Действительно ли свисающий провод поражает меня электрическим током, если я стою в воде?

Мы все видели этот сценарий в кино; кто-то должен пересечь комнату, наполовину наполненную водой, и повсюду свисает электрический провод, который зажигает искры. Бедному человеку приходится пересекать комнату, но он не может этого сделать, потому что, если проволока попадает в воду, он, очевидно, поражен электрическим током, поскольку вода является проводником.

Но так ли просто в реальной жизни? Если я действительно стою в воде в комнате, и провод высокого напряжения попадает в воду, как электричество течет через меня, чтобы убить меня электрическим током? Только мои ноги касаются воды, ни одна моя часть тела нигде не касается. И в действительности, возможно, были бы какие-то трубопроводы и т. Д., Соединенные с землей где-нибудь, которые могли бы проводить ток к земле. Как бы я был казнен на электрическом стуле, если бы ток просто проходил мимо меня?

Я подозреваю, что это похоже на хорошо известную ситуацию, когда кто-то бросает фен в ванну с человеком в нем. Почему ток в этой ситуации не протекает ни от провода под напряжением к нейтральному проводу, ни через сток к земле? Почему просто быть в "воде высокого напряжения" убивает меня электрическим током? (И да, я знаю, что сценарий с современными приборами маловероятен, но давайте рассмотрим это теоретически).

О да. Это явление называется «Электрическим утоплением».

В этом трагическом случае девушка решила потанцевать в фонтане, не подозревая, что подводный свет был неисправен. Ее мышцы сократились, и она упала. Одна подруга вошла, чтобы попытаться схватить ее, и она тоже потеряла контроль над мышцами ног и упала. Два других друга пытались спасти первых двух.

Появились пожарные, один на цыпочках, потерял его, и его друзья выдернули его. Пожарные потратили 15 минут, пытаясь найти выключатель.

Проблема с падением в воду заключается в том, что вы тонете. Все четыре девушки сделали.

На самом деле, множественные жертвы часто являются единственным ключом к электрическому утоплению.

Вот почему для любой пляжной установки теперь требуются GFCI и выключатели, и почему вы не должны плавать рядом с лодкой на берегу.

Почему происходят электрические утопления

Вы видели проблемы с сетками резисторов. Вот что такое вода, это трехмерная сетка резисторов, и вы тоже некоторые из резисторов.

Электрический ток проходит все доступные пути пропорционально их проводимости (1 / сопротивление) . 1-10 мА достаточно, чтобы начать вызывать проблемы у чувствительного человека; 100 мА само по себе смертельно.

Электричество хочет вернуться к источнику (нейтраль полюсного трансформатора), а стандарт NEC для заземляющего стержня составляет 25 Ом. Вы можете сделать математику здесь.

Ну, я получаю 120 В через резистор 24 Ом = 5 ампер. Так что лишь малая часть этой текущей потребности проходит сквозь вас, чтобы пригвоздить вас. Если мы полагаемся на 20 мА в этой статье, то 1/250 тока достаточно, чтобы утопить вас.

Также обратите внимание: этого недостаточно, чтобы отключить типовой автоматический ответвитель на 13, 15, 16 или 20 А .

Тем не менее, выключатель GFCI срабатывает при 6-8 мА. Это значительно улучшает прогноз. Это сужает его до невероятной комбинации событий, когда ток естественным образом ограничен менее 6 мА, и почти все проходит через вас, а вы сверхчувствительны.

В чем-то похожем на воду электричество не «течет на землю» по аккуратной прямой линии. Существует потенциальная разница между участками воды, выходящими из контактной точки ВН. Это также может означать, что ваши ноги находятся под разным потенциалом, и будет течь ток, который может быть смертельным. Это одна из причин, по которой коровы на полях могут быть поражены электрическим током от удара молнии. Разница напряжения между их ногами может составлять тысячи вольт.

Я думаю, что ответ довольно прост - вы лучше проводник, чем пресная вода. Я где-то читал это, и это заставило меня хихикнуть: « Люди - просто большие мешки с соленой водой », и это правда. Ток 1 мА через сердце достаточно, чтобы вызвать сердечный приступ, поэтому при 220 В сопротивления 220 кОм недостаточно. Вы меньше 220 кОм, особенно когда находитесь в воде. Кожа - единственный у нас изолятор.

Только не пытайся.

как электричество течет через меня, чтобы убить меня электрическим током?

Я уже разместил эту фотографию однажды в вопросе об электрических угрях:

^{Источник: phys.org Предоставлено : Кеннет Катания}

Электричество не течет по одному предпочтительному пути, оно течет по всему водоему с различной интенсивностью. Если вы окажетесь на пути с достаточно высоким током, вы получите удар током.

Интересным следствием этого факта является то, что вы получите самый сильный шок, когда у вас с водой будет сопоставимая проводимость . Если вода намного более проводящая, чем вы, даже высокие токи создадут лишь небольшую разницу напряжений, которая не может быть вредной. Если вода намного менее проводящая, разница напряжения может быть огромной, но ток будет ограничен.

Простое пребывание в «воде высокого напряжения» не приведет к поражению электрическим током, точно так же, как птицы могут с радостью садиться на линии электропередачи напряжением 10 кВ (и линейных работников можно бросить на линии под напряжением для проведения работ по техническому обслуживанию), поскольку пути нет, но, как вы говорите, где-то в этой воде всегда будет путь к земле, и поэтому через воду будут течь потоки. Поскольку это означает, что существуют потенциальные различия по воде в разных точках, вы почувствуете это между вашими ногами, и поскольку человеческое тело является хорошим проводником, кроме кожи, которая значительно снижает сопротивление во влажном состоянии, что может смертельный ток течет через торс. Люди могут и действительно получают удар током, стоя в соленой трюмной воде в системах 24 В на лодках, при низком сопротивлении не требуется большого напряжения.

Определенно не пытайтесь ничего из этого. Это определенно не подразумевает, что вы должны быть довольны любой опасностью электричества, но есть множество вещей, которые часто бывают крайне неправильными при работе с электричеством в кино, особенно в сценах этого типа. Часто эффекты используются, чтобы просто заставить электричество делать то, что требует история, поэтому несколько вещей:

• Защита от перегрузки по току и других отказов: В большинстве стран мира каждая цепь имеет защиту от перегрузки по току, а многие цепи имеют защиту от замыкания на землю или от дуги. По мере увеличения производственных мощностей мы смогли добавить больше способов защиты электроустановок и сделать их безопасными. В футуристическом сценарии с улучшенными технологиями обычно нет причин, по которым это могло бы измениться. Неисправности приводят к повреждению оборудования, поэтому даже в сценарии, в котором написано, что пренебрежение к жизни человека, системы будут иметь дополнительные меры предосторожности для ограничения ущерба имуществу. Во всяком случае, часто проводник, который вы видите, создающий опасность, на самом деле является кабелем с видимыми проводами, торчащими из конца, независимо от того, что, по мнению отдела поддержки, выглядело бы круто. Во многих из этих случаев проводник в том виде, в котором он был представлен, имел бы место между ним ». s собственные проводники и сработало его устройство максимального тока или GFCI. Чтобы проводник оставался в живых, что-то еще должно пойти не так, как если бы он чудесным образом не замыкался, когда его отрывали от того, к чему он был подключен, падал или тряслись, не замыкаясь на себя, не касаясь чего-либо из металла, или сварочный выключатель закрыт (что иногда случается).
• Электричество течет больше по путям меньшего сопротивления. Вы можете положить большой медный провод, мокрое бревно и полосу асфальта рядом и подключить одно и то же напряжение сразу к концам всех трех. Большая часть тока будет течь через медную проволоку, намного меньше будет течь через мокрое бревно и незначительную величину через асфальт, хотя во всех трех будет протекать ток. Если проводники на поврежденном кабеле имеют достаточное напряжение, чтобы создать дуги CGI для близлежащих приборов / воды / любых предметов, находящихся далеко, они имеют достаточное напряжение для дуги на свой собственный обратный проводник или землю, которые иногда ошибочно изображаются в дюймах. Чтобы его собственный обратный проводник или заземление не были целью большинства дуг, вторая вещь должна пойти не так. Эти проводники должны быть повреждены где-то между дугогасительным кабелем и источником, каким-то образом, не повредив ни одного кабеля высокого напряжения больше, чем позволит ему функционировать. Электричество не будет стремиться пройти через метр воздуха, чтобы образовать дугу, когда 20-миллиметровая дуга устанавливает путь возврата с низким импедансом.
• Электричество часто гораздо более жестокое и менее кричащее, чем в фильмах, и фильмы часто показывают больший (или меньший) запас выживания, чем на самом деле. Как часть вашего обучения в электротехнической промышленности, особенно в области распределения электроэнергии, есть большая вероятность, что вы увидите видео о том, как кто-то умирает, работая с электричеством или рядом с ним. Это ужасно Брутальный, беспощадный и не всегда быстрый. Фактическая скорость, с которой электричество может «изменяться» и распространяться на нем, достаточно высока, поэтому требуются качественные примеры, чтобы ее было легко понять. Существуют ситуации, когда высокое напряжение изображается в фильмах как нечто, с чем можно справиться с большой ловкостью, силой и умением, и иногда неизбежно показывают, что персонажи делают что-то, что убило бы или испарило их. Иногда с низковольтными проводами персонаж оказывается убитым чем-то, что, как представлено, имеет относительно низкую вероятность быть смертельным. В последнем случае я доволен этим как мирянами и профессионаламиследует относиться к чему-то с очень хорошим шансом убить их как к чему-то, что будет.
• Электричество течет в петлях. Каждая молекула, в зависимости от связей, ядер и электронных оболочек, имеет тенденцию удерживать примерно определенное количество электронов в каждой области вокруг нее. Сами электроны подпрыгивают, и когда они не слишком крепко удерживаются там, где они есть, они свободно летают между соседними молекулами, и ограничивающим фактором является то, что когда / когда электрон выходит из области, которая «нуждается» в электроне, силы будет оказываться на других соседних электронах, а также на летящих, чтобы тянуть их и заполнить пробел. В зависимости от структуры молекулы и ядер, различные материалы либо связывают свои электроны плотно (изоляторы), либо позволяют им течь более свободно (проводники). Когда вы заставляете электроны течь по проводу, новые должны заменить те, которые утекают. Область вы накачиваете электроны вбудет слишком много, а области, из которой вы их прокачиваете, будет недостаточно. Некуда течь потоку, кроме как туда, где их слишком мало, так как всех остальных молекул вокруг достаточно. Нет петли, нет тока.
• Вода не очень хороший проводник. Грязная вода, особенно соленая вода. Чистой воды нет (водопроводная вода не чистая). Кроме того, если вы поместите генератор на берегу океана и натянете провод через поверхность воды в точку, далеко от которой остался конец провода, на расстоянии 1 метра под водой, и подключите генератор к этому проводу и заземляющий стержень, генератор будет работать, чтобы пропустить ток по этому проводу, в воду, вдоль земли, через заземляющий стержень и обратно к генератору, где электроны, которые вы откачиваете, должны быть заменены. Из-за высокой проводимости соленой воды не было бы высоких напряжений / токов на слишком большом расстоянии в большинстве направлений вокруг кончика этого провода, так как поток электронов "пытается" вернуться по кратчайшему пути к его источнику. напряжение будет распространяться в других направлениях, так как текущие электроны распространяются, чтобы перемещаться более свободно. Это не означает, что вода вокруг электрода не опасна, но указывает на то, что фильмы часто не совсем точно определяют, куда течет ток.
• Яркие дуги и искры - электричество невидимо. Все, что мы можем видеть, это воздействие на объекты, когда через них проходит электричество. Жара, свет, движение, случайный запах. Чтобы привлечь к ним внимание, дуги, искры и вспышки часто бывают ярче, чем в реальной жизни, или имеют неправильный тип (например, взрывчатые, а не плазменные). Удельное сопротивление воздуха составляет около 2100 В / мм. Это означает, что для запуска дуги в воздухе комнатной температуры вам нужно 2100 В на каждый мм, в который вы хотите, чтобы дуга прыгала. Как только воздух начинает проводить и превращается в плазму, он проводит достаточно хорошо, но для запуска дуги достаточно напряжения.

Вы находитесь на электрическом стуле, когда через вас протекает ток более 100 мА. Провод не выполняет электроконтроля, он только соединяет вас с источником тока.

1. Если источника тока нет, тока нет. Так что давай, хватай этот провод. Ничего не случится. С другой стороны, если провод подключен к источнику тока, например 220 В переменного тока, к вашей сушилке для белья, вы, вероятно, умрете.

2. В "свисающем" проводе нет ничего волшебного. Если провод жестко поддерживается, он убьет вас точно так же, как если бы он болтался.

3. Чтобы определить, может ли электрическое поле внутри проводящей воды убить вас ... требуется 3-мерный анализ методом конечных элементов распределения напряжения в массе воды. Если провод горячий и касается воды, лучше держаться подальше от него. С другой стороны, у кромки воды, где она очень мелкая, течение будет минимальным. Таким образом, вы можете сунуть носок и посмотреть, сможете ли вы что-нибудь почувствовать, прежде чем продолжить.

4. Вы можете увеличить летальность, добавив в воду ионы. Соль сделает это, или любая сильная кислота или основание.

5. Некоторые служебные провода вообще не являются проводами и не несут тока. Они представляют собой оптоволоконные кабели и безвредны. Но не ставьте на это.