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自從法拉第發現電磁感應以來,人類就一直和電打交道。如今,我們的生活工作已經離不開電了,如果哪天停電了,我們會感到極度不適。這一篇文章,我們就討論一下有關電的知識。
上初中的時候,我們就在物理課上接觸過最基本的電路知識。我們都知道,在我國,家庭電用的是220v交流電。家庭電路分為火線和零線,火線和零線之間存在220v交流電壓,所以我們將家用電器接在火線和零線之間,電流就會流過電器,電器就能工作。而火線與大地之間也存在220v交流電壓,零線本身是不帶電的。所以當我們觸碰零線的時候,我們不會有觸電的感覺。但如果我們不小心觸碰到火線的話,火線和大地就會施加220v交流電在我們身上,這是非常危險的。所以,我們不要隨意接觸火線。但是,現在我想討論的問題是:如果我們墊上一個絕緣墊,然後去觸碰火線,會不會觸電?
根據最基本的電路知識,我們知道如果電路沒有形成通路的話,電路中就不會存在電流,我們也就不會有觸電的感覺。所以大家可能會覺得,如果我們站在絕緣電墊上(絕緣效果特別好),肯定不會觸電的,因為電路是斷開的。那麼,事實真是這樣嗎?
其實,就算是墊一個絕對絕緣的絕緣墊,我們身上還是會有電流流過,這是為什麼呢?在說這個之前,我們先介紹一下電容器這種元器件。電容器是電路中非常常見的元器件,當電容器兩端電壓小於電源電壓時,電容器會充電,而當電容器電壓大於電源電壓(或者電源電壓不存在)時,電容器就會放電。
本質上,連接電容器的電路是斷路的,只不過電容器會有充電和放電能力。在直流電路中,電容器會在較短的時間內充滿電,之後電路就會保持穩定狀態,電路中就不會存在電流。但是在交流電路中,因為電源電壓是隨時間變化的,所以電容器就會一會充電,一會放電,電路不會達到穩定狀態,所以電路中還是存在電流,儘管電路是斷開的。此時的電流是通過電容器不斷的充電和放電形成的。
人體是一個體積較大的導體,同樣的人和大地之間也會形成一個等效電容,讓我們站在絕緣墊上時,雖然電流不會穿過絕緣墊流入大地,但是由於等效電容的存在,人體中還是會有電流存在,這是因為等效電容會不斷充電和放電。而這個電流的大小,取決於電容器的電容大小,電容越大,電路中電流就越大。
所以,我們不要輕易嘗試站在絕緣電上接觸交流電,如果必須接觸的話,把絕緣部分儘量墊高一點,減小人體和大地之間的等效電容。其實,人體形成等效電容器的應用很廣泛。例如,我們每天都在使用的智慧型手機中就用到了,如果對這方面知識感興趣的話,歡迎關注我後續文章。