Электробезопасность

Электробезопасность—система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих за­щиту людей от вредного и опасного воздействия электри­ческого тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

-электроустановки напряжением выше 1 кВ; -электроустановки напряжением до 1 кВ.

Сила тока, протекающего через тело человека, является глав­ным фактором, от которого зависит тяжесть поражения. Чело­век начинает ощущать протекающий через него ток частоты 50 Гц со значений 0,6... 1,5 мА (пороговый ощу­тимый ток). Ток 10... 15 мА вызывает сильные и болезненные судороги мышц. Ток около 50 мА нарушает дыхание, а ток 100 мА, воздействуя на сердце, приводит к его фибрилляции, т. е. сердце перестает работать как насос. При уменьшении длительности воздействия тока его поражающее действие снижается.

1. Рассчитать общее сопротивление цепи. 2. Какой ток протекает в цепи? 3. Под каким напряжением (относительно земли) окажется человек, если он коснулся электрической цепи в точке: a; b; c; d. 4. Если сопротивление тела человека принять за 1 кОм, то какой ток протекает по цепи «рука – ноги»?

9. Параллельное соединение потребителей

Параллельным называется такое соединение, при ко­тором один зажим каждого из резисторов присоединяется к одной общей точке электрической цели, а другой зажим присоединяется к другой общей точке электрической цепи. Таким образом, между двумя точками электрической цепи включается несколько резисто­ров, образующих параллельные ветви (рис. 9.2).

Рис.9.2.

Участок, вдоль которого ток один и тот же, называется ветвью электрической цепи. Место соединения ветвей – узел. К узлам А и Б подключены четыре ветви (рис.9.1). Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром электрической цепи. На рис.9.1 три контура: ЕR1; ЕR2 и ЕR3.

Так как в любой точке цепи не может быть накопления или убыли электрических зарядов, то сколько электрических зарядов подошло к узлу, к точке разветвления электрической цепи, столько же их уйдет.

Первый закон Кирхгофа: сумма токов, подходящих к точке разветвления, равна сумме токов, уходящих из точки разветвления. В соответствии с рис. 9.2 ма­тематически закон выражается следующим равенством:

I₁ + I₂ = I₃ .

Иначе: в ветвях, образующих узел электрической цепи, алгебраическая сумма токов равна нулю:

Рис.9.2.

ΣI = 0, т.е. I1 + I2 + I3 = 0.

Характерные свойства электрической цепи при параллельном соединении:

1. Напряжения на параллельно соединенных резисторах одина­ковы, так как все эти напряжения равны раз­ности потенциалов точек А и Б.

U₁= U₂ =U₃ = U

2. Согласно первому закону Кирх­гофа общий ток при параллельном соединении равен сумме токов отдельных ветвей:

I = I₁ + I₂ + I₃ .

3. Общая проводимость при параллельном соединении равна сумме проводимостей отдельных ветвей, так как ток равен произ­ведению напряжения на проводимость участка (ветви):

Следовательно:

4. Токи в ветвях обратно пропорциональны сопротивлениям:

I₁ = U/R₁ I₂ = U/R₂ I₃ = U/R₃.

Пример

1. Потребители R1=12 Ом и R2 = 6 Ом соединены параллельно (рис.9.3). При Е = 12 В (аккумуляторная батарея) рассчитать токи, напряжения и мощности. Считать U = Е = 12 В (т.е. Ro источника равно нулю).

Рис.9.3.

Общая проводимость g= g1+ g1: . Тогда общее сопротивление R = = = 4 Ом

Суммарный ток в цепи:

I = 12/4 = 3 А.

Токи потребителей:

I₁ = U/R₁ = 12/12 = 1 А; I₂ = U/R₂ = 12/6 = 2 А

Мощности потребителей:

Р₁ = UI₁ = 12·1 = 12 Вт, Р₂ = UI₂ = 12·2 = 24 Вт.

Суммарная мощность потребителей:

Р = Р₁ + Р₂ = UI₁ = 12·3 = 36 Вт.

Пример

2. На кухне установлены электрическая лампа мощностью 100 Вт, телевизор 250 Вт и электроплита …. кВт.. Все устройства запитаны напряжением …. В и включены параллельно.

Нарисовать упрощенную электрическую схему. Рассчитать ток и сопротивление каждого устройства, общий ток. Определить суммарную мощность, потребляемую за 10 часов работы всех устройств, и стоимость электроэнергии.

Величина напряжения равна номеру учебной группы, а мощность электроплиты – номеру курсанта в классном журнале.