Влияние сопротивления нулевого провода на его защитную функцию

Как и в предыдущем случае рассмотрим случай подключения одной лампы. Корпус занулен. Сопротивление R_V вольтметра считаем бесконечным, поэтому вольтметр не изменяет параметров режима (ток, напряжение). Никаких повреждений нет.

Как отмечалось, ток через лампу:

.

Напряжение на корпусе равно напряжению на R_N. Оно определяется формулами:

U_К = I_Л R_N = U_Ф / (R_Л / R_N +1).

Чем больше R_N, тем больше напряжение. При R_N = 0 оно рано нулю, а при
R_N = ∞ (обрыв нулевого провода) оно равно фазному. Действительно, корпус приобретает потенциал фазы, а поэтому вольтметр показывает фазное напряжение.

Человек в отличие от вольтметра, имеет конечное сопротивление R_Ч. Поэтому при прикосновении человека к корпусу, напряжение на нем будет зависеть от соотношения сопротивлений R_Ч, R_Л, R_N.

Для наглядности рассмотрим предельный случай обрыва нулевого провода.

Здесь получается последовательное соединение R_Ли R_Ч. Напряжение на корпусе, а следовательно и на человеке:

U_К = U_Ч = U_Ф / (R_Л / R_Ч +1).

Напряжение будет равно фазному при R_Л = 0. Но этот случай не реализуется в практике – для этого лампа должна иметь бесконечную мощность. Следовательно, напряжение на человеке будет меньше фазного. Чем меньше мощность лампы, тем больше ее сопротивление, тем больше она ограничивает ток и напряжение на человеке. Другой предельный случай будет при R_Л = ∞. Это обрыв нити лампы накаливания (или P_H = 0). Ток вообще не будет протекать, а U_К = 0.

Таким образом, наиболее опасным является обрыв цепи нулевого провода. Поэтому в нуле запрещается применять однополюсные выключатели и предохранители.