Почему птиц не убивает током, когда они сидят на проводах?
Необходимо вспомнить основы физики. Электрический ток — это направленное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Условием его протекания по проводам является разность потенциалов — напряжение.
Когда птица сидит на проводе, она обретает тот электрический потенциал (заряд), которым обладает провод. Чтобы ее ударило током, ток должен протекать через организм. А для этого необходимо, чтобы две точки цепи имели разные потенциалы.
Но так как расстояние между лапками птицы небольшое, а сопротивление массы тела превосходит сопротивление провода между лапками, разность потенциалов отсутствует. Поэтому ток и не убивает птицу. К тому же ее окружает воздух, который является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток. Да и птица касается провода двумя лапками, что эквивалентно параллельному ответвлению.
Сидение на проводе станет для птицы последним, если через тело пройдет переменный электрический ток 0,1 А при значении напряжения 40 В. Воспользовавшись законом Ома для параллельной электрической цепи при среднем километрическом сопротивлении провода 0,7–1 Ом на километр, можно увидеть, что разность потенциалов между лапками будет смертельна, только если расстояние между ними достигнет десятка километров. Точные расчеты зависят от многих дополнительных условий, но ясно одно: ни одна птица не сможет расставить так лапки. При этом во время дождя расстояние уменьшается, а в сухую погоду — увеличивается.
Если птица случайно коснется соседнего провода или, предположим, столба, вкопанного в землю, ее тоже может убить. Все потому, что ненулевая разность потенциалов между проводами или проводом и столбом вызовет протекание электрического тока через тело.
Однако теория теорией, а на практике проверять это все не рекомендую. Цена ошибки прикосновения к предметам с иным потенциалом может стоить жизни.
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации.
Почему птиц и электриков не бьет током, когда они сидят на проводах? И могут ли они трогать друг друга
Птицы — странные существа: они умеют выживать даже на высоковольтных линиях, не топорща при этом перья. Может, у них диэлектрические лапы и потому ток на них не влияет? Не будем рассуждать на тему электронов, хотя именно они замешаны в этом странном деле, а попробуем человеческим языком рассказать, почему птицы не получают разряд, когда сидят на проводах, и что будет, если пернатые потрогают друг друга.
Ранее, напомним, мы ответили на вопрос, будут ли светить фары на скорости света, а также рассмотрели возможность борьбы со ржавчиной с помощью кока-колы. Продолжаем серию коротких ответов на, казалось бы, простые вопросы.
Не только птицы умеют выживать, передвигаясь по высоковольтным линиям, — мелкие животные наподобие белок также сохраняют там здоровье и трезвость ума. Даже человек на это способен, однако придется выполнить непростые условия (электрики знают об этом). Птицы мелкие, и им проще добраться до кабеля, потому мы редко видим бегущего по проводам лося или медведя (хотя при желании и они бы смогли).
Почему птиц не бьет током на проводах?
В чем же причина? Провод внутри силового кабеля состоит из материала с высокой проводимостью, обычно это медь. Воздух — отвратительный проводник, как, в общем-то, и птица, поэтому все эти электроны продолжают свой путь по проводам. С технической точки зрения пернатое существо, став параллельным соединением, получает свою порцию «заряда бодрости», однако он остается незамеченным из-за незначительности и высокого в сравнении с кабелем сопротивления живого организма.
Ситуацию можно «исправить», если между лапами птички быстро и незаметно установить какой-нибудь гигаомный резистор. В этом случае току придется найти новый путь, а если сопротивление условного голубя окажется меньше, чем у резистора, случится сверкающая неприятность.
А могут ли птицы на одном проводе трогать друг друга и что им за это будет?
Если посмотреть на фотографии с птицами на высоковольтных проводах, найти снимки, где теплокровные жмутся друг к другу и проявляют другие виды симпатии, очень сложно. Но вовсе не потому, что они боятся проскочившей между ними искры, а лишь из желания обеспечить себе личное пространство, оставаясь при этом в обществе. Если же какаду Шерхан захочет ободряюще похлопать жако Аристарха, сидящего на том же проводе, ничего драматичного не случится: их вольтаж отличается минимально.
Все меняется, если птицы разместились на разных проводах под напряжением — в таком случае быть беде. То же касается и ситуации, если неосторожный орел вдруг раскинет крылья, дотронувшись до соседнего кабеля, — короткого замыкания не миновать. Нельзя птичкам трогать и заземленные элементы линий электропередач: в этом случае «круг замкнется», и последует удар током. Именно такие случаи то и дело попадают на видео (по этическим причинам мы не будем публиковать подобные ролики).
А что с человеком?
Аналогичным образом избежать удара током может и человек (а также лось, медведь и кто угодно еще): от него требуется лишь не «заземляться» и не «замыкаться» на соседние высоковольтные провода (такие обычно не имеют внешней оплетки) — например, повиснуть на двух руках.
Также существует мнение, что птицы все же остерегаются отдыхать на «очень» высоковольтных линиях. При определенном напряжении (источники не пришли к консенсусу по этому вопросу, поэтому озвучиваются значения от 100 до 200 кВ) вокруг кабеля возникает некомфортное для птиц электромагнитное поле, отпугивающее их. А при более высоком напряжении возможно появление (при определенных обстоятельствах) электрической дуги, но таких птицы обычно избегают.
По словам одного из электриков, обслуживающих высоковольтные линии передач, он постоянно видит птиц, отдыхающих на 132-киловольтных линиях, но никогда — на 330-киловольтных. Очевидно, что пернатые не лыком шиты.
Ну а инженеры, которым по долгу службы необходимо возиться с проводами, используют особое оборудование и спецодежду. Благодаря им ток не видит в человеке достойный проводник и продолжает течь по проводам. Еще один лайфхак — стать птицей, для чего в особенных случаях применяют вертолет, с которого десантируется электрик. Правда, он одет в «кольчугу» (которая является клеткой Фарадея) с небольшим вольтажом, которая и становится «силовым полем».
К слову, подобраться к проводам в аналогичном обмундировании можно и без участия вертолета, но с винтокрылой машиной — зрелищнее.
И да, при определенном напряжении инженер, не облаченный в костюм (но высадившийся с соблюдением других обязательных мер предосторожности), может дотронуться до провода без ущерба для здоровья. Но в этом случае он будет чувствовать, скажем так, некоторый дискомфорт.
Мы настоятельно рекомендуем не проверять законы физики и не экспериментировать, так как это смертельно опасно, и много ампер не потребуется.
Почему не бьёт током сидящих на проводах птиц?
Каждый взрослый человек понимает, что электричество – это не только элемент комфорта, обеспечивающий хорошее освещение и питание бытовых приборов, но и источник потенциальной опасности при неверном обращении. При поражении электрическим током импульсу достаточно миллисекунды, чтобы достичь сердца и повлиять на его работу, вызвать судороги конечностей, навредить внутренним органам или спровоцировать ожоги на коже в месте контакта. В то же время птицы во все сезоны могут беспечно сидеть на высоковольтных линиях проводов и остаются живы. В чём же секрет подобного явления? Давайте разбираться.
Прежде всего, следует сказать, что дело не в каком-то особом строении тела пернатых или электропроводимости их организмов. Данные параметры в целом сравнимы с человеческими и не играют никакой роли в контексте взаимодействия с электричеством. Вместе с тем, мы знаем, что, если за провод ЛЭП схватится человек, ущерб его здоровью будет колоссальным, вплоть до летального исхода. Оказывается, в большинстве случаев дело лишь в условиях, которые нужны птице и человеку, чтобы дотронуться до проводов!
Научная сторона вопроса
С точки зрения физики описанная нами ранее картина легко объяснима, и для этого не обязательно быть академиком: объёма знаний, полученных ещё в школе должно вполне хватить. Прежде всего, во внимание стоит принять сопровождающие обстоятельства: между столбами на улице часто протянуты провода без изоляции или с минимальным защитным слоем – так дешевле. При этом в домашних условиях даже скрытая в стенах проводка, питающая люстры и светильники, хорошо защищена. Экранирование требуется из-за самой природы электрического тока: в сущности, это поток движущихся электронов, которые направлены из одной точки в другую. При этом самым важным фактором является причина, побудившая электроны к движению – разность потенциалов. Грубо говоря, это означает, что, если в точке «В» число заряженных частиц меньше, туда устремляются носители энергии из точки «А». При этом количественное выражение этой разницы в зарядах называется электрическим напряжением.
Если очень кратко ответить на основной вопрос статьи, то формулировка будет следующей: птицы не получают электроудар, поскольку находятся в положении, при котором разность потенциалов отсутствует. Безусловно, это не означает, что протянутые над дорогой кабели и провода так же безопасны для других существ – всё зависит от того, с какими средами они контактируют при прикосновении к ЛЭП. Представим ситуацию: птица находится в полёте и направляется к проводам. Воздух является хорошим диэлектриком, а потому между ним, проводами и пернатым не возникает электрического потенциала ни при пролёте мимо, ни в момент касания.
Стоит птице сесть на провод, электрическая картина в её теле меняется, но она этого не ощущает. Находясь обеими лапками на одном проводе, она становится рядовым проводником электричества – небольшим по размеру и с малым электрическим сопротивлением. На уровне молекулярной физики в действительности на птицу оказывает влияние электрический ток, но эта величина чрезвычайно мала. Разница потенциалов возникает как раз между двумя лапками, которые касаются провода. Напряжение в линиях электрических проводов практически одинаково по длине: безусловно оно отличается на концах – на подстанции и у входа в большой распределительный щит – однако в масштабах нескольких сантиметров его можно считать неизменным. Как раз столько и составляет расстояние между лапками пернатых, сидящих на проводе.
Находящаяся на проводнике птица пропускает через себя транзитом невероятно малый ток, который к тому же полностью нейтрализуется сопротивлением тела пернатого, а потому его жизни и здоровью ничего не угрожает. Согласно классическим научным представлениям ток через животное вообще не протекает, и оно в данном случае является балластной нагрузкой на систему, однако на микромолекулярном уровне некое едва заметное движение частиц всё же присутствует. Чем больше птица по размеру, тем больше за счёт её массы не только расстояние между лапами, но и внутреннее сопротивление, так что ни воробей, ни ворон, ни орёл не пострадают от электричества, находясь в статичном положении. Опасности начинаются лишь в движении: чтобы между точками касания возник ток, необходимо прикоснуться к объектам с разным электрическим потенциалом.
Именно с увеличением размеров тела увеличивается вероятность поражения электрическим током. К примеру, это может произойти при посадке птицы на провод возле опорного столба. Если она соприкоснётся крылом с конструкцией, оснащённой заземлением, создастся смертельная разница потенциалов. То есть, теоретически такие ситуации возможны, но в реальности встречаются не так часто. Кроме того, важно помнить, что пернатые обладают чувствительностью к электромагнитным полям, которой нет у человека. Не только ребёнок, но и взрослый вполне осознанно может прикоснуться к электроприбору, выключателю или розетке, части которых оказались под напряжением, не предчувствуя беды. В свою очередь, птицы весьма избирательны в местах для отдыха и всегда выбирают провода с наименьшим напряжением в ближайшем радиусе. Специалисты утверждают, что для большинства пернатых порог «допустимых» величин начинается с 300 кВ, а на провода с напряжением более 350 кВ они вообще не садятся без крайней необходимости. Создаваемое вокруг таких проводников электрическое поле буквально отталкивает их.
Почему током бьёт человека?
Казалось бы, в похожих условиях электричество не должно угрожать и человеку, однако опасность для него всё же остаётся, и она велика. В чём различие? Ответ прост: в способе транспортировки до той самой ЛЭП. Птица может спокойно подлететь к проводу, контактируя только с воздухом перед касанием к токоведущим частям, а человеку для доступа к кабелям требуется использовать спецтехнику. Если же он десантируется с воздуха, для него контакт также будет безопасным. Например, нередки случаи, когда парашютистов сдувает в сторону линий электропередач и они зависают таким образом, что удачно касаются лишь одного провода из всех параллельных. В подобной ситуации электрической опасности для них нет – главное иметь силы и терпение дождаться спасателей.
Разумеется, человечество давно изобрело средства, с помощью которых можно работать с высоковольтными линиями, обслуживать их и монтировать. Для этого изобретено особое снаряжение, а мастера владеют специальными навыками. Чтобы оценить уровень опасности электрического тока для человека, приведём следующие данные. Наш организм более, чем на 70% состоит из воды, а она является эффективным проводником тока – это означает, что касание любой частью тела позволит импульсу мгновенно распространиться по всем конечностям и внутренним органам. Доказанная минимальная смертельная сила тока составляет всего 0,1 А, что смехотворно мало, если понимать, сколько ампер пропускают через себя бытовые приборы. К примеру, через обычную лампочку на 100 Вт проходит ток 0,5 А, то есть, в пять раз выше. Для летального исхода может быть достаточно менее секунды воздействия. В светодиодных лампочках сила тока немного меньше, но минимальное значение они точно так же многократно превосходят.
Периодически электрикам даже в бытовых условиях приходится производить работы под напряжением. Причин этому может быть много, но итог один – это опасно, а потому мастер должен предпринимать максимальные меры предосторожности, быть внимательным, работать в перчатках и при хорошем освещении. Проводку, о подключении которой к питанию неизвестно, всегда необходимо прозвонить тестером. Когда его нет, лучше вообще не начинать работы, а в аварийной ситуации необходимо уметь правильно проверять напряжение. Вместо того, чтобы дотронуться пальцами, следует легонько прикоснуться к оголённым проводам тыльной стороной руки. Если по проводу идёт ток, он спровоцирует неконтролируемое сжатие мышц: в случае проверки пальцами человек бы только крепче схватился за провод, а при умелых действиях он наоборот скорее отдёрнет руку.
Вернёмся к тому, почему птицы страдают гораздо меньше, чем человек. Одним из важнейших условий является именно тот факт, что обе лапы животного расположены на одном проводе. Вандалы и экстремалы, которые нередко хотят покорить высокие опоры ЛЭП ради металла или эффектных снимков, взбираются на конструкции, как по лестнице, размещая конечности в шахматном порядке. Когда они добираются до верхней части, то нередко инстинктивно хватаются за провода, как за поручни – правой рукой за один кабель, а левой – за другой. А это уже разные потенциалы, между которыми начинает проходить ток невероятно большой величины. Порой такое случается с уставшими птицами, имеющими значительный размах крыльев. Одновременное касание к разным потенциалам не сулит им ничего хорошего. Если мгновенная смерть не наступает, у пернатых хотя бы есть возможность раскрыть при падении крылья, однако человек лишён подобного преимущества.
Кроме того, и для птиц существуют чуть более экзотические опасности. По аналогии с тем, как детям запрещают совать в розетки вилки и гвозди, для птиц может представлять опасность любой длинный объект в клюве. При приземлении на провод с кусочком металлической фольги или даже просто влажной веткой, которые коснутся проводника раньше лап, порой возможно серьёзное поражение током. Некоторую угрозу представляют и климатические условия: к примеру, по утрам, в туман или просто очень влажную погоду воздух вокруг высоковольтных линий становится токопроводящим, ионизированным. Смертельной величиной силы тока он обычно не обладает, однако «ущипнуть» подлетевших пернатых может здорово.
Вместо заключения
Ещё с советских времён известны случаи, когда птицы страдали от электричества на, казалось бы, защищённых участках. Например, пернатые садились сверху на гирлянду керамических изоляторов, но всё равно получали смертельный удар током. Так происходило из-за того, что в подобных местах птицы чувствовали себя защищёнными и оставались отдохнуть надолго. За это время они успевали несколько раз опорожнить свой желудок, жидкость стекала по изоляторам и касалась токоведущей линии. Учитывая, что сами изоляторы закреплены к несущей конструкции через металлический подвес, ток прокладывал себе дорогу таким образом: провод–жидкость–тело птицы–подвес–металлическая опора–земля. Разность потенциалов на концах настолько велика, что шансов выжить в подобной ситуации у птиц просто не оставалось. Из-за массовой гибели пернатых специалисты начали искать эффективное решение и довольно быстро нашли его. Так появилось устройство ППЗ, «противоптичий заградитель» – набор из торчащих в разные стороны шипов, размещаемый на концах опор ЛЭП. Птицы больше не могли садиться на потенциально опасные для себя места, а потому проблема оказалась решённой. Вместе с тем, необходимость изготавливать и монтировать ППЗ на десятки тысяч опор значительно повысила эксплуатационные расходы электроэнергетической отрасли.
По статистике самой распространённой причиной поражения током среди птиц является их «груз». Неся к гнезду в своём клюве отрезки проволоки, ключи или фрагменты детских игрушек из металла, они часто становятся причиной короткого замыкания между разными проводами, что приводит не только к их гибели, но и к повреждению самих линий. С данным явлением бороться практически невозможно, поскольку оно является совершенно непредсказуемым. Отпугивать пернатых повсеместно нет никакой возможности, так что остаётся только надеяться на их сообразительность и врождённые инстинкты.
На основании сказанного выше читателям может показаться, что электричество на самом деле не так опасно, как считалось ранее. Сугубо теоретически действительно можно безопасно производить коммутацию проводов под любым напряжением, не находясь в контакте с землёй, однако на практике даже весьма опытные электрики не рискуют подключать светильник или розетку, не обесточив сеть целиком. Преимуществ у такого подхода очень мало или нет совсем, однако риск, сопряжённый с работой, чрезвычайно велик.
Как выкрутить цоколь разбившейся лампочки
Почему севшую на провод птицу не убивает током?
Величина тока (а именно ток и убивает), проходящего через тело птицы, прямо пропорциональна приложенному напряжению, в данном случае напряжению между лапками, касающимися провода. В свою очередь напряжение это создается током, протекающим по проводу, и оно прямо пропорционально сопротивлению отрезка провода, заключенного между лапками.
Длина этого отрезка ничтожна, значит, ничтожно напряжение на нем и, соответственно, ток, протекающий через птицу. Если бы расстояние между лапами у птицы было, к примеру, метр, попытка сесть на высоковольтный провод закончилась бы для нее трагически. Но если сидящая на проводе птица коснется какого-нибудь заземленного предмета, например металлической части опоры, что случается довольно часто, она сразу погибнет, поскольку напряжение между проводом (то есть в данном случае птицей) и землей, разное в разных сетях, как правило, для живого организма смертельно.
Постановление правительства России требует обязательного оснащения опор ЛЭП так называемыми птицезащитными устройствами. Но это выполняется далеко не всегда.