Có một sợi dây treo lủng lẳng thực sự làm tôi giật điện nếu tôi đứng trong nước?

Chúng ta đều đã thấy kịch bản này trong phim; Ai đó phải băng qua một căn phòng chứa đầy nước và có một sợi dây điện lủng lẳng bắn tia lửa khắp nơi. Người nghèo phải băng qua phòng nhưng không thể làm như vậy vì nếu dây chạm vào nước, rõ ràng anh ta bị điện giật vì nước là chất dẫn điện.

Nhưng nó có đơn giản như vậy trong cuộc sống thực? Nếu tôi thực sự đứng trong nước trong phòng và một dây điện cao thế chạm vào nước, làm thế nào dòng điện chạy qua tôi để điện cho tôi? Chỉ có đôi chân của tôi chạm vào nước, không có phần cơ thể nào khác của tôi chạm vào bất cứ đâu. Và thực tế có lẽ sẽ có một số đường ống, vv kết nối với mặt đất ở đâu đó sẽ dẫn dòng điện xuống đất. Làm thế nào tôi có thể bị điện giật nếu dòng điện chạy qua tôi?

Tôi nghi ngờ điều này tương tự như tình huống nổi tiếng của việc ai đó thả máy sấy tóc vào bồn tắm có một người trong đó. Tại sao dòng điện trong tình huống này không chảy từ dây sống sang dây trung tính hoặc qua cống xuống đất? Tại sao chỉ đơn giản là trong "nước điện áp cao" điện giật tôi? (Và vâng, tôi biết kịch bản không có khả năng xảy ra với các thiết bị hiện đại nhưng chúng ta hãy xem xét điều này trên lý thuyết).

Ồ vâng. Hiện tượng này được gọi là "Đuối nước điện".

Trong trường hợp bi thảm này , một cô gái đã quyết định nhảy trong một đài phun nước, không ngờ rằng đèn dưới nước có lỗi trên mặt đất. Cơ bắp của cô co lại và cô ngã xuống. Một người bạn đi vào để cố nắm lấy cô, và cô quá mất kiểm soát cơ chân và ngã xuống. Hai người bạn khác của cô đã cố gắng giải cứu hai người đầu tiên.

Lính cứu hỏa xuất hiện, một người nhón chân, mất nó và bạn bè đã kéo anh ta ra. Các nhân viên cứu hỏa đã dành 15 phút để cố gắng tìm công tắc ngắt.

Vấn đề với việc rơi xuống nước là bạn bị chết đuối. Cả bốn cô gái đều làm.

Trên thực tế, nhiều nạn nhân thường là đầu mối duy nhất cho một vụ đuối nước điện.

Đây là lý do tại sao bất kỳ cài đặt bên bờ biển nào hiện nay đều yêu cầu GFCI và các công tắc ngắt, và tại sao bạn không nên bơi gần một chiếc thuyền trên bờ.

Tại sao xảy ra đuối nước điện

Bạn đã thấy những vấn đề liên quan đến lưới điện trở. Đó là nước, lưới điện trở 3 chiều, và bạn cũng là một số điện trở.

Dòng điện đi qua tất cả các đường có sẵn tỷ lệ với độ dẫn của chúng (1 / điện trở) . 1-10 mA là đủ để bắt đầu gây ra vấn đề cho một người nhạy cảm; 100 mA là gây chết người theo đúng nghĩa của nó.

Điện muốn quay trở lại nguồn (trung tính của bộ biến đổi cực) và tiêu chuẩn NEC cho một thanh nối đất là 25 ohms. Bạn có thể làm toán ở đây.

Chà, tôi nhận được 120 V qua điện trở 24 ohm = 5 ampe. Vì vậy, chỉ một phần rất nhỏ của nhu cầu hiện tại đi qua bạn để đóng đinh bạn. Nếu chúng tôi dựa vào 20 mA của bài viết đó, thì 1/250 dòng điện là đủ để nhấn chìm bạn.

Cũng lưu ý: điều này gần như không đủ để ngắt một bộ ngắt mạch nhánh 13, 15, 16 hoặc 20 A điển hình .

Tuy nhiên, một bộ ngắt GFCI sẽ ngắt ở 6-8 mA. Điều đó cải thiện đáng kể tiên lượng. Điều này thu hẹp nó thành một tổ hợp các sự kiện rất khó khả thi trong đó dòng điện bị giới hạn tự nhiên dưới 6 mA và hầu như tất cả đều đi qua bạn và bạn cực kỳ nhạy cảm.

Trong một cái gì đó như điện nước không "chảy xuống đất" theo một đường thẳng gọn gàng. Có một sự khác biệt tiềm năng giữa các phần của nước tỏa ra từ điểm tiếp xúc HV. Đó có thể cũng có nghĩa là bàn chân của bạn đang ở tiềm năng khác nhau, và sẽ có dòng chảy hiện tại mà có thể gây tử vong. Đây là một lý do tại sao những con bò trên cánh đồng có thể bị điện giật do sét đánh gần đó. Sự khác biệt điện áp giữa hai chân của họ có thể là hàng ngàn volt.

Tôi nghĩ rằng câu trả lời khá đơn giản - bạn là một nhạc trưởng tốt hơn nước ngọt. Tôi đọc nó ở đâu đó và nó khiến tôi cười khúc khích: " Con người chỉ là những túi nước muối lớn ", đó là sự thật. Dòng điện 1 mA xuyên qua tim là đủ để gây ra cơn đau tim, vì vậy ở 220 V, điện trở 220 kΩ là không đủ. Bạn ít hơn 220 kΩ, đặc biệt là khi ở trong nước. Da là chất cách điện duy nhất chúng ta có.

Đừng thử nó.

Làm thế nào để dòng điện chạy qua tôi để điện giật tôi?

Tôi đã đăng bức ảnh đó một lần trong một câu hỏi về lươn điện:

^{Nguồn: phys.org Credit: Kenneth Catania}

Điện không chảy dọc theo một con đường ưa thích duy nhất, nó chảy trong toàn bộ vùng nước với cường độ khác nhau. Nếu bạn tình cờ ở trong một con đường có dòng điện đủ cao, bạn sẽ bị điện giật.

Một hệ quả thú vị cho thực tế này là bạn sẽ bị sốc nặng nhất khi bạn và nước có độ dẫn tương đương . Nếu nước dẫn điện nhiều hơn bạn, thậm chí dòng điện cao sẽ chỉ tạo ra sự chênh lệch điện áp nhỏ, có thể không gây hại. Nếu nước ít dẫn hơn, chênh lệch điện áp có thể rất lớn, nhưng dòng điện sẽ bị hạn chế.

Chỉ cần ở trong "nước điện áp cao" sẽ không gây sốc cho bạn, giống như những con chim có thể vui vẻ đậu trên đường dây điện 10 + kV (và linemen có thể được thả xuống đường dây trực tiếp để bảo trì), vì như bạn không nói, nhưng như bạn nói, Luôn luôn có một đường dẫn xuống đất ở đâu đó trong dòng nước đó, và vì thế sẽ có những dòng chảy trong nước. Vì điều đó có nghĩa là có sự khác biệt tiềm năng trên mặt nước ở các điểm khác nhau, bạn sẽ trải nghiệm rằng giữa hai bàn chân của bạn và vì cơ thể con người là một chất dẫn điện tốt, ngoài da, làm giảm đáng kể sức đề kháng khi bị ướt, điều đó có thể cho phép dòng điện gây chết người chảy qua thân. Mọi người có thể và bị điện giật khi đứng dưới nước mặn trên hệ thống 24V trên thuyền, nó không mất nhiều điện áp nếu điện trở đủ thấp.

Chắc chắn không thử bất kỳ thứ gì trong số này. Điều này chắc chắn không có ý ám chỉ bạn nên tự mãn về bất kỳ nguy hiểm nào của điện, nhưng có rất nhiều điều thường cực kỳ sai trong việc xử lý phim điện, đặc biệt là trong loại cảnh này. Thông thường các hiệu ứng được sử dụng để đơn giản là làm cho điện làm những gì câu chuyện yêu cầu, vì vậy một vài điều:

• Bảo vệ quá dòng và bảo vệ lỗi khác: Ở hầu hết các nơi trên thế giới, mọi mạch đều có bảo vệ quá dòng và nhiều mạch có lỗi nối đất hoặc bảo vệ lỗi hồ quang. Khi khả năng sản xuất tăng lên, chúng tôi đã có thể thêm nhiều cách để bảo vệ việc lắp đặt điện và làm cho chúng an toàn. Trong một kịch bản tương lai với công nghệ được cải tiến, thường không có lý do gì điều này sẽ thay đổi. Lỗi thiết bị làm hỏng, do đó, ngay cả trong một kịch bản coi thường tính mạng con người, các hệ thống sẽ có các biện pháp phòng ngừa nâng cao để hạn chế thiệt hại tài sản. Ở bất cứ giá nào, thường thì dây dẫn mà bạn thấy tạo ra sự nguy hiểm thực sự là một sợi cáp, với các dây có thể nhìn thấy ở cuối, bất cứ thứ gì mà bộ phận chống đỡ nghĩ sẽ trông rất tuyệt. Trong nhiều trường hợp, dây dẫn, như được trình bày, sẽ rút ngắn giữa nó ' dây dẫn riêng và vấp thiết bị quá dòng của nó hoặc GFCI. Để dây dẫn có thể sống, một cái gì đó phải sai, giống như nó không bị rút ngắn một cách kỳ diệu khi bị kéo ra khỏi những gì nó được kết nối với, rơi xuống, hoặc cười khúc khích mà không tự rút ngắn hoặc chạm vào thứ gì đó làm bằng kim loại, hoặc hàn ngắt đóng (điều này đôi khi xảy ra).
• Dòng điện chảy nhiều hơn trên những con đường ít điện trở. Bạn có thể đặt dây đồng lớn, khúc gỗ ướt và một dải nhựa đường cạnh nhau và kết nối cùng một điện áp với hai đầu của cả ba. Hầu hết dòng điện sẽ chạy qua dây đồng, ít hơn sẽ chảy qua khúc gỗ ướt và một lượng không đáng kể qua nhựa đường, mặc dù sẽ có dòng chảy trong cả ba. Nếu các dây dẫn trên cáp bị đứt có đủ điện áp để tạo các vòng cung CGI tới các đồ đạc / nước gần đó / bất cứ thứ gì ở xa, chúng có đủ điện áp để cung cấp cho dây dẫn trở lại hoặc mặt đất của nó, đôi khi được mô tả nhầm là inch. Để dây dẫn trở lại của chính nó hoặc mặt đất không phải là mục tiêu của hầu hết các cung, điều thứ hai phải đi sai. Những dây dẫn đó phải được ngắt ở đâu đó giữa cáp arcing và nguồn, bằng cách nào đó mà không làm hỏng một cáp điện áp cao hơn nhiều hơn sẽ cho phép nó hoạt động. Điện sẽ không có xu hướng đi qua một mét không khí để thiết lập hồ quang khi hồ quang 20 mm thiết lập đường trở về trở kháng thấp.
• Điện thường tàn bạo hơn và ít hào nhoáng hơn nhiều so với trong phim, và phim thường miêu tả một lề lớn hơn (hoặc nhỏ hơn) để tồn tại so với thực tế tồn tại. Là một phần trong quá trình đào tạo của bạn về các ngành công nghiệp điện, đặc biệt là phân phối điện, rất có thể bạn sẽ thấy một video về một người nào đó đang chết khi làm việc với hoặc xung quanh điện. Nó hoàn toàn khủng khiếp. Tàn bạo, tàn nhẫn, và không phải lúc nào cũng nhanh chóng. Tốc độ thực tế mà điện có thể "thay đổi" và lan truyền đủ nhanh để cần các ví dụ chất lượng để dễ hiểu. Có những tình huống điện áp cao được miêu tả trong phim như một thứ gì đó khéo léo, sức mạnh và kỹ năng tuyệt vời có thể giải quyết, và chắc chắn các nhân vật đôi khi được thể hiện làm điều gì đó sẽ giết chết hoặc làm bốc hơi chúng. Đôi khi với dây điện áp thấp, một nhân vật được hiển thị bị giết bởi thứ gì đó, như được trình bày, sẽ có xác suất gây chết người tương đối thấp. Trong trường hợp sau, tôi cảm thấy thoải mái với điều đó với tư cách là giáo dân và chuyên gianên đối xử với một cái gì đó với một cơ hội rất tốt để giết chúng như một cái gì đó sẽ.
• Dòng điện chảy trong các vòng. Mỗi phân tử, tùy thuộc vào liên kết, hạt nhân và vỏ electron, có xu hướng giữ khoảng một lượng điện tử nhất định trong mỗi khu vực xung quanh nó. Bản thân các electron đang nảy xung quanh và khi chúng không được giữ quá chặt ở nơi chúng ở, chúng bay tự do giữa các phân tử gần đó và yếu tố hạn chế là khi / khi một electron di chuyển ra khỏi khu vực "cần" một electron, lực sẽ được tác dụng lên các electron khác gần đó cũng như một electron bay đi để kéo chúng vào và lấp đầy khoảng trống. Tùy thuộc vào cấu trúc của phân tử và hạt nhân, các vật liệu khác nhau liên kết chặt chẽ các electron của chúng (chất cách điện) hoặc cho phép chúng chảy tự do hơn (chất dẫn điện). Khi bạn làm cho các electron chảy dọc theo một dây, những cái mới phải thay thế những cái đang chảy đi. Khu vực bạn đang bơm electron đếnsẽ có quá nhiều và khu vực bạn đang bơm chúng sẽ không đủ. Không có nơi nào để dòng chảy đi ngoài nơi quay lại nơi có quá ít, vì tất cả các phân tử khác xung quanh đều có đủ chính xác. Không có vòng lặp, không có hiện tại.
• Nước không thực sự là một chất dẫn tốt. Nước bẩn, đặc biệt là nước mặn. Nước tinh khiết không (nước máy không tinh khiết). Bên cạnh đó, nếu bạn đặt một máy phát điện trên bờ đại dương và xâu một sợi dây ngang qua mặt nước đến một điểm xa nơi đầu dây điện trơ trụi, dưới nước 1 mét và kết nối máy phát điện với dây đó và một thanh tiếp đất, máy phát điện sẽ hoạt động để truyền dòng điện xuống dây đó, vào trong nước, dọc theo trái đất, qua thanh tiếp đất và quay trở lại máy phát điện, nơi các điện tử bạn đang bơm ra cần phải được thay thế. Do độ dẫn (ish) cao của nước muối, sẽ không có điện áp / dòng điện cao cho khoảng cách quá cao ở hầu hết các hướng xung quanh đầu dây đó, vì dòng điện tử đang "cố gắng" để trở về con đường ngắn nhất có thể đến nguồn của nó. điện áp sẽ lan ra theo các hướng khác phần nào khi các electron chảy ra để di chuyển tự do hơn. Điều này không có nghĩa là nước xung quanh điện cực không nguy hiểm, nhưng để chỉ ra rằng các bộ phim thường không chính xác cụ thể với dòng điện đang chảy.
• Vòng cung và tia lửa hào nhoáng - Điện là vô hình. Tất cả những gì chúng ta có thể thấy là những tác động lên các vật thể khi dòng điện chạy qua chúng. Nhiệt, ánh sáng, chuyển động, mùi thỉnh thoảng. Để thu hút sự chú ý của họ, các cung, tia lửa và đèn flash thường sáng hơn so với thực tế, hoặc sai loại (ví dụ như thuốc nổ chứ không phải plasma). Điện trở suất của không khí vào khoảng 2100V / mm, nghĩa là để bắt đầu một vòng cung thông qua không khí ở nhiệt độ phòng, bạn cần 2100V cho mỗi mm bạn muốn hồ quang nhảy. Một khi không khí bắt đầu dẫn và trở thành plasma, nó dẫn điện khá tốt, nhưng phải mất một điện áp để bắt đầu một vòng cung.

Bạn bị điện giật khi một dòng điện hơn 100 mA chảy qua bạn. Dây không thực hiện điện giật, nó chỉ kết nối bạn với một nguồn hiện tại.

1. Nếu không có nguồn hiện tại, không có nguồn hiện tại. Vì vậy, đi trước và lấy dây đó. Sẽ không có gì xảy ra. Mặt khác, nếu dây được kết nối với nguồn hiện tại, như nguồn điện 220 VAC cho máy sấy quần áo của bạn, bạn có khả năng tử vong.

2. Không có gì kỳ diệu về một sợi dây "lơ lửng". Nếu dây được hỗ trợ một cách cứng nhắc, nó sẽ giết chết bạn như thể nó đang lơ lửng.

3. Để xác định xem điện trường bên trong nước đang dẫn có thể giết chết bạn hay không ... yêu cầu phân tích phần tử hữu hạn 3 chiều về sự phân bố điện áp trong cơ thể của nước. Nếu dây nóng và chạm vào nước, tốt nhất bạn nên tránh xa nó. Mặt khác, gần mép nước, nơi rất nông, dòng điện sẽ ở mức tối thiểu. Vì vậy, bạn có thể dính ngón chân vào và xem nếu bạn có thể cảm thấy bất cứ điều gì trước khi tiếp tục.

4. Bạn có thể tăng mức sát thương bằng cách thêm các ion vào nước. Muối sẽ làm điều này, hoặc bất kỳ axit hoặc bazơ mạnh.

5. Một số dây tiện ích hoàn toàn không phải là dây và không mang dòng điện. Chúng là cáp quang và vô hại. Nhưng đừng đặt cược vào nó.