocześnie praca z wyrobami ze skóry, wełny i tworzyw sztucznych prowadzi do kumulacji dodatniego lub ujemnego potencjału.

Zimą warto postawić ciepłe wełniane skarpety na nogach i pospacerować trochę po dywanie lub linoleum, ponieważ na ciele powstaje dodatni potencjał elektrostatyczny o wysokim napięciu. Ten sam efekt zapewni chodzenie w zwykłych kapciach z gumowymi podeszwami.

Zimą powietrze w pokojach jest bardziej suche, a na naszych ciałach zakładamy więcej ubrań, które powodują wyładowania elektrostatyczne. Oba te czynniki przyczyniają się do wzrostu akumulacji ładunków w zimnych porach roku.

Przedmioty plastikowe, a są to okna, różne pojemniki, izolacja piankowa, zbierają ładunki ujemne.

Akumulacja potencjałów ładunków przyczynia się do:

• betonowe płyty konstrukcji budowlanych;

• zwiększona suchość powietrza, charakterystyczna dla wysokich budynków w zimie.

W normalnym stanie spoczynku substancji ładunki dążą do równowagi. Warto jednak wprawić je w ruch: poruszać się, obracać, pocierać o siebie powierzchniami, gdy rozpocznie się proces elektryfikacji. Powodują to również inne czynniki, na przykład:

• ostre przedmioty do ogrzewania i chłodzenia;

• napromieniowanie z różnych źródeł energii elektromagnetycznej;

• kruszenie, cięcie na mniejsze części.

Podczas elektryfikacji zachodzą jednocześnie dwa procesy: akumulacja i odpływ ładunków. Ale pierwsze przebiega znacznie szybciej i dlatego zwycięża. Z tego powodu ładunki gromadzą się na zewnętrznej powierzchni substancji, tworząc raczej wysoki potencjał.

Przemysł produkuje urządzenia, które pozwalają nam ocenić ich wartość. Pomiary kontrolne przeprowadzone przez specjalistów wykazały następujące liczby:

• potencjał ciała osoby chodzącej w wełnianych skarpetach na dywanie osiągnął 6 kV;

• nadwozie samochodu jadącego po suchym asfalcie było naładowane do 10 kV;

• pas przenoszący obrót między dwoma kołami w napędzie mechanicznym zyskał potencjał około 25 kV.

Tak wysokie wartości napięcia najczęściej w normalnych warunkach przepływają w małych wyładowaniach iskrowych, powodując spadek wydajności, mrowienie, mrowienie skóry, konwulsyjne ruchy kończyn. Niskie prądy takich wyładowań tłumaczy się niską mocą źródeł i wysoką opornością elektryczną powietrza.

Mogą jednak spowodować pożar w kontakcie z medium wykonanym z łatwopalnych cieczy i gazów.

Ponadto wyładowania elektrostatyczne stanowią duże zagrożenie dla sprzętu elektronicznego. Dość często uszkadzają tranzystory polowe, mikroukłady i bloki logiczne bardzo wrażliwe na prądy. Wystarczy przypadkowo dotknąć ich, tworząc ścieżkę dla bieżącego drenażu, ponieważ spowoduje to uszkodzenie drogiego sprzętu.

Ładunek potencjału wysokiego napięcia nagromadzonego na ubraniach danej osoby, poprzez całkowity opór jego ciała i obszaru kontaktu, zaczyna wypływać z impulsu przez strukturę elementów półprzewodnikowych. W takim przypadku prądy osiągają maksymalną wartość w ciągu pierwszych 10 milisekund, a następnie zaczynają stopniowo maleć.

Prąd rozładowania takiego impulsu może nie tylko spowodować oczywiste uszkodzenie sprzętu elektronicznego, gdy całkowicie straci on swoją funkcjonalność, ale także stworzyć ukryte wady, które nieznacznie upośledzają parametry wyjściowe. W takim przypadku precyzyjnie dostrojony obwód jest deregulowany, a jego działanie kończy się niepowodzeniem.

Wnioskujemy: konieczne jest uniknięcie kumulacji opłat statystycznych i podjęcie środków w celu ograniczenia ich szkodliwych skutków.

Sposoby zmniejszenia prądów wyładowania statycznego

Najbardziej przystępną metodą jest zwiększenie wilgotności w pomieszczeniu. Tworzy najlepszą przewodność elektryczną medium, przyspiesza przepływ ładunków.

Dlatego utrzymywanie optymalnej wilgotności powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych z różnymi nawilżaczami jest jedną z popularnych metod walki z ładunkami elektrostatycznymi. Najbardziej budżetową opcją tej metody jest umieszczanie zwilżonych tkanin na akumulatorach grzewczych, z których wilgoć odparowuje.

Zmniejszenie efektu elektryczności statycznej umożliwia uzdatnianie powietrza za pomocą specjalnego aerozolu zawierającego odczynniki chemiczne, które poprawiają przewodność ośrodka. Są sprzedawane w butelkach z rozpylaczem lub jako płyny dodawane podczas procesu prania podczas płukania prania.

Częste wietrzenie pomieszczeń zmniejsza również suche powietrze.

Buty, które stale noszymy na ulicy, często mają gumowe lub plastikowe podeszwy. Podczas chodzenia dobrze gromadzi ładunki elektrostatyczne. Aby wyeliminować ich wpływ, dopuszczaj specjalne wkładki wykonane z naturalnych materiałów.

Jednak najlepszy wynik walki z ładunkami statycznymi zapewnia odpowiednio zorganizowany system wyrównywania potencjału w połączeniu z pętlą uziemienia mieszkania. Powstaje raz i działa nieprzerwanie, łagodząc zmęczenie, normalizując presję i podnosząc nastrój.

Do naprawy sprzętu elektronicznego używaj uziemionych bransolet, zestawu antystatycznej odzieży i obuwia.

Ładunki statyczne gromadzące się na nadwoziu jadącego samochodu są usuwane za pomocą specjalnych „antystatycznych” pasów, które są przymocowane do nadwozia samochodu i tworzą łańcuch drenażu niebezpiecznego potencjału do ziemi.

Jednak takie konstrukcje nie są wysoce wydajne; częściowo rozwiązują swój problem, usuwając tylko część niebezpiecznego ładunku. Aby działały dobrze, konieczne jest powtórzenie uziemienia pojazdów transportujących łatwopalne ciecze, które są tworzone przez metalowe łańcuchy.

Dlatego wiodący producenci samochodów integrują w samochodzie wygodne urządzenia, które pozwalają im zdjąć ładunek, wykonując działania mechaniczne na elementach sterujących podczas otwierania i zamykania drzwi, obracania kierownicy i zmiany biegów. Są pokazane na zdjęciach w jasnozielonym kolorze.

Dlaczego stacjonarna sieć elektryczna jest szokująca?

Zasady bezpieczeństwa elektrycznego uwzględniają wszystkie możliwe przypadki zapobiegania porażeniu prądem. Powinny zostać przestudiowane i wprowadzone w życie.

Jednak w życiu codziennym osoba narusza je z różnych powodów, w tym z niewiedzy. Dlatego krótko rozważamy podstawowe zasady budowy automatycznych zabezpieczeń, które zapewniają bezpieczeństwo ludzi w środowisku domowym.

Zabezpieczenie wyłącznika

Nowoczesne maszyny są produkowane w modułowej konstrukcji, aby jednocześnie wykonywać dwa zadania:

1. najszybsze wyłączenie powstających prądów zwarciowych, stanowiących największe zagrożenie dla ludzi;

2. eliminacja przeciążenia sieci, które mogłyby uszkodzić sprzęt.

Są eliminowane z opóźnieniem czasowym.

Na przykład, jeśli małe dziecko podnosi dwa gwoździe i podłącza je do gniazdka elektrycznego pod napięciem, wyłącznik może zaoszczędzić jedynie szybkie odcięcie prądu awaryjnego.

W takim przypadku gniazdko elektryczne spełnia swoje przeznaczenie i jest porażone prądem, a maszyna ratuje ofiarę przed tragicznym skutkiem.

Ochrona przed upływem prądu

Gdy nastąpi uszkodzenie izolacji elektrycznej dowolnego urządzenia gospodarstwa domowego i potencjał sieci spadnie na jego przewodzącą obudowę, powstaje niebezpieczna sytuacja. Osoba przypadkowo dotykająca uszkodzonego sprzętu bije obwód elektryczny wzdłuż obwodu utworzonego przez jego ciało w obrys Ziemi.

Wyłącznik automatyczny w większości tych przypadków może nie działać, a zabezpieczenie musi być wykonane przez wyłącznik różnicowoprądowy lub difavtomat, które reagują na naruszenie bilansu prądu w obwodzie kontrolowanym.

Ochrona odgromowa

Wypadek związany z klęskami żywiołowymi może wystąpić w dowolnym niekorzystnym momencie. Ochronę przed bezpośrednim uderzeniem pioruna w budynek przypisano piorunochronowi, szynie rozgałęźnej niebezpiecznego wyładowania i pętli uziemienia.

Jeśli piorun dostanie się do zasilacza linii napowietrznej, wówczas jego ogromny potencjał może również przejść do mieszkania. Ochrona w tym przypadku jest przypisana do urządzenia zatrzymujące i SPD.