Человек внутри металлического шара. К шару снаружи, двумя проводами подключено электричество с высоким напряжением и высокой силой тока (предположим 10000 В, 200 А). Собственно вопросов несколько.
тэги:
напряжение,
опасность для здоровья,
физика,
электричество
категория:
наука и техника
ответить
в избранное
бонус
il63
[112K]
Что значит "подключено электричество с высокой силой тока (предположим 200 А)"? Этот текст не имеет физического смысла. Все равно, что спросить, сколько ампер в домашней розетке (и ведь спрашивали!). Смысл имеет только напряжение.
— 4 дня назад
il63
[112K]
Если же этот ток течет по поверхности металлического шара, то почему у металла такой высокое сопротивление?
— 4 дня назад
Руслан Кипер
[20K]
Я не очень хорошо разбираюсь в электричестве. Потому и спрашиваю. Числа я придумал с потолка, чтоб не разводить в ответах дискуссию о том, что том, что убивает сила тока, а не напряжение. О законе Ома я не думал.
— 3 дня назад
il63
[112K]
Поделить 10000 В на 200 А и получить 50 Ом можно и без калькулятора :). И такое большое сопротивление для металла сразу бросается в глаза. А jarohty написал, что сопротивление на самом деле должно быть в десятки тысяч раз меньше. Кстати, не понятно, как подается на шар напряжение. К нему привинчены (припаяны) два провода? На каком расстоянии?
— 3 дня назад
Пользователь разблокирован
[13.9K]
Я понимаю так, что вопрос не в цифрах, а в принципе. Цифрами автор сам себя запутал. Принципиально: пройдет ли через тело человека ток, если он находится внутри металлического шара, через который проходит электрический ток?
— 1 день назад
комментировать
7 ответов:
старые выше
новые выше
по рейтингу
3
jar-ohty
[89.6K]
4 дня назад
Если мы припаяем к внешней поверхности металлического шара два отвода и подведем к ним ток, то этот ток распределится по всей поверхности шара (не ошибайтесь, говоря "ток течет по кратчайшему пути", это неправильно) и создаст определенное распределение потенциалов по поверхности, причем если ток постоянный — одинаковое как внутри, так и снаружи (так что это вторая ошибка — ссылаться на "клетку Фарадея" и полагать, что шар внутри будет эквипотенциален). Так что стоящий (или лежащий) внутри шара человек будет находиться под "шаговым напряжением". Насколько оно будет опасно, зависит от реальной разности потенциалов, образовавшейся между отводами.
Такой шар, даже сделанный из тонкого металла, будет иметь очень маленькое сопротивление. Так, медная сфера диаметром 2 метра и с толщиной стенки 1 мм будет иметь сопротивление порядка десятитысячных долей ома. Чтобы создать разность потенциалов между контактами всего лишь в 1 вольт, придется пропустить ток 10000 А. Таким образом, опасность поражения электрическим током может возникнуть лишь при мегаамперных токах, и то если испытуемый будет держаться за точки питания изнутри шара (или встанет на нижнюю ногами, а в верхнюю упрется руками). Чтобы создать опасность "шагового" напряжения на длине обычного шага, ток нужно повысить еще на порядок.
Человек, находящийся внутри шара, будет подвержен воздействию электрического поля, создаваемого падением напряжения на шаре, а также магнитному полю проходящего через него тока.
в избранное
ссылка
отблагодарить
il63
[112K]
Из вопроса следует, что сопротивление металлического шара составляет 50 Ом, что невозможно. Или металл — какой-то особый сплав?
— 4 дня назад
комментировать
2
СергейНиколаев
[12.2K]
4 дня назад
Если электроустановка реализована в соответствии с правилами ПУЭ, то в доли секунды должна сработать защита электрических цепей из-за короткого замыкания на металлический корпус шара и человек возможно останется жив (хотя обгореть может на таких токах). Но если возникнет дуговой разряд, то убить им вполне возможно.
Если защита не сработала, то многое зависит от того, чем касается человек корпуса шара (если двумя ногами в обуви, то возможно попадание под шаговое напряжение, если еще и руками, то под напряжение прикосновения). В любом случае поражение скорей всего будет смертельным.
Внутрь шара электричество проникает в виде электромагнитного излучения. Эффект клетки Фарадея не возникает, так как электричество на корпусе шара прямое, а не наведённое внешним электромагнитным полем.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
2
alexm12
[150K]
4 дня назад
Согласно Кулону, внутри шара пофигу какое напряжение подведено к поверхности жара.
Ток пойдет по пути наименьшего сопротивления, а металл имеет много меньшее сопротивление чем человеческое тело.
Электромагнитное излучение от протекающего тока не образуется, разве что вторичное. Магнитное поле внутри шара будет нулевым, так как компенсируется противоположными сторонами-проводниками.
200 Ампер, думаю, хорошо прогреют вашего испытуемого посредством нагрева шара.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
1
Михаил Белодедов
[23.2K]
4 дня назад
Если Вы сумеете подвести к металлическому шару 10000 В, через него потечёт не 200 А, а гораздо больше. По сути: 1) Внутри металлического шара отсутствует электрическое поле. Конечно, если частота не слишком высокая. Это по теореме Остроградского-Гаусса. 2) Если внутри шара токи отсутствуют, то применяя теорему Стокса, нетрудно показать, что магнитное поле внутри шара также отсутствует. 3) Отсутствие электрического и магнитного полей означает отсутствие электромагнитных волн. Суммируя сказанное, можно сделать вывод, что от электромагнитных явлений смерть подопытному не грозит.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
0
АЛЕКСАНДР 71
[23.8K]
4 дня назад
В металическом шаре человека током не убьет, так как ток будет протекать через железную оболочку шара а не через тело человека. Если бы у оболочки шара было бы равное или более высокое електрическое сопротивление чем сопротивление тела человека, тогда бы через это тело проходил бы ток. Это все равно что воробей сидит на электрическом проводе но его током не бьет.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
0
alexiven
[9.4K]
4 дня назад
Нет, как бы не велико было напряжения снаружи шара, внутри шара абсолютно безопасно !
Другой вопрос, если по шару протекает большой ток, и своим нагревом разрушает его, то после разрушения шара, человек может оказаться в опасности. Опять же условия вопроса в этом отношении не очень определены.
Нет, внутри шара никаких электромагнитных воздействий на человека нет.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
0
Васькин сын
[2.5K]
4 дня назад
На мой взгляд вопрос не правильно задан или оформлен. 1) Касается ли человек шара или нет? 2) Если не касается, то на каком расстоянии от него он находится? 3) Как к металлическому шару можно поднести два электрода без короткого замыкания? 4) Если токи КЗ, то почему только 200 А (а не в десять раз больше)?
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить