Давным-давно мой школьный учитель написал на доске популярный вопрос:
«Почему птицу, сидящую на проводе под напряжением, не ударит током?»
Он дал нам четыре варианта (всех не помню) среди которых было очевидное "так как птичьи лапы не касаются земли" и естественно мы выбрали этот.
Он сказал нам, что этот ответ на самом деле неудовлетворителен (точнее, неполный), так как ток в проводе не постоянный, а переменный.
Тело птицы следует рассматривать как конденсатор (поскольку сопротивлением птицы из-за его небольшого продольного размера можно пренебречь, так как обе ноги находятся под почти одинаковым напряжением), который на малых частотах обеспечивает большое сопротивление .
Благодаря этому ток через тело птицы ничтожен, и она не получает удара током.
Теперь следующие ответы и ссылки в них:
предполагают, что на самом деле именно отсутствие заземления препятствует тому, чтобы птица зажарилась. (Наряду с тем, что обе ноги фактически находятся в одном и том же месте)
Большинство людей в предыдущих ответах, похоже, ничего не упомянули о переменном характере тока, импедансах и т. Д., Возникающих из-за этого в теле птицы.
Какое объяснение более правильное?
PS: Объяснение, данное моим учителем, кажется мне более правдоподобным.
Какое объяснение более правильное?
Ответ на второй вопрос, который вы цитируете, является лучшим.
Чтобы быть «убитым электрическим током», через тело должен протекать нетривиальный ток. Величина протекающего тока зависит от импеданса птицы и разности потенциалов между двумя контактными точками.
Здесь важен второй момент. Разница напряжений в двух контактных точках практически равна нулю. Ноги птицы могут находиться на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга и касаться ОДНОГО и того же провода. Единственная разница в напряжении между двумя ногами связана с потерями в самом проводе, и они минимальны на таком коротком расстоянии. Провода линий электропередач специально спроектированы так, чтобы иметь как можно меньшие потери!
Крупных птиц действительно иногда бьет током. Это просто потому, что какая-то часть их тела касается (или подходит слишком близко) к чему-то, что НЕ является тем же проводом, на котором находятся их ноги, и имеет другой потенциал. Его не нужно заземлять, любой другой фазный провод подойдет так же (если не лучше).
Аргумент AC не выдерживает никакой критики. У птицы действительно есть емкость, но она мала, а частота сети переменного тока очень низкая. Если мы предположим, что емкость для птицы может составлять 50 пФ (у человека около 100 пФ) и 50 Гц, то получается реактивное сопротивление 16 по сравнению с несколькими для резистивного сопротивления птицы. Таким образом, емкость вносит только около 1/1000 от общего тока.
Изменить из-за комментария:
Это частичный ответ, он относится к названию вопроса:
Являются ли ответы «птица, сидящая на проводе под напряжением» неправильными?
что согласно ОП
предполагают, что на самом деле именно отсутствие заземления препятствует тому, чтобы птица зажарилась. (Наряду с тем, что обе ноги фактически находятся в одном и том же месте)
Даже если относиться к птице как к конденсатору , из ответа в electronics.se
сидит на проводе как С2 на картинке, а С2 закорочен, зашунтирован. Две точки находятся под одним и тем же напряжением, и напряжение на токопроводящем проводе для каждой ноги птицы одинаково, даже если оно переменное.
Существуют ли взаимодействия более высокого порядка с электромагнитными полями, которые птица может ощущать как «покалывание» или ощущение напряжения в проводах рядом с ней, — на это отвечают другие вопросы.
Похоже, никто в предыдущих ответах ничего не упомянул о переменном характере тока, импедансах и т. Д., Возникающих из-за этого в теле птицы.
Это неверно, так как в моем собственном ответе на один из приведенных вопросов прямо упоминается, что переменный и постоянный токи различаются по своему вредному воздействию. Опасность переменного тока заключается в том, что он вызывает непроизвольные сокращения мышц и, таким образом, вызывает фибрилляцию сердца, которая является типичной причиной смерти в повседневных случаях поражения электрическим током. Это возможно при гораздо меньших разностях потенциалов, чем вредное воздействие постоянного тока, которое в основном связано с джоулевым нагревом ( более подробную информацию см. В ссылках в этом ответе ). Тем не менее, поскольку птица находится в параллельной цепи с проводом, генерируемые токи слишком слабы, чтобы причинить какой-либо вред.
Примечание: заметьте также, что на самом деле важен ток, а не разность потенциалов: последняя может существовать без протекания тока и может значительно упасть, когда цепь замкнута.
Все причины актуальны. Если бы не было выполнено хотя бы одно условие, птицу бы убило током:
Если бы птица касалась земли и провода или двух разных фазных проводов, это единственное, что стоит между электронами и большой разницей напряжений, и это будет сделано в кратчайшие сроки.
Если бы птица стояла на хорошем резисторе, сравнимом с ее собственным сопротивлением, между ее лапками, вам не понадобился бы большой ток на «проводе», чтобы убить птицу.
Если бы птица касалась достаточно большого конденсатора, через птицу протекал бы достаточный ток, чтобы убить ее.
Если бы переменная частота источника электроэнергии была достаточно высокой, у птицы были бы горячие ноги из-за того, что ее собственное тело действовало как конденсатор. Это не обязательно убьет птицу, поскольку такие высокие частоты не мешают нервным клеткам. Это тот же трюк, когда фокусник заставляет светиться люминесцентные лампы, прикасаясь к ним.
К счастью для птиц, ни одно из этих условий обычно не выполняется:
Их две ноги касаются одного и того же провода, поэтому между их ногами нет существенной разницы в напряжении. И этот провод очень толстый и сделан из хорошо проводящего металла, так что его сопротивление ничтожно мало по сравнению с сопротивлением птицы. Следовательно, через птицу протекает ничтожно малая часть тока провода. И это единственное, к чему вообще прикасаются птицы.
Тело птицы маленькое, как и ее емкость. Кроме того, частота переменного тока низкая. Ток, который (раз) заряжает конденсатор тела птицы, контролируется этими факторами. И они настолько малы, что течение, кажется, не доставляет птицам никакого дискомфорта.
Примечание:
многие «простые» физические задачи похожи на это. Они выглядят простыми, у них, кажется, есть простой ответ. Однако, как только вы присмотритесь, вы увидите, что они на самом деле не так просты. Довольно часто оказывается, что действует более одного эффекта, что несколько (не)важных искажающих факторов игнорируются (например, сопротивление воздуха в вопросах о пушечном ядре и т. д.) и что простой ответ таков: хорошо, поскольку эти смешанные факторы на самом деле малы. Важно знать об этих игнорируемых факторах, чтобы их можно было принять во внимание, когда изменение экспериментальных параметров приведет к тому, что они станут актуальными.
Роджер Вадим
Дурмус
Кори Кляйн
Луан
Кори Кляйн
Потерянный
Потерянный
JDługosz
Зволь
Кори Кляйн
Глен_б
Нил_UK
Мэтт Тиммерманс
самородок
сденхам
Коагмано