Усан дотор цахилгаан хэр хол явдаг вэ?

Усны дотор гүйдэл үүсэж, хэн нэгэн түүнд хүрвэл цахилгаанд цохиулж болзошгүй тул усыг ерөнхийдөө цахилгаан гүйдлийн сайн дамжуулагч гэж үздэг.

Анхаарал татахуйц хоёр зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тэдгээрийн нэг нь усны төрөл буюу давс болон бусад ашигт малтмалын хэмжээ, хоёр дахь нь цахилгаан холбоо барих цэгээс хол зай юм. Энэ нийтлэл нь хоёуланг нь тайлбарласан боловч цахилгаан нь усанд хэр хол зайд явдагийг судлах хоёр дахь хэсэгт анхаарлаа хандуулдаг.

Усан дахь цахилгааны цэгийн эх үүсвэрийн эргэн тойронд дөрвөн бүсийг ялгаж салгаж болно (өндөр аюул, аюул, дунд зэргийн эрсдэл, аюулгүй). Гэсэн хэдий ч цэгийн эх үүсвэрээс яг тодорхой зайг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Эдгээр нь стресс/эрч хүч, тархалт, гүн, давсжилт, температур, газарзүйн байршил, хамгийн бага эсэргүүцлийн зам зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаардаг.

Усан дахь аюулгүйн зайны утгууд нь гэмтлийн гүйдлийн хамгийн их аюулгүй биеийн гүйдлийн харьцаанаас хамаарна (AC гүйдлийн хувьд 10 мА, тогтмол гүйдлийн хувьд 40 мА):

• Хэрэв хувьсах гүйдлийн эвдрэлийн гүйдэл 40А бол далайн усан дахь аюулгүйн зай 0.18м байна.
• Хэрэв цахилгааны шугам тасарсан бол (хуурай газар) та дор хаяж 33 метрийн зайд байх ёстой бөгөөд энэ нь автобусны урттай тэнцэнэ. Усанд энэ зай илүү их байх болно.
• Хэрэв талх шарагч ус руу унавал та тэжээлийн эх үүсвэрээс 360 фут (110 метр) зайд байх ёстой.

Би доор дэлгэрэнгүй ярих болно.

Яагаад мэдэх нь чухал вэ

Усан доор цахилгаан гүйдэл, гүйдэл байгаа үед усанд байгаа эсвэл усанд холбогдсон хэн бүхэн цахилгаанд цохиулах эрсдэлтэй тул цахилгаан нь усан дотор хэр хол явахыг мэдэх нь чухал юм.

Энэ эрсдэлээс зайлсхийхийн тулд хамгийн аюулгүй зай аль болохыг мэдэх нь ашигтай байх болно. Үерийн нөхцөл байдалд ийм эрсдэл үүсч болзошгүй үед энэ мэдлэгтэй байх нь маш чухал юм.

Усан дотор цахилгаан гүйдэл хэр хол явж болохыг мэдэх өөр нэг шалтгаан бол цахилгаан загас барих явдал бөгөөд загас барихын тулд цахилгааныг зориудаар усаар дамжуулдаг.

Усны төрөл

Цэвэр ус бол сайн тусгаарлагч юм. Хэрэв давс эсвэл бусад эрдэс бодис агуулаагүй бол цахилгаан нь тунгалаг усан дотор хол явах боломжгүй тул цахилгаанд цохиулах эрсдэл хамгийн бага байх болно. Гэвч практик дээр тунгалаг мэт харагдах ус ч гэсэн зарим нэг ионы нэгдлүүдийг агуулж байдаг. Эдгээр ионууд нь цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай байдаг.

Цахилгаан дамжуулахгүй цэвэр ус авах нь тийм ч хялбар биш юм. Шинжлэх ухааны лабораторид бэлтгэсэн уураар өтгөрүүлсэн нэрмэл ус болон ионгүйжүүлсэн ус хүртэл зарим ион агуулсан байж болно. Учир нь ус нь янз бүрийн эрдэс бодис, химийн бодис болон бусад бодисыг маш сайн уусгагч юм.

Таны цахилгаан эрчим хүч хэр хол явахыг бодож байгаа ус нь цэвэр биш байх магадлалтай. Энгийн крантны ус, голын ус, далайн ус гэх мэт нь цэвэр биш байх болно. Таамагласан эсвэл олоход хэцүү цэвэр уснаас ялгаатай нь давстай ус нь давсны (NaCl) агууламжаараа цахилгааныг илүү сайн дамжуулдаг. Энэ нь цахилгаан дамжуулах үед электронууд урсдагтай адил ионуудыг урсгах боломжийг олгодог.

Холбоо барих цэгээс хол зай

Таны таамаглаж байсанчлан цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэртэй усан дахь холбогдох цэгт ойртох тусам энэ нь илүү аюултай бөгөөд хол байх тусам гүйдэл багасна. Гүйдэл нь тодорхой зайд тийм аюултай байхааргүй бага байж болно.

Холбоо барих цэгээс зай нь чухал хүчин зүйл юм. Өөрөөр хэлбэл, бид аюулгүй байхын тулд гүйдэл сулрахаас өмнө усан дотор цахилгаан хэр хол явж байгааг мэдэх хэрэгтэй. Энэ нь гүйдэл эсвэл хүчдэл нь өчүүхэн, тэгтэй ойролцоо эсвэл тэнцүү байх хүртэл цахилгаан бүхэлдээ усан дотор хэр хол явахыг мэдэхтэй адил чухал байж болно.

Бид эхлэх цэгийн эргэн тойронд хамгийн ойроос хамгийн алслагдсан бүс хүртэл дараах бүсүүдийг ялгаж чадна.

• Өндөр аюултай бүс – Энэ хэсгийн доторх устай хүрэлцэх нь үхэлд хүргэдэг.
• Аюултай бүс – Энэ хэсгийн доторх устай хүрэлцэх нь ноцтой хохирол учруулж болзошгүй.
• Дунд зэргийн эрсдэлтэй бүс – Энэ бүс дотор усны урсгал байгаа мэт мэдрэмж төрдөг ч эрсдэл нь дунд эсвэл бага байдаг.
• Аюулгүй бүс - Энэ бүсэд та эрчим хүчний эх үүсвэрээс хангалттай хол байгаа тул цахилгаан нь аюултай байж болзошгүй.

Хэдийгээр бид эдгээр бүсүүдийг тодорхойлсон боловч тэдгээрийн хоорондох зайг нарийн тодорхойлох нь тийм ч хялбар биш юм. Энд хэд хэдэн хүчин зүйл байгаа тул бид зөвхөн тэдгээрийг тооцоолох боломжтой.

Болгоомжтой байгаарай! Усны цахилгааны эх үүсвэр хаана байгааг мэдэж байгаа бол аль болох хол байхыг хичээж, боломжтой бол цахилгааныг унтраа.

Эрсдэл ба аюулгүй байдлын зайны үнэлгээ

Бид эрсдэл ба аюулгүй байдлын зайг дараах есөн үндсэн хүчин зүйл дээр үндэслэн үнэлж болно.

• Хурцадмал байдал эсвэл эрч хүч – Хүчдэл (эсвэл аянгын эрчим) их байх тусам цахилгаанд цохиулах эрсдэл өндөр байна.
• Түгээх – Цахилгаан гүйдэл нь усны бүх чиглэлд, голчлон гадаргуу дээр болон ойролцоо тархдаг.
• гүн “Цахилгаан нь усны гүнд ордоггүй. Аянга ч гэсэн тархахаасаа өмнө ердөө 20 фут гүнд хүрдэг.
• давсжилт - Усанд давс их байх тусам илүү өргөн, амархан цахилгаанжих болно. Далайн усны үер нь давсжилт ихтэй, эсэргүүцэл багатай байдаг (борооны усны хувьд 22 к омсм-тэй харьцуулахад ихэвчлэн ~420 омсм).
• Температур Ус дулаан байх тусам түүний молекулууд илүү хурдан хөдөлдөг. Тиймээс цахилгаан гүйдэл нь бүлээн усанд тархахад хялбар байх болно.
• Топографи – Тухайн газрын байр зүйн байдал бас чухал.
• Зам – Хэрэв таны бие гүйдэл гүйх хамгийн бага эсэргүүцэлтэй зам болж байвал усан дотор цахилгаанд цохиулах эрсдэл өндөр байна. Таны эргэн тойронд бусад бага эсэргүүцэлтэй зам байгаа цагт та харьцангуй аюулгүй байна.
• мэдрэгчтэй цэг – Биеийн янз бүрийн хэсгүүд өөр өөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Жишээлбэл, гар нь их биетэй харьцуулахад (~ 160 омсм) бага эсэргүүцэлтэй (~415 омсм) байдаг.
• Төхөөрөмжийг салгах – Хэрэв салгах төхөөрөмж байхгүй эсвэл байгаа бөгөөд хариу өгөх хугацаа 20 мс-ээс хэтэрсэн тохиолдолд эрсдэл өндөр байна.

Аюулгүй байдлын зайг тооцоолох

Аюулгүй зайн тооцоог усан доорх цахилгаан эрчим хүчийг аюулгүй ашиглах практик дүрэм, усан доорх цахилгаан инженерийн судалгаанд үндэслэн хийж болно.

Хувьсах гүйдлийг хянах тохиромжтой суллахгүй бол биеийн гүйдэл нь 10 мА-аас ихгүй, биеийн ул мөрийн эсэргүүцэл нь 750 Ом бол хамгийн аюулгүй хүчдэл нь 6-7.5 В байна. [1] Усан дахь аюулгүйн зайн утгууд нь гэмтлийн гүйдлийн хамгийн их аюулгүй биеийн гүйдлийн харьцаанаас хамаарна (AC гүйдлийн хувьд 10 мА, тогтмол гүйдлийн хувьд 40 мА):

• Хэрэв хувьсах гүйдлийн эвдрэлийн гүйдэл 40А бол далайн усан дахь аюулгүйн зай 0.18м байна.
• Хэрэв цахилгааны шугам тасарсан бол (хуурай газар) та дор хаяж 33 метрийн зайд байх ёстой бөгөөд энэ нь автобусны урттай тэнцэнэ. [10] Усанд энэ зай илүү урт байх болно.
• Хэрэв талх шарагч ус руу унавал та тэжээлийн эх үүсвэрээс 360 фут (110 метр) зайд байх ёстой. [3]

Ус цахилгаанжсан эсэхийг яаж тодорхойлох вэ?

Усанд цахилгаан хэр хол явдаг вэ гэсэн асуултаас гадна өөр нэг чухал асуулт бол ус цахилгаанжсан эсэхийг яаж мэдэх вэ гэсэн асуулт юм.

гайхалтай баримт: Акулууд цахилгааны эх үүсвэрээс хэдхэн милийн зайд 1 вольтын зөрүүг илрүүлж чаддаг.

Гэхдээ гүйдэл урсаж байгаа эсэхийг яаж мэдэх вэ?

Хэрэв ус маш их цахилгаанжсан бол та тэнд оч, боолт харна гэж бодож магадгүй юм. Гэхдээ тийм биш. Харамсалтай нь та юу ч харахгүй тул усыг хараад л хэлэх боломжгүй. Одоогийн туршилтын хэрэгсэлгүй бол мэдэх цорын ганц арга бол үүнийг мэдрэх явдал бөгөөд энэ нь аюултай байж болно.

Баттай мэдэх цорын ганц арга бол усны урсгалыг шалгах явдал юм.

Хэрэв та гэртээ усан сантай бол орохоосоо өмнө цочролын дохиоллын төхөөрөмжийг ашиглаж болно. Усан доторх цахилгаан гүйдэл илрүүлсэн тохиолдолд төхөөрөмж улаанаар асдаг. Гэсэн хэдий ч онцгой байдлын үед эх сурвалжаас аль болох хол байх нь дээр.

Доорх манай нийтлэлүүдийн заримыг харна уу.

• Шөнийн гэрэл маш их цахилгаан хэрэглэдэг үү
• Модоор цахилгаан гүйх боломжтой
• Азот нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг

зөвлөмж

[1] YMCA. Усан доорх цахилгааныг аюулгүй ашиглах дүрмийн багц. IMCA D 045, R 015. https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html хаягаас авав. 2010 он.

[2] BCHydro. Эвдэрсэн цахилгаан шугамаас аюулгүй зай. https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html сайтаас авсан.

[3] Reddit. Усан дотор цахилгаан хэр хол явах вэ? https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/ сайтаас авав.

Видео холбоосууд

Россений тайлан: Усан сан, нуурын төөрсөн хүчдэлийг хэрхэн илрүүлэх вэ | ӨНӨӨДӨР