На строительной площадке рабочему было поручено закрепить груз на крюке подъёмного крана. Прикоснувшись к крюку, он замертво упал на землю. Выяснилось, что на одной из фаз воздушной линии электропередачи, проходящей вблизи крана, имелся проволочный наброс, который при ветре замыкал фазу на металлическую опору линии. Ток, стекающий в землю при замыкании фазного провода линии на тело опоры, Iзам= 50 А; удельное сопротивление земли = 210 Омм. Пострадавший находился между опорой и подъёмным краном, расстояния от опоры и от заземлителя крана до места нахождения пострадавшего, соответственно, l1 = 4 м, l2 = 4 м. Сопротивление обуви принять Rдоб = 0,5 кОм. Определите ток, протекавший через тело пострадавшего.
Сначала определим напряжение на теле пострадавшего. Для этого используем формулу для напряжения в цепи:
U = I * R,
где U - напряжение, I - сила тока, R - сопротивление.
В данном случае ищем силу тока, поэтому перепишем формулу:
I = U / R.
Зная значения сопротивления обуви Rдоб = 0,5 кОм и тока, стекающего в землю при замыкании фазного провода линии на тело опоры Iзам = 50 А, можем вычислить напряжение на теле пострадавшего:
U = Iзам * Rдоб = 50 А * 0,5 кОм = 25 кВ.
Теперь нужно определить сопротивление от опоры до пострадавшего. Для этого воспользуемся формулой:
R1 = ρ * l1 / S,
где R1 - сопротивление, ρ - удельное сопротивление земли, l1 - расстояние от опоры до пострадавшего, S - площадь сечения заземлителя или опоры.
Площадь сечения опоры мы не знаем, поэтому рассчитаем только сопротивление заземлителя:
R2 = ρ * l2 / S.
Теперь можем найти общее сопротивление цепи от опоры до пострадавшего:
Rобщ = R1 + R2.
Из условия задачи известны значения ρ = 210 Ом⋅м, l1 = 4 м, l2 = 4 м.
Теперь мы можем вычислить общее сопротивление цепи:
Rобщ = (210 Ом⋅м * 4 м + 210 Ом⋅м * 4 м) / S.
Окончательное сопротивление цепи зависит от площади сечения опоры или заземлителя, которую мы не знаем.
Теперь объединим все полученные значения и применим закон Ома:
I = U / RОбщ.
Подставим значения:
I = 25 кВ / Rобщ.
Завершим решение, когда будет известно значение площади сечения опоры или заземлителя для вычисления общего сопротивления цепи и исходя из него определим силу тока, протекающего через тело пострадавшего.