Kodėl srovė patenka į žemę
Kodėl elektros srovė patenka į žemę? Tačiau šis klausimas negali būti skirtas visoms elektros grandinėms, todėl padarykime jį šiek tiek sudėtingesnį. Kokiais atvejais ir kodėl srovė patenka į žemę?
Pradėkime nuo paprasto pavyzdžio. Tikrai kiekvienam iš mūsų teko stebėti tokį gamtos reiškinį kaip žaibas. Žaibas — nėra nieko daugiau, kaip trumpa srovė, paliekanti žemėje perkūnijos debesį. Kodėl tai vyksta?
Iš mokyklos fizikos kurso žinoma:
1 — kad priešingų ženklų krūviai yra linkę vienas kitą traukti;
2 — srovės kryptis laidininke laikoma priešinga neigiamo krūvio dalelių — elektronų judėjimo krypčiai (jonizuotoms dujoms ar elektrolitams — priešinga neigiamų jonų judėjimo krypčiai, o puslaidininkiams — priešinga „skylių“ judėjimo kryptis).
Taigi, kalbant apie žaibą, galime teigti, kad kai perkūnijos debesis yra teigiamai įkrautas, o žemės paviršius žemiau debesies yra neigiamai įkrautas (atsitinka priešingai! Žiūrėkite paveikslėlį), esant tam tikroms sąlygoms (temperatūra, slėgis, drėgmė) , atmosferoje oro skilimas įvyksta, kai elektronai iš žemės veržiasi į teigiamai įkrautą griaustinio debesį, o tai reiškia, kad šiuo konkrečiu atveju srovė tikrai „eina į žemę“ vien todėl, kad pritraukiami priešingų ženklų krūviai.
Įkrauti kondensatorius, ir tegul jos neigiamo krūvio plokštė simbolizuoja žemę, o teigiamai įkrauta – griaustinio debesį. Atsuktuvu uždarykite gnybtus – į žemę patraukite srovę „kuri eina į žemę“ – miniatiūrinį žaibo analogą iš debesies. Jei įkrovimas žemėje būtų lygus griaustinio debesies krūviui (analogija – išsikrovęs kondensatorius), tada iškrova neįvyktų ir srovė „nepatektų į žemę“.
Pakalbėkime dabar ant kintamosios srovės elektros tinklųnaudojami daugelyje pramonės šakų, pastatuose, kuriuose dirba žmonės, taip pat mūsų namuose elektros energijos tiekimui namuose.Tai vadinamieji „įžeminti neutralūs tinklai“.
Neutralus šių tinklų atžvilgiu būtinai reiškia įžemintą antrinės apvijos gnybtą pramoninis trifazis transformatorius (jis stovi prie pastotės), iš kurios mūsų butai fazei prie išvado gauna tuos pačius 220 voltų.
Laidas, prijungtas prie vientisos įžemintos neutralės, vadinamas „PEN“. Faziniai laidininkai iš tikrųjų yra priešingi tam tikros trifazės apvijos gnybtai, kurių "nulinis taškas" yra įžemintas pagal saugos reikalavimus - tai yra priimtas elektrotechnikos standartas.
Kas atsitiks, jei vienas iš fazinių laidų netyčia susilies su tam tikro prietaiso laidžiu korpusu, jei šis korpusas yra prijungtas prie PEN laido?
Fazinio korpuso-laidininko grandinė užsidarys KHIMILKA (prijungtas prie įžeminimo ir transformatoriaus neutralės pastotėje), tokiu atveju apsauginis įtaisas, kaip taisyklė, sumontuotas visuose sąžiningai suprojektuotuose elektros tinkluose, turėtų veikti. Ar galime teigti, kad šiuo atveju „srovė prasiskverbė į žemę“? Tik sąlyginai, jei įžeminimu vadinsite pastotėje esančio transformatoriaus nulinio išėjimo prijungimo prie įžeminimo vietą.
Bet ką daryti, jei PEN laido praktiškai nėra ir vietoj jo naudojamas vietinis įžeminimas, grubiai tariant metalinis kaištis arba grandinė, įkišta į žemę? Kas tada?
Panašioje situacijoje, kai fazė atsitrenkia į korpusą, srovė pateks į tą patį transformatoriaus gnybtą, įžemintą pastotėje, ir ta srovė tekės tiesiai per gruntą, tiesiogine prasme per žemę, nutiesdama mažiausio pasipriešinimo kelią nuo vietinio įžeminimo. prie įžemintų laidininkų, prijungtų prie tos pačios pastotės neutralės.
Esant tokiai situacijai, srovė iš tikrųjų paliks fazę į žemę, tačiau žemė tarnaus tik kaip laidininkas, nes praktiškai srovė bus nukreipta į transformatoriaus neutralę, esančią toli pastotėje, ir ta srovė tekės per žemę tik todėl, kad ta neutralė įžeminta, tai srovė šiuo atveju bus priversta "įeiti į žemę" ieškant mažiausio pasipriešinimo kelio.
Taip pat žiūrėkite: Elektros srovės veikimas: terminis, cheminis, magnetinis, šviesos ir mechaninis