Номер 1.3, страница 4 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 1. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление проводника - номер 1.3, страница 4.

Условие.

1.3. Почему поражения людей электрическим током при прикосновении к проводам осветительной сети особенно опасны в случае, когда обувь и почва под ногами сырые?

Решение.

1.3. Решение

Тяжесть поражения электрическим током напрямую зависит от силы тока, прошедшего через тело человека. Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $\text{I}$ прямо пропорциональна напряжению $\text{U}$ и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи $\text{R}$:

$I = \frac{U}{R}$

Когда человек прикасается к проводу осветительной сети, его тело становится частью электрической цепи, которая замыкается на землю. Полное сопротивление этой цепи складывается из сопротивления тела человека, сопротивления обуви и сопротивления почвы (контакта с землей).

1. В сухих условиях: Сухая обувь (особенно с резиновой или кожаной подошвой) и сухая почва являются диэлектриками, то есть обладают очень большим электрическим сопротивлением. Это высокое сопротивление значительно ограничивает силу тока, который может пройти через тело человека. Даже при стандартном напряжении сети (220 В), ток будет сравнительно небольшим и, скорее всего, не вызовет серьезных повреждений.

2. Во влажных условиях: Вода, особенно с растворенными в ней солями и минералами (как в сырой почве), является хорошим проводником электричества. Когда обувь и почва намокают, их электрическое сопротивление резко падает во много раз. В результате общее сопротивление цепи $\text{R}$ (тело-обувь-земля) также значительно уменьшается.

При неизменном напряжении сети $\text{U}$, уменьшение общего сопротивления $\text{R}$ приводит к резкому увеличению силы тока $\text{I}$, протекающего через тело человека. Ток большой силы вызывает опасные для жизни последствия: сильные ожоги, непроизвольные сокращения мышц (включая дыхательные), фибрилляцию сердечной мышцы и может привести к летальному исходу.

Ответ: Поражения электрическим током особенно опасны в случае, когда обувь и почва сырые, потому что вода хороший проводник электричества. Сырость резко снижает электрическое сопротивление обуви и почвы. Согласно закону Ома ($I = U/R$), при одном и том же напряжении сети ($\text{U}$), уменьшение общего сопротивления ($\text{R}$) цепи приводит к многократному увеличению силы тока ($\text{I}$), проходящего через тело человека, что делает удар током смертельно опасным.