لماذا يدخل التيار إلى الأرض
لماذا يدخل التيار الكهربائي إلى الأرض؟ لكن لا يمكن توجيه هذا السؤال إلى جميع الدوائر الكهربائية ، فلنجعل الأمر أكثر تعقيدًا. في أي الحالات ولماذا يذهب التيار إلى الأرض؟
لنبدأ بمثال بسيط. بالتأكيد كان على كل واحد منا أن يلاحظ ظاهرة طبيعية مثل البرق. برق - ليس هناك أكثر من تيار قصير يترك سحابة رعدية في الأرض. لماذا يحدث هذا؟
ومن المعروف من مقرر الفيزياء المدرسية:
1 - أن رسوم الإشارات المعاكسة تميل إلى جذب بعضها البعض ؛
2 - يؤخذ اتجاه التيار في الموصل على أنه الاتجاه المعاكس لاتجاه حركة الجسيمات سالبة الشحنة - الإلكترونات (للغازات المتأينة أو الإلكتروليتات - عكس اتجاه حركة الأيونات السالبة ، وبالنسبة لأشباه الموصلات - عكس اتجاه حركة الأيونات السالبة. اتجاه حركة «الثقوب»).
لذلك ، من حيث البرق ، يمكننا القول أنه عندما تكون السحابة الرعدية موجبة الشحنة ، ويكون سطح الأرض أسفل السحابة مشحونًا سالبًا (يحدث العكس! انظر الشكل) ، في ظل ظروف معينة (درجة الحرارة ، الضغط ، الرطوبة) ، في الغلاف الجوي ، يحدث انهيار للهواء عندما تندفع الإلكترونات من الأرض إلى سحابة رعدية موجبة الشحنة ، وهذا يعني في هذه الحالة بالذات أن التيار "يذهب إلى الأرض" لمجرد أن الشحنات ذات العلامات المعاكسة تنجذب.
تعبئة رصيد مكثف، ودع صفيحتها سالبة الشحنة ترمز إلى الأرض وشحنها الموجب سحابة رعدية. أغلق المحطات بمفك البراغي - احصل على تيار "يذهب إلى الأرض" - نظير مصغر للبرق من السحابة - إلى الأرض. إذا كانت الشحنة على الأرض مساوية لشحنة سحابة رعدية (تشبيهًا - مكثف مفرغ) ، فلن يحدث التفريغ ولن يذهب التيار إلى الأرض.
لنتحدث الآن على الشبكات الكهربائية ذات التيار المترددتستخدم في معظم الصناعات ، في المباني التي يعمل فيها الناس ، وكذلك في منازلنا للإمداد بالطاقة المنزلية ، وهي ما يسمى بـ «الشبكات المؤرضة المحايدة».
يعني المحايد ، فيما يتعلق بهذه الشبكات ، بالضرورة الطرف الأرضي للملف الثانوي محول صناعي ثلاثي الطور (يقف في المحطة الفرعية) التي تتلقى منها شققنا نفس 220 فولت لكل مرحلة في المنفذ.
يسمى السلك المتصل بمحايد مؤرض صلب «PEN». إن موصلات الطور هي في الواقع المحطات العكسية لملف ثلاثي الأطوار معين ، "النقطة المحايدة" التي يتم تأريضها وفقًا لمتطلبات السلامة - وهذا معيار مقبول في الهندسة الكهربائية.
ماذا يحدث إذا لامس أحد أسلاك الطور بطريق الخطأ الجسم الموصل لبعض الأجهزة ، بشرط أن يكون هذا الجسم متصلاً بسلك PEN؟
سيتم إغلاق دائرة موصل السكن في الطور كيملكا (متصل بالأرض وبمحايد للمحول في المحطة الفرعية) ، في هذه الحالة ، يجب أن يعمل جهاز الحماية ، كقاعدة عامة ، المثبت في جميع الشبكات الكهربائية المصممة بعناية. هل يمكن أن نقول في هذه الحالة "اخترق التيار الأرض"؟ فقط بشروط ، إذا اتصلت بالأرض مكان الاتصال بأرض الخرج المحايد للمحول في المحطة الفرعية.
ولكن ماذا لو كان سلك PEN غائبًا عمليًا وتم استخدام أرضية محلية بدلاً من ذلك ، تقريبًا تحدث دبوسًا معدنيًا أو دائرة يتم إدخالها في الأرض؟ ماذا بعد؟
في حالة مماثلة مع المرحلة التي تضرب العلبة ، سوف يندفع التيار إلى نفس محطة المحول المؤرضة في المحطة الفرعية ، وسوف يتدفق هذا التيار مباشرة عبر التربة ، حرفيًا عبر الأرض ، مما يمهد الطريق الأقل مقاومة من الأرض المحلية إلى الموصلات الأرضية ، المتصلة بنفس المحطة الفرعية المحايدة.
في هذه الحالة ، سيترك التيار بالفعل المرحلة إلى الأرض ، لكن الأرض ستعمل فقط كموصل ، لأنه في الممارسة العملية سيتم توجيه التيار إلى محايد المحول بعيدًا في المحطة الفرعية ، وسيتدفق هذا التيار عبر الأرض فقط لأن ذلك المحايد مؤرض ، أي أن التيار في هذه الحالة سيضطر إلى "الدخول إلى الأرض" بحثًا عن المسار الأقل مقاومة.
أنظر أيضا: تأثيرات التيار الكهربائي: حراري وكيميائي ومغناطيسي وخفيف وميكانيكي