Koliki put putuje struja u vodi?

Voda se općenito smatra dobrim vodičem struje jer ako u vodi postoji struja i netko je dotakne, može stradati od strujnog udara.

Postoje dvije stvari koje bi mogle biti važne. Jedan od njih je vrsta vode ili količina soli i drugih minerala, a drugi je udaljenost od točke električnog kontakta. Ovaj članak objašnjava oba, ali se fokusira na drugi kako bi istražio koliko daleko elektricitet putuje u vodi.

Oko točkastog izvora električne energije u vodi razlikujemo četiri zone (visoki rizik, opasnost, umjereni rizik, sigurno). Međutim, točnu udaljenost od točkastog izvora teško je odrediti. Oni ovise o nekoliko čimbenika, uključujući stres/intenzitet, distribuciju, dubinu, salinitet, temperaturu, topografiju i put najmanjeg otpora.

Vrijednosti sigurnosne udaljenosti u vodi ovise o omjeru struje kvara i maksimalne sigurne struje tijela (10 mA za AC, 40 mA za DC):

• Ako je izmjenična struja kvara 40 A, sigurnosna udaljenost u morskoj vodi bit će 0.18 m.
• Ako je strujni vod u prekidu (na suhom terenu), morate se držati najmanje 33 stope (10 metara), što je otprilike duljina autobusa. U vodi bi ta udaljenost bila mnogo veća.
• Ako toster padne u vodu, morate biti unutar 360 stopa (110 metara) od izvora napajanja.

U nastavku ću ići s više detalja.

Zašto je važno znati

Važno je znati koliko daleko elektricitet može putovati u vodi jer kada postoji struja ili struja pod vodom, svatko tko je u ili u kontaktu s vodom je u opasnosti od strujnog udara.

Bilo bi korisno znati koja je najsigurnija udaljenost za izbjegavanje ovog rizika. Kada ovaj rizik može biti prisutan u situaciji poplave, vrlo je važno imati to znanje.

Još jedan razlog da znamo koliko daleko električna struja može putovati u vodi je električni ribolov, gdje se struja namjerno propušta kroz vodu da bi se ulovila riba.

Vrsta vode

Čista voda je dobar izolator. Da nema soli ili drugih minerala, rizik od strujnog udara bio bi minimalan jer struja ne bi mogla putovati daleko unutar čiste vode. U praksi, međutim, čak i voda koja izgleda bistra vjerojatno sadrži neke ionske spojeve. Upravo ti ioni mogu provoditi struju.

Doći do čiste vode koja ne propušta struju nije lako. Čak i destilirana voda kondenzirana iz pare i deionizirana voda pripremljena u znanstvenim laboratorijima mogu sadržavati neke ione. To je zato što je voda izvrsno otapalo za razne minerale, kemikalije i druge tvari.

Voda za koju razmišljate dokle ide struja najvjerojatnije neće biti čista. Obična voda iz slavine, riječna voda, morska voda itd. neće biti čista. Za razliku od hipotetske ili teško dostupne čiste vode, slana voda puno je bolji vodič električne energije zbog sadržaja soli (NaCl). To omogućuje protok iona, slično kao što struju elektroni kada provode struju.

Udaljenost od točke kontakta

Kao što biste i očekivali, što ste bliže točki kontakta u vodi s izvorom električne struje, to će biti opasnije, a što je dalje, struja će biti slabija. Struja može biti dovoljno niska da ne bude toliko opasna na određenoj udaljenosti.

Udaljenost od točke kontakta je važan faktor. Drugim riječima, moramo znati koliko daleko elektricitet putuje u vodi prije nego što struja dovoljno oslabi da bismo bili sigurni. To može biti jednako važno kao i znati koliko daleko električna energija putuje u vodi kao cjelini dok struja ili napon ne postanu zanemarivi, blizu ili jednaki nuli.

Možemo razlikovati sljedeće zone oko početne točke, od najbliže do najudaljenije zone:

• Zona visoke opasnosti – Dodir s vodom unutar ovog prostora može biti smrtonosan.
• Opasna zona – Dodir s vodom unutar ovog prostora može uzrokovati ozbiljnu štetu.
• Zona umjerenog rizika – Unutar te zone postoji osjećaj da postoji struja u vodi, ali rizici su umjereni ili niski.
• Sigurna zona - Unutar ove zone dovoljno ste udaljeni od izvora struje da struja može biti opasna.

Iako smo te zone identificirali, nije lako odrediti točnu udaljenost između njih. Ovdje je uključeno nekoliko faktora, pa ih možemo samo procijeniti.

Budi oprezan! Kada znate gdje je izvor struje u vodi, pokušajte se držati što dalje od njega i, ako možete, isključiti dovod struje.

Procjena rizika i sigurnosne udaljenosti

Rizik i sigurnosnu udaljenost možemo procijeniti na temelju sljedećih devet ključnih čimbenika:

• Napetost ili intenzitet – Što je veći napon (ili intenzitet munje), to je veći rizik od strujnog udara.
• Raspodijeliti – Elektricitet se rasipa ili širi u svim smjerovima u vodi, uglavnom na i blizu površine.
• dubina “Struja ne ide duboko u vodu. Čak i munja putuje samo do dubine od oko 20 stopa prije nego što se rasprši.
• slanost - Što je više soli u vodi, to će se više i šire lako naelektrizirati. Poplave morske vode imaju visoku slanost i nizak otpor (obično ~22 ohmcm u usporedbi s 420k ohmcm za kišnicu).
• Temperatura Što je voda toplija, njezine se molekule brže kreću. Stoga će se i električna struja lakše širiti u toploj vodi.
• Topografija – Topografija područja također može biti važna.
• Put – Rizik od strujnog udara u vodi je visok ako vaše tijelo postane put najmanjeg otpora za struju. Relativno ste sigurni samo dok oko vas postoje druge staze manjeg otpora.
• dodirne točke – Različiti dijelovi tijela imaju različit otpor. Na primjer, ruka obično ima manji otpor (~160 ohmcm) od torza (~415 ohmcm).
• Odspojite uređaj – Rizik je veći ako nema uređaja za isključivanje ili ako postoji i vrijeme reakcije mu je duže od 20 ms.

Izračun sigurnosne udaljenosti

Procjene sigurne udaljenosti mogu se napraviti na temelju kodeksa prakse za sigurno korištenje električne energije pod vodom i istraživanja u podvodnoj elektrotehnici.

Bez odgovarajućeg okidača za kontrolu izmjenične struje, ako struja tijela nije veća od 10 mA, a otpor traga tijela je 750 ohma, tada je maksimalni sigurni napon 6-7.5 V. [1] Vrijednosti sigurnosne udaljenosti u vodi ovise o omjeru struje kvara i maksimalne sigurne struje tijela (10 mA za AC, 40 mA za DC):

• Ako je izmjenična struja kvara 40 A, sigurnosna udaljenost u morskoj vodi bit će 0.18 m.
• Ako je strujni vod u prekidu (na suhom terenu), morate se držati najmanje 33 stope (10 metara), što je otprilike duljina autobusa. [2] U vodi će ta udaljenost biti puno duža.
• Ako toster padne u vodu, morate biti unutar 360 stopa (110 metara) od izvora napajanja. [3]

Kako možete znati je li voda naelektrizirana?

Osim pitanja koliko daleko električna energija putuje u vodi, drugo važno povezano pitanje bilo bi znati kako reći je li voda naelektrizirana.

kul činjenica: Morski psi mogu otkriti samo 1 volt razlike nekoliko milja od izvora električne energije.

Ali kako možemo znati teče li struja uopće?

Ako je voda jako naelektrizirana, možete pomisliti da ćete u njoj vidjeti iskre i vijke. Ali nije. Nažalost, nećete ništa vidjeti, pa ne možete reći samo po vodi. Bez trenutnog alata za testiranje, jedini način da saznate je da steknete osjećaj za to, što može biti opasno.

Jedini drugi način da budete sigurni je da testirate struju vode.

Ako imate bazen s vodom kod kuće, možete upotrijebiti uređaj za upozoravanje na udar prije nego što uđete u njega. Uređaj svijetli crveno ako detektira elektricitet u vodi. Ipak, u hitnim slučajevima najbolje je ostati što dalje od izvora.

U nastavku pogledajte neke od naših članaka.

• Troše li noćna svjetla puno električne energije
• Može li struja proći kroz drvo
• Dušik provodi struju

Preporuke

[1] YMCA. Skup pravila za sigurno korištenje električne energije pod vodom. IMCA D 045, R 015. Preuzeto s https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Sigurna udaljenost od prekinutih električnih vodova. Preuzeto s https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Koliko daleko elektricitet može putovati u vodi? Preuzeto s https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Video linkovi

Rossenova izvješća: Kako uočiti zalutali napon u bazenima, jezerima | DANAS