Какие токи бывают: Виды электрического тока | Статьи М-электрика

Какие существуют токи (электрические). Виды тока (постоянный и переменный), их особенности. « ЭлектроХобби

Какие существуют токи (электрические). Виды тока (постоянный и переменный), их особенности. « ЭлектроХобби

Блог Основы электротехники

Многие должны были слышать, что электрический ток бывает разный (постоянный, переменный). Те, кто особо не знаком с темой электрики и электроники порой могут путаться в типах тока, когда подают электрическую энергию на то или иное электрооборудование. Для одних устройств нужно именно постоянное напряжение (ток), другие же питаются только от переменного. Поскольку эти виды тока принципиально разные, то ошибка при подаче питания может привести к не работе (в лучшем случае), а в худшем варианте просто вывести электрооборудование из строя.

Итак, напомню, что электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрически заряженных частиц (электронов) вдоль проводника. То есть, это простое, однонаправленное перемещение очень маленьких частичек (с огромной скоростью) внутри электрических проводников (в большинстве случаев металлов — медь, алюминий, серебро, золото и различных сплавов, хорошо проводящих ток).

 

Само же движение возникает по причине появления определённой разности электрических потенциалов, называемое напряжением. У электрического источника имеются два полюса, положительный (где сосредотачивается положительный заряд некой величины) и отрицательный (где сосредотачивается отрицательный заряд). Если нет замкнутой цепи между полюсами, то имеется только напряжение (стремление зарядов перейти на противоположный полюс). Как только цепь замыкается, появляется путь для прохождения зарядов в виде электрического проводника, то заряды стремительно начинают своё движение, что и создают их ТОК в проводнике.

Основных видов электрического тока существует два — постоянный и переменный (импульсный, это частичный случай переменного). Постоянный ток — это, не что иное как простое однонаправленное перемещение электрических зарядов в одну сторону. От одного полюса к другому без изменения направления во времени. На деле в твёрдых веществах (проводниках) электрический ток течет от минуса к плюсу (происходит перемещение отрицательных зарядов, электронов).

В жидких и газообразных средах постоянный ток бежит, наоборот, от плюса к минусу (движение ионов, положительно заряженных частиц). В теоретической области было принято считать, что постоянный электрический ток всегда течет от плюса к минусу (при работе с принципиальными электрическими схемами).

Постоянный ток имеет постоянную величину своего напряжения (обычно наиболее используемые величины 3, 5, 6, 9, 12, 24 вольт). При работе его величина может изменяться всего на несколько процентов, по причине падения напряжения при динамической работе самой нагрузки (к примеру, постоянный электродвигатель, который может иметь плавающую механическую нагрузку на своём вале, ну и т.д.). Для постоянного напряжения (точнее электрических схем, работающие на постоянном типе тока) важно оставаться неизменным. Если схема рассчитана на постоянное напряжение 12 вольт, то и подаваться на неё должно строго 12 вольт с небольшим отклонением в несколько процентов. Для обеспечения этого используются различные решения начиная от правильно подобранных электрических деталей, компонентов, и заканчивая всевозможными электрическими, электронными схемами различных стабилизаторов, фильтров и т.

д.

Постоянный ток имеет как свои достоинства, так и свои недостатки. Иначе бы использовался только этот тип электрического тока! Практически все электронные схемы нуждаются в питании именно постоянным током. Сам принцип действия и работа электронных элементов основан на этом виде тока. Также электрические аккумуляторы могут работать только с постоянным током, ну и т.д. Основным недостатком этого вида электротока является плохая передача электроэнергии на значительные расстояния (возникают большие потери). Кроме этого для его преобразования нужны более сложные электрические устройства.

Переменный электрический ток представляет собой упорядоченное, плавно изменяющееся (синусоидальное) движение электрических зарядов вдоль проводника, которое периодически меняет свои полюса. Наиболее распространённой частотой переменного тока является 50 Герц. То есть, за одну секунду направление тока в электрической цепи меняется с плюса на минус и наоборот аж 50 раз. Хотя это считается ещё и низкой частотой. Переменный ток может быть однофазным (используются 2 провода и напряжение между ними 220 вольт) или же трёхфазным (используются 3 фазных провода, напряжение между двумя любыми из них 380 вольт и один нулевой).

Переменный вид тока легко преобразуется и передается на большие расстояния с минимальными потерями на самой линии электропередач. Наиболее используемые величины переменного напряжения, от которых питаются конкретные электроприборы, это 220 вольт (напряжение для бытового использования населением) и 380 вольт (для промышленного использования, где важны именно 3 фазы). Для того, чтобы получить из одной величины тока или напряжения другую величину обычно применяют всего одно устройство, которое называется силовым трансформатором. На его вход подают одни значения напряжения или тока, а на выходе получают другие, более высокие или низкие.

P.S. Частным случаем переменного электрического тока можно считать импульсный ток, который может иметь различную форму, отличной от обычной синусоидальной. Данный вид электрического тока обычно используют в различной цифровой технике, в области электроники.

Поиск по сайту

Меню разделов



Электрический ток

Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В). Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников.

Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

• прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
• прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
• прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
• взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

• Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
• Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
• Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

• Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
  
• Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
• Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
• Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы.  Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.

• Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
• без потери сознания;
• с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
• с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
• клиническая смерть;
• электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

• фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
• отсутствие пульса и дыхания;
• синеватый цвет кожи;
• расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.

Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

• 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
• 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
• 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.

Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

• длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
• специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
• «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
• путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

Смертельный ток для человека

По мнению опытных электриков, электроток опасен тем, что он невидим. Электричество, воздействующее на человеческий организм, вызывает тяжелые последствия, вплоть до смертельного исхода. Установили, что ток 50-100 мА опасен для жизни, а более 100 мА – смертелен. Речь идет о токах, проходящих через человека. В этой статье разберемся, почему переменный ток опаснее постоянного.

Исход поражения электротоком

Ситуации бывают различными, поэтому исход от удара током наблюдается разнообразный. При получении сильного электрического удара вызываются проблемы с кровообращением и дыханием. Тяжелые случаи характеризуются сердечной фибрилляцией: мышцы сердца хаотично подергиваются. Фактически сердце перестает нормально функционировать, поэтому в такой ситуации требуется скорейшее медицинское вмешательство.

Зачастую поражение электротоком имеет силу до 1000 В. Ожоги возникают, если сила превышает 1 А. Наиболее частая причина – несоблюдение человеком правил техники безопасности. Элемент, по которому проходит электричество, находится вблизи человеческого тела, в результате чего возникает искровой разряд, приводящий к ожогам различной степени. При случайном получении искрового разряда ток, контактирующий с телом, нагревает ткань до 60 градусов Цельсия. Начинает сворачиваться белок, а впоследствии на пораженном участке появляется ожог. Электрические ожоги опасны, так как вылечить их довольно проблематично.

Опасные величины тока

Поражение электричеством бывает разным, на что влияет три фактора:

• Какова частота: постоянный или переменный;
• Сила;
• В каком направлении движется, проходя через тело.

Электроток делят также, в зависимости от того, как он влияет на человеческое здоровье:

• Ощутимый – только раздражает кожу. Безопасная величина – не более 0.6 милиампер;
• Неотпускающий – переменный с периодическими импульсами, из-за которых человек «прилипает» к источнику электричества. Случается, если сила тока превышает 0.025 ампер;
• Фибрилляционный – из-за него вызывается фибрилляция внутренних органов, в первую очередь, сердца. Если сила электричества превышает 0.1 ампер, орган может остановиться.

Необходимо знать! Человеческий организм сопротивляется электричеству. Сила удара зависит от многих факторов: состояние здоровья потерпевшего во время удара, психическое состояние и даже качество обуви. Отталкиваясь от величин электрического сопротивления, выводят показания напряжения тока, опасные для человека.

Отталкиваясь от техники безопасности, опасные следующие показатели напряжения:

• 65 вольт – жилые помещения и общественные здания, которые отапливаются и имеют внутреннюю влажность до 60%;
• 36 вольт – помещения с повышенным уровнем влажности (до 75%). Это подвальные помещения, кухни и так далее;
• 12 вольт – очень влажные пространства (100%): бассейн, баня, прачечная, котельная и так далее.

Обратите внимание! Частота электротока также играет роль. Опасным для человека считается значение от 50 до 60 герц.

Опасность переменного и постоянного тока

Известно, что электроток бывает постоянный и переменный, но не каждый житель понимает между ними разницу и знает, какой оказывает более серьезное воздействие на организм. На вопрос, какой ток опаснее, специалисты отвечают – переменный.

Объясняется это тем, что постоянный электроток должен быть в три раза мощнее переменного, чтобы быть смертельно опасным для человеческого здоровья. Переменный – более быстрый и сильный, что больше сказывается на нервных окончаниях и мышечной ткани (в первую очередь, сердечной). Электрическое сопротивление людей покрывает мощность постоянного тока (силой не выше 50 милиампер). В случае с переменным электротоком граница опускается до 10 милиампер. Если электрическое напряжение достигает 500 вольт, то оба вида тока оказывают одинаковый вред. Если показатель повышается, более опасный в такой ситуации постоянный электроток.

Биологическое действие электричества напрямую зависит от того, с какой интенсивностью организм ему подвергается, а это важный фактор, из-за которого возникает фибрилляция желудочков сердца. Смертельный электрический ток для человека – длительное прикосновение к электропроводникам с силой 0.25-80 мА. При этом вызываются судороги дыхательных мышц и как следствие – острая асфиксия.

Электричество распространяется по организму лишь в том случае, если есть точка входа и выхода тока. То есть одновременно нужно прикоснуться к двум электродам. Речь идет о двуполюсном включении или соприкосновении с одним электродом. Если часть тела человека заземлена, то такое включение называют однополюсным. Бывает и частичное включение, при котором изолированный от земли человек прикасается к разноименным полюсам. В таком случае он пройдет через включенный отрезок руки, а это, как правило, не опасный ток. Если имеет место высокое напряжение, то электротоком может поразить, даже если нет прямого контакта с проводником: то есть на расстоянии, посредством дугового контакта, который возникает, если к нему приблизиться. Ионизация воздуха является причиной того, что человек контактирует с установками или проводами, по которым проходит электроэнергия. Ток электричества опасный для человека особенно в сырую погоду, так как электропроводимость воздуха повышена. В случае со сверхвысоким напряжением величина электрической дуги достигает длины в 35 см.

Электрический ток опасен для человеческого организма, поэтому нужно соблюдать элементарные требования техники безопасности. Сам он бывает постоянным и переменным, каждый по-своему воздействует на человека. Безопасная работа с электроустановками – соблюдение всех правил и использование средств защиты.

Видео

Опасность электричества не миф, хуже того, несмотря на всеобщую осведомленность об этом факте, практически каждый человек может сказать, что ему доводилось при каких-то обстоятельствах ощутить на собственной шкуре электрический удар. Исход подобного воздействия не обязательно плачевен, однако, опасность летального исхода – это неотъемлемый спутник халатного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках устанавливают предупреждающие плакаты, например, «Высокое напряжение! Опасно для жизни!» или «Не влезай! Убьет!». В связи с чем у многих возникает путаница, что убивает ток или напряжение, чего же им стоит опасаться.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.

Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.

Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

• постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
• изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
• временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело представляет собой проводник электрической энергии, через который может свободно протекать электрический ток. Однако, согласно закону Ома, сила тока на любом участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна сопротивлению:

Как можно судить из вышеприведенного выражения, чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток, протекающий через человека. Напряжение электрической сети – величина постоянная и мало зависящая от того, что к ней подключено.

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

• состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
• увлажненность кожи;
• общее физиологическое состояние организма;
• состав крови.

Помимо этого прохождение тока будет зависеть и от состава напольного покрытия, если цепь замкнется через ноги. В среднем, сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, сухая кожа может иметь сопротивление в 100 000 Ом, но рассчитывать на такой показатель не стоит. Если рассмотреть ситуацию, когда 220 вольт приложено к человеку с сопротивлением 1000 Ом, то удар током достигнет 0,22А или 220 мА, а это опасная величина.

Чтобы представлять себе всю картину, нужно знать следующее:

• при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
• от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
• от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
• от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.

Вышеприведенные данные справедливы для переменного тока частотой 50 Гц, это обуславливается наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как в положительную, так и в отрицательную сторону. При постоянном токе опасное для жизни значение считается от 300 мА и выше.

Более детально о воздействии электрического тока на организм человека было изложено в нашей статье: https://www. asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Подводя итоги

Как видите, токовая составляющая, воздействующая на человека, и определяет, какие ситуации считаются опасными, а какие нет. Но, в то же время, без разности потенциалов электрический ток вообще протекать через человека не будет. Прямой тому пример – выполнение работ под напряжением, когда человек свободно касается проводов, а смертельно опасное электричество его не бьет. Проблема решается изолирующей вставкой между землей и ногами человека, которая разрывает электрическую цепь.

Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

Помимо этого существует целый разряд электроустановок, которые относятся к безопасным за счет питания низким напряжением. Так, потенциально безопасными можно назвать уровни не более 42 В переменного и 100 В постоянного, а все остальные относятся к опасному или высокому напряжению. Но не испытывайте судьбу, лучше перестраховаться и воспользоваться средствами индивидуальной защиты, а в любой непонятной ситуации воздержаться от взаимодействия с электроустановкой, оборванными проводами или корпусом поломанного бытового прибора, включенного в сеть.

Электрический удар — это поражение человека током, после которого может возникнуть шок — тяжёлая реакция организма на сильнейший раздражитель, которым является электрический ток. Стоит понимать, что любой ток опасен для жизни человека. В статье ответим также на вопрос, какой ток и напряжение опасны для человека.

Исход поражения электрическим током

В зависимости от ситуации исход шока может быть разнообразным. Если человек получил сильный электрический удар, у него могут возникнуть проблемы с кровообращением и дыханием. В тяжёлых ситуациях может начаться фибрилляция сердца — сердечная мышца начинает хаотично подёргиваться. Так как сердце фактически перестаёт работать, приток крови останавливается. При не оказанной первой медицинской помощи своевременно человек может умереть.

Чаще всего наблюдаются электрические удары в момент поражения людей током при его силе до 1000 В. Ожоги могут возникнуть при воздействии тока от 1 А и выше. Происходит это в основном, если при работе с током более 1000 В человек не соблюдает элементарных правил техники безопасности. Токоведущая часть находится на довольно близком для тела человека расстоянии, между ними возникает искровой разряд, который приводит к тяжёлым ожогам.

Если человек случайно получил искровой разряд, ток в момент соединения с телом нагревает ткани до 60°. Это приводит к свёртыванию белка, и на поражённом участке образуется ожог. Ожоги, вызванные электрическим током, вылечить довольно сложно.

Признаки ожогов от электрического удара

Существует такое понятие, как электрические метки. Это отмершие участки кожи желтоватого цвета, которые на вид напоминаю мозоли. Если ток проник глубоко в кожу, то ткани тела со временем отомрут.

Признаки электрического ожога:

• кожа в районе удара покраснела;
• на месте очага начали появляться ожоги с образованием пузырей;
• ткани в месте удара обуглились;
• в кожу могли попасть кусочки металла при расправлении одежды.

Опаснее всего, если электрический удар пришёлся на область:

• висков;
• спины;
• кистей рук;
• голеней;
• затылка;
• шеи.

Классификация электрического тока по степени воздействия на человека

Электрический ток различается по своей степени воздействия на человека. Он может быть:

• ощутимым;
• неотпускающимся;
• фибрилляционным.

Ощутимым называют электрический ток, при ударе которого человек чувствует явное раздражение. Ощутить на себе удар тока можно при 0,6 мА.

Неотпускающий — электрический ток, вызывающий непроизвольные судорожные движения конечностей, которые прикасаются к оголённым проводам.

Переменный ток, проходя по клеткам человеческого организма, подаёт импульсы, при которых у человека появляется эффект прилипания.

Фибрилляционный ток при ударе вызывает проблемы с сердечной системой. В этот момент человек может умереть от остановки сердца.

Опасный ток

В зависимости от ситуации через организм человека способно пройти напряжение разной величины, а значит, следствие поражения может быть многообразно. Нужно знать, что ток, опасный для человека, имеет силу тока более 15 мА, при которой человек не способен освободиться без посторонней помощи. Сила тока в 50 мА способна причинить сильный ущерб здоровью, а в 100 мА при воздействии 1-2 секунды считается смертельно опасной и обычно вызывает остановку сердца.

Самым опасным током для человека является переменный, частота которого составляет более 50-500 Гц. Если его величина составляет около 9 мА, человек способен сам освободиться от источника поражения (провод). Необходимо понимать, что для жизни и здоровья людей представляет опасность и постоянный ток, освободиться от которого можно, только если он не превышает 20-25 мА.

Какой переменный ток опасен для человека?

Люди, которые регулярно работают с электронными и электрическими приборами, знают, что такое переменный и постоянный ток. Но далеко не все они владеют информацией, какой из них более опасный для человека.

Стоит понимать, что электричество представляет опасность для людей, на это оказывают влияние много факторов. Таких как:

• сколько времени длился контакт;
• пути, по которым ток прошёл через тело;
• каким силой был удар;
• сопротивления тела человека.

Считается опасным для человека переменный ток. Причины:

• Постоянный ток будет иметь такую же силу воздействия на организм людей, если он будет в 3 раза больше переменного тока. Происходит это, потому что переменный ток намного больше возбуждает нервы и стимулирует мышцы и сердце.
• Смерть из-за удара тока обычно возникает в результате остановки сердца. Риск летального исхода чаще всего присутствует при работе с переменным током.
• Сопротивление, выдаваемое телом человека, выше постоянного тока, а чем выше частота, тем меньше сопротивление.

Отсюда становится понятно, что переменный ток намного опаснее для жизни человека, чем постоянный.

Какой постоянный ток опасен для человека

Опасность для человека представляет как переменный, так и постоянный ток. Единственное, что переменный опаснее в 35 раз, чем постоянный. Стоит знать, что безопасной считается сила постоянного тока в 50 мА, у переменного же тока эта отметка всего 10 мА. Но главное — опасность любого тока зависит именно от его интенсивности.

• при напряжении до 400 В опаснее переменный ток;
• если напряжение 500 В, воздействие тока одинаково;
• при напряжении свыше 500 В более опасен постоянный ток.

Переменный ток бьёт прерывисто, постоянный же поступает непрерывно. Когда ударило переменным током, есть шансы оторваться от источника поражения. Стоит понимать, что опасность представляет не только вид тока, поразившего человека, но также какой участок был поражен. Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие.

Постоянный ток опасен для человека, так как при электрическом ударе могут образоваться ожоги или появиться проблемы с дыханием.

Какие органы поражает электричество?

Насколько сильно поразило тело человека в момент удара током, зависит от того, по какому пути прошёл ток. В практике имеется несколько вариантов, по которым ток может пройти по организму:

• Если человек берет оголённый провод, находящийся под напряжением, двумя руками. Именуется этот путь рука — рука и проходит между руками, затрагивая органы дыхания и сердце.
• Когда человек стоит на земле, при этом прикасается к оголённому проводу рукой. Путь именуется рука — ноги, ток проникает через внутренние органы дыхания и сердца.
• Рабочий стоит ногами на земле, в районе неисправного заземления. Разряд тока получают ноги. Путь тока именуется нога — нога.
• Когда человек случайно прикоснулся головой токопроводящей части. Путь может именоваться голова — рука, голова — ноги.
• Самые опасные пути, по которым ток может пройти через организм, являются те, в которых задействованы самые важные для человека системы.

Современная жизнь очень тесно связана с электричеством. Постепенно арсенал домашних электроприборов все больше увеличивается. Некоторые решаются сами проводить установку оборудования, проводить электропроводку или ремонтировать электрооборудование.

Все это сопряжено с тесным контактом человека и тока. Незнание элементарных правил обращения с электричеством может привести к травме или даже смерти. Далее узнаем, какой смертельный ток для человека, что из себя представляет ток, какие травмы он может принести и некоторые другие вопросы.

В чем опасность удара электрическим током

Иногда важно знать не то, какая сила тока может убить человека, а реакцию человека и внешнюю обстановку. Как правило, для человека получение удара от электрического тока происходит неожиданно. В силу этого человек может делать непроизвольные движения и необдуманные поступки.

Например, стоя на стремянке и получив удар током, человек может потерять равновесие и упасть с высоты и получить серьезные травмы. Неслучайно в правилах по технике безопасности приводится множество правил, как правильно работать с электроприборами.

Смертельная сила тока для человека определяется продолжительностью воздействия, чем больше продолжительность, тем большие травмы наносятся телу.

Находясь под действием тока, человек может испытывать болезненные ощущения, что может привести к шоку. Могут обостриться хронические заболевания или появиться новые. При более серьезной травме возможна временная, длительная или постоянная потеря трудоспособности.

Действие тока опасно еще и тем, что он действует на работу сердца и легких, в тяжелых случаях полностью останавливая их работу. Какая сила тока смертельна для человека, определяется путями прохождения электрического тока.

Опасные пути прохождения электрического тока через тело

Если рассматривать статистику, то около 40% ток поражает человека через руки. При этом через сердце проходит 3,3% от общего тока. В этом случае смертельный ток для человека повышается, увеличивая его шанс к выживанию.

На втором месте идет поражение через правую руку в одну или обе ноги. Поскольку большинство людей правши, то показатель составляет 20%.
Процентное соотношение тока, проходящего через сердце, увеличивается более чем в два раза и достигает 6,7%. Значение смертельной силы тока для человека резко понижается, увеличивая шанс тяжелых травм или смерти.

Левшам, или людям, коснувшимся левой рукой находящейся под напряжением цепи, достается 17%. В этом случае через сердце проходит 3,7%, увеличивая их шанс на благополучный исход.

Самым безопасным является путь тока через ноги. Сердцу достается всего 0,4% от общего потока. Но такое поражение сравнительно редко, ему подвержены только 6% от общего числа всех пострадавших.

Самым тяжелым случаем является путь тока через голову. Если цепь соединяется через голову и ноги, то через сердечную мышцу проходит 6,8% всей силы тока. К счастью, таких случаев только 5%. Однако если цепь состоит из головы и рук, то на сердце обрушивается максимальный поток, составляющий 7%. Таких случаев зафиксировано 4%.

Виды электрических травм

Все травмы, полученные от поражения электрическим током, можно разделить на четыре вида:

1. термические;
2. электролитические;
3. механические;
4. биологические.

Термическое воздействие . Тело человека состоит примерно из 80% воды, в которой растворены соли и минералы или находятся во взвешенном состоянии другие элементы. Это делает воду электролитом, который довольно хорошо проводит электричество, а оно, в свою очередь, производит работу, то есть нагревает все тело. Это происходит при малых токах и длительном воздействии. При больших токах происходит выгорание тканей на пути прохода электричества.

Под электролитическим подразумевается распад жидкости (крови, лимфы), из-за чего она уже не может выполнять свои функции.

К механическим относятся : разрыв кровеносных сосудов из-за давления пара, обрыв сухожилий и перелом костей из-за сокращения мышц.

Биологические нарушения – это нарушение кровообращения, дыхания и других органов. Для того чтобы понять, ток какой силы смертельно опасен для человека, следует учесть сопротивление тела человека.

Сопротивление человека и от чего оно зависит

Сопротивление тела человека чисто индивидуально и может сильно отличаться между индивидуумами. Складывается оно из сопротивления эпидермиса – наружного покрова и внутренних органов.

Чтобы вывести таблицы и схемы это значение условно принимается за 1 000 Ом или 1 кОм. Однако, это правило справедливо при непосредственном контакте тела.

Если ток проходит через ноги, сопротивление складывается из сопротивления тела, одежды, обуви и поверхности, на которой стоит человек. Поэтому если в первом случае смертельный ток для человека имеет одно значение, то во втором оно будет совершенно другим.

Кроме того, на сопротивление человека влияет множество других факторов. Например, здоровые сильные люди обладают большим сопротивлением, чем больные и слабые.

Вспотевшее тело уменьшает сопротивление, это же происходит, если человек возбужден или находится в подавленном состоянии. Поэтому очень сложно определить, какой ток будет проходить при тех или иных условиях. Тем не менее теоретически определено, каким будет смертельный ток для человека в амперах.

Какая величина тока считается смертельной для человека

Сила тока в 1 А — очень большая величина, поэтому чтобы определить смертельный ток для человека, используют меньшую величину – миллиамперы, мА. В 1 А содержится 1 000 мА.

Стоит уточнить, что смертельным ток становится не только из-за действия на органы, но и неспособности человека самостоятельно освободиться от действия электричества.

Так, при переменном токе силой 10–15 мА человек уже не может самостоятельно разжать пальцы рук и, продолжая находиться под действием тока, он подвергается смертельной угрозе. Для постоянного тока это значение составляет 50–80 мА.

При этом отмечаются четыре последствия воздействия тока:

• без потери сознания;
• с потерей сознания;
• клиническая смерть;
• биологическая смерть.

Находясь в сознании, человек еще может рассуждать и позвать на помощь, что увеличивает его шанс на выживание и получение наименьшего ущерба.

При потере сознания риск умереть резко возрастает. Токи более 80–100 мА переменного и 300 мА постоянного напряжения вызывают фибрилляцию сердца и (или) прекращение работы легких. При этом наступает клиническая смерть, продолжающаяся 5–7 минут.

Величина электрического тока более 100 миллиАмпер считается смертельно опасной. Такой ток вызывает остановку дыхания и фибрилляцию сердца.

Если в течение этого времени удается оказать человеку первую помощь, он может выжить. Биологическая смерть начинается с отмирания клеток головного мозга, после чего человека уже невозможно вернуть к жизни.

Длительность протекания тока

Чем быстрее освобождают человека от действия электричества, тем больший ток он может выдержать. В приведенной ниже таблице видно, как продолжительность воздействия влияет на максимально допустимый переменный ток.

При малых токах порядка 1,1 мА частотой 50 Гц и 6 мА постоянного значения человек начинает чувствовать прохождение электричества.

В случае с переменным напряжением это будет сопровождаться слабым зудом и пощипыванием, а постоянный ток дает ощущение нагрева в месте соприкосновения с источником тока.

Если переменный ток до 5 А вызывает фибрилляцию – хаотичное сокращение сердечных мышц, то свыше 5 А сразу происходит остановка сердца. Но даже и в этом случае можно спасти человека, если действие тока было продолжительностью не более 1–2 секунды.

Почему переменный ток опаснее постоянного

Самым опасным является ток частотой 20-1 000 Гц. Он примерно в три раза опаснее постоянного напряжения. Однако при дальнейшем повышении частоты опасность переменного напряжения снижается.

Если частота превышает 500 кГц, они уже не являются смертельными, но это не значит, что человек совсем не может от них пострадать. Термическое поражение остается как от прохождения тока, так и от электрической дуги.

Остается подвести итог. На последствия от поражения электрическим током влияют: напряжение, его род, сила тока, частота переменного напряжения и сопротивление человека.

Особенно важны: в каком состоянии находится человек, его особенности, как проходит ток, и сколько времени он оказывает воздействие. Не стоит забывать и об окружающей среде, влажность и повышенная температура способствуют поражению.

Электричество, несмотря на то что является давним и надежным спутником человека, не прощает пренебрежительного отношения к себе. Электрический ток сам по себе представляет потенциальную угрозу не только здоровью, но и жизни человека. Если говорить более грамотным языком, то опасной для человека является сила тока, воздействие которой на организм может привести к плачевным последствиям.

Какая сила тока опасна для человека

Необходимо понимать, что угрозу для любого живого организма представляет именно сила тока, которая характеризует отношение количества заряда, прошедшего через определенную поверхность за единицу времени. Напряжение не убивает, так является только лишь разницей потенциалов, оно только косвенно влияет на силу тока. Для наглядности рассмотрим закон Ома, который описывает данную зависимость. Формула выглядит так:

I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.

Из формулы закона Ома видно, сила тока будет увеличиваться при увеличении напряжения или уменьшении сопротивления. Таким образом, с учетом постоянного сопротивления, для человека представляют большую опасность электрические сети с высоким напряжением.

Следующий момент, на который необходимо обратить внимание! Сопротивление человеческого тела является индивидуальной величиной. Оно может зависеть от особенностей организма, частоты кожного покрова и даже психоэмоционального состояния. Поэтому все числовые параметры силы тока, которые считаются опасными или смертельно опасными и приводятся в литературе, являются приблизительными значениями.

Что понимается под опасной силой тока для человека

Чтобы избежать нежелательных последствий необходимо усвоить, что опасной можно считать любую силу тока. Возражения о том, что зачастую электричество применяют в медицинских целях, в частности при электрофорезе, и оно не представляет угрозу для человека, верны отчасти. Необходимо помнить о таком параметре как время. Чем больше по длительности контакт участка тела с проводником, тем выше вероятность негативного проявления.

В отдельных источниках встречается информация, что опасной для человека силой тока является величина в 0,05 мА, а в других можно обнаружить значения в 0,1 мА. Как отмечалось выше, все эти данные необходимо воспринимать как справочную информацию. И тем более не стоит, измерив силу тока мультиметром, приступать к ремонту оборудования под напряжением. Есть люди, которые в силу особенностей своего организма могут спокойно работать под напряжением 220 В и не испытывать дискомфорта. Но для некоторых и в несколько раз меньшие значения могут оказаться несовместимыми с жизнью.

Как проявляется воздействие опасной силы тока

Однозначно можно утверждать, что опасной можно считать силу тока, при воздействии которой, последствия носят травматический характер, но человек остается жив. Травма бывает в виде термического ожога и может сопровождаться:

• покраснением участка тела в месте контакта;
• образованием волдырей и омертвлением верхних и средних слоев кожного покрова;
• обугливанием тканей, мышц и костного скелета.

Смертельно опасная сила тока для человека

Смертельной является сила электрического тока, приводящая к летальному исходу. Как правило, это проявляется в остановке сердца или параличе дыхательных путей. При достижении определенной величины, ток начинает проходить через тело человека как через обыкновенный проводник по пути наименьшего сопротивления, т.е. через внутренние органы. Также к смертельному исходу может привести воздействие электрического тока на человеческий мозг.

Напомним, что одним из определяющих параметров воздействия электрического тока на организм человека является время. Ток относительно небольшой величины может привести к необратимым последствиям при длительном контакте. Здесь уместно будет пояснить такое понятие как не отпускающий ток.

При контакте с токоведущим проводником при силе тока около 10 мА происходит непроизвольное сокращение мышц. Примером может служить контакт с проводником внутренней стороной ладони. В этом случае мышцы кисти руки сокращаются и освободиться самостоятельно практически невозможно. Следовательно, увеличивается время контакта со всеми вытекающими последствиями в виде опасных для жизни травм или остановки сердца. Поэтому опытные электрики, вне зависимости под напряжением сеть или нет первоначальный контакт осуществляют тыльной стороной ладони. Если окажется что сила тока смертельна или опасна, то рука будет отброшена от проводника.

В заключение напомним, чтобы избежать опасного воздействия электрического тока, вне зависимости от его силы и напряжения в сети, все работы с электротехническими устройствами, необходимо проводить используя средства индивидуальной защиты и соответствующий инструмент.

Электричество дало человеку много того, без чего нынешний мир не казался бы нормальным. Однако ток также может навредить, причем с летальным исходом. Подробнее о том, какой ток опаснее и какое напряжение может выдержать человек — читайте в статье.

Принцип воздействия тока

И прежде всего нужно рассмотреть то, как опасные для человека токи воздействуют на него. Если сравнивать его с другими опасными явлениями, то основную разницу составит тот факт, что у него ни цвета, ни запаха. Любой ток фактически невидим для человека и это совершенно не означает, что его соприкосновение с телом безопасно. В основном оказывается воздействие следующего типа:

1. Термическое. Оно выражается в ожогах по всему телу, а также сильному нагреву сосудов и нервных окончаний.
2. Электролитическое. Это воздействие причина разложения крови и прочих жидкостей в организме. Оно происходит посредством электролиза, что также затрагивает физико-химическую составляющую жидкости в организме. Если же говорить проще, то кровь загустевает, заряд белков изменяется и в организме начинает парообразование.
3. Биологическое. Причина всех судорог и сокращений, так как действие электротока закономерно сопровождается раздражением всех органов.

Теперь, когда есть основы, можно перейти к величинам, опасным для жизни человека.

Опасное напряжение

В первую очередь отметим, что думать о наличии опасного и неопасного электрического тока ошибочно — любое воздействие негативно, отличается лишь степень вреда. Причина, по которой один человек пострадает меньше, а другой больше, обусловлена внутренним сопротивлением. Оно же зависит от толщины кожи, уровня влажности помещения, в котором произошло соприкосновение, и тела человека, а также путь тока.

И этому нужно уделить отдельное внимание, потому что самое опасное протекание тока для жизни человека либо через ногу и голову, либо через руку и голову. Это объясняется тем, что ток проходит через сердце, мозг и легкие. И если напряжение постоянного или переменного тока при этом большое, то в худших случаях это вызывает остановку сердца или органов дыхания.

Установлено, что постоянный ток для человека чуть безопаснее переменного, если все происходит в рамках сетей до 500 В. И стоит напряжению начать расти, вместе с ним растет опасность для человека.

Однако это не все, потому что важно также учитывать частоту сети. Если взять для рассмотрения 500 Гц, то несколько безопаснее, чем промышленные 50 Гц. Обусловлено это тем, что с повышением частоты постепенно проявляется Skin Effect, суть которого заключается в прохождении тока по поверхности проводника, благодаря чему внутренние органы не затрагиваются.

Финальное же значение опасности тока для человека представляет собой время. Если продолжительно находится под постоянным током или переменным, то урон будет выше, чем кратковременный удар им. И, хотя здесь также нужно учитывать силу тока, чтобы дать однозначный ответ, но чем меньше времени под воздействием, тем лучше.

Дополнительные воздействия

Помимо прочего, нужно также учитывать другие воздействия, которые создает постоянный и переменный ток, проходя через тело человека. К таковым относят:

1. Электрический удар. Он провоцирует возбуждение всех тканей, что приводит к судорогам и их последствиям. В числе таковых могут быть потеря сознание, нарушение дыхания или работы сердца, а также летальный исход.
2. Электрическая травма. Это повреждения, что наносятся телу напрямую. Существует две разновидности оных:
   • Электрический ожог. Он делится на токовый, что представляет собой прохождение тока через все тело, а также дуговой, появление которого происходит между проводником и человеком. Его можно отчетливо определить по той дуге, что появляется при контакте. И он также в несколько раз опаснее токового, так как его температура может в несколько раз выше.
   • Металлизация кожи. Явление, что означает при попадании частиц металла в кожу. Следствием этого становится повышение проводимости и большая травмоопасность.

Помнить стоит также об электрических метках, что представляют собой места, куда ток вошел и откуда он вышел.

Какой ток опаснее: постоянный или переменный

Когда разобраны основы, нужно определить какой ток для жизни опаснее постоянный или переменный. Ответ на этот вопрос прост — переменный ток опаснее постоянного. И вот почему:

• одинаковый эффект обоих типов тока может быть только в том случае, когда мощность постоянного превысит переменный в 4 раза;
• причиной летального исхода становится фибрилляция желудочков, риск получений которой значительно выше, когда на организм воздействует переменный ток;
• существует правило: если частота меньше, то сопротивление выше, однако для переменного, минимальное значение частоты которого почти что всегда достигает 50 Гц, сопротивление низкое.

Избежать же подобного воздействия можно не только с помощью техники безопасности, но и соблюдение пуэ — правил устройства электроустановок.

Обоснованность опасности

Ранее мы затронули вкратце то, почему постоянный и переменный ток опасен для человека. Пришло время разобрать все факторы подробнее. Существует четыре фактора:

1. Сила тока и напряжение. Сила тока измеряется в миллиамперах (мА). Так, для переменного достаточно значение от 10 до 15 мА под «стандартным» напряжением в 120 В, а для постоянного порядка 50-80 с напряжением в U=42 B, чтобы нанести вред человеку. Однако не стоит думать, что постоянный поэтому становится безопаснее, потому что при тех же 500 В оба в наносимом ущербе становятся равны.
2. Продолжительность. Всем очевидно, что чем дольше находится под ударом тока, тем хуже. Однако не каждый знает почему это так. Долгое нахождение под воздействием тока разрушает эпидермис и, как следствие, снижает сопротивление тела, что автоматически «увеличивает» силу тока.
3. Частота. она представляет собой значение колебаний полюсов сети, которое в странах СНГ достигает 50 Гц. Однако к постоянному току эта единица измерения отношения не имеет, так как в его случае электроны движутся в одном направлении. Уже рассмотренный Skin Effect достигается при частоте, что выше 20 кГЦ, и это было доказано Николой Теслой опытным путем.
4. Сопротивление. Понимание того, как это устроено, не требует особых знаний. Стоит запомнить только то, что повышение сопротивления связано с меньшей силой тока, и наоборот. Если на теле есть сухие и огрубевшие участки кожи, то они могут выступить в качестве диэлектрика, что установит значение сопротивления тела от 40000 до 100000 Ом.
   • высокая температура тела;
   • поврежденный эпидермис;
   • высокая влажность окружения.

Потоотделение также снижает сопротивление тела, потому что представляет собой влажность и повышенную температуру.

Теперь мы не только знаем какие значения не безопасны для людей, но и почему это так.

Последствия удара током

И хотя любой опасный ток в большинстве случаев для человека будет опасен, последствия его воздействия имеют ряд различий. Это зависит от той системы организма, на которую пришелся основной урон:

1. Нервная. В этом случае может быть потеря сознания или памяти, в особых случаях навсегда. Если было оказано воздействие на нервы, то может произойти нарушение чувствительности или двигательной активности как таковой. Существует также прецеденты, когда появляются патологические рефлексы и постепенное исчезновение физиологических.
   В случаях воздействия высокого напряжения, происходит расстройство ЦНС и дальнейшее торможение всех центров, отвечающих за дыхательной и сердечной деятельностью.
2. Сердечно-сосудистая. Здесь основу составляет функциональный вред, который представляет собой синусовую аритмию и тахикардию, а также блокады и экстрасистолия. Возможно также внутреннее кровотечение за счет повреждения стенок сосудов.
3. Органы чувств. В основном это шум в ушах или снижение чувствительности конечностей. Может быть также разрыв барабанных перепонок и глухота. При повреждении глаз есть вероятность возникновения кератита, хориоидита и катаракты.
4. Долгосрочный вред. Удар током не всегда проходит бесследно даже после устранения вреда, наступившего сразу. Так, у человека в дальнейшем может возникнуть невриты или трофические язвы. В рамках сердечно-сосудистой системы происходят нарушения в проводимости импульсов. Ожоги, причиной которых стал электрический удар, заживают, однако в редких случаях развивают деформацию опорно-двигательного аппарата. Последующее воздействие тока способно спровоцировать артериосклероз или вегетативные изменения.

Опасность составляет также и то, что полностью вылечить человека после такого можно не всегда. В особых случаях тяжело даже нивелировать пассивные боли, которые испытывает человек.

Избежать вреда от тока намного проще, чем может показаться. Использовать устройства, что соблюдают ПЭУ, а также не трогать электроприборы мокрыми руками — базовые требования безопасности — позволят значительно снизить вероятность удара.

Переменный ток и его особенности

Содержание

При постоянном напряжении все просто, ток будет в любой момент времени равен напряжению, разделенному на сопротивление, а мощность – произведению тока на напряжение. С переменным током все гораздо интереснее.

Начнем с того, что сопротивления при переменном токе бывают активные и реактивные. В чем же их отличие?

Активные сопротивления – это резистор, лампочка, любой нагревательный элемент типа электрочайника. Если в цепи переменного тока есть только активные сопротивления, то с ним будет все так же просто, как и с постоянным. А все потому, что ток в каждый момент времени будет считаться по закону Ома, а значит и меняться ток будет синхронно с напряжением, как на графике снизу:

 

Рисунок 1 — График активного сопротивления.

Реактивные сопротивления – это такие элементы, как емкости и индуктивности. В одни моменты они «мешают» току, в другие – наоборот, помогают. Это напоминает попытки идти от берега по дну моря в сильное волнение. Волна то помогает идти, то мешает, но не замедляет продвижения в целом.

Емкостное реактивное сопротивление. Емкость или конденсатор – это элемент, который может заряжаться, запасая электрическое напряжение, а затем отдавать его в цепь. В цепях переменного тока это приводит к тому, что ток начинает «опережать» напряжение. Ведь пока напряжение растет, конденсатор заряжается, и ток в цепи максимален. А когда напряжение достигает максимума, конденсатор уже полностью заряжен и ток будет равен нулю.

 

Рисунок 2 — График емкостного реактивного сопротивления.

Индуктивное реактивное сопротивление работает наоборот. Индуктивность – это электромагнит, трансформатор, дроссель, электродвигатель, в общем все, где есть катушки или обмотки. Индуктивность обладает инерцией, то есть может запасать ток, а значит, пока напряжение растет, ток еще не разогнался и будет минимальным. А максимума ток достигнет только к моменту, когда напряжение уже пройдет верхнюю точку и начнет снижаться. То есть ток «запаздывает».

 

Рисунок 3 — График индуктивного реактивного сопротивления.

Таким образом, мы видим, что потребляют мощность от сети безвозвратно только активные потребители. Реактивные же то потребляют, то возвращают энергию в сеть.

Поэтому и мощность различают активную, реактивную и полную.

Полная мощность считается точно так же, как и для постоянного тока и равна произведению тока на напряжение. Поэтому, полная мощность и измеряется в Вольт-Амперах или ВА.Полная мощность состоит из активной и реактивной, а складываются они геометрически в виде треугольника:

 

Рисунок 4 — Треугольник мощностей.

Активная мощность измеряется в Ваттах (Вт) – это та мощность, которая потребляется непосредственно потребителем и преобразуется в другие виды энергии, такие как тепло, свет, звук, механическая энергия.

Реактивная мощность то потребляется, то возвращается обратно, поэтому бытовые электросчетчики ее не учитывают, однако она тоже «ходит» по проводам, а значит их толщина должна учитывать и эти паразитные токи. К тому же, реактивная мощность, проходя через провода, заставляет их нагреваться, выступая в роли дополнительных активных потребителей.

Для определения доли активной мощности в полной, существует величина, называемая cosф, PF или коэффициент мощности. Это косинус того самого фазового угла в треугольнике мощностей, равный активной мощности, разделенной на полную.Чем он ближе к 1, тем меньше реактивной составляющей. Чтобы наглядно представить себе всю эту картинку, представим себе холодненькую кружку с пивом. Если половина общего наливаемого объема – пена, то чтобы выпить 0,5 литра напитка, нам понадобится литровая кружка:

 

Рисунок 5 — График коэффициента мощности.

Вопросы для самопроверки:

1. Есть электрочайник на 220В, мощностью 2000Вт. Какое для него нужно сечение медного провода?
2. Есть устройство на 220В, потребляющее 3000Вт и имеющее PF=0,7. Хватит ли для его подключения медного провода сечением 1,5мм2? Если нет, то какой провод нужен?

06. 03.2022

Светодиодные модули. Устройство. Виды модулей. Монтаж и подключение

Освещение в квартире

06.03.2022

ТОП 6 идей по использованию светодиодной ленты SWG в интерьере

Освещение в квартире

06.03.2022

220В лента, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

06.03.2022

Освещение для большого офиса в центре Москвы: подбор и особенности

Освещение в квартире

06.03.2022

НЕСКУЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ЗАГОРОДНОГО ДОМА

Освещение в квартире

06.03.2022

ОСВЕЩЕНИЕ ФИТНЕС ЦЕНТРА

Освещение в квартире

06.02.2022

Почему нет бина на RGB ленте?

Освещение в квартире

04.29.2022

Сколько светильников нужно в офис, размеры которого заставляют сотрудников ездить на самокатах?

Вопрос-ответ

04.29.2022

Традиционные источники света (лампы). Их питание и диммирование

Освещение в квартире

04. 28.2022

Сценарии освещения в лаборатории

Освещение в квартире

04.28.2022

Слои освещения на примере кухонной зоны

Освещение в квартире

04.27.2022

Блоки питания. Требования по безопасности, особенности подключения и монтажа

Освещение в квартире

О природе электрического тока и основах электротехники / Хабр

В данной короткой статье попытаюсь на пальцах объяснить основы электротехники. Для тех, кто  не понимает откуда в розетке электричество, но спрашивать вроде как уже неприлично.  

1. Что такое электрический ток.
«Главный инженер повернул рубильник, и электрический ток все быстрее и быстрее побежал по проводам» (с)  

1.1 Пара общих слов по физике вопроса  
Электрический ток — это движение заряженных частиц. Из заряженных частиц у нас имеются электроны и немножко ионы. Ионы — это атомы, которые потеряли или приобрели один или несколько электронов и поэтому потеряли электрическую нейтральность, приобрели электрический заряд.  Так-то атом  электрически нейтрален — заряд положительно заряженного ядра компенсируется зарядом электронной оболочки.  Ионы обычно являются переносчиком заряда в электролитах, в металлических проводах носителями являются электроны. Металлы хорошо проводят ток, потому что некоторые электроны могут перескакивать от одного атому к другому. В непроводящих материалах электроны привязаны к своему атому и перемещаться не могут. (Напомню,  данная статья — это объяснение физики на пальцах! Подробнее искать по  «электронная теория проводимости»).

Будем рассматривать ток в металлических проводниках, который создаётся электронами. Можно провести аналогию между электронами в проводнике  и  жидкости в водопроводной трубе. (На начальном этапе электричество так и считали особой жидкостью.) Как через стенки трубы вода не выливается, так и электроны не могут покинуть проводник, потому что положительно заряженные ядра атомов притянут их обратно. Электроны могут перемещаться только в внутри проводника.

1.2 Создание электрического тока.  
Но просто так ток в проводнике не возникнет.  Это все равно, что залить воду в кусок трубы и заварить с обоих концов. Вода никуда не потечет.  В куске проводника электроны тоже не могут двигаться в одном направлении. Если электроны почему-то сдвинутся вправо, то слева возникнет нескомпенсированный положительный заряд, который потянет их обратно.  Поэтому электроны могут только прыгать от одного атома к другому и обратно.  Но если трубу свернуть в кольцо, то вода уже может течь вдоль трубы, если каким-то образом  заставить ее двигаться. Точно также и концы проводника можно соединить друг с другом, и тогда электроны смогут перемещаться вдоль проводника, если их заставить.  Если концы проводника соединены друг с другом, то получается замкнутая цепь. Постоянный ток может идти только в замкнутой цепи. Если цепь разомкнута, то ток не идет. Чтобы заставить воду течь по трубе используется насос. В электрической цепи роль насоса выполнят батарейка. Батарейка гонит электроны по проводнику и тем самым создает электрический ток. По научному батарейка называется генератором. Так в электротехнике называют насос для создания электрического тока.

Бывают два типа генераторов — генератор напряжения и генератор тока.
Это фундаментальная вещь на самом деле, обратите внимание!   См. рисунок ниже

рис 1. Генератор напряжения величиной Uрис 2. Генератор тока  величиной I

   

На верхней картинке изображен генератор напряжения, на нижней — генератор тока. Насос -генератор напряжения создает постоянное давление, насос-генератор тока создает постоянный поток.  Верхняя цепь разомкнута, и нижняя — замкнута. Рассмотрим, какими свойствами обладает генератор напряжения.  Представим следующую цепь 

рис 3. Генератор напряжения величиной U с нагрузкой R1

 

 
В терминах водопроводной аналогии, генератор -это насос, создающий постоянное давление, выключатель SW1 — это клапан, открывающий\перекрывающий трубу, сопротивление R1 — это кран\вентиль который насколько-то приоткрыт. Этот крантель можно прикрыть  — сопротивление увеличится, поток воды уменьшится. Можно открыть побольше — сопротивление уменьшится, поток воды увеличится.  Вроде все интуитивно понятно. Теперь представим, что мы открываем кран все больше и больше. Тогда поток воды будет увеличиваться и увеличиваться. При этом генератор напряжения по определению поддерживает напряжение (давление) постоянным, независимо от величины потока! Если кран открыть полностью и сопротивление станет равно 0, то поток станет равным бесконечности. При этом генератор все равно будет выдавать напряжение равное U! Конечно все это происходит в идеальной модели, когда   мощность генератора бесконечна. Реальные генераторы (батарейки или аккумуляторы) примерно соответствуют этой модели в определенном диапазоне напряжений и токов.  

Рассмотрим теперь цепь с генератором тока. 

рис 4. Генератор тока величиной I с нагрузкой R2

Что делает генератор тока? Он гонит ток! Ему сказано гнать ток величиной I, и он его гонит, невзирая на величину сопротивления (насколько открыт кран). Открыт кран полностью — ток будет равен I. Напряжение (давление) будет равно.
Закрыт кран полностью — ток все равно будет равен I! Но при этом напряжение (давление) будет равно бесконечности. Опять таки в модели.
Из этих рассуждений интуитивно понятно вытекает основной закон электротехники — Закон Ома. ( «С красной строки. Подчеркни» (с))

  2. Закон Ома.

  Сначала c точки зрения генератора напряжения

Если к сопротивлению R приложить напряжение U, то через сопротивление пойдет ток
I =U/R   Теперь с точки зрения генератора тока

Если через сопротивление R пропускать ток I, то на сопротивлении возникнет падение напряжения U=I*R

  Вот как-то надо этот момент осознать.  Эти две формулировки совершенно равноправны и применение их зависит только от того, какой генератор рассматривается. Можно конечно еще записать R=U/I. Что-то вроде — если к участку цепи приложено напряжение U, и при этом в этом участке проходит ток I, то цепь имеет сопротивление R.   Дальше по хорошему надо рассматривать варианты цепей с параллельным или последовательным включением резисторов, но неохота. Это чисто технические моменты. Что-то вроде

рис 5. Последовательное включение резисторов

Через данную цепь из последовательно соединенных резисторов R1 и R2 проходит ток величиной I.  Какое падение напряжения будет на каждом резисторе U1 и U2?    
Используйте закон Ома и все!  
Эта цепь кстати с генератором тока, поскольку входная переменная здесь ток. Ну то есть самого генератора тока может и не быть, просто ток в цепи известен и считается постоянным и равным I. Поэтому как бы этот ток гонит генератор тока.
Еще — говорят «падение напряжения на резисторе», потому что «производит» напряжение (давление) генератор, а после каждого резистора напряжение будет уменьшаться, падать на этом резисторе на величину U=I*R.

Хотя пару важных практических случаев все таки рассмотрим.

1. Самая важная схема.  
Самая важная схема, с которой инженеру-электронщику предстоит иметь дело постоянно на протяжении всей жизни — это делитель напряжения.
( «С красной строки. Подчеркни» (с))

3. Делитель напряжения      
Схема имеет вид.    

рис 6. Делитель напряжения

Делитель напряжения представляет собой два резистора, соединенных последовательно друг с другом.

Кстати, резистором называется электронный компонент (деталька), которая реализует электрическое сопротивление определенной величины . Его также (детальку) часто называют сопротивлением. Получается немного тавтология — сопротивление имеет сопротивление R. Поэтому для деталей лучше использовать название резистор. Резистор сопротивлением 1 килоом, например.

Так вот. Что же делает эта схема? Два последовательных резистора имеют некоторое эквивалентное сопротивление, назовем его R12. По цепи проходит ток I, от плюса генератора к минусу через резистор R1 и через резистор R2. При этом на резисторе R1 падает напряжение U1=I*R1, а на резисторе R2 падает напряжение U2=I*R2. Согласно закону Ома. Напряжение U=U1+U2, как видно из схемы. Таким образом U=I*R1+I*R2=I*(R1+R2).
То есть эквивалентное сопротивление последовательно соединенных резисторов равно сумме их сопротивлений.
Выражение для тока I=U/(R1+R2)
Найдем теперь, чему равно напряжение U2. U2=I*R2= U* R2/(R1+R2).

Пример картинки из интернета. Если резисторы равны, то входное напряжение Uвx делится пополам.

Второй важный случай — учет выходного сопротивления источника (генератора) и входного сопротивления приемника (цепи, к которой генератор подключен)

рис 7. Выходное сопротивление источника и входное сопротивление приемника.

Идеальный генератор напряжения имеет нулевое выходное сопротивление, то есть при нулевом сопротивлении внешней цепи величина тока будет равна бесконечности ∝. Реальный генератор напряжения обеспечить бесконечный ток не может. Поэтому при замыкании внешней цепи ток в ней будет ограничен внутренним сопротивлением генератора, на рис. обозначен буквой r.

Кстати, правильный способ проверки пальчиковых батареек, заключается в измерении тока, которые они могут отдать. То есть на тестере выставляется предел 10А, режим измерения тока, и щупы прикладываются к контактам батареи. Ток в районе 1А или больше говорит о том, что батарейка свежая. Если ток меньше 0.5А, то можно выкидывать. Или попробовать в настенных часах, может сколько-то проработает.

Если выходное сопротивление источника (внутреннее сопротивление r на рисунке) соизмеримо со входным сопротивлением приемника (R3 на рисунке), то эти резисторы будут действовать, как делитель напряжения. На приемник при этом будет поступать не полное напряжение источника U, а U1=U*R3/(r+R3). Если эта схема предназначена для измерения напряжения U, то она будет врать!

В следующих статьях планируется рассмотреть цепи с конденсаторами и индуктивностями.
Затем диоды, транзисторы и операционные усилители.

В чем разница между сваркой переменным и постоянным током? – Всё для сварки

Содержание

• Что такое полярность?
• Сварка различными токами
• Какой электрод использовать?

Если вы уже работали со сваркой или хотя бы немного знакомы с ней, то, скорее всего, слышали термины “AC” и “DC”. AC и DC — это различные типы токов, которые используются в процессе сварки. Поскольку при сварке используется электрическая дуга, создающая тепло, необходимое для расплавления металла, ей необходим стабильный ток с различной полярностью, которая зависит от свариваемого материала.

Чтобы сделать качественный сварной шов, для начала нужно понять, что означают эти два тока на сварочном аппарате, а также на электродах.

Но сначала: в чем разница между сваркой переменным и постоянным током?

Сварка DC и AC относится к полярности тока, проходящего через электрод аппарата. AC означает переменный ток, а DC — постоянный. Прочность и качество сварного шва будут зависеть от полярности электрода.

Что такое полярность?

Скорее всего, вы знакомы с термином «полярность».

Электрические цепи имеют полюса — отрицательный и положительный. В цепи с постоянным током (DC) движение электронов идет в одном направлении от плюса к минусу. Применительно к сварке отрицательный полюс получает меньше тепловой нагрузки.

Переменный ток (AC), как следует из названия, меняется в направлении, в котором он идет. Половину времени он идет в одном направлении, а другую половину — в противоположном. Переменный ток меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду при токе 60 Гц.

Прямая полярность при сварке постоянным током дает более глубокое проплавление металла. А обратная полярность отлично подходит для сварки тонколистовых заготовок за счет меньшего тепловложения.

Покрытые электроды иногда могут использовать любую полярность, в то время как некоторые будут работать только на одной.

Качественный сварной шов предполагает правильное проплавление и равномерное наплавление валика, а для этого необходимо использовать правильную полярность. При неправильной полярности вы не только получаете плохое проплавление и неравномерное образование валика, но и чрезмерное разбрызгивание и перегрев, а в некоторых случаях можно даже потерять контроль над дугой.

Электрод также может быстро сгореть.

Большинство сварочных аппаратов для дуговой сваркиимеют обозначенные клеммы или направления, чтобы сварщики точно знали, как настроить сварочный аппарат на переменный или постоянный ток. Некоторые сварочные аппараты также используют переключатели для изменения полярности, а некоторые требуют переподключение клемм кабеля.

Сварка различными токами

Различные типы сварных швов требуют разного вида токов из-за природы их возникновения и оказываемого ими воздействия.

Сварка переменным током

Сварка переменным током считается уступающей сварке постоянным током и поэтому используется редко. Сварочные аппараты переменного тока чаще всего используются только при отсутствии аппаратов постоянного тока.

Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой. Проблемы с дугой возникают, когда она прерывает сварное соединение, которое должно свариваться при более высоких уровнях тока, что происходит в основном при работе с электродами, имеющими большой диаметр.

Сварка переменным током также может использоваться для намагниченных металлов, что невозможно при сварке постоянным током. Постоянное изменение направления тока при сварке переменным током означает, что намагниченный металл не будет влиять на электрическую дугу.

Переменный ток также лучше подходит при работе с высокими температурами. Так как он обеспечивает высокий уровень тока, что создает глубокий провар, и поэтому используется для сварки при строительстве кораблей.

Сварка переменным током хорошо подходит для ремонта оборудования, так как многие из них имеют намагниченные поля и участки, подвергшиеся ржавчине.

Однако, нестабильность направления при сварке переменным током также может быть недостатком в том, что процесс имеет меньшую производительность, чем при сварке постоянным током.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Какой электрод использовать?

Так как вид используемого тока влияет на полярность на электроде, надо учитывать используемый электрод.

Для сварки методом TIG чаще применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда также используют ток обратной полярности или переменный ток. В этих случаях применяют вольфрамовые электроды с легирующими добавками для улучшения стабильности дуги.

Например, используют:

• WP — вольфрамовые электроды для сварки на переменном токе;
• WL-20 и WL-15 — легированные вольфрамовые электроды для сварки на постоянном и переменном токах.

Для ММА сварки в основном использую покрытые плавящиеся электроды.

В настоящее время производители выпускают электроды с четырьмя видами обмазки:

• Кислое (маркировка “А”). В его составе железо и марганец в довольно большом объеме. Можно сваривать неочищенный металл.
• Основное (маркировка “Б”). Эти электроды можно использовать для работы на переменном токе, но из-за малого потенциала ионизации не рекомендуется этого делать.
• Рутиловое (маркировка “Р”). Лучше всего подходит для работы на переменном токе. Небольшое разбрызгивание металла и хорошее качество шва.
• Целлюлозное (маркировка “Ц/С”). Подходит для работы на переменном и постоянном токе, но выдает много брызг металла.

Существует несколько различных видов электродов для сварки переменным током, но многие из них могут использоваться как для сварки переменным током, так и для сварки постоянным током.

Выбор правильной полярности и тока, а также правильного электрода может иметь решающее значение для выполнения хорошего сварного шва.

Текущий | Национальное географическое общество

Течение — это устойчивое, предсказуемое движение жидкости внутри более крупного тела этой жидкости. Жидкости – это материалы, способные течь и легко изменять форму. Самая известная природная жидкость – вода. Но воздух тоже считается жидкостью. Электричество также может течь в виде тока.

Воздушные потоки текут в атмосфере, слое воздуха, окружающем Землю. Водные потоки текут в реках, озерах и океанах. Электрические токи текут по линиям электропередач или в виде молнии.

Воздушные потоки
Движущийся воздух называется ветром. Воздушные потоки – это ветры, которые движутся речным потоком в определенном направлении. Термальные восходящие потоки — это легкие течения, вызванные подъемом теплого воздуха. Птицы, такие как орлы или калифорнийские кондоры, часто летают по этим восходящим потокам высоко в небо. Реактивные потоки — это быстро движущиеся холодные потоки, которые окружают Землю высоко в атмосфере.

Воздушные потоки вызваны неравномерным нагревом Земли солнцем. Когда солнечный свет падает на Землю, он нагревает одни районы, особенно тропики, больше, чем другие. Поскольку поверхность Земли нагревается, она нагревает воздух прямо над ней. Нагретый воздух расширяется и становится легче окружающего воздуха. Он поднимается вверх, создавая поток теплого воздуха. Затем более холодный и тяжелый воздух вытесняет теплый воздух, образуя поток холодного воздуха.

Некоторые воздушные потоки знакомы. Ветры Санта-Ана — сезонные (осенние) явления в Южной Калифорнии. Эти теплые сухие течения дуют из пустыни Мохаве и Большого бассейна в сторону Тихого океана. Струйные течения знакомы альпинистам, поднимающимся на Эверест, самую высокую точку Земли.

Вершину Эвереста фактически пронзает струйный поток, создавая ледяные ветры на вершине мира.

Водные течения
Речное течение – это движение воды по реке. Реки текут от высоких точек к более низким и, в конечном итоге, к более крупному водоему. Сила гравитации, которая заставляет воду течь вниз, создает речные течения.

На силу речного течения влияет множество факторов. Речные течения зависят от объема или количества воды, протекающей в реке. Крутизна реки, когда она течет к месту назначения, может влиять на ее течение. Крутизна реки называется уклоном ее течения. Топография русла реки также влияет на ее течение. Топография относится к особенностям поверхности местности. Топография русла реки может включать песчаные отмели, бассейны и плотины.

Нил течет на север от высоких возвышенностей Африки к югу от Сахары к низменным районам Египта у Средиземного моря. Течения Нила усиливаются по мере увеличения объема воды, особенно там, где сливаются Голубой Нил (начиная с Эфиопии) и Белый Нил (начиная с Танзании). Асуанская плотина на юге Египта сильно уменьшает и контролирует поток течений Нила.

Океанские течения — это большие потоки воды, текущие как вблизи поверхности океана, так и далеко под ним. Преобладающие ветры (воздушные потоки), которые дуют над частями океана, толкают воду, создавая поверхностные течения. Ветры также могут способствовать апвеллингу или течениям, которые перемещают холодную, богатую питательными веществами воду со дна океана на поверхность.

Вращение планеты с запада на восток заставляет океанские течения отклоняться вправо к северу от экватора и влево к югу от экватора. Это отклонение, известное как эффект Кориолиса, заставляет поверхностные токи течь по часовой стрелке по кругу в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии.

Различия в плотности морской воды также вызывают океанские течения. Плотность воды зависит от ее температуры и солености, или солености. Чем холоднее и соленее вода, тем она плотнее и тяжелее. Холодная, плотная вода имеет тенденцию тонуть и течь под более теплой и легкой водой, создавая течение. Сила океанских течений измеряется в свердрупах (SVAIR-drups), названных в честь норвежского океанографа.

Гольфстрим — одно из самых известных океанских течений в мире. Это теплое течение течет из Мексиканского залива, огибая американский штат Флорида, вдоль восточного побережья США и Канады, а затем пересекает Атлантический океан. Гольфстрим очень мощный. Из-за Гольфстрима в Северной Европе теплее, чем в любой другой области на ее широте, включая Аляску и Россию.

Электрические токи
Электричество — это поток электронов. Электроны — это части атомов, из которых состоит вся известная материя. По этой причине почти любая поверхность может быть электрической при правильных условиях.

Электричество нуждается в проводнике. Металлы, такие как медь, являются хорошими проводниками электричества в домах и на предприятиях. Одежда, ковры и люди могут быть проводниками статического электричества. Сила электричества измеряется в амперах (амперы).

Космический вакуум может быть проводником. Солнечный ветер представляет собой поток типа электричества от солнца. Солнечный ветер течет до самого края Солнечной системы. На Земле солнечный ветер блокируется атмосферой. Мы можем видеть влияние солнечного ветра в виде северного и южного сияний, ярких полос цвета, которые иногда появляются в небе вблизи Северного и Южного полюсов.

Краткий факт

Течение
Части океанского течения Гольфстрим имеют ширину до 80 километров (50 миль) и глубину более километра (полмили).

Артикул

Кооперативный институт морских и атмосферных наук: Поверхностные течения океана

Течения, волны и приливы | Смитсоновский океан

Danielle Hall

Отзыв Лоррейн Хейлман, Кэти Кирк, Грегори Дусек и Крис Зервас, Центр оперативных океанографических продуктов и услуг NOAA

Содержимое

Глядя на море с суши, может показаться, что океан — застойное место. Но это далеко не так — океан постоянно находится в движении. Вода распространяется по всему земному шару стремительными течениями, волны передают энергию через целые океанские бассейны, а приливы и отливы надежно затапливаются каждый божий день. Но почему это происходит?

Движение океана создается управляющими принципами физики и химии. Трение, сопротивление и плотность — все это играет роль при описании природы волны, движения течения или отлива. Движение океана находится под влиянием привычных нам на Земле явлений, таких как перепады температуры и ветер. Это также требует изменения перспективы, чтобы охватить движение планет, Луны и Солнца. Хотя кажется, что мы живем на стабильной и стационарной планете, на самом деле мы мчимся сквозь пространство вокруг Солнца по орбите и вращаемся вокруг оси. Это планетарное движение сильно влияет на движение океанов.

Хотя океан в том виде, в каком мы его знаем, существует с самого начала существования человечества, привычные течения, помогающие стабилизировать наш климат, теперь могут оказаться под угрозой. Изменение климата меняет процессы, которые перемещают воду по всему земному шару, и если это изменит океанские течения, это, вероятно, приведет к еще большему каскаду изменений.

В Smithsonian Ocean у нас есть планы уроков, мероприятия и ресурсы, которые помогут вам вовлечь ваших учеников в чудеса наших океанов.

Приливы: взлеты и падения Размер и глубина волны

Токи

Большое движение воды в одном общем направлении является течением. Течения могут быть временными или длительными. Они могут быть у поверхности или в глубинах океана. Сильнейшие течения формируют глобальные климатические условия Земли (и даже местные погодные условия), перемещая тепло по всему миру.

Поверхностные течения

Это карта океанских поверхностных течений 1877 года. (Джон Джеймс Уайлд, 1877 г.)

На поверхности течения в основном обусловлены четырьмя факторами: ветром, солнечным излучением, гравитацией и вращением Земли. Все эти факторы взаимосвязаны. Солнечное излучение создает преобладающие ветры, которые заставляют океанские воды собираться в холмы и долины. Гравитация тянет воду от холмов к долинам, а вращение Земли направляет движущуюся воду.

Солнце и ветер

Ветер является основной силой, движущей воду по всему земному шару поверхностными течениями. Когда воздух движется по поверхности океана, он увлекает за собой верхние слои воды за счет трения — силы сопротивления между двумя соприкасающимися материалами, движущимися друг над другом. Поверхностные океанские течения вызываются постоянными ветровыми режимами, которые сохраняются во времени по всему земному шару, например, струйным течением. Эти ветровые узоры (конвекционные ячейки) создаются солнечным излучением, падающим на Землю и выделяющим тепло.

Солнечное излучение сильнее всего на экваторе и рассеивается по мере приближения к полюсам. Это неравномерное распределение тепла заставляет воздух двигаться. Горячий воздух над экватором поднимается и удаляется от экватора. Точно так же холодный воздух с полюсов опускается и движется к экватору. Столкновение горячего воздуха, исходящего с экватора, и холодного воздуха, исходящего с полюсов, создает области высокого атмосферного давления и низкого атмосферного давления вдоль линий определенных широт. Интуитивно понятно, что горячий воздух и холодный воздух встречаются в середине экватора и Северного или Южного полюса, однако на самом деле все гораздо сложнее. Сочетание вращения Земли, того факта, что Земля наклонена относительно своей оси, и размещения большинства континентов в Северном полушарии создают системы давления, которые делят каждое полушарие на три различных направления ветра или ячейки циркуляции.

Основные ветры вызывают океанические течения. (НАСА)

В Северном полушарии самая северная система, полярная ячейка, выдувает воздух в постоянном юго-западном направлении в сторону кармана низкого давления вдоль 60-градусной широты. Средняя система, ячейка Феррела, дует в постоянном северо-восточном направлении к тому же 60-градусному минимуму. А самая южная система, ячейка Хэдли, выдувает воздух в постоянном юго-западном направлении в сторону области низкого давления вдоль экватора. Результатом является глобальная картина преобладающего ветра, и именно этот постоянный ветер влияет на океан.

Хотя может показаться, что океан представляет собой плоскую поверхность, реальность такова, что это ряд холмов и долин в воде. В местах, где генерируемые ветром потоки сходятся друг с другом, океанская вода выталкивается, образуя небольшой холм. Точно так же там, где ветры расходятся, океанская вода опускается в небольшую депрессию.

Гравитация и вращение Земли

Ветер толкает воду в холмы высокого давления, которые оставляют после себя долины низкого давления. Поскольку вода — это жидкость, которая предпочитает оставаться на ровной высоте, это создает неустойчивую ситуацию. Под действием силы тяжести океанская вода перемещается из застроенных районов высокого давления вниз в долины низкого давления.

Но когда вода движется с холмов в долины, она движется по кривой траектории, а не по прямой. Это искривление является результатом вращения Земли вокруг своей оси.

На Земле движение по прямой на большие расстояния сложнее, чем может показаться. Это потому, что Земля постоянно вращается, а это означает, что каждый объект на ее поверхности движется со скоростью, с которой Земля вращается вокруг своей оси. С нашей точки зрения, стационарные объекты просто неподвижны. На самом деле они мчатся со скоростью примерно 1000 миль в час (1600 км/ч) на экваторе Земли. Именно это вращательное движение влияет на движение любого объекта, не находящегося в прямом контакте с поверхностью планеты, из-за чего кажущиеся прямыми траектории на самом деле изгибаются. Это также влияет на движение океанских течений. Ученые называют это изгибание эффектом Кориолиса.

НОВА ПБС

Легче всего понять это явление, если подумать о путешествии в северном или южном направлении. Поскольку Земля, по сути, является сферой и вращается вокруг оси, все, что находится вблизи экватора Земли, будет двигаться быстрее всего — поскольку Земля вращается с постоянной скоростью, а экватор проходит вдоль самой широкой части сферы, любой объект должен двигаться по всей Окружность Земли за один оборот. По мере того как вы все ближе и ближе приближаетесь к полюсам, расстояние, пройденное за один оборот, постепенно сокращается, пока не достигнет нуля на любом из полюсов. Следовательно, объект на поверхности будет постепенно вращаться медленнее по мере приближения к полюсу.

Но покиньте поверхность планеты, и якорь, удерживающий вас в синхронизации с землей под вами, исчезнет. Любой движущийся объект (самолет, лодка, воздушный шар, вода) начнет свое путешествие со скоростью вращения того места, откуда он взлетел. Если он должен двигаться на север или юг, земля под ним будет двигаться с другой скоростью. Путешествуйте на север от экватора, и земля под вами будет постепенно вращаться медленнее. Это приводит к тому, что объект, пытающийся двигаться по прямой линии, отклоняется вправо в северном полушарии и отклоняется влево в южном полушарии относительно направления движения.

Понять, как вращение Земли влияет на движение на запад или восток, немного сложнее. Представьте эластичную нить, прикрепленную к шару на одном конце и точку крепления на другом. Чем быстрее мяч вращается вокруг якоря, тем больше растягивается резинка и тем дальше мяч перемещается от центральной точки. Объект, путешествующий по Земле, ведет себя точно так же. Если объект движется на восток, в направлении, в котором вращается Земля, он теперь движется вокруг оси Земли быстрее, чем когда он был закреплен на якоре, и поэтому объект хочет двигаться от оси и от нее. Все еще связанный гравитацией, объект делает это, двигаясь к экватору, месту на Земле, которое находится на наибольшем расстоянии от оси. Двигайтесь на запад, в направлении, противоположном вращению Земли, и теперь объект вращается медленнее, чем поверхность Земли, и поэтому он хочет двигаться к оси. Он делает это, двигаясь к полюсу. Это снова проявляется как изгиб вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии.

Вода, движущаяся по поверхности Земли, также подвержена эффекту Кориолиса, который заставляет движущуюся воду искривляться в тех же направлениях, что и описанные выше. В Северном полушарии поверхностные воды изгибаются вправо, а в Южном полушарии — влево от направления, в котором они вынуждены двигаться.

Вращающиеся круги

Вращение Земли также отвечает за круговое движение океанских течений. На Земле существует 5 основных круговоротов — обширных течений, охватывающих целые океаны. Есть круговороты в Северной Атлантике, Южной Атлантике, северной части Тихого океана, южной части Тихого океана и Индийском океане. Подобно поверхностным водам, северные круговороты вращаются по часовой стрелке (вправо), а круговороты на юге вращаются против часовой стрелки (влево).

Центром круговоротов являются относительно спокойные участки океана. Саргассово море, известное своими обширными пространствами плавающих саргассовых водорослей, существует в круговороте Северной Атлантики и является единственным морем, не имеющим сухопутных границ. Сегодня водовороты также являются местами скопления морского пластика и мусора. Самый известный из них известен как Большое тихоокеанское мусорное пятно, но все пять круговоротов являются центрами накопления пластика.

Экман Транспорт

Ветер, движущийся над океаном, движет воду под собой, но не так, как можно было бы ожидать. Эффект Кориолиса, кажущаяся сила, создаваемая вращением Земли вокруг своей оси, влияет на движение воды, включая движение, вызванное ветром. Вспомним, что Кориолис заставляет траекторию движущегося объекта отклоняться вправо или влево в зависимости от того, в каком полушарии он находится. Но в этом случае трехмерная природа океана влияет на направление общего движения воды. Ветер, дующий над водой, будет перемещать океанскую воду под ней в среднем направлении, перпендикулярном направлению ветра.

Транспорт Экмана создает спираль, поскольку ветер тянет поверхность океана, который затем увлекает более глубокие слои воды. (НОАА)

Когда ветер дует над поверхностным слоем воды, трение между ними толкает воду вперед. Как мы знаем, когда вода (и другие объекты) движется по поверхности Земли, она изгибается из-за эффекта Кориолиса. Самый верхний слой воды будет отклоняться от направления ветра примерно на 45 градусов. Для простоты предположим, что этот сценарий происходит в Северном полушарии, и все движения изгибаются вправо. Когда верхний слой воды начинает двигаться, он, в свою очередь, притягивает нижний слой воды, как это делал ветер. Теперь этот второй слой воды начинает двигаться, и он движется в направлении немного правее слоя над ним. Этот эффект продолжается слой за слоем по мере того, как вы спускаетесь с поверхности, создавая эффект спирали в движущейся воде.

Помимо изменения направления, каждый последующий слой вниз теряет энергию и движется с меньшей скоростью. Трение заставляет воду двигаться, но сопротивление сопротивляется этому движению, поэтому, когда мы перемещаемся от верхнего слоя к следующему, часть энергии теряется. Когда учтены все слои вниз по спирали, чистое направление воды перпендикулярно направлению ветра.

Глубинные течения

Океан соединен мощным циркулирующим течением глубоко под водой. Эта схема планетарного тока, называемая глобальной конвейерной лентой, медленно перемещает воду по всему миру, и на полный круг уходит 1000 лет. Это обусловлено изменениями температуры и солености воды, характеристикой, которая заставила ученых ссылаться на течение как на пример термохалинной циркуляции.

Различия в температуре и солености вызывают глубоководные океанские течения. (НАСА)

 
И тепло, и соль влияют на плотность океанской воды. Более соленая и более холодная вода тяжелее и плотнее, чем менее соленая (или более пресная), более теплая вода. По всему земному шару есть области, где теплота и соленость океанской воды (а значит, и ее плотность) меняются. Наиболее важные из этих областей находятся в Северной Атлантике.

Когда теплая атлантическая вода с экватора достигает холодного полярного региона на севере через Гольфстрим, она быстро остывает. Этот регион также настолько холоден, что океанская вода замерзает, но превращается в лед только вода. Когда вода замерзает, она оставляет соль, в результате чего окружающая вода становится все более и более соленой. Затем холодная соленая вода массовым движением опускается в глубины океана. Именно это погружение является основным двигателем всей системы глубоководной циркуляции, которая перемещает огромные количества воды по всему миру. Похолодание также происходит вблизи Антарктиды, но не до таких крайностей, как в Северном полушарии.

Местные жители в Зеббуге, Мальта, создали солончаки, куда они могут собирать морскую соль после того, как очень соленая морская вода высохнет. (Кристин М)

Еще одна область океана, где огромное количество воды перемещается в глубины океана, находится в Средиземном море. В этой области испарение является основным фактором, изменяющим соленость океанской воды. Когда вода в Средиземном море испаряется, она оставляет после себя соль. Затем эта сверхсоленая океанская вода просачивается в Атлантику через тонкое устье Средиземного моря, также известное как Гибралтарский пролив.

Когда холодная соленая вода циркулирует по земному шару и постепенно становится теплее, она начинает подниматься. «Старая» глубинная вода полна питательных веществ, которые накопились в результате погружения отходов из продуктивных поверхностных вод наверху. Места, где поднимается «старая» вода, являются высокопродуктивными, потому что они содержат достаточное количество питательных веществ и имеют доступ к солнечному свету — идеальное сочетание для фотосинтеза.

Течения и перемены

Поскольку циркуляция океана обусловлена ​​изменением температуры, любое изменение климата планеты может значительно изменить систему. Ученые опасаются, что таяние льдов, вызванное глобальным потеплением, может ослабить глобальную конвейерную ленту, добавив в Арктику дополнительную пресную воду. Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что массивное океанское течение, огибающее Атлантический океан, называемое атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией, уменьшилось примерно на 15 процентов с 400 года нашей эры и сейчас является самым слабым за последние 1600 лет. По иронии судьбы, несмотря на общее повышение глобальной температуры, в результате этого во многих местах в Северной Америке и Европе может стать холоднее.

Разрывные течения

Отрывное течение видно сверху. (НОАА)

Не все токи происходят в таком большом масштабе. На отдельных пляжах могут быть отбойные течения, опасные для купающихся. Риповые течения представляют собой сильные, узкие, направленные в сторону моря потоки воды, простирающиеся от береговой линии за пределы зоны прибоя. Они встречаются почти на любом пляже с прибоями и действуют как «морские реки», перемещая песок, морские организмы и другие материалы в открытом море. Отрывные течения формируются при наличии вдольбереговых вариаций обрушения волн. В частности, разрывные течения, как правило, формируются в областях с меньшим обрушением волн, зажатых между областями с большим обрушением волн. Это может произойти, когда в песчаных отмелях у берега есть промежутки, от таких сооружений, как пирсы или пристани, или из-за естественных вариаций того, как разбиваются волны.

Разрывные течения могут двигаться быстрее, чем олимпийский пловец, со скоростью до восьми футов (2,4 метра) в секунду. На таких скоростях обратное течение может легко одолеть пловца, пытающегося вернуться на берег. Вместо того, чтобы пытаться плыть против течения, специалисты предлагают не бороться с ним и плыть параллельно берегу. Дополнительные советы по безопасности см. в руководстве NOAA по безопасности при токах разрыва.

Течения и природа

Невидимые человеческому глазу тысячи микроскопических животных путешествуют автостопом через океаны по океанскому шоссе. Эти животные, называемые зоопланктоном, движутся по прихоти океанских течений. У восточного побережья Соединенных Штатов одно из самых мощных океанских течений — Гольфстрим — переносит зоопланктон из Мексиканского залива, огибая оконечность Флориды, до мыса Код в штате Массачусетс, а затем через северную часть Атлантического океана в направлении Европа. Течения позволяют молодым существам находить дорогу в гостеприимные места, где они вырастают во взрослых особей.

Течения на поверхности океана вызываются ветром, температурой, гравитацией и вращением Земли вокруг своей оси. (НАСА)

Другие морские существа передвигаются автостопом по течениям, используя плавающие обломки, такие как маты из морских водорослей, стволы деревьев и даже пластик. Они используют эти убежища, чтобы выжить в опасном открытом океане. После цунами 2011 года, вызвавшего обрушение электростанции «Фукусима-дайити» в Японии, обломки японского побережья начали выноситься на берег западного побережья Северной Америки, принеся с собой более 280 японских видов. Перемещение видов через океанические бассейны помогает поддерживать популяции во всем ареале вида. Это также обеспечивает разнообразие генетики в популяции, что является важным фактором для поддержания устойчивости и устойчивости видов к трудностям, таким как болезни и экологические катастрофы.

Течения также влияют на то, куда крупные взрослые виды могут и хотят отправиться. Черепахи и киты ежегодно мигрируют в обильные воды залива Джорджес у побережья Новой Англии, места, которое продуктивно благодаря теплым водам, приносимым на север с экватора.

Волны

Волны играют важную роль в функционировании прибрежных экосистем, а также приносят туристический доход из-за того, что привлекают серферов. (пользователь Flickr bluewavechris)

Придавая морской воде форму гребня, волны переносят энергию из одной области в другую. Волны, расположенные на поверхности океана, обычно вызваны ветром, передающим свою энергию воде, а большие волны или зыбь могут перемещаться на большие расстояния.

Когда волны разбиваются о берег, они могут оказать существенное влияние на ландшафт, перемещая целые острова песка и вырезая скалистые береговые линии. Штормовые волны могут даже перемещать валуны размером с автомобиль над линией прилива, оставляя массивный валун на сотни футов вглубь суши. До недавнего времени ученые приписывали размещение этих валунов прошлым повреждениям от цунами, однако исследование 2018 года перевернуло это представление, тщательно зафиксировав движение валунов вдоль скалистой береговой линии в Ирландии за период времени, когда цунами не было. В дополнение к более чем 1000 валунов среднего размера, многие из которых достигают веса более 100 тонн, ученые зафиксировали движение валуна весом 620 тонн (того же веса, что и 9 валунов).0 полноразмерных африканских слонов), демонстрируя, что штормовые волны переместили его более чем на 8 футов (2,5 метра) всего за одну зиму.

Анатомия волны

Анатомия волны. (НОАА)

Волна формируется серией гребней и впадин. Гребни — это пиковые высоты волны, а впадины — самые низкие долины. Волна описывается ее длиной волны (или расстоянием между двумя последовательными гребнями или двумя последовательными впадинами), периодом волны (или временем, которое требуется волне, чтобы пройти длину волны) и частотой волны (количеством гребней волны, которые проходят через нее). в фиксированном месте за определенное время). Когда волна движется, она проходит через воду, но вода почти не движется, а движется по кругу.

Формирование волны

Поверхностные волны

Волны на поверхности океана обычно образуются ветром. Когда дует ветер, он передает энергию через трение. Чем сильнее ветер, чем дольше он дует или чем дальше он может дуть без перерыва, тем больше волны. Таким образом, размер волны зависит от скорости ветра, его продолжительности и площади, над которой дует ветер (вынос). Эта изменчивость приводит к волнам всех форм и размеров. Наименьшие категории волн — это рябь высотой менее одного фута (0,3 м). Самые большие волны возникают там, где есть большие пространства открытой воды, на которые может повлиять ветер. Места, известные своими большими волнами, включают залив Ваймеа на Гавайях, Челюсти на Мауи, Маверикс в Калифорнии, Мулламор-Хед в Ирландии и Теахупу на Таити. Эти места с большими волнами привлекают серферов, хотя иногда волны становятся слишком большими для серфинга. Некоторые из самых больших волн генерируются штормами, такими как ураганы. В 2004 году ураган «Иван» создал волны, средняя высота которых составляла около 60 футов (18 метров), а самые большие были высотой почти 100 футов (30,5 метра). В 2019 году, ураган Дориан также создал волну высотой более 100 футов в северной части Атлантического океана.

Сильный и упорный штормовой ветер создает большие волны. (Том Гилл, Flickr)

Гигантские волны возникают не только у суши. «Волны-убийцы», которые могут образовываться во время штормов, особенно велики — есть сообщения о волнах-убийцах высотой 112 футов (34 м) и 70 футов (21 м) — и они могут быть крайне непредсказуемыми. Морякам они кажутся стенами воды. Никто точно не знает, что вызывает появление волн-убийц, но некоторые ученые считают, что они имеют тенденцию формироваться, когда разные океанские волны усиливают друг друга. Многие из крупнейших зарегистрированных волн-убийц были в Северном море в северной части Атлантического океана. Один был зарегистрирован буем в 2013 году и имел размеры 62,3 фута (19м), а другая, получившая название волны Драупнера, представляла собой массивную стену воды высотой 84 фута (25,6 м), которая пересекла газовую платформу в канун Нового 1995 года.

Волны цунами

Классическая волна цунами возникает, когда тектонические плиты под океаном сдвигаются во время землетрясения. Физический сдвиг плит заставляет воду подниматься и подниматься над средним уровнем моря на несколько метров. Затем она преобразуется в горизонтальную энергию через поверхность океана. От скольжения одной тектонической плиты волны расходятся во всех направлениях, удаляясь от места землетрясения.

Цунами — это набор волн, созданных возмущением, вероятно, землетрясением, которые достигают поверхности моря. (Уоррен Антиола, Flickr)

Когда цунами достигает берега, оно начинает резко замедляться из-за контакта с морским дном. По мере того, как передняя часть волны начинает замедляться, оставшаяся волна накапливается позади нее, в результате чего высота волны увеличивается. Хотя волны цунами имеют высоту всего от нескольких футов до нескольких метров, когда они движутся по глубокому океану, именно их скорость и большая длина волны приводят к резкому изменению высоты, когда они вынуждены замедляться у берега.

Волны цунами способны разрушить прибрежные сообщества с высотой волн, которые иногда превышают около 66 футов (20 м). С 1850 года цунами унесло жизни более 420 000 человек: более 230 000 человек погибли в результате гигантского землетрясения у побережья Индонезии в 2004 году, а ущерб, нанесенный ядерному реактору Фукусима в Японии цунами в 2011 году, продолжает сеять хаос. Хотя цунами нельзя предсказать заранее, когда происходит землетрясение, предупреждения о цунами передаются по радио, а любые волны можно отслеживать с помощью глобальной сети буев — эта система раннего предупреждения необходима, поскольку скорость цунами может достигать более 400 миль в час (644 км/ч). ). Самая высокая волна цунами достигла около 1720 футов (524 м) в результате сильного землетрясения и оползня. Говорят, что когда волна ударяется о берег, она уничтожает все.

Существуют и другие, обычно менее разрушительные волны цунами, вызванные погодными системами, называемыми метеоцунами. Эти волны цунами имеют сходные характеристики с описанными выше классическими цунами, вызванными землетрясением, однако они, как правило, намного меньше и сосредоточены в более мелких областях океанов или даже Великих озер. Метеоцунами часто вызываются быстро движущимися штормовыми системами, и в нескольких случаях они были измерены на высоте более 6 футов (2 метра). Исследование 2019 года показало, что более мелкие волны метеоцунами обрушиваются на восточное побережье США более двадцати раз в год!

Приливы

Приливы на самом деле волны, самые большие волны на планете, и они заставляют море подниматься и опускаться вдоль берега по всему миру. Приливы существуют благодаря гравитационному притяжению Луны и Солнца, но варьируются в зависимости от того, где Луна и Солнце находятся по отношению к океану, когда Земля вращается вокруг своей оси. Луна, будучи намного ближе к Земле, имеет больше силы притягивать приливы, чем Солнце, и поэтому является основной силой, создающей приливы.

Что вызывает приливы?

Гравитационное притяжение Луны заставляет воду вздуваться как на стороне Земли, ближайшей к Луне, так и на противоположной стороне планеты. Гравитация Луны оказывает более сильное притяжение на ближайшую к ней сторону Земли, из-за чего океан выпячивается с этой стороны, в то время как на противоположной стороне планеты центробежная сила, создаваемая Луной и Землей, вращающимися вокруг друг друга, притягивает океанская вода вышла. Центробежная сила — это та же самая сила, которая прижимает всадников к внешним стенам вращающихся карнавальных аттракционов.

Залив Фанди в Нью-Брансуике, Канада, имеет самый высокий диапазон приливов. Приливы колеблются от 3,5 м (11 футов) до 16 м (53 фута) и вызывают эрозию ландшафта, создавая массивные скалы. (Смулан77, Flickr)

Тем временем Земля продолжает вращаться. Когда Земля вращается, выпуклости воды остаются на одной линии с Луной, в то время как поверхность планеты перемещается под ней. Конкретная точка на планете будет проходить через обе выпуклости и обе долины. Когда конкретное место находится на месте выпуклости, оно испытывает прилив. Когда конкретное место находится в долине, оно испытывает отлив. В течение одного планетарного вращения (или одного дня) определенное место будет проходить через обе выпуклости и обе долины, и поэтому у нас бывает два прилива и два отлива в день. Но, в то время как Земле требуется 24 часа, чтобы совершить один оборот, затем она должна совершить еще 50 минут, чтобы догнать вращающуюся вокруг Луну. Вот почему время прилива и время отлива немного меняются каждый день.

Когда прилив отступает, пришвартованные лодки остаются лежать на илистом песке. (Pixabay)

Солнце также играет роль в возникновении приливов и отливов, и его расположение по отношению к Луне изменяет силу притяжения океана. Когда Солнце и Луна находятся на одной линии друг с другом, они усиливают гравитационное притяжение друг друга и создают более сильные, чем обычно, приливы, называемые весенними приливами. Это происходит, когда Луна находится либо на той же стороне Земли, что и Солнце, либо прямо на противоположной стороне Земли. Меньшие, чем обычно, приливные диапазоны, называемые приливами, возникают, когда гравитационная сила Солнца находится под прямым углом к ​​притяжению Луны. Две силы Солнца и Луны компенсируют друг друга и создают прилив.

Континентальное вмешательство

Если бы Земля была сферой, покрытой водой, только вода могла бы свободно перемещаться по поверхности планеты, и два прилива в день в каждом месте были бы более или менее одинаковыми. Но континенты препятствуют потоку воды, из-за чего этот, казалось бы, простой ежедневный цикл становится немного сложнее. Из-за континентальной обструкции в некоторых местах наблюдаются два прилива в день более или менее одинаковой высоты (известные как полусуточные приливы), в некоторых местах наблюдается один прилив на одной высоте, а второй на другой высоте (смешанные полусуточные приливы), а в некоторых в местах так много помех с суши, что они испытывают только один прилив и один отлив в день (дневные приливы).

Местная география также может влиять на то, как ведут себя приливы в данной местности. На берегах прибрежных островов и бухт могут наблюдаться отливы с задержкой по сравнению с более гладкими окружающими побережьями, поскольку вода должна проходить через стесненные водные пути.

Приливы и природа

Приливная зона, прибрежная зона, которую приливы погружают на часть дня, является домом для многих морских существ. Требуется особый набор приспособлений, чтобы прожить жизнь, половину времени выжженную солнцем, а другую — погруженную под воду. К тому же надвигающийся прилив обещает постоянный удар океанскими волнами. Несмотря на это, это место, где виды процветают. Моллюски в панцире, такие как барвинки, мускулы и усоногие раки, цепляются за скалы, морские звезды вклиниваются в расщелины, а крабы прячутся в ветвях водорослей.

Красный прилив

Вредоносное цветение водорослей опасно тем, что производит токсины, которые могут убивать морские организмы, портить моллюсков, вызывать раздражение кожи и даже загрязнять воздух. (Пользователь Flickr AJC1)

Красный прилив — это вовсе не настоящий прилив, а скорее термин, используемый для описания красного цвета цветения водорослей. Водоросли являются неотъемлемой частью океанических систем, но когда они снабжаются чрезмерным количеством питательных веществ, их количество может резко увеличиться и задушить другие организмы. Водоросли могут выделять токсины или погибать, разлагаться, а разлагающие их бактерии поглощают весь кислород. Этот массовый рост водорослей может нанести вред как окружающей среде, так и людям, поэтому ученые часто называют их вредным цветением водорослей или ВЦВ.

Мониторинг приливов

Движение приливов и отливов отслеживается с помощью сети прибрежных измерителей уровня воды, и многие страны предоставляют информацию в режиме реального времени с помощью списков приливов и карт приливов. Приливы можно отслеживать в определенных местах, чтобы предсказать высоту прилива, то есть когда отливы и приливы произойдут в будущем. Залив Фанди в Новой Шотландии, Канада, имеет самый высокий диапазон приливов из всех мест на планете. Приливы здесь колеблются от 11 футов (3,5 м) до 53 футов (16 м) и вызывают эрозию, создавая массивные скалы. Эта эрозия также высвобождает в воду питательные вещества, которые помогают поддерживать морскую жизнь. Течения, связанные с приливами, называются приливными (приливными) и отливными (отливными). Наличие надежных знаний о приливах и приливных течениях важно для безопасного управления судами и для инженерных проектов, таких как энергия приливов и волн, а также для планирования поездок к морскому побережью.

Дополнительные ресурсы

Веб-сайты:
NOAA Tides and Currents
USGS Life of a Tsunami
UCAR Center for Science Education Thermohaline Circulation

Темы: Приливы и течения

Теги: Приливы Токи Waves

August 2020

Understanding Surface Currents vs Deep Ocean Currents

Products

Solutions

Company

Resources

Customers

Search

Products

Solutions

Company

Resources

Клиенты

Войти

Приступить к работе

Океанские течения играют важную роль в регулировании климата во всем мире. Существует два основных типа океанских течений: поверхностные течения и глубинные океанические течения.

Поверхностные течения приводятся в движение глобальными ветровыми системами, питающимися энергией солнца. Эти течения приносят тепло из тропиков в полярные области; Гольфстрим, например, несет теплую воду вдоль восточного побережья США в Северную Европу.

Глубинные течения, также известные как термохалинная циркуляция, возникают в результате различий в плотности воды. Эти течения возникают, когда холодная плотная вода на полюсах опускается. Поверхностные воды текут, чтобы заменить тонущую воду, вызывая эффект конвейерной ленты, когда вода циркулирует по земному шару в 1000-летнем путешествии.

Понимание того, как работают эти различные океанские течения, что влияет на океанские течения, и отслеживание изменений в этих системах может помочь нам лучше планировать изменения климата, наносить на карту маршруты судоходства и оптимизировать размещение морских возобновляемых источников энергии и аквакультуры.

Что вызывает поверхностные течения?

Существует множество факторов, вызывающих океанские течения. Глубинные течения определяются температурой и плотностью/соленостью воды. Конечно, глубинные течения влияют на поверхностные течения, несущие теплую воду к полюсам. Поверхностные течения также вызываются глобальными ветровыми системами, питаемыми энергией солнца. Свою роль играют такие факторы, как направление ветра и эффект Кориолиса.

Эффект Кориолиса относится к тому, как объекты отклоняются, когда они путешествуют на большие расстояния вокруг Земли. Вращение нашей планеты заставляет потоки искривляться вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии.

Источник изображения

В дополнение к этим регулярным воздействиям стихийные бедствия также вызывают поверхностные течения. Сильные штормы и подводные землетрясения могут вызывать морские течения. Землетрясения, которые изменяют ландшафт морского дна, также могут вызывать изменения в глубоководных течениях, поскольку положение подводных форм рельефа изменяет положение течения.

Хотя поверхностные и глубоководные течения связаны, их трудно отследить. «Сложно нанести на карту океанское течение, так как вода в океане прозрачна, а отражение света на поверхности воды не зависит от скорости или температуры плывущей воды. Один из способов нанести на карту океанские течения — использовать данные о температуре поверхности моря, полученные по спутниковым снимкам», — пишет ESRI. «Некоторые поверхностные течения несут воду с температурой, которая может значительно отличаться от близлежащей воды».

Из-за сложности точного картирования океанских течений отследить, как океанские течения меняются с изменением климата, немного сложнее.

Как океанские течения влияют на климат?

Океан играет решающую роль в регулировании температуры и погоды на планете. Океаны покрывают 71% земного шара, храня и перенося тепловую энергию по всему миру. Перемещая это тепло, водные потоки влияют на климатические условия, местную погоду, круговорот газов и доставку ключевых питательных веществ в морские экосистемы.

К сожалению, «конвейерная лента» глубоководных и поверхностных течений замедляется. В отчете МГЭИК за 2020 год прогнозируется, что к 2100 году океанские течения ослабнут на треть, если выбросы парниковых газов продолжатся такими же темпами, что приведет к наводнениям, повышению уровня моря и более экстремальным погодным явлениям.

[Подробнее: Отслеживание изменений поверхностных течений]

Почему течения становятся слабее? Проще говоря, более теплая вода менее плотная. Поэтому теплая вода, циркулирующая к полюсам, тоже не тонет; и, поскольку это двигатель, приводящий в движение всю конвейерную ленту, вся система замедляется. Кроме того, таяние ледяных щитов с пресной водой изменяет плотность воды на полюсах, еще больше замедляя эффект погружения.

Мы знаем, что ослабление течений и более теплые моря означают большее расслоение, закисление и снижение способности удерживать углекислый газ. Вот почему так важно отслеживать изменения океанских течений, чтобы лучше подготовиться к крупномасштабным изменениям климата.

Отслеживание океанских течений

Помимо измерения температуры, какими способами в настоящее время ученые и исследователи отслеживают океанские течения?

После разлива нефти на платформе Deepwater Horizon в 2010 году возрос интерес к точному картированию и отслеживанию океанских течений. Такие технологии, как дрифтерные буи с GPS и акустическими доплеровскими профилировщиками течений (ADCP), используются на уровне моря, а самолеты и дроны решают задачу с неба.

Выйдя на новый уровень, группа ученых НАСА использует данные, собранные в ходе миссии НАСА по восстановлению гравитации и изменению климата (GRACE), для отслеживания изменений течений в Атлантическом океане.

«Спутники НАСА GRACE измерили давление на дне Атлантического океана как индикатор скорости глубоководных океанских течений. На этом изображении показана аномалия придонного давления (среднее значение с ноября 2009 г. по март 2010 г. относительно среднего значения за 2005–2012 гг. ) над Североатлантическим бассейном. Эта картина давления на морском дне выше среднего (синий) и ниже среднего (красный) свидетельствует о временном замедлении глубинных течений», — говорится в сообщении НАСА.

Измерение океанских течений из космоса может быть не самым эффективным с точки зрения затрат или времени подходом, но очевидно, что чем больше данных, тем лучше. Независимо от того, какой инструмент или метод используется для отслеживания океанских течений, задача картирования океанских течений лучше всего решается путем обмена как можно большим объемом данных.

Объединение данных судоходной отрасли, морских исследователей, ученых-климатологов и рыбной промышленности даст нам наилучшие шансы понять и точно определить изменения океанских течений. Понимание этих поверхностных и глубинных течений потребует скоординированных усилий всех заинтересованных сторон, и буи Spotter от Sofar Ocean и API океанических данных — это инструменты, которые могут помочь.

Токи | Управление научной миссии

Океан и атмосферная циркуляция играют важную роль в поддержании жизни, смягчая климат на большей части поверхности Земли. Важную часть круговорота тепла и пресной воды, а также других составляющих морской воды составляют поверхностные течения океана. Их сила и изменчивость играют роль в погоде и климате, воздействуя на окружающую среду для всей жизни на Земле.

Глобальные модели поверхностных течений управляются ветром, на них воздействуют барьеры для потоков, создаваемые массивами суши и вращением Земли, и в конечном итоге получают свою энергию (как ветер) от солнца.

В океане преобладают две модели циркуляции: ветровые течения в верхних слоях океана и циркуляция в глубинах океана. Ветровые течения поддерживаются импульсом, передаваемым ветрами поверхности океана. Океан ветер приводит в движение поверхностные воды как течение, сила Кориолиса, распределение плотности морской воды и форма океанского бассейна изменяют скорость и направление течения.

Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим, являются одними из самых быстрых поверхностных течений в океане. Западные пограничные течения текут к полюсам, на север в Северном полушарии и на юг в Южном полушарии вдоль западных границ океанических бассейнов. Вода, движущаяся в этих течениях, переносит большое количество тепла из тропиков в средние широты.

На снимке выше изображено восточное побережье Соединенных Штатов, выделенное серым цветом, с течением Гольфстрим, выделенное оранжевым цветом, полученное с помощью данных о температуре поверхности моря (SST), полученных с помощью датчика AVHRR (усовершенствованного радиометра очень высокого разрешения), установленного на NOAA. спутник. На этом изображении фиолетовый и синий представляют самые низкие температуры (от 0 до 15 °C), а оранжевый и красный — самые высокие (от 22 до 32 °C). Гольфстрим хорошо виден как самая теплая вода на изображении и простирается от Карибского моря до Делавэра на севере.

Авторы и права: Учебник по Гольфстриму.

Восточные пограничные течения, такие как Калифорнийское течение, медленнее, мельче и шире, чем западные пограничные течения. Подобно обратному потоку в домашней системе отопления, эти течения переносят более холодные воды в тропики, где они нагреваются и переносятся к полюсу западными пограничными течениями.

Поверхностные течения океана напоминают долгосрочные средние ветры Земли в планетарном масштабе. Поверхностные течения образуют круговороты примерно с центром в каждом океаническом бассейне. Если смотреть сверху, течения в этих субтропических круговоротах текут по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии.

Как мы собираем и используем данные о поверхностных течениях океана?

Исследования поверхностных течений океана сосредоточены на шести направлениях: более старые методы включают отслеживание дрейфующих объектов (обломки) и сдвиг данных о дрейфе (из навигационных журналов). Более новые методы включают в себя токи, полученные со спутников, поверхностные течения, следующие за дрифтером, отслеживание особенностей поверхности и высокочастотные радиолокационные исследования.

Для этого исследования используются следующие спутники и инструменты, которые они несут:

• TOPEX/Poseidon и Jason-1 измеряют топографию поверхности океана и реакцию циркуляции на ветры. Эти измерения позволяют ученым изучать связи между океанами и атмосферой, улучшать глобальные климатические прогнозы и предсказания, а также отслеживать такие явления, как условия Эль-Ниньо и океанские водовороты.
• QuikSCAT использует бортовой прибор SeaWinds для наблюдения за скоростью и направлением ветра. Миссия QuikSCAT направлена ​​на получение всепогодных измерений приповерхностного ветра с высоким разрешением над мировым океаном. Данные SeaWinds также объединяются с измерениями научных инструментов в других дисциплинах, чтобы помочь нам лучше понять механизмы глобального изменения климата и погодных условий.
• Прибор SeaWiFS наблюдает за тем, как тонкие изменения цвета океана обозначают различные типы и количества морского фитопланктона (микроскопических морских растений). Крупномасштабные узоры, образованные дрейфующими скоплениями фитопланктона, показывают ученым местонахождение и движение поверхностных течений океана.
• Прибор MODIS от Terra отслеживает крупномасштабные изменения в биосфере, которые позволяют по-новому взглянуть на работу глобального углеродного цикла и глобального переноса тепла через океан. MODIS может измерять фотосинтетическую активность фитопланктона, чтобы получить более точную оценку того, сколько углерода поглощается и используется для продуктивности растений. В сочетании с измерениями температуры поверхности датчиком измерения биосферы MODIS помогают ученым отслеживать источники и поглотители углекислого газа в ответ на изменения климата. Ученые в области физической океанографии используют измерения температуры поверхности и местоположение фитопланктона для определения местоположения и движения поверхностных течений океана.

Как это исследование влияет на нашу жизнь?

На протяжении веков люди использовали поверхностные течения океана, чтобы исследовать мир и доставлять товары на рынок. Сегодня мы используем их, чтобы выбрать наиболее эффективный путь экономии топлива в судоходной отрасли, выиграть парусную гонку и отследить загрязнение, такое как разливы нефти, или помочь в поисково-спасательных операциях. Поверхностные течения океана способствуют изучению суровой погоды, такой как ураганы, краткосрочных климатических явлений, таких как Эль-Ниньо, и долгосрочной изменчивости климата.

Токи | Encyclopedia.com

Поверхностные течения

Приливные течения

Глубоководные (или плотностные) течения

Мутные течения

Измерительные течения

Океанские течения и климат

Течения следуют плавным движениям воды

Ресурсы 9000 курс; они протекают либо циклически, либо непрерывным потоком. В Северном полушарии течения обычно движутся по часовой стрелке, а в Южном полушарии — против часовой стрелки. Есть три основных типа океанских течений: поверхностные течения; течения, вызванные движениями длинных волн или приливами; и глубоководные течения. Кроме того, мутные течения играют роль в формировании подводного рельефа. Течения, измеряемые различными способами, ответственны за поглощение солнечного тепла и его перераспределение по всему миру.

Поверхностные течения, пожалуй, наиболее очевидный тип течений, ответственны за основные модели поверхностной циркуляции в Мировом океане. Они являются результатом трения, вызванного движением атмосферы над водой; своим существованием они обязаны ветрам, образующимся в результате прогрева воздушных масс у поверхности моря вблизи экватора и в районах с умеренным климатом. Когда ветер дует над поверхностью воды, он приводит воду в движение. Если ветер постоянный и достаточно сильный, течения могут сохраняться и стать постоянными компонентами циркуляции океана; в противном случае они могут быть просто временными. Поверхностные течения могут достигать глубины около 656 футов (200 м). Они вращаются вокруг океанических бассейнов по обе стороны от экватора по эллиптической траектории.

Существует несколько сил, влияющих на поверхностные течения и поддерживающих их, в том числе расположение суши, характер ветра и эффект Кориолиса. Расположенные по обе стороны от основных океанов (включая Атлантический, Индийский и Тихий океаны), массивы суши влияют на течения, поскольку они действуют как барьеры на их естественных путях. Без массивов суши было бы равномерное движение океана с запада на восток в промежуточных широтах и ​​с востока на запад вблизи экватора и у полюсов. Антарктическое циркумполярное течение может проиллюстрировать движение с запада на восток. Поскольку никакие сухопутные преграды не препятствуют преобладающему течению, движущемуся между южными оконечностями Южной Америки и Африки и северным побережьем Антарктиды, Антарктическое циркумполярное течение постоянно огибает земной шар в направлении с запада на восток. Интересно, что это самое большое течение в мире, протекающее в одной точке со скоростью 90,5 миллиарда кубических футов в секунду.

В дополнение к наличию наземных барьеров на поверхностные течения влияют два других фактора: ветровой режим и эффект Кориолиса. Основными ветровыми течениями в обоих полушариях являются пассаты и западные ветры. Эффект Кориолиса — это сила, которая смещает частицы, такие как вода, движущиеся по вращающейся сфере, такой как Земля. Таким образом, течения развиваются по мере того, как вода отклоняется при вращении Земли. На экваторе эффект отсутствует, но на больших широтах эффект Кориолиса оказывает более сильное влияние. Поскольку пассаты и западные направления сочетаются с эффектом Кориолиса, образуются эллиптические циркулирующие потоки, называемые круговоротами. По обе стороны от экватора господствуют два больших субтропических круговорота. В Северном полушарии круговорот вращается по часовой стрелке; в Южном полушарии он вращается против часовой стрелки. В более низких широтах каждого полушария есть более мелкие тропические круговороты, которые движутся в направлении, противоположном субтропическим круговоротам.

Хорошей иллюстрацией поверхностного течения является Гольфстрим, также называемый Гольфстримом. Это течение перемещается пассатами в Атлантическом океане вблизи экватора в северо-западном направлении. Двигаясь вдоль берегов Южной и Северной Америки, Гольфстрим огибает весь Атлантический океан к северу от экватора. Подобные течения существуют в Тихом океане и в Атлантике к югу от экватора.

Одним из основных последствий поверхностных течений является их способность снижать температуру Земли. По мере движения поверхностных течений они поглощают тепло в тропических регионах и выделяют его в более холодных условиях. Этот процесс называется чистой передачей энергии к полюсам, поскольку он перемещает солнечное излучение от экватора к полюсам. В результате в таких местах, как Аляска и Великобритания, теплее, чем было бы в противном случае.

Приливные течения — это горизонтальное движение воды, связанное с изменением морских приливов. Таким образом, в океане волновые приливы вызывают непрерывные течения, которые меняют направление на 360 градусов каждый приливный цикл, который обычно длится от шести до двенадцати часов. Эти приливы могут быть очень сильными — достигать скорости 6 дюймов (15 см) в секунду и перемещать отложения на большие расстояния — или они могут быть слабыми и медленными. Для пловцов интерес представляют разрывные течения, которые представляют собой направленные наружу приливные течения, движущиеся узкими путями в море. Поток быстрый, чтобы сбалансировать постоянный поток воды к пляжу, принесенный волнами. В целом за пределами континентального шельфа приливные течения оказывают минимальное влияние.

Глубоководные течения движутся очень медленно, обычно со скоростью 0,8–1,2 дюйма (2–3 см) в секунду. На них приходится примерно 90% циркуляции океанов. Циркуляция вод такого типа называется термохалинной циркуляцией. В основном эти течения вызваны изменениями плотности воды, которая напрямую связана с температурой и уровнем соли или соленостью. Более холодная и соленая вода тяжелее, чем более теплая и пресная. Вода становится более плотной в более высоких широтах из-за (1) охлаждения атмосферы и (2) повышения уровня соли в результате замерзания поверхностных вод. (Замерзшая вода обычно содержит в основном пресную воду, поэтому в воде, которая остается жидкой, концентрация соли выше. ) Различия в плотности воды вызывают медленно движущиеся течения из-за погружения более холодной и соленой воды в более глубокие части бассейнов океанов и вытеснение более легких и свежих течений.

Мутные потоки — это локальные быстрые течения, которые движутся по дну океана и формируют его ландшафт. Эти течения возникают из-за того, что вода, тяжелая с взвешенными частицами, смешивается с более легкой и чистой водой. Причинами мутьевых течений являются землетрясения или скопление слишком большого количества наносов на крутом подводном склоне. Они могут двигаться как лавины. Мутные течения часто мешают видимости дна океана.

Океанографы измеряют течения разными способами, используя различное оборудование, получая результаты от грубых до сложных. Течения можно измерить напрямую, измеряя само движение воды, или косвенно, рассматривая некоторые характеристики, тесно связанные с движением воды. Двумя распространенными прямыми способами измерения токов являются методы Лагранжа и Эйлера. Лагранжевы измерения отслеживают движение воды, наблюдая за объектами, выпущенными в поток. Эти объекты отслеживаются и вспоминаются позднее. Эйлеровы измерения смотрят на движение воды мимо определенного фиксированного места и обычно включают в себя закрепленный на якоре измеритель течений.

Океаны покрывают более 70% поверхности Земли. В тропиках океанская вода поглощает тепло из атмосферы. По мере того, как нагретая вода переносится поверхностными течениями на север, огромное количество накопленной энергии в виде тепла передается из одной части мира в другую, способствуя изменению погодных и климатических условий. Например, Гольфстрим несет теплую воду далеко вверх по восточному побережью Северной Америки, а затем поворачивает на восток, в сторону Европы. Теплые воды Гольфстрима нагревают воздух над ним, создавая более теплый климат для Исландии и Западной Европы, чем в противном случае. Термохалинные течения также переносят накопленное тепло из тропиков в средние широты.

Океанологи и климатологи все еще изучают важные взаимосвязи между океанами и их течениями и текущим глобальным климатом

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Эффект Кориолиса — Обычно эта сила воздействует на частицы, движущиеся по вращающейся сфере. Что касается течений, то это отклонение воды, вызванное вращением Земли. На экваторе эффект отсутствует, но к полюсам он усиливается. Вода имеет тенденцию закручиваться вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии.

Круговорот — Круговорот обычно эллиптической формы представляет собой поверхностное течение океана, возникающее в результате сочетания факторов, включая: эффект Кориолиса, вращение Земли и поверхностные ветры.

Отбойные течения — Узкие участки в океане, где вода быстро течет в море. Поток быстрый, чтобы сбалансировать постоянный поток воды к пляжу, принесенный волнами.

Термохалинная циркуляция — Течение воды, вызванное изменениями плотности воды, а не ветром. В определенных ситуациях более холодная вода с морского дна смешивается вверх с более теплой водой. При этом он вращается быстрее, двигаясь к двум полюсам.

Мутные течения — Местные, быстрые течения, возникающие в результате смешивания воды, тяжелой с взвешенными наносами, с более легкой и чистой водой. Причинами мутьевых течений являются землетрясения или скопление слишком большого количества наносов на крутом подводном склоне. Они могут двигаться как лавины.

изменение из-за парниковых газов. По мнению ученых, большая часть тепла, возникающего в результате глобального потепления, хранится в океанах, таким образом задерживая часть поверхностного потепления, которое теоретики глобального изменения климата ожидали увидеть в результате антропогенного увеличения выбросов парниковых газов в атмосферу. Тепло, хранящееся в океанских водах, будет способствовать потеплению во всем мире, поскольку вода циркулирует в океанских течениях.

КНИГИ

Дэвис Ричард А. мл. Океанография. Введение в морскую среду. Dubuque, IA: William C. Brown Publishers, 1991.

Гуди, Эндрю, изд. Физическо-географический энциклопедический словарь. Нью-Йорк: Справочник Блэквелла, 1985.

Хендриксон, Роберт. Океанский альманах. Гарден-Сити, Нью-Йорк: Doubleday and Company, 1984.

Пине, Пол. Приглашение в океанографию. 2-е изд. Бостон: издательство Jones & Bartlett Publishing, 19.99.

Турман, Гарольд В. и Алан П. Трухильо. Основы океанографии. 7-е изд. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 2001.

ДРУГОЕ

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. «Океанские течения» (по состоянию на 16 ноября 2006 г.).

Университетская корпорация атмосферных исследований. «Течения океана» (по состоянию на 16 ноября 2006 г.).

океанское течение | Распространение, причины и типы

океанские течения

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

В. Уолфрид Экман Уолтер Мунк Генри Мелсон Стоммел Георг Вюст Ричард Х. Флеминг

Связанные темы:

Эль-Ниньо Слой Экмана экваториальное течение термохалинная циркуляция водоворот

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

океанское течение , течение, состоящее из горизонтальных и вертикальных компонентов системы циркуляции океанских вод, возникающее под действием силы тяжести, трения ветра и изменения плотности воды в различных частях океана. Океанические течения подобны атмосферным ветрам в том, что они переносят значительное количество тепла от экваториальных областей Земли к полюсам и, таким образом, играют важную роль в определении климата прибрежных районов. Кроме того, океанские течения и атмосферная циркуляция влияют друг на друга.

Общая циркуляция океанов определяет среднее движение морской воды, которое, как и атмосфера, следует определенной схеме. На эту картину накладываются колебания приливов и волн, которые не считаются частью общей циркуляции. Имеются также меандры и водовороты, представляющие собой временные вариации общей циркуляции. Схема циркуляции океана обеспечивает обмен водой с различными характеристиками, такими как температура и соленость, во взаимосвязанной сети океанов и является важной частью потоков тепла и пресной воды глобального климата. Горизонтальные движения называются течениями, величина которых колеблется от нескольких сантиметров в секунду до 4 метров (около 13 футов) в секунду. Характерная поверхностная скорость составляет от 5 до 50 см (от 2 до 20 дюймов) в секунду. Течения обычно уменьшаются по интенсивности с увеличением глубины. Вертикальные движения, часто называемые апвеллингом и нисхождением, демонстрируют гораздо меньшие скорости, составляя всего несколько метров в месяц. Поскольку морская вода почти несжимаема, вертикальные движения связаны с областями конвергенции и дивергенции в горизонтальных структурах течения.

Карты общей циркуляции на поверхности моря изначально были составлены из огромного количества данных, полученных при проверке остаточного дрейфа судов после того, как направление курса и скорость учтены в процессе, называемом счислением пути. Эта информация собирается в настоящее время надводными дрейфующими аппаратами спутникового слежения, находящимися в море. Схема почти полностью соответствует ветровой циркуляции.

На поверхности аспекты ветровой циркуляции заставляют круговороты (крупные ячейки антициклонических течений, спирально вращающиеся вокруг центральной точки) смещать свои центры на запад, образуя сильные западные пограничные течения против восточных берегов континентов, таких как Персидский залив Поток – Североатлантическое – Норвежское течение в Атлантическом океане и Куросио – Северо-Тихоокеанское течение в Тихом океане. В Южном полушарии циркуляция круговоротов против часовой стрелки создает сильные восточные пограничные течения против западных побережий континентов, такие как Перуанское течение (Гумбольдта) у берегов Южной Америки, Бенгельское течение у западной Африки и Западно-Австралийское течение. На течения Южного полушария также оказывает влияние мощное циркумполярное Антарктическое течение, направленное на восток, которое отделяет Южный океан от Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Это очень глубокое, холодное и относительно медленное течение, но оно несет огромную массу воды, примерно вдвое превышающую объем Гольфстрима. Течения Перу и Бенгела черпают воду из этого антарктического течения и, следовательно, являются холодными. В Северном полушарии отсутствует непрерывная открытая вода, граничащая с Арктикой, и поэтому нет соответствующего мощного циркумполярного течения, но есть небольшие холодные течения, текущие на юг через Берингов пролив, образующие течения Оя и Анадырь у востока России и Калифорнийское течение у запада Северной Америки; другие текут на юг вокруг Гренландии, образуя холодные течения Лабрадор и Восточная Гренландия. Течения Куросио — Северная часть Тихого океана и Гольфстрим — Северная Атлантика — Норвегия перемещают более теплую воду в Северный Ледовитый океан через Берингово, Капское и Западно-Шпицбергенское течения.

Викторина «Британника»

Викторина «Зимняя погода»

Зима — время экстремальной погоды и необычных слов для описания этой погоды. Эти вопросы викторины, любезно предоставленные Merriam-Webster, заставят вас тосковать по лету.

В тропиках большие круговороты по часовой стрелке и против часовой стрелки текут на запад в виде Тихоокеанского Северного и Южного Экваториального течения, Атлантического Северного и Южного Экваториального течения и Индийского Южного Экваториального течения. Из-за чередующегося муссонного климата северной части Индийского океана течения в северной части Индийского океана и Аравийского моря чередуются. Между этими массивными течениями есть узкие противотечения, текущие на восток.

Другие более мелкие системы течений, обнаруженные в некоторых закрытых морях или океанских районах, менее подвержены ветровой циркуляции и в большей степени подвержены влиянию направления притока воды. Такие течения встречаются в Тасманском море, где Восточно-Австралийское течение, текущее на юг, создает циркуляцию против часовой стрелки, в северо-западной части Тихого океана, где течение Куросио-северо-Тихоокеанское, текущее на восток, вызывает циркуляцию против часовой стрелки в Аляскинском течении и Алеутском течении (или Субарктическом течении). ), в Бенгальском заливе и в Аравийском море.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас

Глубоководная циркуляция состоит в основном из термохалинной циркуляции. Течения выводятся из распределения свойств морской воды, которые прослеживают распространение конкретных водных масс. Распределение плотности также используется для оценки глубинных течений. Непосредственные наблюдения за подземными течениями осуществляются путем развертывания измерителей течений с заякоренных на дне якорей и установки нейтральных плавучих приборов, дрейф которых на глубине отслеживается акустически.