Ako ďaleko cestuje elektrina vo vode?

Voda sa vo všeobecnosti považuje za dobrý vodič elektriny, pretože ak je vo vode prúd a niekto sa ho dotkne, môže byť zasiahnutý elektrickým prúdom.

Treba poznamenať dve veci, na ktorých môže záležať. Jedným z nich je druh vody alebo množstvo solí a iných minerálov a druhým vzdialenosť od miesta elektrického kontaktu. Tento článok vysvetľuje oboje, ale zameriava sa na druhý, aby zistil, ako ďaleko sa elektrina pohybuje vo vode.

Okolo bodového zdroja elektriny vo vode môžeme rozlíšiť štyri zóny (vysoké nebezpečenstvo, nebezpečenstvo, stredné riziko, bezpečné). Presnú vzdialenosť od bodového zdroja je však ťažké určiť. Závisia od niekoľkých faktorov, vrátane stresu/intenzity, distribúcie, hĺbky, slanosti, teploty, topografie a cesty najmenšieho odporu.

Hodnoty bezpečnej vzdialenosti vo vode závisia od pomeru poruchového prúdu k maximálnemu bezpečnému telesnému prúdu (10 mA pre AC, 40 mA pre DC):

• Ak je poruchový prúd striedavého prúdu 40 A, bezpečná vzdialenosť v morskej vode bude 0.18 m.
• Ak je elektrické vedenie vypnuté (na suchej zemi), musíte zostať vo vzdialenosti najmenej 33 stôp (10 metrov), čo je približne dĺžka autobusu. Vo vode by táto vzdialenosť bola oveľa väčšia.
• Ak hriankovač spadne do vody, musíte byť do 360 stôp (110 metrov) od zdroja energie.

Podrobnejšie sa budem venovať nižšie.

Prečo je dôležité vedieť

Je dôležité vedieť, ako ďaleko môže prejsť elektrina vo vode, pretože keď je pod vodou elektrina alebo prúd, každému, kto je vo vode alebo je v kontakte s vodou, hrozí riziko úrazu elektrickým prúdom.

Bolo by užitočné vedieť, aká je najbezpečnejšia vzdialenosť, aby ste sa vyhli tomuto riziku. Keď môže byť toto riziko prítomné v povodňovej situácii, je veľmi dôležité mať tieto znalosti.

Ďalším dôvodom, prečo vedieť, ako ďaleko môže vo vode prejsť elektrický prúd, je elektrický rybolov, pri ktorom sa elektrina zámerne vedie cez vodu, aby chytila ​​ryby.

Typ vody

Čistá voda je dobrý izolant. Ak by tam nebola soľ alebo iný obsah minerálov, riziko úrazu elektrickým prúdom by bolo minimálne, pretože elektrina by sa v priezračnej vode nemohla dostať ďaleko. V praxi však aj voda, ktorá sa javí ako číra, pravdepodobne obsahuje nejaké iónové zlúčeniny. Práve tieto ióny môžu viesť elektrický prúd.

Získať čistú vodu, ktorá by neprepúšťala elektrinu, nie je jednoduché. Dokonca aj destilovaná voda skondenzovaná z pary a deionizovaná voda pripravená vo vedeckých laboratóriách môže obsahovať niektoré ióny. Voda je totiž výborným rozpúšťadlom pre rôzne minerály, chemikálie a iné látky.

Voda, pri ktorej zvažujete, kam až siaha elektrina, s najväčšou pravdepodobnosťou nebude čistá. Bežná voda z vodovodu, riečna voda, morská voda atď. nebude čistá. Na rozdiel od hypotetickej alebo ťažko dostupnej čistej vody je slaná voda vďaka obsahu soli (NaCl) oveľa lepším vodičom elektriny. To umožňuje prúdenie iónov, podobne ako prúdenie elektrónov pri vedení elektriny.

Vzdialenosť od bodu kontaktu

Ako by ste očakávali, čím bližšie ste k bodu kontaktu vo vode so zdrojom elektrického prúdu, tým to bude nebezpečnejšie a čím ďalej, tým menej prúdu. Prúd môže byť dostatočne nízky na to, aby v určitej vzdialenosti nebol taký nebezpečný.

Dôležitým faktorom je vzdialenosť od bodu kontaktu. Inými slovami, musíme vedieť, ako ďaleko sa elektrina pohybuje vo vode, kým prúd zoslabne natoľko, aby bol bezpečný. To môže byť rovnako dôležité ako vedieť, ako ďaleko sa elektrina pohybuje vo vode ako celku, kým prúd alebo napätie nie sú zanedbateľné, blízke alebo rovné nule.

Okolo počiatočného bodu môžeme rozlíšiť nasledujúce zóny, od najbližšej po najvzdialenejšiu zónu:

• Vysoko nebezpečná zóna – Kontakt s vodou v tejto oblasti môže byť smrteľný.
• Nebezpečná zóna – Kontakt s vodou v tejto oblasti môže spôsobiť vážne poškodenie.
• Stredná riziková zóna – Vo vnútri tejto zóny je cítiť, že vo vode je prúd, ale riziká sú mierne alebo nízke.
• Bezpečná zóna - V tejto zóne ste dostatočne ďaleko od zdroja energie, aby mohla byť elektrina nebezpečná.

Hoci sme tieto zóny identifikovali, určiť presnú vzdialenosť medzi nimi nie je jednoduché. Pôsobí tu viacero faktorov, takže ich môžeme len odhadovať.

Buď opatrný! Keď viete, kde je vo vode zdroj elektriny, mali by ste sa snažiť držať sa od nej čo najďalej a ak je to možné, vypnúť prívod elektriny.

Hodnotenie rizikovej a bezpečnej vzdialenosti

Riziko a bezpečnú vzdialenosť môžeme posúdiť na základe nasledujúcich deviatich kľúčových faktorov:

• Napätie alebo intenzita – Čím vyššie je napätie (alebo intenzita blesku), tým vyššie je riziko úrazu elektrickým prúdom.
• Distribuovať – Elektrina sa vo vode rozptyľuje alebo šíri všetkými smermi, najmä na povrchu a v blízkosti povrchu.
• hĺbka „Elektrina nejde hlboko do vody. Dokonca aj blesky prechádzajú len do hĺbky asi 20 stôp, kým sa rozplynú.
• slanosť - Čím viac solí vo vode, tým viac a širšie bude ľahko elektrizovať. Záplavy morskej vody majú vysokú slanosť a nízky odpor (zvyčajne ~ 22 ohmcm v porovnaní so 420 k ohmcm pre dažďovú vodu).
• Teplota Čím je voda teplejšia, tým rýchlejšie sa jej molekuly pohybujú. Elektrický prúd sa teda bude ľahšie šíriť aj v teplej vode.
• Topografia – Na topografii oblasti môže tiež záležať.
• Cesta – Riziko úrazu elektrickým prúdom vo vode je vysoké, ak sa vaše telo stane cestou najmenšieho odporu pre prúdenie prúdu. Relatívne v bezpečí ste len dovtedy, kým sú okolo vás iné cesty s nižším odporom.
• bod dotyku – Rôzne časti tela majú rôzny odpor. Napríklad rameno má zvyčajne nižší odpor (~160 ohmcm) ako trup (~415 ohmcm).
• Odpojte zariadenie – Riziko je vyššie, ak nie je k dispozícii žiadne odpájacie zariadenie, alebo ak existuje a jeho reakčný čas presahuje 20 ms.

Výpočet bezpečnej vzdialenosti

Odhady bezpečnej vzdialenosti je možné urobiť na základe zásad bezpečného používania elektriny pod vodou a výskumu v oblasti podvodnej elektrotechniky.

Bez vhodnej spúšte na ovládanie striedavého prúdu, ak prúd tela nie je väčší ako 10 mA a odpor stopy tela je 750 ohmov, potom je maximálne bezpečné napätie 6-7.5 V. [1] Hodnoty bezpečnej vzdialenosti vo vode závisia od pomeru poruchového prúdu k maximálnemu bezpečnému telesnému prúdu (10 mA pre AC, 40 mA pre DC):

• Ak je poruchový prúd striedavého prúdu 40 A, bezpečná vzdialenosť v morskej vode bude 0.18 m.
• Ak je elektrické vedenie vypnuté (na suchej zemi), musíte zostať vo vzdialenosti najmenej 33 stôp (10 metrov), čo je približne dĺžka autobusu. [2] Vo vode bude táto vzdialenosť oveľa dlhšia.
• Ak hriankovač spadne do vody, musíte byť do 360 stôp (110 metrov) od zdroja energie. [3]

Ako zistíte, či je voda elektrizovaná?

Okrem otázky, ako ďaleko prechádza elektrina vo vode, ďalšou dôležitou súvisiacou otázkou by bolo vedieť, ako zistiť, či je voda elektrifikovaná.

cool fakt: Žraloky sú schopné rozpoznať rozdiel len 1 volt niekoľko kilometrov od zdroja elektriny.

Ako však môžeme vedieť, či prúd vôbec tečie?

Ak je voda vysoko elektrifikovaná, možno si myslíte, že v nej uvidíte iskry a blesky. Ale nie je. Žiaľ, nič neuvidíte, takže to nezistíte len podľa toho, že vidíte vodu. Bez súčasného testovacieho nástroja je jediným spôsobom, ako to zistiť, získať pocit, čo môže byť nebezpečné.

Jediným ďalším spôsobom, ako to s istotou zistiť, je otestovať prúd vody.

Ak máte doma bazén s vodou, pred vstupom do neho môžete použiť výstražné zariadenie. Zariadenie sa rozsvieti na červeno, ak zaznamená elektrinu vo vode. V prípade núdze je však najlepšie držať sa čo najďalej od zdroja.

Pozrite si niektoré z našich článkov nižšie.

• Spotrebúvajú nočné svetlá veľa elektriny
• Môže elektrina prechádzať drevom
• Dusík vedie elektrický prúd

Odporúčanie

[1] YMCA. Súbor pravidiel pre bezpečné používanie elektriny pod vodou. IMCA D 045, R 015. Prevzaté z https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Bezpečná vzdialenosť od prerušeného elektrického vedenia. Prevzaté z https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Ako ďaleko môže prejsť elektrina vo vode? Prevzaté z https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Odkazy na videá

Rossen Reports: Ako rozpoznať bludné napätie v bazénoch, jazerách | DNES