Вода и электрический ток

Чтобы вещество смогло проводить электрический ток, в нем должны присутствовать заряженные частицы, способные свободно перемещаться через весь его объем под действием приложенного электрического поля. В металлических проводниках, например, такими заряженными частицами выступают свободные электроны, а в электролитах — положительно и отрицательно заряженные ионы.

Диэлектрики вовсе не проводят постоянный электрический ток, поскольку заряженные частицы в их структуре хотя и есть, однако они связаны друг с другом, и не могут свободно перемещаться, образуя ток.

Но переменный ток пропускают даже диэлектрики, это называется током смещения, например конденсатор в цепи переменного тока на определенной частоте будет проводить ток так, словно является проводником.

Обычная неочищенная вода

Что касается обычной воды (речной, водопроводной, особенно — морской и т. д.), то в ней всегда присутствуют растворенные минеральные вещества, которые под действием приложенного электрического поля распадаются на ионы, способные двигаться как в электролите.

По этой причине обычная неочищенная вода проводит ток, ведя себя подобно слабому электролиту. Если через такую воду попытаться пропустить ток, то в течение небольшого времени он будет через нее идти, хотя и слабо.

Теоретически идеально чистая вода

Теоретически, если воду полностью очистить от примесей, то есть удалить из ее объема абсолютно все вещества, включая соли, газы, остатки кислот, то она станет диэлектриком, и будет вести себя как изолятор.

В ней не будет ионов, способных двигаться под действием электрического поля и образовывать ток, а сами молекулы воды — электрически нейтральны. Такую воду можно было бы использовать, например, в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора.

Реальная дистиллированная вода

Но в реальности даже дистиллированная вода (вода, очищенная путем испарения с последующей конденсацией пара) не бывает абсолютно чистой.

Есть российский ГОСТ 6709-72, определяющий массовую концентрацию остатка примесей в такой дистиллированной воде — не более 5 мг на литр, и минимальное удельное сопротивление не менее 2 кОм*м.

То есть куб дистиллированной воды со стороной длиной в 1 метр, с приложенными к нему по краям электродами, будет иметь сопротивление минимум 2 кОм. А если представить разлитую по полу дистиллированную воду, скажем, в объеме одного стакана (200 мл), то ее сопротивление в лучшем случае окажется 200 кОм. Можно сказать, что это практически — диэлектрик.

Нет смысла пытаться использовать такую воду как проводник постоянного тока. С этой точки зрения дистиллированная вода не проводит электрический ток. Ее обычно используют для коррекции плотности электролитов.

Почему стоит опасаться контакта любой воды с электричеством

Однако люди не зря боятся контакта любой воды с электричеством, особенно — с переменным напряжением из розетки. Даже сетевое напряжение с провода, упавшего в лужу воды, на которую может случайно наступить человек, способно вызвать миллиамперный переменный ток, которого будет достаточно для причинения организму вреда.

Человеческое тело и фаза из розетки, соединенные через лужу разлитой воды, образуют цепь с реактивными элементами, и если человек в такой ситуации случайно коснется заземленного предмета, то его ударит током. Вот почему необходимо избегать контакта электричества с водой. Как вы понимаете, с дистиллированной водой риск причинения вреда меньше, но он все равно остается. Поэтому лучше избегать попадания любой воды на электрические приборы.

Источник

Почему кран с водой и ванна бьют током? Поиск причин и как избавиться.

Практически каждый из нас хотя бы раз в жизни сталкивался с небольшими разрядами электрического тока от стен, мокрого пола, водопроводного крана или просто воды в ванной комнате.

Особенно это ощущается если на теле есть не зажившие ранки и в тех местах, где тонкая кожа. Если не придавать этому значение, то со временем ситуация может значительно измениться в худшую сторону.

Что же делать, если в ванной бьет током? Прежде чем устранить проблему, необходимо выяснить причину ее появления. Если от крана «щипает» только один раз, а при повторном касании уже ничего не происходит, то вы скорее всего имеете дело со статикой. А вот когда бьет постоянно, то это «переменка» и действовать нужно незамедлительно.

Первой и самой распространенной причиной на которую грешат люди — недобросовестные соседи. Сразу возникают подозрения, что они пытаются украсть немного эл.энергии и сэкономить лишние киловатты. Это может быть вызвано проведением у них капитальных работ по ремонту квартиры и связанных с этим подключением больших нагрузок — сварочные аппараты, электрические тепловые пушки и т.д.

Либо в зимний период времени при недостаточной температуре батарей центрального отопления, очень часто начинают пользоваться мощными обогревателями и отопителями. Естественно все это можно попытаться подключить путем незаконного наброса проводов к проводке помимо счетчика.

Самая основная причина появления напряжения и потенциала у вас в ванной в этом случае — это наброс нулевого провода на радиаторы, водопроводные трубы, канализацию и отопление.

Правда не всегда соседи могут быть виноваты сознательно! Поэтому сразу обвинять их в воровстве электроэнергии не спешите.

В домах старой постройки с системой заземления TN-C, нет отдельного заземляющего проводника. Но многие в последнее время, все равно выполняют проводку трехжильными кабелями.

И это с одной стороны правильно. Попадет дом под реконструкцию, изменится система заземления на TN-C-S, а у вас уже все будет готово. Но до этого момента подключать такой проводник не спешите.

Однако некоторые, не дожидаясь реконструкций, в качестве заземлителей банально используют стояки ближайшего водопровода. И сразу подключают к нему, ту самую третью жилу заземления. Которую в свою очередь подсоединяют на корпус электроприбора.

И если у этого прибора пробивает изоляцию, то фаза как раз таки и попадет через трубы в соседние квартиры.

Вторая причина — плохая изоляция существующей проводки, которая уже отработала свой гарантийный срок, высохла и потрескалась в нескольких местах.
Благодаря этому, время от времени происходят утечки электрического тока на поверхности стен, труб и другого оборудования подключенного в ванной. Чаще всего подобная ситуация происходит в квартирах старой постройки.

Если вы живете на втором этаже или выше, то ваш пол в ванной, по сути является потолком у соседей снизу. И как раз таки в нем может быть заложена старая проводка на освещение.

Они конечно ничего у себя могут и не ощутить, а вот у вас при попадании воды на пол, может заметно начинать бить током. Причем при касании к любой поверхности. Вы то, в санузел заходите не в обуви с изолирующей поверхностью, а зачастую с босыми ногами.

Иногда протертый провод в стене может соприкасаться с трубами и по ним напряжение будет попадать к вам в квартиру.

Но чаще всего, удары электрического тока возможны по причине неисправности таких простых бытовых приборов как стиральная машинка, бойлер-титан, проточные водонагреватели, посудомоечная машинка.

Если они не имеют защитного заземления, любой из них рано или поздно начинает биться током. При этом достаточно их просто включить в розетку и даже не запускать. И когда вы коснетесь поверхности этого прибора или просто воды, вас начнет существенным образом «щипать».

При небольшой утечке, будет ощущаться небольшое вибрирование прибора.

Здесь вся вина лежит на ТЭНе. Его изоляция разрушается, появляются трещины, нагревательная спираль оголяется и начинает непосредственно соприкасаться с водой. Отсюда и удары током.

Если это одна маленькая микротрещина, то при разогреве ТЭНа она будет раскрываться и биться током будет сильнее. При отключении титана, ТЭН остывает и трещинка как бы закрывается, скрывая спираль. Пощипывания могут быть малозаметными, либо вовсе исчезнуть. По мере разрушения тэна, напряжение на воде из под крана будет постоянно.

Чтобы это выяснить, нужно «прозвонить» ТЭН индикаторной отверткой, либо мультиметром.

Выяснить это очень легко. Отключаете автомат или вилку с розетки нагревателя и проверяете наличие напряжения. Если оно не исчезло, то идете к соседям и просите их сделать то же самое. При отключении питания с неисправного водонагревателя, пропадет и потенциал на трубах с водой.

Четвертая причина встречается довольно редко,но может быть это именно ваш случай. Например у вас в ванной могут вообще отсутствовать любые эл.приборы — нет ни стиралки, ни бойлера и т.д. При этом соседей также нет, а вы живете в своем отдельном деревянном доме. Вся проводка выполнена трехжильным кабелем с заземляющей жилой, схема щитка собрана по правилам.

И тем не менее, в ванной у вас все равно бьет током. Как такое возможно?

плохой контур заземления — забили один уголок в землю и посчитали этого достаточным, либо нарушился контакт в месте присоединения к контуру

замыкание фазы на заземляющий проводник, причем в любой из линии проводки, не обязательно в ванной

Ну и как правило, УЗО в электрощитке у вас при этом естественно отсутствует. Простой автомат в этом случае не отключится, так как ток для него маловат.

Источник

Электричество как вода. #3

Электричество как вода. #3

Привет водяным электрикам!

Третья часть эпопеи “Электричество Как Вода” начинается.

В прошлой части я задал вопросы, на которые пообещался ответить. Но, чтобы на них ответить, мне стоит объяснить ещё пару-тройку электрических характеристик, конечно же, на примере воды.

Достаточно простая водяная метафора для силы тока — расход. Расход воды. Количество литров за секунду. Т.е. сила тока во всей цепи — количество воды, проходящей по всем нашим соединённым трубам, за одну секунду.

Сила тока на резисторе (прибор, создающий сопротивление) — количество заряда, проходящего за секунду.

Если мы говорим про воду: расход воды в сужении трубы — количество прошедшей воды за 1 секунду.

Работа она и есть работа. На земле стояло 2 ведра, подняли на высоту 1 м — совершили работу.

Вода по трубам переместилась — совершила работу.

В электричестве за МЕРУ работы берётся не перемещение тока, а его физическое влияние на цепь, т.е. нагревание (и не только, но не берём во внимание). Ведь, когда ток проходит по всем нашим лампам, зарядникам, мониторам, он их нагревает.

И в итоге получается, что количество теплоты, которое цепь выделяет, = количество совершенной электричеством работы.

Мощность — величина, показывающая производительность, способность выполнять работу. Мощность определяет количество работы, которую кто-то может выполнить за 1 секунду. Т.е. работа, делённая на время.

Взять пример с вёдрами: если мы два ведра на 1 метр подняли за 4 секунды, то наша мощность — половина ведра в секунду. (два ведра за 4с, одно за 2с, половина за 1с). если мы два ведра подняли за 1 секунду, наша мощность — 2 ведра в секунду.

В электрических цепях мощность отдают (вырабатывают) источники тока/напряжения, а поглощают — лампочки, резисторы и всё остальное, имеющее сопротивление.

С характеристиками, кажется, разобрались.

А теперь ответы на вопросы из второй части:

А может ток быть, а напряжение — нет? А наоборот?

В идеальных моделях — да. В реальном мире — нет.

• Напряжение без тока: если замерить напряжение на выключателе света в комнате, когда он в положении “выключенного света”, мы увидим, что на нём есть напряжение, но ток по нему не идёт, потому что он в положении 0. В этом положении у него огромное сопротивление, которое не даёт течь току. Как труба, в которой закрыли кран: вода хочет литься, но кран не даёт. В раковине, в ванной, в кухне — напряжение есть, но не течёт — вы ж закрыли всё!
• Ток без напряжения: Представьте участок цепи от источника до лампочки. Вот перед вами провод. Лампочка горит. Ток есть. Если вы замерите напряжение на проводе, не замеряя ни на лампочке, ни батарейке, а просто на проводе, в двух близко расположенных точках — напряжения не будет. Лампочка горит — ток есть. Ток есть — напряжения нет.

Но в реальном мире всё-таки так не бывает. В первом случае сила тока через переключатель идти будет — но слишком маленькая, чтобы расшевелить цепь. Если бы сопротивление было бесконечным (идеальным) — тока не было. Но у переключателя сопротивление конечное (но огромное), поэтому по переключателю пойдёт ток, так называемый ток утечки. Но его значение будет мало и незначительно. Во втором случае напряжение всё-таки существовать будет — только тоже очень маленькое. Ведь у провода тоже есть сопротивление, вследствие которого возникает напряжение и небольшая потеря силы тока.

Такая разница возникает всё по той же причине: ничто не идеально.

Бьет от электричества напряжением или током?

Током. По вам же должно что-то течь. Чтобы задело. Т.е. током.

А в розетке что — напряжение или ток?

Напряжение. 220 Вольт. Ток возникает вследствие подключения приборов и прочего. Напряжение остаётся постоянным. (опять же в идеале, т.е. я не беру перегрузки и прочие причины падения напряжения)

А электросчетчик мотает что?

Работу тока. Т.е. мощность с электростанций, которую вся наша квартира потребила(если мы говорим о счётчиках в квартирах). Но для упрощения используют единицы — КилоВатт*Час. (скорее всего, упрощение сделано для сокращения цифры на счётчике, ведь, если бы работу замеряли в Ватт*Секунда, то число увеличивалось в 36000 раз, потому что в часе 3600 секунд, а приставка кило- равна тысяче Ватт) Т.е. если у вас целый час работал фен, потребляющий мощность, к примеру, 1000 Ватт (1 килоВатт) в час, то на счётчике будет 1 килоВатт*час. Если он работал два часа, на счётчике будет 2 килоВатт*час.

Но я придумал ещё! 😀

В чём разница между источником тока и источником напряжения?

В каких случаях какой источник нужно использовать?

Какими могут быть водные примеры двух типов источников?

Почему цепь должна быть замкнута?

Какой может быть пример электрической цепи через воду?

Источник