Под высоковольтной линией бьет током почему

Почему сидящих на проводах ЛЭП птиц не «бьет» током?

Электричество – техническое достижение, без которого невозможно представить современный мир. В наши дома оно поступает по обширной сети высоковольтных линий электропередач, при этом напряжение, действующее в них, во много раз превышает 220 Вольт, необходимых для удовлетворения бытовых нужд. Благодаря этому электроэнергия экономично передается от места ее выработки (к примеру, АЭС) к конечному потребителю.

Именно по причине сильного напряжения высоковольтные провода чрезвычайно опасны для человека. Монтажники работают на подстанциях только при наличии специальной защиты. При этом мы часто видим, как птицы без всякой защиты спокойно сидят на проводах. Так почему же они не погибают от удара током?

Главная причина

Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо обратиться к разделу «Электродинамика» школьного курса физики. Как мы помним, электрическое напряжение – это разность потенциалов в двух удаленных точках. Оно возникает, например, между контактами бытовой розетки за счет потенциала «фазы» и «нуля» и составляет 220 Вольт (220-0).

Когда мы говорим о птицах, сидящих на высоковольтных проводах, мы берем во внимание разность потенциалов проводов, а не их абсолютное значение. Разность потенциалов возникает между двумя проводными линиями либо между одной проводной линией и землей. При этом расстояние между лапками птиц очень маленькое, поэтому «шаговым» напряжением можно пренебречь.

Провода высоковольтных линий располагаются на некотором расстоянии друг от друга, а значит, птица не может затронуть одновременно два из них (мы не берем во внимание пернатых с большим размахом крыльев, которыми они могут задеть друг друга). Тем более невозможно, чтобы птица в один и тот же момент времени прикоснулась и проводу, и к земле.

Еще одна причина заключается в том, что через тело птицы ток почти не протекает. Когда птица сидит на проводе, она через лапки подключается параллельно фрагменту провода, который располагается между ними.

Итак, мы можем сделать следующие выводы:

1. Протекающий через птицу ток крайне мал, поскольку ее внутреннее сопротивление гораздо выше сопротивления участка провода между ее лапками. При этом оно невелико – считанные доли микроампер.
2. В этом случае ответвляющий ток не оказывает значимого влияния на птицу.

Таким образом, мы ответили на вопрос, почему птиц, сидящих на высоковольтных проводах, не бьет током.

Велосипед и ЛЭП (небольшое открытие) ⁠ ⁠

Велосипед и ЛЭП (небольшое открытие) Велосипед, Открытие, Длиннопост, Удар током

Вчера вечером катался на велосипеде. Проезжал участок, над которым тянутся провода высоковольтной линии. Чувствую, что меня дергает электричеством. Пальцы частично касались руля, било довольно ощутимо. Я вожу с собой powerbank, начал грешить на него. Но в нем на выходе 5 вольт. Потом дошло, что от ЛЭП идет поле, которое я пересек и получил удар от наведенного электричества. Нарыл статью на эту тему.

Почему под ЛЭП бьет током

Время от времени на просторах интернета можно встретить сообщения о том, как кого-нибудь из велосипедистов больно ударило током от собственного велосипеда, когда он проезжал под высоковольтной ЛЭП с напряжением 100кВ и более. Точных и внятных ответов на подобные запросы никто дать не может: на форумах то и дело возникают споры по этому вопросу, однако догадки на данный счет имеются у многих пользователей сети.

Одно дело, когда речь идет о шаговом напряжении, это было бы вполне понятно если бы оторвавшийся от ЛЭП провод контактировал бы с грунтом, и тогда стоя на земле кто-нибудь мог бы, случайно оказавшись не в то время не в том месте, попасть под опасное напряжение шага.

Это известный феномен, по его причине в 1928 году на ленинградской мостовой в один день погибли три лошади. Но в приводимых велосипедистами сообщениях речи о шаговом напряжении, кажется, не идет. Давайте же поразмыслим над данной проблемой более вдумчиво, и постараемся найти четкий ответ.

Почему под ЛЭП бьет током

Итак, велосипед на резиновых шинах изолирован от поверхности земли, следовательно ток с земли на велосипед попасть не может, и даже если бы по воле несчастного случая велосипедист оказался бы на месте аварии, где по поверхности земли был бы распределен какой-то реально измеряемый потенциал, его бы и в этом случае не ударило бы током.

Кроме того, согласно сообщениям, велосипедист не спускается на землю, и специально не хватается ни за какие провода, значит ни от ЛЭП, ни от других проводов ток к велосипеду напрямую не подводится. Таким образом, прямое поражение током от ЛЭП однозначно исключается. Следовательно не остается другого соображения, как принять, что напряжение на велосипеде является индуцированным. Остается понять, наведено ли оно от ЛЭП магнитной составляющей или электрической составляющей.

Если предположить, что напряжение наводится на велосипед магнитной составляющей, то вспомнив закон Био-Савара-Лапласа, мы тут же обнаружим, что даже если в момент, когда велосипедист проезжал под проводом, по высоковольтной линии тек переменный ток максимальной величиной, скажем, в 2000А, то уже на расстоянии 5 метров от провода длиной 5 метров, магнитная индукция в своей амплитуде составила бы всего лишь около 40 мкТл, этого хватит разве что на то, чтобы слегка дезориентировать стрелку магнитного компаса. А уж о способности навести напрямую без трансформации сколь-нибудь ощутимое напряжение на велосипедную раму длиной 1 метр… об этом даже говорить уже не приходится. Вариант с электромагнитной индукцией отбрасывается как невозможный.

Велосипедист под ЛЭП

Остается электростатическая индукция. А вот для этого все возможности есть. Если предположить, что высоковольтная линия с напряжением 220000 вольт проходит над поверхностью земли на высоте 8 метров, надежно изолирована от нее, значит между проводом и землей есть переменное электрическое поле, напряженность которого распределена примерно линейно по высоте, и в амплитуде может достигать 27500 вольт на метр, то есть 275 вольт на сантиметр.

И хотя велосипед не контактирует с землей — это как раз то условие, когда от него велосипедиста все равно будет дергать током. Велосипед здесь выступает нижней обкладкой конденсатора, а велосипедист — верхней обкладкой. Этот конденсатор, с диэлектриком в виде воздуха и одежды велосипедиста, внесен в переменное электрическое поле и все время этим полем перезаряжается. И стоит велосипедисту случайно в момент, когда этот конденсатор заряжен, соприкоснуться с велосипедом, как он почувствует разряд. Убить — не убьет, но неприятные ощущения однозначно будут.

Если бы человек стоял под ЛЭП голыми ногами на земле, то он бы ничего похожего не почувствовал, так как все его тело приобрело бы нулевой потенциал земли. А стоя на земле под ЛЭП на тонком резиновом коврике, он бы получил похожий удар, коснувшись пальцем земли возле коврика. Так и с велосипедом, где слой диэлектрика (читай — костюм велосипедиста) довольно тонок, следовательно электроемкость получившегося конденсатора не так мала, как может показаться с первого взгляда.