Prečo prúd vstupuje do zeme
Prečo elektrický prúd vstupuje do zeme? Ale táto otázka nemôže byť adresovaná všetkým elektrickým obvodom, takže to trochu skomplikujeme. V akých prípadoch a prečo ide prúd k zemi?
Začnime jednoduchým príkladom. Určite každý z nás musel pozorovať taký prírodný úkaz, akým je blesk. Blesk - nie je nič iné ako krátky prúd zanechávajúci v zemi búrkový mrak. Prečo sa to deje?
Zo školského kurzu fyziky je známe:
1 — že náboje opačných označení majú tendenciu sa navzájom priťahovať;
2 — smer prúdu vo vodiči sa berie ako smer opačný k smeru pohybu záporne nabitých častíc — elektrónov (pre ionizované plyny alebo elektrolyty — opačný k smeru pohybu záporných iónov a pre polovodiče — opačný k smer pohybu „dier“).
Takže z hľadiska blesku môžeme povedať, že keď je búrkový mrak kladne nabitý a povrch zeme pod mrakom je záporne nabitý (stane sa opak! Pozri obrázok), za určitých podmienok (teplota, tlak, vlhkosť) V atmosfére dochádza k rozpadu vzduchu, keď sa elektróny zo zeme rútia do kladne nabitého búrkového mraku, čo znamená, že v tomto konkrétnom prípade prúd skutočne „ide do zeme“ jednoducho preto, že sa priťahujú náboje opačných znamienok.
Nabite kondenzátora nech jej záporne nabitá doska symbolizuje zem a jej kladne nabitý búrkový mrak. Zatvorte svorky skrutkovačom - získajte prúd "ktorý ide do zeme" - miniatúrny analóg blesku z oblaku - do zeme. Ak by bol náboj na zemi rovnaký ako náboj na búrkovom mraku (analógia - vybitý kondenzátor), potom by k vybitiu nedošlo a prúd by „nešiel do zeme“.
Poďme sa teraz porozprávať o striedavých elektrických sieťachPoužíva sa vo väčšine priemyselných odvetví, v budovách, kde pracujú ľudia, ako aj v našich domácnostiach na napájanie domácností. Ide o takzvané «uzemnené neutrálne siete».
Neutrál vo vzťahu k týmto sieťam nevyhnutne znamená uzemnenú svorku sekundárneho vinutia priemyselný trojfázový transformátor (stojí pri rozvodni), z ktorej dostávajú naše byty na výstupe rovnakých 220 voltov na fázu.
Drôt pripojený k pevnému uzemnenému neutrálu sa nazýva «PEN». Fázové vodiče sú vlastne protiľahlé svorky daného trojfázového vinutia, ktorého "neutrálny bod" je uzemnený v súlade s bezpečnostnými požiadavkami - ide o akceptovaný štandard v elektrotechnike.
Čo sa stane, ak sa jeden z fázových vodičov náhodne dostane do kontaktu s vodivým telom nejakého zariadenia za predpokladu, že toto telo je pripojené k vodiču PEN?
Obvod fázového vodiča sa uzavrie KHIMILKA (pripojené k zemi a k neutrálu transformátora v rozvodni), v tomto prípade by ochranné zariadenie, spravidla inštalované vo všetkých svedomito navrhnutých elektrických sieťach, malo fungovať. Dá sa povedať, že v tomto prípade „prúd prenikol do zeme“? Iba podmienečne, ak nazývate zem miestom pripojenia k zemi neutrálneho výstupu transformátora v rozvodni.
Ale čo ak PEN vodič prakticky chýba a namiesto neho sa použije lokálna zem, zhruba povedané kovový kolík alebo obvod zasunutý do zeme? Čo potom?
V podobnej situácii s fázou zasahujúcou puzdro prúd prúdi do rovnakého terminálu transformátora uzemneného v rozvodni a tento prúd bude tiecť priamo cez pôdu, doslova cez zem, čím vydláždi cestu najmenšieho odporu z miestnej zeme. k uzemneným vodičom, pripojeným k rovnakému nulovému vodiču rozvodne.
V tejto situácii prúd skutočne opustí fázu k zemi, ale zem bude slúžiť iba ako vodič, pretože v praxi bude prúd smerovať do neutrálu transformátora ďaleko v rozvodni a tento prúd bude tiecť cez zem len preto, že ten neutrál je uzemnený, teda prúd v tomto prípade bude nútený "vstúpiť do zeme" pri hľadaní cesty najmenšieho odporu.
Pozri tiež: Pôsobenie elektrického prúdu: tepelné, chemické, magnetické, svetelné a mechanické