Αρχικό μήνυμα από
FILMAN
Να η απάντηση.
Για τις ανάγκες του παραδείγματος θα χρησιμοποιήσουμε αντί για άνθρωπο, μια μεταλλική σφαίρα.
Έχουμε λοιπόν μια μεταλλική (κούφια) σφαίρα ακτίνας 1m η οποία είναι κρεμασμένη από ένα ηλεκτροφόρο καλώδιο της ΔΕΗ μέσω ενός σύρματος. Η σφαίρα στηρίζεται κρεμασμένη μόνο από το σύρμα, χωρίς να ακουμπάει πουθενά αλλού. Θέλουμε να δούμε αν από το σύρμα που συγκρατεί τη σφαίρα περνάει ρεύμα.
Η σφαίρα λόγω του ότι είναι μεταλλική μπορεί να αποθηκεύσει φορτία. Αν συνδεθεί με το σημείο ενός κυκλώματος που έχει κάποιο δυναμικό, θα υπάρξει μετακίνηση φορτίων (δηλ. ρεύμα) ωσότου εξισωθούν τα δυναμικά. Εδώ όμως που η τάση είναι εναλασσόμενη, τα δυναμικά δεν θα εξισωθούν ποτέ. Άρα θα έχουμε ένα εναλασσόμενο ρεύμα που θα περνάει μόνιμα. Πόσο μπορεί λοιπόν να είναι αυτό το ρεύμα;
Από τη Φυσική, η χωρητικότητα μιας σφαίρας δίνεται από τη σχέση C = 4*π*ε0*R, όπου R η ακτίνα της και ε0 η διηλεκτρική σταθερά του κενού (8.854*10^-12). Εφόσον η σφαίρα μας λοιπόν έχει ακτίνα 1m, με αντικατάσταση στον τύπο βρίσκουμε ότι η χωρητικότητά της θα είναι 111.2pF (να πούμε εδώ ότι οι εταιρείες κατασκευής ημιαγωγών, για τον έλεγχο ESD στα προϊόντα τους θεωρούν τη χωρητικότητα του ανθρώπινου σώματος ίση με 100pF, δηλ. περίπου όσο και η σφαίρα για την οποία μιλάμε).
Το ρεύμα λοιπόν που θα περνάει από το σύρμα που συγκρατεί τη σφαίρα, θα είναι το ίδιο με το ρεύμα που θα περάσει από έναν πυκνωτή 111.2pF του οποίου το ένα άκρο είναι ενωμένο με το ηλεκτροφόρο καλώδιο, και το άλλο του άκρο είναι γειωμένο. Για να το βρούμε, θα πρέπει να υπολογίσουμε την εμπέδηση του πυκνωτή αυτού στη συχνότητα του δικτύου, δηλ. στα 50Hz. Η εμπέδηση ενός πυκνωτή στο εναλασσόμενο δίνεται από τη σχέση Z = 1 / 2*π*f*C, όπου f η συχνότητα και C η χωρητικότητα. Με αντικατάσταση βρίσκουμε ότι ο πυκνωτής μας θα έχει εμπέδηση 28.6ΜΩ. Το ρεύμα λοιπόν που θα περάσει αν η τάση είναι 230V~ θα είναι: 230 / 28.6 = 8μΑ. Αν είχαμε μέση τάση (20kV~), το ρεύμα θα ήταν: 20000 / 28.6 = 0.7mA.
Βλέπουμε λοιπόν ότι παρόλο που η σφαίρα μας δεν ακουμπάει πουθενά ώστε να έχουμε κλειστό κύκλωμα, περνάει ρεύμα από το σημείο σύνδεσης. Αν λοιπόν αντί για τη σφαίρα είχαμε έναν άνθρωπο να κρέμεται από το σύρμα, από το χέρι του θα πέρναγε ρεύμα με τις τιμές που είδαμε πιο πάνω, εφόσον η χωρητικότητα του σώματός του είναι περίπου όσο υπολογίσαμε. Βέβαια το ερώτημα είναι κατά πόσον ο άνθρωπος θα ήταν σε θέση να νοιώσει τα ρεύματα των 8μΑ ή των 0.7mA.
Παρεμπιπτόντως, η ωμική αντίσταση του σώματος του ανθρώπου, καθότι πολύ μικρότερη από τα 28.6ΜΩ, δεν θα συνεισέφερε πρακτικά καθόλου στη μείωση του διερχόμενου από το χέρι του ρεύματος.
Αλήθεια, όταν ακουμπάμε το δάχτυλο στο πίσω μέρος του δοκιμαστικού κατσαβιδιού όντας μονωμένοι από το έδαφος, πώς γίνεται να ανάβει αυτό; Άρα από το δάχτυλό μας περνάει ρεύμα, γιατί αν δεν πέρναγε, είτε βάζαμε εκεί το δάχτυλο είτε όχι, το κατσαβίδι το ίδιο έντονα θα άναβε.
Επίσης, ένας που δουλεύει ακουμπισμένος πάνω σε μια μεταλλική σκάλα εργασίας, ακόμα και αν είναι μονωμένος από το δάπεδο (π.χ ξύλινο πάτωμα, ή πλαστικά στα πόδια της σκάλας) επαυξάνει τη χωρητικότητά του που είδαμε πιο πάνω με εκείνη της σκάλας επιπλέον. Κατά συνέπεια το ρεύμα που θα περάσει από το δάχτυλό του θα είναι μεγαλύτερο. Την επόμενη φορά που θα δουλεύετε πάνω σε σκάλα δοκιμάστε το. Παρατηρήστε τη διαφορά στη φωτεινότητα του δοκιμαστικού όταν ακουμπάτε το μέταλλο της μονωμένης σκάλας ή όχι!
Μη επιχειρείται πράγματα που δεν ξέρετε το ρεύμα σκοτώνει
Απάντηση με παράθεση
ΠΡΟΣΟΧΗ
