1.19. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛ

Обратимся к примеру электрической цепи, показанной на рис. 1.24.

Спросим себя, нарушится ли распределение токов в цепи, если мы заземлим какую-нибудь одну точку нашей цепи, например точку 1?

Чтобы дать правильный ответ на этот вопрос, надо помнить, что электрический ток возникнет лишь в замкнутой цепи. Заземление одной точки цепи, т. е. присоединение ее к проложенным в земле трубам или к забитым в землю железным стержням, не создает нового замкнутого пути для тока.

Рис. 1.24, Электрическая цепь, одна точка которой заземлена. Справа показан график, иллюстрирующий изменение потенциала цепи

При соединении с землей одной точки цепи ток в землю ответвляться не будет, если вся остальная часть цепи имеет достаточно хорошую изоляцию.

Другое дело, если заземляются одновременно две точки электрической цепи: в этом случае создается параллельная цепь и распределение токов может измениться.

Потенциал.

Напряжение между какой-нибудь точкой электрической цепи и землей называют потенциалом этой точки.

Очевидно, что потенциал заземленной точки равен нулю. Определим потенциалы других точек, обозначенных на схеме цифрами.

Напряжение генератора равно разности между его ЭДС и потерей напряжения в нем:

Значит, потенциал точки 2, т. е. напряжение точки 2 относительно земли,

Потенциал точки 3 меньше на величину потери напряжения в сопротивлении

Если мы теперь вернемся в точку 1, то должны по-прежнему полагать, что потенциал в ней должен быть меньше, чем в точке 3, как раз на величину напряжения, приходящегося на средний провод:

Потенциал точки 1 равен нулю.

Как раз из этого положения мы исходили при нашем расчете.

Ответ подтверждает правильность наших выкладок.

Из приведенных расчетов мы можем сделать такой вывод:

потенциал точек цепи понижается, если мы идем в направлении тока.

Иными словами, на участках цепи, не содержащих источников ЭДС, разность потенциалов двух точек равна напряжению между этими точками.

Потенциал представляет собой алгебраическую величину, т. е. может иметь не только конкретное значение, но и знак. Поэтому напряжение между отдельными точками электрической цепи может превышать потенциал некоторой точки.

Какую цель преследуют, заземляя одну из точек цепи? На практике к заземлению какой-нибудь точки цепи прибегают с целью уменьшить опасность поражения электрическим током.

При нечаянном прикосновении к какой-нибудь точке электрической установки тело человека окажется под напряжением, равным потенциалу точки соприкосновения. Во многих случаях этот потенциал по своему значению меньше максимального напряжения, действующего в электрической цепи. Более подробно этот вопрос мы рассмотрим в гл. 7, посвященной трехфазному току.