Почему не бьет током птиц на проводах: биология и физика в действии. Почему птиц, сидящих на проводах, не убивает током Почему птицы садятся на провода

Наверняка каждый из нас задавал вопрос: как птицам удается оставаться целыми и невредимыми, находясь на проводах? Ведь электрические изделия переносят сотни вольт и способны нанести огромный ущерб человеку. Почему людям категорически нельзя дотрагиваться до проволоки, передающей ток, а пернатые так просто часами соприкасаются с проводами? Ответ намного проще, чем может показаться.

Всё элементарное просто

Секрет прекрасного самочувствия птиц, находящихся на проводах, заключается во всем известных основах физики и электротехники.

Электрический ток возникает в том случае, когда происходит движение заряженных частиц между двумя точками. Имея провод, на концах которого разное напряжение, заряженные частицы перемещаются с одной точки в другую. В то же время птица большое количество времени находится в воздухе, а он в свою очередь является диэлектриком (материал, который не способен проводить электрический заряд).

Когда птица размещается на электрическом проводе, удара током не происходит. Всё потому что птицу окружает только диэлектрик – воздух. То есть ток не проводиться между проводом и пернатым. Для того чтобы перемещение заряженных частиц осуществилось, необходимо точка с меньшим потенциалом, которая отсутствует.

В результате одинакового напряжения птицу не бьет током. Но, в случае, если пернатый заденет крылом соседний кабель, напряжение которого значительно отличается, его мгновенно поразит сила тока (что практически невозможно, так как провода расположены на достаточном расстоянии по отношению друг к другу).

Птицы и провода

Существуют случаи, при которых птицы становились причиной нарушения работы линии электропередачи. Таких случаев мало, но они существуют: птицы, несущие в клюве кусок материала, способный проводить электрический ток, становились причиной короткого замыкания на линии. Это объясняется тем, что материал (например, проволока) является своеобразным мостом, проводником и, соприкасаясь с проводом, происходит протекание тока.

Чтобы птицу по-настоящему ударило током, необходимо в прямом смысле лечь на изоляторы. При этом размер пернатого должен быть внушительным. Большая птица может спровоцировать образование электрической цепи, что окажет губительное влияние на неё.

Люди также могут прикасаться к электрическим проводам, но только с использованием специального оборудования и техники.

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!

Каждый человек хотя бы раз в жизни сталкивался с таким понятием, как электризация. Кратчайшее прикосновение к кому-либо – маленькая вспышка, слабый удар током. Непослушные наэлектризованные волосы. Легкие вспышки при натирании синтетических материалов. Всё это является примерами проявления загадочной электризации, этакой суперспособности, время от времени подвластной любому человеку. У некоторых это необычное явление наблюдается гораздо чаще, чем у других, они постоянно бьются током и пытаются выяснить причины этого явления. Такие люди задаются вопросом «Очень сильно электризуюсь и постоянно бьюсь током, что делать? Как устранить этот эффект?»

Почему человек бьется током

Для того, чтобы разобраться, почему человек бьется током, придется ознакомиться с физикой явления.

Причиной наэлектризованности материалов является статическое электричество. Под этим понятием скрывается целая совокупность явлений, заключающихся в появлении, сохранении и релаксации свободного электрического заряда, возникающего в быту как следствие трения предмета о предмет. Достаточно старательно начесать волосы, зажать в пальцах и потереть друг о друга кусочки синтетического волокна – и вот, межмолекулярное равновесие стремительно летит в тартарары. Одна часть, участвующая в трении, теряет электрон, а другая – наоборот, приобретает. Частицы начинают движение, образуя противоположно заряженные электронные слои. Возникающий дисбаланс и называется статическим электричеством, которое проявляется в небольших вспышках тока – искрении. Особенно успешно этот процесс происходит в таких материалах, как натуральная шерсть, мех, синтетика, бумага, человеческий волос, янтарь, пластмассовая или же полиэтиленовая продукция. Все эти вещества в больших количествах окружают нас в повседневной жизни, вот почему любой человек электризуется в большей или же в меньшей степени.

Птицы не пострадают, а люди без света остаться могут. Пернатых называют главной причиной осложнений в работе подстанций. Учтено мнение специалистов почти 90% сетевых предприятий США.

Опрос проводился IEEE. Так в Америке называется Институт инженерии по электротехнике и электронике. Подобные опросы проводились и в , в частности, учеными из МГУ. Отечественные специи дополнительно обследовали 10 километров электролиний в Талдомском районе .

Вывод ученых: - массовые сидки птиц на проводах с последующим одновременным взлетом приводят к раскачиванию линий, их схлестыванию и, как следствие, межфазовым замыканиям. же, зачастую, не страдают. Почему?

Законы физики и птицы на проводах

Для понимания «безнаказанности» птиц на проводах, нужно вспомнить закон Ома:

Его первая часть гласит: - Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах. То есть, показатель зависит от разности потенциалов. Садясь на кабель, птица как бы шунтирует его, то есть соединяет точки схемы электросети. Этими точками становятся места сцепки с лапами. Пернатое берется за провод обоими конечностями, причем, на малом расстоянии. Соответственно, и разница потенциалов получается малой. Вот почему птиц не бьет током на проводах .
Вторая часть закона Ома гласит: - сила тока обратно пропорциональная сопротивлению проводника. Показатель между металлами высок. А вот сопротивление меж проводом и птицей мало. Поток электронов проходит через тело пернатого, устремляясь дальше по цепи. Разницы напряжений меж кабелем и птицей не возникает, поскольку животное держится за один провод, не касаясь земли. Току некуда уходить, кроме как в птицу.

Сидя на ЛЭП, животное является не потребителем энергии, а проводником, перенимая фиксированный заряд. Вот и получается, что разницы напряжений меж птицей и кабелем нет.

В каких случаях птиц на проводах может ударить током?

Почему птиц не бьют током провода , когда бьют, - задают некоторые ответный вопрос тем, кто удивляется устойчивости пернатых к току. Физики из МГУ, к примеру, обследуя ЛЭП в Талдомском районе Подмосковья, нашли на 10-ти обследуемых километрах линий 150 погибших животных. Как же они умерли, если не создают с проводами разность потенциалов и напряжений?

Ответы кроются все в том же законе Ома и прочих правилах физики. Итак:

расстояние меж лап севшей на кабель птицы минимально, если это воробей, а вот крупные пернатые ставят конечности дальше друг от друга, увеличивая тем самым разность потенциалов
птица перенимает напряжение кабеля, на котором сидит, и рискует погибнуть, задев соседний провод с иным напряжением, что возможно при раскачивании на ветру, близком расположении линий
пернатые загрязняют пометом деревянные опоры ЛЭП, что приводит к утечке токов и возгоранию столбов, на которых птицы иногда устраивают гнезда
есть риск посадки животного на участок провода, где повреждена изоляция

Учитывая риски для жизни пернатых и возможные неполадки на линиях по их вине, ученые придумали схемы отпугивания животных от ЛЭП. Самой эффективной считается монтаж репеллентного провода внутри металлической опоры линии электропередач.

Кабель встраивается изолированно от так называемого тела опоры. В проводе - направленное напряжение. Направлено оно на птиц, не смертельно, но неприятно. Ощутив это, пернатые снимаются с кабелей, улетая прочь.

Что вынуждает птиц садиться на провода

Садиться на провода, несмотря на риски, птиц заставляет инстинкт:

Большинство пернатых безопаснее чувствуют себя в воздухе. Поэтому животные стараются искать для отдыха или выслеживания добычи возвышенности.
Если единственная возвышенность в окружающем ландшафте ЛЭП, они предпочтительнее, чем земля.

Тоже касается постройки гнезд. Большинство пернатых обустраивают их на высоте. Когда нет других возвышенностей кроме опор ЛЭП, на них и селятся.

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