Гальваническая развязка в картинках

Силовая электроника
Судя по нескольким недавним постам, неплохо бы осветить, что такое гальваническая развязка и зачем она нужна. Итак:
Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними.

А теперь, давайте на примерах :)

Пример 1. Сеть
Чаще всего о гальванической развязке говорят применительно к сетевому питанию, и вот почему. Представьте себе, что вы ухватились рукой за провод из розетки. Ваше «подключение» с точки зрения электричества выглядит вот так:

Соединен с сетью

И, да, тока утечки тапочек вполне хватит, чтобы вы почувствовали «удар» при прикосновении к «фазовому» проводу сети. Если тапочки сухие, то такой «удар», обычно, безвреден. Но, если вы стоите босяком на влажном полу, последствия могут быть весьма плачевными.

Совсем другое дело, если в схеме присутствует трансформатор:
С трансформатором

Если прикоснуться к одному из выводов трансформатора, через вас ток не потечет — ему просто некуда течь, второй вывод трансформатора висит в воздухе. Если, конечно, схватиться за оба вывода трансформатора, и он выдает достаточное напряжение, то долбанет и так.

Итак, в данном случае, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку. Кроме трансформатора есть еще куча разных способов передать сигнал, не создавая электрического контакта:

  • Оптический: оптопары, оптоволокно, солнечные батареи
  • Радио: приемники, передатчики
  • Звуковой: динамик, микрофон
  • Емкостный: через конденсатор очень маленькой емкости
  • Механический: мотор-генератор
  • Можно еще понавыдумывать

Пример 2. Осциллограф
Есть прямо мега-классический способ взорвать пол-схемы. На форуме даже есть соответствующий топик. Дело в том, что многие забывают, что осциллограф (и многое другое оборудование) соединен с землей. Вот как выглядит полная картина при подключении осциллографа в схему, питающуюся прямо от сети:

Осциллограф связан с сетью!

Запомните — как только вы что-то подключаете в схему, оно становится частью схемы! Это справедливо и для различного измерительного оборудования.

Правильный способ измерить в что-то в такой схеме — подключить ее через развязывающий трансформатор 220->220:
Развязка через трансформатор

Перевертыши
Готовые трансформаторы 220->220 найти довольно сложно. Поэтому, можно использовать так называемые перевертыши. Перевертыш — это два трансформатора, к примеру 220->24, выключенные последовательно вот так:
Перевертыши

Как это выглядит на практике, вы наверняка видели в прошлой статье:


Перевертыши — это даже лучше, чем один трансформатор 220->220.
  • Они обеспечивают вдвое меньшую емкость между входом и выходом
  • Среднюю часть можно заземлить, и, таким образом очень неплохо отфильтровать помехи из сети
  • Можно включить 3 трансформатора, и тогда можно получить 440 или 110 вольт

Естественно, чем больше напряжение на выходе трансформаторов, тем меньше тока течет и тем лучше.

Песенка
Давным давно я на тему гальванической развязки даже песенку записал. Песенка под спойлером.
Песня, ее текст и объяснения
Эту мини-песенку я записал когда я занимался разной аудио-электроникой. Один товарисч сделал ламповую гитарную примочку и, подумав, что трансформатор который превращает 220 в 220 совершенно бесполезен, выбросил его из схемы, за что и поплатился. Я подумал, что это — вполне себе тема для метальной мини-песенки.



Ты не поставил трансформатор анодный
Запитал непосредственно из сети
Под ногой была батарея
А рукой гитару схватил ты

Ток пронзает бренное тело
Извивается бренная плоть
Ты не можешь разжать свою руку
Ты один и никто не может помочь

Разрывая и выжигая
Электроны сжимают сердце твое
Будет биться или утихнет?
Безопасность, запомни, превыше всего.

Кстати, кроме развязки в этой мелкой песенке еще два неплохих совета:

  • Да, все работы с сетевым напряжением нужно выполнять как минимум вдвоем.
  • Когда бьет током, рука сжимается, поэтому, сначала к приборам лучше прикасаться тыльной стороной правой руки.



Заключение
Естественно, на этом тема развязки не заканчивается. К примеру, через развязку очень сложно передавать быстрые сигнал. Но про это — немного попозже.

73 комментария

avatar
Навреное самый правильный способ померить (особенно верхний ключ) — осцыл с диф. входом.
Да, а картинки мышкой в пейнте рисованы?:)
avatar
Диф. вход не отменяет необходимости развязки! Картинки — мышкой в corel draw :)
avatar
Т.е. два сигнальных провуда БЕЗ подключенного к схеме земли-экрана с мегаомными входными могут навести какашку?
Рекомендую вот такую няшу для рисования.
avatar
Даже диф. входам нужна земля :)
avatar
А нельзя просто отключить заземление у осциллографа?
avatar
Нельзя, это против правил техники безопасности. Кроме этого, сам осциллограф будет показывать намного более шумную картинку.
avatar
а в моем случае кроме шума, еще и выпалит все к чему коснешься, и током стукнет при первом удобном случае
я нашел трансформатор 1:1 на 220В, судя по словам продавца именно для гальванической развязки.
Надеюсь это так, на нем написано Т20х40-80 В2-220/220-50
avatar
Не, если отключишь землю осциллографу, выжигать он ничего не будет (хотя, тут тоже есть нюансы). А вот ударить с отключенной землей может насмерть.
avatar
На первый взгляд простой вопрос, но даже автор мягко говоря не совсем прав.
avatar
Это вы про что?
avatar
1. Диф. вход осциллографа не знаю, а вот диф.щуп без общего провода работает на ура, для чего он собственно и создан. 2. Более шумную картину осциллограф будет показывать с заземленным корпусом. Лишняя петля и грязная земля.
avatar
1. Диф щуп у вас наверняка с развязкой, тогда да, не нужно. 2. Петли не будет, так как измеряемая цепь развязана через трансформатор.
avatar
Еще надо помнить о классе защиты электроприбора…
avatar
Когда бьет током, рука сжимается, поэтому, сначала к приборам лучше прикасаться тыльной стороной правой руки.
У меня отец все жизнь работает в цехах электроснабжения на больших заводах. Всегда по высокой стороне (минимум 10 КV)
С детства помню его фразу — если лезешь на высокую сторону — всегда одной рукой. И желательно правой — если что — ток пройдет дальше от сердца.
А вообще был у него случай несколько лет назад — копался в ВВ щите (все обесточено, табличка «не включать работают люди висит»). И тут сунулся отверткой что-то прикрутить — вспышка. Вобщем от отвертки (диаметр металлической части больше 5мм) осталась только ручка (без приувеличения).
Металл жалла вплавился в стекло очков (благо что отец носит очки — это спасло глаза) и по всему лицу.
Еще спасло то, что отвертка была правильная — изоляция ручки выдержала. Резиновый коврик под ногами тоже был.

Причина — какому-то мудаку нужно было куда-то подать питание и он дернул тупо не тот рубильник.
avatar
Попробовал нарисовать еще один случай, который, как оказалось, почему-то был не очевиден для меня :(



Всегда нужно помнить что крокодилы щупов в большинстве многоканальных осцилографов соеденены.
avatar
Ну, это тоже классика :)
avatar
Оно то да, но в моем случае этот опыт обошолся почти в $100. В ноуте выгорел южный мост и еще повезло что быстро и недорого смог найти новую материнку.

Кстати, по поводу первой картинки с осцилографом в статье — первое что приходит в голову — значит надо убрать землю. На куче форумов по этому поводу идут очень жаркие споры — половина считает что заземлять осцилограф категорически нельзя, второя половина отстаивает противоположную точку зрения.

Поэтому было бы не плохо еще расписать важность и полезность заземления электроприборов. Не только измерительного оборудования типа осцилографов, а вообще рассказать зачем это нужно.
avatar
Ребят, объясните пжста, почему в данной схеме когда ток двидется от источника он не ответвлЯется на микрофон!
avatar
А при таком раскладе тоже ударит током?
avatar
Если E замкнут, то нет. Если разомкнут, то да :)
avatar
В смысле замкнут, разомкнут? Объясните подробнее: — )
avatar
Если кнопка (в виде буквы E) замкнута, то человек соединен с землей и ничего ему не буедт. Когда она разомкнута, ток потечет через катушку K1 и замкнет цепь через человека.

В любом случае, делать так не рекомендуется.
avatar
А как правильно сделать?
avatar
Очевидно-же, не давать человеку прикасаться с высоковольтным проводам.
avatar
Тогда зачем здесь нужен развязывающий транс? Ведь катушку можно запитать L1 И PEN
avatar
Я абсолютно без понятия откуда вы взяли эту картинку и что автор замышлял, поэтому, не знаю. Но трансформатор подключен между L2 и L3 и в таком случае он нужен для того, чтобы заземлить один из концов.
avatar
Это не развязывающий, а понижающий из 380 в 220. Тут же написано U = 380/220.
На вход (верхние выводы) заходит 380 (между двумя фазами всегда 380 в трехфазной цепи), а выходит уже 220. Шаришь?
avatar
Дак человек спрашивает, что будет, если запитать от L1 и PEN. Тогда транс ничего не понижает.
avatar
Конечно это больше вопрос для форума электриков, ну раз человек интересуется отвечу:
согласно ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007 «Электрооборудование машин и механизмов»
9.1.1 Питание цепи управления.
Когда используется питание от сети переменного тока обязательным является использование трансформаторов для питания цепей управления.
Если машины оснащены только одним пусковым устройством двигателя или максимум двумя приборами управления например устройство блокировки, станция управления Старт-Стоп использование трансформаторов может быть необязательным.
Так что в данном случае можно трансформатор не ставить, а запитать с L1 и PEN
avatar
Шикарная статья!!! В учебниках этого нет. Теперь понятно, почему у меня УЗО вышибает, когда я вилку от своей установки в розетку втыкаю. И перестаёт вышибать, если вилку на 180° перевернуть.

Сергей, не подскажите, а можно ли не установку, а сам осциллограф через развязывающий трансформатор подключить, и убрать у осциллографа заземляющий провод? Я индукционную грелку на 6 кВт замутил, развязывающий транс размером с холодильник получится. А мерять нужно — установочка ещё сырая и просто так включать боязно :))

А осцил немного потребляет, развязывающий транс для него маленький и незаметный получится.

Отвязка осциллографа
avatar
Этот вопрос уже есть в комментариях.
avatar
Дааа!!! Так оно и есть! Включил осцилл через развязывающий трансформатор — УЗО выбивать перестало при любом положении вилки в розетке. Сердечно благодарю за статью — очень помогла!



Сергей, можно ещё спросить? А зачем вообще на электростанции провод в землю зарывают?
Наш покойный электронщик мне объяснял, что это делается для экономии проводов. Проводящие слои почвы работают как нулевой провод в трёхфазной линии электроснабжения (т. к. сечение почвы большое, то и сопротивление у воображаемого провода маленькое). Отсюда все беды с заземлением; занулением; рельсами, растворяемые блуждающими токами; грозозащитой; убитыми детьми, которые гвозди в розетку сунули и так далее. Это правда?
avatar
Могу только предположить, что заземляют для срабатывания защиты в случае замыкания одной фазы на землю. Например, есть ЛЭП с тремя фазами и нейтралью изолированной от земли. Один провод этой ЛЭП просто упал на землю, но не в обрыве. Распределенная емкость между этой упавшей фазой и неупавшей нейтралью увеличилась. И получится, что по этому упавшему проводу будет протекать ток нагрузки и плюс емкостной ток замыкания этой фазы на нейтральный провод и оставшиеся две фазы. А защита на подстанции не понимает — это аварийная ситуация или на стороне нагрузки просто понавключали всяких потребителей в эту упавшую фазу. В общем полная неопределенность :-) и сплошные потери электроэнергии. А была бы нейтраль заземлена все сразу ясно — КЗ.
avatar
Конечно для защиты заземляют и не только ЛЭП, все корпуса устройств должны быть соединены с землей. При пробое на корпус получится КЗ, которое сразу заметят автоматы.

Именно поэтому, развязка осциллографа — не очень-то идея :)
avatar
Ага, значит заземление — это проблема строительства и эксплуатации ЛЭП.
Кстати, современные осциллографы — все в пластиковых корпусах, там вроде пробой на корпус не актуален :) Так как же несчастному силовику отлаживать установки мощностью в десятки киловатт?

Одно дело — корпуса металлорежущих станков, трамваев и электромоторов, которые и стальные должны быть для прочности, и под напряжением одновременно — здесь безвыходная ситуация (кстати, сейчас корпуса станков тоже пластиком обшивать начали). Другое дело — мелкий прыщ-осциллограф, который сам по себе вещь временная, нужная только на период отладки.
avatar
Так как же несчастному силовику отлаживать установки мощностью в десятки киловатт?
Использовать пробник с гальванической развязкой либо пользовать осциллограф с батарейным питанием.
avatar
Вообще странно. Ведь сопротивление у щупа осциллографа — мегаомы. Я всегда считал, что это равносильно разрыву. Оказывается — нет. Неужели емкостной ток сжигает схемы? Или что там может быть?
avatar
Еще разок перечитайте статью…
avatar
Я просто к тому, что у некоторых валяются на столе антистатические браслеты и антистатические коврики — металлич. сетки, подсоединённые к батарее или заземлению через резистор 100 МОм. Получается, они тоже представляют опасность для схем, и во время пуска их надо убирать к чёрту со стола, чтобы схема упаси господи их не коснулась :)
avatar
У этих браслетов и ковров очень высокое сопротивление, ничего с девайсами не будет. В вот у земляного вывода щупа осциллографа сопротивление почти нулевое.
avatar
а есть статьи типа «как не спалить осциллограф»?
avatar
У многих электронщиков туго с правилами техники безопасности. Но непонятно как Вы с такими представлениями о ПУЭ и ПТЭЭ вообще занимаетесь силовой электроникой.
avatar
При достижении какого-то количества вложений дальше ответы выстраиваются в одну линию и не понятно какой ответ к какому сообщению относится. Мое предыдущее сообщение было для Kubrikov.
Просто когда о технике безопасности не имеет представления человек, занимающийся программированием микроконтроллеров в устройстве с максимальным напряжением 12В это одно, а когда тот же человек без подготовки пытается что-то делать с силовой электроникой всё становится печальнее. (ох сейчас наминусуют).
Заметка неплохая. Было бы неплохо продолжить написание подобных заметок с картинками.
avatar
дальше ответы выстраиваются в одну линию
Да, иначе они стали бы совсем мелкими. Можно использовать цитирование, как я это делаю сейчас.

ох сейчас наминусуют
Тут плюсовать нужно :) Другое дело, что если человек — самоучка особо неоткуда взять ему эту самую подготовку. И подготавливаются на своем горьком опыте (который, кстати, весьма поучительней, чем любые лекции да семинары).
avatar
С осцилом бывает весело. У меня недавно был случай, система несколько десятков КВт, соответственно все телодвижения тщательно осматриваемые и акуратные(ибо если что не так проект остановится на несколько дней), а посему на это все времени много уходит, и того пока нашел проблему почти день провозился. Включаю устройство выбивает 3х фазный щиток в защиту, думал IGBT снова сдохли, проверяю — все живые, ставлю их на место, меряю — КЗ, вытаскиваю, снова меряю — все ок… А потом смотрю у меня с прошлого цикла исследований неизолированный осцил на IGBT драйвере прицеплен остался, и главное незаметен даже был (провода должны быть сцуко яркими не с проста). Отключил — все сразу заработало. А могло б и ё%#yть… ;)
avatar
Ну да, с силовой электроникой я раньше дела не имел, всё больше по измерениям. Про осциллографы и развязки в нашем быдлоМИФИ ничего не рассказывали (у них щас другие заботы — несколько кафедр закрыли и на их бюджеты открыли кафедру богословия :)) Вот и приходится изучать всё с наскоку и самотыком.

Но кое-что всё же получается — недавно запустил спаренный индукционный нагреватель на 6 кВт. Кому интересно, посмотрите здесь: www.youtube.com/watch?v=0eZLsPGjegQ и здесь: induction.listbb.ru/viewtopic.php?f=17&t=87

Силовые мосты отвязаны от драйверов трансформаторами GDT, схема защиты отвязана оптикой.

Работало отлично, вот только напрягало постоянно вылетающее УЗО. Благодаря этой статье проблема снята :)) Теперь ещё и осциллографы отвязаны.
Сигнал очень мощный, так что его повышенная зашумленность неактуальна.
avatar
В общем-то тут рассказывать особо и не нужно, если есть представление о том как работают электрические схемы, куда и как текут токи. Просто нужно постараться представить себе не только свою часть схемы, но и то, как эта схема взаимодействует с другими, т.е. нарисовать (пусть упрощённо) схему, где будет не только Ваше устройство, но и измерительные приборы, и питающая сеть, и заземлённые объекты. Это не сложно на самом деле.

Индукционный нагрев конечно впечатляет. От схемы управления на макетных платах я вообще обалдел :=)
Если бы за такое кто-то платил мне зарплату, может тоже занимался бы.
А как можно такую штуку использовать практически? Я не прикалываюсь над Вами, мне правда интересно.
avatar
Во-во, говорите абсолютно верно! Нельзя рассматривать только свою схему, надо рассматривать её вместе с подстанцией и электропроводкой, тогда все «секреты», связанные с развязками, становятся очевидными. Кстати, к борьбе с шумами и помехами это тоже относится. На лекциях этому не учат, и прозрение наступает когда два стакана мосфетов отправляются на тот свет, или когда два года не можешь разобраться, откуда в измерительную схему лезут помехи :)

Насчёт индукционки. Да, это рабочая установка, стоит в нашем НИИ Высоких температур на стенде по изучению плёночного кипения. Плавим шарики от подшипников — почти 1700°С, весьма недурно :)

Практическое использование — ну например закаливать свёрла, делать небольшие стальные отливки (т к нагрев бесконтактный — отливки получаются очень чистыми, а благодаря электромагнитному перемешиванию ещё и очень прочные, с мелкокристаллической структурой). Можно даже свой собственный сплав смешать. Можно паять контакты всякие — не надо газа и паяльников — поднёс провода к витку, и всё мгновенно и очень чисто запаялось. В общем — применение ограничено фантазией.
Ребята с listbb ковкой самурайских мечей занимаются, опять же греют в индукторе. Один парень на 80 кВт дуру построил — у меня у самого челюсть отвисла.
Насчёт отладки подобных дур. Гальванически развязанные щупы для осциллографа стоят почти 20 тыс руб — грустно. Аккумуляторное питание не для всех моделей осциллографов предусмотрено. Разбирать осцилл, подпаиваться к схеме и лишиться гарантии, или брать автомобильный аккумулятор + автоинвертор 12/220v — громоздко. Наверное действительно идеальный вариант — развязать осциллы трансформаторами и работать повнимательнее, не совать руки куда не надо.
avatar
Ну 20 тыс. рублей на инструменты не должны пугать профессионала, занимающегося силовой электроникой. А работать действительно нужно с особой внимательностью и осторожностью, одно неверное движение и запросто можно стать инвалидом или совсем того, тут Вы правы.
avatar
Опять участвовал в танцах с бубном. На моей индукционной грелке стоит очень чувствительная схема токовой защиты, срабатывающая от малейшего чиха. Защита оптически отвязана от всей остальной конструкции и была запитана от отдельно стоящего компьютерного блока питания.
Сегодня полез в работающую установку, задел рукой корпус БП — схема защиты ни с того, ни с сего сработала. Потом сообразил, что у компьютерного БП к корпусу подпаян заземляющий провод. Естественно этот провод подключён и к осциллам, и ни о какой полной гальванической отвязке уже речи нет.
Включил БП через развязывающий транс — беда исчезла. Погуглил — оказалось очень много жалоб на компьютерные БП. Рекомендуют либо откусить заземляющий провод, либо включать БП через дешёвый адаптор без третьего контакта.

Товарищи, хотел вот ещё что спросить. Помню — ещё в школе делал конденсаторный источник питания для ёлочной гирлянды, гасящий сетевое напряжение ёмкостным сопротивлением кондеров:



1) Оба провода гальванически отвязаны от сети, ибо энергия передаётся электрическим полем — вроде как безопасно.
2) Конденсаторы не греются, ибо реактивные элементы.
3) Масса-габариты-цена конденсаторов намного меньше трансформаторов, номенклатура намного выше.
4) Известны высоковольтные вольтметры на ЛЭПах, устроенные так же, как на рисунке — конденсаторные делители напряжения.
5) На моей советской электробритве Бердск-2 так сделано — гасящий кондер встроен в вилку,  Вилка маленькая и лёгкая, не то что современные трансформаторные зарядки для телефонов.

Почему конденсаторные БП не используют вместо трансформаторных? Или используют, но ограничено?
avatar
Здесь наглядно показано, что при нулевом напряжении на конденсаторе, через него проходит ток; по сути это КЗ. Т.е. о гальванической развязке говорить кагбэ не приходится. Плюс добавляем реактивную составляющую в потребляемую энергию от сети, что не есть хорошо.

P.S. В схемах подобного типа крайне рекомендуется ставить резисторы 470...510 кОм параллельно конденсаторам, что бы после выключения на них не оставался заряд. Вот.
avatar
Ну и пусть себе проходит. Ведь это всего-навсего ток зарядки конденсаторов, который много меньше тока КЗ, ибо большое ёмкостное сопротивление кондеров присутствует.
Резисторы — да, естественно нужны, забыл нарисовать.
avatar
В случае конденсаторного БП, это не только ток зарядки, а ещё и ток нагрузки. А в качестве нагрузки может быть и человек, если случайно прикоснется (16 мА 50 Гц считается "током неотпускания"). Так что нет тут гальванической развязки.
avatar
нет тут гальванической развязки
Несколько некорректное мое высказывание; нет развязки по переменному току. А по постоянному — да, есть.
avatar
1) Оба провода гальванически отвязаны от сети, ибо энергия передаётся электрическим полем — вроде как безопасно.

Отвязаны, но все равно опасно.
Отвязаны, потому что вместо конденсаторов можно мысленно подставить выключатели:

Подвижный контакт выключателя это одна обкладка, а неподвижный другая, между контактами диэлектрик, например, воздух. Чем не конденсатор с очень незначительной емкостью? И, теоретически, в такой цепи может протекать ток. Но при такой низкой емкости и низкой частоте ток будет ультра-мега-супер-низкий (при условии что провода идеальные проводнки):-) Однако любой скажет, что выключатель гальванически отвязывает один участок цепи от другого. Гальваническая связь это непосредственный электрический контакт между двумя проводниками.

Опасно, потому что при приложении источника ЭДС к обкладкам конденсатора, заряженные частицы (например свободные электроны в металлическом проводе, ионы в электролите) очень захотят оказаться на обкладке конденсатора. А чтобы там оказаться надо туда двигаться, вот когда они начнут двигаться, тут ток и потечет. И здесь все зависит от емкости, чем больше емкость тем больше ток, тем сильнее шарахнет человека, если он окажется включенным в цепь где текут заряды.
avatar
Ну и в трансформаторном ИП человека шарахнуть может, если во вторичной обмотке много витков и если он за оба провода схватится. Там тоже электроны хотят сдвинуться за счёт переменного магнитного поля. В чём разница принципиальная между трансформаторной и конденсаторной гальваническими развязками?

Да, собственно, и пускай шарахает, вопрос не в этом. Вопрос в том, можно ли строить гальванически развязанные конденсаторные ИП для питания, например, осциллографов для их гальванической отвязки от земли.
avatar
В чём разница принципиальная между трансформаторной и конденсаторной гальваническими развязками?
В том, что конденсатор включается в существующий контур, где перемещаются заряды. Этот контур имеет соединение с землей (заземление).
Трансформатор же создает новый контур, где нет заземления.
avatar
Контур все же есть и небольшой ток будет протекать, через цепь рука-нога к например цементному полу — тут от земли никуда не денешься. Насколько большим будет ток, все зависит от состояния человека.
avatar
А с осциллографом конденсаторная развязка не поможет:
avatar
Вот с картинкой наконец до меня дошло. Как до жирафа. Большущее спасибо!
avatar
Прикупил разделительный транс. Теперь можно заняться ремонтом жирных БП и ИБП.

avatar
Страшно представить сколько денег он стоит :-) а уж сколько он весит… Но вещь, несомненно, полезная! Какой мощности трансформатор?
avatar
Мощность: 2кВт. Масса: ~17кг. Намотали харьковчане. А их цены меня крайне приятно удивили. На всякий случай не буду говорить точную сумму, в которую обошелся мой заказ, т.к. мне показалось, что у них индивидуальный подход к ценообразованию. Скажу лишь, что мелкий трансформатор, мощностью 60Вт с четырьмя вторичными обмотками, обошелся дешевле серийного такой же мощности.
avatar
Приветствую знатоков!
Вот я никогда не понимал, почему если человек гвоздь в розетку засунет и попадет на фазу, его тряхнет током. Конец же только один.
Вариант а) Ток возвращается по бетонным конструкциям. Так как площадь бетонных плит большая, то их сопротивление маленькое. Хотя при этом удельное сопротивление бетона остается высоким.

Даже рекомендуют подкладывать под ноги резиновый коврик при монтажных работах.

Но почему меня тогда ударило, когда я был в тапках и на паласе? Палас, подошва тапок и деревянный пол очень плохо проводят ток. Из дерева раньше даже каркасы трансформаторов делали.

Вариант б) Земля (и шины заземления) и человеческое тело под напряжением образуют обкладки конденсатора, и ток идет как бы по воздуху.
Но тогда на крыше небоскреба должно бить слабее, чем в подвале, т к расстояние от земли выше.

Ничего не понятно! Проясните меня кто-нибудь пожалуйста!
avatar
«Голосую» за вариант б :-)
avatar
Да, тоже так думаю. Имеется емкость, а ток переменный, поэтому и «жахает» :)
avatar
Тоже интересен этот вопрос. Попробовал посчитать.
Итак. Есть человек, стоящий в резиновых тапочках на сухом деревянном полу, который тыкает пальцем в фазу.
Есть нулевой провод, зарытый в землю. Между фазой и нулевым проводом 220 вольт 50 Гц.

Т.к. человек — это проводящий кусок мяса, то его можно считать за обкладку конденсатора. Аппроксимируем человека шаром диаметром полметра. Радиус a=0.25 метра.

Влажную проводящую землю аппроксимируем плоской обкладкой конденсатора с огромной площадью (бесконечная пластина).
Получаем конденсатор «Шар — Бесконечная стенка».


Расстояние между «обкладками» d=30 метров (высота среднестатистической девятиэтажки).

Лезем в Википедию. Ищем формулу для поиска ёмкости «Шар-Стенка» и загоняем её в Маткад. Получили 30 пикофарад.
Причём результат почти не зависит от высоты здания «d» и тучности человека «a» (поиграйтесь с этими параметрами). Что взрослый толстяк, что ребёнок; что в деревенском доме, что на крыше Бурж Дубая — разница невелика.

Подсчитываем ток через конденсатор ёмкостью 30 пф при напряжении 220 вольт и частоте 50 Гц. Получаем 2 микроампера. Мало, чтобы тряхнуть человека.


Поправьте, не ошибаюсь ли я?






avatar
Расстояние между «обкладками» d=30 метров (высота среднестатистической девятиэтажки).
Конструкця девятиэтажки подразумевает металлические конструкции, которые могут иметь контакт с землей. Вот если бы на вертолете взлететь и пощупать фазу… Но так уже делают американские ремонтники ЛЭП и их не бьет током :-)
avatar
ОК. Сокращаем расстояние до 5 мм (человек стоит босиком на тонком линолеуме, положенном прямо на металлические конструкции). Ток получается 0.0002 ампера. Всё равно мало. Чтобы чела тряхнуло, надо хотя бы 0.01А
Значит дело не в ёмкостном токе. А в чём же?
Блин, может формула на таких расстояниях не работает?

avatar
Еще сценарий. Ламповый ч/б телевизор, питается через трансформаторный БП. Но если дотронуться до вывода ТДКС (18КВ на кинескоп) — это очень хорошо прочуствуется :). Как при этом ток идет через тело на землю, ведь питание всего телевизора идет через гальванически развязанную вторичную обмотку трансформатора?
avatar
Между вами и землей есть емкость порядка 1нФ. Вот она и заряжается когда вас бьет от тдкс. Потом заряд медленно рассеивается. Либо, если сразу прикоснуться к заземленному предмету, можно еще раз так-же получить :)
avatar
Почитал коменты. Поразительно, насколько казалось бы простое понятие «земли» окутано мистикой:) Все у кого вопросы/непонятки/«не осело в голове», просто обязаны прочитать сей труд.
avatar
Шикарный гайд, спасибо!
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.