Занимательная электротехника

Если бы не было переменного тока

Любовались ли вы когда-нибудь линиями электропередач, уносящими вдаль тонкую паутину проводов? Задумывались ли вы над тем, какой огромный поток энергии со страшной скоростью распространяется вдоль этих нитей? Шатурская линия передачи перебрасывает на 120 километров мощность в 180 тыс. киловатт. Вот какие огромные возможности представляет нам современная техника переменных токов.

Давайте фантазировать. Предположим, что человечество не знает переменного тока, не знает альтернаторов, вырабатывающих переменный ток напряжением в тысячи вольт, не знает трансформаторов, повышающих его до сотен тысяч. Пусть люди располагают только динамо-машинами, дающими постоянный ток. Конструктивные особенности динамо не позволяют обычно получать ток напряжения, превышающего 600—700 вольт. Чтобы передать мощность в 180 тыс. киловатт под таким напряжением, придется иметь дело с токами в 300 тыс. ампер. Для передачи тока из Шатуры в Москву без значительных потерь потребовались бы медные проводники диаметром свыше 5 метров, т. е. с одноэтажный дом.

Вес погонного метра этой проволоки (если вообще можно назвать проволокой цилиндр в 120 километров длиной и 5 метров в диаметре) достигает 200 тонн. Массивный железобетонный фундамент заменит легкие кружевные мачты. Для нашей линии передачи из Каширы в Москву потребуется около 40 млн. тонн меди.

Где безопасней?

Представьте себе, что где-то недалеко от человека оборвался провод высокого напряжения и коснулся земли. Тотчас же по земле во все стороны от места падения начнет распространяться ток огромной силы.

Как вы думаете, в каком случае человек окажется в большей опасности, — когда земля болотистая или сухая?

Кажется естественно указать на влажную, болотистую землю, которая лучше проводит электричество.

Оказывается как раз наоборот. Именно хорошая проводимость мокрой земли и делает ее более безопасной. В самом деле. Человек совместно с землей образует разветвленную цепь. В такой цепи, как известно, токи распределяются обратно пропорционально сопротивлениям. Сопротивление человеческого тела обычно достигает нескольких тысяч омов, и оно несравненно больше сопротивления земли. Поэтому те сравнительно небольшие разности потенциалов, которые оказываются приложенными к ногам человека, при наличии хорошего, параллельного проводника (мокрой земли) вряд ли смогут вызвать в теле смертельный ток (0,1 ампера).

Профессор в клетке

В современных лабораториях имеются установки, создающие напряжения электрического тока до 10 млн. вольт.

Как защитить в таких условиях экспериментатора? Вы представляете себе, наверное, какой-нибудь толстый резиновый костюм, вроде водолазного, или фарфоровую кабину. Увел, эти средства недействительны!

Несчастье в том, что сопротивление человеческого тела ничтожно по сравнению с сопротивлением изолятора. Поэтому при малейшем повреждении резины или фарфора подавляющая часть тока направится сквозь человеческое тело. А повреждение может случиться очень легко. Ток, под напряжением уже в миллион вольт, пробивает трехметровую гирлянду изоляторов.

Выход из затруднения прост и неожидан. Человека одевают в медную кольчугу или помещают в медную сетчатую клетку. Клетку и кольчугу хорошо заземляют.

Теперь электрические разряды экспериментатору не страшны. Медь — прекрасный проводник. Главный ток уйдет по сетке в землю. Тело, как параллельный проводник высокого сопротивления, окажется под незначительным, безопасным для жизни током.

В. Орлов