Содержание
Узнаем какой ток опасен – переменный или постоянный? Результаты исследований
Напряжение 220 В «заходит» в любую современную квартиру, а далее расходится по розеткам. Следовательно, у людей в квартирах всегда есть опасность поражения током. Однако ток в розетке всегда является переменным, и его направление потока электронов меняется 100 раз в секунду, то есть меняются полюса «плюс» и «минус» местами. В большинстве случаев человека ударяет током именно переменного типа. Постоянный ток необходим для работы любых бытовых приборов в доме, и он становится постоянным после трансформации в блоке питания. Давайте разберемся, какой ток опасен – переменный или постоянный.
Результат исследований
Благодаря углубленному изучению электротравм, ученым удалось выяснить, какой ток опасен – переменный или постоянный. Ученые Академии наук Киргизии в ходе лабораторных экспериментов на собаках смогли получить новые данные о соотношении опасности постоянного и переменного тока при напряжениях 12, 36, 120 В.
Оказалось, что при стандартной ситуации, когда электроды находятся на конечностях человека, опасность поражения при напряжении 120 В постоянного тока равна опасности поражения при напряжении 42 В переменного тока. Также постоянный ток в сети с напряжением 108 В может поразить человека, равно как и ток в сети с напряжением 36 В.
Все это позволяет понять, какой ток опасен – переменный или постоянный. Оба вида могут нанести вред человеку, вот только в случае с постоянным током напряжение в сети должно быть более высоким. Следовательно, шанс получить ожог или другой урон от постоянного тока намного ниже.
Расположение электродов
Однако еще в 1903 году было установлено, что опасность в большей степени зависит от полюсов источника постоянного тока. В тех случаях, когда электрод с отрицательным полюсом подключен к верхней части тела человека, а электрод с положительным полюсом – к нижней, то опасность поражения намного выше, чем при обратном расположении. Ученый Ажибаев развил это утверждение, и его исследования на собаках подтвердили, что фибрилляция наступает раньше именно при расположении электрода с отрицательным полюсом вверху.
Впрочем, реакция у разных животных может проявляться по-разному.
В 1970-1972 гг. были проведены исследования Гудэрски, которые заключались в сравнении оценки действия постоянного тока промышленной частоты. В ходе исследования ученые плавно увеличивали напряжение от нуля, в результате тяжесть поражения животных при постоянном токе была намного ниже (в несколько раз) по сравнению с тяжестью поражения при переменном (частота при этом была равна 50-60 Гц). Это еще раз дает понять, какой ток более опасен – переменный и постоянный.
Кратковременная подача напряжения
Если подавать напряжение обоих видов токов кратковременно, то различия в эффекте будут весьма существенными. Это позволяет ученым утверждать, что мнение о меньшей опасности постоянного тока является ошибочным, по крайней мере для момента образования электрической цепи, проходящей через тело человека, то есть для момента «включения».
Судорожные реакции
Ученые Гудэрски и Тересяк предпринимали попытки объяснить разницу в действии на человека переменного и постоянного тока.
Они пришли к выводу, что последний не вызывает судорожных реакций, которые обязательно имеют место при поражении человека переменным током. Также не существует предельных значений постоянного неотпускающего тока и нет биофизических обоснований для формирования защитных мероприятий для защиты человека от поражения именно постоянным током. Впрочем, даже так называемый неотпускающий ток способен вызвать парез мышц рук.
Казалось бы, что теперь предельно ясно, какой ток опаснее. Переменный и постоянный оказывают разное вредное воздействие на человека. И хотя постоянный ток может вызвать судорогу, напряжение сети при этом должно быть настолько высоким, что обеспечить комплекс защитных мер просто невозможно. Если сила постоянного тока будет очень высокой, то есть другая опасность – отброс пострадавшего от ведущих частей, которые находятся под напряжением. Такая особенность при переменном токе наблюдается исключительно редко. В результате отброшенный может получить даже физическую травму, которая в зависимости от условий падения человека может оказаться смертельной.
Это окончательно запутывает людей и не дает возможности точно определить, какой ток опасен – переменный или постоянный.
Также стоит отметить, что при прикосновении к токоведущим частям (к примеру, на выпрямителе), где имеет место пульсирующий ток, может привести даже к судорожным реакциям, так как там есть переменная составляющая.
Переменный ток опаснее
К сожалению, ученые до сих пор не могут точно ответить, какой ток опасен – переменный или постоянный, и почему. Эта задача решена сегодня недостаточно, однако попытки ее изучить предпринимаются, ведь ликвидация данного пробела позволит более глубоко изучить биофизику электротравмы, а в дальнейшем эффективнее ее лечить, не говоря уже о возможности создания защитных мер для предотвращения удара человека постоянным током.
Впрочем, можно смело говорить о том, что при плавном росте напряжения опасность постоянного тока для человека гораздо меньше. Удар от него можно получить при напряжении в сети не менее 120 В, в то время как переменный ток способен нанести вред человеку всего лишь при напряжении в сети 42 В.
Также ученые в ходе исследований пришли к выводу, что вероятность образования опасной электрической цепи в теле человека выше при поражении переменным током.
В заключение
Теперь мы понимаем, почему и какой ток опасный – переменный или постоянный. Однако постоянный ток наносит меньший вред только в бытовых условиях (дома), а поражение человека постоянным током при очень высоком напряжении может просто сильно отбросить его, что нанесен механическую травму.
Постоянный ток в доме. Риски, которые никто не замечает / Хабр
Постоянный ток с каждым днём завоёвывает всё новые рубежи в каждом доме. К кому-то он приходит со светодиодными лентами, кому то с DIY и Arduino. Время идёт, и вот уже вчерашние любители без страха и упрёка начинают делать мощные аккумуляторные сборки и запитывать бытовую технику напрямую от солнечных панелей. За кадром остаётся главный нюанс — безопасности. Ведь токи и напряжения выросли вместе с игрушками, а о последствиях почти никто не задумывается.
..
Идёт тихая революция, которую почти никто не замечает — всё больше приборов домашнего обихода переходит на постоянный ток, и если раньше только автолюбители сталкивались с постоянным током и аккумуляторами, то теперь скорее тяжело найти дом, где нет ни одного аккумулятора. По мере проникновения постоянного тока всё больше в дома, появляются соблазны отказаться от цепей переменного тока, например в освещении, проложив чуть более толстые кабеля и ограничившись светодиодными лампами / лентой (не буду скрывать, такой соблазн был и у меня, просто я не нашёл в своё время нормальных лампочек на 12 В по хорошей цене). А на светодиодной ленте у меня вообще очень много завязано.
Видеоверсия:
Вы удивитесь от того, сколько бытовых приборов могут работать на постоянном токе.
На Хабре была шикарная статья, в которой был рассмотрен вопрос приборов и постоянного тока, но не безопасности.
Краткий список приборов
Кратко все нагревательные приборы, не заметят разницы между постоянным и переменным током.
Это ТЭН-ы нагревателей, электроплиты, утюги и прочее.
Из освещения будут работать лампы накаливания и даже светодиодные лампы с правильным источником питания.
Подавляющее большинство другой бытовой техники, с коллекторными двигателями — мясорубки, фены, пылесосы и даже стиральные машины.
А вот синхронные и асинхронные двигатели работать не будут. Это микроволновки, кондиционеры и холодильники.
Сгорят старые трансформаторные блоки питания, но новые, импульсные, установленные в большинстве современной техники, вполне выживут. Может не смогут выдавать полную мощность, но это второй вопрос.
Кажется, рукой подать до перевода всего дома на постоянный ток, ведь у нас и так уже почти всё работает через блоки питания и выпрямители.
И тут как раз самое время поговорить про опасности, которые несёт за собой постоянный ток, и о которых многие не знают или не желают даже знать.
С падением цен на солнечные панели, всё больше людей их использует как в развлекательных так и более практичных целях.
“Экономия должна быть экономной” — основной лозунг создателей DIY систем на солнечных панелях, и из цепей безжалостно выбрасываются “лишние” детали, с точки зрения создателей, и идёт экономия на материалах.
Если вы пропустили этот момент — я объясню. В стандартной схеме, солнечные панели генерируют постоянный ток, который солнечный инвертор ( не важно — микро / стринговый) преобразует в переменный и подаёт в общую сеть.
Цена солнечных инверторов довольно высока, поэтому рынок завоевали я бы сказал понижающие устройства (контроллеры), которые работают в связке солнечная панель — так называемый “солнечный инвертор” (с гордыми буквами МРРТ на коробке и без оного в середине) — аккумулятор и всё это без перехода на переменный ток. К этому контроллеру можно подключить преобразователь напряжения с 12/24/48 В в привычные 220В, по желанию, или довольствуются подключением телефонов, светодиодов и прочих маломощных устройств на постоянном токе.
Схема очень простая, но все недо-инверторы, имеют сильные ограничения по напряжению / токам, и так просто к ним ничего интересного и мощного не подключить из нагрузок.
Максимальную мощность с панелей они и так не умели снимать, поэтому любители просто выкидывают их из цепи, как и аккумуляторы.
Конечный результат — присоединение напрямую к солнечным панелям одного из устройств, способного работать на постоянном токе. В основном сейчас это ТЭН-ы отопления, электроплиты и т.д. Проблема приобретает массовый характер, и такие решения уже вовсю продаются.
Вот тут мы подошли к главному моменту — вместо игрушечного блока питания, при присоединении которого у нас иногда проскакивала искорка, ну или шёл дымок при неправильном присоединении, в руки DIY масс попали источники постоянного тока, способные выдавать 10, а теперь уже и 17 А. Из них смело собираются комплекты на 50 — 230 В и подключаются в отдельную систему, общей мощностью от 500 Вт до 2+кВт.
По своему профилю, мне пришлось познакомиться с постоянным током несколько ближе, чем многим другим, и мне есть что сказать.
Для коммутации цепей постоянного тока подавляющее большинство использует всё те же выключатели или пакетники.
Когда лет 7 назад, я хотел перевести своё освещение на постоянный ток, я тоже про это не думал.
А задуматься нужно — при коммутации постоянного тока возникает дуговой разряд, который не гаснет каждые пол периода, как в переменном токе. Остановить его может только достаточно большой зазор между контактами. Но даже обеспечив зазор, мы получим временное решение, которое выйдет из строя на порядок раньше, т.к. полностью избавиться от дуги нельзя.
Есть альтернативы, и в целом те кто обожглись, переходят на следующий уровень коммутации — с помощью специализированных переключателей.
или твердотельных реле.
Твердотельные реле не обеспечивают безопасность, а спец. переключатели несколько неудобны для бытового применения и всё равно имеют ограниченный ресурс. Даже поборов этот этап, мы снимаем только часть проблемы.
Электрическая дуга в кабелях переменного тока, в домашнем обиходе — довольно редкое явление. Нужно постараться, чтоб фазу закоротило на ноль или землю.
Да и при закорачивании на землю у нас сразу сработает УЗО, а при закорачивании на ноль, сработает автомат. Для борьбы с дугой переменного тока при плохом контакте, тоже есть методы борьбы, обкатанные временем и приборы защиты от дугового пробоя довольно дёшевы и продаются в каждом магазине электротоваров.
В постоянном токе, любое нарушение контакта сразу превращается в дугу, и гаснет она очень не скоро. Начали появляться методы, способные детектировать дугу в линиях длиной до 200 м. Но детекция не стопроцентная, и в жилом доме может вообще не заработать, или давать постоянные ложные срабатывания из-за наличия различных типов потребителей.
Но сейчас вообще никто не ставит как эти детекторы в домашнюю цепь, как и многие не понимают азов источников тока, в т.ч. солнечных панелей, защищая линию простым автоматом.
Не поняли? Попробую объяснить. У вас есть стабильный источник тока, на 20 А (солнечные панели). Вы поставили предохранители на 25 А, и пакетник, на 25 А.
У вас возникло короткое замыкание. Вы думаете у вас сработает автомат, или сгорит предохранитель? Нет, у вас сгорит дом.
Я уже описывал ошибки в монтаже СЭС, и там такое не редкость.
Приводятся данные, что постоянный ток не так опасен для жизни, как переменный, особенно при напряжении до 500 В.
Возможно.
Но проблема в том, что подавляющее большинство переделок на постоянный ток, вообще не предусматривает кабеля заземления. Всё идёт по двухпроводной системе. Уже есть УЗО и для постоянного тока, но кто ж его ставит-то.
И большинство поделок направленно именно на подогрев воды, где поражение электрическим током может иметь самые печальные последствия.
Прошу понять — постоянный ток, даже меньшего напряжения, не прощает ошибок.
Есть готовые решения, проверенные временем. Поставьте нормальный инвертор, и работайте с переменным током, для которого в доме уже есть обычно защита. Вы оцениваете свою жизнь или имущество в 500$?
Дешёвые контроллеры не могут снимать максимальную мощность с солнечных панелей, и вы теряете 15-20% только на этом.
При прямом подключении, потери увеличиваются ещё больше, у вас простая резистивная нагрузка. Только на снятии максимальной мощности с солнечных панелей, вы на протяжении 10 лет окупите правильный инвертор. И не забываем, что с нормальным инвертором вы получите универсальность — и сможете запитать абсолютно все приборы, которые есть в доме, а не отдельные экземпляры.
Это только верхушка айсберга. И сколько в себе таят опасностей самодельные аккумуляторные сборки, различные попытки отделить от массива солнечных панелей небольшую часть, для запитывания других устройств, можно только догадываться.
Многие могут возразить — вон сколько роликов в интернете, где это работает. Это типичная ошибка выжившего. Очень многие, у кого эксперимент прошёл не успешно, не смогут про это написать.
Цените свою жизнь, электрика не прощает ошибок.
На правах рекламы — добро пожаловать на форум, посвященный солнечной энергетике. Визуалов прошу подписываться на канал.
Почему переменный ток опаснее постоянного?
Ответить
Проверено
192,6 тыс.
+ просмотров
Подсказка: Существует два типа тока — переменный ток и постоянный ток. Переменный ток периодически меняет свою величину и направление, в то время как постоянный ток имеет фиксированную величину и направление. Переменный ток более опасен, чем постоянный, по нескольким причинам. Частота, а также среднеквадратичное значение переменного тока могут быть очень вредными.
Полный ответ:
Переменный или переменный ток – это ток, который периодически меняет свою величину и направление во времени. В то время как постоянный ток или постоянный ток — это ток, который имеет величину и течет только в одном направлении.
Переменный ток считается более опасным, чем постоянный ток, потому что среднеквадратичное значение переменного тока намного больше, чем его первоначальное значение. Кроме того, переменный ток может оказывать прямое воздействие на наше сердце.
Нашим сердцем движет электрический импульс; высокая электрическая частота переменного тока может влиять на частоту сердечных сокращений и может привести к сердечному приступу.
Когда мы вступаем в контакт с переменным током, это может вызвать сокращение наших мышц и потоотделение, из-за которого снижается сопротивление нашей кожи. Из-за снижения сопротивления в наше тело будет поступать больший ток, что приведет к смерти.
Таким образом, переменный ток более опасен, чем постоянный ток, поскольку его амплитуда больше, чем среднеквадратичное значение; это напрямую влияет на наше сердце, поскольку частота переменного тока взаимодействует с частотой электрических импульсов сердца. Переменный ток снижает сопротивление нашей кожи, из-за чего большой ток может проникнуть в наше тело.
Примечание:
В качестве среднего значения принимается среднеквадратичное значение переменного тока. Переменный ток обычно изменяется по синусоидальной функции. Число колебаний, совершаемых в единицу времени, называется частотой. Человеческое тело действует как проводник электричества, из-за чего как переменный, так и постоянный ток могут вызвать немедленную смерть.
Недавно обновленные страницы
Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG
Биоинсектициды саламин были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG
Какое из следующих утверждений, касающихся Baculovirusses, NEET_UG
. Какое из следующих утверждений, касающихся Baculoviruses, NEET_UG
. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG
Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG
Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG
Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG
Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG
12 класс биологии NEET_UG
Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG
Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG
Иммобилизация ферментов – это Превращение активного фермента класса 12 биологии NEET_UG
Актуальные сомнения
электричество — Чем опасно высокое напряжение?
Как отметил @David White, при низком напряжении импеданс кожи тела в сухом состоянии очень высок.
Следовательно, независимо от того, какой ток поступает от источника напряжения, через тело будет протекать лишь небольшое количество тока из-за его высокого импеданса кожи в соответствии с законом Ома. Таким образом, 12-вольтовая свинцово-кислотная батарея с большим количеством ампер не вызовет поражения электрическим током. (Конечно, это может вызвать ожоги, если он соприкоснется с металлом при контакте с кожей).
Национальный электротехнический кодекс (NEC) обычно считает, что среднеквадратичное значение переменного напряжения 60 Гц, которое составляет менее 30 В среднеквадратичного значения на выходе изолирующего трансформатора, представляет собой низкий риск поражения электрическим током в условиях сухого контакта. По этой причине цепи, подключенные ко вторичной обмотке понижающего разделительного трансформатора с выходным напряжением менее 30 В (среднеквадратичное значение), обычно считаются малоопасными для поражения электрическим током. Эти трансформаторы, если они также соответствуют предельным значениям выходного тока/мощности из соображений пожарной безопасности, иногда называют трансформаторами класса 2 NEC.
При повышении напряжения или намокании кожи сопротивление кожи падает. Теперь ограничивающим фактором является то, какой ток доступен от источника напряжения. Это будет зависеть от импеданса источника. Для переменного тока с частотой среднеквадратичного значения 60 Гц порог реакции вздрагивания обычно считается находящимся в диапазоне 0,5–5,0 мА. GFCI рассчитаны на срабатывание при номинальном токе 5 мА. От 5-10 мА невозможность отпустить становится возможной, в зависимости от того, ребенок это или взрослый. Когда ток через тело превышает 10-20 мА, возрастает риск фибрилляции желудочков, а при очень высоких токах — остановки сердца.
Есть много других факторов, влияющих на риск поражения электрическим током, слишком много, чтобы вдаваться в них здесь. Например, на более высоких частотах импеданс кожи также падает (из-за ее емкости). С другой стороны, при более высоких частотах для получения того же физиологического эффекта требуется более высокий ток.
Различные стандарты безопасности в США и других странах публикуют ограничения по напряжению и току для снижения риска поражения электрическим током.
С ними следует консультироваться.
ПРИЛОЖЕНИЕ:
Относительно вашего следующего заявления:
высокое напряжение низкого напряжения преобразуется в низкое напряжение высокого напряжения с помощью понижающего трансформатора для более безопасного использования в домах
Если вы говорите о высоком напряжении за пределами напряжение в доме понижено до 120/240 В переменного тока с помощью трансформатора, установленного на столбе или под землей, выходное напряжение этих трансформаторов представляет опасность поражения электрическим током.
Если, с другой стороны, вы говорите о понижающих трансформаторах, которые понижают напряжение со 120 В переменного тока до 30 В переменного тока или меньше, например, трансформаторы, используемые в электронном оборудовании, или трансформаторы звонка, используемые в стенах для питания дверных звонков, как я описал выше, то эти трансформаторы действительно снижают риск поражения электрическим током, поскольку импеданс тела очень высок при низком напряжении.