Je, umeme unasafiri umbali gani kwenye maji?

Maji kwa ujumla huchukuliwa kuwa kondakta mzuri wa umeme kwa sababu ikiwa kuna mkondo ndani ya maji na mtu akaigusa, anaweza kupigwa na umeme.

Kuna mambo mawili ya kuzingatia ambayo yanaweza kuwa muhimu. Mmoja wao ni aina ya maji au kiasi cha chumvi na madini mengine, na pili ni umbali kutoka kwa hatua ya kuwasiliana na umeme. Nakala hii inaelezea zote mbili lakini inazingatia ya pili kuchunguza jinsi umeme unavyosafiri katika maji.

Tunaweza kutofautisha kanda nne karibu na chanzo cha uhakika cha umeme katika maji (hatari kubwa, hatari, hatari ya wastani, salama). Walakini, umbali halisi kutoka kwa chanzo cha uhakika ni ngumu kuamua. Zinategemea mambo kadhaa, ikiwa ni pamoja na mkazo/nguvu, usambazaji, kina, chumvi, halijoto, topografia, na njia ya upinzani mdogo.

Thamani za umbali wa usalama katika maji hutegemea uwiano wa sasa wa kosa hadi kiwango cha juu cha sasa cha mwili salama (10 mA kwa AC, 40 mA kwa DC):

• Ikiwa sasa kosa la AC ni 40A, umbali wa usalama katika maji ya bahari utakuwa 0.18m.
• Ikiwa njia ya umeme iko chini (kwenye ardhi kavu), ni lazima ukae angalau futi 33 (mita 10), ambayo ni takriban urefu wa basi. Katika maji, umbali huu ungekuwa mkubwa zaidi.
• Ikiwa kibaniko kitaanguka ndani ya maji, lazima uwe ndani ya futi 360 (mita 110) kutoka kwa chanzo cha nguvu.

Nitaingia kwa undani zaidi hapa chini.

Kwa nini ni muhimu kujua

Ni muhimu kujua ni umbali gani umeme unaweza kusafiri kwenye maji kwa sababu kunapokuwa na umeme au mkondo wa maji chini ya maji, mtu yeyote anayegusa au kugusa maji yuko katika hatari ya kushtushwa na umeme.

Itasaidia kujua ni umbali gani ulio salama zaidi ili kuepuka hatari hii. Wakati hatari hii inaweza kuwepo katika hali ya mafuriko, ni muhimu sana kuwa na ujuzi huu.

Sababu nyingine ya kujua umbali wa mkondo wa umeme katika maji ni uvuvi wa umeme, ambapo umeme hupitishwa kwa makusudi katika maji ili kuvua samaki.

Aina ya maji

Maji safi ni insulator nzuri. Ikiwa hapangekuwa na chumvi au madini mengine, hatari ya mshtuko wa umeme ingekuwa ndogo kwa sababu umeme haungeweza kusafiri mbali ndani ya maji safi. Kwa mazoezi, hata hivyo, hata maji ambayo yanaonekana wazi yana uwezekano wa kuwa na misombo ya ionic. Ni ions hizi zinazoweza kuendesha umeme.

Kupata maji safi ambayo hayangeruhusu umeme kupita si rahisi. Hata maji yaliyosafishwa yaliyofupishwa kutoka kwa mvuke na maji yaliyotolewa yaliyotayarishwa katika maabara ya kisayansi yanaweza kuwa na ayoni. Hii ni kwa sababu maji ni kiyeyusho bora cha madini, kemikali na vitu vingine.

Maji ambayo unazingatia ni umbali gani umeme huenda hautakuwa safi. Maji ya bomba ya kawaida, maji ya mito, maji ya bahari n.k hayatakuwa safi. Tofauti na maji safi ya kidhahania au magumu kupata, maji ya chumvi ni kondakta bora zaidi wa umeme kutokana na maudhui yake ya chumvi (NaCl). Hii inaruhusu ayoni kutiririka, kama vile elektroni hutiririka wakati wa kusambaza umeme.

Umbali kutoka mahali pa kuwasiliana

Kama unavyotarajia, unapokaribia kufikia hatua ya kuwasiliana na maji na chanzo cha sasa cha umeme, itakuwa hatari zaidi, na mbali zaidi, sasa itakuwa chini. Ya sasa inaweza kuwa ya chini ya kutosha isiwe hatari sana kwa umbali fulani.

Umbali kutoka kwa hatua ya kuwasiliana ni jambo muhimu. Kwa maneno mengine, tunapaswa kujua umeme unasafiri umbali gani ndani ya maji kabla mkondo haujapungua kiasi cha kuwa salama. Hii inaweza kuwa muhimu kama kujua umbali wa umeme katika maji kwa ujumla hadi sasa au voltage ni kidogo, karibu na au sawa na sifuri.

Tunaweza kutofautisha kanda zifuatazo karibu na mahali pa kuanzia, kutoka eneo la karibu hadi la mbali zaidi:

• Eneo la hatari kubwa - Kugusa maji ndani ya eneo hili kunaweza kuwa mbaya.
• Eneo la hatari - Kugusa maji ndani ya eneo hili kunaweza kusababisha madhara makubwa.
• Eneo la Hatari la Wastani - Ndani ya ukanda huu, kuna hisia kwamba kuna mkondo ndani ya maji, lakini hatari ni wastani au chini.
• Eneo Salama - Ndani ya eneo hili, uko mbali vya kutosha na chanzo cha umeme hivi kwamba umeme unaweza kuwa hatari.

Ingawa tumetambua maeneo haya, kuamua umbali halisi kati yao si rahisi. Kuna mambo kadhaa yanayohusika hapa, kwa hivyo tunaweza tu kuyakadiria.

Kuwa mwangalifu! Unapojua mahali ambapo chanzo cha umeme kiko ndani ya maji, unapaswa kujaribu kukaa mbali nayo iwezekanavyo na, ikiwa unaweza, kuzima usambazaji wa umeme.

Tathmini ya umbali wa hatari na usalama

Tunaweza kutathmini hatari na umbali wa usalama kwa kuzingatia mambo tisa muhimu yafuatayo:

• Mvutano au nguvu - Kadiri voltage inavyoongezeka (au nguvu ya umeme), ndivyo hatari ya mshtuko wa umeme inavyoongezeka.
• Sambaza - Umeme hutawanya au kueneza pande zote kwenye maji, haswa kwenye uso na karibu na uso.
• kina “Umeme hauingii ndani kabisa ya maji. Hata umeme husafiri kwa kina cha futi 20 kabla ya kutoweka.
• chumvi - Chumvi nyingi zaidi katika maji, zaidi na pana itakuwa na umeme kwa urahisi. Mafuriko ya maji ya bahari yana chumvi nyingi na upinzani mdogo (kwa kawaida ~ 22 ohmcm ikilinganishwa na 420k ohmcm kwa maji ya mvua).
• Joto Maji yanapo joto, ndivyo molekuli zake zinavyosonga. Kwa hiyo, sasa umeme pia itakuwa rahisi kueneza katika maji ya joto.
• Topografia - Topografia ya eneo hilo pia inaweza kuwa muhimu.
• Njia - Hatari ya mshtuko wa umeme katika maji ni kubwa ikiwa mwili wako utakuwa njia ya upinzani mdogo kwa mkondo kutiririka. Uko salama kiasi mradi tu kuna njia zingine za chini za upinzani karibu nawe.
• hatua ya kugusa - Sehemu tofauti za mwili zina upinzani tofauti. Kwa mfano, mkono kwa kawaida huwa na upinzani wa chini (~160 ohmcm) kuliko kiwiliwili (~415 ohmcm).
• Tenganisha kifaa - Hatari ni kubwa zaidi ikiwa hakuna kifaa cha kukata muunganisho au ikiwa kuna moja na wakati wake wa majibu unazidi 20 ms.

Uhesabuji wa umbali wa usalama

Makadirio ya umbali salama yanaweza kufanywa kulingana na kanuni za mazoezi kwa matumizi salama ya umeme chini ya maji na utafiti katika uhandisi wa umeme chini ya maji.

Bila kutolewa kufaa ili kudhibiti sasa ya AC, ikiwa sasa ya mwili sio zaidi ya 10 mA na upinzani wa kufuatilia mwili ni 750 ohms, basi voltage ya juu ya usalama ni 6-7.5V. [1] Thamani za umbali wa usalama katika maji hutegemea uwiano wa sasa wa hitilafu hadi kiwango cha juu cha sasa cha mwili salama (10 mA kwa AC, 40 mA kwa DC):

• Ikiwa sasa kosa la AC ni 40A, umbali wa usalama katika maji ya bahari utakuwa 0.18m.
• Ikiwa njia ya umeme iko chini (kwenye ardhi kavu), ni lazima ukae angalau futi 33 (mita 10), ambayo ni takriban urefu wa basi. [2] Katika maji, umbali huu utakuwa mrefu zaidi.
• Ikiwa kibaniko kitaanguka ndani ya maji, lazima uwe ndani ya futi 360 (mita 110) kutoka kwa chanzo cha nguvu. [3]

Unawezaje kujua kama maji yana umeme?

Kando na swali la umbali wa umbali wa umeme katika maji, swali lingine muhimu linalohusiana litakuwa kujua jinsi ya kujua ikiwa maji yana umeme.

ukweli baridi: Papa wanaweza kugundua tofauti ndogo ya volt 1 maili chache kutoka kwa chanzo cha umeme.

Lakini tunawezaje kujua ikiwa mkondo unatiririka hata kidogo?

Ikiwa maji yana umeme mwingi, unaweza kufikiria kuwa utaona cheche na bolts ndani yake. Lakini sivyo. Kwa bahati mbaya, hautaona chochote, kwa hivyo huwezi kusema kwa kuona maji tu. Bila chombo cha sasa cha kupima, njia pekee ya kujua ni kupata hisia kwa hilo, ambayo inaweza kuwa hatari.

Njia nyingine pekee ya kujua kwa hakika ni kupima maji kwa sasa.

Ikiwa una bwawa la maji nyumbani, unaweza kutumia kifaa cha tahadhari ya mshtuko kabla ya kuingia ndani. Kifaa huwaka nyekundu ikiwa kinatambua umeme ndani ya maji. Hata hivyo, katika hali ya dharura, ni bora kukaa mbali na chanzo iwezekanavyo.

Tazama baadhi ya makala zetu hapa chini.

• Je, taa za usiku hutumia umeme mwingi
• Je, umeme unaweza kupita kwenye kuni
• Nitrojeni huendesha umeme

Mapendekezo

[1] YMCA. Seti ya sheria za matumizi salama ya umeme chini ya maji. IMCA D 045, R 015. Imetolewa kutoka https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Umbali salama kutoka kwa nyaya za umeme zilizovunjika. Imetolewa kutoka https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Je, umeme unaweza kusafiri umbali gani kwenye maji? Imetolewa kutoka kwa https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

Viungo vya video

Rossen Anaripoti: Jinsi ya Kugundua Voltage Iliyopotea Katika Madimbwi, Maziwa | LEO