Какие токи бывают: Виды электрического тока

Содержание

Какой ток в розетке — переменный или постоянный, и зачем это нужно знать: сколько ампер, какая его частота и как узнать самостоятельно

Человек, хоть частично знакомый с электричеством, знает какой ток протекает в розетке – переменный или постоянный. Но большинство граждан, которые пользуются благами электричества ежедневно, не задумываются об этом, и зря. Ответ на вопрос прост, ведь практически вся производимая электроэнергия относится к переменному току.

Какой ток в розетках постоянный или переменный?

98% вырабатываемой энергии – это переменный ток, и домашняя проводка не исключение. Переменный ток – это тот, который периодически изменяет величину и направление. Частота измеряется в Герцах (период изменения в секунду). Переменный ток производить намного легче чем постоянный, также не вызывает сложностей передача на большие расстояния. При передачи электроэнергии величина напряжения может как увеличиваться, так и уменьшаться неоднократно, поэтому розетки делаются для переменного значения. Но также существуют электронные приборы, которые питаются постоянным током, и их нужно приводить к одному типу.

Преимущества:

  • легко передавать на большие расстояния;
  • простое генераторное оборудование, упрощение устройства электродвигателей;
  • отсутствие полярности.

Недостатки:

  • расчеты проводятся на максимальное значение, по факту используется не более 70%;
  • электромагнитная индукция, приводящая к неравномерному распределению электричества по сечению проводника;
  • сложность проверки и измерения параметров;
  • увеличивается сопротивление, так как используется не весь кабель.

Для чего нужно знать сколько ампер в розетках в квартире

Сила тока измеряется в Амперах (А). Знать этот показатель необходимо, так как розетки различаются по нему.

Стандартные современные розетки рассчитаны на 6, 10 и 16 А. У советских приборов максимальный номинал равен 6,3 А. Для потребителей с повышенной мощностью выбирают соответствующие розетки, у которых повышенная стойкость к большим значениям.

Знание основ электротехники пригодится при поездке в другую страну. У государств могут различаться стандарты частоты и напряжений, и невозможно будет подключить привезенные с собой приборы к местной сети. Каждая розетка имеет маркировку, на которой указана максимальная сила тока.

Если у прибора указана только мощность в паспорте, вычислить ток можно по простой формуле I=P/U, где U –напряжение сети в Вольтах (220 В для домашних розеток), P – мощность прибора, измеряемая в Ваттах и I – сила тока в Амперах.

Сила тока в розетке

Стандартами частоты в России  и европейских странах является 50 Гц, в Америке – 60 Гц. Сила тока в квартирах ограничивается 16 Амперами, в частных загородных домах это значение может достигать 25 А.

Токовые измерения проводят различными способами. Можно опытным путем – подключить прибор в розетку, и если он функционирует – электроэнергия есть. Существуют мультиметры, которые замеряют значения, контрольные лампы, тестеры и индикаторы напряжения.

220 В

Номинальным напряжением в домашней сети является 220В, но на практике это значение может варьироваться. Отклонения до 20-25 Вольт.

На этот показатель влияют:

  • техническое состояние,
  • нагрузки сети,
  • загруженность электростанций.

Скачки напряжения выводят приборы из строя, поэтому подключение к сети лучше производить через специальные стабилизаторы.

Более 220 В

Для силовой электрической техники используются трехфазные сети, которые питаются напряжением 380 Вольт и выше. Чаще всего их можно встретить в электротранспорте – трамваях, троллейбусах, электричках. Для такого напряжения токовая нагрузка составляет до 32 А.

Сколько ампер в розетке 220В

Домашние розетки делаются на разную силу тока, которую она способна пропустить. Наибольшее значение – 16 А для напряжения в 220 Вольт. Каждая электророзетка промаркирована – если отмечено значение 6 А, то суммарная подключаемая нагрузка не более этого числа.

Нагрузка которую может выдержать соединение определяется по сумме  подключенных электроприборов. Например микроволновая печь, стиральная машина  подключаются через отдельные розетки не менее чем на 16 А, а для осветительных приборов, телефонов требуются устройства с меньшим номиналом.

Электроплита подключается через отдельное УЗО, так как для нее требуется 25 А и более.

Живя в ХХІ веке, используя блага научных открытий, человеку обязательно знать тип и величину тока, протекающего в домашней сети. Без этой информации невозможно купить электророзетку, правильно рассчитать нагрузку для электроприборов. Стандарты различаются для разных стран, и это стоит учитывать при поездке в другое государство.

Полезное видео

Опасный ток для человека. Величина, виды воздействий

В быту и на производстве мы сталкиваемся с различными электроприборами, электроустановками. Соблюдая правила электробезопасности и обладая знаниями в данной сфере можно уменьшить вероятность попадания под опасное воздействие электрического тока и напряжения.

В данном вопросе объединяются знания инженерного и медицинского характера, применение которых в комплексе, увеличит результат по снижению уровня электротравм дома и на производстве.

Действие электрического тока на организм человека

Ток, в отличие от других опасных сред, не обладает цветом, запахом, невидим.

Электрический ток оказывает следующие виды воздействия на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое. Рассмотрим каждое из этих воздействий более подробно.

Термическое воздействие заключается в ожогах участков тела, нагреве сосудов и нервных окончаний. Этот вид действия называют еще тепловым. Потому что тепловая энергия, полученная из электрической образует ожоги.

Электролитическое воздействие приводит к разложению крови и других жидкостей в организме посредством процесса электролиза, что вызывает нарушения в физико-химическом составе этих жидкостей. Суть повреждений сводится к молекулярному уровню – загустевание крови, изменение заряда белков, паро- и газообразование в организме.

Биологическое воздействие электротока на организм сопровождается раздражением и возбуждением органов. Это вызывает судороги, сокращения.

В случае с сердцем и легкими это воздействие может привести к летальному исходу по причине прекращения деятельности органов дыхания и сердца.

Биологическое воздействие вызывает механические повреждения органов, суставов человека. Также механические повреждения может вызвать падение человека с высоты из-за воздействия электрического тока.

Опасная, безопасная и смертельная сила тока для человека

Нельзя считать какую-либо величину тока безопасной для человека. Существует лишь более и менее опасная величина электротока. Каждый человек имеет внутреннее сопротивление, на величину которого влияет множество факторов (толщина кожи, влажность помещения и тела человека, путь протекания тока).

Самым опасным путем протекания тока является направление нога-голова, рука-голова, так как при этом путь идет через сердце, мозг, органы дыхания. А большая величина тока может вызвать остановку сердца и остановку дыхания. Именно эти причины являются наиболее вероятными причинами летальных исходов при протекании электротока.

Считается, что постоянный ток более безопасный, чем переменный в сетях до 500В. При напряжении выше 500 вольт опасность постоянного тока возрастает.

Частота сети влияет на степень тяжести электротравмы. Промышленная частота в 50 Гц является более опасной, чем частота в 500Гц. При высокой частоте наблюдается так называемый «скин-эффект», когда ток проходит не по всему проводнику, а лишь по его поверхности. А значит, внутренние органы напрямую не затрагиваются.

Также на степень опасности воздействия тока на человека влияет продолжительность нахождения человека под воздействием тока. Здесь зависимость линейная – чем дольше, тем больше разрушений и неблагоприятных последствий.

Приведем пороговые значения переменного и постоянного тока и возможные реакции организма на эти воздействия:

Проходя через человеческое тело, ток может создавать электрические травмы или электрические удары.

Электрический удар подразумевает, что ток возбуждает ткани организма, что вызывает их сокращение и судороги. Существует 4 группы электроударов: судороги, судороги с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца, клиническая смерть.

При электрической травме ток наносит прямые повреждения тканям и органам человека. Это могут быть электрические ожоги, металлизация кожи, электрические метки и механические повреждения.

Электрические ожоги бывают токовыми и дуговыми. Действие токового ожога связано с прохождением тока через тело человека. Дуговой ожог возникает между человеком и проводником электротока высокого напряжения, вследствие возникновения дуги между ними. Температура дуги может достигать тысяч градусов по Цельсию. Такой ожог гораздо опаснее и может плюс ко всему сопровождаться возгоранием одежды пострадавшего.

Металлизация кожи происходит, когда под действием тока в кожу попадают частицы металла, при этом проводимость кожи увеличивается, что повышает травмоопасность.

Электрические метки – это места, через которые ток входит и выходит из тела человека. Наиболее часто встречаются на ногах и руках.

В любом случае следует стараться избегать касания токоведущих частей проводящими предметами (ловить рыбу под ЛЭП, нести стремянку вблизи шин напряжения), не использовать провода и кабели с ослабленной изоляцией, соблюдать правила безопасности при нахождении и работе в электроустановках. Берегите здоровье себя и своих родных.

Чем отличается постоянный ток от переменного

Электрический ток — это то, без чего не мыслима сегодня наша жизнь, и без чего люди могли обходиться еще каких-то 150 лет назад. Все, на чем строится бытие современного человека, основано на токе. Телевизоры, компьютеры, освещение, холодильники и стиральные машины имеют в своей основе явление электропроводности, и заменить его чем-то другим пока не представляется возможным.

Что же представляет из себя ток и какие бывают его виды, мы рассмотрим в этой статье.

Что такое ток

Итак, электрический ток — это целенаправленное движение электрических зарядов под действием электрического поля, а вернее, не самих зарядов, а их носителей, ведь заряды не могут существовать сами по себе, без какой-либо материальной основы. Одна движущаяся заряженная частица еще не ток, а вот две — уже ток. Правда, не ясно на каком расстоянии они должны быть друг от друга, чтобы быть током. Если, предположим, два электрона на расстоянии в километр друг от друга движутся в одну сторону с одинаковой скоростью, будут ли они током? Будут, но не током проводимости, а током конвекции.

По характеру токи бывают двух видов — постоянный и переменный, а протекать они могут в проводниках, в полупроводниках, в жидкостях и газах, и даже в вакууме.

Основными параметрами тока можно назвать напряжение и силу тока, а параметром проводящей среды — сопротивление, или проводимость.

Что нужно для того, чтобы тек ток

Для каждой среды минимальные условия протекания электрического тока свои. Например, для электролита достаточно, чтобы была лишь разность потенциалов, тогда как для проводящей электрической цепи необходима еще и замкнутость контура на себя. В космосе же могут просто пролетать две заряженные частицы, даже на огромном расстоянии друг от друга, и это будет ток , ибо в определении понятия «электрический ток» нет критерия удаленности зарядов, но всякое направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля есть электрический ток.

Давайте разберем, что значит, под действием электрического поля. Дело в том, что в природе не существует изолированного электрического поля, ибо любое электрическое поле порождает магнитное и наоборот. В итоге, может существовать лишь электромагнитное поле, поэтому любое электромагнитное поле, разогнавшее заряженные частицы, автоматически порождает электрический ток, даже если его источником был постоянный магнит.

Что такое постоянный ток

Постоянный ток — это такое направленное движение заряженных частиц, параметры которого не меняются со временем. То есть, если сила тока, напряжение и сопротивление электрической цепи постоянны, а также ток течет все время только в одну сторону, то такой ток постоянен.

Для того, чтобы постоянный ток проходил в металле, необходимо, чтобы источник постоянного напряжения был замкнут на себя при помощи проводника (этого самого металла).

Постоянный ток используется сегодня практически во всей электронной технике, такой как компьютеры, мобильные телефоны, и вообще все, где есть большие блоки питания — это адаптеры, которые превращают переменный ток в постоянный.

Для того, чтобы получить постоянный ток, можно использовать химический источник энергии, который называют гальваническим элементом, можно применить аккумулятор а можно пользоваться генератором постоянного тока, который сегодня используют на производствах и на некоторых специфических объектах энергетики.

Переменный ток

Переменный ток в проводниках характеризуется тем, что он меняет свое направление и/или величину силы тока и напряжения, причем, он может делать это как периодически, так и не периодически.

Переменный ток запатентовал Никола Тесла и с тех пор он прочно вошел в нашу жизнь. Сейчас по проводам линий электроснабжения течет переменный ток, как и по нашим розеткам, и почти все бытовые электроприборы работают на переменном токе. Получить переменный ток можно при помощи специального источника, либо при помощи генератора ( машины, которая преобразует движение в электричество).

Основные отличия переменного и постоянного тока

Давайте ответим на вопрос, почему вообще появилась необходимость создания переменного тока, ну был себе постоянный ток и был бы, ничего же плохого в нем не было. А дело вот в чем. Переменный ток нужен был для того, чтобы создать принципиально новый способ связи, такой, которого до этого еще не было на Земле — беспроводной способ передачи информации на расстоянии. Видимо почтовые голуби и телеграфы с телефонами уже не могли удовлетворять растущих потребностей цивилизации, а постоянный ток не может позволить электромагнитным волнам распространяться в пространстве. И в этом есть первое отличие этих двух видов токов.

Переменный ток может вызвать распространение электромагнитны волн, а постоянный нет. Все антенны существуют благодаря переменному току.

Во-вторых, появилась необходимость передавать электроэнергию на сверхдальние расстояния, а при транспортировке постоянного тока появлялись большие индукционные потери. Переменный ток значительно сокращает эти потери, и в этом второе важное отличие.

При передаче переменного тока по проводам, потерь меньше, чем при передаче постоянного.

В -третьих, переменный ток дает возможность конденсатору и катушке накапливать заряд, в результате чего появляется, как бы, батарейка, которой не нужны внутри электролиты. А обычные батарейки и аккумуляторы, наподобие тех, что стоят в мобильных телефонах и ноутбуках заряжаются от постоянного тока. И это третье отличие.

Переменный ток может заряжать только конденсатор и катушку, а постоянный — химический источник энергии(аккумулятор).

Почему бьют током окружающие предметы

Со времен школы нам известно, что под термином тока понимается процесс протекания заряженных частиц в каком-то определенном направлении. Причем это происходит в результате приложения внешней силы от источника напряжения высокого потенциала.

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

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

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

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

Что такое электрический ток

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

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

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

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

За направление тока принято считать противоположное им движение.

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

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

1. происходит нагрев проводника;

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

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

Причины поражения людей электрическим током

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

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

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

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

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

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

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

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

Откуда появляется опасное для человека напряжение

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

1. статическое электричество;

2. стационарная электрическая сеть, находящаяся под напряжением.

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

Природа статического электричества

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

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

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

Откуда возникают статические заряды

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

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

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

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

Накапливанию потенциалов зарядов способствуют:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Способы снижения токов статических разрядов

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

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

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

Частое проветривание помещений тоже снижает сухость воздуха.

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

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

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

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

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

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

Почему бьет током стационарная электрическая сеть

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

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

Защита автоматическими выключателями

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

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

2. ликвидации перегрузок сети, способных повредить оборудование.

Они устраняются с выдержкой времени.

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

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

Защита от токов утечек

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

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

Защита от тока молнии

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

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

Ранее ЭлектроВести писали, Президент Беларуси Александр Лукашенко заявил, что лично распорядился организовать поставки электроэнергии в Украину по просьбе Владимира Зеленского.

По материалам: electrik.info.

Отличие постоянного тока от переменного и их особенности. Переменный ток и постоянный ток: отличие

В чём разница переменного и постоянного тока

Общее понятие электрического тока можно выразить как движение различных заряженных частиц (электронов, ионов) в некотором направлении. А его величину охарактеризовать числом заряженных частиц, которые прошли через проводник за определенный промежуток времени.

Если величина заряженных частиц в 1 кулон проходит через определенное сечение проводника за время в 1 секунду, тогда можно говорить о силе тока в 1 ампер протекающего через проводник. Таким образом определяется количество ампер или сила тока. Это общее понятие тока. А теперь рассмотрим понятие переменного и постоянного тока и их различие.

Постоянный электрический ток по определению — это ток, который течёт только в одном направлением и не меняет его со временем. Переменный ток характерен тем, что меняет свое направление и величину со временем. Если графически постоянный ток отображается как прямая линия, то переменный ток течет по проводнику по закону синуса и графически отображается как синусоида.

Так как переменный ток меняется по закону синусоиды, то он имеет такие параметры как период полного цикла, время которого обозначается буквой Т. Частота переменного тока обратна периоду полного цикла. Частота переменного тока выражается числом полных периодов в определенный промежуток времени (1 сек).

Таких периодов в нашей электросети переменного тока равно 50, что соответствует частоте 50 Гц. F = 1/Т, где период для 50 Гц равен 0,02 сек. F =1/0,02 = 50 Гц. Обозначается переменный ток английскими буквами AC и знаком «~». Постоянный ток имеет обозначение DC и значок «-». Кроме того переменный ток может быть однофазным или многофазным. В основном используется трехфазная сеть.

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.

Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.

Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.

Сначала с генератора получает 220 — 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В. С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.

Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения — это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.

Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления. Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали — Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?

Детей учат, что пальцы в розетку совать нельзя! А почему? Потому что будет плохо. С более подробным объяснением часто бывают проблемы: какое-то там напряжение, ток, что-то куда-то течет. Чтобы вы в будущем могли сами объяснить своим детям, что к чему, мы сейчас объясним вам. Эта статья про переменный и постоянный токи, их отличия, применение и историю электричества вообще. Науку нужно делать интересной, и мы скромно пытаемся этим заниматься по мере сил.

Например: какой ток у нас в розетках? Переменный, конечно! Напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. А сеть, по которой передается ток — трехфазная. Кстати, если при словах «фаза» и «ноль» вы впадаете в ступор, почитайте что это такое, и день будет прожит вдвойне не зря! Но не будем забегать вперед. Обо всем по порядку.

Краткая история электричества

Кто изобрел электричество? А никто! Люди постепенно понимали, что это такое и как им пользоваться.

Все началось в 7 веке до нашей эры, в один солнечный (а может и дождливый, кто знает) день. Тогда греческий философ Фалес заметил, что, если потереть янтарь о шерсть, он будет притягивать легкие предметы.

Потом были Александр Македонский, войны, христианство, падение Римской империи, войны, падение Византии, войны, средневековье, крестовые походы, эпидемии, инквизиция и снова войны. Как вы поняли, людям было не до какого-то там электричества и натертых шерстью эбонитовых палочек.

В каком году изобрели слово «электричество»? 1600 году английский естествоиспытатель Уильям Гилберт решил написать труд «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Именно тогда и появился термин «электричество» .

Через сто пятьдесят лет, в 1747 году Бенджамин Франклин, которого мы все очень любим, создал первую теорию электричества. Он рассматривал это явление как флюид или нематериальную жидкость.

Именно Франклин ввел понятие положительного и отрицательного зарядов (до этого разделяли стеклянное и смоляное электричество), изобрел молниеотвод и доказал, что молния имеет электрическую природу.

Бенджамина любят все, ведь его портрет есть на каждой стодолларовой купюре. Помимо работы в точных науках, он был видным политическим деятелем. Но вопреки распространенному заблуждению, Франклин не был президентом США.

1785 год – Кулон выясняет, с какой силой противоположные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

1791 год – Луиджи Гальвани случайно заметил, что лапки мертвой лягушки сокращаются под действием электричества.

Принцип работы батарейки основан на гальванических элементах. Но кто создал первый гальванический элемент? Основываясь на открытии Гальвани, другой итальянский физик Алессандро Вольта в 1800 году создает столб Вольта – прототип современной батарейки.

На раскопках рядом с Багдадом нашли батарейку возрастом больше двух тысяч лет. Какой древний айфон с ее помощью подзаряжали — остается загадкой. Зато известно точно, что батарейка уже «села». Этот случай как бы говорит: может быть, люди знали об электричестве намного раньше, но потом что-то пошло не так.

Уже в 19 веке Эрстед, Ампер, Ом, Томсон и Максвелл совершили настоящую революцию. Был открыт электромагнетизм, ЭДС индукции , электрические и магнитные явления связали в единую систему и описали фундаментальными уравнениями .

Кстати! Если у вас нет времени, чтобы самостоятельно разбираться со всем этим, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

20 век принес квантовую электродинамику и теорию слабых взаимодействий, а также электромобили и повсеместные линии электропередач. Кстати, знаметитый электромобиль Тесла работает на постоянном токе.

Конечно, это очень краткая история электричества, и мы не упомянули очень много имен, которые повлияли на прогресс в этой области. Иначе пришлось бы написать целый многотомный справочник.

Сначала напомним, что ток – это движение заряженных частиц.

Постоянный ток – это ток, который течет в одном направлении.

Типичный источник постоянного тока – гальванический элемент. Проще говоря, батарейка или аккумулятор. Один из древнейших артефактов, связанных с электричеством – багдадская батарейка, которой 2000 лет. Предполагают, что она давала ток напряжением 2-4 Вольта.


Где используется постоянный ток:

  • в питании большинства бытовых приборов;
  • в батарейках и аккумуляторах для автономного питания приборов;
  • для питания электроники автомобилей;
  • на кораблях и подводных лодках;
  • в общественном транспорте (троллейбусах, трамваях).

Проще всего представить постоянный ток наглядно, на графике. Вот как он выглядит:


Бытовые приборы работают на постоянном токе, но в розетки сети в квартире приходит переменный ток. Практически везде постоянный ток получается путем выпрямления переменного.

Переменный ток – это ток, который меняет величину и направление. Причем меняет в равные промежутки времени.

Переменный ток используется в промышленности и электроснабжении. Именно его получают на станциях и отправляют к потребителям. Уже на месте преобразование переменного электрического тока в постоянный происходит с помощью инверторов.

Переменный ток — alternating current (AC). Постоянный ток — direct current (DC). Аббревиатуру AC/DC можно увидеть на трансформаторных будках, где происходит преобразование. А еще это название одной отличной австралийской рок-группы.

А вот и наглядное изображение переменного тока.


Переменный ток течет в цепи в двух направлениях: туда и обратно. Одно из них считается положительным , а второе — отрицательным .

Так как величина тока меняется не только по направлению, но и по величине, не думайте, что в вашей розетке постоянно 220 Вольт. 220 — это действующее значение напряжения, которое бывает 50 раз в секунду. Кстати, в Америке используется другой стандарт переменного тока в сети: 110 Вольт и 60 Герц.

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла , который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.


Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей — война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Почему переменный ток опаснее постоянного

В войне токов, чтобы не потерпеть убытки и финансовый крах от внедрения и использования идей Теслы, Эдисон публично демонстрировал, как переменный ток убивает животных. Случай, когда какой-то американский гражданин погиб от удара переменным током, был очень подробно и широко освещен в прессе.


Для человека переменный ток в общем случае действительно опаснее постоянного. Хотя всегда нужно учитывать величину тока, его частоту, напряжение, сопротивление человека, которого бьет током. Рассмотрим эти нюансы:

  1. Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным.
  2. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
  3. Переменный ток в силу своей природы и частоты сильнее возбуждает нервы, стимулируя мышцы и сердце. Именно поэтому он несет большую опасность для жизни.

С каким бы током вы не работали, соблюдайте осторожность и будьте бдительны! Берегите себя и свои нервы, а также помните: сделать это эффективно поможет профессиональный студенческий сервис с лучшими экспертами.

В самом начале, давайте дадим короткое определение электрическому току. Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Ток — это движение электронов в проводнике, напряжение — это то, что приводит их (электроны) в движение.

Теперь рассмотрим такие понятия, как постоянный и переменный ток и выявим их принципиальные отличия.

Отличие постоянного тока от переменного

Основная особенность постоянного напряжения в том, что оно постоянно как по своей величине, так и по знаку. Постоянный ток, «течет» в все время одну сторону. Например, по металлическим проводам от плюсового зажима источника напряжения к минусовому (в электролитах его создают положительные и отрицательные ионы). Сами же электроны движутся от минуса к плюсу, но ещё до открытия электрона договорились считать, что ток течет от плюса к минусу и до сих пор при расчетах придерживаются этого правила.

Чем же от постоянного отличается переменный ток (напряжение)? Из самого названия следует, что он меняется. Но — как именно? Переменный ток меняет за период как свою величину, так и направление движения электронов. В наших бытовых розетках — это ток с синусоидальными (гармоническими) колебаниями частотой 50 герц (50 колебаний в секунду).

Если рассмотреть замкнутую цепь на примере лампочки, то мы получим следующее:

  • при постоянном токе электроны будут течь через лампочку всегда в одном направлении от (-) минуса к (+) плюсу
  • при переменном направление движения электронов будет меняться в зависимости от частоты генератора. т. е. если в нашей сети частота переменного тока 50 герц (Hz), то направление движения электронов за 1 секунду поменяется 100 раз. Таким образом + и — в нашей розетке меняются местами сто раз в секунду относительно ноля . Именно поэтому мы можем воткнуть электрическую вилку в розетку «вверх ногами» и все будет работать.

Переменное напряжение в нашей бытовой розетке изменяется по синусоидальному закону. Что это значит? Напряжение от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум), потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться дальше — до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум), затем снова увеличивается, переходя через ноль и возвращается к положительному амплитудному значению.

Говоря другими словами, при переменном токе постоянно меняется его заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Получается, что за секунду электроны 100 раз меняют направление своего движения и свою полярность, с положительной на отрицательную (помните, что их частота составляет 50 герц — 50 периодов или колебаний в секунду?).



Первые электрические сети были постоянного тока. С этим было связано несколько проблем, одна из них — сложность конструкции самого генератора. А генератор переменного тока обладает более простой конструкцией, а потому прост и дешев в эксплуатации.

Дело в том, что одинаковую мощность можно передать высоким напряжением и маленьким током или наоборот: низким напряжением и большим током. Чем больше ток, тем больше нужно сечение провода, т.е. провод должен быть толще. Для напряжения толщина провода не важна, были бы изоляторы хорошие. Переменный ток (в отличие от постоянного) просто легче преобразовывать.

И это — удобно. Так по проводу относительно небольшого сечения электростанция может отправить пятьсот тысяч (а иногда и до полутора миллионов) вольт энергии при токе в 100 ампер практически без потерь. Потом, например, трансформатор городской подстанции «заберет» 500 000 вольт при токе в 10 ампер и «отдаст» в городскую сеть 10 000 вольт при 500 амперах. А районные подстанции уже преобразуют это напряжение в 220/380 вольт при токе порядка 10 000 ампер, для нужд жилых и промышленных кварталов города.

Разумеется схема упрощена и имеется в виду вся совокупность районных подстанций в городе, а не какая-то конкретно.

Персональный компьютер (ПК) работает по схожему принципу, но — в обратную сторону. Он преобразует переменный ток в постоянный а затем, при помощи , понижает его напряжение до значений, необходимых для работы всех компонентов внутри .

В конце 19-го века всемирная электрификация вполне могла пойти и другим путем. Томас Эдисон (считается, что именно он изобрел одну из первых коммерчески успешных ламп накаливания) активно продвигал свою идею постоянного тока. И если бы не исследования другого выдающегося человека, доказавшего эффективность тока переменного, то все могло бы быть по другому.

Гениальный серб Никола Тесла (некоторое время работавший у Эдисона), первым спроектировал и построил генератор многофазного переменного тока, доказав его эффективность и преимущество по сравнению с аналогичными разработками, работавшими с постоянным источником энергии.

Сейчас давайте рассмотрим «места обитания» постоянного и переменного тока. Постоянный, например, находится в нашем телефонном аккумуляторе или батарейках. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в местах его хранения (аккумуляторах).

Источники постоянного напряжения это:

  1. обычные батарейки применяемые в различных приборах (фонарики, плееры, часы, тестеры и т.д.)
  2. различные аккумуляторы (щелочные, кислотные и т. п.)
  3. генераторы постоянного тока
  4. другие специальные устройства, например: выпрямители, преобразователи
  5. аварийные источники энергии (освещение)

Например, городской электротранспорт работает на постоянном токе напряжением в 600 Вольт (трамваи, троллейбусы). Для метрополитена оно выше — 750-825 Вольт.

Источники переменного напряжения:

  1. генераторы
  2. различные преобразователи (трансформаторы)
  3. бытовые электросети (домашние розетки)

О том, как и чем измерять постоянное и переменное напряжение мы с Вами говорили вот , а напоследок (всем тем кто дочитал статью до конца) хочу рассказать небольшую историю. Озвучил ее мне мой шеф, а я перескажу с его слов. Уж больно она к нашей сегодняшней теме подходит!

Поехал он как-то в служебную командировку с нашими директорами в соседний город. Налаживать дружественные отношения с тамошними IT-шниками:) А сразу возле трассы там такое замечательное местечко есть: родник с чистой водой. Возле все обязательно останавливаются и воду набирают. Это, своего рода, уже традиция.

Местные власти, решив облагородить данное место, сделали все по последнему слову техники: вырыли сразу под родничком большую прямоугольную яму, обложили ее ярким кафелем, перелив сделали, подсветку светодиодную, бассейн получился. Дальше — больше! Сам родник «упаковали» в крапленую гранитную крошку, придали ему благородную форму, иконку над жерлом под стекло вмуровали — святое место, значится!

И последний штрих — поставили систему подачи воды на фотоэлементе. Получается, что бассейн всегда наполнен и в нем «булькает», а чтобы набрать воду непосредственно из родничка, нужно поднести руки с сосудом к фотоэлементу и оттуда — «проистекает» 🙂

Надо сказать, что по дороге к источнику наш шеф рассказывал одному из директоров, как это круто: новые технологии, вайфай, фотоэлементы, сканирование по сетчатке глаза и т.д. Директор был классическим технофобом, поэтому придерживался противоположного мнения. И вот, подъезжают они к родничку, подносят руки куда следует, а вода не течет!

Они и так, и сяк, а результата — ноль! Оказалось, что тупо не было напряжения в электрической сети, которая питала эту шайтан-систему:) Директор был «на коне»! Отпустил несколько «контрольных» фраз по поводу всех этих п…х технологий, таких же п…х элементов, всех машин вообще и данной конкретной в частности. Зачерпнул канистрой прямо из бассейна и пошел в машину!

Вот и получается, мы можем настроить все что угодно, «поднять» навороченный сервер, предоставить лучший и востребованный сервис, но, все равно, самый главный человек — это дядя Вася-электрик в ватнике, который одним движением руки может организовать полный skipped всей этой технической мощи и изяществу:)

Так что помните: главное — качественное электропитание. Хороший (источник бесперебойного питания) и стабильное напряжение в розетках, а все остальное — приложится:)

На сегодня у нас — все и до следующих статей. Берегите себя! Ниже — небольшое видео по теме статьи.

Очень давно, учеными был изобретен электрический ток. Первым изобретением был постоянный. Но в последующем, проводя в своей лаборатории опыты, Никола Тесла изобрел переменный ток. Между ними было и есть много различий, согласно которым один из них используется в слаботочной аппаратуре, а другой имеет возможность преодолевать различные расстояния с небольшими потерями. Но многое зависит от величин токов.

Ток переменный и постоянный: разница и особенности

Отличие переменного тока от постоянного, можно понять исходя из определений. Для того чтобы лучше разобраться в принципе работы и особенностях, необходимо знать следующие факторы.

Основные отличия:

  • Движение заряженных частиц;
  • Способ производства.

Переменным, называют такой ток, в котором заряженные частицы, способны изменять направление движения и величину в определенное время. К главным параметрам переменного тока относят его напряжение и частоту.

В настоящее время, общественные электрические сети и различные объекты, используют переменный ток, с определенным напряжением и частотой. Данные параметры определяются оборудованием и устройствами.

Обратите внимание! В бытовых электросетях, используется ток величиной 220 Вольт и тактовой частотой 50 Гц.

Направление движения и частота заряженных частиц в постоянном токе неизменны. Данный ток для питания используют различные бытовые устройства, такие как телевизоры и компьютеры.

В связи с тем, что переменный ток, проще и экономичнее по способу производства и передачи на различные расстояния, он стал основой электрификации объектов. Производят переменный ток на различных электростанциях, с которых посредством проводников, то поступает к потребителю.

Постоянный ток, получают при преобразовании переменного тока или путем химических реакций (например, щелочная батарейка). Для преобразования, используют трансформаторы тока.

Какой уровень напряжения является допустимым для человека: особенности

Для того чтобы знать, какие значения электрического тока являются допустимыми для человека, составлены соответствующие таблицы, в которых указаны величины переменного и постоянного тока и время.

Параметры воздействия электрического тока:

  • Сила;
  • Частота;
  • Время;
  • Относительная влажность.

Допустимое напряжение прикосновения и ток, которые протекают через человеческое тело в различных режимах электроустановок, не превышают следующих значений.

Переменный ток 50 Гц, должен быть не более 2,0 Вольт и силой тока 0,3 мА. Ток с частотой 400 Гц напряжением 3,0 Вольт и сила тока 0,4 мА. Постоянный ток напряжением 8 и силой тока 1 мА. Безопасное воздействие тока с такими показателями, до 10 минут.


Обратите внимание! Если электромонтажные работы производятся при повышенных температурах и высокой относительной влажности, данные значения уменьшаются в три раза.

В электроустановках с напряжением до 100 Вольт, которые глухо заземлены, или изолирована нейтраль, безопасные токи прикосновения следующие.

Переменный ток 50 Гц с разбросом напряжения от 550 до 20 Вольт и силой тока от 650 до 6 мА, переменный ток 400Гц с напряжением от 650 до 36 Вольт, и постоянный ток от 650 до 40 Вольт, не должен воздействовать на тело человека в пределах от 0,01 до 1 секунды.

Опасный переменный ток для человека

Считается, что для жизни человека, переменный электрический ток наиболее опасен. Но это при условии, если не вдаваться в подробности. Многое зависит от различных величин и факторов.

Факторы, влияющие на опасное воздействие:

  • Продолжительность контакта;
  • Путь прохождения электрического тока;
  • Сила тока и напряжение;
  • Какое сопротивление тела.

Согласно правилам ПУЭ, самый опасный ток для человека, это переменный с частотой, которая варьируется в пределах от 50 до 500 Гц.

Стоит отметить, что при условии, сила тока не превышает 9 мА, то любой, может сам освободиться от токоведущей части электроустановки.

Если данное значение превышено, то для того чтобы освободиться от воздействия электрического тока, человеку нужно стронная помощь. Связано это с тем, что ток переменный, намного сильнее способен возбуждать нервные окончания, и вызывать непроизвольные судороги мышц.

Например, при касании токоведущей части устройства внутренней частью ладони, мышечная судорога будет сильнее сжимать кулак, с течением времени.

Почему еще переменный ток опаснее? При одинаковых значениях силы тока, переменный в несколько раз сильнее воздействует на организм.


Так как, переменный ток воздействует на нервные окончания и мышцы, то стоит понимать, что этим, том влияет и на работу сердечной мышцы. Из чего следует, что при контакте с переменным током, возрастает риск летального исхода.

Важным показателем, является сопротивление тела человека. Но при ударе переменным током с высокими частотами, сопротивление тела значительно снижается.

Какой величины опасен для человека постоянный ток

Опасным для человека, может быть и постоянный ток. Конечно переменный, в десятки раз опаснее. Но если рассматривать токи в различных величинах, то постоянный может быть намного опаснее переменного.

Воздействие постоянного тока на человека разделяют:

  • 1 порог;
  • 2 порог;
  • 3 порог.

При воздействии постоянного тока перового порога (ток ощутимый), начинают немного дрожать руки, и появляется легкое покалывание.

Второй порог (ток не отпускающий), в пределах от 5 до 7 мА, является наименьшим значением, при котором человек, не может освободиться от проводника самостоятельно.

Данный ток считается не опасным, так как сопротивление тела человека выше, чем его значения.

Третий порог (фибрилляционный), при значениях от 100 мА и выше, ток сильно воздействует на организм и на внутренние органы. При этом ток при данных значениях, способен вызвать хаотичное сокращение сердечной мышцы и привести к его остановке.

На силу воздействия, влияют и другие факторы. Например сухая кожа человека, обладает сопротивлением от 10 до 100 кОм. Но если касание произошло мокрой поверхностью кожи, то сопротивление значительно снижается.


Электрический ток
— движение заряженных частиц по проводнику в определенном направлении. Точнее это величина, которая показывает, сколько заряженных частиц прошло через проводник за единицу времени. Если за одну секунду через поперечное сечение проводника прошло количество заряженных частиц величиной в один кулон, то по данному проводнику течет ток величиной в один ампер (обозначение силы тока в соответствии с международной системой СИ). Величину электрического тока (количество ампер) называют силой тока. В зависимости от изменения величины во времени ток бывает постоянным и переменным.

Постоянный ток — это электрический ток, который не изменяет своего направления с течением времени. Переменный ток — с течением времени в определенной закономерности изменяет как свою величину, так и направление. Причем данные изменения повторяются через определенные промежутки времени — то есть они периодичны.

Переменный и постоянный ток в электроустановках

Для трехфазной электрической сети характерен переменный ток . Протекание переменного тока по проводникам обуславливается наличием источника переменной электродвижущей силы (ЭДС), изменяющей свою величину, как по величине, так и по направлению. В данном случае изменение величины и направления ЭДС осуществляется по закону синуса, то есть график изменения переменного тока во времени — это синусоида. Источником синусоидальной ЭДС является генератор переменного тока.

Практически все электрооборудование электроустановок и промышленных предприятий питается от сети переменного тока, так как это наиболее целесообразно и имеет множество плюсов. Но есть и некоторое оборудование, которое работает от сети постоянного тока (или некоторые его части): синхронный двигатель, электромагнитный , двигатель постоянного тока и другие. Для того чтобы преобразовать переменный ток в постоянный ток (необходимый для питания вышеуказанного электрооборудования) используют выпрямители.

Кроме того, постоянный ток используется для передачи по высоковольтным линиям больших мощностей электрической энергии. В этом случае при передаче электрической энергии на большие расстояния электрические потери значительно меньше, чем при той же передаче на переменном токе.

Какой ток опаснее — постоянный или переменный для жизни человека

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

Какой ток опаснее постоянный или переменный

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

Опасность электрического тока для человека

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

Монтаж электропроводки в доме не терпит упрощений и безалаберности!

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

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

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

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

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

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

Как человек может стать «звеном» электрической цепи?

Возможные случаи поражения током

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

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

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

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

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

Пути прохождения электрического тока через тело человека

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

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

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

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

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

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

Разновидности электрических травм

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

От чего зависит тяжесть последствий поражения электрическим током

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

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

Сила тока и напряжение

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

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

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

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

Длительность поражающего воздействия

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

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

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

Сопротивление человеческого тела

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

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

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

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

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

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

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

Тип тока и его частота

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

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

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

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

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

Какой вывод?

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

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

*  *  *  *  *  *  *

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

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

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

Видео: Когда электричество становится коварным врагом?

Чем отличаются Электроды Постоянного и Переменного тока

Электроды постоянного и переменного тока внешне не отличаются. Но с завода уже указано для каких токов они разработаны, а именно это стержень электрода и покрытие, полярности и положения при которых можно выполнять сварку,рекомедуемый ток при сварке тех или иных металлов. В чем основные различия переменного и постоянного тока. В том что на электрод при сварке подается ток либо переменно с какой либо частотой, а именно это 50 герц либо постоянно. Возьмем к примеру электроды уони. Они предназначены для постоянного тока. Если взять и попробовать варить переменным то они будут прилипать либо дуга будет гулять или вовсе не будет стабильной дуги.

Давайте рассмотрим ток постоянный и переменный. Буду начинать с переменного так как это будет проще всего понять.

И так как у на работает переменный ток и постоянный при сварке электродом. Я нарисую наглядно.


А теперь посмотрим как поступает к нам переменный ток в дома. Все знают что есть фаза и есть ноль. Ноль это как минус но не совсем так. Ну да ладно рассмотрим фазу переменного тока и как она работает. Переменный ток то он есть то его нет то он опять есть.


Как видим переменный ток то в одну сторону возрастает то в другую (красная линия показано как возрастает то в одну то в другую) то есть ток меняется. Вот почему при сварке электродами переменным током разбрызгивания больше. Ну а постоянный ток тоже как и переменный только пропустив через выпрямитель ( поэтому его так называют потому что он выпрямляет ток который на графике) мы получаем несколько переменных токов которые работают синхронно и образую постоянный ток.

Из этого можно сделать вывод что качественная сварка получится при сварке постоянным током. Наверное не всем понятно что это на графике изображено. Отвечаю на вопрос чем отличаются электроды постоянного тока от переменного. Например электродами мр-3с можно варить как переменным так и постоянным током любой полярности. А вот уони например только постоянным и только лишь допускается обратной полярностью. Скажу от себя берем электроды для переменного тока и варим постоянным и ни чего не боимся. Многими марками электродов можно варить постоянным током, а переменным нужно смотреть. Теперь


Граничные течения — Течения: Национальная океаническая служба NOAA Education

Глобальные ветры тянутся к поверхности воды, заставляя ее двигаться и накапливаться в том направлении, в котором дует ветер. И точно так же, как эффект Кориолиса отклоняет ветры вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии, он также приводит к отклонению основных поверхностных океанских течений вправо в Северном полушарии (по спирали по часовой стрелке) и к слева в Южном полушарии (по спирали против часовой стрелки).Эти основные спирали циркулирующих по кругу океанов течений называются «круговоротами» и происходят к северу и югу от экватора. Они не возникают на экваторе, где отсутствует эффект Кориолиса (Росс, 1995).

Существует пять основных круговоротов, охватывающих весь океан: в Северной Атлантике, в Южной Атлантике, в северной части Тихого океана, в южной части Тихого океана и в Индийском океане. Каждый из них окружен сильным и узким «западным пограничным течением» и слабым и широким «восточным пограничным течением» (Росс, 1995).
Гольфстрим — мощное западное пограничное течение в северной части Атлантического океана, которое сильно влияет на климат восточного побережья США и многих стран Западной Европы. Щелкните изображение , чтобы увеличить его.

Одно из самых мощных течений на западной границе — Гольфстрим. Гольфстрим, соединенный с восточной границей Канарского течения, образует североатлантический круговорот.Гольфстрим, также называемый Североатлантическим дрейфом, берет начало в Мексиканском заливе, выходит через Флоридский пролив и следует вдоль восточного побережья США и Ньюфаундленда. Он движется со скоростью от 25 до 75 миль в день со скоростью от одного до трех узлов (1,15–3,45 миль в час или 1,85–5,55 километров в час). Он влияет на климат восточного побережья Флориды, сохраняя температуры теплее зимой и прохладнее, чем в других юго-восточных штатах летом.Поскольку он также простирается в сторону Европы, он также согревает страны Западной Европы.

типов водных течений | Sciencing

В океанах и других водоемах движение воды определяется течениями. Есть два типа течений, поверхностные и глубоководные, которые определяют, как и куда будет двигаться вода. Ученые изучают течения, чтобы больше узнать о механической работе океана, а также использовать скорость и местоположение течений как способ измерения изменений в больших водоемах.

Поверхностные течения

Поверхностные течения возникают в верхних 400 метрах океана. Поскольку в большинстве мест океан намного глубже, эти течения составляют только 10 процентов от общего количества течений в океане.

Эти токи движутся из-за солнечного нагрева и ветра. Солнечное отопление заставляет воду расширяться. В средних широтах у экватора вода находится примерно на восемь сантиметров выше, чем остальная вода, что создает наклон, по которому вода может стекать вниз, создавая течения.

Ветер физически толкает воду, при этом более быстрые течения возникают на мелководье. По мере того, как вода становится глубже, ветровые течения движутся медленнее. Это явление вызывает спиралевидные токи, при которых вершины движутся быстрее, чем основание.

Глубоководные течения

Глубоководные течения составляют 90 процентов океанских течений. В отличие от поверхностных течений, которые вызываются взаимодействием с солнцем и ветром, глубокие течения возникают из-за взаимодействия между температурой и плотностью воды.

Чем выше солесодержание воды, тем она плотнее. Плотная вода тяжелее, чем менее плотная, и поэтому под действием силы тяжести тонет.

Чем теплее вода, тем больше вероятность того, что она поднимется к поверхности.

Итак, когда вода одновременно холодная и очень плотная, она опускается на дно океана. Это движение, когда более тяжелая и холодная вода постоянно заменяет теплую, менее соленую воду, вызывает глубокие водные течения. Эти течения охватывают большую территорию.Большинство из них начинаются на широтах, близких к полюсам, где холодно, и всплывают на поверхность по мере приближения к экватору, где температуры выше. Эта длинная цепочка течений известна как конвейерная лента океана.

Почему течения важны

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, понимание причин и движения океанских течений важно для использования моря в человеческих целях. Течения важны для стыковки и расстыковки лодок, ускорения судоходных путей и обеспечения безопасности судов, особенно на узких водных путях.Понимание того, куда и как быстро движутся течения, также помогает при поисково-спасательных операциях и ликвидации последствий экологических бедствий.

Два типа океанских течений

Океанские течения — это модели движения воды и модели, которые влияют на климатические зоны и погодные условия по всему миру. Они в основном вызваны ветрами и плотностью морской воды, хотя на них влияют многие другие факторы, в том числе форма и конфигурация океанического бассейна, через который они протекают.Два основных типа течений — поверхностные и глубоководные — помогают определить характер и течение океанических вод на всей планете.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Два основных вида течений определяют океаны планеты: поверхностные течения, вызываемые ветром, и глубоководные течения, вызываемые изменениями плотности морской воды.

Поверхностные течения

••• Стив Мейсон / Stockbyte / Getty Images

Поверхностные течения относятся к движению верхнего слоя океанской воды — верхних 330 футов или около того — в основном под действием ветра.Масштабная циркуляция этих поверхностных токов примерно отражает крупномасштабную циркуляцию воздуха, которая наиболее просто возникает из-за неравномерного нагрева поверхности планеты солнцем. Течения образуют вращающиеся системы в центре крупных океанических систем, называемых круговоротами. Подобно контролируемым ими ветрам, эти поверхностные течения помогают перераспределять тепло в планетарном масштабе: в общем, теплая вода течет к полюсам, а холодная вода течет к экватору.

Глубоководные течения

••• Stockbyte / Stockbyte / Getty Images

Глубоководные течения описывают модели движения воды далеко под поверхностью океана и влияние ветра.Вместо воздушного потока эти течения в первую очередь возникают из-за изменений плотности морской воды, контролируемых ее температурой и содержанием соли (солености). Их движение образует термохалинную циркуляцию («термо» — температура, «халин» — соленость), которая пересекает океанические бассейны и соединяется с поверхностными течениями в так называемой «глобальной конвейерной ленте».

В очень упрощенной форме вода, движущаяся в полярные регионы, становится достаточно холодной, чтобы замерзнуть и превратиться в лед, оставляя свою долю соли позади; это делает нижележащую воду более соленой, что, в свою очередь, делает ее более плотной.Эта холодная, плотная, более соленая вода опускается на морское дно, заменяясь поверхностными водами, которые повторяют этот процесс. Глубокое течение движется к экватору и нагревается, становится менее плотным и поднимается на поверхность в виде «апвеллингов».

Измерение течений

••• Digital Vision./Digital Vision / Getty Images

Оба типа океанских течений измеряются с помощью единиц, называемых Свердруп (Зв). Sverdrup измеряет текущие скорости потока, где 1 Зв равен 10-6 кубическим метрам мощности в секунду, или примерно 265 миллионам галлонов в секунду.В то время как сами океанические течения могут иметь скорость потока в сотни или тысячи Зв в секунду, общий поток Зв для всех источников пресной воды в мире равен всего лишь примерно 1 Зв: демонстрация огромного масштаба океанских течений по сравнению с потоком. рек.

Течения и приливы

••• Digital Vision./Digital Vision / Getty Images

Течения можно отличить от приливов , регулярных повышений и понижений уровня поверхности моря.Когда Земля вращается вокруг Солнца и Луны, гравитационное притяжение каждого небесного тела приводит к тому, что уровни океана в определенные моменты становятся немного глубже. Это создает приливы и отливы два раза в день, которые происходят в разное время в разных частях света. Когда Луна, Солнце и Земля выстраиваются в линию, возникают особенно сильные приливы («весенние приливы»), которые могут резко повлиять на уровень воды. Действие, создаваемое приливами, может влиять на оба типа течений, изменяя уровни глубины и смещение воды.

Океанские течения и человечество

••• Стюарт Саттон / Lifesize / Getty Images

Океанские течения оказывают огромное влияние на человечество и биосферу в целом, прежде всего из-за их влияния на климат. Однако течения влияют на людей и по-другому. Вначале изучение течений было важным из-за проблем с судоходством: знание океанских течений позволяло морякам безопасно достигать места назначения или быстрее. Сегодня понимание океанских течений может значительно сократить время доставки и расходы на топливо.Соревновательные моряки также внимательно следят за поверхностным течением, чтобы улучшить результаты гонки.

Виды токов

Есть много типов течений, например, вызванных соленостью, ветром, температурой или эффектом Кориолиса. Два из наиболее часто определяемых — это поверхностные и глубоководные океанические течения. Поверхностные течения вызываются ветрами, они быстрые и составляют 10% мирового океана. В северном полушарии поверхностные течения развивают спирали по часовой стрелке, которые в конечном итоге превращаются в круговороты, которые представляют собой большие системы циркулирующих океанских течений.Некоторые течения на земном шаре имеют тенденцию меняться в зависимости от времени года, например, течение в северной части Индийского океана меняет направление с изменением направления сезонных ветров, известных как муссоны. На северные и южные экваториальные течения также влияют сезонные изменения из-за перемещения напорных систем и ветровых поясов. Поверхностные токи развиваются по спирали против часовой стрелки в южном полушарии. Другие типы течений, глубоководные океанические течения, также известные как термохалинная циркуляция или океанские конвейерные ленты.Эти течения обычно движутся в глубинах океана и вызваны температурой, формой дна океана и соленостью. Изменения солености происходят из-за того, что более соленая вода опускается и вытесняет более теплую и менее плотную воду. Они также движутся медленнее и составляют 90% мирового океана и, как правило, незаметны на поверхности океана.

К основным течениям в мире относятся течения Калифорнии и Гумбольдта в Тихом океане, Гольфстримы и Лабрадоры в Атлантике и Индийские муссонные течения в Индийском океане.Океанские течения могут преодолевать большие расстояния, например, Гольфстрим начинается в Мексиканском заливе и, в конечном итоге, достигает Европы, преодолевая примерно 222 километра в день. Океанские течения переносят большие количества холодной и теплой воды в различные регионы земного шара. Океаны также изменяют атмосферные условия из-за своей способности накапливать огромное количество тепла и влаги, что влияет на погодные системы. Например, на погоду Ирландии влияет течение Гольфстрима и его северное продолжение — Североатлантический дрейф.Это быстрое течение берет начало во Флориде и переносит свои теплые воды в северную часть Атлантического океана, влияя на климат Западной Европы. Эти теплые воды создают в некоторых частях Европы климат, который значительно теплее по сравнению с другими регионами, расположенными на аналогичных широтах и ​​предотвращающими потенциально постоянные отрицательные температуры.


Типы океанских течений: поверхностные течения

Океанские течения, которые происходят на глубине 328 футов (100 метров) или выше, обычно классифицируются как поверхностные течения .Поверхностные течения, которые включают прибрежных течений, и поверхностных океанских течений , в основном вызываются ветрами.

Вероятно, вы знакомы с прибрежными течениями , если вы когда-нибудь были на пляже. Эти поверхностные токи также влияют на волновые и наземные образования. Чтобы лучше понять прибрежные течения, сначала нужно понять волны .

Когда ветры дуют через океан, они растягивают поверхность воды, и накопление энергии образует волны.Скорость ветра, расстояние, на которое он дует, и время, в течение которого он дует, — все это влияет на размер волн. Если ветер дует быстро, долго и на большое расстояние в одном направлении, образуются большие волны. Волны разбиваются, когда их базы сталкиваются с морским дном, и они становятся нестабильными, опрокидываясь на берег.

Энергия, выделяющаяся при разбивании волн на пляже, создает прибрежных течений . Когда волны приближаются к пляжу под углом, а не лицом к лицу, часть энергии волны направляется перпендикулярно берегу, а часть — параллельно берегу.Параллельная энергия генерирует прибрежное течение, которое проходит вдоль береговой линии. Если вы когда-нибудь плавали в океане и чувствовали, как океан тянет вас все дальше к берегу, значит, вы чувствовали воздействие прибрежного течения.

По мере движения эти течения собирают отложения и переносят их по пляжу в процессе, известном как прибрежный дрейф . Дрейф вдоль берега может образовывать длинные узкие выступы суши, называемые косами , а также барьерных островов , протяженных островов, расположенных параллельно берегу.Барьерные острова постоянно меняются, поскольку прибрежные течения продолжают собирать, перемещать и переотлагать песок.

Риповые течения — это еще один тип прибрежных течений, которые образуются там, где подводные образования суши не позволяют волнам течь прямо обратно в море. Вы, наверное, видели таблички на пляже, предупреждающие о обратных течениях. Они возникают в результате того, что отработанные волны (или волны, которые уже разбились) вырываются из узкого отверстия, как трещина в песчаной отмели, с большой силой. Представьте себе большой объем воды, который вырывается из ванны, когда вы открываете небольшой слив, и вы получаете общее представление о обратном течении.Вы можете узнать все о токах разрыва в разделе «Как работают токи разрыва».

Еще один тип прибрежного течения, называемый апвеллингом , возникает, когда ветры вытесняют поверхностные воды, унося их, и более глубокие воды поднимаются, чтобы заменить их. Противоположный процесс, , нисходящий поток , происходит, когда ветер дует поверхностные воды в направлении препятствия, такого как береговая линия, и в результате накопление воды заставляет воду наверху опускаться. Оба эти процесса могут происходить и в открытом океане.

Апвеллинг и даунвеллинг имеют решающее значение для круговорота питательных веществ в океане. Более глубокие холодные слои воды богаты питательными веществами и углекислым газом, а более теплые поверхностные воды богаты кислородом. Когда несушки меняются местами, питательные вещества и газы тоже меняют место.

Даунвеллинг предотвращает использование растворенного кислорода для разложения органических веществ на поверхности, что может привести к расцвету анаэробных бактерий и накоплению токсичного сероводорода. Между тем апвеллинг позволяет экосистемам процветать там, где они не были бы иначе.Приток питательных веществ из более глубоких и холодных вод питает самые разные виды жизни в маловероятных местах, таких как Антарктида.

В то время как прибрежные течения вызываются местными ветрами, поверхностные течения в открытом океане возникают в результате глобальных ветров. На следующей странице вы узнаете об этих токах.

Глава 5: Океанские течения

Планета Вода

Океаны Земли составляют почти 71% поверхности Земли. На Земле намного больше воды, чем на Земле.Возможно, нам стоит переименовать планету Земля в планету Океан. Размер океана означает, что модели движения воды и колебания температуры океана оказывают огромное влияние на глобальные погодные условия и климат Земли.

Эта глава в первую очередь направлена ​​на понимание того, какие силы приводят в движение океаны и как эти движения влияют на жизнь на самом базовом уровне. Первичная продукция океана тесно связана с движением течений и влияет на большинство живых существ в океане.Таким образом, океанографов и морских биологов интересуют причины, следствия и характер океанических течений.

Существует два основных типа циркуляции океана. Первая известна как термохалинная циркуляция , вторая — — ветровая циркуляция. Термохалинная циркуляция в первую очередь влияет на глубоководные воды океана, в то время как ветровая циркуляция перемещает воду на поверхность.

Thermohaline Circulation

Термохалинная циркуляция — это поток воды, вызванный разницей температуры (термо-) и солености (халин).Эти различия в свойствах воды приводят к различиям в плотности. Придонные водные течения образуются при охлаждении и замерзании морской воды, попадающей в полярные регионы. С наибольшей интенсивностью этот процесс происходит у южного побережья Гренландии и к северу от полуострова Антарктида. В этих местах вода охлаждается, и образуется сезонный лед, создавая холодную, соленую и очень плотную воду, которая опускается на дно океана. Опускание поверхностных вод втягивается в окружающие воды и создает конвекционную силу, которая движет потоком поверхностных вод в Северной Атлантике.Когда он тонет, движение этих глубоких вод часто сравнивают с «океанической конвейерной лентой», перемещающей холодные воды по дну океана. North Atlantic Deep Water, , когда-то образовавшаяся у берегов Гренландии, движется на юг через весь Атлантический океан в сторону Антарктиды. Здесь он смешивается с тонущей сверхплотной антарктической донной водой и в конечном итоге попадает в Индийский и Тихоокеанский бассейны. Эта вода затем поднимается вверх и возвращается в поверхностную циркуляцию. Вода из Северной Атлантики может занять тысячу лет, чтобы попасть в поверхностные воды северной части Тихого океана.Нажмите, чтобы посмотреть красивую 3D-анимацию Thermohaline Circulation на YouTube.

Вытеснение этой холодной воды оказывает большое влияние на глобальную температуру. Холод уносится от полюсов и перемещает его в глубины и в конечном итоге к экватору. Возникающее в результате течение помогает притягивать более теплые воды из средних широт к полюсам. Общий эффект заключается в смягчении большей части мирового климата.

Ветровые течения

Чтобы понять движение воды на поверхности, мы должны сначала понять движение воздуха.Отдельные молекулы азота и кислорода, составляющие воздух, реагируют на нагрев движением. Теплый воздух движется быстрее холодного. Теплый воздух имеет тенденцию подниматься, холодный воздух имеет тенденцию опускаться. Поднимающийся теплый воздух создает карманы низкого давления, а опускающийся холодный воздух создает карманы высокого давления. Высокое давление сжимает воздух под ним и заставляет воздух двигаться наружу. Вращение Земли приводит к вращению этого движения наружу (по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии.) Круговое движение ячеек высокого давления часто называют антициклоническим вращением. Этот движущийся наружу воздух перемещается из областей с высоким давлением в области с низким давлением. Ячейки низкого давления имеют тенденцию вращать ветер в циклоническом режиме (против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном). Люди из NOAA составили отличное объяснение того, как работает ветер, и это отличное объяснение ветра на YouTube.

Когда ветер движется по воде, столкновение молекул воздуха и молекул воды передает часть энергии от воздуха воде.В результате этой передачи энергии вода движется со скоростью примерно 3–4% от скорости ветра. Поскольку поверхностные течения в океане образуются в результате взаимодействия ветра и воды, на них сильно влияют вращение Земли и география океанических бассейнов. Эти взаимодействия образуют довольно устойчивые паттерны, называемые токами, которые вы видите на карте ниже. Нажмите, чтобы посмотреть анимацию круговорота океана на YouTube.

Иногда токи могут защемлять участки и создавать круговые потоки воды, называемые вихрями.Эти вращающиеся водные карманы часто важны для морской флоры и фауны, и вихри значительного размера фактически будут называться NOAA так же, как метеослужба называет штормы.

Токи влияют на глобальный климат

Поверхностные токи играют огромную роль в климате Земли. Западные пограничные течения, такие как Гольфстрим и течения Куросио, представляют собой теплые, глубокие и быстро движущиеся поверхностные течения, которые переносят много воды и тепла из тропиков в более высокие широты.Например, течение Куросио может проходить от 25 до 75 миль в день, от 1 до 3 миль в час и простирается примерно на 3300 футов в глубины океана. Поскольку теплые воды Гольфстрима движутся через Северную Атлантику к Британским островам, они оказывают значительное сдерживающее влияние на температуру в Северной Европе. Теплые воды Гольфстрима повышают температуру в Северном море, что, в свою очередь, повышает температуру воздуха над сушей на 3–6 ° C (от 5 до 11 ° F). Лондон, Великобритания, например, находится примерно на шесть градусов южнее Квебека, Канада. Однако средняя температура января в Лондоне составляет 3,8 ° C (38 ° F), а в Квебеке — всего -12 ° C (10 ° F). Напротив, течения холодной воды, такие как Лабрадорское течение, отводят холод от полюсов и переносят его глубоко в средние широты, влияя на погоду даже на юге, в Новой Англии. Как и теплые поверхностные токи, они вызываются в основном атмосферными силами и зависят от вращения Земли. Течения Калифорнии, Перу, Канарские острова, Оясио и Бенгела — лишь несколько примеров этих течений холодной воды.Если бы не эти теплые и холодные океанические поверхностные течения, в тропиках и полярных регионах Земли был бы гораздо более экстремальный климат, чем сегодня. В Арктике было бы значительно холоднее, а в тропиках — намного теплее.

Течение Гольфстрима Донна Томас / Океанская группа MODIS, НАСА / GSFC Продукт SST Р. Эванса и др., Майами [общественное достояние], через Wikimedia Commons

Сила Кориолиса

Воздух на экваторе постоянно нагревается, что заставляет его подниматься.Когда нагретый воздух в верхних слоях атмосферы охлаждается, он имеет тенденцию тонуть. Это создает большие глобальные петли, называемые ячейками Хэдли. Подъем и падение также производятся вращением Земли с запада на восток. Земля составляет 40 000 км (24 900 миль) в самой широкой части — экваторе. Поскольку она вращается вокруг своей оси один раз в 24 часа, точка на экваторе Земли движется со скоростью около 1700 км в час (1000 миль в час) относительно своей оси. Однако чем ближе вы подходите к полюсам, тем меньшее расстояние проходит любая точка, вращаясь вокруг Земли.Анкоридж находится недалеко от 60 ° северной широты. На этой широте расстояние, пройденное вокруг оси Земли, составляет лишь половину расстояния до экватора. Поскольку Земля вращается как одна круглая масса, это означает, что Анкоридж движется вдвое медленнее, чем Кито, Эквадор (который находится прямо на экваторе). Воздух, движущийся из высоких широт к экватору, затем имеет тенденцию отставать, и человек на поверхность почувствовала бы ветер, дующий с востока на запад. С другой стороны, воздух, движущийся на север от экватора в высокие широты, отклоняется на восток.Отклонение воздушных масс называется силой Кориолиса (YouTube) . На воду аналогично действует сила Кориолиса.

круговоротов океана

океанических круговоротов — это большие круговые вращения воды, создаваемые взаимодействием ветра, силы Кориолиса и краев континентов. Например, взаимодействие между течением Куросио на западе, Северо-Тихоокеанским течением на севере, Калифорнийским течением на востоке и Северным экваториальным течением на юге создает круговое движение, известное как Северо-Тихоокеанский круговорот.У Тихого океана и Атлантического океана есть северный и южный круговороты. Пятый океанический круговорот находится в Индийском океане. Круговороты фактически создают небольшие «холмы» воды в океане, постоянно вталкивая воду внутрь. Плавающие обломки и мусор часто попадают в ловушки этих круговоротов. По мере того, как мы сбрасываем все больше и больше пластикового загрязнения в океаны, все больше и больше его накапливается в этих круговоротах и ​​включается в пищевую цепь морскими птицами и рыбами.

Ekman Transport Изображение из: Wikipedia Commons (1: ветер 2: сила сверху 3: эффективное направление тока 4: эффект Кориолиса)

В начале 20 века норвежский ученый Фритьоф Нансон заметил, что айсберги в Северной Атлантике смещались вправо от ветра.Эта сила, движущая эти айсберги, была описана французским инженером-математиком 19 века Гюставом-Гаспаром Кориолисом.

Ученик Нансона, Вальфрид Экман, продемонстрировал, что вращение Земли вызывает этот эффект и, в частности, что виновата сила Кориолиса. Одним из основных результатов силы Кориолиса является то, что чистое движение воды, вызванное крупномасштабными ветрами, происходит справа от ветра в Северном полушарии (и слева в Южном полушарии).Экману удалось показать, что эти эффекты перемещались вниз в толще воды из-за трения. Так называемый Ekman Transport представляет водный столб как серию тонких слоев, каждый из которых перемещается за счет трения от слоя над ним. Каждый слой движется медленнее, чем слой над ним, и смещается вправо, создавая спираль на 100 метров вниз.

Прибрежный подъем и спуск

В результате ветров компании Ekman Transport, дующих вдоль береговой линии, возникает явление, известное как восходящий или даунвеллинг.Воды, перенесенные ветром в сторону от берега, заменяются водами из глубин ниже. Например, ветер, дующий с севера вдоль западного побережья, вызовет выталкивание воды в море. Чтобы заменить воду, движущиеся от берега воды поднимаются на поверхность со дна океана. Эти воды обычно очень холодные и богаты питательными веществами. Районы прибрежного апвеллинга — это, как правило, районы с высокой продуктивностью. Нажмите, чтобы посмотреть анимацию прибрежного апвеллинга.

Прибрежный апвеллинг, рассматриваемый как холодная вода вдоль побережья Центральной Америки.Изображение взято: NOAA

Первичное производство

Трудно отделить обсуждение токов, особенно восходящих токов, от обсуждения первичной продукции. Течения перемещают воду, но они также перемещают питательные вещества.

Вопросы для исследования:

  1. Узнайте больше о Thermohaline Circulation и определите два места в мире, которые создают термохалинную «конвейерную ленту» мирового океана в результате опускания холодной воды. Вы можете узнать больше о глобальной конвейерной ленте из серии Kurzgesagt ниже.
  2. Изучите график ниже. Это были данные, полученные из залива Аляска, когда в сентябре 2017 года прошел шторм. Используйте данные за 16 и 17 сентября на этом графике, чтобы описать взаимосвязь между падением давления воздуха и изменением скорости ветра. При желании вы можете использовать данные на графике, чтобы описать, что вызывает ветер.

    Наблюдайте за взаимосвязью между изменениями давления воздуха и изменениями скорости ветра. Изображение с NOAA

  3. Совершите визит на Землю: визуализация глобальных погодных условий.Найдите любое место в Северном полушарии, где вы видите сильное движение ветра. Откройте оверлейное меню в левом нижнем углу и выберите Среднее давление на уровне моря (MSLP). Обратите внимание на шкалы, которые они дают вам: от белого до красного для низкого давления. Опишите, как воздух движется внутри или вокруг белой ячейки высокого давления. Опишите, как воздух движется в красной ячейке низкого давления или вокруг нее. Наконец, движется ли воздух от низкого к высокому давлению или от высокого к низкому давлению?
  4. Используя участок Земли выше, немного уменьшите масштаб, чтобы увидеть весь Тихий океан.В каком направлении обычно движется ветер по обе стороны от экватора? Верно ли это и в Атлантике? Эти ветры известны как пассаты. Используя термин «сила Кориолиса», опишите, что движет пассатами?
  5. Давайте снова воспользуемся Землей. Взгляните на Северную Атлантику, используйте меню наложения, чтобы просмотреть океан, течения и температуру поверхности моря (SST). Течения теплой воды текут от экватора к полюсам. Какое влияние оказывают течения теплой воды, такие как Гольфстрим, на температуру земель, к которым они движутся?
  6. Западные пограничные течения — это теплые, глубокие, узкие и быстро текущие течения, которые образуются на западной стороне океанских бассейнов из-за западной интенсификации .Они несут теплую воду из тропиков к полюсу. На карте течений или в Путешествии по течениям Земли выберите три течения, которые подходят под это описание.
  7. Восточные пограничные течения обычно холоднее, медленнее и шире, чем западные пограничные течения. Определите два океанских течения, соответствующих определению восточного пограничного течения.
  8. Объясните, как спирали Экмана могут привести к подъему.
  9. Одна из областей Тихого океана, где наблюдается регулярный апвеллинг, — это побережье Перу.Это происходит, когда ветры, дующие с юга на север, уносят воду от берега. Отправляйтесь на Землю, дуют ли в настоящее время северные ветры вдоль побережья Перу? Если да, то вероятно ли, что на побережье наблюдается апвеллинг? Вы увидите это, если переключитесь на океан (и SST?)
  10. Марк Ван Арсдейл (это я) из средней школы Игл-Ривер, был учителем NOAA в море в 2018 году. Прочтите его блог под названием «Морской мусор» (ссылки на внешний сайт). Опишите, как мусор из Азии попадает на отдаленные пляжи Аляски, а затем опишите одну вещь, которую вы нашли интересной из сообщения в блоге.

океанских течений | Encyclopedia.com

Моряки на протяжении многих веков знали, что в океане есть течения, которые текут по обычно последовательным путям. Испанские галеоны, перевозившие золото и серебро из Мексики в Испанию, использовали Гольфстрим, чтобы помочь им вернуться домой, в то время как Бенджамин Франклин использовал судовые журналы, чтобы нарисовать карту этого течения в 1772 году (см. Иллюстрацию на странице 139 на основе его оригинала. карта). С тех пор ученые получили гораздо больше информации о том, где текут токи и почему.

Почему текут токи?

Течения существуют на всех глубинах океана; в некоторых регионах два или более течения текут в разных направлениях на разной глубине. Хотя нынешняя система сложна, океанские течения вызываются двумя силами: Солнцем и вращением Земли.

Солнце влияет на океан двояко. Во-первых, он нагревает атмосферу, создавая ветры и перемещая поверхность моря за счет трения. Это имеет тенденцию тащить поверхность воды, когда над ней дует ветер.Хотя ветер сильно влияет на поверхностный слой, его влияние не распространяется на глубину ниже 100 метров (325 футов).

Второй эффект Солнца заключается в изменении плотности воды на поверхности океана непосредственно путем изменения ее температуры и / или солености . Если вода охлаждается или становится более соленой из-за испарения, она становится плотнее. Это может привести к тому, что водный столб станет нестабильным, и возникнут зависящие от плотности течения, также известные как термохалинная циркуляция.

Вращение Земли также влияет на токи через силу Кориолиса. Эта сила заставляет воду двигаться вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Он существует потому, что на движущуюся океанскую воду трение с Землей влияет только на морском дне, а также потому, что линейная скорость Земли в восточном направлении уменьшается от максимума на экваторе до нуля на полюсах (скорость вращения, однако, не изменяется). . Кусок воды на экваторе движется с той же скоростью, что и Земля.Если он начинает двигаться на север без трения, значит, он движется быстрее, чем Земля под ним. Чтобы сохранить импульс (произведение массы и скорости), он, следовательно, перемещается больше на восток по мере удаления от экватора. Следовательно, сила Кориолиса увеличивается от экватора.

Теория Экмана.

Первая разумная теория влияния ветра на поверхностные течения была получена шведским океанографом и математиком Валфридом Экманом в 1890 году. Экман рассматривал бесконечно широкий и глубокий океан постоянной плотности, разделенный на бесконечное количество горизонтальных слоев.На верхний слой воздействует ветер и трение с нижележащим слоем. В второй слой также подвержен трению сверху и снизу и так далее. Сила Кориолиса также влияет на слои, потому что они движутся.

Уравновешивание трения и силы Кориолиса привело Экмана к выводу, что результирующие токи экспоненциально уменьшаются с глубиной, что поверхностный ток перемещается под углом 45 градусов к направлению ветра и что отклонения от направления приземного ветра увеличиваются с глубиной, образуя спираль (получившую название спираль Экмана).Добавление движения на всех глубинах дает среднее (среднее) течение, которое движется под прямым углом к ​​направлению ветра, вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Такие спирали Экмана редки, но наблюдались в океане.

Поскольку океаны не бесконечно широки и не имеют постоянной плотности, как предполагал Экман, сложности возникают на границах, где вода имеет тенденцию «скапливаться». Поверхность океана перестает быть плоской, а имеет уклон, который создает горизонтальный градиент давления.Комбинация силы Кориолиса и горизонтального градиента давления создает ток, который течет под прямым углом к ​​градиенту давления; когда две силы равны, это называется геострофическим течением. Все основные системы течений в океане по существу можно считать геострофическими.

Поскольку плотность океана изменяется как по горизонтали, так и по вертикали, ученые могут использовать структуру плотности океана для расчета поля давления и, следовательно, градиента давления.Результатом является карта, показывающая, как высота морской поверхности в любой заданной точке изменяется относительно определенного уровня давления; относительные изменения этих динамических высот используются, потому что морское дно не является ни плоским, ни постоянной глубиной. Эти карты могут использоваться, чтобы показать, где текут токи (чем круче градиент, тем быстрее ток). Ученые также могут использовать наблюдаемое распределение плотности в океане для расчета скорости течений.

Модели поверхностных течений

Общая картина поверхностных течений в океане показана на Рисунке 1.Это показывает серию квазикруглых круговоротов или больших водоворотов в каждом океаническом бассейне . Круговороты, как правило, смещены к западной стороне бассейна, где сильные узкие потоки наблюдаются в Гольфстриме, Куросио, Агульхасе, Бразилия и течениях Восточной Австралии, которые текут со скоростью до 2,5 метров в секунду (6 миль в секунду). в час). Объемы, вовлеченные в эти западные пограничные течения, велики; Agulhas, например, несет около 80 Sverdrups воды на верхних 1 000 метров (около 0.6 миль). Скорости течений вдали от западных границ круговоротов обычно намного меньше, а течения на восточных границах океанических бассейнов намного шире.

Круговороты вращаются по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии из-за силы Кориолиса; в этом они следуют преобладающим ветрам. Северная часть Индийского океана является исключением из-за сильной атмосферной системы муссонов и , которая меняет свое направление дважды в год, но система интенсивных круговых течений, Великий водоворот, развивается у берегов Сомали во время юго-западных (летних) муссонов.

Круговороты в океане и атмосфере помогают переносить тепло от экватора к полюсам (Гольфстрим сохраняет северную Европу значительно теплее, чем предполагает ее широта). Этот северный поток теплой воды в Северной Атлантике и аналогичный поток (Куросио) в северной части Тихого океана частично уравновешиваются южным потоком в Восточно-Гренландском и Лабрадорском течениях и в Оясио, соответственно, в то время как дополнительный южный поток происходит на больших глубинах. . Поверхностный поток, направленный к экватору вдоль восточных границ круговоротов, также значительно холоднее, чем поток, направленный к полюсу, наблюдаемый на западных границах.Это результат ветрового апвеллинга; Напряжение экваториального ветра, вызванное пассатом, «отталкивает» воду от берега, и более холодные подземные воды поднимаются вверх, чтобы заменить ее.

В двух регионах земного шара поверхностные течения не образуют круговоротов. Южный океан — область непрерывных западных ветров и единственное место на земном шаре, где может образовываться непрерывное циркумполярное течение (Антарктическое циркумполярное течение). Следовательно, это течение является основной областью перемешивания воды между различными бассейнами океана.Это самый большой ток на Земле, имеющий общий объемный поток не менее 120 Зв.

Гираль также отсутствует вблизи экватора. Экваториальные течения также вызываются ветром, в частности пассатом, — с северо-востока в Северном полушарии и с юго-востока в Южном полушарии. Однако сила Кориолиса здесь равна нулю, даже если она становится значительной в пределах одного градуса северной или южной широты. Граница между двумя группами пассатов обычно проходит немного севернее экватора.Пассаты создают два течения, текущие на запад, на север и север. к югу от экватора (Северное и Южное экваториальные течения), но поскольку юго-восток пересекает экватор, это вызывает расхождение (апвеллинг) вдоль самого экватора из-за изменения направления действия силы Кориолиса.

Между двумя поясами пассатов находится область обычно слабых ветров, известная как Долдрам. Это позволяет воде, которая в противном случае скапливалась бы у западной границы океана в экваториальных течениях, течь обратно на восток в поверхностном экваториальном противотоке.Существует также направленное на восток экваториальное подземное течение, которое образует струю внутри термоклина , движимую горизонтальным градиентом давления . Эта система течений, текущих на восток и на запад, находится в верхних 200 метрах (650 футов) во всех трех океанах, хотя их распределение может сезонно меняться в зависимости от силы ветра. Экваториальные подводные токи намного сильнее, чем поверхностные токи на экваторе, и могут иметь потоки более 50 Зв.

Deep Currents

Течения в глубоком океане существуют из-за изменений плотности морской воды, возникающих на поверхности. Эти изменения плотности приводят к образованию определенных водных масс, которые имеют четко определенные характеристики температуры и солености и которые можно проследить на больших расстояниях в океане.

Когда морская вода замерзает, большая часть содержащейся в ней соли вымерзает, так что на поверхности океана образуется слой холодного рассола . Будучи более плотным, чем вода под ним, рассол тонет, увлекает при этом воды, пока не достигнет уровня, на котором он имеет ту же плотность, что и окружающая морская вода.Этот процесс происходит в нескольких регионах Мирового океана, наиболее важные из которых находятся в Гренландском, Норвежском и Лабрадорском морях в северном полушарии и недалеко от антарктического континента в морях Уэдделла и Росса на юге.

Именно плотные воды, образованные в результате этого процесса, определяют структуру глубоководных океанических течений. Вода, образовавшаяся в морях Уэдделла и Росса, распространяется на восток и север вокруг Антарктиды под действием силы Кориолиса. Как и в случае с поверхностными водами, большая часть потока сосредоточена на западных сторонах океанических бассейнов, но в этом случае движение идет на север.В южной части Атлантического океана, например, можно идентифицировать придонные воды из моря Уэдделла, протекающие через бассейны Аргентины и Бразилии на глубине менее 4000 метров (2,5 мили); в конечном итоге он пересекает экватор в Северную Атлантику у побережья Бразилии. Подобные эффекты наблюдаются как в южной части Индийского, так и в южной части Тихого океана, при этом нижние воды вынуждены следовать топографии дна .

Водные массы, образовавшиеся в Северном полушарии, текут на юг аналогичным образом.Глубокая вода из Гренландского и Норвежского морей заполняет эти бассейны до тех пор, пока не переливается через хребты между Гренландией, Исландией и Шотландией. Отсюда сила Кориолиса вытесняет его вправо и следует по рельефу вокруг побережья южной Гренландии и Лабрадорского моря, в конечном итоге пересекая Гольфстрим и текущих на юг вдоль восточного побережья США на глубинах от 2000 до 4000. метров (1,3–2,5 мили). Эта вода, известная как глубоководная вода Северной Атлантики (NADW), течет на юг, пока не присоединится к Антарктическому циркумполярному течению, откуда она поставляет большую часть соли в глубокие воды южного полушария.

Лабрадорское море также является источником плотной воды. Однако, поскольку зимние условия здесь не такие суровые, как в Гренландском и Норвежском морях, производимый рассол менее плотный и не опускается так глубоко (всего 1500–2000 метров, или 0,9–1,3 мили). Однако морские воды Лабрадора прослеживаются к югу в Северной Атлантике до экватора на вершине слоя NADW.

Роль водных масс.

Все эти водные массы помогают переносить кислород из атмосферы в глубины океана.Тонущая вода очень холодная и содержит высокую концентрацию растворенного кислорода, приобретенного на поверхности, потому что холодная вода может содержать больше кислорода, чем теплая вода. Во время своего течения они смешиваются с «более старой» водой, которая долгое время находилась вдали от поверхности, обеспечивая, таким образом, снабжение придонных вод океана кислородом. Дополнительный кислород поступает в южное полушарие за счет промежуточных вод Антарктики, образующих полосу от 50 ° до 55 ° южной широты. В этом регионе вода не замерзает зимой, но охлаждается, образуя слой низкой солености, который опускается примерно до 1000 метров (0.6 миль) и движется на север во всех трех океанах.

Для изменения плотности воду не нужно охлаждать. Значительные изменения плотности также могут происходить в районах, где испарение более важно, чем осадки. Примерами регионов, где это происходит, являются Средиземное море, Красное море и Персидский залив. Хотя вода здесь теплая (в Персидском заливе температура может превышать 30 ° C или 86 ° F), плотность может увеличиваться, так что вода, покидающая эти закрытые бассейны, тонет, смешиваясь с окружающей средой.Средиземное море можно проследить через Северную Атлантику из-за его высокой солености, а за водой Красного моря можно проследить движение на юг вдоль восточного побережья Африки до течения Агульяс.

Идеализированная версия моделей течений во всем океане показана на Рисунке 2. Это ясно показывает, что, хотя поверхностные и глубинные модели течений могут казаться отдельными, на самом деле они тесно связаны. Глубокое погружение в северной части Северной Атлантики заменяется на поверхности более теплой водой, идущей ближе к экватору.Точно так же плотная вода, образующаяся у Антарктиды, заменяется апвеллингом глубинных вод, происходящих из Северной Атлантики. Таким образом, существует глобальная термохалинная циркуляция, которая превращает поверхностные воды в высоких широтах в глубокие воды, которые удаляются от своего источника, смешиваясь с водой, в которую они впадают.

Этот поток можно проследить из северной части Северной Атлантики, через Южную Атлантику в Циркумполярное течение, а затем обратно через апвеллинг в Тихом и Индийском океанах до поверхностных слоев.Вода течет из Тихого океана в Индийский океан через индонезийские проливы, и круг замыкается теплой водой в течении Агульяс к югу от Африки, которое входит в Южную Атлантику и движется на север, снова пересекая экватор и сливаясь с Гольфстримом. Хотя этот путь можно проследить на Рисунке 2, он явно намного сложнее, чем указано здесь. Токи не текут непрерывно, так как существует множество небольших круговоротов, в которых вода «застревает» на своем пути и вынуждена рециркулировать один или несколько раз, прежде чем она сможет продолжить движение вокруг земного шара.

Точно так же существуют значительные различия в путях, прорисовываемых разными токами. Хотя общий путь конкретного течения от года к году один и тот же, фактический путь, по которому он проходит, может широко варьироваться в масштабах нескольких недель. Все западные пограничные течения демонстрируют значительное смещение относительно своего среднего положения. На самом деле, почему это происходит, на самом деле неизвестно, но они могут быть вызваны изменениями напряжения ветра вверх по течению или сбросом водоворотов.

см. Также «Климат и океан»; Прибрежный океан; Энергия океана; Судоходство на море, История России; Смешивание океана; Океанография, физика; Океаны, полярные; Морская вода, входящие газы; Погода и океан.

Пирс Чепмен

Библиография

Группа курсов открытого университета. Циркуляция океана. Оксфорд, Великобритания: Pergamon Press, 1989.

Понд, Стивен и Джордж Л. Пикард. Введение в динамическую океанографию. Оксфорд, Великобритания: Pergamon Press, 1983.

Шмитц, Уильям Дж. О циркуляции Мирового океана , тома I и II. Технические отчеты Океанографического института Вудс-Холла, WHOI 96-03 и 96-08M.Woods Hole, MA: WHOI, 1996.

Tomczak, Matt, and J.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *