Почему фаза бьет током, а ноль нет
Человек, прикоснувшийся к оголённым проводам, обычно получает удар электрическим током, но это происходит не во всех случаях. Если контакт происходит только с одним проводом, то он может пройти без каких-либо последствий.
В этой ситуации грамотные электромонтёры говорят, что человек дотронулся не к фазному проводнику, а к нейтрали. Однако людям, далёким от электротехники, непонятно, почему фаза бьет током, а ноль нет.
Что такое ноль
Первоначально в бытовых розетках было постоянное напряжение и электроснабжение производилось по двум проводам. В конце XIX постоянный ток был заменён трёхфазным переменным, причём для каждой фазы прокладывались два провода, в результате чего использовалась шестипроводная система электропитания.
По предложению Доливо-Добровольского по одному из проводов каждой пары были совмещены в общем нулевом проводе, а катушки генераторов и вторичные обмотки понижающих трансформаторов подключены по схеме «звезда», при которой концы обмоток соединены вместе и к этой клемме подключается этот проводник.
Это позволило уменьшить количество проводов и сечение нейтральной жилы, по которой протекает не полный ток фаз, а только уравнительный. В настоящее время место соединения нулевого проводника с трансформатором дополнительно подключается к контуру заземления подстанции.
| Информация! При равномерном распределении нагрузки по фазам в трехфазной сети, ток в нейтрали отсутствует. |
Как «приходят» в дом фаза и ноль
Электрический ток протекает только по замкнутой цепи и в большинстве квартир используется однофазное электропитание, для которого необходимы два провода — ноль и фаза, однако к многоэтажным домам походят четыре провода — три фазных и нейтраль, а к некоторым пять.
В этом случае к ним добавляется защитное заземление, а в квартирах проводка прокладывается трёхжильным проводом. Существуют так же схемы электроснабжения, в которых внутриквартирное заземление подключается к вводному домовому электрощитку.
Подвод электроэнергии к жилым районам производится от трансформаторной подстанции, на которой установлен понижающий трёхфазный трансформатор. Его вторичные обмотки соединены по схеме «звезда», к средней точке которой подключены нулевой провод и контур заземления. Такая схема электроснабжения называется «с глухозаземлённой нейтралью«.
В такой системе напряжение 220В, которое необходимо для работы бытовых электроприборов, имеется между любым из фазных проводов и нейтралью.
Поэтому в этажном щитке кабеля, подходящие от каждой из квартир, подключаются к разным фазам и общей нейтрали.
| Информация! Равномерное распределение потребителей необходимо для уменьшения тока в каждом из линейных проводников и уравнительного тока в нейтрали. |
Почему нулевой провод не бьется током?
В розетку приходит два провода, а с защитным заземлением три. У них разное назначение и различные последствия в случае прикосновения к оголённым жилам руками без специальных средств защиты.
Почему фаза бьет током
Причиной того, почему фаза бьет током, а ноль нет, является, как сказано выше, тот факт, что для протекания электрического тока необходима замкнутая цепь между проводниками с разным потенциалом.
В том случае, если человек прикасается к фазному проводнику, то ток проходит по пути «фаза-человек-заземлённый пол-глухозаземлённая нейтраль трансформатора«. Даже если пол сухой, а на человеке надета обувь с резиновой подошвой, сопротивление этих элементов может оказаться недостаточным для защиты от поражения током.
Почему ноль не бьёт током
Если прикосновение к фазе опасно, то почему ноль не бьет током? Дело в том, что если контакт происходит с нейтральным проводником, цепь замыкается между проводниками с одинаковым потенциалом.
Технически, люди находящиеся в квартире и стоящие на полу, заземлены или, крайнем случае, изолированы от контура. Нейтраль, в свою очередь, на трансформаторной подстанции подключена к глухозаземлённой нейтрали и также заземлена.
В каких случаях прикосновение к нейтрали опасно
Следует отметить, что при неравномерном распределении нагрузки по фазам сила тока, протекающая по нейтрали, может быть значительной величины.
В результате при большой протяжённости ЛЭП падение напряжения в этом проводнике и потенциал на его клемме в розетке может составить 20В и более. Прикосновение к этому проводу будет достаточно болезненным, а в некоторых случаях опасным.
| Важно! При обрыве нейтрали на участке между зданием и понижающим трансформатором напряжение на нулевой клемме может достигать 220В. Прикасаться к такому проводнику опасно для жизни. |
Вывод
Как видно из материалов статьи, ответ на вопрос, почему фаза бьет током, а ноль нет достаточно простой. Эти проводники имеют разный потенциал по отношению к заземлённым элементам здания, в том числе напольным покрытием, на котором стоит человек.
На фазной клемме имеется напряжение сети — 220В, а второй конец нейтрали заземляется на подстанции и имеет одинаковый потенциал со зданием и находящимися в нём людьми.
Однако прикосновение к нулю может быть опасным при обрыве нейтрального проводника. В этом случае на нём появляется высокое напряжение.
Почему «фаза» сильно бьет током, а «ноль» не очень?
Фаза это питающая жила. Человек имеет тоже свой потенциал и когда касается ноля, возможен удар. Из 380 в получается два плеча по 220в. Если одно плечо сильно перегружено, на фазе повышается напряжение до 280в примерно, соответственно «ноль» сдвигается тоже и это уже не ноль а тоже маленькая фаза. Ноль должен заземлятся по этому, что бы не ударило током от электродвигателя при перегрузках и пробое изоляции. Но это только на промышленных объектах. В Санкт-Петербурге ни один дом не заземлен. По этому подключая стиралку, не обязательно иметь трехжильный провод. Ноль и земля тупа соединяются вместе и прикручиваются к щитку. При двухжильном варианте делается перемычка в розетке. Если у тебя витая пара для интернета, даже не думай заземлять в щитке экранирующую оплетку. Когда-нибудь так даст-мама не горюй.
Остальные ответы
Ноль это ‘ земля» И бить не может. Через «ноль «бьёт «фаза», если включен какой-нибудь эл. прибор. Встань на сухой, резиновый коврик, и «ноль» не ударит
На «фазе» есть напряжение, а на «нуле» оно становится ощутимым лишь при перегрузке сети, или при высоком сопротивлении нулевого провода. Короче- при неисправной проводке или её обрыве. Или если какой дурак «автомат» на ноль поставит и тот сработает. Ещё может за счёт индукции «наводить» напряжение, но это мелочь, не помню, чтоб кого било.
Ноль «током» вообще не бьет, у тебя неверная инфа. Током бьет, когда есть разность потенциалов. Если ты стоишь на грунте — а ты, как правило, всегда стоишь на нем, то фактически ты стоишь на том самом «нуле», а стало быть разность потенциалов между вами равна нулю и бить током некому. А «фаза» — это тот самый конец провода, потенциал которого между нулем равен 220 вольт, и когда ты попадаешь между, то в зависимости от твоего сопротивления (электрического, которое в омах ), тебя и долбанет. Бывает, и окончательно.
фаза — источник с высоким потенциалом, ноль с низким, ток идет только при подключении нагрузки, когда стоишь на земле у тебя низкий потенциал и касаясь фазы при твоем сопротивлении около 1000 ом через тебя пойдет ток 220/1000=0,22 А убивает 0,1 А, правда и сопротивление у всех разное, а у нуля потенциал низкий чаще всего (при перекосах бывает правда и до 150В набегает) и тока ты почти не ощущаешь
Почему ноль бьет током
Поражение электрическим током происходит при одновременном прикосновении к двум элементам, имеющим разный потенциал, например, к фазе и заземлённому полу.
Нулевой проводник должен подключаться к контуру заземления в водном щитке или на подстанции, поэтому, теоретически, к нему можно безопасно дотрагиваться. Но это правило не всегда работает и люди, мало знакомые с электротехникой, спрашивают, почему ноль бьет током.
Какие провода бьют током
В исправной электропроводке не все провода являются одинаково опасными. Прикосновение к некоторым из них не является болезненным, а касание к другим может привести к электроторавме.
Почему фаза бьет током, а ноль нет – нормальный режим
Обычно при ремонте бытовой электропроводки электромонтёры не используют такие средства защиты, как диэлектрические коврики, боты или галоши, а стоят на полу в обычной обуви.
При этом деревянный, а тем более бетонный пол не отделён какими-либо изоляционными материалами от заземлённых конструкций здания. Поэтому пол и обычная обувь считаются подключёнными к контуру заземления.
Суммарное сопротивление обуви и пола слишком велико для работы электроприборов и отклонения стрелки вольтметра, но для того, чтобы почувствовать удар электричества, достаточен ток в 5-10 мА. В случае прикосновения к фазе через тело человека, пол и обувь протекающий через пострадавшего ток может быть таким или даже намного больше.
| Информация! Цифровой вольтметр и неоновая лампа в индикаторе при касании к фазе и полу может показать наличие напряжения. |
Для поражения электричеством ток должен протекать через тело человека, следовательно, необходима разность потенциалов.
Причиной того, почему фаза бьет током, а ноль нет, является наличие потенциала в фазном проводе по отношению к заземлению, в исправных линиях нейтраль подключена к контуру заземления и напряжение между нолём и полом отсутствует.
Ударит ли током, если взяться за ноль
Современные сети электроснабжения выполнены по схеме TN — с глухозаземлённой нейтралью. Это значит, что вторичные обмотки питающего трансформатора соединены «звездой», средняя точка которой заземлена и подключена к нейтрали.
В нормальных условиях работы потенциал на нулевой клемме равен потенциалу заземлённых конструкций, за исключением падения напряжения в нейтральном проводнике при протеканию по нему уравнительного тока, поэтому прикосновение к нейтрали должно быть безопасным, однако случаются ситуации, при которых нулевой провод бьется током.
Нулевой провод бьется током и горит индикатор
Такая ситуация возникает при различных неисправностях электропроводки или подходящих линий. При этом на нулевой провод (или тот, который электромонтёр считает таковым) попадает фазное напряжение.
Самыми распространёнными причиной того, почему на нулевом проводе появляется напряжение, являются:
- неправильное подключение электропроводки во вводном щитке (перепутаны фаза и ноль);
- обрыв нейтрали;
- нарушение изоляции.
Увидеть наличие напряжения на нейтральной клемме без индикатора или тестера невозможно, поэтому проверять, ударит ли током, если взяться за ноль голыми руками может быть опасным для жизни.
Причины появления напряжения на ноле
У явления, почему ноль бьет током, могут быть разные причины, от которых зависят действия по устранению неисправности.
Обрыв нуля
Самой распространённой причиной наличия напряжения на нулевой клемме является обрыв нейтрали. При этом через включённые в сеть электроприборы нейтральный проводник оказывается подключённым к фазному проводу. Существует два варианта этой неисправности:
- Обрыв или отгорание ноля в квартире . В этом случае необходимо отключить вводной автомат, найти обрыв и устранить его.
- Перегорание нулевой клеммы в подъезде или до ввода в частный дом. В многоквартирном доме неисправность устраняется аналогичным способом, но перед отключением вводного автомата необходимо оповестить всех соседей. При повреждении линии, питающей частный дом, нужно обратиться в электрокомпанию для отключения линии и ремонта.
На нулевой клемме может появиться напряжение так же в случае обрыва нейтрали в трёхфазной сети. При этом его величина может колебаться в диапазоне 0-220В.
| Важно! Для появления напряжения в нейтрали достаточно, чтобы в розетку был включён блок питания электронной техники или зарядное устройство мобильного телефона. |
Замыкание фазы на нуль
При повреждениях изоляции питающего кабеля возможно замыкание между собой нулевого и фазного проводников.
Это режим короткого замыкания и при этом должен отключиться автоматический выключатель, однако при большой длине проводов и, соответственно, высоком сопротивлении токопроводящих жил, сила не превышает величину уставки магнитного расцепителя автомата, особенно, если он был выбран неправильно.
В этом случае провода будут сильно нагреваться, электросчётчик начнёт учитывать электроэнергию, потраченную в замкнувших проводах, а в нулевом проводе появится фазное напряжение.
Перекос фаз
При неравномерном распределении нагрузки по фазам в нейтральном проводнике начинает протекать уравнительный ток.
В случае его значительной протяжённости и малого сечения, как бывает в старых линиях электропередач, падение напряжения в этом проводе и разности потенциалов между нулевой клеммой в розетке и заземлёнными элементами в доме и контуром заземления на подстанции может достигать 30 и более Вольт .
| Информация! Это явление усиливается в «часы пик» потребления электроэнергии. |
Перепутаны провода
Кроме неисправностей в сети напряжение на нейтрали может быт из-за ошибки монтажа электропроводки. Иногда это явление возникает при замене электросчётчика или переносе его на другое место.
Согласно ПУЭ п.6.6.28 через выключатель должен проходить фазный провод, а к светильнику подводиться ноль. В некоторых домах это правили нарушено, при этом в отключенном положении выключателя «нулевой» провод люстры будет под напряжением.
Вывод
Самой распространённой причиной того, почему ноль бьет током, является обрыв нейтрали, в этом случае на нулевой клемме появляется фазное напряжение. В некоторых случаях напряжение присутствует в фазном проводнике, который электромонтёры ошибочно принимают за нейтраль. В любом случае, проверять, бьет ли ноль током голыми руками может быть опасным для жизни.
Почему не бьёт током сидящих на проводах птиц?
Каждый взрослый человек понимает, что электричество – это не только элемент комфорта, обеспечивающий хорошее освещение и питание бытовых приборов, но и источник потенциальной опасности при неверном обращении. При поражении электрическим током импульсу достаточно миллисекунды, чтобы достичь сердца и повлиять на его работу, вызвать судороги конечностей, навредить внутренним органам или спровоцировать ожоги на коже в месте контакта. В то же время птицы во все сезоны могут беспечно сидеть на высоковольтных линиях проводов и остаются живы. В чём же секрет подобного явления? Давайте разбираться.
Прежде всего, следует сказать, что дело не в каком-то особом строении тела пернатых или электропроводимости их организмов. Данные параметры в целом сравнимы с человеческими и не играют никакой роли в контексте взаимодействия с электричеством. Вместе с тем, мы знаем, что, если за провод ЛЭП схватится человек, ущерб его здоровью будет колоссальным, вплоть до летального исхода. Оказывается, в большинстве случаев дело лишь в условиях, которые нужны птице и человеку, чтобы дотронуться до проводов!
Научная сторона вопроса
С точки зрения физики описанная нами ранее картина легко объяснима, и для этого не обязательно быть академиком: объёма знаний, полученных ещё в школе должно вполне хватить. Прежде всего, во внимание стоит принять сопровождающие обстоятельства: между столбами на улице часто протянуты провода без изоляции или с минимальным защитным слоем – так дешевле. При этом в домашних условиях даже скрытая в стенах проводка, питающая люстры и светильники, хорошо защищена. Экранирование требуется из-за самой природы электрического тока: в сущности, это поток движущихся электронов, которые направлены из одной точки в другую. При этом самым важным фактором является причина, побудившая электроны к движению – разность потенциалов. Грубо говоря, это означает, что, если в точке «В» число заряженных частиц меньше, туда устремляются носители энергии из точки «А». При этом количественное выражение этой разницы в зарядах называется электрическим напряжением.
Если очень кратко ответить на основной вопрос статьи, то формулировка будет следующей: птицы не получают электроудар, поскольку находятся в положении, при котором разность потенциалов отсутствует. Безусловно, это не означает, что протянутые над дорогой кабели и провода так же безопасны для других существ – всё зависит от того, с какими средами они контактируют при прикосновении к ЛЭП. Представим ситуацию: птица находится в полёте и направляется к проводам. Воздух является хорошим диэлектриком, а потому между ним, проводами и пернатым не возникает электрического потенциала ни при пролёте мимо, ни в момент касания.
Стоит птице сесть на провод, электрическая картина в её теле меняется, но она этого не ощущает. Находясь обеими лапками на одном проводе, она становится рядовым проводником электричества – небольшим по размеру и с малым электрическим сопротивлением. На уровне молекулярной физики в действительности на птицу оказывает влияние электрический ток, но эта величина чрезвычайно мала. Разница потенциалов возникает как раз между двумя лапками, которые касаются провода. Напряжение в линиях электрических проводов практически одинаково по длине: безусловно оно отличается на концах – на подстанции и у входа в большой распределительный щит – однако в масштабах нескольких сантиметров его можно считать неизменным. Как раз столько и составляет расстояние между лапками пернатых, сидящих на проводе.
Находящаяся на проводнике птица пропускает через себя транзитом невероятно малый ток, который к тому же полностью нейтрализуется сопротивлением тела пернатого, а потому его жизни и здоровью ничего не угрожает. Согласно классическим научным представлениям ток через животное вообще не протекает, и оно в данном случае является балластной нагрузкой на систему, однако на микромолекулярном уровне некое едва заметное движение частиц всё же присутствует. Чем больше птица по размеру, тем больше за счёт её массы не только расстояние между лапами, но и внутреннее сопротивление, так что ни воробей, ни ворон, ни орёл не пострадают от электричества, находясь в статичном положении. Опасности начинаются лишь в движении: чтобы между точками касания возник ток, необходимо прикоснуться к объектам с разным электрическим потенциалом.
Именно с увеличением размеров тела увеличивается вероятность поражения электрическим током. К примеру, это может произойти при посадке птицы на провод возле опорного столба. Если она соприкоснётся крылом с конструкцией, оснащённой заземлением, создастся смертельная разница потенциалов. То есть, теоретически такие ситуации возможны, но в реальности встречаются не так часто. Кроме того, важно помнить, что пернатые обладают чувствительностью к электромагнитным полям, которой нет у человека. Не только ребёнок, но и взрослый вполне осознанно может прикоснуться к электроприбору, выключателю или розетке, части которых оказались под напряжением, не предчувствуя беды. В свою очередь, птицы весьма избирательны в местах для отдыха и всегда выбирают провода с наименьшим напряжением в ближайшем радиусе. Специалисты утверждают, что для большинства пернатых порог «допустимых» величин начинается с 300 кВ, а на провода с напряжением более 350 кВ они вообще не садятся без крайней необходимости. Создаваемое вокруг таких проводников электрическое поле буквально отталкивает их.
Почему током бьёт человека?
Казалось бы, в похожих условиях электричество не должно угрожать и человеку, однако опасность для него всё же остаётся, и она велика. В чём различие? Ответ прост: в способе транспортировки до той самой ЛЭП. Птица может спокойно подлететь к проводу, контактируя только с воздухом перед касанием к токоведущим частям, а человеку для доступа к кабелям требуется использовать спецтехнику. Если же он десантируется с воздуха, для него контакт также будет безопасным. Например, нередки случаи, когда парашютистов сдувает в сторону линий электропередач и они зависают таким образом, что удачно касаются лишь одного провода из всех параллельных. В подобной ситуации электрической опасности для них нет – главное иметь силы и терпение дождаться спасателей.
Разумеется, человечество давно изобрело средства, с помощью которых можно работать с высоковольтными линиями, обслуживать их и монтировать. Для этого изобретено особое снаряжение, а мастера владеют специальными навыками. Чтобы оценить уровень опасности электрического тока для человека, приведём следующие данные. Наш организм более, чем на 70% состоит из воды, а она является эффективным проводником тока – это означает, что касание любой частью тела позволит импульсу мгновенно распространиться по всем конечностям и внутренним органам. Доказанная минимальная смертельная сила тока составляет всего 0,1 А, что смехотворно мало, если понимать, сколько ампер пропускают через себя бытовые приборы. К примеру, через обычную лампочку на 100 Вт проходит ток 0,5 А, то есть, в пять раз выше. Для летального исхода может быть достаточно менее секунды воздействия. В светодиодных лампочках сила тока немного меньше, но минимальное значение они точно так же многократно превосходят.
Периодически электрикам даже в бытовых условиях приходится производить работы под напряжением. Причин этому может быть много, но итог один – это опасно, а потому мастер должен предпринимать максимальные меры предосторожности, быть внимательным, работать в перчатках и при хорошем освещении. Проводку, о подключении которой к питанию неизвестно, всегда необходимо прозвонить тестером. Когда его нет, лучше вообще не начинать работы, а в аварийной ситуации необходимо уметь правильно проверять напряжение. Вместо того, чтобы дотронуться пальцами, следует легонько прикоснуться к оголённым проводам тыльной стороной руки. Если по проводу идёт ток, он спровоцирует неконтролируемое сжатие мышц: в случае проверки пальцами человек бы только крепче схватился за провод, а при умелых действиях он наоборот скорее отдёрнет руку.
Вернёмся к тому, почему птицы страдают гораздо меньше, чем человек. Одним из важнейших условий является именно тот факт, что обе лапы животного расположены на одном проводе. Вандалы и экстремалы, которые нередко хотят покорить высокие опоры ЛЭП ради металла или эффектных снимков, взбираются на конструкции, как по лестнице, размещая конечности в шахматном порядке. Когда они добираются до верхней части, то нередко инстинктивно хватаются за провода, как за поручни – правой рукой за один кабель, а левой – за другой. А это уже разные потенциалы, между которыми начинает проходить ток невероятно большой величины. Порой такое случается с уставшими птицами, имеющими значительный размах крыльев. Одновременное касание к разным потенциалам не сулит им ничего хорошего. Если мгновенная смерть не наступает, у пернатых хотя бы есть возможность раскрыть при падении крылья, однако человек лишён подобного преимущества.
Кроме того, и для птиц существуют чуть более экзотические опасности. По аналогии с тем, как детям запрещают совать в розетки вилки и гвозди, для птиц может представлять опасность любой длинный объект в клюве. При приземлении на провод с кусочком металлической фольги или даже просто влажной веткой, которые коснутся проводника раньше лап, порой возможно серьёзное поражение током. Некоторую угрозу представляют и климатические условия: к примеру, по утрам, в туман или просто очень влажную погоду воздух вокруг высоковольтных линий становится токопроводящим, ионизированным. Смертельной величиной силы тока он обычно не обладает, однако «ущипнуть» подлетевших пернатых может здорово.
Вместо заключения
Ещё с советских времён известны случаи, когда птицы страдали от электричества на, казалось бы, защищённых участках. Например, пернатые садились сверху на гирлянду керамических изоляторов, но всё равно получали смертельный удар током. Так происходило из-за того, что в подобных местах птицы чувствовали себя защищёнными и оставались отдохнуть надолго. За это время они успевали несколько раз опорожнить свой желудок, жидкость стекала по изоляторам и касалась токоведущей линии. Учитывая, что сами изоляторы закреплены к несущей конструкции через металлический подвес, ток прокладывал себе дорогу таким образом: провод–жидкость–тело птицы–подвес–металлическая опора–земля. Разность потенциалов на концах настолько велика, что шансов выжить в подобной ситуации у птиц просто не оставалось. Из-за массовой гибели пернатых специалисты начали искать эффективное решение и довольно быстро нашли его. Так появилось устройство ППЗ, «противоптичий заградитель» – набор из торчащих в разные стороны шипов, размещаемый на концах опор ЛЭП. Птицы больше не могли садиться на потенциально опасные для себя места, а потому проблема оказалась решённой. Вместе с тем, необходимость изготавливать и монтировать ППЗ на десятки тысяч опор значительно повысила эксплуатационные расходы электроэнергетической отрасли.
По статистике самой распространённой причиной поражения током среди птиц является их «груз». Неся к гнезду в своём клюве отрезки проволоки, ключи или фрагменты детских игрушек из металла, они часто становятся причиной короткого замыкания между разными проводами, что приводит не только к их гибели, но и к повреждению самих линий. С данным явлением бороться практически невозможно, поскольку оно является совершенно непредсказуемым. Отпугивать пернатых повсеместно нет никакой возможности, так что остаётся только надеяться на их сообразительность и врождённые инстинкты.
На основании сказанного выше читателям может показаться, что электричество на самом деле не так опасно, как считалось ранее. Сугубо теоретически действительно можно безопасно производить коммутацию проводов под любым напряжением, не находясь в контакте с землёй, однако на практике даже весьма опытные электрики не рискуют подключать светильник или розетку, не обесточив сеть целиком. Преимуществ у такого подхода очень мало или нет совсем, однако риск, сопряжённый с работой, чрезвычайно велик.
Как выкрутить цоколь разбившейся лампочки