Какой ток опаснее — постоянный или переменный для жизни человека

Трудно даже представить жизнь современного человека без электричества. Но, пользуясь эти достижением прогресса человечества, никогда не стоит забывать о том, что электрический ток — не только верный друг и помощник. При безалаберном отношении к соблюдению элементарных требований безопасности, при нарушении установленных правил монтажа и эксплуатации приборов, он способен превратиться в страшного врага. И ему ничего не стоит в доли секунды лишить человека здоровья или даже жизни.

Какой ток опаснее постоянный или переменный

К сожалению, немало людей даже не читают те разделы инструкций к приобретённым электроприборам, которые посвящены проблемам безопасности. По всей видимости, они не осознают в полной мере, какие последствия могут случиться из-за пренебрежения этими рекомендациями. Поэтому эта публикация будет отличаться от остальных. В ней, вместо практических вопросов, попробуем разъяснить читателю, что электричество легкомысленности не прощает. Разберем, какие угрозы таит вообще любой электрический ток. Постараемся ответить на часто задаваемый вопрос – какой ток опаснее постоянный или переменный.

Опасность электрического тока для человека

В статьях нашего портала, посвященных электрохозяйству – системам проводки доме или квартире, осветительным приборам, бытовой технике и электроинструментам всегда отводится должное внимание обеспечению безопасности. Это касается и монтажных работ, и эксплуатации. Специальные публикации подробно рассказывают о системах защиты – заземлении в частном доме, автоматических выключателях, дифференциальных автоматах и УЗО. Особое внимание уделено правильности организации домашней или квартирной электрической сети.

Монтаж электропроводки в доме не терпит упрощений и безалаберности!

Здесь должно действовать жёсткое правило: нет уверенности в своих возможностях – не принимайся за работу, зови специалиста. А если уж взялся делать сам, то строго соблюдай все до мелочей требования монтажа электрической проводки в доме – об этом рассказывает специальная статья портала. Свои особенности всегда имеет и прокладка электропроводки в деревянном доме.

Не следует относиться к рекомендациям по безопасности, как каким-то навязчивым нравоучениям. Электричество не прощает ошибок и небрежности. Его основная опасность в том, что угроза здоровью и жизни человека вообще может себя никак не проявлять.

Органы чувств предупреждают нас о многих видах опасностей. Можно увидеть приближающуюся угрозу, услышать ее, почувствовать запах газа или горения, ощутить кожей повышение температуры и т.п. Электричество же не имеет ни цвета, ни запаха, разит молниеносно, часто не давая ни доли секунды на ответную реакцию. Причем, даже те объекты (домашняя бытовая техника, приборы, сантехническое оборудование, инструменты, предметы обстановки т.п.) которые, казалось бы, никогда не представляли никакой угрозы, могут внезапно стать потенциально опасными.

Еще одна важнейшая опасность электричества – при его воздействии поражаются не только участки непосредственного контакта, но и системы и органы, находящиеся на пути прохождения тока через тело человека. Но и это не всё. Воздействие электричеством вызывает рефлекторные реакции, судорожные сокращения мышечных тканей, приводит к глубоким поражениям нервной системы и другим необратимым последствиям.

Ознакомьтесь с инструкцией, как измерить силу тока мультиметром, из нашей новой статьи на нашем портале.

Для начала рассмотрим, в каких условиях человек может быть поражен электрическим током.

Как человек может стать «звеном» электрической цепи?

Возможные случаи поражения током

Для того чтобы человек получил поражение током, он должен стать одним из звеньев электрической цепи, то есть через его тело должен пройти ток. Предпосылок к этому – немало.

• Самые распространенные случаи – касание предметов, находящихся под напряжением. Это могут быть оголенная проводка, неисправные, с разбитым или отсутствующим корпусом розетки, выключатели или иные приборы. Напряжение может присутствовать на металлическом корпусе прибора или инструмента, если нарушилась внутренняя изоляция, а объект не имеет заземления. В этом случае цепь может замкнуться через пол. Но особую опасность представляют одновременные касания заземленных предметов, например, труб или радиаторов отопления, водопровода, сантехнических приборов.

• Она из коварных особенностей электричества – это способность поражать даже без непосредственного контакта с токопроводящими предметами. При определенных условиях достаточно будет недопустимо близкого сближения с проводами, шинами, мощными установками, чтобы возникла электрическая дуга. Вероятность ее образования особенно возрастает при повышенной влажности.

• Еще одну серьезную опасность представляют обрывы линий электропередач от 0,38 кВт и выше, лежащие на земле. В радиусе до 10 метров от точки касания провода с грунтом создается опасная зона. По сути, земля становится проводником электрического тока. Но в связи с ее высоким сопротивлением, потенциал уменьшается от центра к периферии. В чем же опасность? Дело в том, что у перемещающегося по этой зоне человека под разными ногами может оказаться и весьма значительная разность потенциалов. А это уже – напряжение, то есть необходимое условие для протекания электрического тока. И чем шире шаг, тем напряжение (а отсюда – и сила тока) может быть больше. Это явление называется шаговым напряжением, которое может оказаться чрезвычайно опасным.

Как правильно выбираться из опасной зоны, где возможен эффект шагового напряжения

Безусловно, всегда стоит избегать приближения к замеченным лежащим на земле проводам. Но если уж угораздило попасть в такую зону, то следует знать, как максимально безопасно из нее выбираться. Ни в коем случае нельзя пытаться ускорить выход за счет широких шагов – так опасность поражения многократно возрастает. Выходить необходимо «гусиными шагами», перемещая ногу вперед без отрыва от земли и ставя ее пятку к носку другой. И так далее – до полного выхода из зоны, хотя бы на 10 метров от центра.

Пути прохождения электрического тока через тело человека

Степень опасности, глубины и необратимости поражения во многом зависит от пути, которым пойдет ток через человеческое тело. Особо тяжкие последствия могут наступить, если в эту «петлю» попадают наиболее уязвимые и жизненно важные органы – сердце, центральная нервная система, спинной мозг, легкие. Но это вовсе не означает, что если ток пошел по иному пути, то последствий может не быть. Выше уже упоминалось, что воздействие электричества приводит к непредсказуемым рефлекторным реакциям организма. И вероятность смертельного поражения хоть и становится ниже, но не исчезает полностью.

Путей прохождение тока через организм человека может быть очень много. Из их числа называют наиболее вероятными пятнадцать. Но и из этого количества можно выделить несколько случаев, которые на практике встречаются особенно часто.

Иллюстрация	Путь прохождения тока и его особенности
	Рука — рука. Статистика показывает, что до 40% всех поражений проходит именно по этой петле. Путь опасен тем, что проходит через верхнюю область грудной клетки, и до 3,3% тока может идти через сердце. Если рассматривать привычное бытовое напряжение в 220 вольт, то доля терявших сознание при таком поражении доходит до 83%.
	Правая рука — ноги. Петля через ноги всегда опасная, так как проходит через жизненно важные органы, в том числе через сердце, легкие и периферическую нервную систему спинного мозга. Это – явные последствия работы на токопроводящем полу в обуви с недиэлектрическими подошвами. Статистическая частота – до 20% от общего количества случаев. Доля тока, проходящего через сердце – до 6,7%. Потеря сознания – у 87% пораженных.
	Левая рука — ноги. Аналогично предыдущему варианту, но статистическая частота случаев несколько меньше (17%), наверное, просто из-за того, что преобладают люди-правши. Доля тока, проходящего через сердечную мышцу – до 3,7%. Порядка 80% случаев сопровождалось потерей сознания.
	Нога — нога. Типичный пример поражения в зоне шагового напряжения, о чем говорилось выше. На такой тип поражения приходится до 6% всех зарегистрированных случаев. Казалось бы, жизненно важные органы не затрагиваются – через сердце при такой петле может пройти не более 0,4% тока. Однако, до 15% случаев поражений заканчиваются потере сознания. Опасность кроется в рефлекторном сокращении мышц – у человека в зоне поражения могут буквально просто подкоситься ноги.
	Голова — ноги . Нечастый (порядка 5% от общего количества поражений), но чрезвычайно опасный путь прохождения тока через тело. В зоне поражения оказывается головной мозг, позвоночник, все органы грудной клетки и брюшной полости. Доля тока, приходящееся на сердце – 6,8%. До 88% случаев оканчиваются потерей сознания и срочной необходимостью реанимационных действий. Важный аргумент в пользу того, что электромонтажные работы под напряжением следует проводить с закрытой головой.
	Голова — руки. Эта петля даже опаснее предыдущей. На долю сердечной мышцы выпадает до 7% проходящего через тело тока. Потеря сознания фиксировалась в 92% случаях такого поражения. Статистически частота возникновения подобной петли – до 4% от общего количества.
	На оставшиеся возможные пути прохождения тока приходится порядка 8% случаев. Чаще всего они связаны со случайными прикосновения к предметам или приборам под напряжением незакрытыми участками тела – плечом, бедром, локтем и т.п. Степень опасности определить сложно, так как она зависит от конкретного участка контакта. Но даже если она и ниже, чем в описанных выше петлях, то это не значит, что можно к такой вероятности поражения относиться с пренебрежением. В медицинской практике зарегистрированы случаи летальных исходов даже при прохождении тока от пальца к пальцу на одной руке.

Как видно, большинство из представленных случаев легко представляются возможными в бытовых условиях. Так что следует соблюдать осторожность самому, научить правилам безопасности всех своих домочадцев, в особенности – детей. И никогда не пренебрегать требованиями организации заземляющего контура, в особенности если речь идет о собственном загородном доме. Не следует жалеть денег на надёжные средства защиты от поражения электрическим током от стационарных бытовых приборов – устанавливать УЗО или дифференциальные автоматы.

В качестве интересного примера предлагаем посмотреть книгу, выпущенную еще в начале 30-х годов прошлого века в Германии. Зная техническую «неподкованность» тогдашних обывателей, авторы постарались максимально наглядно показать опасность электрического тока, продемонстрировать возможные случаи поражения в самых элементарных бытовых условиях. И несмотря на то что многие приборы, изображённые в этой книге, сейчас выглядят анахронизмом, большинство иллюстраций вовсе не потеряло своей актуальности и в наше время.

Впечатляет? Наверное, будет нелишним познакомить с этими картинками и своих домашних. Нередко информация, изложенная в подобном виде, воспринимается лучше, чем докучливые поучения.

Разновидности электрических травм

Электрический ток, проходя через тело человека, способен оказывать целый ряд негативных воздействий, угрожающих здоровью и жизни. К таковым относят термическое, электролитическое, биологическое и световое.

Просто из этических соображений не станем размещать в данной публикации фотографии последствий поражений электричеством – это жуткое зрелище. Любой желающий сможет без труда их найти в интернете.

• Местные электротравмы обычно обусловлены термическим действием и чаще всего проявляются в виде ожогов различной степени. В большинстве случаев это не приводит к летальному исходу, но если ожог обширный, отнесен к III или IV степени, то велика вероятность и необратимых последствий.

Воздействие тока нередко оставляет на коже электрические знаки – в точках входа и выхода в виде пятен или омертвелых кожных отвердений по типу мозоли. Случается, что такие знаки сопровождаются и металлизацией кожи – при попадании на нее брызг расплавленного электрической дугой металла.

• Электролитическое действие заключается в резко нарушении сбалансированного химико-биологического состава жизненно важных жидкостей. Это прежде всего касается крови, но может отразиться и на лимфе и спинномозговой жидкости. Последствия бывают очень печальные, причем проявляться во всей своей тяжести они могут даже спустя некоторое время после получения травмы, переходить в хроническую стадию.
• Электрическая дуга, даже если не было прямого поражения током через кожу, способна своей ультрафиолетовой составляющей вызвать ожоги роговицы глаза, воспаление слизистых оболочек, поражения век, слезных желез. Это последствия электроофтальмии (так правильно называется подобное воздействие), хоть и не относятся к смертельно опасным, способны надолго испортить человеку жизнь, привести к стойким, длительным или даже безвозвратным ухудшениям зрения. Типичный пример – ожоги глаз при выполнении сварочных работ без средств защиты.
• Самыми опасными для здоровья и жизни человека являются биологические воздействия электрического тока. Такие поражения чаще называть электрическими ударами. Они сопровождаются судорожными неконтролируемыми сокращениями мышечных тканей или, наоборот, параличом отдельных групп мышц.

Электрические удары подразделяют на четыре группы по степени тяжести их последствий:

— Первая группа – удар сопровождается ощутимыми судорожными мышечными сокращениями, но человек не сознание не теряет.

— Вторая группа – судорожные сокращения сопровождаются резкими болевыми ощущениями, но без потери сознания.

— Третья группа – потеря сознания, но без катастрофических нарушений функции сердца и органов дыхания.

— Четвертая группа – полная потеря сознания с явными нарушениями сердечной и (или) дыхательной деятельности.

— Пятая группа – электрические удары, вызывающие клиническую смерть, то есть полную остановку сердца или полный паралич мышц грудной клетки, делающий невозможным дыхание.

Особая опасность электрических ударов связана с возможным вызовом фибрилляции сердца. Под этим термином понимают непроизвольное хаотичное сокращение мышечных волокон миокарда с большой частотой. Это резко нарушает нормальный режим работы сердца, приводит к утрате им своих перекачивающих возможностей, откуда недалеко до полной остановки (сердце перестает питать кровью себя) или до глубоких нарушений работы всего организма, в том числе – центральной нервной системы.

Электрические удары часто сопровождаются и сильными механическими повреждениями. Судорожные сокращения мышц могут закончиться разрывом тканей и кровеносных сосудов, вывихами суставов и даже переломами костей. Естественно, все это часто приводит к болевым шокам, еще больше усугубляющим состояние пораженного током человека.

От чего зависит тяжесть последствий поражения электрическим током

Степень поражения человека электрическим током зависит от множества факторов. Один уже был упомянут выше – это путь протекания тока через тело. К остальным можно отнести следующее:

• силу тока и величину напряжения;
• сопротивление человеческого тела;
• тип тока и его частоту;
• продолжительность воздействия;
• индивидуальные особенности пораженного.

Сила тока и напряжение

Если быть точнее, то решающим фактором является все же сила тока. Напряжение играет больше опосредованную роль, влияющую именно на силу тока в конкретных условиях. Так, в медицинской практике немало примеров смертельных исходов при, казалось бы, «смешном» напряжении в 12 вольт, и случаев благополучного возвращения к жизни человека, перенесшего воздействие в несколько киловольт.

А вот сила тока действительно напрямую влияет и на восприятие человеком, и на степень поражения. По этим параметрам его разделяют на ощутимый ток, неотпускающий (притягивающий) и фибриляционный.

• Граница с которой начинаются неприятные ощущения от воздействия тока, но пока не приводящие к травмам — 0,8÷1,2 мА (обратите внимание – именно миллиампер). Для постоянного тока этот порог существенно выше — 5÷ 7 мА.
• Неотпускающий (притягивающий) пороговый ток, когда человеку становится трудно, а то и вовсе невозможно самостоятельно освободиться от проводника (токоведущих деталей), вызывающего поражение — 10÷15 мА. Для постоянного тока этот порог составляет 50÷80 мА.
• Фибриляционный порог – это значение силы тока, которое способно спровоцировать фибрилляцию сердца и его последующую остановку. Таким образом, его можно рассматривать уже как смертельно опасный для человека. Для переменного тока (при обычной частоте в 50 Гц) этот порог обозначен в 100 мА, для постоянного – 300 мА.

Отчасти этим подразделом мы уже начали отвечать на вопрос: какой ток опаснее — постоянный или переменный.

Длительность поражающего воздействия

Вполне понятно, что чем дольше человек находится под воздействием электрического тока, тем обширнее и глубже полученные поражения. Есть и еще один очень важный фактор, напрямую влияющий на тяжесть электрического удара.

Дело в том, что если рассматривать цикл сердечных сокращений, то в фазе относительного покоя сердца, на переходе от систолы к диастоле, есть небольшой период (на схеме он обозначен буквой Т) продолжительностью около 0,2 секунды. Если поражение током произойдет именно в этот период, то вероятность возникновения эффекта фибрилляции стремится к 100%. За пределами этого временного отрезка риск резко падает практически впятеро.

Именно поэтому столь важное значение имеют исправность защитных систем отключения (УЗО или дифференциальных автоматов) и скорость из срабатывания. Современные приборы такого типа при опасных токах утечки (обычно  для жилых комнат это 30 мА, для влажных помещений и детских – 10 мА) могут срабатывать буквально в течение 0,2 секунды, и чем больше ток утечки, тем выше и скорость. То есть вероятность получить электрический удар, приводящий к остановке сердца или тяжелым травмам, сводится к минимуму.

Сопротивление человеческого тела

Элементарные законы физики дают четкое представление – чем выше сопротивление электрической цепи, тем меньше сила тока при равных значениях напряжения на входе и выходе. Это в полной мере относится и к человеческому телу.

Его суммарное сопротивление – достаточно велико, и может доходить до 10 ÷ 100 кОм. Но это если речь идет о практически идеальных условиях. В реальности может быть все совсем не так.

Дело в том, что сопротивление тела зависит далеко не только от физических свойств – здесь вступают в силу многочисленные биохимические факторы. Например, сухие, здоровые, неповрежденные кожные покровы при огрубелом роговом слое близки к своим токопроводящим способностям к диэлектрику – настолько высоко их сопротивление. Но стоит току найти лазейку (участок воспалённой или поврежденной кожи), как картина становится кардинально иной – при отсутствии кожных покровов в месте контакта с проводником сопротивление тела резко падает до 500÷600 Ом. То есть во многом общее сопротивление тела напрямую зависит от диэлектрических характеристик эпидермиса.

Но и сопротивление кожи – тоже не постоянная величина. В условиях повышенной температуры (при обильном потоотделении и открытых порах) или высокой влажности (тем более – при полном погружении в воду) оно падает буквально на порядок.

Одна из причин категорического запрета на электротехнические работы для лиц в состоянии опьянения – это не только из-за возможных недостаточных координации движений и адекватности мышления. У выпившего человека резко снижается сопротивление тела, и риск получить смертельную травму многократно возрастает.

Из-за степени огрубелости кожи обычно сопротивление тела у женщин меньше, чем у мужчин. Соответственно, у детей оно ниже, чем у взрослых. То есть дети и представители слабого пола при получении электротравм рискуют больше.

На теле у каждого человека есть участки, наиболее уязвимые для поражения током, как обладающие минимальным сопротивлением кожи. К таковым можно отнести височную область, боковые поверхности шеи, участок между большим и указательным пальцем, спину, плечи, запястья, передние поверхности ног и другие точки.

Тип тока и его частота

Вот, наконец, вплотную мы добрались до вопроса, вынесенного в заголовок статьи – какой же ток опаснее. Однозначного ответа нет – здесь тоже прослеживается зависимость от нескольких факторов. Но если рассматривать в диапазоне напряжений, с которыми приходится сталкиваться в бытовых условиях, то вероятность получить серьёзное поражение постоянным током все же значительно меньше.

По-разному ощущается и воздействие тока. При постоянном токе человек чувствует разовый «толчок» а после этого ощущения притупляются. Переменный же воспринимается как постоянно чередующаяся серия толчков, и это сопровождается весьма болезненными ощущениями. Но, повторимся, речь здесь идет о напряжениях, которые неспособны на пробой кожных покровов.

 Кстати, доказано, что опасность переменного тока несколько снижается с ростом его частоты. Правда, имеются в виду значения в несколько килогерц. А так, в диапазоне, скажем, от привычных 50 до 500 герц говорить об уменьшении опасности – совершенно незачем.

В таблице ниже приведены некоторые сравнения воздействия на организм человека равных по силе постоянного и переменного тока.

Сила тока, мА	Переменное напряжение, частота 50÷60 Гц	Постоянное напряжение
2 ÷ 3	Сильный тремор кистей рук (дрожание пальцев) с легкими болезненными ощущениями	Действие не ощущается
5 ÷ 7	Судорожные сокращения рук, сопровождающиеся значительными болевыми ощущениями	Еле воспринимаемый зуд, легкое ощущение нагрева кожи
8 ÷ 10	Эффект притягивания к источнику тока, но еще с возможностью самостоятельно оторвать руки от него. Сильные болезненные ощущения в кистях и пальцах.	Усиление ощущения нагрева, без болезненных проявлений и мышечных сокращений.
20 ÷ 25	Полная парализация, сведение кистей рук, абсолютная невозмодн6орсть самостоятельно оторваться от источника поражения. Затруднение дыхания.	Усиление ощущения нагрева, возможны незначительные судорожные сокращения мышц на руках.
50 ÷ 80	Возможен паралич дыхательного центра, начало проявления фибрилляции желудочков сердца.	Сильный нагрев кожи, судорожные сокращения мышц на руках, ощущение затруднённости дыхания
100	Почти гарантированный паралич дыхательного центра. При воздействии продолжительностью 3 секунд и более – фибрилляция сердца и его остановка.	Нет объективных данных
300 и выше	При действии более 0,1 секунды – остановка сердца, термическое разрушение тканей.

Какой вывод?

Действительно, при напряжениях в пределах до 220 вольт можно говорить, что переменный ток — намного опаснее постоянного. Но это не должно никого успокаивать – воздействие всегда имеет сугубо индивидуальный характер, о чем мы уже выше говорили. Так что в равных условиях и болезненность порогового восприятия, и степень поражения для разных людей могут значительно отличаться.

В диапазоне от 220 до 500 вольт можно говорить, что по степени опасности переменный и постоянный токи примерно выравниваются. А вот при более высоких значениях напряжения картина меняется даже на противоположную – значительно большую опасность начинает представлять постоянный ток. Это обуславливается его выраженным электролитическим действием – в считанные секунды он способен кардинально нарушить биохимический состав крови и других жизненно важных жидкостей.

*  *  *  *  *  *  *

Надеемся, полученная информация подвигнет читателя к правильным выводам – он не только сам станет безоговорочно соблюдать все требования безопасности и рекомендации, изложенные в инструкциях к электроприборам, но и научит, если надо – заставит следовать им всех своих домочадцев. И уж, конечно, не пожалеет денег на приобретение эффективных средств защиты.

Остается добавить, что воздействие электрического тока на организм во многом зависит от индивидуальных особенностей человека, в том числе – и в текущий момент. Так, гораздо больше риск получить серьёзную травму у человека больного, утомленного, возбужденного, испугавшегося, с учащенным сердцебиением, испытывающего голод или жажду, употребившего спиртное или некоторые типы лекарств. И, наоборот, вероятность поражения снижается, если человек настороже, но не теряет спокойствия и способен предпринять адекватные шаги в экстремальной ситуации. Все это необходимо в обязательном порядке учитывать, если планируется проведение электротехнических работ.

В завершение публикации – видеосюжет, который, наверное, будет одинаково полезным и взрослым, и детям.

Видео: Когда электричество становится коварным врагом?

Чем отличается постоянный ток от переменного

Многие из нас еще из школьного курса физики помнят, что электрическим током называется направленное движение частиц, обладающих зарядом. Некоторые даже знают, что ток бывает постоянным и переменным. Но вот в чем разница между постоянным током и переменным?

Отличительная черта постоянного тока заложена в его названии. Напряжение является постоянным по знаку и величине, то есть постоянный ток «течет» в одну сторону. Переменный ток меняет направление движения и величину.

Если рассматривать данное отличие на примере обычной розетки, то перемена движения электронов будет зависет от частоты генератора. В наших домах проведен электрических ток с колебаниями частотой 50 герц (то есть 50 колебаний в секунду). Следовательно, изменение направления движения электронов происходит 100 раз за секунду.

В первых электрических сетях использовался только постоянный ток. Его обнаружили в результате гальванической реакции. Томас Эдисон активно продвигал использование постоянного тока в электросетях, что сильно увеличивало затраты на изготовление генераторов. Конструкция устройства была настолько сложна, что требовала немалых финансовых затрат и специальных умений. Противником такого развития выступил Никола Тесла, доказавший, что эксплуатация генератора переменного тока более проста и дешева.  

Сегодня постоянный ток можно встретить в обычных батарейках и аккумуляторах, аварийных источниках энергии, выпрямителях, преобразователях и других специальных устройствах. Кроме того, городской электротранспорт (трамваи и троллебусы) функционирует благодаря напряжению в 600 Вольт. Постоянный ток задействован и в метрополитене, но уже величиной 750-825 Вольт. В промышленных масштабах его используют в аккумуляторах и двигателях. А в некоторых странах постоянный ток применяется в высоковольтных линиях электропередач. В медицине при помощи постоянного электрического тока осуществляют некоторые оздоровительные процедуры.

Источниками переменного тока являются бытовые электросети, генераторы и различные трансформаторы. Также его применяют в строительстве и промышленности для работы электрических машин, оборудования и освещения. Переменный ток используют в телефонии, радио, телевидении и многих других системах.

К постоянному и переменному току предъявляются разные требования. В каждом государстве разрабатываются и строго выдерживаются соответствующие стандарты. Важнейшим параметром переменного тока является значение напряжения. Требования, установленные для РФ, составляют 220-230 В, допустимые колебания — 10% от этого номинала. Предел отклонений от частоты 50 Гц составляет десятую долю процента.

Требования к постоянному току выражаются в виде напряжения, присутствующего в его источниках. Так, к примеру, аккумуляторы должны иметь обозначение 12В. В противном случае производитель не гарантирует длительную и корректную работу прибора.  

Выводы:

1. Направление движения электронов постоянного тока остается неизменным. В переменном токе – изменяется в зависимости от частоты генератора.
2. Величина напряжения постоянного тока постоянна. В переменном токе она изменяется с 0% до 100% и обратно.
3. Генераторы постоянного тока сложны и дороги в эксплуатации.
4. Постоянный ток чаще всего можно встретить в батарейках и аккумуляторах. Его используют для городского и железнодорожного транспорта. Переменный ток применяется в бытовых электросетях, строительстве и промышленности, телефонии и радио.
5. К постоянному и переменному току предъявляются разные требования.

Какой ток в сети переменный или постоянный?

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение.

Какой ток используется в быту постоянный или переменный?

Большинство современных бытовых приборов имеют небольшой встроенный или внешний трансформатор, который преобразует переменный 220-вольтный ток из розетки в постоянный ток низкого напряжения. Мы живем в век электроники, а электронные устройства питаются именно таким током и вообще потребляют очень мало мощности.

Какой ток у нас в сети?

Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение.

Где используется переменный ток?

Где используется переменный ток

• Постоянный ток применяется в аккумуляторах. …
• КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. …
• При помощи постоянного тока действуют магниты. …
• Постоянное напряжение применяется электроникой. …
• Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода.

Какой ток DC?

Постоянный ток (DC) все время движется в одном направлении, из-за чего его полярность всегда одинакова. Переменный ток (AC) половину времени движется в одном направлении и половину – в другом. Таким образом, при частоте 60 Герц полярность тока меняется 120 раз в секунду.

Какой ток чаще используется в быту?

Конечно же переменный. Этот вид электричества гораздо проще производить и передавать на большие расстояния, а потому выбор в пользу переменного тока очевиден.

Какой ток используется в бытовых приборах?

В Европейских странах, в том числе и в России, в бытовых электросетях используется однофазный переменный ток, имеющий частоту 50 Гц, то есть меняющий своё направление 100 раз в секунду.

Что такое источник постоянного тока?

Источником постоянного электрического тока можно назвать в определенном смысле электрический конденсатор. Конденсатор накапливает электрическую энергию в форме постоянного электрического поля между своими обкладками, а затем может отдавать эту энергию в форме постоянного тока или импульсного разряда.

Как узнать постоянка или переменка?

Сначала меряем в режиме переменного напряжения. Меняем щупы местами и меряем снова в том же режиме. Если показания будут одинаковы, значит переменка. Если в одном положении щупов будет около ноля, значит постоянка.

Как понять какой ток?

Силу тока можно определить и по другой формуле, которая в себе содержит напряжение и мощность. Она имеет вид: I=P/U (сила тока равна электрическая мощность деленная на напряжение). То есть, 1 ампер равен 1 ватт деленный на 1 вольт.

Сварочный инвертор постоянного тока или переменного?

При выборе сварки у покупателей возникает вопрос: купить инверторный сварочный аппарат постоянного тока или переменного? Оба типа инверторов имеют свои достоинства и недостатки, однако стоит отметить, что сегодня сварки переменного тока уходят в прошлое, их заменяют более совершенные сварочные аппараты токовыпрямительного или постоянного тока. 

Какой аппарат выбрать?

Что выбрать — выпрямитель или трансформатор?

Трансформаторы — сварочные аппараты переменного тока, имеют следующие преимущества:

• простая конструкция;
• минимум поломок, большой рабочий ресурс;
• возможность регуляции силы сварного тока.

Недостатки таких аппаратов достаточно существенны:

• низкий КПД;
• разбрызгивание металла при сварке;
• большие габариты.

Выпрямители — современные сварочные инверторы, преобразующие ток в постоянный. Достоинства выпрямителей:

• высокое качество сварных швов;
• высокий КПД;
• наличие возможности регулировать силу тока, защитный блок;
• сварка любых металлов, в т.ч. низколегированных и пр.

Инверторы постоянного тока практически не имеют недостатков, а по стоимости доступны для каждой группы потребителей. 

Как измерить силу тока сварочного инвертора?

Основная характеристика сварочных инверторов — сила тока, чем она выше, тем производительней будет аппарата. Стоимость сварки тоже напрямую зависит от этого показателя. 

Для бытового использования достаточно инвертора с параметрами до 160 А, подключаемого к электросети 220 В. Если же в электросети присутствуют скачки напряжения, то рекомендуется приобретать полупрофессиональный аппарат с токовыми характеристиками 200 А. Измерить силу тока аппарата — несложно. Обычно данный показатель исправного инвертора соответствует заявленной производителем, но если есть сомнения в исправности аппарата, то показания можно измерить, используя цифровой милливольтметр или стрелочный микроамперметр. Однако учтите, что показания приборов зависят от длины сварочной дуги, диаметра электрода, правильности измерения.

Также немаловажным показателем является мощность сварочного аппарата. Как правило, она не указывается в паспорте, но зная максимально выдаваемую сваркой силу тока и другие параметры можно вычислить количество потребляемых кВт. 

Например, рассчитаем, сколько киловатт потребляет ток в 160 ампер. Для этого можно воспользоваться формулой: Ватт = Ампер * Вольт или использовать специальную таблицу сварочных токов для инвертора: 

Таблица сварочных токов для инвертора

Как выбрать УЗО и дифавтоматы

Скачки напряжения, короткое замыкание, утечка тока – все это может привести к поломке оборудования, травмам и даже пожарам. Поэтому в частном доме, квартире или на даче не обойтись без защитных устройств. Эту функцию выполняют выключатели дифференциального тока (УЗО, ВДТ) и автоматические выключатели дифференциального тока (дифавтоматы, АВДТ).

Чтобы вы смогли правильно выбрать это оборудование и надежно защитить себя и свой дом от проблем с проводкой, мы расскажем, какие функции выполняют УЗО и дифавтоматы, назовем достоинства и недостатки каждого.

УЗО и дифавтомат – в чем разница?

УЗО (устройство защитного отключения) – аппарат, который устанавливают, чтобы избежать удара током и возгорания проводки.

УЗО само не отключает прибор при перегрузке. Поэтому устройство всегда ставят в паре с автоматом. Первый защищает человека от поражения током, второй – проводку от перегрева и УЗО.

Дифавтомат, или дифференциальный автоматический выключатель, – это прибор универсальный. Он защищает проводку от короткого замыкания и перегрузки, а также человека при утечке тока. В случае утечки он отключает подачу энергии и само устройство.

Что такое утечка тока и почему она происходит

Утечка тока – процесс, когда ток протекает от фазы в землю по не предназначенному для этого пути: металлическим частям прибора, трубам, по сырой штукатурке в доме или через тело человека. Случается по двум причинам.

Причины утечки тока

1. Ошибка при подключении проводки в доме.
Неопытные электрики или сами жильцы путают последовательность подключения, например соединяют ноль вместо земли или выводят несколько проводов на одну клемму.
2. Испорченная изоляция.
Такое часто случается в старых домах, где проводка гниет, потому что ее не меняют десятилетиями. Кроме того, изоляция плавится из-за скачков напряжения или чрезмерной нагрузки, когда к сети одновременно подключают несколько электроприборов.

Чем опасна утечка тока

Безопасное значение тока утечки указано в ГОСТах и техпаспорте оборудования. Например, для стиральной машины с мощностью 2,5 кВт допустимый ток утечки 5,6 мА.

Превышение этого значения в УЗО чревато опасными последствиями. Если человек прикоснется к корпусу прибора, проводу или штепсельной вилке, его ударит током. В зависимости от силы удара это может привести к травме или смерти.

При утечке тока идет перерасход электроэнергии – даже при отключенных приборах ток проходит через счетчик. Например, вы уезжаете на несколько дней в отпуск, возвращаетесь – а один работающий холодильник намотал десятки киловатт. Если с самим холодильником все в порядке, значит, где-то возникла утечка.

Как определить утечку тока в доме

Самый простой способ – индикаторная отвертка. Аккуратно прикоснитесь щупом индикатора к корпусу каждого прибора в доме. Если светодиод загорелся, значит, есть утечка.

Профессионалы проверяют приборы мультиметром. При утечке тока мультиметр показывает сопротивление выше 20 Мом.

Для поиска утечек тока в скрытой проводке можно воспользоваться лайфхаком строителей советских времен:

МЫ ЗНАЕМ КАК	Возьмите портативный радиоприемник, настройте его на среднюю или длинную волну, установив частоту приема на молчащую радиостанцию и пройдитесь с ним там, где проложена проводка. Там, где динамик начнет шипеть и потрескивать, нарушена изоляция проводов.

Теперь рассмотрим, какие бывают УЗО и как они работают.

УЗО: типы и назначение

Типы УЗО

УЗО делят на три типа – по постоянному и переменному току утечки:

Тип «АС»		Самый распространенный и недорогой. Срабатывает на утечку переменного синусоидального тока, он обозначается на корпусе прибора символом «~»
Тип «А»		Более дорогой прибор, который срабатывает на утечку переменного или постоянного импульсного (пульсирующего) тока
Тип «В»		Для производственных электросетей. Срабатывает при утечке выпрямленного или переменного тока

Для бытового применения используют УЗО «АС» и «А». Но какой именно выбрать?

В домашних сетях мы имеем дело с переменным синусоидальным током. Получается, что подходящий тип УЗО для нас – «АС». Но не все так просто.

К примеру, у нас установлено УЗО типа «АС» и есть стиральная машина, которая работает от переменного тока с напряжением 220–230 В. Ток по проводу попадает в импульсный блок питания и преобразуется в пульсирующий, необходимый для питания электронных полупроводников. Если произойдет утечка импульсного тока, аппарат ее не зафиксирует и не отключит поврежденный участок электрической цепи. Либо зафиксирует, но намного позже с момента утечки, и ее значение будет критическим для человека. С УЗО типа «А» такого не произойдет.

В каждом электронном бытовом приборе, где есть блок управления, дисплей, регулятор работы двигателя, температуры или времени, стоит импульсный блок питания. Такой компонент можно найти даже в энергосберегающей лампочке. Быстро среагирует на утечку такого тока УЗО типа «А».

МЫ ЗНАЕМ КАК	Подтверждение использования УЗО типа «А» можно найти в техпаспорте на бытовую технику, например микроволновку или посудомоечную машину. В разделе «Подключение к сети» производитель, как правило, указывает, что прибор необходимо защищать только с помощью УЗО типа «А».

Параметры УЗО

УЗО различают по:

• величине номинального тока – 16–100 А
• величине дифференциального тока утечки – 10–500 мА
• времени на срабатывание – 0,06–0,08 / 0,15–0,5 секунд
• роду электросети – 2-полюсные для 1-фазной сети, 4-полюсные для 3-фазной
• принципу срабатывания – электромеханические и электронные

Параметры дифавтомата

Дифавтомат выбирают практически по тем же характеристикам, что и УЗО:

• По значениям дифференциального и номинального тока.
• По максимальному току при коротком замыкании – какую нагрузку выдержит устройство.
• По типу сети – трехфазный или однофазный.

Выбираем УЗО и дифавтомат

Перед покупкой дифавтомата или УЗО нужно рассчитать, сколько энергии (киловатт-часов) потребляют электроприборы в вашем доме. Это поможет выбрать подходящий УЗО или дифавтомат и определить их количество. Если нагрузка большая, стоит поставить несколько защитных устройств, если малая – достаточно одного.

Как рассчитать потребление энергии – 4 способа

За основу расчета берутся показатели напряжения (В, вольты), тока (А, амперы) и мощности (Вт, ватты). Для мощных приборов вроде электроплит или посудомоечных машин мощность указывается в кВт. Характеристики есть в техпаспорте бытового прибора или на его корпусе.

Способ 1

Зная мощность прибора, вы рассчитаете расход электричества, умножив мощность на количество часов. Например, вам нужно узнать, сколько электричества сжигают 2 лампочки на 100 и 60 Вт и электрочайник на 2,1 кВт. Лампочки горят около 6 часов, чайник работает примерно 20 минут в день. Рассчитываем:

100 Вт х 6 ч = 600 Вт/ч

60 Вт х 6 ч = 360 Вт/ч

2 100 Вт* х 1/3 ч = 700 Вт/ч

600 + 360 + 700 = 1 660 Вт/ч

1 660/1 000 = 1,66 кВт/ч – столько энергии в день расходуют 3 прибора.

Способ 2

Если в характеристиках прибора указаны только ток и напряжение, вычислите мощность по формуле P = U х I, где Р – мощность, U – напряжение, I – сила тока.

Например: 220 В х 1 А = 220 Вт.

Способ 3

Измерить с помощью энергометра. Его подключают к розетке, а к нему – бытовой прибор.

Способ 4 – если потеряли техпаспорт прибора

Этот способ хоть и простой, но долгий.  Отключите все приборы в квартире, а затем запустите только один, например на час. Через час выключите и посмотрите количество киловатт на электросчетчике. И так с каждым устройством.

Есть еще одно неудобство – не будет единого показателя. Некоторые электроприборы потребляют различную мощность в разных режимах работы. Например, в стиральной машине данные будут разниться при включении и отключении насоса, изменении скорости вращения барабана и при нагреве воды.

Заключение

Выбирать между дифавтоматом и УЗО стоит отталкиваясь от конкретной ситуации. Если вы хотите защитить от перегрузок и короткого замыкания только один прибор, к примеру дорогую посудомоечную машину, – ставьте дифавтомат, так как найти неисправность в этом случае будет просто. Если ваша цель – защитить несколько розеток, на которые подведены различные приборы, – покупайте связку УЗО + автомат.

УЗО: основные характеристики и сфера применения

Практически в каждом жилом и общественном помещении можно увидеть огромное количество бытовой техники, необходимой для обеспечения комфортных условий проживания и работы, что, в свою очередь, оказывает существенную нагрузку на электросеть.

Чтобы обезопасить себя и свое жилище от непредвиденных и зачастую трагических ситуаций, особое внимание следует уделять устройствам защиты, наиболее распространенным из которых является устройство защитного отключения, проще говоря, УЗО.

К сожалению, со временем любой материал подвержен износу, и проводка не исключение. Причем нет разницы, наружный или внутренний кабель поддается естественному обветшанию. Из-за потери изолирующих свойств проводки происходит утечка электричества, а это уже грозит серьезными последствиями для людей.

С какой целью устанавливают УЗО?

Устройство защитного отключения изначально предназначено для препятствования поражения током и защиты электрической проводки от возгорания из-за неполадок, которые нередко приводят к пожарам.

Существует ряд основных факторов, негативно влияющих на целостность электрических коммуникаций:

• механическое повреждение;
• перегрев проводки;
• естественный износ;
• попадание влаги;
• неправильный монтаж;
• безответственное отношение пользователя.

От подобных неприятностей не застрахован никто, поэтому лучше не рисковать, и своевременно монтировать защитное устройство, многократно доказавшее свою эффективность на практике. К примеру, если при работе посудомоечной машины повредится изоляционная оболочка на кабеле, который касается корпуса, тот, в свою очередь, окажется под напряжением.

В момент прикосновения человека к металлическим деталям бытового прибора ток через тело уйдет в землю, на что мгновенно отреагирует УЗО и отключит напряжение. Несмотря на незначительное поражение током, в данном случае человек гарантированно выживет.

Принцип работы УЗО Основное предназначение УЗО – защита человека от губительного удара током. Для этого на верхние клеммы автомата подключается фаза и ноль от источника питания, а на нижние – фаза и ноль, идущие на нагрузку. Таким образом, схема подключения УЗО подразумевает протекание тока через автомат с последующим возвращением в сеть.

Фактически, УЗО является своеобразным контроллером, анализирующим показатели силы тока на входе и выходе. Если будет зафиксирована разница этих показатели, то последует отключение питания во избежание нежелательных последствий. Время реакции прибора на перебои в сети и ее отключение в среднем составляет 0,04 секунды.

При нормальных условиях функционирования электрической сети не должно быть разницы между значениями тока на входе и выходе УЗО, однако на практике нередко приходится сталкиваться с обратным. При утечке тока УЗО тут же отреагирует отключением. Помимо того, что устройство защитного отключения спасает человеческие жизни, оно также уберегает бытовые приборы от поломок, спровоцированных скачками напряжения в сети и самое главное, предотвращает пожары.

Для того чтобы защитить человека от поражения электрическим током, устанавливают УЗО с номинальным током утечки в пределах 10-30 мА. Это является граничными показателями, которые способен выдержать человеческий организм без серьезных последствий.

 

 

Также можно купить УЗО с номинальным током утечки в 100-500 мА, которое выполняет несколько иные задачи, нежели защита человека от электрического поражения. Устройства с высокими номинальными значениями токов утечки предназначены для борьбы с пожарами.

Даже качественная проводка имеет естественную утечку, и чем длиннее коммуникационные магистрали, тем она больше. К примеру, УЗО в 30 мА, установленное в большом частном доме, будет демонстрировать ложное срабатывание, в то время как автоматика данного назначения, рассчитанная на ток утечки в 300-500 мА, обеспечит жилищу надежную защиту от пожара без ложных срабатываний.

Именно таких показателей утечки достаточно для того, чтобы выделилась тепловая энергия в количестве, достаточном для возгорания предметов, расположенных поблизости к месту утечки тока.

Помимо прочего устройства защитного отключения номиналом в 100-500 мА, установленные на входе в помещение, фактически обеспечивают защиту главного ввода. Так, изначально при утечке тока отключаются УЗО с низким номинальным значением, установленные для защиты. В том случае, если по одной из причин отключения не произошло, в работу вступает резервное оборудование с большим номиналом.

Почему окружающие предметы бьют током

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда.

Одна из причин этого неприятного явления объясняется очень просто. Наш организм в вопросах электрической безопасности устроен весьма интересно:

1. с одной стороны, мы своими органами чувств никак не может распознать наличие близкорасположенного потенциала электрического напряжения;

2. в то же время при попадании под его действие получаем неприятные ощущения, травмы, трагические повреждения.

В таких ситуациях принято говорить, что нас бьет током. Попробуем раскрыть этот вопрос подробнее, с точки зрения электротехники. Нам потребуется учесть природу протекания тока, свойства нашего тела, накопленный предшественниками опыт несчастных случаев, сформулированный правилами безопасности.

Что такое электрический ток

Им называют упорядоченное (ориентированное определённым образом) движение мельчайших частиц, обладающих зарядами. Оно создается под влиянием приложенных внешних сил электрического поля.

Заряды бывают с положительным и отрицательным знаком. Электронам присущ только отрицательный знак. Дырки в полупроводниках обладают положительным зарядом, а ионы в газах и жидкость могут иметь оба знака. Их так и называют: анионы и катионы.

Электрический ток создается во всех средах: твердых, жидких и газообразных. Чаще всего на практике мы сталкиваемся с током, протекающим в металлах. Проснулись утром, включили свет, взяли в руки телефон, открыли холодильник, стали готовить пищу, поехали на автомобиле или троллейбусе…везде работает электричество.

Носителями зарядов в металлах выступают электроны. Они движутся, отталкиваясь от отрицательного электрода и притягиваясь к положительному.

За направление тока принято считать противоположное им движение.

В жидкостях и газах носителями электрических зарядов кроме электронов выступают ионы, а процесс их образования, например, связанный с нагревом воздушной среды, называют ионизацией.

О протекании электрического тока мы можем судить по следующим косвенным признакам:

1. происходит нагрев проводника;

2. изменяется химический состав вещества, по которому движутся заряды;

3. создается силовое поле, воздействующее на рядом протекающие токи или намагниченные предметы.

Причины поражения людей электрическим током

В составе человеческого организма имеется очень сложный набор веществ, но его можно представить несколько упрощенно.

Количество жидкости в нашем теле занимает примерно 60% от общего состава и зависит от возраста. У детей больше всего влаги в организме, а с возрастом ее количество уменьшается и доходит до 55% у пожилых людей.

Эти факты показывают, что наше тело является хорошим проводником. Когда оно оказывается между двумя разными потенциалами напряжения, то через него создается путь для протекания электрического тока в жидкости. Его величину может незначительно ограничить небольшое сопротивление кожи или одежды.

Так же необходимо учесть физиологические особенности организма. Все виды мышц сокращаются под действием сигналов, поступающих от центральной нервной системы. Для этого задействованы сложные электрохимические преобразования. Вмешательство посторонней энергии в эти процессы приводит к серьёзным повреждениям.

Посторонние электрические токи, проходящие через живой организм, нагревают органы, по которым протекают, разрушают структуру физиологических жидкостей, изменяют химический состав тканей, повреждают нервную систему.

Особую опасность создают токи, проходящие через сердце. Они могут вызвать его фибрилляцию и остановку.

Причем произойти это может при силе тока всего в 50 миллиампер или 0,05 А. Для сравнения: лампочка накаливания карманного фонарика требует нагрузку в два раза больше.

Самые опасные направления токов через сердце создаются, когда человек прикасается к разным потенциалам двумя руками или образует контакты левой рукой и правой ногой. Электрики, работающие под напряжением даже со всеми средствами электрозащитных средств, стараются исключать рабочие позы, допускающих возможность протекания тока по этим путям. (Работой правой рукой, а левую держи в кармане.)

Откуда появляется опасное для человека напряжение

В быту, да и на производстве тоже, постоянно существует два вида опасностей:

1. статическое электричество;

2. стационарная электрическая сеть, находящаяся под напряжением.

Следует учитывать, что при возникновении аварийных ситуаций на удаленных объектах, электрический ток может прийти к человеку по обводным токопроводящим каналам, например, трубопроводам, арматуре, металлоконструкциям.

Природа статического электричества

Мы постоянно дышим воздухом, находимся в его среде, состоящей из различных газов. Преобладающими носителями зарядов в нем являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Чтобы они начали движение (стал протекать ток) необходимо обеспечить их скопление на определённых предметах и после этого создать путь для разряда опасного потенциала.

На практике такие процессы происходят очень часто даже без нашего участия вполне естественным путем. Дело в том, что практически все вещества в той или иной мере способны концентрировать заряды электричества на своей поверхности.

Общеизвестно, что расчесывание волос пластмассовыми расчёсками, как и трение эбонитовой палочкой по шерсти, электризует эти предметы или накапливает на них заряды. Эта способность физических веществ называется трибозлектрическим эффектом. Она характеризуется специальной шкалой, выдержка из которой приведена ниже.

Откуда возникают статические заряды

Как показывает такая диаграмм, ношение одежды из натурального хлопка, пользование предметами из натуральной древесины и изготовленной из нее бумаги исключает скопление электрических зарядов на теле человека. В то же время работа с кожаными, шерстяными и пластмассовыми изделиями ведет к накоплению положительного или отрицательного потенциала.

Стоит надеть зимой на ноги теплые шерстяные носки и немного походить в них по ковру или линолеуму, как на теле образуется высоковольтный положительный потенциал статического электричества. Такой же эффект обеспечит хождение в обычных комнатных тапочках с резиновой подошвой.

Зимой воздух в комнатах более сухой, а на своем теле мы носим больше одежды, вызывающей статику. Оба этих фактора способствуют увеличенному накоплению зарядов в холодной время года.

Пластиковые предметы, а это окна, различная тара, пенопластовые утеплители, собирают отрицательные заряды.

Накапливанию потенциалов зарядов способствуют:

• бетонные плиты строительных конструкций;
• повышенная сухость воздуха, характерная для многоэтажных зданий в зимний период.

При обычном состоянии покоя вещества заряды стремятся прийти в равновесие. Однако, стоит привести их в движение: перемещать, вращать, тереть поверхностями друг о друга, как начинается процесс электризации. Его также вызывают другие факторы, например:

• резкие нагревы и охлаждения предметов;
• облучения от различных электромагнитных источников энергии;
• дробление, разрезание на более мелкие части.

Во время электризации одновременно происходит два процесса: накопление и стекание зарядов. Но, первый протекает значительно быстрее и потому преобладает. За счет этого заряды скапливаются на внешней поверхности вещества, образуют довольно высокие потенциалы.

Промышленность выпускает приборы, позволяющие оценивать их величину. Контрольные замеры, проведенные специалистами, показали такие цифры:

• потенциал тела человека, походившего в шерстяных носках по ковру достиг 6 кВ;
• корпус легкового автомобиля, проехавшего по сухому асфальту, зарядился до 10 кВ;
• ремень, передающий вращение между двумя шкивами в механическом приводе, приобрел потенциал около 25 кВ.

Такие высокие величины напряжения чаще всего в обычных условиях стекают небольшими искровыми разрядами, вызывающими понижение работоспособности, пощипывания, покалывания кожи, судорожные движения конечностей. Малые токи таких разрядов объясняются небольшими мощностями источников и высоким электрическим сопротивлением воздуха.

Однако они могут спровоцировать пожар при контакте со средой из легковоспламеняющихся жидкостей и газов.

Кроме того, статические разряды представляют большую опасность для электронной аппаратуры. Они довольно часто повреждают высокочувствительные к токам полевые транзисторы, микросхемы, блоки логики. Достаточно случайно прикоснуться к ним, создав путь стекания тока, как это станет причиной повреждения дорогого оборудования.

Заряд высоковольтного потенциала, скопившийся на одежде человека, через суммарное сопротивление его тела и контактной площадки начинает стекать импульсом через структуру полупроводниковых элементов. При этом токи достигают максимальной величины в первые 10 миллисекунд, а затем они начинают постепенно снижаться.

Ток разряда подобного импульса способен не только вызвать явное повреждение электронного оборудования, когда оно полностью теряет работоспособность, но и создать скрытые дефекты, незначительно ухудшающие выходные параметры. В этом случае происходит разрегулировка точно налаженной схемы и сбой ее работы.

Приходим к выводу: необходимо избегать скопления статистических зарядов и принимать меры к уменьшению их вредного влияния.

Способы снижения токов статических разрядов

Наиболее доступным методом является повышение влажности воздуха в помещении. Она создает лучшую электрическую проводимость среды, ускоряет стекание зарядов.

Поэтому поддержание оптимальной влажности воздуха в жилых комнатах различными увлажнителями является одним из популярных методов борьбы со статикой. Самый бюджетный вариант этого метода — размещение на батареях отопления смоченных тканей, от которых происходит испарение влаги.

Снизить влияние статического электричества позволяет обработка воздуха специальным аэрозолем, содержащем в своем составе химические реагенты, улучшающие проводимость среды. Их продают флаконами с распылителями или в виде жидкостей, добавляемых в процессе стирки при полоскании белья.

Частое проветривание помещений тоже снижает сухость воздуха.

Обувь, которую мы постоянно носим на улице, часто имеет прорезиненную или пластиковую подошву. Она хорошо накапливает заряды статики при ходьбе. Устранить их влияние позволяют специальные стельки, изготовленные из природных материалов.

Однако, самый лучший результат борьбы со статическими зарядами обеспечивает правильно организованная система выравнивания потенциалов, совмещенная с контуром заземления квартиры. Она создается один раз, а работает постоянно, снимая усталость, нормализуя давление, поднимая настроение.

При ремонте электронной аппаратуры используют заземленные браслеты, комплект антистатической одежды и обуви.

Статические заряды, накапливающиеся на корпусе движущегося автомобиля, снимают специальными ремнями «антистатика», которые крепятся к кузову авто и создают цепь стекания опасного потенциала на землю.

Однако такие конструкции не отличаются высокой эффективностью, свою задачу решают частично, снимая только часть опасного заряда. Чтобы они хорошо работали необходимо повторять заземление транспортных средств, перевозящих легковоспламеняющиеся жидкости, которое создается металлическими цепями.

Поэтому ведущие производители автомобилей встраивают в машину удобные устройства, которые позволяют снимать заряд, выполняя механические действия на органах управления при открытии и закрытии дверок, повороте руля, переключении рукоятки коробки передач. Они показаны на фотографиях светло зелёным цветом.

Почему бьет током стационарная электрическая сеть

Правила электрической безопасности предусматривают все возможные случаи предотвращения поражения людей электрическим током. Их следует изучить и применять на практике.

Однако в повседневной жизни человек нарушает их по разным причинам, включая и незнание. Поэтому кратко рассмотрим основные принципы построения автоматических защит, обеспечивающих безопасность человека в бытовых условиях.

Защита автоматическими выключателями

Современные автоматы изготавливают в модульном исполнении для одновременного выполнения двух задач:

1. максимально быстрого отключения возникших токов коротких замыканий, представляющих наибольшую опасность для человека;

2. ликвидации перегрузок сети, способных повредить оборудование.

Они устраняются с выдержкой времени.

Например, если маленький ребенок возьмёт в руки два гвоздя и воткнет их в розетку, находящуюся под напряжением, то спасти его сможет только быстрая отсечка возникшего аварийного тока автоматическим выключателем.

В этом случае электрическая розетка выполняет свое прямое назначение и бьет током, а автомат спасает пострадавшего от трагического исхода.

Защита от токов утечек

Когда происходит повреждение электрической изоляции любого бытового прибора и потенциал сети попадает на его токопроводящий корпус, то создается опасная ситуация. Случайно дотронувшегося до поврежденного оборудования человека бьет током по созданной его телом цепи на контур земли.

Автоматический выключатель в большинстве таких случаев может не отработать, а защиту должно выполнить УЗО или дифавтомат, реагирующие на нарушение баланса токов в контролируемой схеме.

Защита от тока молнии

Несчастный случай, связанный с стихийно возникающими природными явлениями, может произойти в любой неблагоприятный момент времени. Защита от прямого удара молнии в здание возложена на молниеотвод, шину отвода опасного разряда и контур заземления.

Если же молния попадает в питающую дом ВЛ, то ее огромный потенциал тоже может пройти в жилище. Защита в этом случае возложена на разрядники и УЗИП. 

Ранее ЭлектроВести писали, что на Ривненской АЭС потеряли несколько миллионов гривен из-за 10-часовой остановки реактора, но сейчас довольны новым рынком электроэнергии.

По материалам: electrik.info.

Что такое Гольфстрим?

Краткий ответ:

Гольфстрим — сильное океанское течение, которое переносит теплую воду из Мексиканского залива в Атлантический океан. Он простирается до восточного побережья США и Канады.

Гольфстрим — сильное океанское течение, которое переносит теплую воду из Мексиканского залива в Атлантический океан.Он простирается до восточного побережья США и Канады.

Гольфстрим — это океанское течение, несущее теплую воду вверх по восточному побережью Соединенных Штатов и Канады и далее в Западную Европу.

Это сильное течение теплой воды влияет на климат восточного побережья Флориды, поддерживая там более высокие температуры зимой и более прохладные летом, чем в других юго-восточных штатах. Поскольку Гольфстрим также простирается в сторону Европы, он также согревает страны Западной Европы.

Фактически, Англия находится примерно на таком же расстоянии от экватора, что и холодные регионы Канады, но в Англии гораздо более теплый климат. Если бы не теплая вода Гольфстрима, в Англии был бы гораздо более холодный климат.

Что вызывает Гольфстрим?

Гольфстрим вызван большой системой круговых течений и сильных ветров, называемой океаническим круговоротом . На Земле пять океанических круговоротов. Гольфстрим является частью Североатлантического субтропического круговорота.

На этой карте мира показаны пять круговоротов океана и их влияние на циркуляцию океана. Кредит: NOAA

.

Океан постоянно находится в движении, перемещая воду с места на место посредством течений. Гольфстрим приносит теплую воду из Мексиканского залива до Норвежского моря. По мере того, как входит теплая вода, более холодная и плотная вода опускается и начинает двигаться на юг, в конечном итоге стекая по дну океана вплоть до Антарктиды.

На этой анимации показано, как Гольфстрим посылает теплую воду в северную часть Атлантического океана, заставляя более холодную воду тонуть и двигаться на юг.Предоставлено: НАСА / Центр космических полетов Годдарда, Студия научной визуализации

.

Как давно мы знаем о Гольфстриме?

Мы знаем о Гольфстриме более 500 лет! В 1513 году испанский исследователь Понсе де Леон заметил, что в этом месте было сильное течение. Несколько лет спустя пилот корабля Понсе де Леона понял, что Гольфстрим может помочь ускорить путешествие из Мексики в Испанию.

В конце 18 века Бенджамин Франклин первым обозначил на карте путь Гольфстрима.

Карта Гольфстрима, созданная Бенджамином Франклином и Джеймсом Пупардом в 1786 году. Источник: Библиотека Конгресса

Как мы сегодня изучаем Гольфстрим?

Сегодня ученые могут изучать Гольфстрим сверху с помощью спутников. Например, спутники серии GOES-R — сокращение от Geostationary Operational Environmental Satellite-R — собирают информацию о температуре поверхности моря в Атлантическом океане.

Спутниковые изображения температуры поверхности моря позволяют с большой точностью показать путь теплого течения Гольфстрима.Знание температуры поверхности моря может дать ученым информацию о том, что происходит в океане и вокруг него. Изменения этой температуры могут повлиять на поведение рыб, вызвать обесцвечивание кораллов и повлиять на погоду на побережье.

Вид со спутника на Гольфстрим из космоса. Это изображение, полученное со спутника NOAA GOES-East, показывает температуру поверхности моря в водах, окружающих Соединенные Штаты. Теплая вода Гольфстрима показана у побережья Флориды оранжевым и красным цветом.Предоставлено: блог CIMSS

.

течений, круговоротов и вихрей — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул

Что такое течения, круговороты и водовороты?

Даже в самые тихие дни океаны Земли постоянно находятся в движении. На поверхности и под землей течения, водовороты и водовороты играют решающую роль в физическом формировании побережья и дна океана; в транспортировке и смешивании энергии, химикатов и других материалов в океанских бассейнах и между ними; и в поддержании бесчисленных растений и животных, жизнь которых зависит от океанов, включая людей.

Эти элементы являются важными компонентами глобальной океанической циркуляции Земли, которые перемещают воду в основном горизонтально. Их воздействие также может распространяться на многие мили, в некоторых местах достигая дна океана.

Течения представляют собой связанные потоки воды, движущиеся через океан, и включают в себя как протяженные постоянные объекты, такие как Гольфстрим, так и более мелкие эпизодические потоки как в прибрежных водах, так и в открытом океане. Они формируются в основном ветром, дующим через поверхность океана, и различиями в температуре, плотности и давлении воды и управляются вращением Земли, а также расположением континентов и топографией дна океана.

круговоротов — это спиралевидные круги диаметром в тысячи миль, окруженные большими постоянными океанскими течениями.

Вихри — это временные петли закрученной воды меньшего размера, которые могут перемещаться на большие расстояния, прежде чем рассеяться.

Ветер, течения и Кориолис

Ветер — это основная сила, которая создает и перемещает поверхностные токи; Вращение Земли играет важную роль в управлении движением воды.Устойчивые субтропические системы высокого давления с центром примерно на 30 градусах северной и южной широты создают модели сильных ветров, известных как торговые и западные ветры. Трение между воздухом и водой приводит в движение морскую поверхность. Когда этот самый верхний слой воды движется, он тянет воду непосредственно под собой, что, в свою очередь, тянет за собой слой воды под ним, создавая начало океанского течения.

Однако результирующее движение не соответствует ветру. Вращение Земли вызывает видимую силу, известную как эффект Кориолиса, которая отклоняет прямолинейное движение по поверхности примерно на 45 градусов вправо в Северном полушарии и на 45 градусов влево в Южном полушарии.Кроме того, каждый последующий слой воды немного отклоняется от движения предыдущего, как разложенная колода карт. Это формирует явление, называемое спиралью Экмана, которое впервые было описано шведским математиком Вагном Вальфридом Экманом в 1905 году, но только в конце 1980-х группа из WHOI впервые наблюдала его в открытом океане.

Кругов

Чистое ветровое движение воды, известное как транспорт Экмана, создает в каждом океаническом бассейне выпуклость, которая на целых три фута (один метр) выше среднего глобального уровня моря.Сила тяжести, притягивающая эту большую массу воды, создает градиент давления, аналогичный градиенту давления в системе с высоким атмосферным давлением, что, в свою очередь, приводит к стабильной вращающейся массе воды.

Пять постоянных субтропических круговоротов можно найти в основных океанских бассейнах — по два в Атлантическом и Тихом океанах и один в Индийском океане, вращающихся по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном. Меньшие круговороты против часовой стрелки с центром примерно на 60 градусах северной широты создаются преобладающими ветрами вокруг постоянных субарктических систем низкого давления.Другой субполярный круговорот, единственный из которых сосредоточен на суше, окружает Антарктиду, движимый почти постоянными западными ветрами, которые дуют над Южным океаном, не встречая препятствий с суши.

Граничные токи

Субтропические круговороты окружены четырьмя связанными течениями: двумя граничными течениями, ориентированными примерно с севера на юг на их восточных и западных краях, и двумя потоками с востока на запад на северной и южной сторонах круговорота. Расположение суши Земли и вращение планеты приводят к тому, что граничные течения становятся самыми узкими и самыми глубокими на западном краю субтропических круговоротов.Западные пограничные течения также являются одними из самых быстрых океанских течений без приливов на Земле, они достигают скорости более пяти миль в час (2,5 метра в секунду) и в 100 раз превышают суммарный поток мировых рек. Эти течения включают Гольфстрим в Северной Атлантике, Куросио в северной части Тихого океана и Агульяс в Индийском океане.

По мере того, как эти теплые западные пограничные течения замедляются и расширяются, они поворачивают на восток, образуя самые полярные течения связанного с ними круговорота.На севере они также действуют как южная граница субполярных круговоротов, обеспечивая водообмен между субтропиками и Арктикой. На юге Антарктическое циркумполярное течение аналогичным образом соединяется с южными субтропическими круговоротами.

Более холодные восточные пограничные течения, текущие из высоких широт к экватору, являются самыми медленными и наиболее диффузными потоками вокруг круговорота. Достигнув экватора, они поворачивают на запад и набирают скорость, движимые пассатом и жарой тропического солнца.

Вихри

Вихри относительно небольшие, содержат карманы движущейся воды, которые отрываются от основной части течения и перемещаются независимо от своего родителя. Они могут образовываться практически в любой части течения, но особенно ярко выражены в западных пограничных течениях.

Как только быстро движущиеся потоки покидают сдерживающее влияние суши, они становятся нестабильными и, как пожарный шланг, который никто не держит, начинают изгибаться и изгибаться. Если течение становится настолько сильно изгибающимся, что удваивается сам по себе, эта часть потока может «защемить» и отделиться от основной части течения, как изгиб старицы в реке.Эти закрученные элементы могут принимать форму вихрей с теплым ядром (массы теплой воды, переходящие в более холодные океанские воды) или холодного ядра (массы холодной воды в теплой) и могут перемещаться в течение нескольких месяцев через сотни или тысячи миль открытого океана.

Вихри также образуются посреди океана, вдали от пограничных течений. Их генезис является результатом процесса нестабильности, в котором крупномасштабные средние потоки постоянно распадаются на более мелкие элементы. Атмосфера ведет себя примерно так же: энергия вкладывается в систему в планетарном масштабе (тепло на экваторе и холодно на полюсах), что создает крупномасштабный поток, порождающий штормы и фронты, которые мы называем погодой.В этом смысле океанские водовороты аналогичны атмосферной погоде, хотя их пространственные масштабы меньше, а временные масштабы длиннее из-за различий между воздухом и водой.

Течения, круговороты и водовороты переносят воду и тепло на большие расстояния и способствуют крупномасштабному перемешиванию океана. В процессе они также переносят питательные вещества, соль и другие химические вещества и помогают регулировать погоду, климат и морские экосистемы на планете.

Сильные течения и водовороты также влияют на маршруты судоходства и, как известно, наносят ущерб нефтяным платформам.Сильные морские течения и более слабые прибрежные течения формируют сушу, способствуя эрозии пляжей и перемещению барьерных островов. Рыболовные флоты ищут информацию о том, как и где происходят эти явления, а также о том, как они могут измениться, чтобы найти косяки рыб, береговая охрана для реагирования на аварийно-спасательные операции или разливы нефти, а также лица, определяющие политику, для оказания помощи. формулировать планы сохранения морской среды.

Погода и климат

Одна из важнейших ролей океанических течений — это управление погодой и климатом Земли.Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим, переносят большое количество тепла от тропических вод на север. Этот поток является частью термохалинной циркуляции или океанского конвейера и помогает распределять тепло по планете. Это, в свою очередь, влияет на характер ветра, температуру воздуха и осадки как на местном, так и на глобальном уровне.

Недавние исследования показали, что западные пограничные течения немного сместились в течение десятилетий, что привело к изменениям в ветре, температуре и осадках по всему земному шару, которые чаще всего связаны с Эль-Ниньо и другими колебаниями океана.Океанологи пытаются ответить на один важный вопрос: как небольшие изменения в расположении, температуре, скорости и объеме течений могут привести к большим или резким изменениям долгосрочного климата Земли. Выявление природных и антропогенных факторов, которые могут изменить или нарушить естественную функцию океанских течений, также является важной частью понимания и прогнозирования будущих изменений климата.

Морская жизнь

Течения имеют решающее значение для морской флоры и фауны. Холодная вода содержит большое количество питательных веществ, которые питают основу пищевой цепочки.Те места, где холодная вода смешивается с теплой водой с низким содержанием питательных веществ, часто содержат высокие уровни биомассы (живых существ), а также высокую степень биоразнообразия (различные виды). Многие теплые водные животные, которые предпочитают эти пограничные зоны, такие как тунец, рыба-меч и кальмары, являются особенно важными коммерческими ресурсами, поэтому понимание того, как и где смешиваются воды океана, дает рыболовным флотам возможность находить косяки и минимизировать время пребывания в море. Он также дает морским биологам информацию, необходимую им для управления рыболовством или защиты исчезающих видов.

Круговоротные течения также заставляют плавающие обломки медленно дрейфовать к центру океана, образуя большие участки плавающего мусора. Это может быть опасно для морской жизни и, поскольку химические вещества в пластмассах попадают в пищевую цепочку, вызывать беспокойство и у людей.

Физические процессы

Течения формируют побережье так, что это может быть очевидно для человека, стоящего на берегу. Они также физически формируют океанические бассейны гораздо более тонкими способами, но не менее важными для океанографов.Подобно тому, как у медленно движущейся реки будет илистое дно, а у быстро движущегося потока — каменистое дно, океанские течения переносят и откладывают материал на дне океана определенным образом. Понимая взаимосвязь между размером, составом и распределением частиц, обнаруженных на дне, с движением водяного столба выше, ученые, изучающие длинные ядра океанических отложений, могут сказать, как течения менялись или перемещались с течением времени. Это, в свою очередь, помогает объяснить, как такие факторы, как пресная вода в результате таяния льда или изменения глобального характера ветра, могут привести к крупномасштабным изменениям циркуляции океана или климата в будущем.

Можете ли вы путешествовать по Восточно-Австралийскому течению в стиле «В поисках Немо»?

Мультипликационный фильм «В поисках Немо» создал большинство детских (и родительских) образов Восточно-Австралийского течения.

Марлин: «Мне нужно добраться до Восточно-Австралийского течения — E A C.»
Crush: «Ты избавляешься от этого, чувак. Проверьте это! »

Итак, Марлин, отец маленькой рыбки-клоуна Немо, едет верхом на черепахе, пока они плывут автостопом по Восточно-Австралийскому течению до Сиднея.

«Серфинг» в Восточно-Австралийском течении.

Но разве Голливуд сказал нам правду о том, что происходит у нас на заднем дворе?

Что ж, фильм, возможно, добавил немного поэтической лицензии к реальным путям океана. Восточно-Австралийское течение — это не скоростная труба искривления, как ее изображают в фильме, это даже лучше, чем это.

Пусть ток течет

Восточно-Австралийское течение играет решающую роль в климате и экосистемах нашего восточного побережья.Поскольку в эти выходные (8 июня) отмечается Всемирный день океанов, сейчас хорошее время, чтобы поближе познакомиться с сильным течением на нашем собственном заднем дворе и тем, что оно делает для нас.

Начнем с того, что правильно в фильме. Очевидно, Восточно-Австралийское течение действительно течет вдоль восточного побережья Австралии. И он действительно течет на юг от Большого Барьерного рифа. Скорость в центре EAC — одна из самых высоких в южной части Тихого океана, до 7 км в час.

Восточно-Австралийское течение — больше лента, чем труба.Эрик Оливер

Фильм заставляет вас думать, что Восточно-Австралийское течение — это узкая струя, в которую вы можете прыгать и вылетать, когда вы сами ищете острых ощущений. Но на самом деле реальное Восточно-Австралийское течение намного больше и более дикое, чем в фильме, просто не так благоприятно для серфинга.

Каждую секунду он транспортирует на юг ошеломляющие 40 миллионов кубометров воды. Это эквивалентно 16 000 олимпийских бассейнов, текущих вдоль нашей береговой линии каждую секунду.Течение почти 100 км в ширину и более 1,5 км в глубину — по сути, больше похоже на ленту, чем на трубку.

Почему существует Восточно-Австралийское течение?

Ветровые системы над океаном и вращение Земли заставляют воду в обоих полушариях медленно течь к экватору в так называемых субтропических круговоротах (также там, где весь наш пластик попадает в печально известные мусорные пятна).

Очевидно, вода, которая течет к экватору, должна куда-то уходить. Это происходит при сильных течениях, плотно прижатых к восточным берегам суши.

Наше восточно-австралийское течение — часть семьи из пяти человек. Все субтропические океанические бассейны имеют одно из этих западных пограничных течений:

.

1. Гольфстрим в северной части Атлантического океана
2. Бразильское течение в южной части Атлантического океана
3. Течение Агульяс в Индийском океане
4. Течение Куросио в северной части Тихого океана
5. Восточно-Австралийское течение в южной части Тихого океана.

Каждый из них создается одними и теми же ветрами.Теория, объясняющая западные пограничные течения, была разработана норвежским океанологом Харальдом Свердрупом и была одним из основных достижений физической океанографии в 1940-х годах.

Вот и водовороты

Когда Восточно-Австралийское течение достигает Нового Южного Уэльса, течение распадается на цепь гигантских вихрей шириной 100 км.

Эти так называемые водовороты представляют собой гигантские капли теплой тропической воды, которые медленно движутся на юг, вращаясь против часовой стрелки со скоростью от 5 до 10 км в час.Количество водоворотов, проходящих вдоль побережья Нового Южного Уэльса, настолько велико, что некоторые называют этот регион «Эдди-авеню».

Для многих водовороты и сила Восточно-Австралийского течения стали оцениваться в миллионы долларов, поскольку яхтенная гонка Сидней-Хобарт ежегодно начинается в День подарков. Если вы находитесь не на той стороне водоворота, то в вашей южной гонке течение будет против вас. Выбор правильного пути вокруг водоворотов — большое дело.

Помимо яхт, EAC также перевозит морские виды на юг с тропическими рыбами, включая Марлина и Дори в их поисках Немо, оказавшихся в субтропических широтах.

Изменение в EAC

Изменение климата уже оказывает влияние на Восточно-Австралийское течение. Часть к югу от Сиднея нагрелась очень быстро, намного быстрее, чем большая часть остальной части океана. Ожидается, что это потепление продолжится и в будущем, и течение, вероятно, также будет становиться все быстрее и сильнее.

Более теплая вода, переносимая на юг в Тасманию, уже оказывает влияние на морскую жизнь там. С более теплой водой появляются новые виды, такие как колючий морской еж.

Эти новые виды, а также более теплая вода медленно разрушают леса водорослей Тасмании, которые поддерживают уникальные морские экосистемы, превращая их в каменистые пустоши.

Один из самых знаковых видов водорослей, Macrosystis pyrifera или «гигантская водоросль», образует подводные леса до 30 м высотой и быстро исчезает у берегов Тасмании.

Гигантские леса водорослей у берегов Тасмании быстро исчезают.

Такие крупные перемещения морских экосистем могут происходить чаще в потеплении океана.Виды будут вынуждены переместиться на юг, поскольку температура воды «дома» повысится.

Хотя это может быть плохо для всех экосистем, это особенно плохо для видов, живущих в настоящее время на Тасмании. В отличие от тропических видов в Квинсленде или видов с умеренным климатом в Новом Южном Уэльсе, которые могут перемещаться на юг (хотя и не без проблем), тасманийским видам некуда деваться.

Если они попытаются двинуться на юг, то натолкнутся на край континентального шельфа. Со следующим участком обитаемого шельфа более чем в 3000 км к югу в Антарктиде, это конец линии.

Зондирование черного течения | Earthdata

Похожие истории рассказывают спутники и инструменты на дне океана.

Автор: Наташа Вискарра

Океанолог-физик Пак Дже-Хун помог установить стеклянный шар размером с тыкву в пластиковой оболочке на палубе исследовательского судна Melville . Шар содержал научные датчики и был пришвартован к морскому дну у восточного побережья Японии в течение двух лет, собирая данные о быстро текущем океаническом течении над ним.Сорок два других таких стеклянных шара либо были извлечены, либо все еще пришвартованы под водой. Парк провел почти месяц в море с другими исследователями, добывая эти инструменты. Но он был очень взволнован данными, которые они будут получать о вихрях, круговоротах и ​​меандрах, составляющих наиболее активную область течения Куросио.

Куросио, одно из трех крупнейших мировых океанских течений, издавна очаровывало людей. Первые рыбаки и исследователи обратили внимание на эти течения, потому что они либо ускоряли свои путешествия, либо теряли их.Ранние китайские мореплаватели называли течение Куросио Вэй-Лу, или течение в мир, из которого никто никогда не возвращался. Японцы назвали его Куросио, или Черное течение, из-за его темных, кобальтовых вод. Океанолог-физик Стивен Джейн сказал: «Куросио — самое сильное течение в Тихом океане, а также одна из самых интенсивных областей теплообмена между воздухом и морем на земном шаре. Он влияет на климат даже в Северной Америке ».

На этом изображении, полученном со спутника NASA Aqua, кружащееся цветение фитопланктона становится видимым из космоса, когда теплые воды течения Куросио сталкиваются с холодными водами течения Оясио у восточного побережья Японии.(С любезного разрешения Н. Куринг, команда MODIS Ocean Color)

Нанесение на карту Wei-Lu

Так же, как Куросио был загадочным для первых мореплавателей, многое в нем остается неизвестным для ученых, изучающих его связь с климатом. «Было проведено много исследований Гольфстрима в Атлантическом океане, но недостаточно исследований Куросио, самого большого и наиболее важного течения в северной части Тихого океана», — сказал Джейн, эксперт по глобальному океану. динамика и один из ведущих ученых исследования системы расширений Куросио (KESS).«Мы хотели изучить гидродинамику этого течения, потому что это интересная физика».

Куросио течет особенно быстро и глубоко со скоростью 2,5 метра (8,2 фута) в секунду и достигает 1000 метров (3281 фут) под поверхностью. Управляемый ветрами и вращением Земли, он начинает свое путешествие в тропическом Филиппинском море и течет на север, чтобы скользить по Тайваню. Достигнув Японии, он образует многочисленные водовороты при столкновении с холодным субарктическим противотоком Берингова моря.Затем течение сильно изгибается здесь и там, пока не образует свободную струю, устремляющуюся на восток в сторону Северной Америки, прежде чем, наконец, впитается в более крупный круговорот северной части Тихого океана. Ученые считают, что поверхностные течения, такие как Куросио, влияют на путь ураганов и тайфунов и влияют на климат в окружающих регионах.

Используя данные дрейфующих роботизированных зондов, установленный на датчике буй, спутниковые данные и подводные датчики, KESS обнаружил круговороты рециркуляции, вращающиеся как к северу, так и к югу от струи Куросио.Джейн сказала: «Мы знали, что есть один к югу, но мы не знали, что есть один к северу до исследования KESS». Круговорот рециркуляции — это вращающиеся потоки воды, которые изолированы от окружающей циркуляции. «Это могут быть места, где рыбу и личинок можно перемещать в течение длительного периода времени, потому что вода просто циркулирует вокруг и вокруг», — сказала Джейн. Ученые интересуются круговоротами Куросио, потому что это одни из немногих мест в океане, где образуется субтропическая вода.Вода в субтропическом режиме — это слой воды с исключительно однородной температурой и соленостью, который, как считается, помогает стабилизировать климат в регионе. Исследование KESS также успешно составило карты того, как течение Куросио текло и изменялось за два года. «Это одна из первых попыток действительно нанести на карту ток, где он наиболее активен», — сказал Джейн.

Океанолог-физик Джэ-Хун Парк (слева) и аспирантка Университета Род-Айленда Кристин Ашманкас (справа) проверяют подводный датчик в сухой лаборатории исследовательского судна «Томпсон» перед его установкой на морское дно под течением Куросио.(Любезно предоставлено Kuroshio Extension System Study)

Исследователи KESS надеются, что их результаты предложат другим исследователям окно в процессы, лежащие в основе Куросио, штормов и формирования климата в регионе. Международная исследовательская инициатива по взаимодействию океана и атмосферы под названием «Изменчивость и предсказуемость климата» (CLIVAR) уже заинтересована в использовании результатов KESS и их сравнении с существующими климатическими моделями. Джейн сказала: «Идея состоит в том, чтобы сравнить то, что мы наблюдали, с численными моделями и посмотреть, воспроизводят ли модели то, что на самом деле делает океан.Это эквивалентно подтверждению прогноза в атмосфере на три дня вперед. Вы предсказываете, что через три дня будет солнечно. Неужели за три дня действительно солнечно? »

Истина

Парк, также член группы KESS, считает, что данные о давлении на дне океана, полученные за два года с помощью датчиков морского дна, могут помочь в изучении более серьезных вопросов об океанах и климате. «Я понял, что наш набор данных будет отличным наземным источником достоверных данных для подтверждения измерений давления на дне океана, сделанных спутниками-близнецами Gravity Recovery и Climate Experiment [GRACE]», — сказал он.

Давление на дне океана, вес столба атмосферы и воды океана над точкой на морском дне, помогает океанологам предсказывать закономерности циркуляции океана и движения течений. Пак сказал: «Точно так же, как метеорологи должны следить за атмосферным давлением, чтобы делать карты погоды, океанографам необходимо измерять давление на дне океана, чтобы составить карту циркуляции океана».

Движение волн и ряби на поверхности океана — незначительные изменения высоты поверхности моря — могут изменять давление на дне океана.Это движение воды из одной области в другую, по сути, движение массы, также влияет на гравитацию, позволяя спутникам GRACE измерять изменения давления на дне мирового океана. Эти спутники-близнецы, пролетая в 300 милях над Куросио, проходят над водоворотами, насыщенными водоворотами, реагируя на изменения силы тяжести Земли. Ведущий спутник смещается к своему замыкающему двойнику или от него каждый раз, когда он ощущает всплеск в гравитационном поле или сдвиг массы из одной области в другую. Скачки или спады течения могут вызвать небольшие колебания силы тяжести по мере того, как океанская вода перемещается из одной области в другую.Когда, например, на поверхности океана дуют сильные ветры, высота поверхности моря может увеличиваться, и давление на дне океана также повышается.

На этой карте Тихого океана показаны изменения давления на дне океана, зафиксированные спутниками Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) в период с 1993 по 2008 годы. Красные и желтые цвета показывают большие изменения давления, а синие и пурпурные цвета указывают области с небольшими изменениями или без них. (Предоставлено NASA Physical Oceanography DAAC)

Самый сильный слабый сигнал

Виктор Злотницки, океанограф из Лаборатории реактивного движения НАСА, сказал, что у Пак есть веская причина проверять оценки давления на дне океана GRACE с данными по течению Куросио.Он сказал: «Куросио — один из самых сильных сигналов среди более слабых сигналов океана, поэтому его стоит изучить. Предположим, например, что над регионом Амазонки в Южной Америке идет дождь для кошек и собак, и этот дождь идет на юг через реку Амазонка в бассейн Ориноко. Это мощный сигнал — около двадцати сантиметров [восьми дюймов] воды, огромная куча воды. С другой стороны, сигналы океана самые слабые. Изменения в массе воды в океане составляют всего от двух до пяти сантиметров [от одного до двух дюймов].”

Парк сравнил данные своего массива датчиков давления на дне океана с данными GRACE из Центра распределенного активного архива физической океанографии НАСА (PO.DAAC). Пак сказал: «Я был доволен, потому что корреляция между двумя наборами данных была довольно хорошей». Спутник имел менее точные оценки характеристик океана, меньшие, чем его максимальное разрешение в 300 километров (162 мили). «Он не может улавливать объекты океана, такие как водовороты и меандры, которые меньше этого», — сказал Парк. «Но эксперимент подтверждает, что GRACE — идеальный инструмент для использования при рассмотрении процессов в более широком смысле.Злотницки добавил: «Сила спутников заключается в их способности видеть весь земной шар за несколько дней до недель или за один месяц в случае GRACE; с другой стороны, на большинстве обширных просторов морского дна никогда не видели регистраторов давления на дне ».

От дна океана до поверхности моря

Одним из таких масштабных процессов в океане, за которым ученые внимательно наблюдают с помощью GRACE, является повышение уровня моря, показатель того, как меняется глобальный климат. «По правде говоря, среднее давление на дне мирового океана повышается.Это означает, что в океан все время попадает немного больше воды », — сказал Злотницкий. «Уровень моря поднимается примерно на три миллиметра [0,1 дюйма] в год. Частично это связано с расширением морской воды из-за тепла. Другая часть связана с добавлением воды из ледников Гренландии, Антарктиды и континентальных регионов, таких как Аляска ». Эти огромные ледники, как и большинство ледников мира, сокращаются из-за постоянного потепления климата. Их талая вода стекает в океан, вызывая повышение уровня моря.

Раньше спутниковые высотомеры могли измерять изменения высоты поверхности моря, но не могли различать эффекты от теплового расширения и эффекты от добавок талой воды ледников. Однако сравнение оценок давления на дно океана с измерениями высоты поверхности моря позволяет исследователям выделить изменение уровня моря, связанное с жарой. «GRACE — это совершенно новое измерение», — сказал Злотницкий. «Мы изучали Мировой океан, отслеживая температуру поверхности моря в течение последних двадцати лет, и мы отслеживали высоту поверхности моря более пятнадцати лет.Но с 2003 года у нас есть GRACE и его измерение изменяющейся во времени силы тяжести Земли. Это меняет то, как мы изучаем океаны ».

Список литературы

Джейн, С.Р., Нью-Джерси Хогг, С. Уотерман, Л. Рейнвилл, К.А. Донохью, Д. Уоттс, К. Трейси и др. 2009. Расширение Куросио и его круговороты рециркуляции. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 56, DOI: 10.1016 / j.dsr.2009.08.006.

Парк, J.H., D.R. Уоттс, К. Донохью и С.Р. Джейн. 2008. Сравнение измерений массива забойного давления на месте с оценками GRACE в расширении Куросио. Письма о геофизических исследованиях 35, L17601, DOI: 10.1029 / 2008GL034778.

Сонг, Ю. и В. Злотницкий. 2004. Прогноз волн давления на дне океана в тропической части Тихого океана. Письма о геофизических исследованиях 31, L05306, DOI: 10.1029 / 2003GL018980.

Для получения дополнительной информации

Центр распределенного активного архива физической океанографии НАСА (PO.DAAC)

Эксперимент по восстановлению гравитации и климату (GRACE)

Исследование системы расширений Куросио

О данных ДЗЗ
Спутник	Эксперимент по восстановлению гравитации и климату (GRACE)
Датчик	Система измерения диапазона K (KBR)
Набор данных	Массовые решетки GRACE
Разрешение	1 степень
Параметр	Давление на дне океана
DAAC	Центр распределенного активного архива физической океанографии НАСА (PO.DAAC)

DAAC по физической океанографии (PO.DAAC) | Earthdata

Многомасштабная температура поверхности моря сверхвысокого разрешения Центр распределенного активного архива физической океанографии НАСА (PO.DAAC) расположен в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. PO.DAAC управляет и предоставляет инструменты и услуги для океанографических и гидрологических данных НАСА (спутниковых, бортовых и полученных на месте), что позволяет лучше понять физические процессы и состояние мирового океана.Измерения включают в себя силу тяжести, океанские ветры, температуру поверхности моря, топографию поверхности океана, соленость поверхности моря и циркуляцию. Эти данные поддерживают широкий спектр приложений, включая исследования климата, прогноз погоды, управление ресурсами, политику и управление ресурсами данных об океане.

Примеры хранилищ данных включают Водолей, Активный пассивный метод измерения влажности почвы (SMAP), Эксперимент по восстановлению гравитации и климату (GRACE), Дополнительный анализ GRACE (GRACE-FO), Scatterometer NASA (NSCAT), Quick Scatterometer (QuikSCAT), Rapid Scatterometer (RapidScat) ), Глобальная навигационная спутниковая система Cyclone (CYGNSS), TOPEX / POSEIDON, Jason-1, Группа по температуре поверхности моря высокого разрешения (GHRSST), Таяние океанов в Гренландии (OMG), региональное исследование процессов солености в верхних слоях океана (SPURS) и Создание записей данных системы Земли для использования в исследовательских средах (MEaSUREs).

Службы доступа к данным

включают диск PO.DAAC, тематические службы распределенных данных среды в реальном времени (THREDDS), проект с открытым исходным кодом для протокола доступа к сетевым данным (OPeNDAP), веб-службы PO.DAAC и репозиторий PO.DAAC GitHub.

Инструменты, которые обеспечивают возможности разделения, извлечения и визуализации, включают высокоуровневый инструмент для интерактивного извлечения данных (HiTIDE), сервер живого доступа (LAS) и состояние океана (SOTO).

Контактная информация

Суреш Ваннан, Менеджер DAAC
Майк Гангл, Системный инженер DAAC
Др.Мишель Герах, Научный сотрудник DAAC
Эд Армстронг, DAAC Data Engineer
Джон Клозе, Руководитель операций DAAC

Лаборатория реактивного движения
4800 Oak Grove Drive
Pasadena, CA 91109

Циркуляция Атлантического океана является самой слабой по крайней мере за 1600 лет, как показывают исследования — вот что это означает для климата

Влиятельная система течений в Атлантическом океане, которая играет жизненно важную роль в перераспределении тепла по всей климатической системе нашей планеты, сейчас движется медленнее, чем за последние 1600 лет.Это заключение нового исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience некоторыми из ведущих мировых экспертов в этой области.

Ученые считают, что это замедление отчасти напрямую связано с потеплением нашего климата, поскольку таяние льда меняет баланс в северных водах. Его влияние можно увидеть в штормах, аномальной жаре и повышении уровня моря. И это усиливает опасения, что, если люди не смогут ограничить потепление, система в конечном итоге может достичь переломного момента, нарушив глобальные климатические модели.

Гольфстрим вдоль восточного побережья США является неотъемлемой частью этой системы, известной как Атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция, или AMOC. Он стал известен благодаря фильму 2004 года «Послезавтра», в котором океанское течение резко прекращается, вызывая огромные смертоносные штормы по всему земному шару, как сверхзарядный торнадо в Лос-Анджелесе и водяная стена, врезающаяся в Нью-Йорк.

Как и во многих научно-фантастических фильмах, сюжет основан на реальной концепции, но последствия доведены до драматической крайности.К счастью, резкого прекращения течения в ближайшее время не ожидается — если вообще когда-либо. Даже если течение в конце концов остановится — а это активно обсуждается, — результатом не будут мгновенные штормы, превышающие масштабы жизни, но через годы и десятилетия их воздействие, безусловно, будет разрушительным для нашей планеты.

Недавнее исследование показало, что с 1950 года циркуляция крови замедлилась как минимум на 15%. Ученые в новом исследовании говорят, что ослабление течения «беспрецедентно для последнего тысячелетия.»

Поскольку все взаимосвязано, замедление темпов роста, несомненно, уже оказывает влияние на земные системы, и, по оценкам, к концу века циркуляция может замедлиться на 34–45%, если мы продолжим нагревать планету. Ученые опасаются такое замедление может поставить нас опасно близко к переломным моментам.Стремясь достичь баланса, Земля посылает это тепло на север из тропиков и посылает холод на юг от полюсов. Это то, что заставляет дуть ветер и образовываться штормы.

Большая часть этого тепла перераспределяется атмосферой. Но остальное более медленно перемещается океанами в так называемом Глобальном океаническом конвейерном поясе — всемирной системе течений, соединяющих мировые океаны, движущихся во всех различных направлениях по горизонтали и вертикали.

NOAA

За годы научных исследований стало ясно, что атлантическая часть конвейерной ленты — AMOC — является двигателем, который управляет его работой.Он перемещает воду в 100 раз быстрее реки Амазонки. Вот как это работает.

Узкая полоса теплой соленой воды в тропиках недалеко от Флориды, называемая Гольфстримом, уносится на север у поверхности в Северную Атлантику. Когда он достигает региона Гренландии, он достаточно охлаждается, чтобы стать более плотным и тяжелым, чем окружающие воды, после чего тонет. Затем эта холодная вода уносится на юг глубоководными течениями.

Через прокси-записи, такие как керны океанических отложений, которые позволяют ученым реконструировать далекое прошлое, уходящее в миллионы лет, ученые знают, что это течение может замедляться и останавливаться, и когда это происходит, климат в Северном полушарии может быстро измениться. .

Одним из важных механизмов на протяжении веков, который действует как своего рода рычаг, контролирующий скорость AMOC, является таяние ледникового льда и, как следствие, приток пресной воды в Северную Атлантику. Это потому, что пресная вода менее соленая и, следовательно, менее плотная, чем морская, и не тонет так быстро. Слишком много пресной воды означает, что конвейерная лента теряет тонущую часть своего двигателя и, таким образом, теряет импульс.

Это то, что, по мнению ученых, происходит сейчас, когда лед в Арктике, в таких местах, как Гренландия, тает ускоренными темпами из-за антропогенного изменения климата.

Климат Центральный

Недавно ученые заметили холодную каплю, также известную как дыра потепления в Северной Атлантике, на участке Северной Атлантики вокруг южной Гренландии — одном из немногих мест на планете, где действительно наблюдается охлаждение.

Тот факт, что климатические модели предсказали это, дает больше доказательств того, что это указывает на чрезмерное таяние льда в Гренландии, увеличение количества осадков и, как следствие, замедление переноса тепла на север из тропиков.

Практически весь земной шар нагревается, за исключением холодной капли в Северной Атлантике. НАСА

Чтобы установить, насколько беспрецедентным является недавнее замедление AMOC, исследовательская группа собрала косвенные данные, взятые в основном из архивов природы, таких как океанические отложения и ледяные керны, за более чем 1000 лет. Это помогло им восстановить историю потока AMOC.

Команда использовала комбинацию трех различных типов данных, чтобы получить информацию об истории океанских течений: температурные режимы в Атлантическом океане, свойства подземных водных масс и размеры зерен глубоководных отложений, возраст которых составляет 1600 лет.

Хотя каждый отдельный фрагмент косвенных данных не является идеальным представлением эволюции AMOC, их комбинация показала надежную картину опрокидывающейся циркуляции, говорит ведущий автор статьи доктор Левке Цезарь, физик-климатолог из Университета Мейнута. в Ирландии.

«Результаты исследования показывают, что он был относительно стабильным до конца 19 века», — поясняет Стефан Рамсторф из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии.

Первое значительное изменение в их записях о циркуляции океана произошло в середине 1800-х годов, после хорошо известного периода регионального похолодания, называемого Малым ледниковым периодом, который длился с 1400-х по 1800-е годы.В это время более низкие температуры часто замораживали реки по всей Европе и уничтожали посевы.

«С окончанием Малого ледникового периода примерно в 1850 году океанические течения начали уменьшаться, а с середины 20 века последовал второй, более резкий спад», — сказал Рамсторф. Это второе снижение за последние десятилетия, вероятно, было связано с глобальным потеплением в результате сжигания и выбросов загрязняющих веществ из ископаемого топлива.

Девять из 11 наборов данных, использованных в исследовании, показали, что ослабление AMOC в 20-м веке является статистически значимым, что свидетельствует о беспрецедентном замедлении темпов роста в современную эпоху.

Влияние штормов, аномальной жары и повышения уровня моря

Цезарь говорит, что это уже отражается на климатической системе по обе стороны Атлантики. «По мере замедления течения на восточном побережье США может накапливаться больше воды, что приведет к усиленному повышению уровня моря [в таких местах, как Нью-Йорк и Бостон]», — пояснила она.

На другой стороне Атлантики, в Европе, данные свидетельствуют о влиянии погодных условий, таких как след штормов, исходящих от Атлантического океана, а также волны тепла.

«В частности, волна тепла в Европе летом 2015 года была связана с рекордными холодами в северной части Атлантического океана в том году — этот, казалось бы, парадоксальный эффект возникает из-за того, что холодная северная Атлантика способствует формированию давления воздуха, которое направляет теплый воздух с юга в Европа », — сказала она.

По словам Цезаря, эти воздействия, вероятно, будут и дальше усугубляться, поскольку Земля продолжает нагреваться, а AMOC еще больше замедляется, с более экстремальными погодными явлениями, такими как смена маршрута зимнего шторма от Атлантики и потенциально более сильные штормы. .

CBS News задала Цезарю вопрос на миллион долларов: достигнет ли AMOC переломного момента, ведущего к полному останову, и когда это произойдет? Она ответила: «Проблема в том, что мы еще не знаем, при какой степени глобального потепления наступит переломный момент AMOC. Но чем больше оно замедляется, тем больше вероятность, что мы это сделаем».

Более того, она пояснила: «Опрокидывание не означает, что это происходит мгновенно, а скорее, что из-за механизмов обратной связи продолжающееся замедление не может быть остановлено после того, как переломный момент будет преодолен, даже если нам удастся снова снизить глобальные температуры.«

Цезарь считает, что если мы останемся ниже 2 градусов по Цельсию глобального потепления, маловероятно, что AMOC упадет, но если мы достигнем 3 или 4 градусов потепления, шансы на опрокидывание возрастут. Поддержание температуры ниже 2 градусов по Цельсию (3,6 градуса по Фаренгейту) — цель Парижского соглашения, к которому США только что присоединились.

Если точка перелома будет пересечена и AMOC остановится, вероятно, что северное полушарие охладится из-за значительного уменьшения тропической жары, отталкивающейся на север.Но помимо этого, Цезарь говорит, что наука еще не знает точно, что произойдет. «Это часть риска».

Но люди действительно имеют некоторую свободу действий во всем этом, и решения, которые мы принимаем сейчас, с точки зрения того, как быстро мы перестанем использовать ископаемое топливо, определят результат.

«Перейдем ли мы переломный момент к концу этого столетия или нет, это зависит от степени потепления, то есть количества парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу», — объясняет Цезарь.

Более Джефф Берарделли

Джефф Берарделли — метеоролог и специалист по климату в CBS News.

Ток — От чего зависит сила тока в электрической цепи? — OCR 21C — Редакция GCSE Physics (Single Science) — OCR 21st Century

Ток — это скорость потока заряда. В металлических проводах электроны движутся и вызывают ток. Для электрического тока необходимы следующие условия:

Первоначально ток определялся как поток заряда от положительного к отрицательному. Позже ученые обнаружили, что ток на самом деле представляет собой поток электронов от отрицательного к положительному.Первоначальное определение теперь упоминается как «традиционный ток», чтобы избежать путаницы с новым определением тока.

Расчет тока

Для расчета тока используйте уравнение:

расход заряда = ток × время

Это когда:

• расход заряда измеряется в кулонах (C)
• ток измеряется в амперах (амперах) (A)
• время измеряется в секундах (с)

Каждый электрон в цепи несет очень небольшой заряд, но присутствует много миллиардов электронов.Многие повседневные токи для небольших бытовых приборов будут измеряться в миллиамперах, мА: 1000 мА = 1 А.

Пример расчета

Ток 60 мА проходит через лампу в течение получаса. Рассчитайте переданную плату.

60 мА = 60 ÷ 1000 = 0,060 A

0,5 часа = 30 минут

= 30 × 60 = 1800 с

расход заряда = ток × время

= 0,060 × 1,800

= 108 C

Вопрос

Заряд 5.0 C передается по проводу за 20 с. Рассчитайте ток в проводе.

Показать ответ

Сначала измените уравнение, чтобы найти ток:

Categories Разное