Un filo penzolante mi elettrizza davvero se sto in piedi in acqua?

Abbiamo visto tutti questo scenario nei film; qualcuno deve attraversare una stanza mezzo piena d'acqua e c'è un filo elettrico penzolante che spara scintille dappertutto. Il povero deve attraversare la stanza ma non può farlo perché se il filo colpisce l'acqua viene ovviamente fulminato poiché l'acqua è un conduttore.

Ma è così semplice nella vita reale? Se sto davvero in piedi in acqua in una stanza e un filo ad alta tensione colpisce l'acqua, come fa l'elettricità a fluire attraverso di me per fulminarmi? Solo i miei piedi toccano l'acqua, nessun altro mio mi tocca da nessuna parte. E realisticamente probabilmente ci sarebbero delle tubazioni ecc. Collegate a terra da qualche parte che porterebbero la corrente a terra. Come sarei fulminato se la corrente mi attraversasse?

Sospetto che ciò sia simile alla ben nota situazione in cui qualcuno fa cadere un asciugacapelli in una vasca da bagno con una persona al suo interno. Perché la corrente in questa situazione non fluisce né dal filo sotto tensione al filo neutro o attraverso lo scarico a terra? Perché essere semplicemente in "acqua ad alta tensione" mi elettrizza? (E sì, so che lo scenario non è così probabile con gli apparecchi moderni, ma consideriamo questo in teoria).

Oh si. Il fenomeno si chiama "annegamento elettrico".

In questo tragico caso , una ragazza ha deciso di ballare in una fontana, senza rendersi conto che le luci subacquee avevano una faglia al suolo. I suoi muscoli si contrarono e cadde. Un'amica entrò per cercare di afferrarla, e anche lei perse il controllo dei muscoli delle gambe e cadde. I suoi altri due amici hanno cercato di salvare i primi due.

I pompieri si presentarono, uno in punta di piedi, lo perse e i suoi amici lo tirarono fuori. I pompieri hanno trascorso 15 minuti nel tentativo di trovare l'interruttore di spegnimento.

Il problema con la caduta in acqua è che anneghi. Lo hanno fatto tutte e quattro le ragazze.

In effetti, le vittime multiple sono spesso l'unico indizio di un annegamento elettrico.

Questo è il motivo per cui qualsiasi installazione sulla spiaggia ora richiede GFCI e interruttori di arresto e perché non si dovrebbe nuotare vicino a una barca con l'alimentazione a terra.

Perché si verificano annegamenti elettrici

Hai riscontrato problemi con le reti di resistori. Ecco cos'è l'acqua, una griglia 3D di resistori e anche voi siete alcuni dei resistori.

La corrente elettrica percorre tutti i percorsi disponibili in proporzione alla loro conduttanza (1 / resistenza) . 1-10 mA è sufficiente per iniziare a causare problemi a una persona sensibile; 100 mA è letale a sé stante.

L'elettricità vuole tornare alla fonte (neutro del trasformatore polare) e lo standard NEC per un'asta di messa a terra è di 25 ohm. Puoi fare la matematica qui.

Bene, ottengo 120 V attraverso una resistenza da 24 ohm = 5 ampere. Quindi solo una piccola parte di quella corrente necessità ti attraversa per inchiodarti. Se facciamo affidamento sui 20 mA di quell'articolo, allora 1/250 della corrente è sufficiente per annegarti.

Nota anche: questo non è abbastanza per scattare una tipica 13, 15, 16 o 20 Un interruttore di derivazione .

Tuttavia, un interruttore GFCI scatterà a 6-8 mA. Ciò migliora notevolmente la prognosi. Questo lo restringe a una combinazione altamente improbabile di eventi in cui la corrente è naturalmente limitata a meno di 6 mA e quasi tutto passa attraverso di te e sei ultra sensibile.

In qualcosa come l'acqua l'elettricità non "scorre verso terra" in una linea retta ordinata. Esiste una potenziale differenza tra le sezioni di acqua che si irradiano dal punto di contatto HV. Ciò potrebbe anche significare che i tuoi piedi hanno potenziali diversi e ci sarà un flusso di corrente che potrebbe essere fatale. Questo è uno dei motivi per cui le mucche nei campi possono essere fulminate da un fulmine nelle vicinanze. La differenza di tensione tra i loro piedi può essere di migliaia di volt.

Penso che la risposta sia piuttosto semplice: sei un conduttore migliore dell'acqua dolce. L'ho letto da qualche parte e poi mi ha fatto ridere: " Gli umani sono solo grandi sacchi di acqua salata ", il che è vero. Una corrente di 1 mA nel cuore è sufficiente per causare un attacco di cuore, quindi a 220 V, la resistenza di 220 kΩ non è sufficiente. Hai meno di 220 kΩ, specialmente quando sei in acqua. La pelle è l'unico isolante che abbiamo.

Basta non provarlo.

come scorre l'elettricità attraverso di me per fulminarmi?

Ho già pubblicato quella foto una volta in una domanda sulle anguille elettriche:

^{Fonte: phys.org Credito: Kenneth Catania}

L'elettricità non scorre lungo un singolo percorso preferito, scorre in tutto il corpo idrico con intensità diverse. Se ti capita di trovarti in un percorso con corrente abbastanza elevata, verrai fulminato.

Un interessante corollario di questo fatto è che otterrai lo shock peggiore quando tu e l'acqua avete una conduttanza comparabile . Se l'acqua è molto più conduttiva di te, anche le correnti elevate creeranno solo una piccola differenza di tensione, che potrebbe non essere dannosa. Se l'acqua è molto meno conduttiva, la differenza di tensione può essere enorme, ma la corrente sarà limitata.

Il solo fatto di essere in "acqua ad alta tensione" non ti fulminerà, così come gli uccelli possono appollaiarsi felicemente su linee elettriche a 10 + kV (e gli uomini di linea possono essere lasciati cadere su linee vive per lavori di manutenzione), poiché non c'è percorso, ma come dici, ci sarà sempre un percorso per radicarsi da qualche parte in quell'acqua, e quindi ci saranno correnti che fluiranno attraverso l'acqua. Dal momento che ciò significa che ci sono potenziali differenze attraverso l'acqua in punti diversi, lo sperimenteresti tra i tuoi piedi, e poiché il corpo umano è un buon conduttore, oltre alla pelle, che riduce notevolmente la resistenza quando bagnato, ciò consentirebbe corrente letale che fluisce attraverso il busto. Le persone possono e farsi fulminare stando in acqua di sentina salata su sistemi a 24 V sulle barche, non ci vuole molta tensione se la resistenza è abbastanza bassa.

Sicuramente non provare nessuna di queste cose. Ciò non significa assolutamente che dovresti essere compiaciuto di uno qualsiasi dei pericoli dell'elettricità, ma ci sono molte cose che sono spesso estremamente sbagliate nella gestione dei film dell'elettricità, in particolare in questo tipo di scena. Spesso gli effetti vengono utilizzati semplicemente per fare in modo che l'elettricità faccia ciò che la storia richiede, quindi alcune cose:

• Protezione da sovracorrente e altri guasti: nella maggior parte del mondo, ogni circuito ha una protezione da sovracorrente e molti circuiti hanno una protezione da guasto a terra o da guasto ad arco. Con l'aumentare della capacità produttiva, siamo stati in grado di aggiungere altri modi per proteggere le installazioni elettriche e renderle sicure. In uno scenario futuristico con tecnologia migliorata, di solito non c'è motivo per cui questo sarebbe cambiato. I guasti danneggiano l'equipaggiamento, quindi anche in uno scenario in cui si ignora la vita umana, i sistemi avrebbero preso precauzioni avanzate per limitare i danni alla proprietà. Ad ogni modo, spesso il conduttore che vedi creare il pericolo è in realtà un cavo, con i fili visibili che sporgono dall'estremità, qualunque cosa il dipartimento dell'elica ritenesse bello. In molti di questi casi, il conduttore, come presentato, avrebbe cortocircuito tra di esso ' propri conduttori e ha fatto scattare il suo dispositivo di sovracorrente o GFCI. Affinché il conduttore rimanga in vita, qualcos'altro deve andare storto, come se non miracolosamente non in cortocircuito quando si staccava da ciò a cui era collegato, cadendo e o jiggliando senza cortocircuitare su se stesso o toccare qualcosa di metallo, o la saldatura dell'interruttore è chiusa (cosa che succede occasionalmente).
• L'elettricità scorre di più su percorsi con meno resistenza. Potresti posizionare un grosso filo di rame, un tronco bagnato e una striscia di asfalto uno accanto all'altro e collegare la stessa tensione contemporaneamente alle estremità di tutti e tre. La maggior parte della corrente fluisce attraverso il filo di rame, molto meno fluisce attraverso il tronco bagnato e una quantità trascurabile attraverso l'asfalto, sebbene ci sia un flusso di corrente in tutti e tre. Se i conduttori su un cavo rotto hanno una tensione sufficiente per creare archi CGI a dispositivi / acqua / qualsiasi cosa che sono lontani, hanno abbastanza tensione per arcuarsi al proprio conduttore di ritorno o terra, che a volte viene erroneamente rappresentato a pochi centimetri di distanza. Perché il proprio conduttore di ritorno o terra non sia il bersaglio della maggior parte degli archi, una seconda cosa deve andare storto. Quei conduttori devono essere spezzati da qualche parte tra il cavo ad arco e la sorgente, in qualche modo senza danneggiare un singolo cavo ad alta tensione più di quanto gli permetterebbe di funzionare. L'elettricità non tenderà a viaggiare attraverso un metro di aria per stabilire un arco quando un arco di 20 mm stabilisce un percorso di ritorno a bassa impedenza.
• L'elettricità è spesso molto più brutale e molto meno appariscente rispetto ai film, e spesso i film rappresentano un margine maggiore (o minore) di sopravvivenza di quanto non esista realmente. Come parte della tua formazione nelle industrie elettriche, specialmente nella distribuzione di energia, c'è una buona probabilità che vedrai un video di qualcuno che muore mentre lavora con o attorno all'elettricità. È assolutamente terribile. Brutale, spietato e non sempre rapido. La velocità effettiva a cui l'elettricità può "cambiare" e propagarsi è abbastanza veloce da richiedere esempi di qualità per renderlo di facile comprensione. Ci sono situazioni in cui l'alta tensione è rappresentata nei film come qualcosa che può essere affrontato con grande destrezza, forza e abilità, e inevitabilmente a volte vengono mostrati personaggi che fanno qualcosa che li avrebbe uccisi o vaporizzati. A volte con fili a bassa tensione viene mostrato un personaggio ucciso da qualcosa che, come presentato, avrebbe una probabilità relativamente bassa di essere letale. In quest'ultimo caso, mi sento a mio agio in quanto profani e professionistidovrebbe trattare qualcosa con ottime possibilità di ucciderli come qualcosa che lo farà.
• L'elettricità scorre nei circuiti. Ogni molecola, a seconda del legame, dei nuclei e dei gusci di elettroni, tende a mantenere all'incirca una certa quantità di elettroni in ciascuna area circostante. Gli elettroni stessi rimbalzano, e quando non sono tenuti troppo stretti dove si trovano, volano liberamente tra le molecole vicine e il fattore limitante è che quando / come un elettrone si sposta da un'area che "ha bisogno" di un elettrone, le forze sarà esercitato su altri elettroni vicini così come su quello che vola via per tirarli dentro e colmare il vuoto. A seconda della struttura della molecola e dei nuclei, materiali diversi legano strettamente i loro elettroni (isolanti) o permettono loro di fluire più liberamente (conduttori). Quando fai fluire gli elettroni lungo un filo, quelli nuovi devono sostituire quelli che scorrono via. L'area che si sta pompando gli elettroni ane avrà troppe e l'area da cui le stai pompando non ne avrà abbastanza. Non c'è nessun posto in cui il flusso possa andare se non dove ci sono troppo pochi, poiché tutte le altre molecole intorno hanno esattamente abbastanza. Nessun loop, nessuna corrente.
• L'acqua non è davvero un buon conduttore. L'acqua sporca, in particolare l'acqua salata è. L'acqua pura non lo è (l'acqua del rubinetto non è pura). A parte questo, se metti un generatore sulla riva di un oceano e metti un filo attraverso la superficie dell'acqua in un punto lontano dove la punta del filo era nuda, 1 metro sott'acqua, e collegavi il generatore a quel filo e un'asta di terra, il generatore avrebbe funzionato per far passare una corrente lungo quel filo, nell'acqua, lungo la terra, attraverso l'asta di terra, e di nuovo al generatore, dove gli elettroni che stai pompando devono essere sostituiti. A causa dell'alta (ish) conduttività dell'acqua salata, non ci sarebbero alte tensioni / correnti per una distanza troppo elevata nella maggior parte delle direzioni attorno alla punta di quel filo, poiché il flusso di elettroni sta "tentando" per ritornare sul percorso più breve possibile alla sua fonte. la tensione si diffonderà in altre direzioni un po 'mentre gli elettroni fluenti si diffondono per viaggiare più liberamente. Questo non vuol dire che l'acqua attorno all'elettrodo non sia pericolosa, ma che i film spesso non sono precisamente precisi su dove scorre la corrente.
• Archi e scintille sgargianti - L'elettricità è invisibile. Tutto ciò che possiamo vedere sono gli effetti sugli oggetti mentre l'elettricità li attraversa. Calore, luce, movimento, odore occasionale. Al fine di attirare l'attenzione su di essi, archi, scintille e lampi sono spesso più luminosi di quanto potrebbero essere nella vita reale o del tipo sbagliato (ad esempio esplosivo anziché plasma). La resistività dell'aria è di circa 2100 V / mm, il che significa che per avviare un arco attraverso l'aria a temperatura ambiente, sono necessari 2100 V per ogni mm in cui si desidera che l'arco salti. Una volta che l'aria inizia a condurre e diventa un plasma, conduce abbastanza bene, ma ci vuole abbastanza tensione per iniziare un arco.

Sei fulminato quando una corrente superiore a 100 mA scorre attraverso di te. Il filo non esegue l'elettrocuzione, si collega solo a una fonte corrente.

1. Se non esiste alcuna fonte corrente, non esiste corrente. Quindi vai avanti e prendi quel filo. Non succederà nulla. D'altra parte, se il filo è collegato a una fonte di corrente, come l'alimentazione a 220 V CA all'asciugatrice, è probabile che muoia.

2. Non c'è nulla di magico in un filo "penzolante". Se il filo è rigidamente supportato, ti ucciderà morto come se stesse penzolando.

3. Per determinare se il campo elettrico all'interno dell'acqua che sta conducendo può ucciderti ... ciò richiede un'analisi tridimensionale agli elementi finiti della distribuzione della tensione all'interno del corpo idrico. Se il filo è caldo e tocca l'acqua, ti conviene starne fuori. D'altra parte, vicino al bordo dell'acqua, dove è molto superficiale, la corrente sarà minima. Quindi potresti attaccare il dito del piede e vedere se riesci a sentire qualcosa prima di procedere oltre.

4. Puoi aumentare la mortalità aggiungendo ioni all'acqua. Il sale lo farà, o qualsiasi acido o base forte.

5. Alcuni cavi di utilità non sono affatto fili e non portano corrente. Sono cavi in ​​fibra ottica e sono innocui. Ma non ci scommettere.