第3节 冲击电流路径
# 1. 单点与两点接触电路
正如我们已经了解到的那样，电需要一条完整的路径（电路）才能持续流动。这就是为什么从静电中受到的冲击只是短暂的震动：当两个物体之间的静电荷相等时，电流的流动必然是短暂的。像这样持续时间有限的电击很少有危险。
没有两个分别供电流进出的接触点，不存在触电危险。这就是为什么鸟类可以安全地停在高压电线上而不会受到电击：它们只在一个点与电路接触。
为了使电流流过导体，必须有一个电压来激励它。您应该记得，电压在两点之间的压差，因此接触上述电路中单点的鸟没有在其身体上施加电压以建立通过它的电流。
是的，即使它们靠在两只脚上，两只脚都接触到同一根电线，使它们在电气上是等电位的。从电气上讲，鸟的两只脚都接触到同一个点，因此它们之间没有电压来驱动电流通过鸟的身体（两个脚非常近，并且阻抗大，电流基本都通过了电线，不经过鸟腿）。
这可能会让人们相信，仅仅触摸一根电线是不可能被电击的。就像鸟儿一样，如果我们确定一次只接触一根电线，我们就安全了，对吧？ 不幸的是，这是不正确的。与鸟类不同，人们在接触“带电”电线时通常站在地上。
很多时候，电力系统的一侧会有意连接到大地，因此接触单根电线的人实际上是在电路中的两点（电线和大地）之间进行接触：
接地符号是一组三个宽度递减的水平条，位于所示电路的左下方，也位于被电击者的脚下。在现实生活中，电力系统接地由某种金属导体深埋在地下，以最大限度地与大地接触。
该导体通过粗的电线连接到电路的合适位置处。受害者通过他们接触地面的脚接地。
在这一点上，学生们通常会想到几个问题:
- 如果电路中接地点的存在为人提供了一个容易触电的接触点，那为什么还要在电路中存在接地点呢？无接地电路不是更安全吗？
- 人可能不是赤脚。如果橡胶和织物是绝缘材料，那么为什么他们的鞋子不能通过防止电路形成来保护它们呢？
- 大地中的土是很好的导体吗？如果您会被通过大地的电流所电击，为什么不在我们的电路系统中使用大地作为导体呢？
在回答第一个问题时，电路中“接地”点的存在旨在确保电路的一侧可以安全接触。请注意，如果上图中的受害者要触摸电阻器的底部，即使他们的脚仍会接触地面，也不会发生任何事情：
因为电路的底部通过电路左下方的接地点牢固地连接到地，所以电路的下导体与大地在电位上是相等的。由于电气公共点之间没有电压，因此接触下部电线的人不会施加电压，他们不会受到电击。
出于同样的原因，将电路连接到接地棒/板的电线通常是裸露的（没有绝缘），因此它所碰到的任何金属物体都将与大地等电位。
电路接地可确保电路中的至少一个点可以安全触摸。但是让电路完全不接地呢？这不会让任何人只接触一根电线就和只坐在一根电线上的鸟一样安全吗？理想情况下，是的。实际上，没有。观察完全没有接地会发生什么：
尽管人的脚仍在接触地面，但电路中的任何单点都应该是安全的。由于从电压源的底部到顶部没有通过人体形成完整的路径（电路），因此无法建立通过人体的电流。
然而，这一切都可能因意外接地而改变，例如树枝接触电源线并提供接地连接：
电力系统导体与大地（地）之间的这种意外连接称为接地故障。
# 2. 接地故障
接地故障可能是由许多原因引起的，包括电力线绝缘体上的污垢堆积（为电流从导体到电线杆以及在下雨时流向地面形成脏水路径）、地下水渗入地下电力线导体、鸟儿降落在电线上，用翅膀将电线连接到电线杆上。
考虑到接地故障的许多原因，它们往往是不可预测的。就树木而言，没有人能保证它们的树枝可能会接触到哪根电线。如果一棵树刷到电路中的顶部电线，它会使顶部电线安全接触，而底部电线则很危险——这与之前树木接触底部电线的情况相反：
树枝与顶部电线接触，该电线成为电路中的接地导体，与大地电气共用。因此，该线和地之间没有电压，但底部线和地之间有全（高）电压。
如前所述，树枝只是电力系统中接地故障的一个潜在来源。考虑一个没有接触树木的未接地电力系统，但这次有两个人接触单根电线：
当每个人站在地上，接触电路中的不同点时，冲击电流的路径会通过一个人、大地和另一个人。尽管每个人都认为他们只接触电路中的一个点是安全的，但他们的联合行动会造成致命的局面。实际上，一个人充当了接地故障，这对另一个人来说是不安全的。
这正是不接地电力系统危险的原因：电路中任何点与大地（大地）之间的电压是不可预测的，因为接地故障可能随时出现在电路中的任何点。在这些情况下，唯一能保证安全的角色是鸟，它与大地完全没有联系！
通过将电路中的指定点牢固地连接到大地（将电路“接地”），至少可以确保该点的安全。这比完全没有接地连接更能保证安全。
在回答第二个问题时，胶底鞋确实提供了一些电绝缘，以帮助保护人们免受通过脚部传导冲击电流。然而，大多数常见的鞋子并不是为防电而设计，它们的鞋底太薄而且材质不合适。
此外，任何水分、污垢或身体汗液中的任何水分、污垢或传导性盐分都渗入鞋底，这将损害鞋子最初的绝缘价值。有专门为危险的电气工作而设计的鞋子，以及在带电电路上工作时可以站立的厚橡胶垫，但这些特殊的装备必须处于绝对清洁、干燥的状态才能发挥作用。
可以说，普通鞋类不足以保证防止电力系统触电。
对人体各部位与接触点（例如地面）之间的接触电阻进行的研究：
- 手或脚接触，用橡胶绝缘：典型值为 20 MΩ。
- 通过皮鞋底的脚接触（干）：100 kΩ 至 500 kΩ
- 通过皮鞋底的脚接触（湿）：5 kΩ 至 20 kΩ
如您所见，橡胶是比皮革更好的绝缘材料，而且皮革等多孔物质中存在水会大大降低电阻。
在回答第三个问题时，大地中的土不是很好的导体（至少在干燥时不是！）。导体太差，无法支持为负载供电的连续电流。然而，正如我们将在下一节中看到的那样，伤害或杀死一个人只需要很少的电流，所以即使是大地中的土的低导电性也足以在有足够电压的情况下提供致命电流的路径，因为通常是在高压的电力系统中。
一些地表比其他地表是更好的绝缘体。例如，沥青是油基的，比大多数形式的泥土或岩石具有更大的阻力。另一方面，由于其固有的水和电解质（导电化学物质）含量，混凝土往往具有相当低的电阻。
# 3. 总结
- 当电压施加在受害者的身体上时，只有在电路的两点之间发生接触时才会发生电击。
- 电源电路通常有一个指定的“接地点”：牢固地连接到埋在泥土中的金属棒或金属板上，以确保电路的一侧始终处于接地电位（该点与大地之间的电压为零）。
- 接地故障是电路导体与大地（地线）之间的意外连接。
- 特殊的绝缘鞋和垫子可通过接地传导保护人员免受电击，但即使是这些装备也必须处于清洁、干燥的状态才能有效。普通鞋类不足以通过将穿着者与大地绝缘来提供防震保护。
- 尽管大地中的土是不良导体，但它可以传导足够的电流来伤害或杀死人类。
# 4. 总目录
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