Номер 4, страница 25 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-10. Электрический ток - номер 4, страница 25.

Условие.

4. а) Почему при заземлении линии электропередачи один конец металлического каната сначала заземляют, а затем второй конец набрасывают на провода линии? Можно ли поступить наоборот?

б) Почему для обмывки изоляторов линий электропередачи используют прерывистую струю воды? Зачем заземляют корпус брандспойта?

Решение.

а) При заземлении линии электропередачи (ЛЭП) для проведения ремонтных работ соблюдается строгая последовательность действий, продиктованная правилами техники безопасности. Сначала один конец металлического каната (или специальной заземляющей штанги) надежно подключается к заземляющему устройству, например, к металлической опоре или специальному заземляющему штырю. Это делается для того, чтобы канат и человек, который его устанавливает, имели одинаковый, безопасный потенциал — потенциал земли, который условно принимается за ноль.

После того как канат заземлен, его второй конец набрасывают на провода ЛЭП. Если линия по какой-либо причине окажется под напряжением (ошибочное включение, наведенное напряжение от соседних линий), то произойдет короткое замыкание. Ток потечет по пути наименьшего сопротивления: от провода через канат в землю. Это вызовет срабатывание защитной автоматики, которая отключит линию. Работник при этом останется в безопасности, так как он держит уже заземленный канат, и разность потенциалов между ним и канатом отсутствует, следовательно, ток через тело человека не пойдет.

Поступать наоборот — сначала набрасывать канат на провод, а потом заземлять его — категорически запрещено и смертельно опасно. В этом случае, если провод находится под напряжением, весь канат мгновенно окажется под этим же высоким напряжением. Человек, стоящий на земле (или на заземленной опоре) и держащий такой канат, окажется под действием разности потенциалов между линией и землей. Через его тело пойдет ток по цепи: провод — канат — человек — земля, что приведет к тяжелейшему или смертельному поражению электрическим током.

Ответ: Такая последовательность (сначала заземлить канат, потом набросить на провод) обеспечивает безопасность работника, так как он и его инструмент имеют безопасный потенциал земли. Обратная последовательность смертельно опасна, поскольку она неминуемо приведет к поражению током, если линия окажется под напряжением.

б) Изоляторы на линиях электропередачи необходимо периодически очищать от пыли и грязи, так как загрязнения, особенно во влажную погоду, снижают их изолирующие свойства и могут привести к коротким замыканиям. Часто эту процедуру проводят на действующих ЛЭП, без снятия напряжения, с помощью струи воды.

Используют именно прерывистую струю воды, а не сплошную, потому что вода (особенно не дистиллированная) является проводником электричества. Сплошная струя создала бы непрерывный токопроводящий путь от провода под высоким напряжением до брандспойта в руках у рабочего. Это эквивалентно прямому прикосновению к проводу и привело бы к поражению током. Прерывистая струя состоит из отдельных капель или порций воды, разделенных воздушными промежутками. Воздух является очень хорошим диэлектриком (изолятором), и эти воздушные промежутки разрывают сплошную проводящую цепь. Общее сопротивление такой прерывистой струи оказывается достаточно большим, чтобы ток утечки через нее был очень мал и безопасен для человека.

Корпус брандспойта заземляют в качестве обязательной меры безопасности. Несмотря на использование прерывистой струи, небольшой ток утечки все равно существует. Кроме того, в сильном электрическом поле вблизи ЛЭП на металлический корпус брандспойта может наводиться электрический потенциал (за счет электростатической индукции). Заземление корпуса обеспечивает надежный путь для стекания этих токов и наведенных зарядов в землю. Благодаря этому корпус брандспойта постоянно поддерживается под безопасным потенциалом земли, что исключает риск поражения работника электрическим током при прикосновении к нему.

Ответ: Прерывистую струю воды используют, чтобы за счет воздушных промежутков между каплями разорвать сплошной проводящий путь и обеспечить высокое сопротивление, тем самым снизив ток утечки до безопасного уровня. Корпус брандспойта заземляют для отвода в землю токов утечки и наведенных зарядов, чтобы он всегда оставался под безопасным (нулевым) потенциалом.