Почему ворону не убивает током на проводах. Почему не бьет током птиц на проводах: биология и физика в действии. Когда все же «дернет» током

Прикосновение к проводу высокого напряжения смертельно опасно для человека и животных. Почему же птицы спокойно садятся на высоковольтные провода?

Ответ

Когда птица сидит на высоковольтном проводе, то представляет собой параллельное ответвление электрической цепи: часть тока идёт по проводу, а часть - через тело птицы. Но так как сопротивление тела птицы намного больше сопротивления малого участка провода между её лапками, то и ток, идущий через неё, ничтожно мал и безвреден (можно сказать, что весь ток идёт по проводу, не воспринимая птицу как проводник). Кроме того, лапки птицы расположены на малом расстоянии друг от друга, разность потенциалов между ними очень мала - не десятки тысяч вольт (напряжение между проводом и землёй или проводом и вторым проводом), а милливольты, что, учитывая большое сопротивление, даёт очень малый ток. Как известно, для живого организма опасно не высокое напряжение, а большая сила тока. (Убивает ток, а не напряжение. На этом основаны разные занимательные трюки с высоким напряжением, когда у человека встают дыбом волосы, когда его "эффектно" бьёт током и пр.) Чтобы уменьшить потери энергии при передаче по проводам, силу тока в них делают маленькой, но напряжение - высоким (поэтому у нас провода высоковольтные, но не "высокоамперные").

Если бы птица, сидя на проводе, коснулась земли (вспомните короткометражный мультик "For the Birds" / "О птичках" студии Pixar), то возникло бы замыкание на землю, высокое напряжение дало большую силу тока (закон Ома) и убило птицу.

Провода к столбам прикрепляют через изоляторы, но если птица крупная и может, сидя на проводе, коснуться своим крылом или клювом заземлённой опоры или даже деревянного мокрого столба в дождь, то произойдёт мгновенное замыкание на землю и судьба птицы печальна - тяжелейшие ожоги, паралич и смерть. То же самое при касании другого провода крылом или в результате замыкания проводов струёй фекалий (бывает и такое).

Таких случаев происходит много, особенно с птицами крупного размера. В октябре 2000 года было обследовано 11 километров линии среднего напряжения в заповеднике на озере Тенгиз в Казахстане. Было зарегистрировано множество погибших от удара током птиц: 200 пустельг, 48 степных орлов, два испанских орла-могильника, один орлан-белохвост и один черный гриф. Такие же нерадостные данные получены в результате исследований в странах Европы. Некоторым видам птиц уже грозит полное уничтожение именно из-за гибели от линий электропередач. Поэтому стремятся мачты воздушных линий электропередач конструировать менее опасными для птиц, хотя для таких мачт нужно больше средств, ведь необходимо изоляторы делать большего размера (лучше всего подвесные изоляторы), расстояние между проводами увеличивать, покрывать изоляцией провода на участках вблизи мачт, делать специальные насесты для птиц. Союзы охраны природы разных стран выдвигают перед политиками задачу законодательно обязать строить только безопасные для птиц мачты линий электпропередач, а существующие дополнительно обезопасить, ЛЭП среднего напряжения по возможности прокладывать как подземный кабель, а территории с большим потоком перелётных птиц по возможности освободить от воздушных линий электропередач.

Нет, наверное, человека, который бы не видел птиц, сидящих на проводах. Правда, когда начинаешь задумываться о том, какое по ним электрическое напряжение идет, невольно возникает закономерный вопрос о том, почему на него никак не реагируют птицы.

Почему птиц не прошибает ток?

Ответ на данный вопрос предельно прост и он кроется в школьном курсе физики, которую изучали в 5 или 6 классе. Итак, птица садится на провод, но при этом не образуется разницы в напряжениях. Во-первых, она при этом никак не соприкасается с землей, то есть, не будет служить способом заземления, во-вторых, она сидит одновременно только на одном проводе, соответственно, ни о каких замыканиях говорить не приходится. Поскольку птички не служат проводниками тока, их разряд не бьет.

Впрочем, это не страхует пернатых от несчастных случаев, ведь не дай Бог ей неосторожно взмахнуть крылышком, задев соседний провод, она превратится буквально в гриль, ее смерть будет мгновенной. Другой вопрос, что провода в подавляющем большинстве довольно далеко друг от друга. Это сделано не только ради птиц, взят в расчет ветер и колебания этого самого провода. В противном случае будет замыкание и пожар. А целый район может быть надолго обесточен.

Есть еще одна причина. Вкратце ее суть в том, что на расстоянии ширины между ногами одной птицы, сидящей непосредственно на оголенном проводе, снижение напряжения между этими двумя точками соприкасания ног птиц с самим проводом так мало, что его будет недостаточно, для «пробоя диэлектрика», в результате которого бы через тельце птицы пошел электрический ток, который бы и убил или повредил животному. Выходит, никакая это не загадка и не волшебство.

А знаете ли вы?

• Смех и слезы, а точнее, плач, являют собой две прямо противоположные эмоции. О них известно то, что обе они являются врожденными, а не […]
• Включая компьютер или ноутбук, вы видите надписи на подобии следующих: DISK BOOT FAILURE, либо INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER, далее […]
• Наверняка многие видели, как слипаются собаки, более того, стоит только на улице образоваться подобной ситуации, как тут же откуда-нибудь […]
• Споры о несправедливости мира были бы неполными без постоянных упоминаний несправедливости, царящей между полами. В частности, […]
• Всех тех, кто в детстве имел веснушки, наверняка дразнили и, соответственно, они досадовали на данный факт. А вместе с тем и задавались […]
• Все хоть раз слышали то, как спящий человек во сне что-то бормочет или даже вполне внятно рассказывает. Как правило, это смахивает на […]
• Многие держат дома не хомяков или попугаев, а рыбок, мотивируя это тем, что аквариум отлично вписывается в любой интерьер, не нарушает […]
• Многие сталкивались с таки, безусловно, неприятным явлением, как онемение губ. Но объяснить причину данной неприятности они, тем не менее, […]

Вы замечали, что на линиях электропередач часто сидят птицы в одиночестве или целыми стаями? При этом провода находятся под напряжением, которое может быть от сотен вольт до нескольких тысяч. Всем известно, что человеку нельзя касаться оголенных токоведущих частей, так как это может привести к поражению электрическим током. И в то же время ситуация с птицами кажется противоположной и вызывает интерес у многих людей. Итак, давайте разберемся, почему птиц не бьет током на проводах.

Условия для поражения электрическим током

Начнем с отсылки к урокам физики школьной программы, раздел электричество и магнетизм. Там сказано, что электрическим током является направленное движение зарядов. Он возникает между точками с разными электрическими потенциалами. В свою очередь поражение электрическим током возникает при протекании тока через тело (пернатого, животного, человека). Протекание электричества, как было сказано, возможно между двумя точками между которыми есть напряжение.

Если прикоснуться к одному из проводов при этом, не касаясь другими частями тела земли и других проводящих предметов ток через него течь не будет.

Важно знать: Ток силой в 0,1А, протекающий через тело в течение одной секунды является смертельным для человека.

Пернатые сидят на линиях электропередач, обеими лапами держась за один и тот же провод. По длине провода напряжение на его участках практически одинаково. Условий для протекания тока через тело птицы нет. Тело имеет достаточное больше сопротивление и емкость. Емкость это еще один фактор, способствующий протеканию электричества. Аналогом емкости является конденсатор, постоянный ток заряжает конденсатор, после чего перестает протекать через него, переменный же успешно протекает, с определенным реактивным сопротивлением. На одной части полуволны синусоидального переменного напряжения конденсатор заряжается, на второй — разряжается и перезаряжается.

Вернёмся к нашим птицам, их тело имеет малые линейные размеры, держась лапами за провод, птица краями своего тела находится на удалении от него, соприкасаясь с воздухом, который является диэлектриком. Если потенциал в точке, удаленной от провода, будет отличаться от места касания лап, то птица может быть рассмотрена в виде конденсатора в цепи переменного напряжения. Однако ёмкость тела из-за его малых размеров маленькая соответственно и ток будет мизерный. На лапах птиц есть слой грубой кожи с высоким сопротивлением, который служит дополнительным изолятором.

Еще важно знать, что птицы чувствуют электромагнитное поле, поэтому не садятся на высоковольтные линии, которые находятся под напряжением порядка 500 кВ. Это чутье обеспечивает им дополнительную защиту от поражения. Поэтому птицы могут безопасно сидеть на высоковольтных линиях.

В каких случаях птица погибнет на проводах

Если пернатое село на провод, его не убьет. Но это справедливо, когда она сидит держась обеими лапками за один провод. Но вот если случайно крупный аист или орёл заденет крылом, а часто случается именно так, соседний провод (другой фазы) или опору — произойдет удар и смерть. При прикосновении к соседней фазе получается межфазное замыкание через тело. При касании опоры — замыкание на землю. Оба вида замыкания характеризуются большим током.

Также она погибает, когда в клюве несёт что-то длинное, например кусок проволоки — им легко можно перемкнуть фазы. Даже если это ветка, особенно, если она влажная, при напряжении в тысячи вольт она станет неплохим проводником.

Третий случай в сырую, пасмурную или дождливую погоду. Влага и ионизированный воздух способствуют поражению электричеством.

Ну и напоследок ответим еще на один достаточно любопытный вопрос — «Можно ли человеку повторить птичий опыт?». Теоретически можно, но пробовать крайне не советуем. Сложно представить способ, как можно оказаться на такой высоте, ведь допрыгнуть до ЛЭП — сомнительная затея. Хотя электромонтёры-высоковольтники подобным образом обслуживают линии. Но делают они это, соблюдая ряд мер по технике безопасности и используют соответствующие инструменты и экипировку.

Материалы

Вы когда-нибудь задумывались, почему птиц на проводах не бьет током? В детстве нам всегда говорили держаться подальше от электрических проводов. Запрещали засовывать пальцы в розетку и так далее. Но почему птиц, которые сидят на высоковольтных проводах, не бьет током?

Электричество может быть очень опасным. Тока, достигающего сердца человека всего за несколько секунд, достаточно, чтобы прервать естественный его ритм. Кроме всего прочего, ток может вызвать серьезные проблемы в функционировании других органов тела. Однако если высоковольтные кабели настолько опасны, почему птиц не бьет током, когда они сидят на проводах? Все дело в особенной природе движения тока.

Электричество - лениво

Суть заключается в том, что электричество невероятно лениво — оно всегда принимает самый легкий путь движения. В физике мы говорим, что электричество (или ток) движется от точки наивысшего потенциала до точки наиболее низкого потенциала. Вот почему птиц не бьет током, когда они сидят на проводах. Можно представить себе то, как электричество проходит через объект, сравнивая его движения с броском мяча с горы. Мяч всегда будет падать вниз. Мяч никогда не полетит на гору. Концы проводов имеют разные потенциалы, поэтому электричество движется по проводу.

Поскольку обе лапы птицы находятся на одной и той же проволоке, между ними нет разницы в потенциале (представьте себе птицу как плоскогорье, где мяч не будет ни падать, ни спускаться с горы). Электричество слишком лениво, чтобы проходить через птицу: оно просто предпочтет продолжить движение по проводу. Собственно, вот и весь секрет, почему птиц не бьет током на проводах.

Объяснение на примере из жизни

Представьте себе, если вам нужно было сходить в свой местный магазин, чтобы купить хлеба и молока. Вы можете выбрать один из двух возможных маршрутов: по хорошей ровной тропинке или через грязное болото. Вероятнее всего, вы выберете пешеходную дорожку, потому что по ней пройтись гораздо легче. Именно это и делает электричество, оно движется по самому простому пути, который мы называем путем наименьшего сопротивления. Инженеры специально проектируют провода так, что электричество легко движется по ним.

С другой стороны, наши тела и тела птиц оказывают большое сопротивление электричеству, спускающемуся по ним. Поэтому электричество будет преимущественно продолжать движение вниз по проводу, поскольку это более легкий путь для него, чем прохождение через птицу. Именно по этим причинам наши пернатые друзья могут с радостью сидеть на линиях электропередач, не превращаясь в курочек-гриль.

Почему птиц не бьет током на проводах: есть одно но!

Что если мы хотим, чтобы птиц ударило током? Что если мы вообразим себя каким-то жестоким супергероем, который хочет истребить всех птиц? Что мы можем сделать, чтобы заставить их получить электрический шок от сидения на проводе? Ну, мы могли бы внести большой вклад в потенциал между птицей и проволокой. Есть два простых способа сделать это. Во-первых, мы могли заставить птицу коснуться одного из других силовых кабелей, проходящих рядом (силовые кабели обычно работают с разными потенциалами, поэтому, если бы птица одновременно коснулась двух проводов, через нее бы прошло электричество).

Также мы могли бы установить связь между птицей и землей. Потенциал земли отличается от потенциала силового кабеля, поэтому электричество будет проходить из кабеля на землю через птицу. Вот почему людям очень важно не прикасаться к силовым кабелям.

Теперь мы, зная, почему птиц не бьет током на проводах, можем научить человека, прикасаясь к высоковольтным кабелям, не получать удара: осталось только научиться балансировать на проводах, подобно птице.

Интересно, как рабочие ремонтируют электрические провода, не получая удара током? Дело в том, что одежда и оборудование электриков изготовлены из изоляционных материалов. Изоляционные материалы, такие как каучук, являются материалами с низким показателем электропроводимости. Другой метод — проведение работ на вертолете. Поскольку ни рабочий, ни вертолет не связаны с землей, работник может спокойно работать с кабелем. Однако, даже несмотря на тот факт, что техника безопасности продолжает улучшаться каждый день, профессия электрика все еще является одной из самых опасных. Ах, как жаль, что мы не птицы, как жаль, что мы не летаем!

В заключение

Причина, почему птиц не бьет током на проводах, заключается в том, что обе ноги птицы имеют одинаковый потенциал, поэтому электричество не проходит через них. Во-вторых, птица обеспечивает большую устойчивость к электричеству, проходящему через нее, чем силовой кабель, поэтому электричество будет проходить через силовой кабель. Пока птицы не прикасаются к чему-либо еще, например к земле или другому кабелю, они будут продолжать сидеть там, наблюдая за нами сверху. Итак, теперь вы знаете, почему птиц не бьет током на проводах. Как видите, физика может быть очень интересной и познавательной!

Всем известно, что линии электропередач находятся под напряжением, и прикасаться к ним не стоит ни в коем случае. Но вот птиц, сидящих на проводах, это обстоятельство совершенно не волнует. Провода для птиц - это удобное место для отдыха и общения, и к тому же недосягаемое для кошек. Как же пернатым удается оставаться целыми и невредимыми?

Оказывается, для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить школьный курс физики, а точнее ту его часть, что связана с электродинамикой. Линии электропередач служат для передачи электроэнергии в виде электрического тока. Электрический ток, передаваемый по проводам, бывает переменным и постоянным. Но в подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач протекает именно переменный ток.

Как происходит удар током или электрошок? Подобная неприятность случается во время прохождения электрического тока через тело. А происходит это по причине большой разницы напряжения в точках соприкосновения с проводниками, в нашем случае с проводом.

Теперь посмотрим, что происходит с небольшой птичкой, садящейся отдохнуть на провод. Во время приземления птица касается двумя лапами только одного провода, поэтому напряжение в двух точках касания одинаково. Другого контакта ни с какими другими предметами (проводниками тока) птица не имеет. При этом разница напряжения отсутствует, и пернатые в полном здравии продолжают сидеть на проводах. Но стоит птице покрупнее совершить неловкое движение, например, задеть крылом столб-опору ЛЭП, соседний провод или ветку дерева, нависающую над линией, как тут же возникает разница потенциалов, ведущая к печальным последствиям.

Вторым немаловажным моментом является размер тела. Птица выступает в роли конденсатора, то есть в ней накапливается некоторый заряд тока и происходит его разрядка. Поскольку размеры тела невелики, то и емкость конденсатора будет мала. Но с животными покрупнее в подобном случае, может также произойти неприятность - емкость их тел окажется выше. Вследствие чего также может произойти удар током.

В случае с более крупными живыми существами, в том числе и с человеком, контакт с линиями электропередач неизменно приводит к трагедии. Человек всегда на чем-то стоит, он не может держаться на проводах и больше ничего не касаться. А в случае соприкосновения с другими предметами, как мы уже выяснили выше, возникает разница напряжения, которая и приводит к удару током. Таким образом, получается, что секрет птиц, сидящих на проводах, заключается в их малых размерах и в том, что они способны сидеть на проводе без соприкосновения с другими предметами.