ไฟฟ้าเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหน?

โดยทั่วไปแล้วน้ำถือเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเพราะหากมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในน้ำและมีคนไปสัมผัสโดนไฟ น้ำอาจถูกไฟฟ้าดูดได้

มีสองสิ่งที่ควรทราบซึ่งอาจมีความสำคัญ หนึ่งในนั้นคือชนิดของน้ำหรือปริมาณของเกลือและแร่ธาตุอื่น ๆ และประการที่สองคือระยะห่างจากจุดที่สัมผัสทางไฟฟ้า บทความนี้จะอธิบายทั้งสองอย่าง แต่เน้นที่ข้อที่สองเพื่อสำรวจว่าไฟฟ้าเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหน

เราสามารถแยกโซนสี่โซนรอบแหล่งกำเนิดไฟฟ้าในน้ำ (อันตรายสูง อันตราย เสี่ยงปานกลาง ปลอดภัย) อย่างไรก็ตาม การกำหนดระยะทางที่แน่นอนจากแหล่งกำเนิดนั้นทำได้ยาก ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ความเค้น/ความเข้ม การกระจาย ความลึก ความเค็ม อุณหภูมิ ภูมิประเทศ และเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด

ค่าของระยะปลอดภัยในน้ำขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกระแสความผิดปกติต่อกระแสร่างกายที่ปลอดภัยสูงสุด (10 mA สำหรับ AC, 40 mA สำหรับ DC):

• หากกระแสไฟฟ้าขัดข้องเป็น 40A ระยะปลอดภัยในน้ำทะเลจะเท่ากับ 0.18 ม.
• หากสายไฟขาด (บนพื้นแห้ง) คุณต้องอยู่ห่างอย่างน้อย 33 เมตร ซึ่งเท่ากับความยาวของรถบัส ในน้ำ ระยะนี้จะไกลกว่ามาก
• หากเครื่องปิ้งขนมปังตกน้ำ คุณต้องอยู่ห่างจากแหล่งพลังงานไม่เกิน 360 ฟุต (110 เมตร)

ฉันจะลงรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง

เหตุใดจึงสำคัญที่ต้องรู้

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าไฟฟ้าสามารถเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหน เพราะเมื่อมีไฟฟ้าหรือกระแสน้ำใต้น้ำ ใครก็ตามที่อยู่หรือสัมผัสกับน้ำจะเสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าดูด

จะเป็นการดีหากทราบว่าระยะทางใดที่ปลอดภัยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงนี้ เมื่อมีความเสี่ยงนี้ในสถานการณ์น้ำท่วมเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะมีความรู้นี้

อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ทราบว่ากระแสไฟฟ้าสามารถเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหนก็คือการตกปลาด้วยไฟฟ้า ซึ่งกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านน้ำอย่างจงใจเพื่อจับปลา

ประเภทน้ำ

น้ำบริสุทธิ์เป็นฉนวนที่ดี หากไม่มีเกลือหรือแร่ธาตุอื่น ๆ ความเสี่ยงของไฟฟ้าช็อตจะน้อยมากเนื่องจากไฟฟ้าไม่สามารถเดินทางได้ไกลในน้ำใส อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ แม้แต่น้ำที่ดูเหมือนใสก็น่าจะมีสารประกอบไอออนิกอยู่บ้าง ไอออนเหล่านี้สามารถนำไฟฟ้าได้

การหาน้ำสะอาดที่ไฟฟ้าผ่านไม่ได้ไม่ใช่เรื่องง่าย แม้แต่น้ำกลั่นที่ควบแน่นจากไอน้ำและน้ำปราศจากไอออนที่เตรียมในห้องทดลองทางวิทยาศาสตร์ก็อาจมีไอออนอยู่บ้าง เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีเยี่ยมสำหรับแร่ธาตุต่างๆ สารเคมี และสารอื่นๆ

น้ำที่คุณกำลังพิจารณาว่าไฟฟ้าไปได้ไกลแค่ไหนมักจะไม่สะอาด น้ำประปาธรรมดา น้ำในแม่น้ำ น้ำทะเล ฯลฯ จะไม่สะอาด แตกต่างจากน้ำสะอาดสมมุติฐานหรือหาได้ยาก น้ำเกลือเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีกว่ามากเนื่องจากมีปริมาณเกลือ (NaCl) สิ่งนี้ทำให้ไอออนไหลได้เหมือนกับการไหลของอิเล็กตรอนเมื่อนำไฟฟ้า

ระยะทางจากจุดที่ติดต่อ

อย่างที่คุณคาดไว้ ยิ่งคุณอยู่ใกล้จุดที่สัมผัสกับแหล่งกระแสไฟฟ้าในน้ำมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งอันตรายมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งห่างออกไป กระแสไฟก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น กระแสน้ำอาจต่ำพอที่จะไม่เป็นอันตรายในระยะหนึ่ง

ระยะห่างจากจุดสัมผัสเป็นปัจจัยสำคัญ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราจำเป็นต้องรู้ว่ากระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ในน้ำได้ไกลแค่ไหนก่อนที่กระแสไฟจะอ่อนลงมากพอที่จะปลอดภัย นี่อาจมีความสำคัญพอๆ กับการรู้ว่ากระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ในน้ำโดยรวมได้ไกลแค่ไหนจนกว่ากระแสหรือแรงดันจะเล็กน้อย ใกล้หรือเท่ากับศูนย์

เราสามารถแยกแยะโซนต่างๆ ต่อไปนี้รอบๆ จุดเริ่มต้น จากโซนที่ใกล้ที่สุดไปยังโซนที่ไกลที่สุด:

• เขตอันตรายสูง – การสัมผัสกับน้ำในบริเวณนี้อาจทำให้ถึงตายได้
• เขตอันตราย – การสัมผัสกับน้ำในบริเวณนี้อาจทำให้เกิดอันตรายร้ายแรงได้
• เขตความเสี่ยงปานกลาง – ภายในโซนนี้มีความรู้สึกว่ามีกระแสน้ำ แต่ความเสี่ยงอยู่ในระดับปานกลางหรือต่ำ
• Safe Zone - ภายในโซนนี้ คุณอยู่ห่างจากแหล่งพลังงานมากพอที่ไฟฟ้าจะเป็นอันตรายได้

แม้ว่าเราจะระบุโซนเหล่านี้แล้ว แต่การกำหนดระยะห่างที่แน่นอนระหว่างโซนนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย มีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องที่นี่ ดังนั้นเราจึงสามารถประมาณได้เท่านั้น

ระวัง! เมื่อคุณทราบแหล่งที่มาของไฟฟ้าในน้ำแล้ว คุณควรพยายามอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และถ้าทำได้ ให้ปิดการจ่ายกระแสไฟฟ้า

การประเมินความเสี่ยงและระยะปลอดภัย

เราสามารถประเมินความเสี่ยงและระยะปลอดภัยโดยพิจารณาจากปัจจัยสำคัญ XNUMX ประการดังต่อไปนี้:

• ความตึงเครียดหรือความรุนแรง – ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูง (หรือความเข้มของฟ้าผ่า) ยิ่งมีความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าช็อตมากขึ้น
• แจกจ่าย – ไฟฟ้ากระจายหรือแพร่กระจายไปทุกทิศทางในน้ำ โดยส่วนใหญ่อยู่ที่และใกล้กับผิวน้ำ
• ความลึก “ไฟฟ้าไม่ได้ลงไปในน้ำลึก แม้แต่สายฟ้าก็ยังเดินทางได้ลึกประมาณ 20 ฟุตก่อนที่จะสลายไป
• ความเค็ม - ยิ่งมีเกลือในน้ำมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งกระจายกระแสไฟฟ้าได้ง่ายมากขึ้นเท่านั้น น้ำทะเลท่วมมีความเค็มสูงและความต้านทานต่ำ (โดยทั่วไปประมาณ 22 โอห์มซม. เทียบกับ 420k โอห์มซม. สำหรับน้ำฝน)
• อุณหภูมิ ยิ่งน้ำอุ่นมากเท่าไหร่ โมเลกุลของน้ำก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจะแพร่กระจายในน้ำอุ่นได้ง่ายขึ้น
• ภูมิประเทศ - ภูมิประเทศของพื้นที่ก็มีความสำคัญเช่นกัน
• เส้นทาง – ความเสี่ยงของไฟฟ้าช็อตในน้ำมีสูงหากร่างกายของคุณกลายเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดสำหรับกระแสน้ำ คุณจะค่อนข้างปลอดภัยตราบเท่าที่มีแนวต้านอื่นที่ต่ำกว่าอยู่รอบตัวคุณ
• จุดสัมผัส – ส่วนต่างๆ ของร่างกายมีความต้านทานต่างกัน ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปแล้วแขนจะมีความต้านทานต่ำกว่า (~160 โอห์มซม.) มากกว่าลำตัว (~415 โอห์มซม.)
• ถอดอุปกรณ์ – ความเสี่ยงจะสูงขึ้นหากไม่มีอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อหรือมีอุปกรณ์ดังกล่าวและเวลาตอบสนองเกิน 20 มิลลิวินาที

การคำนวณระยะปลอดภัย

การประมาณระยะปลอดภัยสามารถจัดทำขึ้นตามหลักปฏิบัติสำหรับการใช้ไฟฟ้าใต้น้ำอย่างปลอดภัยและการวิจัยทางวิศวกรรมไฟฟ้าใต้น้ำ

หากไม่มีการปล่อยที่เหมาะสมเพื่อควบคุมกระแส AC หากกระแสของร่างกายไม่เกิน 10 mA และความต้านทานการติดตามของร่างกายคือ 750 โอห์ม แรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยสูงสุดคือ 6-7.5V [1] ค่าของระยะปลอดภัยในน้ำขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกระแสไฟฟ้าขัดข้องต่อกระแสไฟฟ้าในร่างกายที่ปลอดภัยสูงสุด (10 mA สำหรับ AC, 40 mA สำหรับ DC):

• หากกระแสไฟฟ้าขัดข้องเป็น 40A ระยะปลอดภัยในน้ำทะเลจะเท่ากับ 0.18 ม.
• หากสายไฟขาด (บนพื้นแห้ง) คุณต้องอยู่ห่างอย่างน้อย 33 เมตร ซึ่งเท่ากับความยาวของรถบัส [10] ในน้ำ ระยะนี้จะไกลกว่ามาก
• หากเครื่องปิ้งขนมปังตกน้ำ คุณต้องอยู่ห่างจากแหล่งพลังงานไม่เกิน 360 ฟุต (110 เมตร) [3]

คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าน้ำถูกทำให้เป็นไฟฟ้า?

นอกจากคำถามว่าไฟฟ้าเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหนแล้ว คำถามที่เกี่ยวข้องที่สำคัญอีกข้อหนึ่งก็คือการรู้วิธีบอกได้ว่าน้ำมีกระแสไฟฟ้าหรือไม่

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: ฉลามสามารถตรวจจับความแตกต่างเพียง 1 โวลต์ที่ห่างจากแหล่งไฟฟ้าไม่กี่ไมล์

แต่เราจะรู้ได้อย่างไรว่ากระแสไหลหรือไม่?

หากน้ำมีไฟฟ้าแรงสูง คุณอาจคิดว่าเห็นประกายไฟและสลักเกลียวอยู่ในน้ำ แต่มันไม่ใช่ น่าเสียดายที่คุณจะไม่เห็นอะไรเลย ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถบอกได้เพียงแค่เห็นน้ำ หากไม่มีเครื่องมือทดสอบในปัจจุบัน วิธีเดียวที่จะรู้ได้คือทำความเข้าใจกับมัน ซึ่งอาจเป็นอันตรายได้

วิธีเดียวที่จะทราบได้อย่างแน่นอนคือการทดสอบน้ำเพื่อหากระแส

หากคุณมีแอ่งน้ำที่บ้าน คุณสามารถใช้อุปกรณ์แจ้งเตือนการกระแทกก่อนเข้าไปได้ อุปกรณ์จะสว่างเป็นสีแดงหากตรวจพบกระแสไฟฟ้าในน้ำ อย่างไรก็ตาม ในกรณีฉุกเฉิน ควรอยู่ห่างจากแหล่งที่มาให้มากที่สุด

ลองดูบทความบางส่วนของเราด้านล่าง

• ไฟกลางคืนใช้ไฟฟ้ามากไหม
• ไฟฟ้าสามารถผ่านไม้
• ไนโตรเจนเป็นตัวนำไฟฟ้า

แนะนำ

[1] ปปส. ชุดกฎสำหรับการใช้ไฟฟ้าใต้น้ำอย่างปลอดภัย IMCA D 045, R 015 สืบค้นจาก https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html 2010.

[2] บีซีเอชไฮโดร ระยะห่างที่ปลอดภัยจากสายไฟขาด สืบค้นจาก https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html

[3] เรดดิท ไฟฟ้าเดินทางในน้ำได้ไกลแค่ไหน? สืบค้นจาก https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/

ลิงค์วิดีโอ

Rossen Reports: วิธีการตรวจจับกระแสไฟรั่วในสระน้ำ, ทะเลสาบ | วันนี้