Как освоить радиоэлектронику с нуля

Глава 3 Основные правила безопасности

Радиолюбителям, занимающимся конструированием различных электронных устройств, постоянно приходится иметь дело с электрическим током. Любая неосторожность в процессе изготовления, наладки и эксплуатации устройств может привести к печальным последствиям, поэтому необходимо тщательно выполнять несложные правила техники безопасности.

Безопасным для человека считается напряжение, не превышающее 36 В. Разумеется, речь идет о нормальных условиях — сухое помещение, чистая и сухая кожа. Поскольку при питании устройств от гальванических элементов и батарей напряжение ниже, следует соблюдать безопасность при работе с устройствами, имеющими сетевое питание. Значение тока, протекающего через тело человека, зависит от сопротивления конкретного человека. У всех людей оно разное. Необходимо помнить, что сопротивление снижается, когда руки или одежда влажные. Не следует начинать работу, если вы больны или устали, — реакция снижена, увеличивается вероятность несчастного случая.

При попадании человека под напряжение электрический ток обычно протекает от одной руки к другой, а также от руки к ноге. Поэтому не следует двумя руками одновременно прикасаться к элементам устройства, а также держаться рукой за трубу отопления или водопровода. Под ноги желательно подкладывать резиновый коврик, являющийся изолятором.

Жало паяльника следует заземлять — это обеспечит безопасность работы при нарушении изоляции паяльника и появлении на корпусе фазного напряжения (в этом случае сработают предохранители, и сеть будет обесточена).

Предохранители электросети (плавкие вставки или электромеханические «пробки») должны быть исправными. Замену элементов налаживаемой конструкции следует производить только в обесточенном состоянии. Если в устройстве имеются высоковольтные конденсаторы, их необходимо разрядить (вообще при проектировании устройства надо предусматривать разрядку таких конденсаторов после отключения напряжения питания). Для разрядки достаточно замкнуть контакты конденсатора, при этом возникнет искра. Если необходимо измерить напряжение на элементах, то один щуп вольтметра следует подключить к требуемой точке при обесточенном устройстве (например, с помощью лабораторного зажима типа «крокодил»). После включения устройства в сеть вторым щупом прикасаются к выводу элемента. При этом не следует пользоваться щупом, имеющим неизолированную часть (спицу) значительной длины — в этом случае можно надеть отрезок изоляционной трубки, оставив неизолированный конец длиной 2–3 мм.

Измерение лучше выполнять одной рукой. Некоторые радиолюбители проверяют наличие напряжения на зажимах с помощью языка. Так делать ни в коем случае нельзя, даже если известно, что напряжение не превышает 5–7 В. Говорят, что незаряженное ружье один раз в год стреляет — на этих зажимах может оказаться значительное напряжение.

В последнее время радиолюбители собирают приборы, используя транзисторы и микросхемы, питание которых осуществляется безопасным напряжением. Как правило, такие устройства питаются от сети через понижающий трансформатор. В этом случае опасное напряжение имеется на выводах первичной обмотки трансформатора, выключателя питания и патроне предохранителя (применение их обязательно). Монтаж этой части прибора, связанной с сетью, следует выполнять особенно тщательно, все соединения нужно изолировать поливинилхлоридной трубкой, лакотканью или изоляционной лентой. Если устройство не содержит трансформатор, то все элементы имеют гальваническую связь с сетью. При настройке и эксплуатации такого устройства следует соблюдать особую осторожность. В процессе его налаживания желательно питать его через разделительный трансформатор, у которого первичная и вторичная обмотки рассчитаны на напряжение сети. Плату и элементы устройства необходимо тщательно изолировать от корпуса, а сам корпус лучше выполнять из непроводящего материала. Изнутри его желательно выложить асбестовыми пластинами.

Ручки переменных резисторов, колпачки переключателей, другие элементы управления следует выполнять из изоляционного материала. Прежде чем включать прибор в сеть, подключите омметр к выводам сетевой вилки и убедитесь в отсутствии короткого замыкания.

При работе начинающего радиолюбителя с электронными устройствами желательно, чтобы в этом помещении находился второй человек, который в случае необходимости может отключить напряжение и оказать помощь.

Таковы основные правила техники безопасности при работе с электроустановками. Их необходимо соблюдать каждому радиолюбителю.

В зависимости от условий, при которых человек подвергается действию электрического тока, последствия могут быть различны. Но наиболее опасно влияние на нервную систему. Как известно, работа сердца регулируется нервными импульсами, исходящими от нервной системы, под действием которых происходит его сокращение в определенном ритме. Дыхание также управляется нервной системой. Действие электрического тока нарушает нормальное функционирование нервной системы, что может привести к беспорядочному сокращению мышц сердца, называемому фибрилляцией. Это равносильно его остановке и грозит летальным исходом.

Воздействие тока выражается в виде электрического удара и шока. Электрический удар в зависимости от последствий можно условно разделить на пять степеней:

• едва ощутимое сокращение мышц;

• судорожное сокращение мышц с сильными болями без потери сознания, при этом могут быть механические травмы под действием сокращения мышц;

• судорожное сокращение мышц с потерей сознания;

• потеря сознания с нарушением работы сердца и дыхания;

• клиническая смерть.

При оказании своевременной помощи человека можно спасти! Шок от удара электричеством имеет две фазы: возбуждения и торможения. Фаза возбуждения характеризуется сохранением активности и работоспособности, но потом она переходит в фазу торможения. Она характеризуется понижением давления, учащением пульса, ослаблением дыхания, возникает угнетенное состояние, потом клиническая смерть, которая без оказания помощи может перейти в биологическую.

Возможны и другие воздействия тока на человека. Тепловое воздействие характеризуется различными ожогами, химическое сопровождается электролизом крови и других веществ в организме, нарушением их химического состава и функций в организме. Механическое воздействие приводит к различным травмам частей тела под действием непроизвольного сокращения мышц. Основное значение имеет величина проходящего через тело человека тока, но важен и род тока, его частота, путь через тело, продолжительность воздействия тока и индивидуальные особенности пострадавшего.

Различные величины тока частотой 50 Гц действуют следующим образом:

• 5-10 мА — боль в мышцах, их судорожное сокращение, руки с трудом можно оторвать от электродов;

• 10–20 мА — боли, руки невозможно оторвать от электродов;

• 25–50 мА — боль в руках и груди, дыхание затруднено, возможен паралич дыхания и потеря сознания;

• 50–80 мА — при длительном действии возможна клиническая смерть;

• 100 мА и более — при длительности более трех секунд возможна клиническая смерть.

Будьте внимательны и осторожны!

Каждый из нас неоднократно наблюдал грозу, видел молнии и слышал гром. И, конечно, хотел узнать, что это такое. Изучением этого явления природы занимались многие ученые, в частности Б. Франклин, М. В. Ломоносов, Г. В. Рихман. В 1753 году, исследуя атмосферное электричество, Г. В. Рихман погиб от удара молнии.

Как же образуются грозовые облака? При нагревании атмосферы теплые воздушные массы поднимаются, а холодные опускаются. В результате соприкосновения различные воздушные потоки и облака электризуются. При этом одна часть облака электризуется положительно, а другая — отрицательно (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Принцип образования грозовых облаков

Напряжение между двумя облаками, а также между облаками и землей достигает десятков миллионов вольт. В результате между облаками или между облаком и землей возникает гигантская искра — молния. Длина ее достигает нескольких километров, а диаметр ее канала иногда составляет метр и больше. Сила тока в канале молнии огромна: от 1 до 200 кА. Однако длительность разряда мала: она составляет тысячные доли секунды.

Удары молний очень опасны. Молния может разрушить здание, опору электропередач, заводскую трубу, вызвать пожар и т. д. Ее удар смертелен для всего живого, но в людей и животных молния ударяет сравнительно редко и только в тех случаях, когда сам человек из-за незнания создает для этого благоприятные условия. Находясь в поле, нельзя скрываться от дождя под одиноко стоящим деревом или в копне сена, в лесу надо уходить от очень высоких деревьев. В горах лучше всего прятаться от дождя в пещеру или под глубокий уступ.

Молния чаще ударяет в высокие предметы, а из двух предметов одинаковой высоты — в тот, который является лучшим проводником. Для защиты одиноко стоящих сооружений (зданий, опор линий электропередач и т. д.) вблизи них устанавливают мачту с заостренным металлическим стержнем, который хорошо соединен (спаян, сварен) толстым проводом с металлическим предметом, закопанным глубоко в землю. Это устройство получило название молниеотвода (часто называют громоотводом). Упрощенно принцип работы молниеотвода можно объяснить так. Грозовая туча своим электрическим полем вызывает в молниеотводе электрический заряд, у которого знак противоположен знаку заряда тучи. Этот заряд, стекая с острия молниеотвода, нейтрализует заряд тучи. Защищаемое молниеотводом пространство на поверхности земли определяется высотой молниеотвода.