Загальна інформація
Застосування
Головний розподільний щит у будинку
Слід продемонструвати, що дотик до неізольованих електричних провідників може бути небезпечним для людини (у досліді її представляє модель).
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Треба знати, як в електричному колі вимірюють дві величини - силу струму й напругу.
Принцип
На моделі демонструють дію струму на функціональну модель людини.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Після виконання досліду учні мають бути здатні оцінити небезпеку струму й зрозуміти його дію на тіло людини.
Завдання
- Моделюють протікання струму крізь модель людини.
- Моделюють протікання струму крізь людину з використанням додаткового заземлення.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
Складання та виконання
Складання (1/2)
Рисунок 1
1. Дослід
Збери дослід відповідно до рис. Познач верхній провід як провідник L, а нижній - як провідник N.
Затисни залізний дріт (як модель запобіжника) за допомогою затискачів «крокодил» на подвійних штекерах.
Встав патрон лампи так, щоб його різьба була з'єднана з верхнім проводом (провідник L).
З'єднай одну руку моделі людини з нижнім проводом (провідник N), а другу руку - з провідником L.
Виконання (1/2)
1. Дослід
- Подай напругу U=12 В∼ і замкни вимикач.
- Спостерігай за моделлю людини та залізним дротом.
Складання (2/2)
2. Дослід
Перебудуй установку при розімкнутому вимикачі відповідно до рис. 2 так, щоб провідник N був «заземлений», а ноги моделі людини були з'єднані із «землею».
З'єднай одну руку моделі людини з провідником L.
Рисунок 2
Виконання (2/2)
2. Дослід
Замкни вимикач і, як у 1. досліді, стеж за можливими змінами.
При розімкнутому вимикачі заміни модуль з прямим проводом (позначений цифрою 1 на рисунку 2) передбаченими резисторами і з'єднай так ноги моделі людини із землею спочатку через 47 кОм, а потім через 10 кОм.
Замкни вимикач і запиши свої спостереження.
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
Діоди в серці моделі людини світяться. Залізний дріт не змінився.
Результат такий самий, як у 1. досліді.
І тепер залізний дріт не змінився. При опорі 47 кОм у провіднику від землі до ніг моделі людини діоди не світяться, а при 10 кОм світяться лише дуже слабко.
Опрацювання результатів
Якщо людина однією рукою торкається провідника L, а другою - провідника N, то вона ввімкнена в електричне коло так само, як електричний прилад (у дослідах - паралельно до нього). Про цей небезпечний для життя дотик сигналізують діоди.
У патронах для ламп різьба має бути з'єднана з провідником N, а донний контакт - з провідником L. (Нині патрони для ламп, як правило, ізольовані так, що доторкнутися до них неможливо.) Дотик небезпечний для життя й тоді, коли людина однією рукою торкається лише провідника L, але ногами опосередковано торкається й заземленого провідника N. Проте якщо людина достатньо ізольована від землі, дотик безпечний, бо прикладена напруга здебільшого падає на опорі, який має ізоляція. Так буває, зокрема, коли підлога, на якій стоїть людина, зроблена з погано провідного матеріалу (наприклад, із сухого дерева) або коли людина взута в гумові чоботи.
Зауваження
Запобіжник спрацьовує лише тоді, коли в колі виникає коротке замикання між провідником L і провідником N чи землею або перевантаження. Отже, він не захищає людину від небезпечних для життя ситуацій, які моделюють у досліді.