Электропроводность грунта (Земля)

[vachovsky-tata.livejournal.com]

Провела эксперимент на даче.

Первая часть.
Взяла лампочку 220 В, соединила один контакт с фазой розетки 220 В в доме, второй контакт длинным проводом на улицу к железному штырю, который воткнут в грядку. Нейтраль на трансформаторной подстанции и на каждом третьем столбе на пути до дома заземлена, сама проверила. Образовалась цепь — фаза подстанции, лампа, грунт, заземлённая нейтраль подстанции.
Результат: лампочка загорелась.

Вторая часть.
Взяла лампочку 12 В, соединила один контакт с «+» автомобильного аккумулятора, второй контакт к железному штырю, который воткнут в грядку, контакт с «−» аккумулятора к другому железному штырю в параллельной грядке. Образовалась цепь — «+» аккумулятора, лампа, грунт, «−» аккумулятора.
Результат: лампочка не загорелась. Смена полюсов другого результата не даёт.


Так грунт (Земля) проводит электрический ток или нет? Почему в случае с переменным током 220 В лампа горит при замыкании цепи на Землю, а в случае с постоянным 12 В лампа не горит при замыкании цепи на Землю?

Comments

[basila]

Увлекательно вы живете :)

[soldatovdd.livejournal.com]

Подпишусь-ка я на каменты...

[spelller.livejournal.com]

Потому что Земля - это конденсатор. Только большой.

[magryba.livejournal.com]

и куда второй контакт прикладывать

[natomist.livejournal.com]

+1
Земля в данном случае выступает не проводником, а конденсатором.

[ikaktys.livejournal.com]

маленький, но и это не роляет

[karachee.livejournal.com]

Проводит то он - проводит, но вот сопротивление там таково, что использовать оную пользы для не представляется возможным. В первом случае нейтраль можно было не заземлять, достаточно разности потенциалов.

[denross.livejournal.com]

+, во 2м случае разность мала

[capt-threepwood.livejournal.com]

не заземлять - это как? вместо "Взяла лампочку 220 В, соединила один контакт с фазой розетки 220 В в доме, второй контакт длинным проводом на улицу к железному штырю, который воткнут в грядку." оставить "Взяла лампочку 220 В, соединила один контакт с фазой розетки 220 В в доме, второй контакт длинным проводом на улицу" и оставить его незаземлённым? и лампочка будет гореть?

ну попробуйте. -)

[magryba.livejournal.com]

При одинаковой мощности сила тока у 12 и 220 вольт различаются в 18 с лишним раз.
Сопротивление Вашего импровизированного заземления слишком велико, чтобы обеспечить свечение лампочки в цепи.
Нужно было делать настоящее заземление с заглублением штырей (минимум 3 шт.) в водоносные слои, и толщина проводника должна быть квадратов сто.

[natomist.livejournal.com]

Водоносные слои посолить

[khathi.livejournal.com]

Сколько себя помню, квадрат был безразмерной величиной. ;)

[sanitareugen.livejournal.com]

Померяйте вольтметром. Лампочка не настолько чувствительный прибор, при малом токе нить не светится. Интереснее вопрос, отчего накалилась нить в первом опыте. Скорее всего оттого, что на подстанции заземление сделано по правилам, не "штырь", а достаточно большая площадь контакта. То есть сопротивление Вашего заземления велико, а всех прочих элементов цепи (провода до подстанции, заземления на подстанции, слоя грунта между подстанцией и Вашим заземлением) по сравнению с ним пренебрежимо мало. В опыте с аккумулятором у Вас два плохих заземления, дающий вдвое большее сопротивление.
При этом сопротивление лампы на 220V выше. Оно определяется из R=U²/W, и если принять для прикидки, что мощность 12-вольтовой лампочки в 10 раз меньше, чем 220-вольтовой, то, поскольку напряжение выше почти в 20 раз, то и сопротивление маленькой лампочки примерно в 40 раз меньше. И добавка в цепи сопротивления заземлений по сравнению с сопротивлением самой лампочки ток сокращает резко, а у большой лампы собственное сопротивление выше, и добавка сопротивления заземления ухудшает относительно меньше.

[ikaktys.livejournal.com]

да можно проще сказать, 60Вт лампочке на 230в надо ~250мА для полного свечения, но хватит уже 100мА что б быть оранжевокрасной, а средняя лампочка (фары, поворотники, габариты) из машины на 12в от 100ма даже не вспотеетстанет теплой, кроме совсем мелких приборных, но и там при 1Вт надо почти те же 100мА, но тут уже и плохое заземление роляет.

[vachovsky-tata.livejournal.com]

Почему мощность в 10 раз меньше? Лампа 220 В на 60 Ватт, а лампа 12 В на 55 Ватт.

[eednew.livejournal.com]

В одном случае ток переменный, в другом - постоянный.

При постоянном надо минус на второй контакт подать, как на рельс трамвая. А при переменном "заземлённая нейтраль подстанции" ни при чём, просто земля в качестве ноля отработала.

[riazhenka.livejournal.com]

То есть лампочка фактически работала на постоянном токе, то есть выдавала половинную мощность?

[georgy-vasilyev.livejournal.com]

Горжусь нашими дамами! Без шуток :)

[vachovsky-tata.livejournal.com]

Я тут не при чём. Это всё сыну интересно, я пытаюсь понять сама, чтобы ему объяснить.

[ewavr.livejournal.com]

Именно поэтому линии электропередач стремятся сделать высоковольтными - потери меньше на меньшем токе.

[egor-13.livejournal.com]

... причем не токе, а именно напряжении, насколько помню

[capt-threepwood.livejournal.com]

а у вас мощности ламп какие?

[vachovsky-tata.livejournal.com]

Лампа 220 В на 60 Ватт, а лампа 12 В на 55 Ватт.

[capt-threepwood.livejournal.com]

Коротко ответы на ваши вопросы:
>Так грунт (Земля) проводит электрический ток или нет?
Проводит, конечно.
Только с ней сложно надёжно соединиться.

> Почему в случае с переменным током 220 В лампа горит при замыкании цепи на Землю, а в случае с постоянным 12 В лампа не горит при замыкании цепи на Землю?

потому что при сравнимой мощности ламп через лампу 12В пойдёт значительно больший ток, и на плохом соединении с зёмлей падение напряжения будет больше, а лампочке "достанется" меньше.
От того, переменный это ток или постоянный, картина не изменится.
На активной нагрузке (каковой является лампочка и штырь) можно использовать для переменного тока тот же закон Ома и те же правила Кирхгофа, подставляя туда действующие значения тока и напряжения.
Да, "220В" - это действующее значение напряжения.

1) Лампочка 220 60Вт.

При её подключёнии к сети 220В через неё должен идти ток 0,27А (P=UI), сопротивление нити при этом примерно 800 Ом (I=U/R).

Сопротивление заземления на столбе и подстанции нормировано законодательно, должно быть меньше 4 ом. Предположим, что закон выполнен.
Сопротивление штыря в грядке не нормировано, можно получить десятки и сотни ом.
Пусть для определенности будет 20 ом (это очень оптимистичный прогноз, но позволяет показать принцип).

При включении лампочки 220В в эту схему сопротивление проводников вокруг неё 20 Ом (проводами и нормированным заземлением пренебрегаем)

Получается, что 220В попадают на лампочку (800 Ом) и провода (20 Ом) последовательно, на лампочке останется 220*800/820=214В, она отлично светит.
Даже при росте сопротивления проводников до 100 Ом на ней останется 195В и она вполне себе будет светить.

2) Лампочка 12В 55Вт.
Ожидаемый ток 4,58А, сопротивление нити 2,6 Ома.

При включении лампочки через ДВА плохих сопротивления лишнее сопротивление будет 2 раза по 20 Ом, даже в "оптимистичном" варианте.

12В попадут на лампочку (2.6 Ома) и землю (40 Ом) последовательно, на лампочке останется 0.7В. Свечением тут не пахнет, само собой.
При увеличении сопротивления "штырей в грядке" картина только ухудшится.

Если взять маломощную лампочку (5Вт, например): ток на 12В 0,08А, сопротивление нити 150 Ом
тогда даже в удачном случае двух штырей по 20 Ом на лампочку попадёт 9,4В - свечение должно быть видно.

В случае, если не повезло и у вас два штыря по 100 Ом, например - то напряжение на лампе упадёт до 5В и, скорее всего, света уже не будет или почти не будет.

Само собой, наверняка сопротивление типа "штырь в грядке" никаких 20 Ом не даст - для получения нужных четырёх ом забивают в землю три штыря треугольником на много метров вниз и соединяют наверху сваркой.

[eednew.livejournal.com]

Ну да, а при переходе рельс трамвая нас не херачит током чисто по волшебству.

[http://users.livejournal.com/hayate_/]

Потери слишком большие.
Попробуйте вместо лампочки на 12 вольт взять лампочку для карманного фонаря, на 3.5 вольта.
Или вообще светодиод.

[eednew.livejournal.com]

Один хрен, если присоединить только плюс постоянного тока, ничего не будет.

[biglebowsky.livejournal.com]

Во время WW1 и WW2 массово использовались однопроводные полевые телефоны.

Два полевых телефона соединялись одножильным проводом. Цепь замыкалась через заземление - нужно было втыкать в землю металлические штырьки. Если земля была сухой, то контакт в заземлении был плохой. Надо было как-то увлажнить землю в точке заземления. Если солевым раствором, то совсем хорошо будет. То есть,в мемуарах связистов упоминается, что на заземление следовало помочиться.

[eednew.livejournal.com]

Кстати, минус в районе вольта на этом можно и получить.

[karpion.livejournal.com]

Сопротиивление почвы может зависиеть от напряжения (т.е. закон Ома может не соблюдаться).

Переменный ток может "воспользоваться" конденсаторными свойствами Земли и проводов электроснабжения (см.ниже).

Розетка питается через провода электроснабжения, которые в паре с Землёй образуют конденсатор. Кроме того, генераторы и трансформаторы заземлены - причём не "воткнутием в грядку", а получше.

[vashu11.livejournal.com]

Однопроводные линии вполне юзают. Single wire earth return - туда по проводу, обратно по земле

Только не 220, а обычно 10 киловольт и больше,чтобы потери уменьшить, на другом конце уменьшают трансформатором. Если надо запитать три лампочки в одиноком коровнике в 10 км - самое то, экономия на втором проводе больше чем потери.