Πόσο μακριά ταξιδεύει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό;

Το νερό θεωρείται γενικά καλός αγωγός του ηλεκτρισμού γιατί αν υπάρχει ρεύμα μέσα στο νερό και κάποιος το ακουμπήσει, μπορεί να υποστεί ηλεκτροπληξία.

Υπάρχουν δύο πράγματα που πρέπει να σημειωθούν που μπορεί να έχουν σημασία. Ένα από αυτά είναι το είδος του νερού ή η ποσότητα των αλάτων και άλλων ορυκτών και το δεύτερο είναι η απόσταση από το σημείο της ηλεκτρικής επαφής. Αυτό το άρθρο εξηγεί και τα δύο, αλλά εστιάζει στο δεύτερο για να διερευνήσει πόσο μακριά ταξιδεύει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό.

Μπορούμε να διακρίνουμε τέσσερις ζώνες γύρω από μια σημειακή πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στο νερό (υψηλού κινδύνου, επικινδυνότητας, μέτριου κινδύνου, ασφαλούς). Ωστόσο, η ακριβής απόσταση από μια σημειακή πηγή είναι δύσκολο να προσδιοριστεί. Εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες, όπως η τάση/ένταση, η κατανομή, το βάθος, η αλατότητα, η θερμοκρασία, η τοπογραφία και η διαδρομή της μικρότερης αντίστασης.

Οι τιμές της απόστασης ασφαλείας στο νερό εξαρτώνται από την αναλογία του ρεύματος σφάλματος προς το μέγιστο ασφαλές ρεύμα σώματος (10 mA για AC, 40 mA για DC):

• Εάν το ρεύμα σφάλματος AC είναι 40A, η απόσταση ασφαλείας στο θαλασσινό νερό θα είναι 0.18m.
• Εάν η γραμμή ηλεκτρικού ρεύματος είναι πεσμένη (σε στεγνό έδαφος), πρέπει να μείνετε τουλάχιστον 33 πόδια (10 μέτρα) μακριά, που είναι περίπου όσο ένα λεωφορείο. Στο νερό, αυτή η απόσταση θα ήταν πολύ μεγαλύτερη.
• Εάν η τοστιέρα πέσει στο νερό, πρέπει να βρίσκεστε σε απόσταση 360 ποδιών (110 μέτρων) από την πηγή ρεύματος.

Θα μπω σε περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω.

Γιατί είναι σημαντικό να γνωρίζουμε

Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε πόσο μακριά μπορεί να ταξιδέψει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό γιατί όταν υπάρχει ρεύμα ή ρεύμα κάτω από το νερό, όποιος βρίσκεται ή έρχεται σε επαφή με το νερό κινδυνεύει να υποστεί ηλεκτροπληξία.

Θα ήταν χρήσιμο να γνωρίζετε ποια είναι η ασφαλέστερη απόσταση για να αποφύγετε αυτόν τον κίνδυνο. Όταν αυτός ο κίνδυνος μπορεί να υπάρχει σε μια κατάσταση πλημμύρας, είναι πολύ σημαντικό να έχετε αυτή τη γνώση.

Ένας άλλος λόγος για να γνωρίζουμε πόσο μακριά μπορεί να ταξιδέψει ένα ηλεκτρικό ρεύμα στο νερό είναι το ηλεκτρικό ψάρεμα, όπου ο ηλεκτρισμός διέρχεται σκόπιμα μέσα από το νερό για να πιάσει ψάρια.

Τύπος νερού

Το καθαρό νερό είναι καλός μονωτής. Εάν δεν υπήρχε αλάτι ή άλλο ορυκτό περιεχόμενο, ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας θα ήταν ελάχιστος επειδή η ηλεκτρική ενέργεια δεν θα μπορούσε να ταξιδέψει μακριά μέσα σε καθαρό νερό. Στην πράξη, ωστόσο, ακόμη και το νερό που φαίνεται διαυγές είναι πιθανό να περιέχει κάποιες ιοντικές ενώσεις. Αυτά τα ιόντα είναι που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρισμό.

Η απόκτηση καθαρού νερού που δεν θα επέτρεπε την ηλεκτρική ενέργεια να περάσει δεν είναι εύκολη. Ακόμη και το απεσταγμένο νερό που συμπυκνώνεται από ατμό και το απιονισμένο νερό που παρασκευάζεται σε επιστημονικά εργαστήρια μπορεί να περιέχει ορισμένα ιόντα. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό είναι ένας εξαιρετικός διαλύτης για διάφορα μέταλλα, χημικές ουσίες και άλλες ουσίες.

Το νερό για το οποίο σκέφτεστε πόσο μακριά φτάνει η ηλεκτρική ενέργεια πιθανότατα δεν θα είναι καθαρό. Το κοινό νερό της βρύσης, το νερό του ποταμού, το θαλασσινό κ.λπ. δεν θα είναι καθαρό. Σε αντίθεση με το υποθετικό ή δυσεύρετο καθαρό νερό, το αλμυρό νερό είναι πολύ καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού λόγω της περιεκτικότητάς του σε αλάτι (NaCl). Αυτό επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν, όπως τα ηλεκτρόνια που ρέουν όταν φέρουν ηλεκτρισμό.

Απόσταση από το σημείο επαφής

Όπως θα περιμένατε, όσο πιο κοντά βρίσκεστε στο σημείο επαφής του νερού με μια πηγή ηλεκτρικού ρεύματος, τόσο πιο επικίνδυνο θα είναι και όσο πιο μακριά, τόσο λιγότερο ρεύμα θα είναι. Το ρεύμα μπορεί να είναι αρκετά χαμηλό ώστε να μην είναι τόσο επικίνδυνο σε μια ορισμένη απόσταση.

Η απόσταση από το σημείο επαφής είναι ένας σημαντικός παράγοντας. Με άλλα λόγια, πρέπει να γνωρίζουμε πόσο μακριά διανύει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό προτού το ρεύμα εξασθενήσει αρκετά για να είμαστε ασφαλείς. Αυτό μπορεί να είναι εξίσου σημαντικό με το να γνωρίζουμε πόσο μακριά διανύει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό ως σύνολο έως ότου το ρεύμα ή η τάση είναι αμελητέα, κοντά ή ίση με το μηδέν.

Μπορούμε να διακρίνουμε τις ακόλουθες ζώνες γύρω από το σημείο εκκίνησης, από την πλησιέστερη προς την πιο απομακρυσμένη ζώνη:

• Ζώνη υψηλού κινδύνου – Η επαφή με το νερό μέσα σε αυτήν την περιοχή μπορεί να είναι θανατηφόρα.
• Επικίνδυνη περιοχή – Η επαφή με νερό μέσα σε αυτήν την περιοχή μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη.
• Ζώνη μέτριου κινδύνου – Μέσα σε αυτή τη ζώνη, υπάρχει η αίσθηση ότι υπάρχει ρεύμα στο νερό, αλλά οι κίνδυνοι είναι μέτριοι ή χαμηλοί.
• Ασφαλής Ζώνη - Μέσα σε αυτήν τη ζώνη, βρίσκεστε αρκετά μακριά από την πηγή ρεύματος ώστε η ηλεκτρική ενέργεια να είναι επικίνδυνη.

Αν και έχουμε εντοπίσει αυτές τις ζώνες, ο προσδιορισμός της ακριβούς απόστασης μεταξύ τους δεν είναι εύκολος. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που εμπλέκονται εδώ, οπότε μπορούμε μόνο να τους εκτιμήσουμε.

Πρόσεχε! Όταν γνωρίζετε πού βρίσκεται η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στο νερό, θα πρέπει να προσπαθήσετε να μείνετε όσο το δυνατόν πιο μακριά από αυτό και, αν μπορείτε, να κλείσετε την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος.

Εκτίμηση απόστασης κινδύνου και ασφάλειας

Μπορούμε να εκτιμήσουμε την απόσταση κινδύνου και ασφάλειας με βάση τους ακόλουθους εννέα βασικούς παράγοντες:

• Ένταση ή ένταση – Όσο μεγαλύτερη είναι η τάση (ή η ένταση του κεραυνού), τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.
• Διανέμω – Ο ηλεκτρισμός διαχέεται ή διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις στο νερό, κυρίως στην επιφάνεια και κοντά στην επιφάνεια.
• βάθος «Η ηλεκτρική ενέργεια δεν μπαίνει βαθιά στο νερό. Ακόμη και ο κεραυνός ταξιδεύει μόνο σε βάθος περίπου 20 ποδιών πριν διαλυθεί.
• αλμυρότητα - Όσο περισσότερα άλατα στο νερό, τόσο περισσότερο και ευρύτερα θα ηλεκτροδοτείται εύκολα. Οι πλημμύρες θαλασσινού νερού έχουν υψηλή αλατότητα και χαμηλή ειδική αντίσταση (συνήθως ~22 ohmcm σε σύγκριση με 420k ohmcm για το νερό της βροχής).
• Θερμοκρασία Όσο πιο ζεστό είναι το νερό, τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόριά του. Επομένως, το ηλεκτρικό ρεύμα θα είναι επίσης ευκολότερο να διαδοθεί σε ζεστό νερό.
• Τοπογραφία – Η τοπογραφία της περιοχής μπορεί επίσης να έχει σημασία.
• μονοπάτι – Ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας στο νερό είναι υψηλός εάν το σώμα σας γίνει το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης για τη ροή του ρεύματος. Είστε σχετικά ασφαλείς μόνο εφόσον υπάρχουν άλλα μονοπάτια χαμηλότερης αντίστασης γύρω σας.
• σημείο επαφής – Διαφορετικά μέρη του σώματος έχουν διαφορετική αντίσταση. Για παράδειγμα, ο βραχίονας έχει συνήθως χαμηλότερη ειδική αντίσταση (~160 ohmcm) από τον κορμό (~415 ohmcm).
• Αποσυνδέστε τη συσκευή – Ο κίνδυνος είναι μεγαλύτερος εάν δεν υπάρχει συσκευή αποσύνδεσης ή εάν υπάρχει και ο χρόνος αντίδρασής της υπερβαίνει τα 20 ms.

Υπολογισμός της απόστασης ασφαλείας

Οι εκτιμήσεις της ασφαλούς απόστασης μπορούν να γίνουν με βάση τους κώδικες πρακτικής για την ασφαλή χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας υποβρύχια και την έρευνα στην υποβρύχια ηλεκτροτεχνία.

Χωρίς κατάλληλη απελευθέρωση για τον έλεγχο του ρεύματος AC, εάν το ρεύμα του σώματος δεν είναι μεγαλύτερο από 10 mA και η αντίσταση στο ίχνος του σώματος είναι 750 ohms, τότε η μέγιστη ασφαλής τάση είναι 6-7.5 V. [1] Οι τιμές της απόστασης ασφαλείας στο νερό εξαρτώνται από την αναλογία του ρεύματος σφάλματος προς το μέγιστο ασφαλές ρεύμα σώματος (10 mA για AC, 40 mA για DC):

• Εάν το ρεύμα σφάλματος AC είναι 40A, η απόσταση ασφαλείας στο θαλασσινό νερό θα είναι 0.18m.
• Εάν η γραμμή ηλεκτρικού ρεύματος είναι πεσμένη (σε στεγνό έδαφος), πρέπει να μείνετε τουλάχιστον 33 πόδια (10 μέτρα) μακριά, που είναι περίπου όσο ένα λεωφορείο. [2] Στο νερό, αυτή η απόσταση θα είναι πολύ μεγαλύτερη.
• Εάν η τοστιέρα πέσει στο νερό, πρέπει να βρίσκεστε σε απόσταση 360 ποδιών (110 μέτρων) από την πηγή ρεύματος. [3]

Πώς μπορείτε να καταλάβετε εάν το νερό είναι ηλεκτρισμένο;

Εκτός από το ερώτημα πόσο μακριά ταξιδεύει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό, ένα άλλο σημαντικό σχετικό ερώτημα θα ήταν να γνωρίζουμε πώς να διακρίνουμε εάν το νερό είναι ηλεκτρισμένο.

δροσερό γεγονός: Οι καρχαρίες μπορούν να ανιχνεύσουν μόλις 1 βολτ διαφορά λίγα μίλια από μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Αλλά πώς μπορούμε να ξέρουμε αν ρέει καθόλου ρεύμα;

Εάν το νερό είναι πολύ ηλεκτρισμένο, μπορεί να νομίζετε ότι θα δείτε σπινθήρες και μπουλόνια σε αυτό. Αλλά δεν είναι. Δυστυχώς, δεν θα δείτε τίποτα, επομένως δεν μπορείτε να καταλάβετε μόνο βλέποντας το νερό. Χωρίς ένα τρέχον εργαλείο δοκιμών, ο μόνος τρόπος για να το μάθετε είναι να αποκτήσετε μια αίσθηση για αυτό, κάτι που μπορεί να είναι επικίνδυνο.

Ο μόνος άλλος τρόπος για να μάθετε σίγουρα είναι να δοκιμάσετε το νερό για ρεύμα.

Εάν έχετε μια πισίνα με νερό στο σπίτι, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη συσκευή ειδοποίησης ηλεκτροπληξίας πριν μπείτε σε αυτήν. Η συσκευή ανάβει κόκκινο εάν ανιχνεύσει ηλεκτρισμό στο νερό. Ωστόσο, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, είναι καλύτερο να μείνετε όσο το δυνατόν πιο μακριά από την πηγή.

Ρίξτε μια ματιά σε μερικά από τα άρθρα μας παρακάτω.

• Τα νυχτερινά φώτα καταναλώνουν πολύ ρεύμα
• Μπορεί ο ηλεκτρισμός να περάσει μέσα από το ξύλο
• Το άζωτο άγει τον ηλεκτρισμό

συστάσεις

[1] YMCA. Ένα σύνολο κανόνων για την ασφαλή χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας κάτω από το νερό. IMCA D 045, R 015. Ανακτήθηκε από https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Ασφαλής απόσταση από σπασμένα καλώδια ρεύματος. Ανακτήθηκε από τη διεύθυνση https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Πόσο μακριά μπορεί να ταξιδέψει η ηλεκτρική ενέργεια στο νερό; Ανακτήθηκε από https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Σύνδεσμοι βίντεο

Ο Rossen αναφέρει: Πώς να εντοπίσετε την αδέσποτη τάση σε πισίνες, λίμνες | ΣΗΜΕΡΑ