Андрей 🏳️‍🌈
21 июня 00:07.
824

Насколько сильно может ударить статическое электричество, выработанное в бытовых условиях?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
3 ответа
Поделиться

Человек каждый день сталкивается со статическим электричеством:  прикасаясь к какому-либо предмету, мы иногда получаем небольшой удар  током. Это неприятно, а иногда и больно. Наверняка, в эти моменты вы  думаете, а может ли заряд быть настолько большим, чтобы последствия  удара стали трагическими?

Чтобы убить человека, необходим заряд около 1400 мДж. Те заряды, с  которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, несут от 1 до 30 мДж. Они  могут возникнуть, например, при причесывании волос, когда атомы одного  вещества из-за сильного притяжения перетягивают электроны с атомов  другого вещества. Расческа получает отрицательный заряд, а волосы  положительный, поэтому и начинают разлетаться в разные стороны (ведь  одноименные заряды отталкиваются друг от друга). Когда мы дотрагиваемся  до какого-нибудь предмета, мы отдаем ему лишний заряд, накопленный  расчесыванием, из-за чего и возникает статическое электричество.

Удар статическим током можно получить даже от любимой кошки, но до  сих пор не было зарегистрировано, чтобы домашние питомцы убивали своих  хозяев током, да в целом риск смерти от прямого поражения бытовым  статическим электричеством сводится к нулю. Даже если  сесть в  автомобиль и ездить с высокой скоростью, накапливая заряд, он вряд ли  превысит хотя бы четверть смертельной дозы. Удар электричеством будет  очень неприятным, но угрожать вашей жизни ничего не будет.

Но не стоит думать, что статическое электричество не несет никакой  опасности. Возникающие искры могут стать причиной возгорания  легковоспламеняющихся веществ. Случаев, когда от пожаров, вызванных  статическим электричеством, гибли люди – огромное количество. Но даже  если в помещении нет взрывоопасных веществ, рефлекторное сокращение мышц  может стать причиной травмы.

Даниил Бойкоотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
9

Заряд не измеряется в Джоулях. 

+2
Ответить
Прокомментировать

Физика. Вопрос показался мне интересным и вот почему. Дело в том, что статическое электричество имеет одну интересную особенность — заряд весь накапливается на поверхности проводника. В случае человека — в поверхностном роговом слое кожи. Человека с электрической точки зрения можно рассматривать как последовательное соединение сопротивления величиной R ≈ 1,5 kΩ  и конденсатора емкостью C ≈ 100 пФ (особо недоверчивым сюда). Такая RC-цепь может работать в разных режимах. Нас интересует режим разряда конденсатора-человека, который уже накопил заряд (гуляя по ковру в сухом помещении) и случайно коснулся холодильника. Раздался треск в месте касания, там же появилась искра и человека как бы ударило током. Опасно ли это было?

Характерное время разряда RC-цепи равно τ₀ = RC ≈ 1,5×10⁻⁷ сек. Не вдаваясь в дебри экспоненциальной функции убывания заряда, умножим это время на 3, считая, что весь процесс разряда длится τ = 3τ₀ = 4,5×10⁻⁷ сек. За это время выделяется энергия Е = CU²/2 ≈ 4,5×10⁻⁴ Дж, где U = 3000 В — пробивное напряжение в сухом воздухе на расстоянии 1 мм. Соответствующая выделенная мощность в искре равна W = E/τ ≈ 1 кВт. Пренебрегая потерями энергии на звук и искру, найдём величину тока разряда I = W/U ≈ 300 мА

Такой ток смертелен для человека. Остановка сердца гарантирована, если ток пройдёт через тело. Но дело-то в том, что он как раз и не проходит через внутренние органы. Этот ток течёт через поверхностный роговой слой кожи человека и сам по себе безвредный. Но ток импульсный (~0,45 мкс) и обязан индуцировать соответствующий ток в подкожных мышцах, близких к точке касания, где плотность тока выше. Вот индуцированный в подкожных мышцах ток по-видимому и вызывает реакцию мышц и болевое ощущение передаваемое нервной системой. Индуцированный ток в сотни и более раз меньше прямого импульсного тока по поверхности кожи и, из-за слабости своей, он может действовать только на расслабленные мышцы в области близкой к точке касания. 

Мне нигде не попадались такого рода оценки. Если кто знает о них — дайте знать. Интересно было бы сравнить. Критика и замечания приветствуются.

Личный опыт. Вершина горы. Туман. Странный звон. Подходим к железному триангулятору на вершине, тональность звона меняется. Кто-то снял шапку. Волосы у него стали дыбом. Все сняли шапки. Хохот у всех. С ключом в руке подхожу к триангулятору. Возникает сине-зелёная дуга между концом ключа и железом триангулятора с расстояния 3-5 мм. У меня никаких ощущений кроме восторга, который длится более минуты. Кто-то предположил, что это опасно и может ударить молния. Сразу возник страх. Бегом все вниз. Молния так и не ударила. Внизу пожалели, что не оценили подарок судьбы — Огни святого Эльма.     

Совет шутникам. Если вы знаете, что электрически заряжены, то осторожно подойдя к товарищу/подруге сзади, коснитесь пальцем его мочки уха. Раздастся треск искры, ваш товарищ завизжит от ужаса, а вы даже не почувствуете удара током из-за напряженных мышц вашего пальца. Проверено опытом. Но даже не пытайтесь, если ваш товарищ бегает быстрее вас.  

7
Прокомментировать

А я слышал такую теорию, что заряд статического электричества вполне может убить человека. Например от только что приземлившегося самолёта и поэтому  на них существует специальная система защиты . Но я так понимаю, что это в теории заряд может достигнуть такой силы,  а на практике никто на себе таких воздействий испытать не хочет.

0
Прокомментировать
Ответить