الکتریسیته چقدر در آب طی می کند؟
مقدار
آب به طور کلی رسانای خوبی برای الکتریسیته در نظر گرفته می شود، زیرا اگر جریانی در داخل آب وجود داشته باشد و کسی آن را لمس کند، ممکن است دچار برق گرفتگی شود.
دو نکته وجود دارد که ممکن است مهم باشد. یکی از آنها نوع آب یا مقدار املاح و سایر مواد معدنی و دوم فاصله از محل تماس الکتریکی است. این مقاله هر دو را توضیح می‌دهد، اما بر دومی تمرکز دارد تا میزان مسافتی که الکتریسیته در آب طی می‌کند را بررسی کند.
ما می توانیم چهار منطقه را در اطراف منبع نقطه ای برق در آب تشخیص دهیم (خطر زیاد، خطر، خطر متوسط، ایمن). با این حال، تعیین فاصله دقیق از یک منبع نقطه ای دشوار است. آنها به عوامل مختلفی از جمله تنش/شدت، توزیع، عمق، شوری، دما، توپوگرافی و مسیر کمترین مقاومت بستگی دارند.
مقادیر فاصله ایمنی در آب به نسبت جریان خطا به حداکثر جریان ایمنی بدن (10 میلی آمپر برای AC، 40 میلی آمپر برای DC) بستگی دارد:
- اگر جریان خطای AC 40 آمپر باشد، فاصله ایمنی در آب دریا 0.18 متر خواهد بود.
- اگر خط برق قطع است (در زمین خشک)، باید حداقل 33 فوت (10 متر) فاصله داشته باشید که تقریباً طول یک اتوبوس است. در آب، این فاصله بسیار بیشتر خواهد بود.
- اگر توستر داخل آب بیفتد، باید در فاصله 360 فوتی (110 متری) منبع برق باشید.
در زیر به جزئیات بیشتری خواهم پرداخت.
چرا دانستن آن مهم است
دانستن مسافتی که الکتریسیته در آب می‌تواند طی کند بسیار مهم است، زیرا وقتی برق یا جریان در زیر آب وجود دارد، هر کسی که در آب باشد یا در تماس با آن باشد در معرض خطر برق گرفتگی است.
دانستن ایمن ترین فاصله برای جلوگیری از این خطر مفید خواهد بود. زمانی که این خطر ممکن است در شرایط سیل وجود داشته باشد، داشتن این دانش بسیار مهم است.
دلیل دیگر برای دانستن اینکه جریان الکتریکی چقدر می تواند در آب بپیماید، ماهیگیری برقی است، جایی که الکتریسیته عمداً از آب عبور می کند تا ماهی بگیرد.
نوع آب
آب خالص عایق خوبی است. اگر نمک یا سایر مواد معدنی وجود نداشت، خطر برق گرفتگی حداقل بود زیرا الکتریسیته نمی توانست در داخل آب شفاف حرکت کند. با این حال، در عمل، حتی آبی که شفاف به نظر می رسد احتمالاً حاوی برخی ترکیبات یونی است. این یون ها هستند که می توانند الکتریسیته را هدایت کنند.
به دست آوردن آب تمیزی که برق را از آن عبور نمی دهد، آسان نیست. حتی آب مقطر تغلیظ شده از بخار و آب دیونیزه شده تهیه شده در آزمایشگاه های علمی می تواند حاوی مقداری یون باشد. این به این دلیل است که آب یک حلال عالی برای مواد معدنی مختلف، مواد شیمیایی و سایر مواد است.
آبی که در نظر می گیرید تا چه حد برق می رود، به احتمال زیاد تمیز نخواهد بود. آب لوله کشی معمولی، آب رودخانه، آب دریا و ... تمیز نخواهد بود. برخلاف آب تمیز فرضی یا به سختی یافتن، آب نمک به دلیل داشتن نمک (NaCl) رسانای بسیار بهتری برای الکتریسیته است. این به یون‌ها اجازه می‌دهد که مانند الکترون‌ها در هنگام رسانش الکتریسیته جریان داشته باشند.
فاصله از نقطه تماس
همانطور که انتظار دارید، هر چه به نقطه تماس آب با منبع جریان الکتریکی نزدیکتر باشید، خطرناکتر خواهد بود و هر چه دورتر باشد، جریان کمتری خواهد داشت. جریان ممکن است آنقدر کم باشد که در یک فاصله معین آنقدر خطرناک نباشد.
فاصله از نقطه تماس عامل مهمی است. به عبارت دیگر، ما باید بدانیم که الکتریسیته چقدر در آب طی می‌کند قبل از اینکه جریان آنقدر ضعیف شود که ایمن باشیم. این می تواند به اندازه ی دانستن مسافتی که الکتریسیته در آب طی می کند تا زمانی که جریان یا ولتاژ ناچیز، نزدیک یا مساوی صفر شود، مهم باشد.
ما می توانیم مناطق زیر را در اطراف نقطه شروع، از نزدیک ترین به دورترین منطقه تشخیص دهیم:
- منطقه پر خطر - تماس با آب داخل این ناحیه می تواند کشنده باشد.
- منطقه خطرناک - تماس با آب در داخل این ناحیه می تواند آسیب جدی ایجاد کند.
- منطقه ریسک متوسط – در داخل این منطقه احساس می شود که جریانی در آب وجود دارد، اما خطرات آن متوسط یا کم است.
- منطقه امن - در داخل این منطقه، به اندازه کافی از منبع برق دور هستید که برق می تواند خطرناک باشد.
اگرچه ما این مناطق را شناسایی کرده ایم، اما تعیین فاصله دقیق بین آنها آسان نیست. عوامل متعددی در اینجا دخیل هستند، بنابراین ما فقط می توانیم آنها را تخمین بزنیم.
مراقب باش! هنگامی که می دانید منبع برق در کجای آب قرار دارد، باید سعی کنید تا حد امکان از آن فاصله بگیرید و در صورت امکان، منبع برق را قطع کنید.
ارزیابی ریسک و فاصله ایمنی
ما می توانیم خطر و فاصله ایمنی را بر اساس XNUMX عامل کلیدی زیر ارزیابی کنیم:
- تنش یا شدت - هر چه ولتاژ (یا شدت صاعقه) بیشتر باشد، خطر برق گرفتگی بیشتر است.
- توزیع کردن - الکتریسیته در تمام جهات در آب پخش یا منتشر می شود، عمدتاً در سطح و نزدیک سطح.
- عمق «الکتریسیته به عمق آب نمی رود. حتی رعد و برق فقط تا عمق 20 فوتی پیش از پراکنده شدن حرکت می کند.
- شوری - هر چه املاح موجود در آب بیشتر باشد، به راحتی برق دار می شود. سیلاب های آب دریا شوری بالا و مقاومت کمی دارند (معمولاً 22 اهم سانتی متر در مقایسه با 420 هزار اهم سانتی متر برای آب باران).
- درجه حرارت هرچه آب گرمتر باشد، مولکول های آن سریعتر حرکت می کنند. بنابراین، انتشار جریان الکتریکی در آب گرم نیز آسان تر خواهد بود.
- توپوگرافی - توپوگرافی منطقه نیز می تواند مهم باشد.
- راه – اگر بدن شما در مسیری قرار گیرد که کمترین مقاومت برای جریان داشته باشد، خطر برق گرفتگی در آب زیاد است. شما فقط تا زمانی که مسیرهای مقاومت کمتری در اطراف شما وجود دارد نسبتاً ایمن هستید.
- نقطه تماس - نقاط مختلف بدن مقاومت متفاوتی دارند. برای مثال، بازو معمولاً مقاومت کمتری (~160 اهم سانتی‌متر) نسبت به بالاتنه (~415 اهم سانتی‌متر) دارد.
- دستگاه را قطع کنید - اگر دستگاه قطع کننده وجود نداشته باشد و یا وجود داشته باشد و زمان واکنش آن بیش از 20 میلی ثانیه باشد، خطر بیشتر است.
محاسبه فاصله ایمنی
تخمین فاصله ایمن را می توان بر اساس کدهای عملی برای استفاده ایمن از برق در زیر آب و تحقیق در مهندسی برق زیر آب انجام داد.
بدون رهاسازی مناسب برای کنترل جریان AC، اگر جریان بدنه بیش از 10 میلی آمپر نباشد و مقاومت ردیابی بدنه 750 اهم باشد، حداکثر ولتاژ مطمئن 6-7.5 ولت است. [1] مقادیر فاصله ایمنی در آب به نسبت جریان خطا به حداکثر جریان ایمن بدن (10 میلی آمپر برای AC، 40 میلی آمپر برای DC) بستگی دارد:
- اگر جریان خطای AC 40 آمپر باشد، فاصله ایمنی در آب دریا 0.18 متر خواهد بود.
- اگر خط برق قطع است (در زمین خشک)، باید حداقل 33 فوت (10 متر) فاصله داشته باشید که تقریباً طول یک اتوبوس است. [2] در آب، این فاصله بسیار بیشتر خواهد بود.
- اگر توستر داخل آب بیفتد، باید در فاصله 360 فوتی (110 متری) منبع برق باشید. [3]
چگونه می توان تشخیص داد که آب برق گرفته است؟
علاوه بر این سؤال که الکتریسیته در آب چقدر مسافت طی می کند، سؤال مهم مرتبط دیگر این است که بدانیم چگونه آب برق گرفته است یا خیر.
واقعیت جالب: کوسه ها می توانند به اندازه 1 ولت اختلاف را در چند مایل از منبع برق تشخیص دهند.
اما چگونه می توانیم بفهمیم که آیا اصلاً جریان دارد یا خیر؟
اگر آب به شدت برق دار باشد، ممکن است فکر کنید که جرقه و پیچ و مهره در آن خواهید دید. اما اینطور نیست. متأسفانه شما چیزی نمی بینید، بنابراین فقط با دیدن آب نمی توانید متوجه شوید. بدون ابزار آزمایش فعلی، تنها راه شناخت این است که آن را احساس کنید، که می تواند خطرناک باشد.
تنها راه دیگر برای اطمینان از آزمایش آب برای جریان است.
اگر در خانه استخر آب دارید، می توانید قبل از ورود به آن از دستگاه هشدار شوک استفاده کنید. اگر دستگاه برق را در آب تشخیص دهد قرمز روشن می شود. با این حال، در مواقع اضطراری، بهتر است تا حد امکان از منبع فاصله بگیرید.
به برخی از مقالات ما در زیر نگاهی بیندازید.
- آیا چراغ های شب مقدار زیادی برق مصرف می کنند؟
- آیا برق از چوب عبور می کند؟
- نیتروژن جریان الکتریکی را هدایت می کند
توصیه
[1] YMCA. مجموعه ای از قوانین برای استفاده ایمن از برق زیر آب. IMCA D 045, R 015. برگرفته از https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.
[2] BCHydro. فاصله ایمن از خطوط برق شکسته برگرفته از https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.
[3] Reddit. الکتریسیته چقدر می تواند در آب حرکت کند؟ برگرفته از https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.
لینک های ویدیویی
یک نظر
نام عاریه
تئوری بیش از حد
به هر حال من چیزی یاد نگرفتم
به نظر می رسد توسط یک معلم نوشته شده است