إلى أي مدى تقطع الكهرباء في الماء؟

يعتبر الماء بشكل عام موصلًا جيدًا للكهرباء لأنه إذا كان هناك تيار داخل الماء ولمسه شخص ما ، فيمكن أن يتعرض للصعق بالكهرباء.

هناك شيئان يجب ملاحظتهما قد يكونان مهمين. أحدهما نوع الماء أو كمية الأملاح والمعادن الأخرى ، والثاني هو المسافة من نقطة التلامس الكهربائي. تشرح هذه المقالة كليهما ولكنها تركز على الثانية لاستكشاف مدى انتقال الكهرباء في الماء.

يمكننا التمييز بين أربع مناطق حول مصدر نقطة للكهرباء في الماء (خطر كبير ، خطر ، مخاطرة متوسطة ، آمن). ومع ذلك ، من الصعب تحديد المسافة الدقيقة من مصدر النقطة. وهي تعتمد على عدة عوامل ، بما في ذلك الإجهاد / الشدة ، والتوزيع ، والعمق ، والملوحة ، ودرجة الحرارة ، والتضاريس ، والمسار الأقل مقاومة.

تعتمد قيم مسافة الأمان في الماء على نسبة تيار الخطأ إلى أقصى تيار آمن للجسم (10 مللي أمبير للتيار المتردد ، 40 مللي أمبير للتيار المستمر):

• إذا كان تيار خطأ التيار المتردد 40 أمبير ، فإن مسافة الأمان في مياه البحر ستكون 0.18 متر.
• إذا كان خط الطاقة معطلاً (على أرض جافة) ، يجب أن تبقى على بعد 33 قدمًا (10 أمتار) على الأقل ، أي بطول الحافلة تقريبًا. في الماء ، ستكون هذه المسافة أكبر بكثير.
• إذا سقطت المحمصة في الماء ، يجب أن تكون على بعد 360 قدمًا (110 مترًا) من مصدر الطاقة.

سأخوض في مزيد من التفاصيل أدناه.

لماذا من المهم أن تعرف

من المهم معرفة المسافة التي يمكن أن تقطعها الكهرباء في الماء لأنه عندما يكون هناك كهرباء أو تيار تحت الماء ، فإن أي شخص على اتصال بالمياه أو على اتصال به يكون معرضًا لخطر الصدمة الكهربائية.

قد يكون من المفيد معرفة ما هي أكثر مسافة آمنة لتجنب هذا الخطر. عندما يكون هذا الخطر موجودًا في حالة فيضان ، فمن المهم جدًا الحصول على هذه المعرفة.

سبب آخر لمعرفة إلى أي مدى يمكن للتيار الكهربائي أن ينتقل في الماء هو الصيد الكهربائي ، حيث يتم تمرير الكهرباء عمدًا عبر الماء لصيد الأسماك.

نوع الماء

الماء النقي عازل جيد. إذا لم يكن هناك ملح أو محتوى معدني آخر ، فسيكون خطر حدوث صدمة كهربائية ضئيلًا لأن الكهرباء لا يمكن أن تنتقل بعيدًا داخل المياه النقية. ومع ذلك ، فمن الناحية العملية ، حتى الماء الذي يبدو واضحًا من المحتمل أن يحتوي على بعض المركبات الأيونية. هذه الأيونات هي التي يمكنها توصيل الكهرباء.

ليس من السهل الحصول على مياه نظيفة لا تسمح بمرور الكهرباء. حتى الماء المقطر المكثف من البخار والماء منزوع الأيونات المحضر في المعامل العلمية يمكن أن يحتوي على بعض الأيونات. وذلك لأن الماء مذيب ممتاز للعديد من المعادن والمواد الكيميائية والمواد الأخرى.

من المرجح ألا تكون المياه التي تفكر فيها إلى أي مدى تذهب الكهرباء نظيفة. لن تكون مياه الصنبور العادية ومياه الأنهار ومياه البحر وما إلى ذلك نظيفة. على عكس المياه النظيفة الافتراضية أو التي يصعب العثور عليها ، تعتبر المياه المالحة موصلًا أفضل بكثير للكهرباء بسبب محتواها من الملح (كلوريد الصوديوم). هذا يسمح للأيونات بالتدفق ، مثل تدفق الإلكترونات عند توصيل الكهرباء.

المسافة من نقطة الاتصال

كما هو متوقع ، كلما اقتربت من نقطة التلامس في الماء بمصدر للتيار الكهربائي ، زادت خطورة ذلك ، وكلما زادت المسافة ، قل التيار. قد يكون التيار منخفضًا بدرجة كافية بحيث لا يكون شديد الخطورة على مسافة معينة.

تعد المسافة من نقطة الاتصال عاملاً مهمًا. بعبارة أخرى ، نحتاج إلى معرفة المسافة التي تقطعها الكهرباء في الماء قبل أن يصبح التيار ضعيفًا بما يكفي ليكون آمنًا. قد يكون هذا مهمًا مثل معرفة المسافة التي تقطعها الكهرباء في الماء ككل حتى يصبح التيار أو الجهد ضئيلًا ، قريبًا من الصفر أو يساوي الصفر.

يمكننا التمييز بين المناطق التالية حول نقطة البداية ، من أقرب منطقة إلى أبعد منطقة:

• منطقة عالية الخطورة - قد يكون ملامسة الماء داخل هذه المنطقة قاتلاً.
• منطقة خطيرة - ملامسة الماء داخل هذه المنطقة يمكن أن يسبب ضررًا جسيمًا.
• منطقة مخاطر معتدلة - داخل هذه المنطقة ، هناك شعور بوجود تيار في الماء ، لكن المخاطر معتدلة أو منخفضة.
• المنطقة الآمنة - داخل هذه المنطقة ، أنت بعيد بما فيه الكفاية عن مصدر الطاقة لدرجة أن الكهرباء قد تكون خطيرة.

على الرغم من أننا حددنا هذه المناطق ، إلا أن تحديد المسافة الدقيقة بينها ليس بالأمر السهل. هناك العديد من العوامل المتضمنة هنا ، لذلك يمكننا فقط تقديرها.

احرص! عندما تعرف مكان مصدر الكهرباء في الماء ، يجب أن تحاول الابتعاد عنه قدر الإمكان ، وإذا استطعت ، قم بإيقاف تشغيل مصدر الكهرباء.

تقييم مسافة المخاطر والسلامة

يمكننا تقييم مسافة الخطر والأمان بناءً على العوامل الرئيسية التسعة التالية:

• التوتر أو الشدة - كلما زاد الجهد الكهربائي (أو شدة البرق) ، زاد خطر التعرض لصدمة كهربائية.
• نشر - تشتت الكهرباء أو تنتشر في الماء في جميع الاتجاهات ، خاصة عند السطح وبالقرب منه.
• عمق "الكهرباء لا تتعمق في الماء. حتى البرق ينتقل فقط إلى عمق حوالي 20 قدمًا قبل أن يتبدد.
• الملوحة - كلما زادت الأملاح في الماء ، زادت سهولة كهربة الماء. فيضانات مياه البحر عالية الملوحة ومقاومة منخفضة (عادة ~ 22 أوم سم مقارنة بـ 420 كيلو أوم سم لمياه الأمطار).
• درجة الحرارة كلما زادت درجة حرارة الماء ، زادت سرعة حركة جزيئاته. لذلك ، سيكون من السهل أيضًا انتشار التيار الكهربائي في الماء الدافئ.
• تضاريس - يمكن أن تكون تضاريس المنطقة مهمة أيضًا.
• مسار - يكون خطر حدوث صدمة كهربائية في الماء مرتفعًا إذا أصبح جسمك المسار الأقل مقاومة لتدفق التيار. أنت آمن نسبيًا فقط طالما أن هناك مسارات مقاومة منخفضة أخرى حولك.
• نقطة اتصال - تختلف مقاومة أجزاء الجسم المختلفة. على سبيل المثال ، عادةً ما يكون للذراع مقاومة أقل (حوالي 160 أوم سم) من الجذع (حوالي 415 أوم سم).
• افصل الجهاز - تكون الخطورة أكبر في حالة عدم وجود جهاز فصل أو إذا كان هناك واحد ووقت رد فعله يزيد عن 20 مللي ثانية.

حساب مسافة الأمان

يمكن إجراء تقديرات للمسافة الآمنة بناءً على قواعد الممارسة للاستخدام الآمن للكهرباء تحت الماء والبحث في الهندسة الكهربائية تحت الماء.

بدون تحرير مناسب للتحكم في تيار التيار المتردد ، إذا كان تيار الجسم لا يزيد عن 10 مللي أمبير وكانت مقاومة تتبع الجسم 750 أوم ، فإن أقصى جهد آمن هو 6-7.5 فولت. [1] تعتمد قيم مسافة الأمان في الماء على نسبة تيار الخطأ إلى أقصى تيار آمن للجسم (10 مللي أمبير للتيار المتردد ، 40 مللي أمبير للتيار المستمر):

• إذا كان تيار خطأ التيار المتردد 40 أمبير ، فإن مسافة الأمان في مياه البحر ستكون 0.18 متر.
• إذا كان خط الطاقة معطلاً (على أرض جافة) ، يجب أن تبقى على بعد 33 قدمًا (10 أمتار) على الأقل ، أي بطول الحافلة تقريبًا. [٢] في الماء ، ستكون هذه المسافة أطول بكثير.
• إذا سقطت المحمصة في الماء ، يجب أن تكون على بعد 360 قدمًا (110 مترًا) من مصدر الطاقة. [3]

كيف يمكنك معرفة ما إذا كانت المياه مكهربة؟

إلى جانب السؤال عن المسافة التي تقطعها الكهرباء في الماء ، هناك سؤال مهم آخر يتعلق بمعرفة كيفية معرفة ما إذا كان الماء مكهربًا.

حقيقة رائعة: يمكن لأسماك القرش اكتشاف فرق لا يقل عن 1 فولت على بعد أميال قليلة من مصدر الكهرباء.

لكن كيف يمكننا معرفة ما إذا كان التيار يتدفق على الإطلاق؟

إذا كان الماء مكهربًا للغاية ، فقد تعتقد أنك سترى شرارات ومسامير فيه. لكنها ليست كذلك. لسوء الحظ ، لن ترى أي شيء ، لذلك لا يمكنك معرفة ذلك بمجرد رؤية الماء. بدون أداة اختبار حالية ، فإن الطريقة الوحيدة للمعرفة هي التعود عليها ، الأمر الذي قد يكون خطيرًا.

الطريقة الأخرى الوحيدة للتأكد هي اختبار الماء للتيار.

إذا كان لديك بركة مياه في المنزل ، يمكنك استخدام جهاز تنبيه الصدمات قبل الدخول إليها. يضيء الجهاز باللون الأحمر إذا اكتشف كهرباء في الماء. ومع ذلك ، في حالات الطوارئ ، من الأفضل الابتعاد عن المصدر قدر الإمكان.

ألق نظرة على بعض مقالاتنا أدناه.

• هل تستخدم أضواء الليل الكثير من الكهرباء
• هل يمكن للكهرباء أن تمر عبر الخشب
• النيتروجين يوصل الكهرباء

توصيات

[1] جمعية الشبان المسيحيين. مجموعة قواعد الاستخدام الآمن للكهرباء تحت الماء. IMCA D 045، R 015. تم الاسترجاع من https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. مسافة آمنة من خطوط الكهرباء المعطلة. تم الاسترجاع من https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] رديت. إلى أي مدى يمكن أن تقطع الكهرباء في الماء؟ تم الاسترجاع من https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

روابط الفيديو

تقارير روسن: كيفية اكتشاف الجهد الشارد في حمامات السباحة والبحيرات | اليوم