Чому використовується земля для ґрунту? Буквально земля?


18

Я ніколи не вважав землю особливо провідною. Адже це просто бруд.

Однак я бачив "земляні" електропровідні коли, загнані в землю для того, щоб електрика була заземлена, бо вона знайде свій шлях там.

Однак мені ніколи не було сенсу, чому земля навіть надаватиме такий ефект: чому електроенергія перешкоджатиме витіканню бруду з усієї провідної користі всередині контуру?

Які характеристики землі / електрики змушують поточний струм прямо в землю?


У сучасних установках весь струм протікає по дротах. Заземлення забезпечує лише орієнтир напруги. Тільки в умовах несправності струм протікатиме через землю до цього колу. Вимикачі GFI можуть відключитися, коли це станеться. Я думаю, що має сенс мати посилання на 0 В, і Земля - ​​це, мабуть, хороший вибір, тому що багато чого у вашому будинку підключено до нього в будь-якому випадку. Але електропровідність Землі занадто мінлива, щоб використовувати її як навмисну ​​частину ланцюга.
mkeith

1
Дивіться також Одномоментне повернення Землі про спосіб використання реальної Землі. Хоча звичайна сітка може взагалі не працювати без реального підключення до Землі, є сенс посилати енергосистему на реальну землю. В якийсь момент ви опинитесь нарізанням газону електричною машиною, інакше електромережу вдарять блискавки.
tomnexus

6
Електричний струм не тече в бруді, але він досить добре тече в солоній воді, що робить бруд вологим.
маркт

Відповіді:


9

Коротко

У нормальних умовах електроенергія не повинна текти через наземні частки. Це не означає, що його опір високий, насправді напрочуд малий. Ця гілка ланцюга просто не закрита нормально.

У деталях

Земля - ​​орієнтир. Ви можете літерально взяти будь-яку мережу у вашій схемі, яка повинна залишатися на постійній напрузі, і назвати її землею. Після того, як усі джерела напруги створюють різницю потенціалу (називається напругою) між двома мережами, незалежно від того, які їх потенціали - якщо вони обидва зафіксовані зовні, буде конфлікт і погані речі, але якщо один з них буде виправлений інший потенціал зміниться відповідно. Як правило, земля приймається такою, що ми працюємо переважно з позитивними запасами, наприклад, земля на - кінці випрямного моста. Це не означає весь поточний потік через це, це лише посилання.

Земля в основному виконує роль захисту людини. Ніякий струм не повинен текти на Землю, оскільки фактичний ланцюг живлення ізольований від Землі, але що робити, якщо ця ізоляція порушена (дроти, які поїдають кролики, діти засувають пальці в розетки ...)? Всі опосередковано підключені до Землі (жодна ізоляція не є досконалою), а це означає, що цей ланцюг тепер буде закритий, і єдине, що обмежить струм, що проходить через все, що закриває ланцюг (наприклад, люди) - це його внутрішній опір. Залежно від оточення, опір може бути досить низьким, щоб когось вбити; див. цю тему про те, які напруги вважаються безпечними. Щоб запобігти цьому, кожен корпус підключений до Землі (ланцюг Земля-R-Земля має струм близько 0A), а електропостачання має пристрій залишкового струму, який порівнює струм, що йде і вимикається, і відключає живлення, якщо відбувається витік (через Землю).

Земля використовується для оснащення потенційного джерела Постачальник електроенергії також повинен захищати своїх людей, тому постачання на верхній течії також посилається на Землю. Як і скрізь. То що відбувається, якщо Земля не є хорошим провідником і її потенціал не є однорідним? Користувачі можуть контактувати з двома різними Землями, що може бути великою різницею потенціалів (= напруга). На щастя, волога в бруді та водяних плямах є хорошими провідниками, але перш за все рівноцінний переріз цього вигаданого провідника є масивним. За винятком коротких розладів, таких як блискавка, вона має чудову однорідність потенціалу. Навіщо використовувати інший провідник для ґрунту, який буде використовувати більше міді і насправді буде менш ефективним, якщо ми можемо використовувати те, що під нашими ногами?

Земля також корисна як захист від блискавки: блискавка подібно до будь-якого пробою діелектриків / ізоляторів, вона виникає там, де опір між зарядженою хмарою та Землею мінімальний (див. Цей дивовижний GIF ). Високі дерева, вежі тощо, і ми не можемо ризикувати покладатися лише на удачу, тому для залучення блискавок використовуються високопровідні шипи, а Земля використовується для розсіювання цієї енергії. Неохайно сказано. Зазвичай блискавка має достатній струм, який протікає, щоб створити через Землю та через ноги людини напругу, достатньо високу, щоб їх вбити, тому вона розподіляється більш рівномірно.

Як завжди, я щиро вітаю тих, хто мене виправить, якщо не точний.


солодощі! Дуже дякую за детальний опис!
користувач3916009

5

Бруд без вологи (вміст води) НЕ дуже хороший провідник і НЕ хороший грунт. Отже, ти маєш рацію, бруд - це не дуже хороший провідник, сам по собі, а тому сам по собі не є добрим підґрунтям. Сухий пісок і гірські породи теж є поганими підставами.

Заморожена земля також не є доброю землею, тому необхідно використовувати грунтові коли досить довгі, щоб досягти нижче "лінії морозу". Лід - не хороший провідник. Насправді лід є приблизно ізолятором

Насправді ЧИСТА рідка вода зовсім не є провідником. Це мінеральні забруднення у воді, які проводять електрику, а точніше іони цих мінералів. У соляній воді багато вільних іонів, що рухаються, тому солона вода є дуже провідною.

Як не дивно, чиста суха сіль також не проводить електрику.

Вся справа у БЕЗКОШТОВНОМУ ПОВЕРНЕННІ ЕЛЕКТРОНІВ у провіднику та у рішенні БЕЗКОШТОВНІ ДВИЖУЮЧІ Іони.

У чистій воді немає вільних електронів і іонів.

У чистій солі є іони, але натрієві Na + та хлоридні CL-іони не можуть рухатися, іонно пов'язані один з одним.

Полярність молекул води дозволяє воді розчиняти багато іонно пов'язаних речовин. Так рідка солона вода містить вільно рухомі іони Na ​​+ та CL-. Будь-який інший іонний мінерал, розчинений у воді, мабуть, також зробив би хорошим провідником загалом.

Якщо заморозити цю солону воду, трапляються дві речі. Спочатку лід (тверді молекули води), як правило, виключає іони Na ​​+ і CL- з кристалів льоду. По-друге, навіть якщо іони не виключені, вони вже не можуть рухатися достатньо, щоб перенести заряд. Тому струму немає.

Тож заземлення в землю добре працює лише тоді, коли грунт є правильним. Часто це вологий ґрунт, що створює водний розчин, що містить вільні рухомі іони.

Прочитайте цю статтю: "Досягнення прийнятного ґрунту в бідному ґрунті" У ньому йдеться про те, як на Гаваях вулканічний ґрунт є проблемою для створення системи заземлення.

http://ecmweb.com/content/achieving-acceptable-ground-poor-soil


1

Гаразд, ось так я його бачу. Існує не таке поняття, як абсолютна напруга, а лише відносна напруга. Що означає, якщо у вас десь у системі +5 вольт, це означає, що це на 5 вольт більше напруги в якійсь іншій точці або точці відліку.

Але замість того, щоб робити випадкову точку в якості опорної та вимірювати напруги відносно цієї точки, ми приводимо в поняття Земля земля.

Земна земля може бути фізично просто землею або брудом або переважно точкою в ланцюговій системі, де ми вважаємо точковий потенціал рівним нулю вольт, а кожен інший потенціал у системі вимірюється щодо цієї точки.


1
Ви також можете подумати про нульовий потенціал з точки зору нарахування. Потенціал у нескінченності завдяки системі заряду Колумба вважається нульовим, тому потенціал у будь-якій точці є різницею потенціалу між відповідною позицією та 0 потенціалом у нескінченності.
Тіммі
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.