Bezpieczne użytkowanie energii elektrycznej

1. 1

   Sucha skóra ma opór rzędu stu tysięcy omów. Warstwa suchego naskórka jest kiepskim przewodnikiem i to ona wykonuje tu całą robotę.

   $$R = 100\,000\ \Omega$$
2. 2

   Wilgotna skóra, na przykład spocone dłonie, to już około pięciu tysięcy omów.

   $$R = 5000\ \Omega$$
3. 3

   Mokra skóra schodzi mniej więcej do tysiąca omów. Woda z rozpuszczonymi solami mineralnymi przewodzi dobrze, a rozmoczony naskórek przestaje być barierą.

   $$R = 1000\ \Omega$$

Wszystkie 3 kroków odsłonięte.

1. 1

   Zaczynamy od tego, co się nie zmienia. Napięcie w gniazdku jest zawsze takie samo, niezależnie od tego, w jakim jesteś stanie.

   $$U = 230\text{ V}$$
2. 2

   Przypadek pierwszy: suche dłonie i suche buty. Opór ciała jest wtedy duży, przyjmijmy typowe sto tysięcy omów.

   $$R_1 = 100\,000\ \Omega$$
3. 3

   Liczymy natężenie z prawa Ohma. Wychodzi ułamek tysięcznej części ampera, czyli około dwóch miliamperów — nieprzyjemne szarpnięcie.

   $$I_1 = \frac{230}{100\,000} = 0{,}0023\text{ A} = 2{,}3\text{ mA}$$
4. 4

   Przypadek drugi: to samo gniazdko, ta sama osoba, ale mokre ręce i mokra podłoga. Opór spada do około tysiąca omów.

   $$R_2 = 1000\ \Omega$$
5. 5

   Podstawiamy jeszcze raz. Napięcia nie zmienialiśmy ani o wolt.

   $$I_2 = \frac{230}{1000} = 0{,}23\text{ A} = 230\text{ mA}$$
6. 6

   Porównajmy oba wyniki. Prąd urósł sto razy i przekroczył granicę groźną dla serca, choć w gniazdku nic się nie stało.

   $$\frac{I_2}{I_1} = \frac{230\text{ mA}}{2{,}3\text{ mA}} = 100$$

Wszystkie 6 kroków odsłonięte.

1. 1

   Bateria na suchej dłoni: dziewięć woltów na oporze stu tysięcy omów. Nie poczujesz zupełnie nic.

   $$I = \frac{9}{100\,000} \approx 0{,}00009\text{ A} = 0{,}09\text{ mA}$$
2. 2

   Gniazdko na tej samej dłoni: dwieście trzydzieści woltów na tym samym oporze. Wyraźne szarpnięcie.

   $$I = \frac{230}{100\,000} = 0{,}0023\text{ A} = 2{,}3\text{ mA}$$
3. 3

   To dopiero początek. Napięcie $9$ V nie ma szans przebić się przez suchy naskórek, więc opór ciała pozostaje duży, cokolwiek robisz. Napięcie $230$ V przy wilgoci trafia na opór stukrotnie mniejszy i wtedy prąd idzie w setki miliamperów. Bateria nie ma jak wejść w ten zakres — jej napięcie jest za małe, żeby przepchnąć groźny prąd przez jakikolwiek realny opór ciała.

   $$I = \frac{9}{1000} = 0{,}009\text{ A} = 9\text{ mA}$$

Wszystkie 3 kroków odsłonięte.

1. 1

   Pralka pobiera z gniazdka prąd o natężeniu 6 A. Cały ten prąd wpływa jednym przewodem i tym samym co do wartości powinien wrócić drugim.

   $$I_{\text{wplyw}} = 6\text{ A}$$
2. 2

   Gdy wszystko jest sprawne, różnicówka porównuje oba prądy i widzi zero. Prąd, który wpłynął, w całości wrócił.

   $$\Delta I = 6\text{ A} - 6\text{ A} = 0$$
3. 3

   Teraz izolacja wewnątrz pralki zostaje uszkodzona i faza dotyka metalowej obudowy. Ktoś kładzie na niej rękę, a część prądu odpływa przez niego do ziemi. Przewodem powrotnym wraca już mniej.

   $$I_{\text{powrot}} = 5{,}97\text{ A}$$
4. 4

   Różnicówka liczy różnicę. Wychodzi trzydzieści miliamperów, czyli dokładnie tyle, ile potrafi wykryć.

   $$\Delta I = 6\text{ A} - 5{,}97\text{ A} = 0{,}03\text{ A} = 30\text{ mA}$$
5. 5

   Przekroczenie progu uruchamia rozłączenie obwodu. Trwa to około trzydziestu tysięcznych sekundy, czyli szybciej, niż zdążysz mrugnąć.

   $$t \approx 0{,}03\text{ s}$$

Wszystkie 5 kroków odsłonięte.