流入大地的电流最终去哪了「人为何会触电电流经过人体流入大地流入大地中的电又去哪了」

当高压电线断裂掉落在地上的时候,会在落点附近形成一个危险区域,致使进入这个危险区域的人发生触电。

同样的,当我们赤脚站在大地上,去触摸一个漏电设备,同样也会发生触电。触电会给人的身体带来不同程度的伤害,严重者甚至会危及生命,那么人到底为何会触电呢?触电是因为有电流经过我们的身体,而电流之所以会流经我们的身体,是因为我们成为了电流回路中的一部分。

举个例子,如果我们将一个电源与一个灯泡用导线进行串联,那么灯泡则会被点亮,原因就是电流从电源的正极流出,途径灯泡,再从负极流入,这样就形成了一个回路。如果我们现在在这个回路中加入一个人,也就是电源连接灯泡,再连接人,再连接电源负极,这样这个人就成为了这个回路的一部分,电流从人体经过,则会导致触电的发生。

明白了触电的基本原理,我们就可以来说说为什么赤脚站在地上触摸漏电设备,会导致触电的发生。

在实际的TN或TT供电方式中,会涉及到变压器以及三项设备,这会使问题变得有些复杂,不利于没有电学基础的人理解,所以我们要将其简化一下,用电源来代替供电系统中的变压器,也不考虑其它设备。于是这个供电系统就变为了这样一种形式,电源的一端通过导线连接用户的用电器,另一端则与大地相连,在实际的供电系统中,这被称之为中性点接地。

当用电器发生漏电,而我们又触摸了这个用电器,那么我们就成为了整个电流回路中的一部分。在这个电流回路中,除了我们之外,还有一个重要的参与者,就是大地。

大地是良导体,所以它完全可以成为电流回路的一个重要组成部分。

电流从电源的正极出发,经过用电器流入我们的身体,然后又经过我们的身体流入大地,之后又通过与大地相连的另一根导线流回电源的负极。至此,我们一下子就弄明白了两个问题,其一,赤脚站在地上之所以会触电,是因为人体成为了电源回路的一部分。

其二,进入大地的电流并没有被大地所吃掉,而是通过大地又流回了电源之中,在实际的供电系统中就是通过大地流回了变压器。如果回路没有形成,那么人自然也就不会发生触电,比如人并没有直接赤脚站在大地上,而是穿了双绝缘的鞋子,那么触电则不会发生。如果在这个触电系统中,没有用电器和人的参与,而是火线直接接地,那么则会发生短路。

如此看来,我们所使用的供电系统似乎很是危险,因为一旦发生漏电,则可能导致触电的发生。

别急,正是因为存在着这种隐患,所以才设计了“保护零线”,也就是我们常说的地线。有了地线,微弱的漏电就会通过地线流回变压器,避免触电的发生。那么,除了我们日常所使用的这种供电方式之外,还有没有什么其它不会发生触电的供电方式呢?有的,就是IT供电系统。

TN和TT供电系统之所以会导致触电,是因为形成了回路,而形成回路的一个重点就是变压器中性点接地。而IT供电系统的变压器中性点不接地,在这样的情况下,电流无法通过大地流回变压器,也就无法形成回路,自然也就不会发生触电。IT供电系统的电流不会通过大地形成回路流回变压器,那么在这样的供电系统中,如果电流流入大地又去哪里了呢?

大地是良导体,但是大地太大了,所以当变压器的中性点不接地的时候,进入大地的电流就不能够形成回路流回变压器,此时大地就变为了一个巨大的电阻。

而这个电阻太大了,相比之下,人类的发电量太过有限了,所以对于我们而言,这个电阻可以吸收无穷无尽的电流,不要说我们发出的这点电,就算是密集的雷电轰击大地,对于大地来说也就是个甜点,毫无困难地吃下。既然IT供电系统不会发生触电,为什么不使用这种系统来进行日常供电呢?这个问题不是一两句能说清楚的,简单来讲就是因为电容效应,所以这种供电系统只能适用于小范围供电,否则则会出现安全隐患。所以IT供电系统一般仅用于不能停电的场所,比如手术室。

流入大地的电流最终去哪了「人为何会触电电流经过人体流入大地流入大地中的电又去哪了」

人为什么会触电?

由于人的身体能传电,大地也能传电,如果人的身体碰到带电的物体,电流就会通过人体传入大地,于是就引起触电。但是,如果人的身体不与大地相连(如穿了绝缘胶鞋或站在干燥的木凳上),电流就不成回路,人就不会触电,正如自来水一样,关了水龙头,水就无法流通。 人触电死亡的原因是:当通过人体的电流超过人能忍受的安全数值时,肺便停止呼吸,心肌失去收缩跳动的功能,导致心脏的心室颤动,“血泵”不起作用,全身血液循环停止。血液循环停止之后,引起胞组织缺氧,在 10 ~ 15 秒种内,人便失去知觉;再过几分钟,人的神经细胞开始麻痹,继而死亡。 人触电伤害程度的轻重,与通过人体的电流大小、电压高低、电阻大小、时间长短,电流途经、人的体质状况等有直接关系。 与电流大小的关系:当通过人体的电流为 1 毫安(即千分之一安培)时,人有针刺感觉; 10 毫安时,人感到不能忍受; 20 毫安时,人的肌肉收缩,长久通电会引起死亡; 50 毫安以上时,即使通电时间很短,也有生命危险。 与电压高低的关系:电压越高越危险。我国规定 36 伏及以下的安全电压。超过 36 伏,就有触电死亡的危险。 与电阻大小的关系:电阻越大,电流越难以通过。一般人体的电阻约为 10000 欧姆左右,但如果在出汗或手脚湿水时,人体电阻可能降到 400 欧姆左右,此时触电就很危险。如果赤脚站在稻田或水中,电阻就很小,一旦触电,便会死亡。 与时间长短的关系:触电时间越长,危险性越大。因为触电者无法摆脱电源时,肌肉收缩能力会很快下降,进而心力衰竭,窒息,昏迷休克,乃至死亡。

流入大地的电流最终去哪了「人为何会触电电流经过人体流入大地流入大地中的电又去哪了」

网友问:漏电时流入大地的电流去哪儿了?

相对于人类的用电量来说,地球本身就等效于一个电容量无穷大的电容,电流的本质是电荷的定向移动,电流流入大地,这部分电能最终将以热能的方式消散在大地中。

在生活中,有时候我们会遇到电器漏电的情况,如果电器接了地线,那么漏掉的电将沿着地线传导到大地中去,从而避免了伤人事故;或者室外的高压线掉落下来,也将导致电流流入大地中,并在落地点形成危险范围。

那么可能有人会有疑问了,流入大地的电流,最终都去了哪里?电能最终变成了什么?

这里我们不得不提到一个概念——接地电阻,接地电阻指的是电流通过接地装置流入大地,再经过大地流向另一端接地或者向远处扩散时遇到的电阻。如果你深刻理解了接地电阻的概念,那么你就能明白流入大地的电流去哪了。

大地是一个良导体,由于体积巨大,使得大地成为一个巨大的等势体,也可以看成一个巨大的电容,电流流入大地,其实就是电荷流入这个巨大的电容,理论上会导致大地的电势发生变化,实际上人类的用电量相对于大地的电容量来说微乎其微,所以电势基本保持不变。

在人类的电力系统中,对于三相四线制的系统,发电端和变压器二次侧的零线都是接地的,这是为了防止三相负荷不平衡导致中性点电压波动。

当用户侧任何一相漏电时,就有电流从这相流入大地,从而导致零线电压波动,此时只要零线在变压器处接地可靠,就会有电流从大地流入变压器处的零线,以此补偿掉零线的电压,本质上可以看成,电流流入大地后又回到了变压器端。

如果用户侧离变压器足够远,实际上漏掉的电流和流入零线的电流无法形成一个回路,此时漏掉的电在大地中消散掉,最终转化为大地的热能,而变压器处流入零线的电流,其实是大地这个巨大电容起了作用。

更形象地,我们可以把用电系统中的电流理解为地球表面的河流,大地这个电容就好比海洋,电流流入大地,就好比河水流入海洋,根本不会引起海平面的明显上升,而人类的发电厂,就好比把海洋中的水蒸发到高空处,高空处水蒸气落下来又汇集到河流中。

本质上看,流入海洋的河水,最终又会蒸发到高空形成水蒸气,形成一个循环,但这次循环的水,也许已经不是上次循环的那些水了,人类电力系统中的电流流入大地也是同样的道理。

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