ทำไมกระแสถึงลงดิน

ทำไมกระแสไฟฟ้าถึงลงดิน? แต่คำถามนี้ไม่สามารถตอบได้กับวงจรไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้นมาทำให้ซับซ้อนขึ้นอีกนิด ในกรณีใดและเหตุใดกระแสจึงลงกราวด์

เริ่มจากตัวอย่างง่ายๆ แน่นอนว่าเราแต่ละคนต้องสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเช่นฟ้าแลบ ฟ้าผ่า — ไม่มีอะไรมากไปกว่ากระแสน้ำสั้นๆ ที่ทิ้งเมฆฝนฟ้าคะนองไว้บนพื้น ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

เป็นที่รู้จักจากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน:

1 — ประจุของสัญญาณตรงข้ามมักจะดึงดูดซึ่งกันและกัน

2 — ทิศทางของกระแสในตัวนำเป็นทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุลบ — อิเล็กตรอน (สำหรับก๊าซไอออไนซ์หรืออิเล็กโทรไลต์ — ตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของไอออนลบ และสำหรับสารกึ่งตัวนำ — ตรงข้ามกับ ทิศทางการเคลื่อนที่ของ « รู").

ดังนั้น ในแง่ของฟ้าผ่า เราสามารถพูดได้ว่าเมื่อเมฆฝนฟ้าคะนองมีประจุเป็นบวก และพื้นผิวของพื้นดินใต้ก้อนเมฆมีประจุเป็นลบ (สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น! ดูรูป) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ (อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น) ในชั้นบรรยากาศ การสลายตัวของอากาศเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนจากพื้นดินพุ่งเข้าสู่เมฆฝนฟ้าคะนองที่มีประจุบวก ในกรณีนี้ กระแสน้ำจะ "ไหลลงสู่พื้นดิน" เพียงเพราะประจุของสัญญาณตรงข้ามถูกดึงดูด

เติมเงิน ตัวเก็บประจุและให้แผ่นที่มีประจุลบเป็นสัญลักษณ์ของโลกและเมฆฝนฟ้าคะนองที่มีประจุบวก ปิดขั้วต่อด้วยไขควง - รับกระแส "ที่ลงสู่พื้น" - อะนาล็อกขนาดเล็กของฟ้าผ่าจากก้อนเมฆ - ลงสู่พื้น หากประจุที่พื้นเท่ากับประจุบนเมฆฝนฟ้าคะนอง (อุปมาอุปไมย - ตัวเก็บประจุที่คายประจุ) การคายประจุจะไม่เกิดขึ้นและกระแส "จะไม่ลงสู่พื้น"

มาคุยกันตอนนี้ บนเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ในอาคารที่ผู้คนทำงานและในบ้านของเราสำหรับแหล่งจ่ายไฟในบ้าน สิ่งเหล่านี้เรียกว่า «เครือข่ายเป็นกลางต่อสายดิน».

เป็นกลางที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายเหล่านี้จำเป็นต้องหมายถึงขั้วต่อสายดินของขดลวดทุติยภูมิ หม้อแปลงสามเฟสอุตสาหกรรม (เขายืนอยู่ที่สถานีย่อย) ซึ่งอพาร์ทเมนท์ของเราได้รับ 220 โวลต์เท่ากันที่เต้าเสียบ

ลวดที่เชื่อมต่อกับสายดินที่เป็นกลางเรียกว่า «PEN» ตัวนำเฟสเป็นขั้วตรงข้ามของขดลวดสามเฟสที่กำหนดซึ่งเป็น "จุดกึ่งกลาง" ซึ่งต่อสายดินตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยซึ่งเป็นมาตรฐานที่ยอมรับในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า

จะเกิดอะไรขึ้นหากสายเฟสเส้นใดเส้นหนึ่งสัมผัสกับตัวนำไฟฟ้าของอุปกรณ์บางอย่างโดยไม่ตั้งใจ โดยมีเงื่อนไขว่าร่างกายนี้เชื่อมต่อกับสาย PEN

วงจรของตัวนำตัวเรือนเฟสจะปิด ขิมิลกะ (เชื่อมต่อกับกราวด์และเป็นกลางของหม้อแปลงในสถานีย่อย) ในกรณีนี้อุปกรณ์ป้องกันตามกฎแล้วควรติดตั้งในเครือข่ายไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถัน เราสามารถพูดได้ว่าในกรณีนี้ "กระแสน้ำทะลุพื้นดิน" หรือไม่? ตามเงื่อนไขเท่านั้นถ้าคุณเรียกกราวด์ว่าเป็นสถานที่เชื่อมต่อกับกราวด์ของเอาต์พุตที่เป็นกลางของหม้อแปลงในสถานีย่อย

แต่ถ้าสาย PEN ขาดจริงและใช้สายกราวด์แทน พูดประมาณว่าหมุดโลหะหรือวงจรเสียบลงกราวด์ แล้วไง?

ในสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันกับเฟสที่กระทบกับกรณี กระแสจะพุ่งไปยังขั้วหม้อแปลงเดียวกันที่ต่อลงดินในสถานีย่อย และกระแสนั้นจะไหลผ่านดินโดยตรง ผ่านพื้นอย่างแท้จริง ปูทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดจากพื้นท้องถิ่น กับตัวนำที่ต่อสายดิน เชื่อมต่อกับสถานีย่อยที่เป็นกลางเดียวกัน

ในสถานการณ์นี้ กระแสจะออกจากเฟสลงสู่ดิน แต่โลกจะทำหน้าที่เป็นตัวนำเท่านั้น เนื่องจากในทางปฏิบัติ กระแสจะถูกส่งตรงไปยังความเป็นกลางของหม้อแปลงซึ่งอยู่ห่างออกไปในสถานีย่อย และกระแสนั้นจะไหลผ่าน โลกเท่านั้นเนื่องจากความเป็นกลางนั้นต่อลงดิน นั่นคือกระแสในกรณีนี้จะถูกบังคับให้ "ลงดิน" เพื่อค้นหาเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด

ดูสิ่งนี้ด้วย: การกระทำของกระแสไฟฟ้า: ความร้อน เคมี แม่เหล็ก แสง และกลไก