Moduł 15 kursu Prąd elektryczny stały: przewody L, N, PE, uziemienie ochronne, wyłącznik różnicowoprądowy RCD oraz zasady pierwszej pomocy przy porażeniu.
Dlaczego w gniazdkach w łazience i kuchni wystaje metalowy bolec i dlaczego kable mają trzy różne kolory? Czym jest wyłącznik różnicowoprądowy, jak ratuje życie w ułamku sekundy i jak prawidłowo udzielić pierwszej pomocy porażonemu prądem?
Dlaczego w gniazdkach w łazience i kuchni wystaje metalowy bolec i dlaczego kable mają trzy różne kolory? Czym jest wyłącznik różnicowoprądowy, jak ratuje życie w ułamku sekundy i jak prawidłowo udzielić pierwszej…
| Natężenie prądu (przemienny 50 Hz) | Fizjologiczny skutek dla człowieka |
|---|---|
| $0{,}5 - 1{,}5\text{ mA}$ | Próg wyczuwalności (lekkie mrowienie na palcach) |
| $10 - 15\text{ mA}$ | Próg oderwania: bolesny skurcz mięśni dłoni; człowiek nie jest w stanie samoczynnie puścić trzymanego przewodu („prąd trzyma”) |
| $25 - 30\text{ mA}$ | Poważne trudności z oddychaniem, silny skurcz mięśni klatki piersiowej |
| powyżej $50\text{ mA}$ ($0{,}05\text{ A}$) | Śmiertelne zagrożenie: migotanie komór serca, zatrzymanie krążenia i śmierć kliniczna w ciągu kilku sekund! |
Przy jakim natężeniu prądu przemiennego 50 Hz występuje próg oderwania, czyli skurcz dłoni uniemożliwiający puszczenie trzymanego przewodu?
Poprawna: a) Próg oderwania to 10–15 mA — mięśnie dłoni kurczą się tak silnie, że człowiek nie potrafi rozluźnić uchwytu. Wartość 0,5–1,5 mA odpowiada jedynie progowi wyczuwalności, czyli lekkiego mrowienia.
Nowoczesna instalacja elektryczna prowadzona jest kablami trójżyłowymi o ściśle określonych kolorach izolacji:
Jaki kolor izolacji ma przewód neutralny N?
Poprawna: d) Przewód neutralny N wyróżnia jasnoniebieska izolacja. Brązowy lub czarny to przewód fazowy L, a żółto-zielony — ochronny PE.
W urządzeniach o metalowej obudowie (np. pralka, lodówka, kuchenka mikrofalowa, zmywarka) obudowa jest fabrycznie połączona ze stykiem ochronnym wtyczki (a przez niego z bolcem w gniazdku i przewodem PE):
Co dzieje się po przebiciu izolacji w pralce, której obudowa jest prawidłowo uziemiona przewodem PE?
Poprawna: c) Uziemiona obudowa daje prądowi przebicia drogę do ziemi, więc płynie duży prąd zwarciowy i bezpiecznik nadmiarowoprądowy szybko wyłącza obwód. Bez PE prąd czekałby na człowieka, a napięcia w obwodzie nie sumują się w ten sposób.
Najważniejszym urządzeniem chroniącym ludzkie życie we współczesnych domach jest wyłącznik różnicowoprądowy (RCD, symbol schematyczny $\Delta I$):
Wyłącznik RCD nieustannie porównuje prąd wpływający do mieszkania przewodem fazowym ($I_L$) z prądem powracającym przewodem neutralnym ($I_N$):
Na czym polega wykrywanie porażenia przez wyłącznik różnicowoprądowy?
Poprawna: b) W normalnej pracy I_L = I_N, a prąd płynący przez ciało do ziemi zmniejsza prąd wracający, tworząc prąd upływu. Wyłącznik nie mierzy napięcia obudowy ani temperatury przewodów.
Co na schemacie instalacji oznacza pierścień (przekładnik) wewnątrz wyłącznika RCD?
Poprawna: a) Przekładnik obejmuje oba przewody robocze i wykrywa niezrównoważenie prądów, czyli prąd upływu. Połączenie obudowy z PE to na rysunku osobna, żółto-zielona linia.
Które numery alarmowe wskazuje tekst jako właściwe do wezwania pomocy po porażeniu prądem?
Poprawna: d) Algorytm pierwszej pomocy przewiduje wezwanie pomocy pod 112 lub 999. Numery 997 i 998 należą do policji i straży pożarnej, a 116 000 to linia dotycząca zaginionych dzieci.
W symulatorze wyłączono zarówno PE, jak i RCD, a następnie wywołano przebicie fazy na obudowę. Co pokazuje układ?
Poprawna: c) Bez PE i bez RCD prąd przebicia nie ma drogi odpływu, więc obudowa przyjmuje potencjał fazy. Dopiero ciało dotykającego zamyka wtedy obwód do ziemi.
Treść: Człowiek o oporze ciała wraz ze skórą $R_{\text{ciała}} = 2000\ \Omega$ dotknął niechcący nieizolowanego przewodu fazowego o napięciu $U = 230\text{ V}$. Oblicz natężenie prądu rażenia i oceń skutki dla zdrowia.
Człowiek o oporze ciała 2000 Ω dotknął przewodu fazowego o napięciu 230 V. Jaki prąd popłynie przez jego ciało?
Poprawna: b) Z prawa Ohma I = U/R = 230 V / 2000 Ω = 0,115 A, czyli 115 mA. Wartość 11,5 mA powstałaby przy oporze 20 000 Ω, a nie 2000 Ω.