А убьет человека током в металлическом шаре или нет?
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.
- Убьет ли человека током высокого напряжения и высокой силы тока?
- Проникает ли электричество внутрь шара?
- Воздействует ли на человека электромагнитное излучение протекающего электрического тока или возникает эффект "Клетки Фарадея"?
Ответы (7):
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.
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.
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-проводника
200 Ампер, думаю, хорошо прогреют вашего испытуемого посредством нагрева шара.
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-Гаусс
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.
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.
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)?