冲击电流路径

正如我们已经了解到的，电力需要完整的路径（电路）才能持续流动。这就是为什么静电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。像这样持续时间自限的电击很少有危险。

机身上没有两个电流分别进出的接触点，不会有触电的危险。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的原因：它们只与电路接触的一点。

为了使电流流过导体，必须存在电压来激励它。您应该记得，电压在两点之间总是相对的 .电路中没有“开”或“在”某个点的电压，因此在上述电路中接触单个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，即使它们依赖于两个 脚，双脚都接触同一根电线，使它们电气共用 .从电学上讲，鸟的双脚接触同一点，因此它们之间没有电压来激励电流通过鸟的身体。

这可能会让人们相信，仅仅接触一根电线就不可能被电击中。就像鸟类一样，如果我们确定一次只接触一根电线，我们就会安全，对吗？不幸的是，这是不正确的。与鸟类不同的是，人们在接触“带电”电线时通常是站在地上。

很多时候，电力系统的一侧会有意连接到大地，因此触摸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：

接地符号是位于所示电路左下方的三个宽度递减的水平条，也位于被电击者的脚下。在现实生活中，电力系统地由某种埋在地下深处的金属导体组成，以最大限度地与大地接触。

该导体通过粗线电连接到电路上的适当连接点。受害者的接地是通过他们的脚接触地球。

在这一点上，学生的脑海中通常会出现一些问题：

• 如果电路中存在接地点为某人提供了一个容易受到电击的接触点，那么为什么要在电路中使用接地点？不接地的电路不是更安全吗？
• 感到震惊的人可能不是赤脚的。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？
• 好的导体可以弄脏 是？如果流过地球的电流会让您感到震惊，为什么不在我们的电源电路中使用地球作为导体？

在回答第一个问题时，电路中有意存在的“接地”点旨在确保其一侧是 安全接触。请注意，如果上图中的受害者触摸电阻器的底部，即使他们的脚仍然接触地面，也不会发生任何事情：

由于电路的底部通过电路左下角的接地点牢固接地，因此电路的下导体电气共用 与地面。由于电气公共点之间可以没有电压，因此接触下方导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（无绝缘层），因此它碰到的任何金属物体都将同样与大地电气共用。

电路接地确保电路中至少有一个点可以安全触摸。但是让电路完全不接地怎么办？这难道不会让任何人只接触一根电线就和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。观察完全没有根据的情况：

尽管人的脚仍然接触地面，但电路中的任何一点都应该是安全的。由于没有从电压源底部到顶部通过人的身体形成完整的路径（电路），因此无法通过人建立电流。

然而，这一切都可能因意外接地而改变，例如树枝接触到电源线并提供接地连接：

电力系统导体与大地（大地）之间的这种意外连接称为接地故障 .

接地故障

接地故障可能由许多原因引起，包括电力线绝缘体上的污垢堆积（为电流从导体到电线杆和地面（下雨时）形成脏水路径）、地下水渗入埋地电力线导体、鸟儿降落在电线上，用翅膀将电线架在电线杆上。

考虑到接地故障的多种原因，它们往往是不可预测的。在树木的情况下，没有人可以保证哪根电线 他们的树枝可能会碰到。如果一棵树碰到电路中的顶部电线，它会使顶部电线触碰安全而底部电线危险——这与之前树木接触底部电线的情况相反：

当树枝接触到顶部电线时，该电线成为电路中的接地导体，与大地电气共用。因此，该导线与地之间没有电压，但底部导线与地之间存在全（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 人们接触单根电线：

每个人都站在地面上，接触电路中的不同点，从而形成一条通过一个人、通过地球和通过另一个人的电击电流路径。尽管每个人都认为他们只接触电路中的一个点是安全的，但他们的联合行动创造了一个致命的场景。实际上，一个人充当了接地故障，这使得另一个人不安全。

这正是未接地电力系统危险的原因：电路中任何一点与地（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一点。在这些场景中唯一能保证安全的角色是鸟，它与地面完全没有联系！

通过将电路中的指定点牢固地接地（“接地”电路），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。

回答第二个问题，胶底鞋做 确实提供了一些电气绝缘，以帮助保护某人免于通过他们的脚传导冲击电流。然而，大多数常见的鞋子设计都不是为了电气“安全”，它们的鞋底太薄而且材质不合适。

此外，任何水分、污垢或来自身体汗液表面或渗透鞋底的导电盐都会损害鞋子最初的绝缘价值。有专门为危险的电气工作制作的鞋子，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干净、干燥的状态才能有效。

可以说，普通的鞋子不足以保证防止电力系统的电击。

对人体各部分与接触点（如地面）之间的接触电阻进行的研究显示了范围广泛的数字（有关此数据来源的信息，请参见本章末尾）：

• 手或脚接触，橡胶绝缘：典型值为 20 MΩ。
• 脚通过皮鞋底接触（干）：100 kΩ 至 500 kΩ
• 脚通过皮鞋底接触（湿）：5 kΩ 至 20 kΩ

如您所见，橡胶不仅是比皮革更好的绝缘材料，而且在多孔物质（例如皮革）中存在的水非常 降低电阻。

在回答第三个问题时，污垢不是很好的导体（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，伤害或杀死一个人只需要很少的电流，所以当有足够的电压时，即使污垢的导电性很差，也足以为致命的电流提供路径，因为通常有在电力系统。

一些地表面比其他地表面具有更好的绝缘性。例如，油基沥青比大多数形式的泥土或岩石具有更大的阻力。另一方面，混凝土由于其固有的水和电解质（导电化学物质）含量而往往具有相当低的电阻。

评论：

• 只有在电路的两点之间发生接触时才会发生电击；当在受害者的身体上施加电压时。
• 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，以确保电路的一侧始终处于接地电位（该点与大地之间的零电压） .
• 接地故障 是电路导体与大地（大地）之间的意外连接。
• 制造特殊的绝缘鞋和垫子是为了通过地面传导保护人们免受电击，但即使是这些装备也必须处于清洁、干燥的状态才能发挥作用。普通的鞋子不足以通过将穿着者与大地隔离来提供防震保护。
• 虽然污垢是不良导体，但它可以传导足够的电流来伤害或杀死人类。

相关工作表：

• 电击工作表