Защо токът влиза в земята

Защо електрическият ток влиза в земята? Но този въпрос не може да бъде адресиран до всички електрически вериги, така че нека го усложним малко. В какви случаи и защо токът отива на земята?

Нека започнем с прост пример. Със сигурност всеки от нас трябваше да наблюдава такова природно явление като мълния. Мълния — няма нищо повече от краткотраен ток, оставящ гръмотевичен облак в земята. Защо се случва това?

Известно е от училищния курс по физика:

1 — че зарядите от противоположни знаци са склонни да се привличат един към друг;

2 — посоката на тока в проводника се приема като посока, противоположна на посоката на движение на отрицателно заредени частици — електрони (за йонизирани газове или електролити — противоположно на посоката на движение на отрицателни йони, а за полупроводници — обратно на посоката на движение на «дупки»).

Така че, по отношение на мълния, можем да кажем, че когато гръмотевичен облак е положително зареден, а повърхността на земята под облака е отрицателна (това се случва обратното! Вижте фигурата), при определени условия (температура, налягане, влажност), в атмосферата настъпва пробив на въздуха, когато електроните от земята се втурват към положително заредена гръмотевична облачност, това означава в този конкретен случай токът наистина „отива в земята“ просто защото се привличат заряди от противоположни знаци.

Презареждане кондензатор, и нека нейната отрицателно заредена плоча символизира земята, а нейната положително заредена — гръмотевичен облак. Затворете клемите с отвертка — получете ток, „който влиза в земята“ — миниатюрен аналог на мълния от облак — в земята. Ако зарядът на земята беше равен на заряда на гръмотевичен облак (аналогия — разреден кондензатор), тогава разрядът нямаше да настъпи и токът „няма да влезе в земята“.

Нека поговорим сега относно електрическите мрежи с променлив токизползвани в повечето индустрии, в сгради, където работят хора, както и в нашите домове за битово захранване.Това са така наречените «заземени неутрални мрежи».

Неутрално, по отношение на тези мрежи, означава задължително заземен терминал на вторичната намотка индустриален трифазен трансформатор (той стои на трафопоста), от който нашите апартаменти получават същите 220 волта на фаза в изхода.

Проводник, свързан към твърда заземена неутрала, се нарича «PEN». Фазовите проводници всъщност са противоположни изводи на дадена трифазна намотка, чиято «нулева точка» е заземена в съответствие с изискванията за безопасност — това е приет стандарт в електротехниката.

Какво се случва, ако един от фазовите проводници случайно влезе в контакт с проводимото тяло на някакво устройство, при условие че това тяло е свързано с PEN проводника?

Веригата на фазовия корпус-проводник ще се затвори ХИМИЛКА (свързан към земята и към неутрала на трансформатора в подстанцията), в този случай защитното устройство, като правило, инсталирано във всички съвестно проектирани електрически мрежи, трябва да работи. Можем ли да кажем, че в този случай „токът е проникнал в земята“? Само условно, ако наречете земята мястото на свързване със земята на неутралния изход на трансформатора в подстанцията.

Но какво ще стане, ако PEN проводникът практически липсва и вместо това се използва локално заземяване, грубо казано метален щифт или верига, поставена в земята? Какво тогава?

В подобна ситуация с фазата, удряща корпуса, токът ще се втурне към същия терминал на трансформатора, заземен в подстанцията, и този ток ще тече точно през почвата, буквално през земята, проправяйки пътя на най -малкото съпротивление от локалното заземяване — към заземени проводници, свързани към същата неутрала на подстанция.

В тази ситуация токът наистина ще напусне фазата — към земята, но земята ще служи само като проводник, тъй като на практика токът ще бъде насочен към неутралата на трансформатора далеч в подстанцията и този ток ще текат по земята само защото тази неутрала е заземена, тоест токът в този случай ще бъде принуден, „да влезе в земята“ в търсене на пътя на най -малкото съпротивление.

Вижте също: Действия на електрически ток: топлинни, химични, магнитни, светлинни и механични