А убьет человека током в металлическом шаре или нет?
Человек внутри металлического шара. К шару снаружи, двумя проводами подключено электричество с высоким напряжением и высокой силой тока (предположим 10000 В, 200 А). Собственно вопросов несколько.
Убьет ли человека током высокого напряжения и высокой силы тока?
Проникает ли электричество внутрь шара?
Воздействует ли на человека электромагнитное излучение протекающего электрического тока или возникает эффект "Клетки Фарадея"?
Что значит "подключено электричество с высокой силой тока (предположим 200 А)"? Этот текст не имеет физического смысла. Все равно, что спросить, сколько ампер в домашней розетке (и ведь спрашивали!). Смысл имеет только напряжение.
Я не очень хорошо разбираюсь в электричестве. Потому и спрашиваю. Числа я придумал с потолка, чтоб не разводить в ответах дискуссию о том, что том, что убивает сила тока, а не напряжение. О законе Ома я не думал.
Поделить 10000 В на 200 А и получить 50 Ом можно и без калькулятора :). И такое большое сопротивление для металла сразу бросается в глаза. А jarohty написал, что сопротивление на самом деле должно быть в десятки тысяч раз меньше. Кстати, не понятно, как подается на шар напряжение. К нему привинчены (припаяны) два провода? На каком расстоянии?
Я понимаю так, что вопрос не в цифрах, а в принципе. Цифрами автор сам себя запутал. Принципиально: пройдет ли через тело человека ток, если он находится внутри металлического шара, через который проходит электрический ток?
Если мы припаяем к внешней поверхности металлического шара два отвода и подведем к ним ток, то этот ток распределится по всей поверхности шара (не ошибайтесь, говоря "ток течет по кратчайшему пути", это неправильно) и создаст определенное распределение потенциалов по поверхности, причем если ток постоянный -- одинаковое как внутри, так и снаружи (так что это вторая ошибка -- ссылаться на "клетку Фарадея" и полагать, что шар внутри будет эквипотенциален). Так что стоящий (или лежащий) внутри шара человек будет находиться под "шаговым напряжением". Насколько оно будет опасно, зависит от реальной разности потенциалов, образовавшейся между отводами.
Такой шар, даже сделанный из тонкого металла, будет иметь очень маленькое сопротивление. Так, медная сфера диаметром 2 метра и с толщиной стенки 1 мм будет иметь сопротивление порядка десятитысячных долей ома. Чтобы создать разность потенциалов между контактами всего лишь в 1 вольт, придется пропустить ток 10000 А. Таким образом, опасность поражения электрическим током может возникнуть лишь при мегаамперных токах, и то если испытуемый будет держаться за точки питания изнутри шара (или встанет на нижнюю ногами, а в верхнюю упрется руками). Чтобы создать опасность "шагового" напряжения на длине обычного шага, ток нужно повысить еще на порядок.
Человек, находящийся внутри шара, будет подвержен воздействию электрического поля, создаваемого падением напряжения на шаре, а также магнитному полю проходящего через него тока.
Согласно Кулону, внутри шара пофигу какое напряжение подведено к поверхности жара.
Ток пойдет по пути наименьшего сопротивления, а металл имеет много меньшее сопротивление чем человеческое тело.
Электромагнитное излучение от протекающего тока не образуется, разве что вторичное. Магнитное поле внутри шара будет нулевым, так как компенсируется противоположными сторонами-проводника<wbr />ми.
200 Ампер, думаю, хорошо прогреют вашего испытуемого посредством нагрева шара.
Если электроустановка реализована в соответствии с правилами ПУЭ, то в доли секунды должна сработать защита электрических цепей из-за короткого замыкания на металлический корпус шара и человек возможно останется жив (хотя обгореть может на таких токах). Но если возникнет дуговой разряд, то убить им вполне возможно.
Если защита не сработала, то многое зависит от того, чем касается человек корпуса шара (если двумя ногами в обуви, то возможно попадание под шаговое напряжение, если еще и руками, то под напряжение прикосновения). В любом случае поражение скорей всего будет смертельным.
Внутрь шара электричество проникает в виде электромагнитного излучения. Эффект клетки Фарадея не возникает, так как электричество на корпусе шара прямое, а не наведённое внешним электромагнитным полем.
Если Вы сумеете подвести к металлическому шару 10000 В, через него потечёт не 200 А, а гораздо больше. По сути: 1) Внутри металлического шара отсутствует электрическое поле. Конечно, если частота не слишком высокая. Это по теореме Остроградского-Гаусс<wbr />а. 2) Если внутри шара токи отсутствуют, то применяя теорему Стокса, нетрудно показать, что магнитное поле внутри шара также отсутствует. 3) Отсутствие электрического и магнитного полей означает отсутствие электромагнитных волн. Суммируя сказанное, можно сделать вывод, что от электромагнитных явлений смерть подопытному не грозит.
В металическом шаре человека током не убьет, так как ток будет протекать через железную оболочку шара а не через тело человека. Если бы у оболочки шара было бы равное или более высокое електрическое сопротивление чем сопротивление тела человека, тогда бы через это тело проходил бы ток. Это все равно что воробей сидит на электрическом проводе но его током не бьет.
Нет, как бы не велико было напряжения снаружи шара, внутри шара абсолютно безопасно !
Другой вопрос, если по шару протекает большой ток, и своим нагревом разрушает его, то после разрушения шара, человек может оказаться в опасности. Опять же условия вопроса в этом отношении не очень определены.
Нет, внутри шара никаких электромагнитных воздействий на человека нет.
На мой взгляд вопрос не правильно задан или оформлен. 1) Касается ли человек шара или нет? 2) Если не касается, то на каком расстоянии от него он находится? 3) Как к металлическому шару можно поднести два электрода без короткого замыкания? 4) Если токи КЗ, то почему только 200 А (а не в десять раз больше)?
Как делают на заводах различные лампочки хорошо показано в обучающем сериале "Как это сделано" на канале Discovery. Там подробно описан весь процесс производства.
Смотря какая машина и куда попадет молния. Вопрос слишком расплывчатый. Если машина швейная, а молния попадет в телевизионную башню в соседнем городе, то ничего не будет в плане последствий для швейной машины. А если машина стиральная, и молния попадет в линию электропередачи рядом с домом, в котором эта машина находится, то есть шансы, что она выйдет из строя. Если была включена в это время. А если иметь в виду легковой автомобиль и попадание молнии в него, то будет много грохота и блеска, наверняка выйдет из строя значительная часть электронного оборудования, если оно в этом авто есть. И вполне возможно возгорание колес. Находящимся же в машине людям грозит попадание в ДТП, если автомобиль в это время ехал. И большой перепуг. А в плане поражения людей самой молнией вероятность очень мала, так как электрический разряд пройдет по пути наименьшего сопротивления, то есть по металлическим деталям кузова.
Переменный ток обозначает, что на выходах источника меняется полярность с определённой частотой. Частота 50 Гц означает, что на одном из выходов источника 50 раз в секунду происходит смена, например, положительного потенциала на отрицательный и вновь на положительный. Соответственно на другом выходе наоборот. В случае с источником постоянного тока (аккумулятором) будут просто импульсы (от плюс 12 до нуля на одной клемме и от минус 12 до нуля на другой) без смены полярности на выходах.
Аналоговый: есть измерительная головка (микроамперметр) , так что напряжения измеряют, подключая эту головку к двум точкам схемы через соответствующее сопротивление (зависящее от предела измерения) . Для измерения тока включают в разрыв схемы некоторое сопротивление (опять же разное для разных пределов) и смотрят, какое на нём упало напряжение. То есть измерительное сопротивление включается параллельно головке (шунт) , а не последовательно.
Для измерения сопротивления на него подают ток (реально - включают последовательно с внутренним калиброванным сопротивлением и источником питания) и смотрят, какой идёт ток. Обычно прямо на лимб измерительной головки наносят шкалу сопротивлений. Переключение диапазонов - изменением вот этого последовательного сопротивления (одновременно может изменяться и дополнительное шунтирующее сопротивление головки) .
Цифровые - с помощью аналого-цифрового преобразователя. Как правило, это АЦП двойного интегрирования, в котором входной сигнал сравнивается с опорным (по существу такой преобразователь интегрирует ток, создаваемый входным напряжением через входное сопротивление) . Напряжение измеряется в лоб. Пределы измерения меняются с помощью резисторных делителей, для милливольтового предела, если такой есть, может применяться встроенный усилитель с калиброванным коэффициентом усиления. Ток измеряется по падению напряжения на встроенных резисторах (для разных пределов измерения подключаются разные резисторы) . Сопротивление - по напряжению, которое получается на резисторе при фиксированном токе (резистор включается в обратную связь инвертирующего усилителя, и выходное напряжение такой схемы оказывается пропорциональным измеряемому сопротивлению).